Критические параметры некоторых веществ

#G0Вещество	Критическая температура , °С	Критическое давление , МПа
Азот, N	- 149,9	3,34
Кислород, О	-118,4	0,51
Метан, СН	-82,6	4,60
Этан, СН	32,3	4,80
Пропан, СН	96,7	4,20
Аммиак, NH	132,3	1,13
Пентан, СН	197,2	0,33
Вода, НO	374,15	2,21
Воздух	-140,7	0,38

Пример 1.3. Определить количество метана как идеального газа в резервуаре объемом 50 мпри следующих условиях: температура газа в резервуаре = 20 °С, манометрическое (избыточное) давление в резервуаре - 5,1 МПа, абсолютное давление в помещении = 99,08 кПа.

Решение. Абсолютная температура газа в резервуаре

= 273,16 + 20 = 293,16 К.

Абсолютное давление газа в резервуаре

= 5,1 + 99,08 · 10= 5,2 МПа.

Удельная газовая постоянная метана

= 8314/16,04 = 518,36 Дж/(кг К).

Плотность метана в баллоне

= 34,22 кг/м

Количество метана в резервуаре

34,22 · 50 =1711 кг.

1.3. Технологические характеристики природных газов и их компонентов

В природных газах чисто газовых месторождений страны основным компонентом смеси является метан СН, содержание которого в смеси составляет от 92 до 98% по объему. Остальные 2-8% приходится на "производные" метана - гомологи метана и азота. Как отмечалось выше, кроме чисто газовых месторождений, имеются так называемые газоконденсатные месторождения. Конденсат состоит из легких бензиновых фракций и сжиженных углеводородных газов, обладающих способностью к выпадению из смеси.

Кроме двух названных типов газовых месторождений, различают еще понятие нефтепромысловых газов, сопутствующих месторождениям нефти. Содержание метана в таких газах колеблется от 30 до 90% по объему. Этот газ выделяется из нефти, поднимаемой на поверхность, в специальных ловушках-трапах. Обычно в 1 тонне добываемой нефти содержится 200-400 мгаза при нормальных физических условиях.

Теплофизические свойства метана, содержащегося в большом количестве в природных газах, перекачиваемых по газопроводам, практически полностью и определяют свойства природных газов.

Метан СН- наиболее легкий из углеводородов, плотность его при нормальных физических условиях составляет 0,717 кг/м. Отношение его плотности к плотности воздуха равно 0,554.

Метан - это бесцветный газ, не имеющий запаха. Он нетоксичен, но при большой концентрации в воздухе вызывает удушье. При давлении 0,1 МПа и температуре - 162°С он сжижается.

Вслед за метаном в гомологическом ряду идет этан СН. По плотности этот газ близок к воздуху; при давлении 0,1 МПа и температуре 20 °С он может рассматриваться как идеальный газ. В природных газах чисто газовых месторождений содержатся лишь доли процента этана. Увеличение содержания этана в составе природного газа повышает его теплоту сгорания. В соответствии с этим этан является ценным компонентом газообразования топлива.

Следующий насыщенный углеводород - пропан СH. Пропан в 1,5 раза тяжелее воздуха. Различие в составе пропана и этана сводится к наличию в молекуле пропана одной группы СН. Каждый последующий углеводород данного гомологического ряда отличается от предыдущего на одну группу СН, называемую группой гомологической разности. Пропан содержится в сравнительно незначительном количестве в природных газах чисто газовых месторождений. Значительно больше его содержится в природных газах газоконденсатных месторождений.

Пропан легко сжижается. Температура сжижения его при атмосферном давлении равна -43 °С. При снижении давления сжиженный пропан легко испаряется, что позволяет хранить и транспортировать его в сжиженном виде при небольшом давлении, а перед использованием регазифицировать и сжигать в газообразном состоянии.

Бутан СН- газ, имеющий два изомера - н. бутан и изобутан. Оба изомера при давлении 0,1 МПа легко переходят в жидкое состояние. При этом давлении н. бутан становится жидкостью при температуре - 0,5°С, а изобутан при температуре - 10,5°С. Следовательно, бутан, как и пропан, легко сжижаются и составляют основу сжиженных углеводородных газов. Парциальные давления этана, пропана и бутана очень малы, и в газовой смеси они могут рассматриваться как идеальные газы.

Кроме углеводородов, в состав природных газов входят негорючие газы, к которым относятся азот, диоксид углерода, или углекислый газ, и кислород.

Азот Nявляется двухатомным бесцветным газом, не имеющим запаха и вкуса. Азот практически не реагирует с кислородом, поэтому его рассматривают как инертный газ. В большинстве природных газов его содержание составляет 0,5-3%.

Диоксид углерода СОявляется бесцветным тяжелым газом со слегка кисловатым запахом и вкусом. Этот газ не способен к горению. При высоком содержании углекислого газа в воздухе (5-10% по объему) этот газ вызывает удушье. Содержание диоксида углерода в природном газе обычно не превышает 1% по объему.

При давлении 0,1 МПа диоксид углерода, минуя жидкое состояние, переходит в твердое состояние при температуре - 78 °С. Твердый диоксид углерода называют сухим льдом и используют для хранения пищевых продуктов.

Кислород Оявляется бесцветным газом без запаха и вкуса. Плотность кислорода при нормальных физических условиях равна 1,34 кг/м. В процессе горения кислород играет роль окислителя. Примесь кислорода в газообразном топливе допускается не более 1 % по объему как по соображениям взрывобезопасности, так и в целях предохранения оборудования от коррозии.