P—R方程在天然气热物性计算中的应用研究
P_R方程在天然气热物性计算中的应用
式中 , y i 、 y j 分别为天然气中 i 和 j 组分的摩尔分 数 , ai 和 b i 分别是组分 i 的纯物质 P - R 方程的状 态参数 , k ij 为二元交互作用参数 , 它表示和理想混合 物所发生的偏差 , k ij 愈大说明偏离愈远 。对同一组 分显然 k ij = 0 。
2 天然气热力学参数的计算
收稿日期 :2007 - 12 - 25 作者简介 :洪丽娜 ( 1983 - ) , 女 , 辽宁抚顺市 , 在读硕士 。 3 通讯联系人 。
实际气体的状态方程 。1976 年 , Peng 和 Ro binso n 在 Soave 基础上提出了 P - R 方程 。本论介绍 P R 方程在天然气的热物性计算中的应用 。
C H4 C2 H 6 C3 H 8
i - C4 H 10 n - C4 H 10 i - C5 H 12 n - C5 H 12 Mi Pci × 10 - 5 / Pa Tci / K
ρ m- 3) ci / ( kmol ・
10 . 050 6 . 757 4 . 999 3 . 801 3 . 921 3 . 247 3 . 215 2 . 717 2 . 347 2 . 057 11 . 099 10 . 638 17 . 857
6 6
n
n
y i y j a ij b =
i =1
6
n
y i bi
天然气中各组分的纯理参数见表 1 [ 2 ] 。
其中 ,
1/ 2 aij = ( ai a j ) ( 1 - k ij )
表1 天然气中各组分的纯物理参数 物质名称 甲烷 乙烷 丙烷 异丁烷 正丁烷 异戊烷 正戊烷 正己烷 正庚烷 正辛烷 氮气 二氧化碳 水蒸气 分子式
LKP方程在天然气相平衡计算中的应用
ＣＨ＾ １．３６ １７２．２ Ｃ２ Ｈ６ Ｃ３Ｈｓ
Ｏ．７６１９ Ｏ．２０３６ Ｏ．０３４５
Ｏ．５２３７ ０．４０１９ ０．ｃｒ７４４
Ｏ．５５７７ Ｏ．３７５ｌ ０．０６７２
Ｏ．５４８７ Ｏ．３８２６ Ｏ．０６８７
０．９７４０ ０．０２５６ ０．０１）０４
Ｏ．９７５０ Ｏ．０２４６ Ｏ．Ⅸ）０４
Ｏ．９７５ｌ Ｏ．０２４６ ０．０００３
ｏｆ
Ｐｅ呐ｌｅｕｍ’Ｑｉｎｇｄａｏ
２６６５５５，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ
Ｎａｔｕｒａｌ
Ｐｅｔｒｏ＆Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＵｎｉＶｅｒｓｉｔｙ，ｆｕｓｈｕｎ
１１３００１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｍｃｔ：ＬＮＧ（ｋｑｕｅ６ｅｄ
Ｇ鹅）ｃａｎ
ｔｒａｎｓｆｏｎｒＩ
Ｔｈｅ ＡｐｐＵｃａｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｌｅｅ—ｋｅｓｋｅｒ Ｓｔａｔｅ Ｅｑｕａｔｉｏｎ ｉｎ
ＮａｔｕｒａＩ Ｇ嬲Ｐｈａ鸵Ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｍｎ
ＹＡＮＧ Ｆａｎｌ”，ＣＨＥＮ Ｂａｏ—ｄｏｎ９２
（１．ＣｏＵｅｇｅ
ｏｆ
Ｐｉｐｅｌｉｎｅ锄ｄ
Ｃｉｖｉｌ
Ｅｎ百ｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ ＵｎｉＶｅｒｓｉｔｙ
Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｏｆ
Ｖａｐｏｒ—Ｌｉｑｕｉｄ Ｅｑｕｉｌｊｂ—ａ ｉｎ Ｍｕｌｔｉｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｍｉｘｔｕ陀Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ Ｐｏｌａｒ
ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ［Ｊ］．Ｉｎｔｅｍａｔｉｏｎａｌ
Ｊｏｕｍａｌ
ｏｆ
Ｔｈｅ册ｏｐｈｙｓｉｃｓ．
１９８９，ｌＯ（２）：４７９—４９２．
ｃｈａｏ．Ａ Ｆｏｕｒ—Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ ｏｆ Ｍｏｄｉｆｊｅｄ
天然气物性参数及管线压降与温降的计算
整个计算过程的公式包括三部分：一．天然气物性参数及管线压降与温降的计算 二．天然气水合物的形成预测模型 三．注醇量计算方法一．天然气物性参数及管线压降与温降的计算 天然气分子量标准状态下，1kmol 天然气的质量定义为天然气的平均分子量，简称分子量。
∑=ii M y M(1) 式中 M —气体的平均分子量，kg/kmol ；y i —气体第i 组分的摩尔分数；M i —气体第i 组分的分子量，kg/kmol 。
天然气密度混合气体密度指单位体积混合气体的质量。
按下面公式计算： 0℃标准状态∑=i i M y 14.4221ρ (2) 20℃标准状态∑=i i M y 055241.ρ (3) 任意温度与压力下∑∑=ii ii V y M y ρ(4)式中 ρ—混合气体的密度，kg/m 3；ρi —任意温度、压力下i 组分的密度，kg/m 3； y i —i 组分的摩尔分数；M i —i 组分的分子量，kg/kmol ； V i —i 组分摩尔容积，m 3 /kmol 。
天然气密度计算公式gpMW ZRTρ= (5)天然气相对密度天然气相对密度Δ的定义为：在相同温度，压力下，天然气的密度与空气密度之比。
aρρ∆=(6) 式中 Δ—气体相对密度；ρ—气体密度，kg/m 3； ρa —空气密度，kg/m 3，在P 0=101.325kPa ，T 0=273.15K 时，ρa =1.293kg/m 3；在P 0=101.325kPa ，T 0=273.15K 时，ρa =1.293kg/m 3。
