Физико-химические свойства природных газов и конденсата ч. 1. Параметры природных газов. Определение типа залежи

1.1.3. Содержание тяжелых углеводородов в газе.

Объём паров после испарения жидкости

Принято считать, что в газе три тяжелые фракции: пропановая, бутановая и газовый бензин. Последний принимается состоящим по массе из 1/3 бутана и 2/3 пентана (плюс вышекипящие).

Если дан массовый или молярный состав газа, то содержание тяжелых компонентов в г/м³ определяется по формуле

А_i=10g_i_см= 10у_i_i, г/м³. (1.10)

Здесь: g - содержание данного тяжелого углеводорода в газе, мас.%; _см - средняя плотность 1.1. Основные параметры

1.1.1. Газовые законы

• закон Авогадро - 1кмоль газа при нормальных условиях ( р=760 мм рт. ст.; Т=0⁰С) занимает объём 22.41м³;

• закон Дальтона - аддитивности парциальных давлений p_i

р=  р_i ; (1.1)

• закон Амаги - аддитивности парциальных объёмов v_i

v= v_i . (1.2)

Определения:

• аддитивным называется суммарное физическое свойство смеси, определяемое как сумма произведений молярных (объёмных) долевых концентраций компонентов в смеси на свойства этих компонентов;

• парциальное давление компонента смеси p_i - давление, которое он бы имел при удалении из объёма, занимаемого смесью, остальных компонент при неизменных величинах начального объёма и температуры;

• парциальный объём компонента смеси v_i- объём, который он бы имел при удалении из объёма, занимаемого смесью, остальных компонент при неизменных величинах начального давления и температуры.

1.1.2. Параметры газовых смесей

Плотность газа в нормальных условиях определяется по закону Авогадро

= М/22.41, кг/м³, (1.3)

где М - молекулярная масса, М=G/m.

Относительная плотность - плотность газа отнесённая к плотности воздуха _в при тех же значениях давления и температуры

. (1.4)

При определении относительной плотности надо иметь в виду, что стандартными условиями в физике считаются 0⁰С и 0,1013МПа, а коммерческие расчеты в газовой промышленности приводятся к условиям t=20⁰С и p=0,1013МПа. Соответственно, плотность воздуха в первом случае _в0= 1,293кг/м³, а во втором - _в0= 1,205кг/м³. Плотность воздуха при требуемом давлении определяется по формуле

_в = 1,1665р (1.4.1)

Для сравнительной характеристики газа удобнее использовать относительную плотность при нормальных физических условиях

₀=₀ / 1,293. (1.4.2)

Состав природного газа характеризуется концентрациями (содержанием) компонент, которые подразделяются на:

• массовые g_i=G_i /G;

• молярные y_i=m_i /m;

• объёмные x_i=v_i /v.

Здесь: i - номер компоненты; G,m,v - масса, число молей и объём; величины без индексов относятся к смеси.

При известных молекулярных массах компонент М_i и смеси М можно осуществить переход от объёмных концентраций к массовым и наоборот:

g_i=x_i M_i /M. (1.5)

При этом по закону Авогадро y_i=x_i.

При известных концентрациях и параметрах компонент средние характеристики смеси определяются следующим образом:

• давление р=p_i /x_i (1.6)

• объём v=v_i /x_i (1.7)

• молекулярная масса M= (x_i М_i)/100=100/ (g_i /M_i) (1.8)

• плотность =100/ (g_i /_i)=100M/ (x_i M_i)/_i= (x_i _i) (1.9)

В формулах (1.8, 1.9) концентрация дана в процентах.

природного газа, кг/м³; у - содержание данного тяжелого углеводорода в газе, мол.%;  - плотность данного тяжелого углеводорода, кг/м³.

После определения содержания в газе отдельных компонентов пересчитывают содержание в нём n- бутана и газового бензина При этом считают, что в газовый бензин целиком переходит пентан плюс вышекипящие и часть нормального бутана, по величине равная половине содержания пентана плюс вышекипящие.

Пропан бутановая фракция при повышенных давлениях находится в жидком состоянии и переходит в газообразное при понижении давления до атмосферного. Объём паров, получаемый после испарения жидкого углеводорода( при нормальных физических условиях р=0,1013МПа, Т=273 К ), можно вычислить по формуле

V_п=G / _п= 22,41 G / М, м³, (1.11)

где М - молекулярная масса углеводорода, _п - плотность паров углеводорода при нормальных условиях; G - масса жидкого углеводорода, кг.

Если имеется смесь жидких углеводородов, то объём паров подсчитывается по (1.11) с подстановкой средней молекулярной массы смеси испарившихся углеводородов.