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

`

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)

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

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.