因为空气的分子量为28.96，固有28.96M∆=(7) 假设，混合气和空气的性质都可用理想气体状态方程描述，则可用下列关系式表示天然气的相对密度28.96gg ga a pMW MW MW RT pMW MW RT∆===(8) 式中 MW a —空气视相对分子质量；MW g —天然气视相对分子质量。
天然气的虚拟临界参数任何气体在温度低于某一数值时都可以等温压缩成液体，但当高于该温度时，无论压力增加到多大，都不能使气体液化。
天然气管道的流动方程讨论
• Colebrook-White修正方程
• 输送因子F
ห้องสมุดไป่ตู้
AGA（美国燃气协会）方程
• 对于完全紊流区 • 对于部分紊流区
Df（Drag Factor）管道 的拖曳因子 Ft冯.卡门光滑管输送因子
Df是一个考虑了弯头， 配件等数量的参数。 它的取值范围是0.90 到0.99。
弯头指数 极低 一般 极高 。 。 。 。 5 到10 60 到80 200。到300。 裸钢 0.975-0.973 塑料衬里 0.979-0.976 磨光的生铁 0.982-0.980 喷砂 0.985-0.983 0.960-0.956 0.964-0.960 0.968-0.965 0.976-0.970 0.930-0.900 0.936-0.910 0.944-0.920 0.951-0.930
A5 2 A5 A6 r5 A7 r7 A2 A3 Z 1 ( A1 3 ) r ( A4 ) r 3 2 ( A8 r ) 2 Tpr Tpr Tpr Tpr Tpr (1 A8 r )e
A1 = 0.31506237 0.27 Ppr r A2 = -1.04670990 ZTpr A3 = -0.57832729 A4 = 0.53530771 A5 = -0.61232032 A6 = -0.10488813 A7 = 0.68157001 A8 = 0.68446549 Ppr = pseudo-reduced pressure Tpr = pseudo-reduced temperature
习题
• 由83％的甲烷、12％的乙烷和5％的丙烷构 成的天然气输送管线从一个处理厂向 100km远的压气站输送流量为3x107m7/天 的气体。管道可假定沿很平坦的地势敷设， 起点压力为8500kPa ，末端最小压力是 5500 kPa 。计算要求的最小管道直径，假 定管路效率是0.95，且燃气温度为18℃。 考虑基准温度为15 ℃ ，基准压力为101 kPa下。
天然气液化中采用pr方程的气液相平衡计算
天然气液化中采用pr方程的气液相平衡计算随着工业的发展和技术的进步，液化天然气已经成为一种重要的能源来源，特别是在需要能量的地方。
为了更好地利用天然气液化的能源，人们必须正确地计算气液平衡。
而采用Pr方程计算气液相平衡是计算过程中最重要的一步，因此，有必要重点研究。
Pr方程是指压力与温度的比值， p = T / Tr其中Tr是绝对温度，T是温度，p是压力。
Pr方程与理想气体呈现出一定的关系，因此，在天然气液化过程中，可以用Pr方程来计算压力。
计算过程中，以Pr方程为基础，可以计算出压力和温度的依赖关系，从而准确地计算出气液相平衡条件及它们之间的关系。
由于天然气的性质有所不同，采用Pr方程进行计算时，需要选择合适的参数，即定义温度和压力之间的关系，这取决于天然气特性。
Pr方程所表示的关系可以根据不同类型的天然气来更改，以获得更准确的计算结果。
除了Pr方程外，在天然气液化研究中还应该考虑一系列的因素，如地压，温度等，以及天然气的性质，如沸点，沸程，挥发性等。
这些因素都会影响到最终计算出来的结果，因此，在计算气液平衡时，必须考虑这些因素。
由于Pr方程模型本身的复杂度，以及外部因素的影响，计算气液相平衡条件是一个很复杂的问题，因此，在实际应用中，需要进行大量的实验研究来验证和调整计算结果。
尽管Pr方程计算天然气液化中气液平衡条件的过程比较复杂，但它是重要的一步，它可以提供精确的计算结果，因此，使用Pr方程来计算气液相平衡仍然是必要的。
总之，采用Pr方程计算天然气液化中气液相平衡是一项重要的任务，它对于改善天然气液化工艺及最优化能源使用具有重要意义。
Pr方程可以提供精确的计算结果，但计算过程仍然复杂，必须考虑外部因素的影响，同时需要大量的实验研究。
LKP方程在天然气相平衡计算中的应用
，
ｍ
寺
（？ （ ＋１ ， ／ ３ ） ８ ）
（ ／。 ？ ， ３ ）
（） ９
处理 ， 程序 结束 ， 否则 继续 进行 计算 。 （ ） ｌ ＜１０×１ 。， ７若 ｅ一１ ｌ ． ０ 则相 平衡 结果 作
气相处理 ， 程序结束 ， 否则继续进行计算。 Hale Waihona Puke ｆ０ １５ ３・ ０
（ ） 气 液 两 相 的 压 缩 因子 差 值 小 于 １ ａ若 ０～， 则
作单 相处 理 ； 压缩 因子 小 于 ０ ３ ， 若 ． ３ 则作 液 相处 理 ； 否 则作 气相处 理 。 （ ） 气 液 两 相 的压 缩 因子 差 值 不 小 于 １ ｂ若 ０～， 则 作两 相处理 。
・
５２・ ０
１ Ｌ Ｐ方 程 Ｋ
Ｌ Ｐ方 程 的表达 形 式 Ｋ ＝ ＋ ｚ （ ‘ 一 ‘ ｚ ｚ 。） （） １
式中，
、
． ，
、
Ｐ． 别 表示 混 合 物 的 虚拟 临 。 分
界参 数 ： 尔体 积 、 摩 临界 温度 、 临界 压 力 ； 表 “ ” 下 Ｃ 表
ｄ ． Ｄ ＝ｄ１＋
各组 分物 料平衡
ｇ ＝ｑＬ ＋ｑｖ ｎ ｘ ． Ｙ
式中
ｚ —压 缩 因子 ； —
— —
偏 心 因子 ；
相平衡 方 程
Ｙ ＝Ｋｘ ｉ
ｐ— —对 比压力 ；
— —
对 比摩 尔 体积 ；
对 比温度 ；
摩 尔分 数 之和
—
—
上标“” ０ —— 简单 流 体参 数 ； 上标“ ” Ｒ —— 参考 流体 参数 。 Ｌ Ｐ方程 中参 数如 下表 Ｋ
天然气液化中采用pr方程的气液相平衡计算
