2.2 Основные свойства природных газов

2.2.1 Плотность газа ₀ в нормальных физических условиях (Р₀-0,1013 МПа и Т₀=273 К) можно определить по формуле:

,                                                                  (2.1)

где М - молекулярная масса.

Если задана плотность газа при нормальных условиях (н.у.), можно определить относительную плотность газа, как отношение плотности газа к плотности воздуха (плотность воздуха при н.у. равна 1,293 кг/м³):

.                                                                    (2.2)

Коммерческие расчеты в газовой промышленности проводят при стандартных условиях (Р_ст=0,1013 МПа, Т_ст=293 К). В некоторых странах, в т. ч. в США Т_ст принята равной 288 К (15С).

Природные газы представляют собой смесь компонентов, поэтому если известен молярный состав смеси в процентах, то среднюю молекулярную массу вычисляют по формуле:

                                              (2.3)

где у₁, у₂,…,у_n-молярные (объемные) доли компонентов, %; М₁, М₂,…, М_n-молекулярные массы компонентов.

Плотность природного газа при заданном  давлении и температуре определяется по формуле:     ,                                                                          (2.4)

где ₀ - плотность газа при нормальных условиях –н.у. (Р₀=0,1013 МПа; Т₀=273 К); z₀, z-коэффициенты сверхсжимаемости при н.у. и при заданных условиях. Коэффициент сверхсжимаемости характеризует отклонение реального газа от законов идеального газа. При н.у. z₀ 1.

 

2.2.2 Плотность углеводородного конденсата

         Если дан массовый или молярный состав газа, то содержание в нем тяжелых углеводородов  (пропановой фракции, бутановой фракции и газового бензина) определяется по формуле:     А= 10 g _см =10у,                                                                      (2.5 )

где g –массовое содержание данного тяжелого углеводорода в газе, %; _см – средняя плотность природного газа (смеси газов), кг/м³; у – молярное содержание данного тяжелого компонента в газе;  - плотность данного тяжелого компонента, кг/м³. Считают, что в газовый бензин целиком переходит пентан плюс вышекипящие  и часть нормального бутана.

         Средняя плотность жидкой смеси определяется по формуле:

,            (2.6)

где g- массовое содержание компонентов жидкой смеси, %;  М – молекулярные массы компонентов;  - плотности компонентов жидкой смеси, кг/м³.

 

2.2.3 Вязкость природного газа

Коэффициент динамической вязкости природных газов при атмосферном давлении и различных температурах можно рассчитать по формуле:

₀=_Рат,t=0,0101t^1/8-1,0710^-3М_см^1/2                                                                               (2.7)

где t-температура в С,

или  ₀=0,0101t^1/8-5,7610^-3_см^1/2                                                                                                      (2.8)

В интервалах 12 М_см 100 и 10 t 204С погрешность расчета по формулам (2.7) и (2.8) не превышает 5 %.

По номограмме С. Г. Ибрагимова  порядок определения вязкости следующий:

_смР_крР_пр _см _пр.

 

При наличии в природном газе >5% азота учитывают его вязкость

          _см=y_a_a+(1-у_a)_y,                                                                         (2.9)

где _a, _y–коэффициенты динамической вязкости азота и углеводородной части смеси газов;  y_a–молярная доля азота в смеси.