Физико-химические свойства природных газов. Пересчет состава газа и конденсата, страница 6

Плотность природного газа при любом давлении Р (в МПа) и температуре (К) определяется по формуле:

                                                                           (2.5.1)

где Z₀, Z –  коэффициенты сверхсжимаемости соответственно при Р₀, Т₀, а также Р и Т.

Иногда формулу (2.5.1) записывают в виде:

                                                                  (2.5.2)

где  – относительная плотность; ρ₀ – плотность природного газа при 0,1013 МПа и 293 К в кг/м³; ρ_возд – плотность воздуха при тех же условиях – ρ_возд=1,205 кг/м³

Плотность стабильного конденсата можно определить непосредственным замером или при известной молекулярной массе М_с5+ по формуле Крега:

, кг/м³                                                                   (2.5.3)

Плотность насыщенного углеводородного конденсата определяется различными методами.

1.  Графо-аналитический метод Катца и Стендинга.

Определяется плотность конденсата при стандартных условиях – ρ_ст

, кг/м³                                                                            (2.5.4)

где Х_i, М_{i ,} d_i – соответственно мольная доля, плотность жидкости при стандартных условиях i-го компонента.

Для определения плотности насыщенного конденсата при любых Р и Т к вычисленной плотности вносятся коррективы на давление ∆d_р и температуру ∆d_т, последнее с минусом, т.е.:

d_р,т=d_ст+∆d_р–∆d_т, кг/м³                                                                         (2.5.5)

Значения ∆d_р и ∆d_т  определяются по графикам или аппроксимационным зависимостям, предложенным Г.С. Степановой, следующего вида:

                                                                                   где  а=10^-3(1,91+0,02492∙Р–0,0016858∙Р²+0,25478∙10^-4∙Р³)           

b=-10+31,2∙Р–0,5266∙Р²                                                                    

 и                                                           (2.5.6)

где при Т>333 К

                                                                           (2.5.7)

                                                                         (2.5.8)

при 288<Т<333 К

(2.5.9)

        (2.5.10)

при 223<Т<288 К

∆d_т=(288–Т)∙(1,836–0,00509∙d_р+0,0054∙10^-3∙d_р²)                               (2.5.11)

Аналитический метод расчета по приведенной плотности

                                                                         (2.5.12)

где ρ_пр – приведенная плотность;V_кр.i – молярный критический объем i-го компонента насыщенного углеводородного конденсата; X_i – мольная доля i-го компонента.

Приведенная плотность по формуле, предложенной Виксом равна:

                                  (2.5.13)

где Z_см – среднекритический коэффициент сверхсжимаемости насыщенного углеводородного конденсата, где:

                                                                                (2.5.14)

Z_крi – критический коэффициент сверхсжимаемости i-го компонента насыщенного углеводородного конденсата; Т_пр – приведенная температура насыщенного углеводородного конденсата.

Критический мольный объем i-го компонента находится по формуле:

                                                                                (2.5.15)

Вязкость газа.

Свойство газа и жидкости оказывать сопротивление скольжению или сдвигу одной части относительно другой называется вязкостью. Вязкость характеризуется коэффициентом вязкости, который подразделяется на динамический и кинематический.

Размерность динамического – Па∙с, кинематического – м²/с, последний получается при делении значения коэффициента динамической вязкости на плотность.

Вязкость газа при низких давлениях и любой температуре может быть рассчитана по формуле, предложенной Дином и Стилом:

                        (2.5.16)

где μ₀ – коэффициент вязкости смеси при атмосферном давлении и любом Т в мкПа∙с.

                                                                      (2.5.17)

Вязкость газа при любых давлениях Р и температурах по Дину и Стилу равна