天然气液化中采用pr方程的气液相平衡计算Peng-Robinson方程是一种状态方程，用于计算气体和液体之间的相平衡。
它基于对气体分子之间相互作用的模型，通过考虑分子体积和分子间相互作用力，能够准确地预测气液相平衡。
PR方程的核心是两个重要的参数：临界温度（Tc）和临界压力（Pc）。
临界温度是指当气体达到一定压力时，其气态和液态之间的界限消失的温度。
临界压力是指在临界温度下，气体和液体之间的相互作用力达到最小值的压力。
这两个参数对于计算气液相平衡非常关键。
PR方程的计算方法是通过求解压力平衡和物质平衡方程，来确定气液相的条件和性质。
压力平衡方程可以用来计算气相的压力，物质平衡方程则用来计算相对挥发度（K值）。
K值表示气体和液体之间的相对溶解度，是液体相对于气体的浓度比例。
在进行PR方程的计算时，需要先将天然气的物性参数输入到方程中。
这些物性参数包括临界温度、临界压力、气体组分等。
通过给定气相的组成和初始条件，可以求解出液相的物性参数，如液体的密度、比热容等。
然后可以通过计算K值，来确定气液相的平衡条件。
PR方程的计算过程复杂，需要使用计算机进行求解。
在计算过程中还需要考虑其他因素，如温度和压力的变化、液体的体积变化等。
此外，还需要进行迭代计算，以求得稳定的平衡条件。
通过采用PR方程的气液相平衡计算，可以对天然气液化过程进行准确的预测和控制。
这有助于优化液化过程中的操作条件，提高液化效率和性能。
此外，PR方程也可以应用于其他领域，如石油工业、化工工程等，用于计算气液相平衡和物性参数。
综上所述，天然气液化中采用PR方程的气液相平衡计算是一种重要的方法。
通过求解压力平衡和物质平衡方程，可以准确地预测气液相的条件和性质。
这有助于优化液化过程，提高液化效率和性能。
天然气高压物性参数计算
天然气高压物性参数计算摘要天然气的压缩因子、体积系数、压缩系数、粘度等高压物性参数随气藏压力和温度的变化而变化,定量描述和预测这些参数的变化规律具有十分重要的实际意义。
通过电脑程序将天然气高压物性的相关经验公式转变为程序计算，能够很快的得到计算结果以及对计算结果的图形分析，通过最后的图形分析我们能很直观的看出高压物性参数之间的关系，有利于确定合理的开发速度和规模，节省投资，将资金投向回报率高的方案上。
本文中首先介绍了天然气高压物性参数的相关经验及半经验公式，再利用excelVBA 实现公式的程序计算，只要输入原始数据，点击相应的高压物性计算按钮就能得到计算结果，数据分析窗体能够自动输出高压物性与相关参数的图形。
关键字：高压物性偏差系数粘度压力温度ABSTRACTGas compressibility factor, volume factor, compressibility, viscosity and other physical parameters with high pressure gas reservoir pressure and temperature changes, quantitatively describe and predict the variation of these parameters has a very important practical significance. Through a computer program related to the physical properties of high pressure natural gas into a program to calculate the empirical formula, can quickly get the results and the calculation results of the graphical analysis, graphical analysis through the last we can see the pressure very intuitive relationship between the physical parameters will help determine a reasonable pace and scale of development, reduce investment, high return on the capital investment program on.This paper first introduces the gas pressure in the physical parameters relevant experience and semi.empirical formulas to achieve reuse excelVBA program calculates the formula, as long as the input raw data, click on the appropriate button to be able to calculate the physical properties of high pressure to get results, analysis of data form can be automatically output pressure properties and related parameters graphics. Keywords: PVT variation ；coefficient of viscosity；pressure ；temperature ；coefficient of volume.