石油大学 油层物理课件 第一章(3)天然气

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第三节 天然气的高压物性Properties of Natural Gas

一、天然气的组成、视相对分子质量及相对密度：Composition Apparent Molecular Weight Specific Gravity

1.1天然气的组成及分类：

组成：天然气=低分子饱和烷烃+少量非烃气体组成 烷烃70 CH 4占绝大部分， ~90% C 2 ~C 4 含量不等 C 少量 5

非烃气体：H2S、CO2、CO、N2、H2O蒸汽等 少量稀有气体：氦(He)和氩(Ar)

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第三节 天然气的高压物性Properties of Natural Gas

一、天然气的组成、视相对分子质量及相对密度：Composition Apparent Molecular Weight Specific Gravity

1.1天然气的组成及分类：★标准状况： ★标准状态：

0 C,0.101 MPa 20 C,0.101 MPao

o

在标准状况下，甲烷和乙烷是气体，丙烷、丁烷也是气 体，但经压缩后易液化，是民用液化气(LPG)的主要成 分。 戊烷及以上的轻质油称为天然汽油(NG)。

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一、天然气的组成、视相对分子质量及相对密度：Composition Apparent Molecular Weight Specific Gravity

1.1天然气的组成及分类：

天然气的组成表示法： (1)质量组成(WeightFraction) i:

w

ωi=mi/Σmi mi-某组分的含量； Σmi-总质量。(2)体积组成(Volume Fraction)vi:相同T、P下， 各组分的体积vi占天然气总体积的百分数。

Vi vi Vi

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1.1天然气的组成及分类：

天然气的组成表示法：

(3)摩尔组成(Mole Fraction)yi :各组分的mol 数nI与气体总mol数的比值。 ni yi 100% ni低温低压下，体积组成 =摩尔组成

质量组成、mol组成转换：ni wi M i yi ni wi M iMi-i组分分子量

yi M i wi yi M i

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1.1天然气的组成及分类：

天然气的组成表示法：

知质量组成求摩尔组成：组分 质量分数 wi ni=wi/Mi yi=ni/∑ni

C1C2 C3 C4 ∑

0.850.1 0.04 0.01 1

0.85/140.1/30 0.04/44 0.01/58 0.065

0.9320.051 0.014 0.003 1.000

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一、天然气的组成、视相对分子质量及相对密度：Composition Apparent Molecular Weight Specific Gravity

1.1天然气的组成及分类：

天然气分类

按矿藏 富 气 ： 汽 油 蒸 汽 100克 m3 干 气 ： 汽 油 蒸 汽 100克 m3

按油蒸汽含量

按含硫量

净气：含硫量 1克 m 3 酸气：含硫量 1克 m 3

Sweet gasSour gas

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一、天然气的组成、视相对分子质量及相对密度Composition Apparent Molecular Weight Specific Gravity

1.1天然气的组成及分类：

天然气分类

表 1.3.1 典型天然气组成(体积%)数据干气 凝析气 油田伴生气 96.00 75.00 27.52 2.00

7.00 16.34 0.60 4.50 29.18 0.30 3.00 22.55 0.20 2.00 3.90 0.10 2.50 0.47 0.80 6.00 0.04 100.00 100.00 100.00 Mg=17.584 Mg =27.472 Mg =38.568 合计 γ g=0.607 γ g=0.948 γ g=1.331 注：Mg 表示天然气的视分子量,γ g 为天然气的相对密度。 组分 c1 c2 c3 c4 c5 c6 + c7

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一、天然气的组成、视相对分子质量及相对密度Composition Apparent Molecular Weight Specific Gravity

1.2 天然气的视相对分子质量和相对密度(Apparent molecular weight and Specific Gravity )

(1)天然气的视相对分子量(平均相对分子量) 定义： 标准状况下1摩尔天然气的质量。根据Kay混合规则：

M g yi M ii 1

k

Mg—— yi——

天然气的视相对分子量,g/mol,或kg/kmol; 天然气的组分i摩尔分数,小数；

Mi——天然气组分i的相对分子量,g/mol,或kg/kmol。

空气的相对分子质量为28.97。

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一、天然气的组成、视相对分子质量及相对密度Composition Apparent Molecular Weight Specific Gravity

1.2 天然气的视相对分子质量和相对密度(Apparent molecular weight and Specific Gravity )

(2)天然气的相对密度 定义： 在标准状态下,天然气密度与干燥空气密度的比值。

g M g Mg Mg g a M a 28.97 29γ g—— 天然气的相对密度； ρ g—— 天然气的密度,kg/m3; ρ a—— 干燥空气的密度,kg/m3。 Mg—— 天然气的摩尔质量,kg/mol; Ma—— 干燥空气的摩尔质量,kg/mol。

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一、天然气的组成、视相对分子质量及相对密度Composition Apparent Molecular Weight Specific Gravity

1.2 天然气的视相对分子质量和相对密度(Apparent molecular weight and Specific Gravity )表 1.3.1 典型天然气组成(体积%)数据干气 凝析气 油田伴生气 96.00 75.00 27.52 2.00 7.00 16.34 0.60 4.50 29.18 0.30 3.00 22.55 0.20 2.00 3.90 0.10 2.50 0.47 0.80 6.00 0.04 100.00 100.00 100.00 合计 Mg=17.584 Mg =27.472 Mg =38.568 γ g=0.607 γ g=0.948 γ g=1.331 注：Mg 表示天然气的视分子量,γ g 为天然气的相对密度。 组分 c1 c2 c3 c4 c5 c6 c7+

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第三节 天然气的高压物性Properties of Natural Gas

二、天然气的临界参数1、实验方法 2、Kay法则视临界参数为：k

pc yi pcii 1

Tc yiTcii 1

k

pc —— 天然气的视临界压力(绝),MPa; Tc —— 天然气的视临界温度,(273+t)°K;yi—— 天然气组分i的摩尔分数；

pci—— 天然气组分i的临界压力(绝),MPa;Tci—— 天然气组分i的临界温度,(273+t)°K。

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二、天然气的临界参数3、经验公式方法

g

Pc 4.8815 0.3861 g

干气

Tc 92.2222 176.6667 g Pc 4.7780 0.2482 g Tc 92.2222 176.6667 g

g 0.7 g 0.7

Pc 5.1021 0.6895 g

湿气

Tc 132.2222 176.6667 g Pc 4.7780 0.2482 g Tc 106.1111 152.2222 g

g 0.7 g 0.7 2 2

含

有CO2、N2和H2S气体： P 4.7546 0.2102 0.03 1.1583 10 3.0612 10 T 84.9389 188.4944 0.9333 1.4944 c g CO2 N2 H2S c g CO2 N2

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二、天然气的临界参数1970年Thomas等人发表了二次方程式： 干气Pc 4.666 0.103 g 0.25 g Tc 93.3 181 g 7 g 2 2

湿气

Pc 4.868 0.356 g 39.7 g Tc 103.9 183.3 g 39.7 g

2

2

使用条件：H2S含量<3%,N …… 此处隐藏：3278字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……