Определить молярную массу природного газа

Физико-химические свойства природных газов. Пересчет состава газа и конденсата , страница 2

В газовой промышленности за стандарт приняты условия Т=293,15 0 К и Р=0,1013 МПа, в этом случае 1 гмоль и 1 кгмоль будут занимать объемы соответственно 24,04 дм 3 /моль и 24,04 м 3 /кмоль.

Для природного газа, являющегося смесью углеводородных и неуглеводородных компонентов, вводится понятие кажущаяся молярная масса М_к, значение которой определяется по формуле

где М_i – молярная масса i-го компонента, кг/кмоль; n_i — молярная масса i-го компонента в смеси; к – число компонентов в смеси.

Если n_i дано в мольных процентах, формула имеет вид:

Иногда используют единицы измерения г/моль. Часто слово “кажущаяся” опускается и для природного газа это значение называют молярная (а иногда молекулярная) масса газа.

Плотность вещества – масса единицы объема. Плотность газа определяется, как отношение молярной массы к объему моля газа, т.е.

При стандартных условиях – ρ_ст

где ρ₀ и ρ_ст – плотность газа при соответствующих условиях.

2.2. Пересчет состава газа и конденсата.

Пересчет состава газа и конденсата осуществляется следующим образом.

Дан состав газа (конденсата) в мольных долях – ∑М_i=1, где n_i – мольная масса i-го компонента в смеси, к – число компонентов в смеси. При известной молярной массе М_i – каждого компонента определить состав в массовых долях, т.е. найти m_i и ∑m_i=1, m_i – массовая доля i-го компонента. Решение приводится в таблице 2.2.

Таблица 2.2 – Пересчет мольного состава смеси углеводородов в массовый.

Мольные доли, n_i

Молярная масса, m_i

Масса i-го компонента

Источник

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

Смеси газов

Природные газы представляют собой смесь, состоящую из нескольких чистых веществ, химически не взаимодействующих между собой: метана СН, этана СН, пропана СН, бутана СНи других углеводородов. Поэтому одной из важнейших характеристик смеси является ее состав. Состав смеси обычно определяется посредством нахождения массовой или мольной концентрации компонентов, входящих в смесь. Понятие «моль», как отмечалось выше, означает количество вещества в граммах, численно равное его мольной массе, а киломоль — количество вещества в килограммах, тоже численно равное его мольной массе. Так, например, киломоль кислорода Оравен 32 кг, киломоль метана СН— 16,04 кг и т.д. Физические характеристики компонентов природного газа приведены в табл. 1.2.

Массовой концентрацией -го компонента называется отношение массы данного компонента к массе всей смеси :

Физические характеристики компонентов природного газа

Плотность, кг/м

Плотность по отношению к воздуху

СН

СН

СН

СН

СН

СН

СН

СН

СН

СН

СН

СН

Источник