目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1国内外天然气高压物性参数计算发展历史 (1)1.2国内天然气分布 (2)1.3天然气高压物性参数计算的意义 (2)2 计算方法介绍 (4)2.1天然气临界参数计算 (4)2.1.1 天然气平均分子量 (4)2.1.2 天然气的相对密度 (4)2.1.3 拟临界压力PPC 和拟临界温度TPC (4)2.1.4 拟对比压力PPr 和拟对比温度TPr的计算 (5)2.2天然气的偏差因子Z计算 (6)2.2.1 Pong.Robinson方程法 (6)2.2.2 Cranmer方法 (7)2.2.3 DPR法 (8)2.2.4 DAK法 (9)2.2.5 平均值法 (10)2.3天然气压缩因子计算 (10)2.4天然气体积系数计算 (10)2.5天然气膨胀系数的计算 (11)2.6天然气的粘度计算 (11)2.6.1 Lee关系式 (11)2.6.2 Dempsey关系式 (12)3 EXCELVBA程序计算 (14)3.1VBA简介 (14)3.2界面设计 (14)3.3操作步骤 (15)3.3.1 原始数据 (16)3.3.2 拟临界压力、温度，拟对比压力、温度的计算 (17)3.3.3 天然气高压物性的计算 (18)3.3.4 图形分析 (24)3.3.5 数据查询 (27)4 结论 (26)参考文献 (29)致谢 (31)1 绪论1.1 国内外天然气高压物性参数计算发展历史天然气高压物性参数计算问题早在20世纪40年代就有人提出了。
p-r方程的应用范围
P-R方程的应用范围
什么是P-R方程？
P-R方程，也称为Peng-Robinson方程，是一种常用于计算非理想气体混合物热力学性质的方程。
它基于Van der Waals方程，通过引入二次校正因子对其进行修正，可以更好地预测实际气体混合物的行为。
P-R方程的应用领域
P-R方程广泛应用于石油工程、化学工程、化学过程模拟以及天然气等领域。
它在以下方面发挥重要作用：
•气体流体的物性计算和热力学分析
•天然气输送系统的模拟和优化
•油气田开发中的相平衡计算
•化工过程模拟和优化
•石油和天然气的流量计算和计量
总结
P-R方程作为一种经典的气体状态方程，在多个领域中被广泛应用。
其结合了Van der Waals方程和修正因子，可以提供更准确的热力学计算和预测。
了解P-R方程的应用范围对于从事相关领域的工程师和研究人员非常重要。
热力学中的理想气体过程研究与实例分析
热力学中的理想气体过程研究与实例分析热力学是研究能量转化和能量传递规律的学科，而理想气体过程则是热力学中的重要概念之一。
理想气体过程是指气体在一定条件下发生的一系列变化过程，例如等压过程、等温过程、等容过程和绝热过程等。
本文将对热力学中的理想气体过程进行详细的研究与实例分析。
首先，我们来研究一下理想气体的状态方程。
理想气体状态方程可以描述理想气体的压力、体积和温度之间的关系。
根据理想气体状态方程，我们可以得到如下公式：PV = nRT其中，P代表气体的压强，V代表气体的体积，n代表气体的物质量，R代表气体的气体常数，T代表气体的温度。
这个方程在热力学中被广泛应用，可以描述理想气体在不同条件下的状态。
其次，等压过程是指气体在过程中保持一定的压强而发生体积变化的过程。
在等压过程中，气体的体积和温度之间存在着简单的线性关系。
根据理想气体状态方程，我们可以得到等压过程的数学表达式：V2 = V1 * (T2 / T1)其中，V1和V2分别代表等压过程中气体的初始体积和最终体积，T1和T2分别代表等压过程中气体的初始温度和最终温度。
通过这个公式，我们可以计算出气体在等压过程中的体积变化。
接下来，我们来研究一下等温过程。
等温过程是指气体在过程中保持一定的温度而发生体积变化的过程。
在等温过程中，气体的压力和体积之间存在着简单的反比关系。
根据理想气体状态方程，我们可以得到等温过程的数学表达式：P2 / P1 = V1 / V2其中，P1和P2分别代表等温过程中气体的初始压力和最终压力，V1和V2分别代表等温过程中气体的初始体积和最终体积。
通过这个公式，我们可以计算出气体在等温过程中的体积变化。
再次，我们来研究一下等容过程。
等容过程是指气体在过程中保持一定的体积而发生温度变化的过程。
在等容过程中，气体的压力和温度之间存在着简单的直接关系。
根据理想气体状态方程，我们可以得到等容过程的数学表达式：P2 / P1 = T2 / T1其中，P1和P2分别代表等容过程中气体的初始压力和最终压力，T1和T2分别代表等容过程中气体的初始温度和最终温度。
高压天然气热物性计算及在数值模拟中的应用
第52卷第11期 辽 宁 化 工 Vol.52，No.11 2023年11月 Liaoning Chemical Industry November，2023基金项目： 2022年辽宁省应用基础研究计划项目（项目编号：2022JH2/101300077）。
收稿日期： 2023-11-06高压天然气热物性计算及 在数值模拟中的应用王钰甜1，石国立1，张英明1，梁津宁2，张静2*（1. 辽宁伏尔甘天然气销售有限公司，辽宁 沈阳 110178；2. 沈阳化工大学，辽宁 沈阳 110142）摘 要： 天然气在调压过程中随着温度和压力降低，管道局部产生冰堵现象。
不同压力和温度工况下天然气的黏度、导热率和比热容等热物性参数均发生较大变化，势必对换热过程产生较大影响。
为防止冰堵现象的发生，对不同工况下高压天然气的热物性参数进行整合计算。
将天然气的热物性参数用作定义数值模拟的流体材料，计算结果与现场实验获得的数据基本吻合。
提出的高压气体整合物性计算方案为数值模拟计算参数和天然气工程预测提供技术支撑。
关 键 词：高压；天然气；热物性；整合计算；数值模拟中图分类号：TQ015.2 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2023）11-1660-04在天然气的调压过程中，天然气的温度和压力都发生了变化。
随着温度和压力的降低，天然气内极少量的水蒸气甚至发生了相态变化，产生局部冰堵问题[1-3]。
冰堵问题对生产的危害十分巨大，会造成安全隐患。
天然气水合物的形成直接导致冰堵的产生，预防冰堵的根本是阻止天然气水合物的形成。
精确计算不同工况下天然气的热力学参数可以有效预防冰堵现象的发生，为天然气调压输送过程提供安全保证[4-5]。
