Коэффициент сжимаемости при стандартных условиях природного газа

3 Определение коэффициента сжимаемости

δ эксп — погрешность экспериментальных данных (0,1 %). 3.2.2 Модифицированный метод NX19 мод.

В соответствии с требованиями стандарта Германии [ 17 ] расчет фактора сжимаемости по модифицированному методу NX19 мод. основан на использовании уравнения следующего вида

1 +

0 , 00132

2

3 , 25

p a

z =

T a

B 1

− B 2

+ θ 0

10

B 2

,

(6)

где B 2 = [ B 0 + ( B 0 2

+ B 1 3 ) 0 , 5 ] 1 / 3

,

(7)

B 0

= θ 0 ( θ 1 − θ 0 2 ) + 0,1θ 1 p a ( F − 1 ) ,

(8)

B = 2θ

1

/ 3 − θ

2

,

(9)

1

0

θ 0

= [ T a 2 ( 1 , 77218 − 0 , 8879 T a ) + 0 , 305131 ] θ 1 / T a 4 ,

(10)

θ 1

= T a 5

/ [ T a 2 ( 6 , 60756 T a − 4 , 42646 ) + 3 , 22706 ] ,

(11)

Корректирующий множитель F в зависимости от интервалов параметров р а и ∆ Т а

вычисляют по формулам:

при 0 ≤ р а ≤ 2 и 0 ≤ ∆ Т а ≤ 0,3

75 10 − 5 p 2 , 3

2

F =

a

+ 11 10 − 4 ∆ T a 0 , 5

[ p a

( 2 , 17 − p a + 1 , 4 ∆ T a 0 , 5 ) ]

e

20 ∆ T a

(12)

,

при 0 ≤ р а < 1,3 и -0,25 ≤ ∆ Т а < 0

F = 75 10 − 5 p a 2 , 3 ( 2 − e 20 ∆ T a ) + 1 , 317 p a ( 1 , 69 − p a 2 ) ∆ T a 4 ,

(13)

при 1,3 ≤ р а < 2 и -0,25 ≤ ∆ Т а < 0

F = 75 10 − 5 p a 2,3 ( 2 − e 20 ∆ T a ) + 0,455 ( 1,3 − p a ) ( 1,69 2 1,25 − p a 2 ) ×
×	(14)
,
где ∆ T a = T a — 1,09.
Параметры р a и Т a определяются по следующим соотношениям:
p a = 0 , 6714 ( p/p пк ) + 0 , 0147 ,	(15)
Т а = 0 , 71892 ( Т / Т пк ) + 0 , 0007 ,	(16)

где р пк и Т пк — псевдокритические значения давления и температуры, определяемые по формулам (48) и (49) ГОСТ 30319.1 , а именно:

р пк = 2 , 9585 ( 1 , 608 − 0 , 05994ρ с + х у − 0 , 392 х а ) ,	(17)
Т пк = 88 , 25 ( 0 , 9915 + 1 , 759ρ с − х у − 1 , 681 х а ) .	(18)

В формулах (17 ), (18 ) вместо молярных долей диоксида углерода и азота допускается применять их объемные доли (r y и r a ). Коэффициент сжимаемости природного газа вычисляют по формуле (1 ), при этом фактор сжимаемости при рабочих и стандартных условиях рассчитывают по формулам (6 ) — (18 ). Допускается рассчитывать фактор сжимаемости при стандартных условиях по формуле (24) ГОСТ 30319.1 .

3.2.3 Модифицированное уравнение состояния GERG-91 мод.

Европейская группа газовых исследований на базе экспериментальных данных, собранных в [ 12 ], и уравнения состояния вириального типа [ 18 ], разработала и опубликовала в [ 13 , 14 ] УС

z = 1 + B ρ	м	+ С	m	ρ 2	(19)
m		м ,
где В m и С m — коэффициенты УС;
ρ м — молярная плотность, кмоль/м 3 .
Коэффициенты уравнения состояния определяют из следующих выражений:
B m = x э 2 В 1 + х э х а В* ( В 1 + В 2 ) − 1 , 73 х э х у ( В 1 В 3 ) 0 , 5						+ х а 2 В 2 + 2 х а х у В 23 + х у 2 В 3 ,	(20)
С m = x э 3 С 1 + 3 х э 2 х а С* ( С 1 2 С 2 ) 1 / 3 + 2 , 76 х э 2 х у ( С 1 2 С 3 ) 1 / 3 + 3 х э х а 2 С* ( С 1 С 2 2 ) 1 / 3 +
+ 6 , 6 х э х а х у ( С 1 С 2 С 3 ) 1 / 3 + 2 , 76 х э х у 2 ( С 1 С 3 2 ) 1 / 3 + х а 3 С 2 + 3 х а 2 х у С 223 + 3 х а х у 2 С 233 + х у 3 С 3 ,							(21)
где х э — молярная доля эквивалентного углеводорода
х э = 1 — х а — х у ,			(22)
В = − 0 , 425468 + 2 , 865 10 − 3 Т − 4 , 62073 10 − 6 Т 2 + ( 8 , 77118 10 − 4 − 5 , 56281 10 − 6 Т +
1	( − 8 , 24747 10 − 7 + 4 , 31436 10 − 9 Т − 6 , 08319 10 − 12 Т 2 ) × Н 2 ,
+ 8 , 8151 10 − 9 Т 2 ) Н +							(23)
В 2 = − 0 , 1446 + 7 , 4091 10 − 4 Т − 9 , 1195 10 − 7 Т 2 ,						(24)
В	= − 0 , 339693 + 1 , 61176 10 − 3				Т − 2 , 04429 10 − 6 Т 2	(25)
23		,
В	= − 0 , 86834 + 4 , 0376 10 − 3 Т − 5 , 1657 10 − 6 Т 2					(26)
3	,

