天然气的物理化学性质
合集下载
相关主题
- 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)。
油
C3、C7、C20 10%、20%、70%
二、天然气的组成
1、天然气：（烃类、非烃类） uNatural gas：指从地下采出的，常温常压下相态
为气态的烃类和少量非烃类气体组成的混合物。 lHydrocarbon：CnH2n+n
C1(70~98%)、C2(<10%） C3~C5(百分之几)、C6+（甚微） lNon-hydrocarbon：H2S、CO2、N2、CO、Ar、He
m1 14.4387 Kg m2 1.5035 Kg m3 2.20485 Kg
u求：体系的质量组成、摩尔组成和体积组成
二、天然气的组成
l体系的质量组成
气相
体系的总质量m
C1, C2, C3
3
m mi m1 m2 m3 i 1 18.14705
3
G1 m1 / mi 14.4387 /18.14705
n2 0.05 n3 0.05
二、天然气的组成
体系的总摩尔数n:
气相
C1, C2, C3
3
n ni n1 n2 n3 i 1 0.9 0.05 0.05
1
yi
ni
/ n3
i1
i
ni
体系中各组分的摩尔组成:
y1 n1 0.9 y2 n2 0.05 y3 n3 0.05
第二章
天然气的物理化学性质
第二章 天然气的物理化学性质
u确定天然气在各状态下物性参数的方法： l直接取气样进行实验测定； l根据天然气各组分的物理性质、物理规律利用
混合规则进行计算。
第二章 天然气的物理化学性质
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节
天然气的组成和分类 天然气的分子量、相对密度、密度和比容 天然气偏差系数的确定 天然气的等温压缩系数 天然气的体积系数和膨胀系数 天然气的粘度 天然气含水量和溶解度
酸性天然气：S<1g/标m3
净气： S〉1g/标m3
第二节 天然气的分子量、相对密度、密度和比容
一、天然气分子量 (molecular weight） u定义：标态下1kmol（0℃、1atm、22.4m3）天然
气具有的质量。单位：kg/kmol 又称平均分子量、视分子量 u确定方法：
n
M g yiM i i 1
二、天然气的组成
l体系的体积组成
气 相 体系中各组分的体积:
C1, C2, C3
Vi 22.4 ni V1 20.16(l) V2 1.12(l) V3 1.12(l)
3
vi Vi / Vi i 1
体系的总体积V:
3
V Vi V1 V2 V3 22.4 i 1
v1 y1 0.9 v2 y2 0.05 v3 y3 0.05
油
C3、C7、C20
水
H2O
拟组分(pseudo-component)： 用于工程计算的一种假想组分， 由物系中几种组分合并成。
例如，油气相态研究中常用组分：
l纯组分：C1、C2、C3…； l拟组分：轻烃组分C2-6、重烃组分C7+
一、基本概念
u组成(composition) 体系中构成某物质各组分所占的比例。定量表 示体系或某一相中的组分构成情况。
二、天然气的组成
2、天然气组成 天然气中各组分气体所占总组成的比例 实验室用气相色谱仪分析
二、天然气的组成
3、天然气组成的表示方法
三种方法：摩尔组成、体积组成、质量组成
u摩尔组成：用yi表示，最常用的一种表示方法 各组分的摩尔数占总摩尔数的分数。
n
yi ni / ni i 1
n
yi 1
i 1
体系的质量组成:
i 1
G1 0.79565 G2 0.08285 G3 0.1215
二、天然气的组成
气相
C1, C2, C3
l体系的摩尔组成 体系中各组分的分子量:
M1 16.043 M2 30.070 M3 44.097
体系中各组分的摩尔数:
ni mi / Mi
n1 m1 / M1 14.4387 /16.043 0.9
n
Gi 1
i 1
二、天然气的组成
u质量组成与摩尔组成的换算
由 wi / Mi ni ，可推得：
n
yi
(Gi
/
Mi
