Классификация природных газов

Природные газы подразделяют на три группы.

Газы, добываемые из чисто газовых месторождений. Они представляют собой сухой газ, практически свободный от тяжелых углеводородов.

Газы, добываемые вместе с нефтью. Это физическая смесь сухого газа, пропан - бутановой фракции (сжиженного газа) и газового бензина.

Газы, добываемые из газоконденсатных месторождений. Они состоят из сухого газа и жидкого углеводородного конденсата. Углеводородный конденсат состоит из большого числа тяжелых углеводородов, из которых можно выделить бензиновые, лигроиновые, керосиновые, а иногда и более тяжелые масляные фракции. Кроме того, присутствуют N₂, СО₂, H₂S, Не, Аr и др.

Искусственные газы получают из твердых топлив (горючие сланцы, бурый уголь) в газогенераторах, ретортах, тоннельных и прочих печах при высоких температурах, а иногда и при повышенных или высоких давлениях.

3.2. Основные параметры

2.2.1.Газовые законы

Термодинамическое состояние природного газа описывается в целом через средние параметры и компонент через парциальные параметры

Парциальные параметры. Парциальное давление компонента смеси — давление, которое он бы имел при удалении из объёма, занимаемого смесью остальных компонент при неизменных величинах начального объёма и температуры; парциальный объем, компонента смеси — объём, который он бы имел при удалении из объёма, занимаемого смесью, остальных компонент при неизменных величинах начального давления и температуры.

Газовые законы. Связь между парциальными и средними параметрами устанавливается через следующие законы:

закон Авогадро — 1кмоль газа при нормальных условиях ( мм рт. ст.; ⁰С) занимает объём 22.41м³;

закон Дальтона — аддитивности парциальных давлений :

; (3.1)

закон Амаги — аддитивности парциальных объёмов :

. (3.2)

3.2.2. Параметры газовых смесей

Массовая доля — масса i-го компонента, отнесенная к общей массе системы:

. (3.3)

Молярная (мольная) доля – число молей i-го компонента, отнесенное к общему числу молей в системе:

. (3.4)

Моль – количество вещества в граммах, численно равное его молекулярной массе.

Число молей равно массе вещества , деленной на молекулярную массу :

. (3.5)

Тогда:

. (3.6)

О бъемная доля – отношение объема i-го компонента в системе к общему объему системы:

. (3.7)

Т огда: . (3.8)

По закону Авогадро при одинаковых давлении и температуре 1 моль любого газа занимает одинаковый объем:

при Н.У. — 273 К и 0.101 МПа — 22.414 л,

при С.У. — 293 К и 0.101 МПа — 24.055 л,

отсюда для газовых смесей

(3.9)

объемный состав является и молярным составом.

Средняя молекулярная масса газовой смеси может быть вычислена по составу:

, (3.10)

где или в долях единицы и

, (3.11)

где или в процентах.

Тогда весовая доля компонента:

. (3.12)

Кроме того:

. (3.13)

Плотность газовой смеси, как аддитивное свойство, можно рассчитать по составу газа и плотности каждого компонента:

, (3.14)

где или в долях единицы; — плотность компонента.

Плотность компонентов газа можно взять из справочников или рассчитать через молярный объем — объем 1 моля газа:

при нормальных условиях (Н.У.):

(3.15)

при стандартных условиях (С.У.):

(3.16)

относительная плотность газа представляет собой отношение массы газа к массе такого же объема воздуха:

, (3.17)

где 1.293 и 1.205 плотность воздуха, кг/м³, при НУ и СУ, соответственно.