高含二氧化碳天然气压缩系数的计算方法比较
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可得 ；Ｂ为气体中Ｈ Ｓ 的分子分数。
丁＋ Ｂｏ Ｔ－Ａ ｏ Ｃｏ Ｒ －
＝
＋
雾ｐ ） 。 ＋
用 校 正后 的气 体视 临界 参数 计算 对 比温度 与对 比压力 ，通 过状 态 方程计 算 压缩 系数 ，并 与标 准天
（Ｔａ等ａ（ Ｐ ． （ 然 气压 缩 系数 图进 行对 比 ，从而 得 到各方 程预 测压 ｂ－ ） ａ＋ ４ 缩 系数 的准 确度 。 Ｒ Ｅ ６ ＋ １ ）
计 算压 缩系数 状 态方 程 的基本形 式 如下 ：
Ｒ Ｋ状 态方 程
０５ ＠ ．５
＾ Ｔ ，
（） ５
夕器 一 ＝
Ｓ Ｋ状态 方程 Ｒ
＝ 一
（ １ ）
（） ２
户 ｃ
两 ＇ ／ｌ ７Ｃ Ｃ
（） ６
为
式 中 为 校 正后 的 视 临 界 温度 （ ； Ｋ）
， ７ ＇ ７０
Ｅ＝ Ｌ－Ｚ一 １ ０ － × ０ ％
（） ７
式 中 Ｚ为 计算 得 到 的压 缩 系数 ； Ｚ。 为查 图得
油． 田地 面：程 Ｉ 【 Ｉ ：
（ｔｐ／ ｗｗｗ． ｔｍｇ ． ｒ） ｈｔ ：／ ｙ ｄ ｃｃ ｎ ｑ ｏ
【 ｊ 卷 到 的数据 。
ｆ ０ １ ３ 试 验研 究） ２ １ ． ）（ ０
关键 词 ：天 然气 ；压 缩 系数 ；状态 方程 ；Ｃ 。 正 Ｏ ；修
ｄ ｉ Ｏ３ ６ ／ｉ ｎ１０ － ８ ６２ １ ． ０ １ ｏ： ．９ ９ ．ｓ ． ６ ６ ９ ．０ １ ．０ ｌ ｊｓ ０ ３
随着 天然 气 工 业 的迅 速 发 展 ，经 常 需 要 在 高 压 、低 温 以及 非 烃组 分含 量较 高 的情况 下 准确计 算 物 性参 数 ，尤其 是计 算压 缩 系数 。多年 来人 们提 出 了大量 的实 际气体 方 程 ，有 些 是在 分析 研究 的基 础 上 建立起 来 的 ，还 有 一些 是在 经验 或半 经验 的基 础
系数图。经校正以后 ，即使天然气 中酸陛气体总含
由凯式法 则 计算 出 的酸 ｌ 生天然 气视 Ｉ 参数 按 临界
量较 高 的情 况 下 ，使 用 时有很 大 的局 限性 。
量 达到 ８ ％，也 可 给 出精 确 的天然 气压 缩系 数 。 ０
下 式校 正
＝ －
１ 压缩系数 的计算
３ １ 计 算数据 与标准 图 的对 比 ． 针 对 含 量 分 别 为 １ ％ 、 ３ ％ 、５ ％ 、 ７ ％ 、 ０ ０ ０ ０
９ ％的天然 气组分 进行 实验 ，由于篇 幅 限制 ，仅 以 ０ Ｃ Ｏ 含量 为 ３ ％的天然 气 组分 为 例来 说 明 ，组 分如 ０
校正后 的视 临界压力 （Ｐ ） ｋａ ；
Ｐ Ｒ状 态方程
为气体视临界温
度 （ ； ｐ 为气 体 视 临 界 压 力 （Ｐ ） ￡为视 临 Ｋ） ｋａ ；
Ｐ ＝
Ｂ Ｓ ＷＲ 状态 方程
一 一丽
Ｄｏ
一
（） 界 温度 校 正 系 数 ，为 Ｃ ＨＳ 度 的 函数 ，查 图 ３ Ｏ和 浓
ｃ（ ）ｐ ） ｌ１ ｅ （ ｏ ＋ ｘ一 －
２ 状 态方程 的修 正
对 于 实 际 气 体 ， 状 态 方 程 可 以 表 示 成
基金论 文：Ｉ ｌ省教 育厅资助科研项 目 “ ｇｌ ｔｌ 超临界 ｃ Ｏ管道输送技术研 究”（９ Ｂ ９ ） ０Ｚ０７ 。
误 差值 由下 式求 得
Ｓ ＲＫ方程 、Ｐ Ｒ方程 与 Ｂ ＲＳ 程计 算压 缩 系数精 度 高 ，得 到 了广泛使 用 ；而在 酸性 气体含 量较 Ｗ 方 高的情 况 下 ，上述 方程 只在 一 定 范 围 内适 用 。为 确定 ＲＫ方程 、Ｓ ＲＫ方程 、Ｐ Ｒ方程 与 Ｂ ＲＳ Ｗ 方 程 用 于计 算 高含 ＣＯ： 然 气压 缩 系数 时的 适 用 范 围 ，将 方 程 的计 算 误 差 与 实验 数 据 进 行 对 比 ， 天 结 果表 明 Ｂ Ｒ 状 态方程 精度 高 ，适 用 范围广 。 Ｗ Ｓ
