9. Состав природных газов и их классификация. Молекулярный объем (масса), плотность, вязкость, упругость насыщенных паров природных газов.

Природные газы подразделяют на три группы. 1. Газы, добываемые из чисто газовых месторождений. Они представляют собой сухой газ, практически свободный от тяжелых углеводородов. В составе газа чисто газовых месторожд. наход. 91…99% метана, остальные 1…9% гомологи метана, а также в состав чисто газовых месторожд. входят и не Ув-ые газы: это N₂ до 42% , Н₂S, меркаптаны, СО₂ и такие редкие газы как Ar, He, ксинон, криптон и т.д.

2. Газы, добываемые вместе с нефтью. Это физическая смесь сухого газа, пропан-бутановой фракции (сжиженного газа) и газового бензина. В составе попутных газов нефт. мест. сод-ие СН₄ сост.< 35…40%, содерж. гомологов доходит до 30…60%, мн. N₂, СО₂ иногда и Н₂S.

3. Газы, добываемые из газоконденсатных месторождений. Они состоят из сухого газа и жидкого углеводородного конденсата. Углеводородный конденсат состоит из большого числа тяжелых углеводородов, из которых можно выделить бензиновые, лигроиновые, керосиновые, а иногда и более тяжелые масляные фракции. Кроме того, присутствуют N₂, СО₂, H₂S, Не, Аг и др. В составе газов, добываемых из газоконденсатных месторождений, содержание СН₄ колеблется от 75 до 88%, остальные гомологи метана не УВ компоненты.

Состав газовой смеси выраж-ся в виде массовой или объемной концентрацией компонентов либо в мольных долях.1. Массовая конц-ия комп-ов:

W_i – массовая конц-ия i-го компонента; М_i- масса i-го компонента, входящего в состав газов. Смеси; n-кол-во комп-ов, вход-их в состав газов. 2. Объемная конц-ия компонентов

V-объемн. конц-ия; V_i- объем i-го комп-та в сост. смеси; n- число компонентов в смеси. 3. Мольная доля.

Y_i – мольная доля i-го компонента; n _I –число молей i-го комп-та. Плотность газа – это масса газа в единицу объема, измеряется в кг/м³, но часто пользуются относительной плотностью газа. За относительную плотность газа принимается число, показывающие во сколько раз масса рассматриваемого газа> или< массы сухого воздуха, заключ. В один и тот же объём при н.у. (0 ⁰С; 0,1 МПа.)_г  _в

Чем > молекулярная масса газа, тем > его плотность. Плотность газов измеряют специальными газовыми пикнометрами или эффузивным способом, основанным на измерении скорости истечения газов из калиброванных отверстий. Плотность газов зависит от t-ры и давления. С увеличением t-ры плотность газов уменьшится, с ростом Р и молекулярной массы плотность увеличивается. Сведения о плотности газов использ. для опред-ия массы газа по объему и наоборот. Вязкость УВ газов. - характеризует силу внутреннего трения. Различают динамическую и кинематическую вязкость, кот. связаны м/у собой следующим отношением: (1) v- [м^2/с]-кинематическая вязкость; μ-[Па*с]- динамическая вязкость. Вязкость газа зависит от t, P и природы самого газа. Закономерности изменения в. газов от указанных параметров можно объяснить исходя из некот. положений кинетич. теории газов. Так известно, что вязкость (2) ρ-плотность газа; - ср. скорость движения молекул газа;  - длина свободного пробега молекул; μ -динамич. вязкость;

Согласно ф-ле (2) с повышением Р плотность газа увеличивается, но при этом уменьшается средняя длина свободного пробега молекул, а средняя их скорость не изменяется , поэтому с увеличением Р динамич. вязкость газа в начале практически остается постоянной.

При высоких давлениях это нарушается, т.к. газ по своим св-ам приближается к жидкостям. Из формулы (2) видно, что с увеличением t-ры вязкость газа должна возрастать, т.к. ср. скорость движения молекул увелич-ся, а плотность и ср.длина пробега остаются постоянными, при неизменном объеме газа . С повышением t-ры увеличивается скорость и количество движения передаваемого из слоя в слой в ед. времени и следует, что больше будет вязкость.

Однако с повышением Р эти закономерности нарушается. При высоких Р с увеличением t вязкость газов изменяется аналогично изменению вязкости ж-ти, т.е. вязкость снижается.

С увеличением молекулярной массы газа вязкость его возрастает. Для определения вязкости газов используются следующие методы:1. капиллярный;2. м-д измерения ск-ти падения шарика в исследован.газе. 3. м-ды, основан. на измерении ск-ти вращения цил-ров и затухания вращ-ых колебаний дисков; 4. рассчетные м-ды. Упругость насыщенных паров УВ-ых газов. - это то минимальное давление, при кот. газ начин. переходить в жидкое состояние Р_у [Па, МПа]. Упругость насыщенных паров увеличивается с увеличением t-ры и она тем больше , чем меньше плотность газов. С ростом молекулярного веса упругость насыщенных паров уменьшается.(Например:1. бутан С₄Н₁₀- 0,22МПа;2. пропан С₃Н₈- 0,82МПа;3. этан С₂Н₈- 4,0 МПа;4. метан СН₄- 27,0МПа.)