Компоненты природного газа.

Поскольку газы могут добываться из чисто газовых, газоконденсатных, чисто нефтяных и газогидратных месторождений, то и составы у них различны. Но в основе любого состава лежат гомологи метана С_nН_2n+2. Кроме того, в газах могут присутствовать: азот, окись углерода СО₂, сероводород Н₂S, меркаптаны, а также редкоземельные инертные газы, такие как гелий, криптон, аргон, ксенон.

Добываемые газы могут находиться в газовом состоянии, жидком и в виде твёрдых веществ.

Смесь таких газов, как метан, этан, этилен (С₂Н₄) при Р=1 атм и нормальных температурах называется сухим газом.

Смесь пропана, пропилена, изобутана (С4Н10), бутилена (С4Н8), которые при повышенных давлениях – жидкости, называется жидким газом.

Смесь следующей группы углеводородов уровня изопентана i-С₅Н₁₂, которые находятся в жидком состоянии, называется газовым бензином.

Физическое состояние последней группы углеводородов ряда от С₁₈Н₃₈ при нормальных условиях – твёрдое.

Характеристики, определяющие состав газовой смеси:

1*. Плотность r=М/22.41 [кг/м³], где М – молекулярная масса.

2*. Состав газовой смеси

может быть охарактеризован массовой или молярной концентрациями.

Если задан молярный состав:

М_см=(у₁×М₁+…+у_n×М_n)/100[%],

где у – молярные доли в %, М – молекулярные массы.

Если задан массовый состав:

М_см=100/(g₁/М₁+…+g_n/М_n),

где g – массовая доля в %, М – молекулярная масса.

r_см=М_см/22.41, где М_см – молекулярная масса смеси.

29 Состав природных газовых смесей и параметры, характеризующие состав смеси

Газ, добываемый вместе с нефтью, называется попутным или нефтяным. Газ, добываемый из чисто газовых месторождений, называется природным. Газы, добываемые из чисто газовых, газоконденсатных и нефтяных месторождений, по качественному составу близки между собой. Они включают, главным образом, углеводороды метанового ряда (алканы) и примеси неуглеводородных компонентов: азот, углекислый газ, сероводород, инертные газы (гелий, аргон, криптон).

Для характеристики газовых смесей используют те же показатели, что и для индивидуальных газов: молекулярную массу, плотность, относительную плотность.

Газы, добываемые из чисто газовых месторождений, состоят почти из одного метана, в них отсутствуют тяжелые фракции, способные перейти в жидкое состояние при нормальных усло­виях, и поэтому их называют сухими.

Газы из газоконденсатных месторождений содержат и более тяжелые компоненты, которые при нормальном давлении могут представлять собой жидкость, называемую газовым конден­сатом.

Газы нефтяных месторождений содержат значительно мень­ше метана и большую долю пропан-бутановой фракции, кото­рая при нормальной температуре и давлении выше 0,9 МПа находится в жидком состоянии и используется в качестве сжи­женного газа. Жидкий газ при снижении давления испаряется, переходит в газообразное состояние, что делает удобным его транспорти­рование и использование.

Среди неуглеводородных компонентов природных газов осо­бое место занимает углекислый газ и сероводород, являющиеся высокотоксичными и корродирующими веществами

+28 вопрос

30 Идеальные и природные газы

Газы - реальные и идеальные.

Идеальные газы – это когда пренебрегают взаимодействием молекул друг с другом.

PV = GRT

Р – абсолютное давление (Па), V – объем (м3), G – масса вещества (кг), Т – температура (К), R – универсальная газовая постоянная (кДж/К×кг).

(для идеального газа).

z - степень отклонения реального газа от идеального, или коэффициент сжимаемости реального газа.

Нефтяные и природные газы имеют значительные отклонения от законов идеальных газов вследствие взаимодействия между собой молекул, которое возникает при сжатии реальных газов. Степень отклонения сжимаемости реальных газов от идеальных характеризуется коэффициентом сжимаемости z, показывающим отношение объема реального газа к объму идеального при одних и тех же условиях.

Реальные газы – смесь углеводородных и не углеводородных компонентов. Молекулы аргона, ксенона, криптона и метана имеют сферическую конфигурацию. Молекулы таких газов, как пропан и бутан, - несферическую, поэтому для учёта формы молекул был введён параметр – ацентрический фактор (w). Он показывает, что если молекула сферическая, то силы, которые на неё действуют – сферические, что указывает на симметрию сил. Если же молекулы не сферические, то возникает асимметрия действующих сил.

z=z(Р_пр, Т_пр, w)

z_см=z₀(Р_пр, Т_пр)+z₁(Р_пр, Т_пр)×w_см,

где z₀ – коэффициент сверхсжимаемости простого газа. Для простого газа молекулы сферические и w=0.

z₁ – поправка к коэффициенту сверхсжимаемости непростого газа, который зависит от Р_пр, Т_пр и w¹0.

w_см – ацентрический фактор всей смеси, характеризуемой определёнными концентрациями:

w_см=Sу_i×w_i

Отсюда можно видеть, что ацентрический фактор смеси зависит от ацентричного фактора каждого компонента.

у_i – молярная концентрация компонента.

Приведённые параметры рассчитываются на основании критических параметров, отсюда рассмотрим вопрос определения критических параметров.

Р_кр=Sу_i×Р_крi; Т_кр=Sу_i×Т_крi; z_кр=Sу_i×z_крi

31 Парциальное давление. Закон дальтона

32. Парциальный объем. Закон Амага

Парциальное давление было введено для идеального газа.

Смесь идеальных газов характеризуется свойством аддитивности и свойством парциальности объёмов идеальных газов. Каждый газ в смеси ведёт себя так, будто он один.

Парциальное давление компонента – давление, которое оказывает данный компонент при удалении из объёма других компонентов.

Парциальный объём – объём, который занимал бы данный компонент при удалении из объёма остальных компонентов при постоянном давлении и постоянной температуре.

Существуют важные, строгие, всегда выполняющиеся законы, которые предопределили свойства реальных газов через свойства идеальных газов. Это: