Чему равна молярная масса природного газа

Состав и основные параметры природных газов

Природные газы, добываемые из газовых и газоконденсатных ме­сторождений, состоят из предельных углеводородов с общей формулой C_nH_2n+2 и неуглеводородных компонентов: азота (N2), углекислого газа (СО₂), сероводорода (H₂S), инертных газов (гелия, аргона, криптона, ксенона). Кроме того, природные газы насыщены парами воды, содер­жание которых зависит от давления, температуры, состава газа и воды. Число углеродных атомов в молекуле углеводородов п может достигать 17-40.

Метан (СН₄), этан (С₂Н₆), этилен (С₂Н₄) при нормальных условиях (Р_ат = 0,1 МПа и Т_ст = 273К) являются реальными газами. Пропан (С₃Н₈), бутан (С₄Н₁₀) в нормальных условиях находятся в газообразном состоянии, при повышенных давлениях — в жидком состоянии, входят в состав сжиженных углеводородных газов. Углеводороды от (С₅Н₁₂) до (С₁₇Н₃₆) при нормальных условиях находятся в жидком состоянии. Все компоненты, входящие в состав природного газа, характеризуются стро­го индивидуальными свойствами.

По составу компонентов природные газы можно подразделить на три группы:

1. Газы, добываемые из чисто газовых месторождений. Это сухие
газы без тяжелых углеводородов.

2. Газы, добываемые с нефтью (попутный нефтяной газ), это физи­ческая смесь сухого газа, сжиженного газа и газового бензина.

3. Газы, добываемые из газоконденсатных месторождений. Они со­
стоят из сухого газа и жидкого углеводородного конденсата.

Наименьшей частицей, характеризующей вещество, является моле­кула, состоящая из атомов одного или нескольких элементов. За единицу измерения массы атомов и молекул условно принята 1/12 массы атома изотопа углерода. Масса атома элемента, выраженная в углеродных еди­ницах, называется атомной массой элемента. Сумма атомных масс ато­мов, образующих молекулу, называется молекулярной массой вещества. Состав природного газа выражается в объемных или массовых долях единицы или процентах. Объемный состав примерно совпадает с моляр­ным, так как объем 1.кмоля идеального газа при одинаковых физических условиях, по закону Авогадро, имеет одно и то же численное значение, в частности, при нормальных условиях равен 22,41 м 3 .

Объемный (молярный) состав газа можно пересчитать в массовый для каждого компонента смеси по формуле

где g_i, — массовая доля i-гo компонента в газе;

X_i — объемная доля i-гo компонента;

М_i — молекулярная масса i-гo компонента.

Если состав природного газа задан в массовых долях, то для пере­счета его в объемные (молярные) единицы используется формула

где m_i — число молей i-гo компонента в смеси, и m_i=g_i / M_i.

Одним из основных параметров, характеризующим природный газ, является плотность. Плотность газа — масса единицы объема — равна от­ношению молекулярной массы газа к объему 1 моля. Плотность опре­деляется по формуле

Размерность плотности в системе СИ — кг/м 3 , в системе СГС — г/см 3 .

Плотность газа известного состава определяется как сумма произ­ведений плотности отдельных компонентов на их объемное (молярное) содержание X_i:

или по известным молекулярным массам:

Для практических расчетов часто используется относительная плот­ность газа по воздуху , равная отношению плотности газа к плотно­сти воздуха , взятой при том же давлении и температуре:

т.к. при нормальных условиях равна 1.293 кг/м 3 . Относительная плотность удобна тем, что не зависит от температуры, давления.

Плотность природных газов при различных давлениях и температу­рах определяют по формуле

где z — коэффициент сверхсжимаемости природного газа.

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Источник

12 Таблицы данных

«ГОСТ 31369-2021 (ISO 6976:2016). Межгосударственный стандарт. Газ природный. Вычисление теплоты сгорания, плотности, относительной плотности и числа Воббе на основе компонентного состава» (введен в действие Приказом Росстандарта от 12.10.2021 N 1106-ст)

Молярная масса и индексы числа атомов

для компонентов природного газа

Молярная масса, M_j, кг·кмоль -1

Примечание — Значения молярной массы, приведенные выше, получены взвешенным суммированием атомных масс (атомных весов) входящих в молекулу элементов, в соответствии с таблицей A.2 приложения A. Все десятичные знаки оставлены в этой таблице, т.е. округление до определенного числа знаков после запятой не применялось (за исключением воздуха). Значения стандартной неопределенности для молярных масс в данную таблицу не включены. При необходимости их вычисляют по формуле (27).

Коэффициенты суммирования для компонентов природного газа

при различных стандартных температурах измерений

Коэффициенты суммирования s_j при различных стандартных температурах измерений

Примечание — Значения s_j и u(s_j), приведенные выше, относятся к давлению p₀, равному 101,325 кПа.

Высшая молярная теплота сгорания для компонентов

природного газа при различных стандартных температурах

сгорания для идеального газа

Высшая теплота сгорания , кДж·моль -1 , идеального газа при различных стандартных температурах

1 Все значения для t₁ = 25 °C взяты из [1], за исключением метана (j = 1), воды (см. примечание 2) и н-алканов C₁₁ — C₁₅. Значения для t₁ = 20 °C, 15,55 °C, 15 °C и 0 °C получены путем пересчета из соответствующих значений при 25 °C.

2 Не равная нулю теплота сгорания воды (j = 42) выведена формально из определения высшей теплоты сгорания при условии конденсации до жидкого состояния всего водяного пара в продуктах горения. Таким образом, любой присутствующий водяной пар в газе вносит свой вклад скрытой теплоты испарения в высшую теплоту сгорания смеси. Значения стандартной энтальпии испарения воды приведены в таблице A.5 приложения A.

Источник