实验 范 围内 ，当对 比温度较 小 时 Ｂ Ｓ ＷＲ 方程 为最优
以误差 值 Ｅ小 于 ５ ％为评价 标准 。
方程 ，当对 比温度 较大 时 Ｒ Ｋ方 程为 最优 方程 。计 算数据 与实 验数据 的平均误 差见wk.baidu.com表 ５ 。
表 ４ 实 验 数 据 取值 ＭＰ ａ
３ 计算 实例
笫 ３ 卷第 ３胡 （ ０ １ ３ 试验 研 究） （ ） ｊ ２ ］ ． ）（ ０
高含二氧化碳天然气压缩系数的计算方法比较
向彦楠 李长俊 刘恩斌 西 油大 南石 学
摘 要 ：天 然 气 工 业 工程 实践 中 ，在 Ｃ 、 ｍＳ等 酸 性 气体 含 量 不 高的 情 况 下 ，ＲＫ方程 、 Ｏ
＝
Ｚ ＲＴ （ Ｒ Ｚ为 压 缩 系数 ，表示 实 际气 体 与 理想
气体 的偏 离程 度 ） 。天 然气 压 缩 系数 图 给 出 了不 同对 比温 度下 天然 气压 缩 因子 随对 比压力 变化 的关 系 曲线 。对于 主要 由甲烷组 成 的清洁 气 ，含氮 量不
超过 ５ ，视 分子 量 不超 过 ４ 时 ，计 算得 出的 压缩 ％ ０ 上建 立起 来 的” ，比较有 代表 性 的有 Ｒ Ｋ方 程 、Ｓ Ｋ Ｒ 系数 数 据 与 该 图 比较 误 差 较 小 ，一 般 不 超 过 ３ ； ％ 方 程 、Ｐ Ｒ方 程 与 Ｂ Ｓ 程 。压 缩 系 数 的精 确 程 当 Ｃ 。 ＷＲ 方 ０ 或者 Ｈ Ｓ 含量 超 过 ２ ％时 ，则 需 要 进 行 校正 。
度直 接影 响 到工艺 流程 设计 。工程 实践 中 ，在二 氧 魏 切特 （ ｃｅ ）和埃 则茨 （ ｚ ）提 出 了简单 易 Ｗｉ ｒ ｈｔ Ａｉ ｚ 化 碳 （ｏ ） ｃ 、硫 化 氢 （ ）等 酸性 气 体 含 量 不 高 ＨＳ 行 的校 正方 法 ，这个 方法 仍 然使用 标 准天然 气压 缩 的情 况下 ，这 些方程 计 算精 度 高 ，而在 酸 眭气 体含
丁＋ Ｂｏ Ｔ－Ａ ｏ Ｃｏ Ｒ －
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用 校 正后 的气 体视 临界 参数 计算 对 比温度 与对 比压力 ，通 过状 态 方程计 算 压缩 系数 ，并 与标 准天
（Ｔａ等ａ（ Ｐ ． （ 然 气压 缩 系数 图进 行对 比 ，从而 得 到各方 程预 测压 ｂ－ ） ａ＋ ４ 缩 系数 的准 确度 。 Ｒ Ｅ ６ ＋ １ ）
计 算压 缩系数 状 态方 程 的基本形 式 如下 ：
Ｒ Ｋ状 态方 程
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， ７ ＇ ７０
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式 中 Ｚ为 计算 得 到 的压 缩 系数 ； Ｚ。 为查 图得
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关键 词 ：天 然气 ；压 缩 系数 ；状态 方程 ；Ｃ 。 正 Ｏ ；修
ｄ ｉ Ｏ３ ６ ／ｉ ｎ１０ － ８ ６２ １ ． ０ １ ｏ： ．９ ９ ．ｓ ． ６ ６ ９ ．０ １ ．０ ｌ ｊｓ ０ ３
随着 天然 气 工 业 的迅 速 发 展 ，经 常 需 要 在 高 压 、低 温 以及 非 烃组 分含 量较 高 的情况 下 准确计 算 物 性参 数 ，尤其 是计 算压 缩 系数 。多年 来人 们提 出 了大量 的实 际气体 方 程 ，有 些 是在 分析 研究 的基 础 上 建立起 来 的 ，还 有 一些 是在 经验 或半 经验 的基 础
系数图。经校正以后 ，即使天然气 中酸陛气体总含
由凯式法 则 计算 出 的酸 ｌ 生天然 气视 Ｉ 参数 按 临界
量较 高 的情 况 下 ，使 用 时有很 大 的局 限性 。
量 达到 ８ ％，也 可 给 出精 确 的天然 气压 缩系 数 。 ０