目前对天然气的热物性计算主要集中在多组分流程模拟研究，流程模拟的准确性很大程度上取决于物性数据的精度。
张镨等利用物性值法计算天然气在多种工况下的压缩因子，提出准确计算天然气热物性参数是可靠性设计的前提和保障[6]。
pvt气体热物性实验报告
pvt气体热物性实验报告
参加PVT气体热物性实验介绍
PVT气体热物性实验是一个研究物理性质的综合实验，它利用热力学定律来研
究气体的可变的温度、压力及其相互关系的实验。
实验的主要目的是研究气体温度、压力及其相互关系，评价气体的热力物性包括压缩系数、比热容和热膨胀系数。
实验步骤
PVT气体热物性实验大致分为三部分：准备工作，测量实验及实验总结。
具体
的步骤和操作如下：
1. 准备工作：准备实验设备，检查参考气体，放置实验原料，连接实验所需
管路；
2. 测量实验：按照设计方案，根据实验中所获得的相对温度曲线和曲线，计
算具体的气体变量及其相互关系等参数；
3. 实验总结：分析实验记录，并结合理论预测数据，总结分析结果，得出实
验所得结论。
实验结果
经过PVT气体热物性实验，我们获得了气体PVT参数的定量测定结果：压缩系
数（Cp）、比热容（ΔCp）、温度膨胀系数（α）等数据。
此外，我们还研究了温度在不同压力下的变化，以及压缩系数、比热容和热膨胀系数之间的相关性质。
实验结论
本次实验中我们得到的PVT参数表明，气体的变量和性质会随着温度的变化而
变化。
同时，通过本实验的研究，我们还发现了不同压力下的温度变化及压缩系数、比热容和热膨胀系数之间的相关性。
另外，在实验过程中，我们坚持采用严格的实验流程，确保实验结果的准确性。
天然气计量中物性计算方法适用性探讨
标准研究/StandardResearch天然气计量中物性计算方法适用性探讨连子超1杨妮2李学成3许佳4代晓雨5吴萍4（1.华北油田公司华港燃气集团；2.中国石油西南油气田公司华油公司重庆凯源石油天然气有限责任公司；3.国家石油天然气管网集团北方管道大庆输油气分公司；4.国家管网集团山东省分公司德州作业区；5.中国石油吐哈油田分公司工程技术研究院地面工程设计所）摘要：针对目前天然气体积计量中面临的物性参数计算问题，在GB/T 17747.2—2011和ISO 20765-2：2015的基础上，采用Matlab 软件建立AGA8-92DC 和GERG-2008状态方程天然气物性求解程序，以相对偏差（RD）和平均相对偏差（ARD）为评价指标，评估了两种方程在计算不同种类天然气物性上的准确性。
结果表明，在管输天然气压力0～10MPa、温度280～320K 的范围内，AGA8-92DC 和GERG-2008状态方程的计算结果准确度一致，ARD 均为0.03%；对于含重烃天然气，压力小于30MPa、温度250～500K 的范围内，GERG-2008状态方程的计算表现更优，压力大于30MPa，部分温度范围内AGA8-92DC 状态方程的计算表现更优；AGA8-92DC 状态方程和GERG-2008状态方程分别在计算高含硫天然气和液化天然气物性上具有优越性，但当含硫量和重烃含量较大时，偏差会显著增大。
研究结果可为天然气计量工作的持续推进提供实际参考。
关键词：天然气计量；AGA8-92DC 方程；GERG-2008方程；压缩因子；物性计算方法DOI :10.3969/j.issn.2095-1493.2024.01.014Research on the adaptability of physical property calculation method in natural gas measurementLIAN Zichao 1，YANG Ni 2，LI Xuecheng 3，XU Jia 4，DAI Xiaoyu 5，WU Ping 41Huagang Gas Group of Huabei Oilfield Company2Huayou Company Chongqing Kaiyuan Oil &Gas Co.，Ltd.，Southwest Oil and Gas Field Company，CNPC3Daqing Oil and Gas Transmission Company of North Pipeline Co.，Ltd.，PipeChina 4Dezhou Operation Area of Shandong Company，PipeChina5Surface Engineering Design of Engineer Technology Research Institute of Tuha Oilfield，CNPCAbstract：At present，based on GB/T 17747.2—2011and ISO 20765-2：2015，faced with the cal-culation problem of physical property in the volumetric measurement of natural gas，the Matlab soft-ware is used to establish the natural gas physical property solving programs for AGA8-92DC and GERG-2008equation of ing relative deviation （RD）and average relative deviation （ARD）as evaluation indexes，the accuracy of the two equations in calculating the physical properties of differ-ent kinds of natural gas is evaluated.The results show that when the pressure of pipeline natural gas ranges from 0MPa to 10MPa and the temperature ranges from 