Как найти плотность конденсата

Плотность
природного газа определяется из уравнения
состояния, в частности ,обобщённого

.

(2.8)

Плотность
насыщенного конденсата можно определить
следующими способами:

2.2.1. Графо-аналитический метод Катца и Стендинга

а) Определяем
плотность жидкости при стандартных
условиях

,

(2.9)

где
x_i,
M_i
, _i
— мольная доля, молекулярная масса и
плотность i-го
компонента.

в)
Определяем поправки к стандартной
плотности на давление _р
и температуру _т.

с) Находим плотность
насыщенного конденсата при заданных
давлении и температуре

=_ст+_р-_т.

(2.10)

2.2.2. Корреляционная зависимость приведённой плотности пр от среднекритического коэффициента сверхсжимаемости zск.

Порядок расчета

Здесь:

а)
р_кр,7+
и Т_кр,7+
— определяются по формулам (2.7) или части
1

в)
₇₊
— находится или по правилу аддитивности
при известном групповом составе
конденсата, или берётся просто ₇
из таблиц, или при известных температурах
кипения и критической находится по
формуле Эдмистера


= 3/7[ lg(p_кр
/p_ст)/(T_кр
/T_кип-1)]-1,
(2.11

)а для углеводородов
парафинового ряда (до С₇,
включительно) T_кр
/T_кип
можно определить по корреляционной
зависимости Гуревича

(2.12)

с) z_cк
— среднекритический коэффициент
сжимаемости жидкой смеси

,

(2.13)

где z_кр,i
— критический коэффициент сжимаемости
i-го
компонента и определяется из таблиц
или по формуле Ганна и Ямаду

z_кр,i=
0,2918 — 0,0928_i;

(2.14)

1. Критический
   молярный объём i-го
   компонента находим из уравнения
   состояния

,

(2.15)

где критические
параметры компонент берём из таблиц.

1. Приведённая
   температура насыщенной жидкости

(2.16)

1. Приведённая
   плотность определяется по формуле
   Викса

.
(2.17)

1. Плотность
   насыщенного конденсата

(2.180

2.3. Пример

Определить
плотность насыщенного конденсата по
приведённому давлению и температуре,
используя зависимость приведённой
плотности от критического коэффициента
сжимаемости. Компонентный состав
конденсата в мольных долях при абсолютном
давлении р = 70ата и температуре Т=3999,8 К
и результаты расчетов приведены в
таблице

Компонент	xi	xipкр,i	xiTкр,i	xiVкр,i	xizкр,i	xiMi
СН4	0,22006	10,08	41,90	21,9	0,0640	3,52
С2 Н6	0,02130	1,03	6,51	3,15	0,0061	0,64
С3 Н8	0,01270	0,54	4,7	2,54	0,0035	0,56
i-С4 Н10	0,01240	0,46	5,04	3,26	0,0035	0,72
n-С4 Н10	0,00815	0,47	3.47	2,08	0,0022	0,47
i-С5 Н12	0,00770	0,25	3,55	2,37	0,0021	0,56
n-С5 Н12	0,00446	0,15	2,10	1,39	0,0012	0,32
С6 Н14	0,00783	0,23	4,00	2,88	0,0021	0,67
С7 Н16	0,70523	9,41	546,00	705,23	0,1480	208,00
N2	0,00017	0,06	0,02	0,01	0,0001	0
	1,00000	22,68	617,29	744,81	0,2328	215,46

`

z_кр,7+в=0,2918-0,09280,855=0,21;

V_кр,7+в=0,2182,057775/13,35=1000
см³/моль;

Т_пр=399,8/617,29=0,647;

=215,462,99/744,81=0,863
г/см³.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