下 式校 正
＝ －
１ 压缩系数 的计算
３ １ 计 算数据 与标准 图 的对 比 ． 针 对 含 量 分 别 为 １ ％ 、 ３ ％ 、５ ％ 、 ７ ％ 、 ０ ０ ０ ０
９ ％的天然 气组分 进行 实验 ，由于篇 幅 限制 ，仅 以 ０ Ｃ Ｏ 含量 为 ３ ％的天然 气 组分 为 例来 说 明 ，组 分如 ０
校正后 的视 临界压力 （Ｐ ） ｋａ ；
Ｐ Ｒ状 态方程
为气体视临界温
度 （ ； ｐ 为气 体 视 临 界 压 力 （Ｐ ） ￡为视 临 Ｋ） ｋａ ；
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Ｂ Ｓ ＷＲ 状态 方程
一 一丽
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一
（） 界 温度 校 正 系 数 ，为 Ｃ ＨＳ 度 的 函数 ，查 图 ３ Ｏ和 浓
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２ 状 态方程 的修 正
对 于 实 际 气 体 ， 状 态 方 程 可 以 表 示 成
基金论 文：Ｉ ｌ省教 育厅资助科研项 目 “ ｇｌ ｔｌ 超临界 ｃ Ｏ管道输送技术研 究”（９ Ｂ ９ ） ０Ｚ０７ 。
误 差值 由下 式求 得
Ｓ ＲＫ方程 、Ｐ Ｒ方程 与 Ｂ ＲＳ 程计 算压 缩 系数精 度 高 ，得 到 了广泛使 用 ；而在 酸性 气体含 量较 Ｗ 方 高的情 况 下 ，上述 方程 只在 一 定 范 围 内适 用 。为 确定 ＲＫ方程 、Ｓ ＲＫ方程 、Ｐ Ｒ方程 与 Ｂ ＲＳ Ｗ 方 程 用 于计 算 高含 ＣＯ： 然 气压 缩 系数 时的 适 用 范 围 ，将 方 程 的计 算 误 差 与 实验 数 据 进 行 对 比 ， 天 结 果表 明 Ｂ Ｒ 状 态方程 精度 高 ，适 用 范围广 。 Ｗ Ｓ
实验 范 围内 ，当对 比温度较 小 时 Ｂ Ｓ ＷＲ 方程 为最优
以误差 值 Ｅ小 于 ５ ％为评价 标准 。
方程 ，当对 比温度 较大 时 Ｒ Ｋ方 程为 最优 方程 。计 算数据 与实 验数据 的平均误 差见wk.baidu.com表 ５ 。
表 ４ 实 验 数 据 取值 ＭＰ ａ
３ 计算 实例
笫 ３ 卷第 ３胡 （ ０ １ ３ 试验 研 究） （ ） ｊ ２ ］ ． ）（ ０
高含二氧化碳天然气压缩系数的计算方法比较
向彦楠 李长俊 刘恩斌 西 油大 南石 学
摘 要 ：天 然 气 工 业 工程 实践 中 ，在 Ｃ 、 ｍＳ等 酸 性 气体 含 量 不 高的 情 况 下 ，ＲＫ方程 、 Ｏ
＝
Ｚ ＲＴ （ Ｒ Ｚ为 压 缩 系数 ，表示 实 际气 体 与 理想
气体 的偏 离程 度 ） 。天 然气 压 缩 系数 图 给 出 了不 同对 比温 度下 天然 气压 缩 因子 随对 比压力 变化 的关 系 曲线 。对于 主要 由甲烷组 成 的清洁 气 ，含氮 量不
超过 ５ ，视 分子 量 不超 过 ４ 时 ，计 算得 出的 压缩 ％ ０ 上建 立起 来 的” ，比较有 代表 性 的有 Ｒ Ｋ方 程 、Ｓ Ｋ Ｒ 系数 数 据 与 该 图 比较 误 差 较 小 ，一 般 不 超 过 ３ ； ％ 方 程 、Ｐ Ｒ方 程 与 Ｂ Ｓ 程 。压 缩 系 数 的精 确 程 当 Ｃ 。 ＷＲ 方 ０ 或者 Ｈ Ｓ 含量 超 过 ２ ％时 ，则 需 要 进 行 校正 。
度直 接影 响 到工艺 流程 设计 。工程 实践 中 ，在二 氧 魏 切特 （ ｃｅ ）和埃 则茨 （ ｚ ）提 出 了简单 易 Ｗｉ ｒ ｈｔ Ａｉ ｚ 化 碳 （ｏ ） ｃ 、硫 化 氢 （ ）等 酸性 气 体 含 量 不 高 ＨＳ 行 的校 正方 法 ，这个 方法 仍 然使用 标 准天然 气压 缩 的情 况下 ，这 些方程 计 算精 度 高 ，而在 酸 眭气 体含