Плотность газа в нормальных условиях определяется по закону Авогадро
r = М/22.41, кг/м3, (1.3)
где М - молекулярная масса, М=G/m.
Относительная плотность - плотность газа отнесённая к плотности воздуха rв при тех же значениях давления и температуры
. (1.4)
При определении относительной плотности надо иметь в виду, что стандартными условиями в физике считаются 00С и 0,1013МПа, а коммерческие расчеты в газовой промышленности приводятся к условиям t=200С и p=0,1013МПа. Соответственно, плотность воздуха в первом случае rв0= 1,293кг/м3, а во втором - rв0= 1,205кг/м3. Плотность воздуха при требуемом давлении определяется по формуле
rв = 1,1665р (1.4.1)
Для сравнительной характеристики газа удобнее использовать относительную плотность при нормальных физических условиях
D0=r0 / 1,293. (1.4.2)
Состав природного газа характеризуется концентрациями (содержанием) компонент, которые подразделяются на:
- массовые gi=Gi /G;
- молярные yi=mi /m;
- объёмные xi=vi /v.
Здесь: i - номер компоненты; G,m,v - масса, число молей и объём; величины без индексов относятся к смеси.
При известных молекулярных массах компонент Мi и смеси М можно осуществить переход от объёмных концентраций к массовым и наоборот:
gi=xi Mi /M. (1.5)
При этом по закону Авогадро yi=xi.
При известных концентрациях и параметрах компонент средние характеристики смеси определяются следующим образом:
- давление р=pi /xi (1.6)
- объём v=vi /xi (1.7)
- молекулярная масса M= å (xi Мi)/100=100/ å (gi /Mi) (1.8)
- плотность r =100/ å (gi / r i)=100M/ å (xi Mi)/ ri= å (xi r i) (1.9)
В формулах (1.8, 1.9) концентрация дана в процентах.
Содержание тяжелых углеводородов в газе.
Объём паров после испарения жидкости
Принято считать, что в газе три тяжелые фракции: пропановая, бутановая и газовый бензин. Последний принимается состоящим по массе из 1/3 бутана и 2/3 пентана (плюс вышекипящие).
Если дан массовый или молярный состав газа, то содержание тяжелых компонентов в г/м3
определяется по формуле
Аi=10girсм= 10уiri, г/м3. (1.10)
Здесь: g - содержание данного тяжелого углеводорода в газе, мас.%; rсм - средняя плотность природного газа, кг/м3; у - содержание данного тяжелого углеводорода в газе, мол.%; r - плотность данного тяжелого углеводорода, кг/м3.
После определения содержания в газе отдельных компонентов пересчитывают содержание в нём n- бутана и газового бензина При этом считают, что в газовый бензин целиком переходит пентан плюс вышекипящие и часть нормального бутана, по величине равная половине содержания пентана плюс вышекипящие.
Пропан бутановая фракция при повышенных давлениях находится в жидком состоянии и переходит в газообразное при понижении давления до атмосферного. Объём паров, получаемый после испарения жидкого углеводорода( при нормальных физических условиях р=0,1013МПа, Т=273 К ), можно вычислить по формуле
Vп=G / rп= 22,41 G / М, м3, (1.11)
где М - молекулярная масса углеводорода, rп
- плотность паров углеводорода при нормальных условиях; G - масса жидкого углеводорода, кг.
Если имеется смесь жидких углеводородов, то объём паров подсчитывается по (1.11) с подстановкой средней молекулярной массы смеси испарившихся углеводородов.