---

Подборка по базе: ППВТ расчет.docx, Реферат — Методика расчета параметров тушения пожаров ЛВЖ и ГЖ в, 14 Структурно функциональные свойства тканей зуба метод указ ст, 1. Расчет изменений энтропии (теория и решение задач).doc, 6 Задача Расчет прогнозного баланса.docx, 1.4 Способы решения проблемы сохранения коллекторских свойств ПЗ, Тема 4.3. Организация занятий избранным видом спорта или системо, курсовая работа Экономический расчет зарплаты работников и рента, Основное свойство дроби.doc, Методологический анализ статьи «Особенности развития свойств вни

---

Домашнее задание №3Тема: “Расчёт физических и теплофизических свойств газов и конденсатов”

3.1 Плотность газа

Плотность  это отношение массы газа к единице его объема. Единица измерения плотности  кг/м³. Абсолютная плотность газа ρ определяется по следующей формуле: кг/м³, при давлении Р₀=0,1013 МПа и температуре Т=273 К. Плотность газа при стандартных условиях, т.е. при Р=0,1013 МПа и Т_ст=293 К, может быть определена по формуле:

ρ_ст=М/υ_ст=М/24,04 (3.1)

где М  молекулярная масса газа. Для более точного определения плотности отдель­ных компонентов и смеси газов следует использовать равенства:

; ; (3.2)

где x_i  мольная доля i-го компонента; М_i  молекулярная масса i-го компонента; υ_i  объем одного моля i-го компонента.

Относительную плотность газа можно определить по следующей формуле:

кг/м³, (3.3)

где – плотность воздуха при стандартных условиях, ; – молярная масса газа, ; – молярная масса воздуха.

Абсолютная плотность газа при давлении Р и температуре Т находится по следующей формуле:

, (3.4)

где Z и Z₀ – коэффициенты сверхсжимаемости соответственно при текущем давлении Р и текущей температуре Т и при давлении Р₀=0,1013 МПа и температуре Т_ст=293 К, значение .

3.2 Плотность конденсата

Плотность стабильного конденсата определяется по формуле Крега:

, (3.5)

Плотность нестабильного (насыщенного) конденсата при давлении Р₀=0,1013 МПа и температуре Т_ст=293 К определяется по следующей формуле:

, (3.6)

где – содержание i-го компонента в смеси; – плотность i-го компонента в смеси; – молярная масса i-го компонента смеси.

Плотность нестабильного конденсата при любых значениях давления Р и температуры Т вычисляется несколькими способами:

Значения находят по следующей формуле:

, (3.7)

где – поправка плотности на давление Р, – поправка плотности на температуру Т. Эти значения определяются по графикам Катца и Стендинга или по аппроксимации этих графиков, которая проведена Г.С. Степановой.

Поправка на давление определяется по следующей формуле:

, (3.8)

в которой коэффициенты а и b определяются по следующим формулам:

;

(3.9)

Поправку на температуру определяют с помощью следующих формул:

1. Если температура Т больше 333 К, то поправку на температуру определяют по формуле:

, (3.10)

где ; ; .

1. Если температура лежит в пределах от 333 до 288 К, то величину определяют по той же формуле , но коэффициенты определяются так:

и

(3.11)

1. При температуре меньшей 288 К значение определяется по следующей формуле:

(3.12)

Следует отметить, что в формуле значение определённое по формуле прибавляется, а не вычитается.

3.3 Вязкость газа

Вязкость – физическое свойство вещества, которое проявляется при движении и характеризует сопротивляемость скольжению и сдвигу одной части относительно другой. Величина силы внутреннего трения между двумя движущимися слоями пропор­циональна площади соприкосновения этих слоев и изменению скорости движения в направлении, перпендикулярном плоскости соприкосновения слоев. Коэффициент про­порциональности между силой внутреннего трения и произведением площади на изменение скорости движения называется коэффициентом динамической вязкости. Размерность коэффициента динамической вязкости: сила·время/(длина)², т.е. H·с/м² или Па·с.

Коэффициент динамической вязкости, отнесенный к плотности вещества при тех же условиях, называется кинематическим коэффициентом вязкости и имеет раз­мерность м²/с.