)
/( i
1Gi
/
Mi)
Mi为组分i的摩尔质量(molecular weight)
思考：已知摩尔组成如何换算 为质量组成？
二、天然气的组成
气相
C1, C2, C3
u已知：体系中各组分的质量如下
第一节 天然气的组成和分类
一、基本概念 u体系(system)
指一定范围内一种或几种定量物质构成的整体，又 称物系、系统。体系可分为单组分和多组分体系。
多组分体系 multi-component
油
C3、C7、C20
水
H2O
水
单组分体系
H2O single-component
一、基本概念
u组分(component) 形成体系的各种物质称该体系的各组分，也即物系中 所有同类的分子。
二、天然气的密度
u定义(density) 在一定温度压力下，单位体积天然气的质量。
g m /V （Kg/m3）
u计算方法 在理想条件下，
g
m V
pM 气的相对密度
u定义(specific gravity or relative density) 在20℃，0.101MPa下天然气的密度与干燥空气的 密度之比。
（摩尔分数，可用百分数，也可用小数表示）
二、天然气的组成
u体积组成 ：用符号vi表示
各组分的体积占总体积的分数。
n
n
vi Vi / Vi
vi 1
★当考虑天然气为遵i1循阿伏加i德1 罗定律的混合气体
时，其体积组成与摩尔组成相等
u质量组成：用符号Gi表示 各组分的质量占总质量的分数
n
Gi wi / wi i 1
三、天然气的分类
按烃类组 分关系
天
然
气 的 分
按矿藏特 点
类
按H2S、 CO2含量
干气：地下地面均呈气态， C5+几乎没有 湿气：地下气态，地面有液烃，C5+很少 贫气：C3+<100cm/m3 富气：C3+〉100cm/m3 纯气藏气：地下气态， C1>90%，C2-C4少， C5+甚微，γg0.5-0.6 凝析气藏气：地层原始状态呈气态，开发过 程中，当地层压力低于露点压力时有液烃析 出，C160-90%， C5+较高， γg0.7-0.9 油田伴生气：地下与原油共存，伴随原油产 出，C1<60%， C5+甚微， γg〉1
C3、C7、C20 10%、20%、70%
二、天然气的组成
1、天然气：（烃类、非烃类） uNatural gas：指从地下采出的，常温常压下相态
为气态的烃类和少量非烃类气体组成的混合物。 lHydrocarbon：CnH2n+n
C1(70~98%)、C2(<10%） C3~C5(百分之几)、C6+（甚微） lNon-hydrocarbon：H2S、CO2、N2、CO、Ar、He
m1 14.4387 Kg m2 1.5035 Kg m3 2.20485 Kg
u求：体系的质量组成、摩尔组成和体积组成
二、天然气的组成
l体系的质量组成
气相
体系的总质量m
C1, C2, C3
3
m mi m1 m2 m3 i 1 18.14705
3
G1 m1 / mi 14.4387 /18.14705
n2 0.05 n3 0.05
二、天然气的组成
体系的总摩尔数n:
气相
C1, C2, C3
3
n ni n1 n2 n3 i 1 0.9 0.05 0.05
1
yi
ni
/ n3
i1
i
ni
体系中各组分的摩尔组成:
y1 n1 0.9 y2 n2 0.05 y3 n3 0.05
第二章
天然气的物理化学性质
第二章 天然气的物理化学性质
u确定天然气在各状态下物性参数的方法： l直接取气样进行实验测定； l根据天然气各组分的物理性质、物理规律利用
混合规则进行计算。
第二章 天然气的物理化学性质
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节
天然气的组成和分类 天然气的分子量、相对密度、密度和比容 天然气偏差系数的确定 天然气的等温压缩系数 天然气的体积系数和膨胀系数 天然气的粘度 天然气含水量和溶解度
酸性天然气：S<1g/标m3
净气： S〉1g/标m3
第二节 天然气的分子量、相对密度、密度和比容
