Физико-химические свойства природных газов. Пересчет состава газа и конденсата, страница 20

Следует отметить, что в области давлений до 5 МПа и при давлениях схождения больше 25 МПа (условия близкие к промысловой сепарации и стабилизации конденсата) влиянием давления схождения на константы равновесия можно пренебречь, т.е. аппроксимационные зависимости определяются только давлением и температурой.

Константы равновесия углекислого газа и сероводорода определяются по следующим формулам

                                                                         (2.9.18)

 – определяются изложенным выше способом;

                                       (2.9.19)

;

а₁=0,0016766885; а₂=0,98323311; а₃=1,0331174; а₄= –0,0008977.

Константу равновесия остатка k_с7+, или k_с6+, или k_с5+.

                                                                             (2.9.20)

                                                        (2.9.21)

где n≥5.

Константы фазового равновесия могут быть определены с использованием уравнения состояния. Уравнение состояния реальных газов позволяет найти летучести компонентов в газовой и жидкой фазах, константа равновесия может быть рассчитана как отношение летучести компонента в газовой фазе к летучести в жидкой фазе.

Понятие летучести для расчетов фазовых переходов введено Льюисом. Летучесть есть “исправленная” упругость насыщенных паров компонентов идеальных растворов или “исправленное” парциальное давление компонентов идеальных газовых смесей.

Летучесть f представляет собой “исправленное” давление, при подстановки которого в уравнения идеальных газов или растворов они становятся пригодными для описания свойств реальных газов или растворов, при этом летучесть для каждого реального газа определяется экспериментально при различных давлениях и температурах.

Для идеального однокомпонентного газа летучесть f равна давлению Р, для смеси газов – парциальному давлению i-го компонента .

Для реальных газов летучесть и коэффициент сверхсжимаемости имеют следующее соотношение

                                                                                  (2.9.22)

или приближенно можно записать

                                                                                                (2.9.23)

Отношение f_iг к у_iР называется коэффициентом летучести ψ_i, т.е.

                                                                                            (2.9.24)

где f_iг – летучесть i-го компонента в газовой фазе; у_i – мольная доля i-го компонента в газовой фазе.

Коэффициент активности γ_i есть отношение f_iж к х_if_iж0, следовательно:

                                                                                          (2.9.25)

где f_iж – летучесть i-го компонента в жидкой фазе; f_iж0 – летучесть чистого компонента при температуре смеси; х_i – мольная доля i-го компонента в жидкой фазе.

При термобарическом равновесии летучести в газовой и жидкой фазах равны, т.е. f_iг=f_iж, отсюда:

                                              (2.9.26)

Значения коэффициентов сверхсжимаемости для газовой z_g и жидкой фаз z₁ определяются по следующим уравнениям:

                                             (2.9.27)

                                              (2.9.28)

где:                                                           (2.9.29)

                                                                  (2.9.30)

                                                                       (2.9.31)

                                                                        (2.9.32)

                                                                  (2.9.33)

                                                                         (2.9.34)

индексы g – газовая фаза; 1 – жидкая фаза; i – число компонентов в газовой и жидкой фазах.

                                                                                        (2.9.35)

                                                                                        (2.9.36)