Коэффициент вязкости газа зависит от давления, температуры и состава газа.

Вязкость газа при давлении Р₀=0,1013 МПа и любой температуре Т определяется по формуле:

, при

, при (3.13)

где

Таким образом, вязкость газа при пластовых условиях при любом давлении и температуре определяется по формуле:

, при

, при (3.14)

где – приведённая плотность газа; – плотность газа при давлении Р и температуре Т; – критическая плотность газа: – вязкость газа при давлении Р=0,1013 МПа и температуре Т=273 К.

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

(3.15)

где μ_ат – коэффициент вязкости смеси при атмосферном давлении и любой температуре Т в мкПа∙с.

(3.16)

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

, мкПа∙с (3.17)

где , , ρ_кр – соответственно плотность газа при Р и Т и критическая плотность.

3.4 Коэффициент изобарной теплоёмкости газа

Теплоемкость газа – это отношение количества теплоты, подведенной к газу в заданном термодинамическом процессе, к соответствующему изменению его темпера­туры. В зависимости от вида процесса различают изобарную теплоемкость С_р, когда процесс происходит при постоянном давлении Р=const, и изохорную С_v, когда процесс происходит при постоянном объеме V=const. Единица измерения теплоемкости кДж/кг∙град или Дж/моль·град. Обычно в расчетах используют удельные – массовые или молярные – теплоемкости, т.е. теплоемкости, отнесенные к единице массы или к одному молю газа. Теплоемкость, отнесенная к одному молю, называется моляpной теплоемкостью. Теплоемкость, отнесенная к единице массы, называется удельной теплоемкостью. Для газов в зависимости от термодинамического процесса различают изобарную С_р и изохорную С_v удельные теплоемкости:

, (3.20)

Теплоемкость природных газов зависит от давления, температуры и состава газа, а также от процесса передачи тепла. Теплоемкость газа при заданном давлении и температуре определяется как сумма теплоемкостей, состоящих из тепло­емкости при заданной температуре и атмосферном давлении и приращения теплоемкости за счет влияния давления ΔС_р, т.е.:

(3.21)

Изобарная молярная теплоёмкость газа для смесей газов рассчитывается по следующим зависимостям:

1. При атмосферном давлении Р₀=0,1013 МПа и температуре Т₀=273 К:

(3.22)

1. При любом давлении Р и температуре Т:

, (3.23)

где .

Показатель адиабаты

Значение показателя адиабаты находят по формуле: (3.24)

Коэффициент изохорной молярной теплоёмкости

Коэффициент изохорной молярной теплоёмкости рассчитывается по следующей формуле:

, (3.25)

где k – показатель адиабаты.

Коэффициент изобарной и изохорной массовой теплоёмкости определяют делением соответствующих значений коэффициентов изобарной и изохорной молярной теплоёмкости на молярную массу М.

3.5 Коэффициент теплопроводности газа

Теплопроводность газа – это количество тепла, проходящего через его массы без перемещения, конвекции и теплообмена. Количество передаваемого тепла в газовой среде пропорционально градиенту температуры Δt, площади передачи F, продолжитель­ности процесса теплопередачи τ, толщины слоя газа ΔL и выражается формулой:

Q=λ∙F∙τ∙Δt/ΔL (3.26)

где Δt=t₂–t₁ – разность температуры по обе стороны газовой среды толщиной ΔL; λ – коэффициент пропорциональности между количеством тепла и параметрами газовой среды.

Количество тепла, проходящего через единицы площади и толщины за единицы времени при разности температур, равной 1 град, принято называть коэффициентом теплопроводности. Коэффициент теплопроводности измеряется в Дж/м·с·град или Вт/м·град.