一、天然气分子量 (molecular weight） u定义：标态下1kmol（0℃、1atm、22.4m3）天然
气具有的质量。单位：kg/kmol 又称平均分子量、视分子量 u确定方法：
n
M g yiM i i 1
二、天然气的组成
l体系的体积组成
气 相 体系中各组分的体积:
C1, C2, C3
Vi 22.4 ni V1 20.16(l) V2 1.12(l) V3 1.12(l)
3
vi Vi / Vi i 1
体系的总体积V:
3
V Vi V1 V2 V3 22.4 i 1
v1 y1 0.9 v2 y2 0.05 v3 y3 0.05
油
C3、C7、C20
水
H2O
拟组分(pseudo-component)： 用于工程计算的一种假想组分， 由物系中几种组分合并成。
例如，油气相态研究中常用组分：
l纯组分：C1、C2、C3…； l拟组分：轻烃组分C2-6、重烃组分C7+
一、基本概念
u组成(composition) 体系中构成某物质各组分所占的比例。定量表 示体系或某一相中的组分构成情况。
二、天然气的组成
2、天然气组成 天然气中各组分气体所占总组成的比例 实验室用气相色谱仪分析
二、天然气的组成
3、天然气组成的表示方法
三种方法：摩尔组成、体积组成、质量组成
u摩尔组成：用yi表示，最常用的一种表示方法 各组分的摩尔数占总摩尔数的分数。
n
yi ni / ni i 1
n
yi 1
i 1
体系的质量组成:
i 1
G1 0.79565 G2 0.08285 G3 0.1215
二、天然气的组成
气相
C1, C2, C3
l体系的摩尔组成 体系中各组分的分子量:
M1 16.043 M2 30.070 M3 44.097
体系中各组分的摩尔数:
ni mi / Mi
n1 m1 / M1 14.4387 /16.043 0.9
n
Gi 1
i 1
二、天然气的组成
u质量组成与摩尔组成的换算
由 wi / Mi ni ，可推得：
n
yi
(Gi
/
Mi
)
/( i
1Gi
/
Mi)
Mi为组分i的摩尔质量(molecular weight)
思考：已知摩尔组成如何换算 为质量组成？
二、天然气的组成
气相
C1, C2, C3
u已知：体系中各组分的质量如下
第一节 天然气的组成和分类
一、基本概念 u体系(system)
指一定范围内一种或几种定量物质构成的整体，又 称物系、系统。体系可分为单组分和多组分体系。
多组分体系 multi-component
油
C3、C7、C20
水
H2O
水
单组分体系
H2O single-component
一、基本概念
u组分(component) 形成体系的各种物质称该体系的各组分，也即物系中 所有同类的分子。
二、天然气的密度
u定义(density) 在一定温度压力下，单位体积天然气的质量。
g m /V （Kg/m3）
u计算方法 在理想条件下，
g
m V
pM 气的相对密度
u定义(specific gravity or relative density) 在20℃，0.101MPa下天然气的密度与干燥空气的 密度之比。
（摩尔分数，可用百分数，也可用小数表示）
二、天然气的组成
u体积组成 ：用符号vi表示
各组分的体积占总体积的分数。
n
n
vi Vi / Vi
vi 1
★当考虑天然气为遵i1循阿伏加i德1 罗定律的混合气体
时，其体积组成与摩尔组成相等
u质量组成：用符号Gi表示 各组分的质量占总质量的分数
n
Gi wi / wi i 1
三、天然气的分类
按烃类组 分关系
天
然
气 的 分
按矿藏特 点
类
按H2S、 CO2含量
干气：地下地面均呈气态， C5+几乎没有 湿气：地下气态，地面有液烃，C5+很少 贫气：C3+<100cm/m3 富气：C3+〉100cm/m3 纯气藏气：地下气态， C1>90%，C2-C4少， C5+甚微，γg0.5-0.6 凝析气藏气：地层原始状态呈气态，开发过 程中，当地层压力低于露点压力时有液烃析 出，C160-90%， C5+较高， γg0.7-0.9 油田伴生气：地下与原油共存，伴随原油产 出，C1<60%， C5+甚微， γg〉1