第二章 天然气的物理化学性质

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1、第二章天然气的物理化学性质提示第二、三章是以后各章学习的基础。较全面的天然气物理化学性质应包括：1）物理性质，如：分子量、密度和相对密度、饱和蒸汽压、粘度、临界参数、真实气体和理想气体状态方程及气体偏差系数、体积系数、含水量、溶解度和烃露点等；2）相态性质和相平衡计算；3）热力学性质如：比热容、绝热指数、导热系数、汽化潜热、焓、熵、热值和爆炸性等。限于篇幅，本章只涉及与渗流、管流和储存有关的几个参数。这些参数的实验分析与测定是必不可缺少的手段。国家技术监督部门认可的方法和标准是测试的依据。在没有实验和现场试验数据时，那么采用一些经验公式是唯一可

2、行的选择，而且有利于实现计算机编程。第一节天然气的组成与分类一、天然气的组成天然气是指自然生成，在一定压力、温度下蕴藏于地下岩层孔隙或裂缝中的混合气体，其主要成分为甲烷及少量乙烷、丙烷、丁烷、戊烷及以上烃类气体，并可能含有氮、氢、二氧化碳、硫化氢及水蒸汽等非烃类气体及少量氦、氩等惰性气体。天然气中还可能含多硫化氢、以胶溶态粒子形式存在于气相中的沥青质，还可能微含水银。石油工业范围内，天然气通常指从气田采出的气及油田采油过程同时采出的伴生气（参见国际标准化组织ISO14532.2001）。天然气中常见组分的性质见表2-1。为了了解天然气的组成，可

3、以对天然气组分作全分析，目前国内外采用的分析仪器为气相色谱仪，主要有美国惠普和日本岛津系列气相色谱仪。表示天然气组成的方法有三种：1、摩尔组成：这是目前最常用的一种表示方法，常用符号表示气中组分i的摩尔组成，其表达式为（2-1）式中——气组分i的摩尔数；——气体总摩尔数，n为气体组分总数。表2-1天然气主要组分在标准状态下的物理化学性质摩气临临高高低低爆炸动运定导绝尔体密度界界热热热热极限力动压热偏分分沸热名体常ρc/(温压值值值值(体积粘粘比系心子子点指称积数kg/m度力Hh(Hh(H1/(H1/分度度热数因式量/℃数V/R/3)T(PcMJ

4、/MJMJ/(M数)/%μν容λ/[子mcK(m3/[J/K)/m3)/kg)m3)J/k下上××c/[W/(cp(kkJ/(M106106mkmgm3Pg)限限/Pa/m2·K)ol)··k)a·s/s]K)]]16.5150.-0.00.0甲C22.0.71190.4.539.55.35.5.15.10.14.1.51.3048.05161.30210烷H436274584484236790600605045093750494430.2747.-0.00.0乙C222.1.35305.4.870.51.64.2.13.8.76.42.211

5、9076.5188.18698烷H618753421635190839790714480645601644.1846.-0.00.1丙C321.2.01369.4.1101.50.93.2.7.63.82.91.1098.389.542.15152烷H8936028294266376240151606176530524n-正58.1445.0.00.2C421.2.70425.3.7133.49.123.1.6.92.5-3.71.1丁123.748.513401H1504301847886532649573.501044烷4135900i-异

6、58.1445.-0.1C421.2.69408.3.6133.49.122.1.1.1丁123.658.5——11.——84H1598121400048438853844烷41307280正C572.1145.0.220.3.4546.3.3169.49.156.1.6.41.836.1.1戊H1155.388.3——5389137965253770427334850621烷2127192.4112-0.022.0.0833.1.212.141.10.4.75.8.593.1.21.40.2氢H2012.0.1252.004279825807

7、45926786092098071636671175031.25-0.022.1.42154.4.919.13.1.31.40.0氧O2999.——————182.213928933718660150025099798323.29-0.022.1.25125.3.317.13.1.31.40.0氮N2016.——————195.40403079149003002022493957801.63.28-H22.0.133.30.14氦011.————————269.———e42045518(1961795℃)-二44.1878.0.00.2氧C22

8、.1.97304.7.214.7.01.61.3019.——————2013725化O22606825903092004004(升20碳华)硫34.2