280K to 320K，the accuracy of AGA8-92DC and GERG-2008equation of state is consistent and ARD is 0.03%.For natural gas con-taining heavy hydrocarbon，the GERG-2008equation of state is performed better when the pressure is less than 30MPa and the temperature is ranges from 250K to 500K while the calculation performance of AGA8-92DC equation is better when the pressure is greater than 30MPa and some temperature第一作者简介：连子超，2018年毕业于河北工业大学（工商管理专业）省任丘市万丰佳园小区，062550。
传热学pr表达式及物理意义
传热学pr表达式及物理意义
1. 嘿，你知道传热学里的 Pr 表达式吗？就像我们在夏天感受热度的传递一样！比如，我们站在火边能明显感觉到热，这背后就有 Pr 表达式在起作用呢！
2. 哇塞，传热学的 Pr 表达式可不简单呀！它就像是解开热量传递秘密的钥匙！好比冬天我们靠近暖气就觉得暖和，这里面可少不了它的功劳！
3. 嘿呀，Pr 表达式在传热学里那可是相当重要啊！就好像是指引热量走向的地图！想想看，煮东西时热量是怎么传遍整个锅的，这就和它有关呀！
4. 哎呀，你可别小看了这传热学的 Pr 表达式哦！它简直就是热量世界里的小精灵！就像用热水袋捂手，热量的传递就有它在帮忙呢！
5. 哇哦，Pr 表达式的物理意义可神奇了呢！就如同我们感受阳光的温暖一样自然！比如太阳的热量怎么传到地球上的，这里面就藏着它的奥秘呀！
6. 嘿，Pr 表达式可是传热学的宝贝呀！就好像是掌控热量舞蹈的指挥家！想想空调是怎么调节室内温度的，不就是它在发挥作用嘛！
7. 哎呀呀，传热学的 Pr 表达式好有趣呀！就像我们在不同季节体验到的温度变化一样！比如夏天从户外进入空调房那一瞬间，Pr 表达式就在默默工作呢！
8. 哇，Pr 表达式的意义重大极了！如同是热量传递的魔法咒语！像我们烤火时感受到的温暖递增，可不就是它在施展魔力嘛！
9. 嘿哟，Pr 表达式在传热学里那可是厉害角色呀！就像我们能感觉到冷和热的原因一样关键！比如冬天我们穿厚衣服保暖，这里面也有它的影响呢！
10. 哇哈哈，传热学的 Pr 表达式绝对不容小觑呀！简直就是热量的好朋友！想想热汤变凉的过程，这当中就有它在起作用啦！
我觉得传热学的 Pr 表达式及物理意义真的很神奇，它让我们对热量的传递有了更深入的理解，也让我们能更好地利用和控制热量呀！。
BWRS方程在天然气物性计算中的应用
异丁烷 正丁烷 异戊烷 正戊烷 正己烷 正庚烷 正辛烷 氮 气 二氧化碳 水蒸气
∀ 18 ∀
油
气
储
运
2003 年
BWRS 方程的形式可改写成下列函数形式:
F( ) = + + C0 D 0 E0 RT + B 0 RT - A 0 - 2 + 3 - 4 T T T d d 3 6 bRT - a + a+ T T c 3 1+ T2
在输气管道的工艺计算中 , 需要使用的热物性 参数有, 密度 、 压缩因子 Z 、 焓 h、 熵 s、 定压比热 cp 和定容比热 cv 、 温度绝热指数 k T 和容积指数 k v , 比 热比 k 以及焦耳 汤姆逊效应系数 D i 等。在计算 天然气物性时, 必须考虑高压、 低温的影响, 因此必 须采用适用于实际气体的状态方程。
2
7 d T
2 4
5
c 3T2 ex p -
2
-
( 12)
而纯物质理想气体的焓 h 0 i 可根据其定压比热 按式( 13) 计算。
0 h0 i = h 0i +
( 5)
式( 5) 中的 h 为系统温度下理想气体的焓 , 而 ( h - h ) 即为修正项, 称为等温焓差。同理 , 可求得 实际气体的熵。 s = ( s - s0) + s0 ( s - s 0 ) 即为修正项, 称为等温熵差。 ( 1) 等温焓 ( h - h 0 ) 差的计算 由热力学基本理论可知 , 当单位质量气体从一 个参考状态 T 0 和 p 0 到另一个状态 T 、 p 时: d h = cp d T + 对于等温过程: d hT = v- T v T
pengrobinson方程
pengrobinson方程
Peng-Robinson方程，又称PR方程，是一个用于描述烃类组成的方程。
PR方程基于体积平均法，最早由D.R.Robinson和G.Peng在1941年提出，最初用于描述天然气的组成。
后来，PR方程被广泛应用于石油和石化工业中，用于描述烃类混合物的组成。
PR方程的表达式为：
Y = A + B/V^γ + C*V^δ + DV^ε*ln(V)
其中，Y代表烃类组成，A、B、C、D代表方程的参数，V代表烃类混合物的体积。
γ、δ、ε是方程的指数，代表不同体积范围内的贡献。
PR方程通过实验数据拟合得到，需要已知烃类混合物的组成和体积数据。
通过最小二乘法等数学方法，可以求解出方程的参数，从而用于预测烃类混合物的组成。
PR方程的应用范围很广，可以用于描述烃类混合物的组成，包括轻烃、中烃和重烃。
PR方程还可以用于计算烃类混合物的蒸气压、密度、沸点等物理性质。
此外，PR方程还可以用于优化石油和石化工业中的工艺过程，提高产品的质量和产量。
pr气体状态方程的显式化
1PR 气体状态方程PR方程于1976年由Peng和RobinSon提出,是对Van der Waals, RK. SRK方程的进一步修改, PR方程用于预测液体摩尔体积时的精度较SRK有了明显改善，能同时适用于气液两相,而且也适用于极性物质,在工业中得到广泛应用,其方程形式为:式中:p为系统压力，Pa:T为系统温度，K:R为气体常数,取8.314 J/(molK); V为气相的摩尔体积,m/kmol:T,为临界温度，K:p.为临界压力，Pa;ω为偏心因子;K,,为组分;和组分j的二元交互系数。