Коэффициент теплопроводности природного газа можно определить по следующей формуле:

, Вт/(м∙К) (3.27)

где – коэффициент теплопроводности при давлениях до 0,3 МПа и в интервалах температур от 273 до 423 К; коэффициенты а, b и c определяются из таблицы 3.1 в зависимости от значения величины k, которое рассчитывается по известному составу газа:

, (3.28)

где – значение эмпирического коэффициента для i-го компонента газа, определяемое из таблицы 3.2; – мольное содержание i-го компонента газа.

Средняя ошибка по формуле (3.27) составляет около 2% при содержании в природном газе неуглеводородных компонентов не более 15%.

Таблица 3.1 – Значения коэффициентов для формулы (3.27)

k	а	b, 10-2	с, 10-5	k	а	b, 10-2	с, 10-5
1,0	26,20	11,53	9,65	2,1	15,16	10,62	9,16
1,1	24,08	11,44	9,60	2,2	14,78	10,54	9,11
1,2	22,37	11,37	9,56	2,3	14,44	10,46	9,06
1,3	20,96	11,28	9,51	2,4	14,14	10,39	9,02
1,4	19,78	11,19	9,47	2,5	13,87	10,31	8,98
1,5	18,80	11,11	9,42	3,0	12,78	9,94	8,75
1,6	17,95	11,03	9,38	3,5	11,98	9,59	8,53
1,7	17,23	10,94	9,34	4,0	11,28	9,27	8,30
1,8	16,60	10,86	9,28	4,5	10,63	8,98	8,08
1,9	16,06	10,78	9,24	5,0	9,97	8,71	7,86
2,0	15,58	10,70	9,20

Таблица 3.2 – Значения эмпирического коэффициента k_i для компонентов природного газа.

Компоненты	Кi	Кi1/3	Компоненты	Кi	Кi1/3
СН4	1	1,000	С7Н16	7	1,913
С2Н6	2	1,260	С8Н18	8	2,000
С3Н8	3	1,442	СО2	3,13	1,463
С4Н10	4	1,587	N2	1,50	1,145
С5Н12	5	1,710	Н2S	4,20	1,613
С6Н14	6	1,817

Для определения коэффициента теплопроводности при повышенных давлениях можно воспользоваться формулами Стила-Тодоса:

1. При :
2. При :
3. При : (3.29)

3.6 Влагосодержание газа W

Влагосодержание газа – количество паров воды, растворенных в единице объема природного газа при заданных условиях.

Абсолютная влажность – отношение массы водяных паров количество паров воды, содержащихся в газе, к объему, приведенному к стандартным условиям этого газа, из которого удалены пары воды, [кг/1000 м³].

Относительная влажность – отношение фактического содержания паров воды в единице объема природного газа при заданных давлении и температуре к его влагоемкости, т.е. к количеству водяных паров в том же объеме и при тех же Р и Т, но при помощи насыщения газа парами воды. [доли единиц, %]

Влагосодержание зависит от состава газа, давления, температуры и физико-химических свойств конденсированной воды, с которой газ находится в термодинамическом равновесии, определяется по формуле:

(3.30)

W_0.6 – влагосодержание газа с относительной плотностью 0,6 с пресной водой; С_с – поправка на соленость воды; С_ — поправка на отклонение плотности данного газа от величины 0,6.

Влагосодержание газа W_0.6 определяется по графикам или аналитическим зависимостям, из которых наибольшее распространение получила формула Бюкачека:

. (3.30)

Можно определить из “Руководства по исследованию скважин”, Гриценко А.И., Алиев З.С. и др., стр.65, коэффициенты А и В можно определить из таблицы 19 на стр.67.

Формула Бюкачека преобразована в уравнение в зависимости от температуры:

(3.31)

где t – температура в ⁰С. Погрешность аппроксимации относительно данных Бюкачека в среднем 1,5÷2%, максимально – 5%.

К – соленость воды, кг/м³, К=5 кг/м³

Можно определить из “Руководство по исследованию скважин”, Гриценко А.И., Алиев З.С. и др., стр.66.