С = − 0 , 302488 + 1 , 95861 10 − 3 Т − 3 , 16302 10 − 6 Т 2 + ( 6 , 46422 10 − 4 − 4 , 22876 10 − 6 Т +
1
+ 6 , 88157 10 − 9 Т 2 ) Н + ( − 3 , 32805 10 − 7 + 2 , 2316 10 − 9 Т − 3 , 67713 10 − 12 Т 2 ) × Н 2		, (27)
С 2	= 7 , 8498 10 − 3 − 3 , 9895 10 − 5 Т + 6 , 1187 10 − 8 Т 2 ,	(28)
С 3	= 2 , 0513 10 − 3 + 3 , 4888 10 − 5 Т − 8 , 3703 10 − 8 Т 2 ,	(29)
С 223	= 5 , 52066 10 − 3 − 1 , 68609 10 − 5 Т + 1 , 57169 10 − 8 Т 2 ,	(30)
С 233	= 3 , 58783 10 − 3 + 8 , 06674 10 − 6 Т − 3 , 25798 10 − 8 Т 2 ,	(31)
В* = 0 , 72 + 1 , 875 10 − 5 ( 320 − Т ) 2 ,	(32)
С* = 0 , 92 + 0 , 0013 ( Т − 270 ) .	(33)
В формулах (23 ), (27) Н рассчитывают по выражению
Н = 128 , 64 + 47 , 479 М э ,	(34)

где М э — молярная масса эквивалентного углеводорода, значение которой

определяется из выражения
М э = ( 24 , 05525z c ρ c − 28 , 0135 x a − 44 , 01 x y ) / х э ,	(35)

В выражении (35 ) молярную	долю эквивалентного углеводорода ( x э ) рассчитывают с
использованием формулы (22 ),	а фактор сжимаемости при стандартных условиях (z с )
рассчитывают по формуле (24) ГОСТ 30319.1 , а именно
z c = 1 − ( 0 , 0741ρ c − 0 , 006 − 0 , 063 х а − 0 , 0575 х у ) 2		,	(36)

После определения коэффициентов уравнения состояния (19) В m и С m рассчитывают фактор сжимаемости при заданных давлении ( р , МПа) и температуре ( Т, К) по формуле

z = ( 1 + A 2		+ A 1 / A 2 ) / 3 ,		(37)
где	− А 1 3 ) 0 , 5 ] 1 / 3
А 2 = [ А 0 − ( А 0 2		,	(38)
А 0 = 1 + 1 , 5 ( В 0 + С 0 ) ,			(39)
А 1	= 1 + В 0 ,		(40)
В 0	= bB m ,		(41)
С 0 = b 2 C m ,			(42)
b = 10 3 р/ ( 2 , 7715 Т ) ,			(43)

Коэффициент сжимаемости природного газа рассчитывают по формуле (1 ), а именно

К = z/z c ,

(44)

Фактор сжимаемости при стандартных условиях z с рассчитывают также по формулам (37)-(43) при заданных давлении р c и температуре Т c . Допускается

Источник

Коэффициент сжимаемости при стандартных условиях природного газа

Госстандарт Республики Казахстан

Таджикский государственный центр по стандартизации, метрологии и сертификации

3 ПОСТАНОВЛЕНИЕМ Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 30 декабря 1996 г. N 723 межгосударственный стандарт ГОСТ 30319.2-96 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 июля 1997 г.

ВНЕСЕНО Изменение N 1, принятое Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 22 от 06.11.2002). Государство-разработчик Россия. Постановлением Госстандарта России от 10.03.2004 N 167-ст введено в действие на территории РФ с 01.06.2004 и опубликовано в ИУС N 8, 2004 год

Изменение N 1 внесено изготовителем базы данных по тексту ИУС N 8, 2004 год

1 НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий стандарт устанавливает четыре метода определения коэффициента сжимаемости природного газа: при неизвестном полном компонентном составе природного газа (два метода) и известном компонентном составе.

Стандарт устанавливает предпочтительные области применения каждого метода по измеряемым параметрам (давление, температура, плотность природного газа при стандартных условиях и компонентный состав природного газа), однако не запрещает использование любого из методов и в других областях.

Допускается применять любые другие методы расчета коэффициента сжимаемости, однако погрешность расчета коэффициента сжимаемости по этим методам не должна превышать погрешностей, приведенных в настоящем стандарте (см. 3.2.1).

Используемые в настоящем стандарте определения и обозначения приведены в соответствующих разделах ГОСТ 30319.0.

2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 30319.0-96 Газ природный. Методы расчета физических свойств. Общие положения.

ГОСТ 30319.1-96 Газ природный. Методы расчета физических свойств. Определение физических свойств природного газа, его компонентов и продуктов его переработки.

3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА СЖИМАЕМОСТИ

Коэффициент сжимаемости вычисляют по формуле

, (1)

где и — фактор сжимаемости соответственно при рабочих и стандартных условиях.

Рабочие условия характеризуются такими давлениями и температурами, которые определяются измерениями в процессе добычи, переработки и транспортирования природного газа. Давление и температура при стандартных условиях приведены в ГОСТ 30319.0.

3.2. Методы расчета коэффициента сжимаемости

3.2.1. Пределы применимости методов расчета и погрешности расчета коэффициента сжимаемости

В таблице 1 приведены общие результаты апробации методов расчета и область их применения. Апробация проведена на обширном массиве высокоточных экспериментальных данных о факторе сжимаемости природного газа 1.

Таблица 1 — Результаты апробации и область применения методов расчета коэффициента сжимаемости природного газа

Область применения и погрешность метода расчета

Отклонения от экспериментальных данных

Источник