由于现有文献中计算所采用的流体物性参数不同,且二元交互系数不完整，因此采用公式计算的结果会存在差异。
2PR 方程的显式化2.1 常用迭代算法常见的求解问题有两类：一是要求计算指定区间的某个解，而解的近似值已知：另一则要求计算方程的全部解，或算出指定区间的所有解，而解的个数和近似值事先未知。
求解非线性方程,除少数特殊方程(如二次多项式)可以利用公式直接定出其零点外，一般只能采用某种迭代算法，即从预知的解的初始近似值开始，利用某种迭代格式构造一个近似值序列…、工逐步逼近所求的解。
这个序列是否能收敛于解，以及是否很快地逼近所求的解，取决于迭代算法的收敛性和收敛速度。
对于一种求解方法,为了考察其有效性,一般需要讨论其收敛性和收敛速度,即考察在什么样的条件下构造的序列是收敛的,以及序列中的近似值又按什么样的误差下降速度逼近解。
迭代过程的收敛条件,一般与方程的性态(函数f(r)在解附近的性质，零点的分布状况等)及初值的近似度有关。
某些求解方法仅与初值的近似度有关,此时收敛条件即为收敛范围。
迭代过程的收敛速度是指在接近收敛的过程中近似值误差的下降速度。
求解方程的常用迭代算法主要有牛顿法、线性插值法、二次插值法及多重迭代法。
使用Matlab 求解PR方程可以组合使用solve 函数、vpa函数及eval函数,或编写选代程序求解[17-19]2.2 算法的确定算法选定原则：算法有效、计算工作量小、得到的显式化公式形式简单,其中公式形式简单尤为重要。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（ １ ． 辽 宁石油 化工 大学 石油 天然气 工程 学 院 ， 辽 宁 抚顺 １ １ ３ ０ ０ １ ；２ ．中 国石 油辽 宁沈 阳东 陵油 库 ，辽 宁 沈 阳 １ １ ０ ０ ０ １ ３ ．中 国石 油辽 宁销售 仓储 分公 司 ， 辽宁 沈阳 １ １ ０ ０ ０ １ ）
ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｅ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｆ ｏ ｕ ｎ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｌ ｆ ｏ ｗ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ． Ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ， ｄ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ ｖ ｉ ｓ ｃ ｏ ｓ ｉ ｔ ｙ ｗｅ ｒ ｅ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ Ｐ － Ｒ ｓ ｔ ａ ｔ ｅ ｅ ｑ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ， ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｃ ａ ｎ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ａ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｅ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｂ ａ ｓ ｉ ｓ ｏｒ ｆ Ｌ ＮＧ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｌｏ ｆ ｗ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ．
关 键 词 ：天然气 ；热物性质 ；Ｐ — Ｒ方程 ；密度 ；粘度
文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ １ — ０ ４ ６ ０（ ２ ０ １ ３） ０ ５ — ０ ６ ４ ９ — ０ ３ 中 图分 类 号 ：Ｔ Ｅ ６ ４
Ａｐｐｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｆ Ｐ－ Ｒ Ｓ ｔ ａ ｔ ｅ Ｅｑｕａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ Ｔｈ ｅ ｒ ｍｏ ｄｙ ｎａ ｍｉ ｃ Ｐｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ Ｃ ａ ｌ ｃ ｕｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｎａ ｔ ｕｒ ａ ｌ Ｇａ ｓ
摘
要 ：随着液化天然气 （ Ｌ Ｎ Ｇ）产业 的兴起 ，天然气在我 国能源结 中占有越来越重要 的位置 ，对 于天
然气液化流程 、 Ｌ Ｎ Ｇ储存运输 以及气化流程模拟的要求越来越高 ， 天然气热物性质计算的精度在流程模拟 中至
关重要 。采用 Ｐ — Ｒ方程计算 了密度和粘度 的精度 ，为 天然气 的流程模 拟提供 进一步的理论基础 。
Ｙ ＡＮＧ Ｆａ ｎ ， Ｃ ＨＥ ＮＢ ａ ｏ — ｄ ｏ ｎ ｇ ，Ｊ Ｉ ＡＮＧ Ｗｅ ｎ — ｑ ｕ ａ ｎ ， Ｓ ＨＩ Ｙ ｕ ，Ｌ Ｉ Ｌｉ ， Ｌ Ｉ ＵＨｅ ． ｍｉ ｎ ｇ
