天然气基本压缩因子计算方法.pdfVIP

天然气基本压缩因子计算方法

编译:阙洪培(西南石油大学审校:刘廷元

这篇文章提出一个简便展开算法:任一压力-温度的基本压缩因子的输气监测计算。这

个算法中的二次维里系数来源于参考文献1。计算的压缩因子接近AGA8状态方程值

[2]。

1测量

在天然气工业实用计量中,压力、温度变化作为基本(或标准条件,不仅地区间有差别,而

且在天然气销售合同也有不同。

在美国,通常标准参考条件是60°F和14.73psia。欧洲常用的基本条件是0和

101.325kPa,而标准条件是15和101.325kPa。阿根廷也用15和101.325kPa,而

墨西哥则用的是20和1kg/sqcm(绝对。

计算真实气体的热值、密度、基本密度、基本体积、以及沃贝指数时要求已知基本条

件的压缩因子。表1是理想气体值。

表1中的理想气体值不能用于密闭输气,必须计算相应基本条件的压缩因子。

参考文献提供的一些数据表和获取基本条件压缩因子方法,基本条件只能是

60°F,14.73或14.696psia。

计算其基本条件的压缩因子可用AGA8程序,但代数计算较复杂,计算机编程共有三

组软件,比较耗时。

本文提出了一个展开算法,计算密闭输气基本条件(基本条件可是任何压力温度的压缩

因子。

2压缩因子

接近外界条件时,即压力小于16psia,截断维里状态方程(方程组中的方程1较好地描

述了天然气的体积性质。

方程1中,各符号的物理意义是:

Z=基本条件压缩因子

B=二次维里系数

R=气体常数

P=基本条件的绝对压力

T=温度条件的绝对压力

天然气基本压缩因子接近1,如0.99,B必然为负(图1

方程2是混合物的二次维里系数,式中Bij=Bji为组分i和j的二次交互维里系数,B

ii为纯组分i的二次维里系数。二次维里系数是温度的函数。

也可用方程3求B,便于手工计算。比较适合密闭输气计算,方程3中Bi的平方根为

总因子,参见参考文献1,3,4。

问题的提出:表中常见60°F总因子值,而未见有其基本温度条件的总因子值。由此本

文献出一种方法,求解任一温度的压缩因子。

本方法不用因子求和法而用了好用便于书写的二次维里系数法。

方程3假定方程4已作校正。面举出2例说明这种方程的用法。

甲烷(B1和乙烷(B20的B因子分别为-53.28和-219.38,甲烷和乙烷混合物(B12B

因子等于B1*B2开方(方程4或等于-108.11,而实验值为-111.86,此值很接近实际。

丙烷B3在0的B因子为-470,甲烷和丙烷混合物B13的B因子(方程4为-158,其

实验值为-156[5]。

方程4是获得简化表达式方程3的关键,消除了计算过程中的可变量。

表1是纯烃和惰性气体在可测压力、温度变化范围的二次维里系数。参考文献

DIN1871中只有两个温度(0和30的B值,据说方程5用线性内插法可得其温度的B

值。

表1中0和30以外的其温度的B值就是方程5用线性内插法计算的,同理可推

广用于任一基本温度。

表2是两种气体混合物在0和60,基本压力小于16psia.计算的B因子。

二次维里系数(B,cc/ml表1序号组份01560°F2030*

1甲烷-53.60-47.35-47.1

2-45.27-41.10

2乙烷-222.20-200.99-200.20-193.92-179.78

3丙烷-464.00-415.65-413.86-399.53-367.30

4异丁烷-828.00-746.00-742.96-718.67-664.00

5正丁烷-918.00-813.00-809.11-778.00-708.50

6异戊烷-1320.00-1185.00-1180.00-1140.00-1050.00

7正戊烷-1680.00-1451.50-1443.04-1375.33-1223.00

8正已烷-2412.00-2096.00-2084.15-1989.33-1776.0