Контрольные вопросы

1. Физические свойства природного газа и конденсата. Зависимость свойств от термобарических параметров и от состава.
2. Теплофизические свойства природного газа. Теплоемкость. Теплопроводность.
3. Влагосодержание природного газа.
4. Дросселирование. Эффект Джоуля-Томсона.

Плотность — конденсат

Cтраница 1

Плотность конденсата равна 0 7528 г / см3; молярная масса ПО.
 [1]

Плотность конденсатов находится в прямой зависимости от их углеводородного и фракционного состава. Например, конденсаты, в которых велико содержание ароматических углеводородов, имеют большую плотность ( 0 806 — 0 826), чем конденсаты, содержащие парафиновые углеводороды.
 [2]

Плотность конденсатов изменяется от 700 до 800 кг / м3, молекулярная масса от 80 до 140 г / моль.
 [3]

Плотность конденсатов зависит от группового углеводородного и фракционного состава. Например, плотность конденсатов с большим содержанием ароматических углеводородов ( Майкопское, Усть-Ла — бинское, Гугертагское.
 [4]

Плотность конденсатов находится в прямой зависимости от их группового углеводородного и фракционного составов. Например, конденсаты, в которых велико содержание ароматических углеводородов, имеют большую плотность ( 0 806 — 0 826), чем конденсаты, содержащие парафиновые углеводороды.
 [5]

Плотность конденсата кк в жидкой фазе при выводе формул принята постоянной и равной плотности стабилизированного конденсата, получаемого из трапа. Молекулярный вес жидкой фазы также принят равным молекулярному весу стабилизированного конденсата.
 [6]

Плотность стабильногб конденсата в стандартных условиях изменяется от 0 6 до 0 82 г / см3 и находится в прямой зависимости от группового углеводородного состава.
 [8]

Если плотность конденсата больше 0 786 г / см3, добываемая жидкость представляет собой смесь конденсата с нефтью и имеет темную окраску. На очень больших глубинах возможно присутствие в газовой фазе более тяжелого конденсата.
 [9]

Если плотность конденсата выше 1 52 г / см3, а кислотность превышает 1 5 %, конденсат возвращают в куб на повторную разгонку. К сборнику подведен азот с целью предотвращения контакта хлораля с воздухом, так как хлораль сильно гигроскопичен и в присутствии влаги воздуха тотчас образует хлоральгидрат, выпадающий в осадок. От хлораля азотом отдувают серную кислоту; отработанная кислота ( 75 — 76 % — ная) подается в сборник 7 и затем может быть использована.
 [10]

Фактически плотность конденсата в жидком гелии составляет, по-видимому, лишь малую долю от полной плотности жидкости.
 [11]

Если плотность конденсата выше 1 52 г / см3, а кислотность превышает 1 5 %, конденсат возвращают в куб на повторную разгонку. К сборнику подведен азот с целью предотвращения контакта хлораля с воздухом, так как хлораль сильно гигроскопичен и в присутствии влаги воздуха тотчас образует хлоральгидрат, выпадающий в осадок. От хлораля азотом отдувают серную кислоту; отработанная кислота ( 75 — 76 % — ная) подается в сборник 7 и затем может быть использована.
 [12]

Стабилизация плотности конденсата, кроме указанных причин, в определенной степени связана с возрастающими потерями легких KOMnoHeHTOBt в добываемом конденсате вследствие ухудшения условий сепарации ( эти компоненты в настоящее время улавливаются в газоотбензинивающем заводе и составляют до 50 % вес.
 [13]

Время релаксации плотности конденсата остается конечным и при k — — 0, отнюдь не обращаясь в бесконечность, как для фазы.
 [14]

Время релаксации плотности конденсата остается конечным и при k — 0, отнюдь не обращаясь в бесконечность, как для фазы.
 [15]

Страницы:  

   1

   2

   3

   4

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

Уважаемый посетитель!

Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).

Ссылка на скачивание — внизу страницы.