- •Домашнее задание №1
- •Тема 1.1: “Пересчёт состава и методика расчёта критических (псевдокритических) параметров газовых углеводородных смесей”. Состав природных газов
- •Задача №1
- •Задача №1.2
- •Методика расчёта критических (псевдокритических) параметров углеводородных смесей
- •Задача №2
- •Контрольные вопросы
Задача №1
Известны молярный состав газовой смеси и молекулярная масса каждого компонента, то есть, дано и. Требуется рассчитать состав газовой смеси в массовых единицах (процентах), где– число компонентов смеси.
Порядок решения:
Таблица 1.2 – Пересчет мольного состава смеси углеводородов в массовый.
Компоненты |
Мольные доли, ni |
Молярная масса, mi |
Масса i-го компонента |
Массовая доля |
1 |
x1 |
М1 |
x1∙ М1 | |
2 |
x2 |
М2 |
x2∙М2 | |
3 |
x3 |
М3 |
x3∙ М3 | |
i |
xi |
Мi |
xi∙ Мi | |
Итого |
1,00 |
– |
Определяется масса i-го компонента смеси .
Рассчитывается масса всех компонентов смеси .
Вычисляется массовое содержание i-го компонента в долях единицы по формуле: .
Проверяется правильность расчётов .
Рассчитывается молекулярная масса смеси газов .
Задача №1.2
Дан состав газовой смеси в массовых долях , молекулярная массаили плотностькаждого компонента. Требуется найти состав газа в молярных (объёмных) долях(или).
Порядок решения:
Таблица 1.3
Компоненты |
Мольные доли, ni |
Молярная масса, mi |
Масса i-го компонента |
Массовая доля |
1 |
m1 |
М1 |
m1/ М1 | |
2 |
m2 |
М2 |
m2/М2 | |
3 |
m3 |
М3 |
m3/ М3 | |
i |
mi |
Мi |
mi /Мi | |
Итого |
1,00 |
– |
Определяются число молей или объём i-го компонента в смеси газов, используя формулы: или.
Рассчитываются число молей или объём всех компонентов в смеси газов по следующим формулам: или.
Вычисляется молярная или объёмная доля i-го компонента в смеси газов, используя следующие выражения: или.
Проверяется правильность расчётов: или.
5. Средняя молекулярная масса и средняя плотность смеси газов соответственно равны и.
Методика расчёта критических (псевдокритических) параметров углеводородных смесей
Расчёты физических и теплофизических свойств газовых и жидких углеводородных смесей основаны на знании критических (псевдокритических) параметров смесей: критическое давление , критическая температура, критическая плотность, критический коэффициент сверхсжимаемости, критический молярный объём, коэффициент ацентричности.
Критические параметры смесей рассчитываются по правилу аддитивности при известном молярном составе газовых и жидких углеводородных смесей (природного газа и углеводородного конденсата) и критических параметров индивидуальных углеводородов по следующим формулам:
, ,,
, ,(1.5)
Состав газовых и жидких углеводородных смесей газовых и газоконденсатных месторождений даётся в виде молярных, массовых и объёмных долей (процентов) неуглеводородных (азот, редкоземельные газы, сероводород, двуокись углерода) и углеводородных компонентов. Последние выражаются в виде углеводородов парафинистого ряда от метана до более высококипящих углеводородов.
В качестве самого высококипящего углеводорода обычно принимают или пентан и высококипящие углеводороды , или гексан и высококипящие углеводороды, или гептан и высококипящие углеводороды. Указанные компоненты являются комплексными, объединяющими высококипящие углеводороды парафинового ряда, а так же нафтеновые и ароматические углеводороды. Обычно для компонента известна молекулярная масса.
Критические параметры комплексного компонента вычисляются по следующим формулам. Критическое давление и критическую температуру соответственно находят из выражений:
, МПа и , К, (1.6)
где – плотность комплексного компонента, определяемая по формуле Крега:
, (1.7)
Эти формулы справедливы при и.
Фактор ацентричности комплексного компонента вычисляют по зависимости:
, (1.8)
где МПа – атмосферное давление. Значениерассчитывается по корреляционной зависимости, полученной Г.Р. Гуревичем, для углеводородов парафинистого ряда (аналогичные зависимости получены для ароматических и нафтеновых углеводородов):
, (1.9)
где – средняя температура кипения комплексного компонента. Эта формула справедлива прии.
Критический коэффициент сверхсжимаемости комплексного компонента находится по зависимости:
(1.10)
Критический молярный объём комплексного компонента при подстановке значений газовой постоянной ив МПа принимает вид:,(1.11)
Значение критической плотности вычисляется по формуле:
, , гдевив(1.12)