天然气物理化学性质.doc

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1、海底天然气物理化学性质第一节海底天然气组成表示法一、海底天然气组成海底天然气是由多种可燃和不可燃的气体组成的混合气体。以低分子饱和烃类气体为主，并含有少量非烃类气体。在烃类气体中，甲烷（CH4）占绝大部分，乙烷（C2H6）、丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10）和戊烷（C5H12）含量不多，庚烷以上（C5+）烷烃含量极少。另外，所含的少量非烃类气体一般有氮气（N2）、二氧化碳（CO2）、氢气（H2）、硫化氢（H2S）和水汽（H2O）以及微量的惰性气体。由于海底天然气是多种气态组分不同比例的混合物，所以也像石油那样，其物理性质变化很大，它的主要物

2、理性质见下表。海底天然气中主要成分的物理化学性质名称分子式相对分子质量密度/Kg·m-3临界温度/℃临界压力/MP粘度/KP·S自燃点/℃可燃性限/%热值/KJ·m-3(15.6℃，常压)气体常数/Kg·m·(Kg·K)-1低限高限全热值净热值甲烷CH416.0430.716-82.54.640.01(气)6455.015.0372623349452.84乙烷C2H630.0701.34232.274.880.009(气)5303.212.45661516028928.2丙烷C3H844.1.96796.814.260.125(10℃)510

3、2.379.50937848624819.23正丁烷n-C4H1058.122.593152.013.800.1744901.868.4112141710843814.59异丁烷i-C4H1058.122.593134.983.650. 1.88.4412141710843814.59氨He4.0030.-267.90.230.0184     211.79氮N228.021.250-147.133.390.017     30.26氧O232.01.428-118.825.040.014     26.49氢H22.0160.0899-23

4、9.91.290.008425104.174.21277010760420.75二氧化碳CO244.01.96331.17.380.0137     19.27一氧化碳CO28.01.250-140.23.500.016661012.574.2126441264430.26硫化氢H2S34.091.521100.49.010.011662904.374.2  24.87空气28.971.293-140.753.770.0173   45.5  29.27二、海底天然气容积分数和摩尔分数定义混合物中各组分的容积为Vi，总容积V；摩尔分数y：i组

5、分的摩尔数n与混合物总摩尔数n的比值。；；；由分压定律，存在PV=nRT；PV=nRT由分容定律，存在PV=nRMT；PV=nRT；　　　　　结论：对于理想气体混合物，任意组分的摩尔分数可以用该组分的分压与混合物总压的比值表示，且摩尔分数与容积分数相等。三、海底天然气分子量标准状态下，1kmol天然气的质量定义为天然气的平均分子量，简称分子量。四、海底天然气密度（1）平均密度混合气体密度指单位体积混合气体的质量。按下面公式计算：0℃标准状态；20℃标准状态任意温度与压力下（2）相对密度在标准状态下，气体的密度与干空气的密度之比称为相对密度。对

6、单组分气体：：空气密度，kg/m3；在=101.325kPa，=273.15K时；=1.293kg/m3在=101.325kPa，=293.15K时；=1.206kg/m3。对混合气体：五、海底天然气虚拟临界参数和对比参数（1）临界参数使气体压缩成液态的极限温度称为该气体的临界温度。当温度等于临界温度时，使气体压缩成液体所需压力称为临界压力，此时状态称为临界状态。混合气体的虚拟临界参数可按凯（Kay）法则计算：；；适用：各组分的临界压力和临界比容接近（<20%），且任意二组分的临界温度满足0.5

7、2）对比参数海底天然气的压力、温度、密度与其临界压力、临界温度和临界密度之比称为天然气对比压力、对比温度和对比密度。；；；或第二节天然气气体状态方程一、理想气体状态方程　　PV=RT；PVM=RMT；PV=mRT=nRMT　　　　　　　　　　　假设：分子是质点没有体积；分子间无作用力。当压力足够低、温度足够高，可近似使用理想气体状态方程。二、实际气体状态方程（1）德瓦耳方程荷兰物理学家德瓦耳考虑了分子体积和分子间吸力的影响：(P+a/V2)（V-b）＝RT　（2）R-K方程瑞得里奇-邝（Redlich-Kwong）方程是在得瓦尔方程的基础上进

8、行修正，于1949年提出的。解决了实际气体性质定量计算的问题。（3）SRK方程Soave于1972年在R-K方程的基础上提出了另外的形式，解决在计算饱和气相密度时精