（ １ ． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｕ ｍ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｌｉ ａ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｈ ｉ ｈ ｕ ａ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｌｉ ａ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｆ ｕ ｓ ｈ ｕ ｎ １ １ ３ ０ ０ １ ， Ｃｈ ｉ ｎ ａ ２ ． Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ Ｃｈ ｉ ｎ ａ Ｓ ｈ ｅ ｎ ｙ ａ ｎ ｇ Ｄｏ ｎ ｇ ｌ ｉ ｎ ｇ Ｏｉ ｌ Ｄｅ ｐ ｏ ｔ ， Ｌｉ ａ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｈ ｅ ｎ ｙ ａ ｎ ｇ １ １ ０ ０ ０ １ ， Ｃｈ ｉ ｎ ａ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｎ ｅ ｗ ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ｌ ｉ ｑ ｕ ｅ ｉ ｆ ｅ ｄ ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ ｇ ａ ｓ （ Ｌ ＮＧ ） ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ ， ｎ ａ ｕｒ ｔ ａ ｌ ｇ ａ ｓ ｐ ｌ ａ ｙ ｓ ｍｏ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｍｏ ｒ ｅ
第４ ２ 卷第 ５ 期 ２ ０ １ ３年 ５月
当
代
化
工
Ｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｍｐ ｏ ｒ ａ ｒ ｙ Ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ ｌ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ
Ｖ ｏ １ ． ４ ２． Ｎ ｏ ． ５ Ｍ ａ ｙ， ２ ０ １ ３
Ｐ — Ｒ方程在天然气 热物 性计算 中的应 用研究
３ ． Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ Ｃｈ ｉ ｎ ａ Ｌｉ ａ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｍａ ｒ ｋ ｅ ｔ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ｓ ｔ ｏ ｒ ａ ｇ ｅ Ｃｏ ｍｐ ａ ｎ ｙ ， Ｌ ｉ ａ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｈ ｅ ｎ ｙ ａ ｎ ｇ １ １ ０ ０ ０ １ ， Ｃｈ ｉ ｎ ａ）
ｉ ｍｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｉ ｎ ｅ ｎ ｅ ｒ ｙ ｇ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｕｒ ｔ ｅ ｉ ｎ Ｃｈ ｉ ｎ ａ ． Ｈｉ ｇ ｈ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ｙ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｌ ｆ Ｏ Ｗ， ｓ ｕ ｃ ｈ ａ ｓ ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ ｇ ａ ｓ ｌ ｉ ｑ ｕ ｅ ｆ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｌ ＮＧ ｓ ｔ ｏ ｒ ａ ｇ ｅ ａ ｎ ｄ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｌ ＮＧ ｇ ａ ｓ ｉ ｉｃ ｆ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， ｉ ｓ ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｄ ． Ｔ ｈ ｅ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ｙ ｏ ｆ ｎ ａ ｕｒ ｔ ａ ｌ ｇ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍｏ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ
ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｓ ａ ｎ ｉ ｍｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｔ ｐ ａ ｒ ｔ ｏ ｆ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｌｏ ｆ ｗ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ． Ｉ ｔ ｉ ｓ ｎ ｅ ｃ ｅ ｓ ｓ ａ ｙ ｒ ｔ ｏ ｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｉ ｔ ｓ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ｙ ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