Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
практикум ФНГП.docx
Скачиваний:
68
Добавлен:
21.11.2019
Размер:
14.58 Mб
Скачать

5.3 Практическая задача № 3.

Определение по компонентному составу

показателей физико-химических свойств газа (часть 1)

Цель работы:

Изучить способы расчета:

1) плотности сухого газа при нормальных условиях;

2) относительной плотности газа по воздуху;

3) критических и приведенных параметров газа.

5.3.1 Определение плотности сухого газа

при нормальных условиях

Плотность сухого газа известного состава равна сумме произведений плотностей каждого из компонентов ρ, на его относительное объемное хio или молярное xim содержание:

(5.10)

или , (5.11)

где Miотносительная молекулярная масса i-го компонента.

Размерность плотности – кг/м3, хi – доли единицы.

При определении относительной плотности газа следует иметь в виду, что нормальными условиями в газовой промышленности считаются давление 0,1013 МПа и температура 20 °С.

Значения ρri и Mi приведены в таблице 4

5.3.2 Определение относительной плотности газа по воздуху

Относительная плотность газа по воздуху ρо.г равна отношению плотности газа ρг к плотности воздуха ρвз, взятых при нормальных условиях:

. (5.12)

Относительная плотность газа удобна тем, что не зависит от температуры и давления, если пренебречь различием в коэффициентах сверхсжимаемости воздуха и газа. Плотность воздуха при 20 °С и 0,1013 МПа равна 1,205 кг/м3.

5.3.3 Определение критических и приведенных параметров газа

Критическим называют такое состояние вещества, при котором плотность вещества и его насыщенного пара равны друг другу. Параметры, соответствующие этому состоянию, называются критическими параметрами.

Для природных газов, являющихся смесью углеводородных и неуглеводородных компонентов, критические параметры определяются как псевдокритические по составу газа.

При содержании в газе тяжелых углеводородных и неуглеводородных компонентов, объемные доли которых составляют менее 10 %, псевдокритические параметры определяются по формулам 5.13, 5.14:

, (5.13)

, (5.14)

где Рлкр – псевдокритическое давление газа, МПа; Тпкр – псевдокритическая температура; К; хI – объемное содержание i-го компонента, д. ед.; ркр i и Ткр i – критическое давление и температура i-го компонента (определяются по таблице 5.4).

Приведенными параметрами природного газа называются отношения соответствующих параметров к их псевдокритическим значениям:

Ркр = р / рп.кр, (5.15)

Ткр = Т / Тпкр. (5.16)

Таблица 5.4 – Основные параметры компонентов газа

Показатели

Легкие

Тяжелые компоненты газа

СН4

С2Н6

С3Н8

n-С4Н10

i-С4Н10

n-С5Н12

i-С5Н12

1

2

3

4

5

6

7

8

Относительная молекулярная масса, кг/кмоль

16,042

30,06

44,094

58,120

58,120

72,151

72,151

Плотность при 20 °С

и 0,1013 МПа, кг/м3

0,6619

1,263

1,872

2,5185

2,4859

3,221

3,221

Продолжение таблицы 5.4

1

2

3

4

5

6

7

8

Относительная плотность (по воздуху)

0,555

1,049

1,562

2,091

2,067

2,674

2,490

Газовая постоянная, Дж/(кг·К)

521

278

189

143

143

115

115

Коэффициент динамической вязкости при 20 °С

и 0,1013 МПа, 10-5 Па·с

1,069

0,89

0,780

0,709

0,717

0,648

0,664

Фактор ацентричности молекул ω

0,0104

0,098

0,1524

0,1010

0,1849

0,2539

0,2223

Критическая температура Ткр, К

190,55

305,4

369,82

425,16

408,13

469,65

460,39

Критическое давление

Ркр, МПа

4,079

5,08

4,42

3,95

3,80

3,50

3,52

Температура кипения

Ткип, К

111,7

184,6

231,1

272,7

261,5

309,3

301,0

Показатели

Тяжелые компоненты газа

Неуглеводородные

компоненты газа

С6Н14

С7Н16

С8Н18

N2

Н2

Воздух

1

9

10

11

12

13

14

Относительная молекулярная масса, кг/кмоль

86,178

100,198

114,22

28,016

2,016

28,96

Плотность при 20 °С

и 0,1013 МПа, кг/м3

3,583

4,155

4,687

1,1651

0,0837

1,2046

Относительная плотность (по воздуху)

2,974

3,450

3,820

0,967

0,069

1,000

Газовая постоянная, Дж/(кг·К)

96,4

82,9

72,7

297,0

412,2

287,0

Коэффициент динамической вязкости при 20 °С

и 0,1013 МПа, 10-5 Па·с

0,6169

0,5500

0,5030

1,6981

0,8984

1,7419

Фактор ацентричности молекул ω

0,3007

0,3498

0,4018

0,040

0

Критическая температура Ткр, К

507,35

540,15

568,76

126,26

33,25

37,2

Критическое давление

Ркр, МПа

3,13

2,85

2,59

3,54

1,35

13,5

Температура кипения

Ткип, К

341,9

371,6

398,9

77,3

20,4

78,8

Показатели

Компоненты газа

Водяной пар

О2

H2S

SO2

С02

СО

2

NO

1

15

16

17

18

19

20

21

22

Относительная молекулярная масса, кг/кмоль

18,016

32,0

34,08

64,06

44,01

28,01

46,01

30,01

Плотность при 20 °С

и 0,1013 МПа, кг/м3

0,7496

1,332

1,434

2,727

1,842

1,165

1,915

1,249

Окончание таблицы 5.4

1

15

16

17

18

19

20

21

22

Относительная плотность (по воздуху)

0,624

1,105

1,190

2,264

1,529

0,967

1,593

1,037

Газовая постоянная, Дж/(кг·К)

461

250

244

189

296

Коэффициент динамической вязкости при 20 °С

и 0,1013 МПа, 10-5 Па·с

0,919

1,988

1,227

1,204

1,423

1,730

1,873

Фактор ацентричности молекул ω

0,019

0,100

0,598

0,321

0,093

Критическая температура Ткр, К

154,8

373,6

430,6

304,2

132,9

100,0

180,3

Критическое давление

Ркр, МПа

5,28

9,37

8,21

7,68

3,64

43,9

6.8

Температура кипения

Ткип, К

90

211,4

263,2

194,7

81,7

294,5

121,4

Показатели

Компоненты газа

Не

Аr

Кг

Fr

Cl2

C2H5SH

Н2О

Hg

1

23

24

25

26

27

28

29

30

Относительная молекулярная масса, кг/кмоль

4,00

39,95

83,80

38,00

70,91

62,13

18,02

200,59

Плотность при 20 °С

и 0,1013 МПа, кг/м3

0,166

1,166

3,012

998,2

13546

Относительная плотность (по воздуху)

1,138

1,380

2,501

Газовая постоянная, Дж/(кг·К)

2076

Коэффициент динамической вязкости при 20 °С

и 0,1013 МПа, 10-5 Па·с

1,936

2,170

2,425

1,296

1,024

Фактор ацентричности молекул ω

0,246

0,002

0,071

0,082

0,348

Критическая температура Ткр, К

5,2

150,7

309,4

144,2

417,2

499

647,4

Критическое давление

Ркр, МПа

0,238

5,06

5,7

5,8

8,02

5,71

23,0

Температура кипения

Ткип, К

4,3

87,5

121,4.

86,2

238,6

373,2