利用状态方程计算天然气性质_李妍瑶
天然气液化流程模拟中立方型状态方程的计算
参考文献(14条)
1.李佩铭;焦文玲 液化天然气工业链与国际贸易[期刊论文]-煤气与热力 2006(12)
2.郭东海 混合制冷剂液化天然气循环(MRC)参数选定及优化初探 1992 3.朱开宏 化工过程流程模拟 1993
4.顾安忠;鲁雪生;汪荣顺 液化天然气应用的基础研究[期刊论文]-石油与天然气化工 2001(02)
关键词 天然气液化流程状态方程相平衡计算
随着我国不断引进液化天然气以及大力发展国 内液化天然气产业，液化天然气在我国能源结构中 占据越来越重要的地位。因此，液化天然气技术的 发展显得至关重要。在国外，液化天然气技术的研 究非常成熟，但是由于知识产权及经济利益的限制， 我国对天然气液化方面的研究还只是起步阶段。
已知Ｐ、ｒ、Ｆ和ｚ四个参数，求解ｙ、Ｌ、戈、），，是相 平衡计算的主要任务。在计算ｙ、￡、戈、ｙ和日、Ｓ时， 压缩因子、逸度系数、理想焓、理想熵、余焓、余熵可 以用状态方程或者该状态方程推导得到的相应表达 式求取，日、ｓ的计算则以相平衡的计算为基础。
２ 天然气气液相平衡计算难点
在应用最广泛的混合制冷剂液化流程１９１ （ＭＲｃ）中，该循环以ｃ。至ｃ，的碳氢化合物及Ｎ： 等六种以上的多组分混合制冷剂为工质，进行逐级 冷凝、蒸发、节流膨胀得到不同温度水平的制冷量， 以达到逐步冷却和液化天然气的目的。
式中，Ｐ为压力；Ｒ为摩尔气体常数，Ｒ＝８．１３１４
Ｊ／（ｍｏｌ／Ｋ）；，为温度（Ｋ）；ｙ。为摩尔体积（ｍ３／
ｍ０１）；ｂ、６；、ａ、ｏｉ、ｏｉ、ｍ。为与气体种类有关的常数；ｚ。
为组分ｉ的摩尔分数；ｒ…为组分ｉ的临界温度（Ｋ）；
Ｐ。为组分ｉ的临界压力（Ｐａ）；ｚ，为组分ｊ的摩尔分
数；Ｋｉ为二元交互作用系数；丁。为组分ｉ的对比温 度；叫．为组分ｉ的偏心因子。
15个状态方程的天然气露点预测
15个状态方程的天然气露点预测编译：孙青（西南石油大学） 审校：刘廷元这篇文章对天然气露点预测的15个立方状态方程（EoSs）进行了比较研究。
利用二个、三个、四个参数的状态方程对天然气露点进行预测。
天然气中含有大量的超临界的甲烷，因此作为状态方程适应性测试，应该预测甲烷的易逸性（有效压力）并与国际理论化学与应用化学联合会的推荐值相比较。
作为状态方程适应性的另一项测试，也对实验数据进行了预测和比较，天然气混合物组分的蒸汽压属正常状况。
通过利用状态方程预测几种天然气混合物的露点并与实验值相比较，结果表明Redlich-Kwong族状态方程对贫合成天然气的露点预测最好，然而对富天然气的露点，Patel-Teja族状态方程描述更好。
1．引言在油气藏工程中天然气露点的预测是非常重要的，因为在凝析气藏工程中，液体的漏失会减少凝析气井的产量。
在气体输送管线和输气监测的设计上，天然气露点的预测同样是很重要的。
状态方程常常被用在天然气露点的预测上。
尽管状态方程的内容是非常丰富的，Redlich-Kwong（RK）族状态方程是被Soave修改为RKS，而Peng和 Robinson（PR）状态方程则通常被指定来计算天然气的露点。
Patel-Teja（PT）族的状态方程和被Valderrama修改PTV状态方程，这在烃加工中都是很有价值的。
然而，包括一些很著名的PR 和RKS状态方程的变型在内很多状态方程已经完善，而且这种趋势将继续下去。
现在的问题是：PR 和RKS状态方程在烃加工中依然是最好的吗？为了回答这个问题，我们应该考虑新完善的状态方程。
很显然，对所有状态方程的评价可能是不现实。
然而，基于某些规范，似乎我们可以选择合适的状态方程，并对天然气露点计算进行研究。
这个研究的主题就是评估并推荐合适的状态方程。
天然气中包含有许多成分。
N2、CO2、和H2S通常是非烃类的组成部分，CH4、C2H6和其他的一些烃类（到C40甚至C50）可能存在于天然气的混合物中。
状态方程计算高含硫天然气压缩因子评价研究
状态方程计算高含硫天然气压缩因子评价研究Ξ张 奕1,张道全2,李 倩3,艾绍平1(1.西南石油大学,四川成都 610500;2.中国石油北京油气调控中心,北京 100007;3.长庆科技工程有限责任公司,陕西西安 710000) 摘 要:压缩因子在天然气开发与输运过程中是很重要的物性参数,其它一些参数的变化与压缩因子密切相关。
但是对于高含硫天然气由于H 2S 的存在,使得临界参数产生较大偏差。
目前应用较多的计算压缩因子的方法多是针对常规天然气的,故利用这些方法来计算高含硫天然气的压缩因子会产生较大误差。
对于硫化氢摩尔含量小于12%的高含硫天然气体系,用R K 、SR K 、PR 、BW R S 状态方程计算在1.05≤T r ≤2,0≤P r ≤13范围内的压缩因子,并与标准压缩因子图进行了对比分析,得出这四个状态方程的适用范围。
关键词:高含硫天然气;压缩因子;状态方程;误差 中图分类号:T E 81 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2010)09—00011—03 含H 2S 天然气在全球分布广泛,目前世界上已发现了400多个具有工业价值的含H 2S 气田。
我国含H 2S 天然气分布也十分广泛,目前已经在四川、渤海湾、鄂尔多斯、塔里木和准噶尔等含油气盆地中发现了含H 2S 天然气[1]。
而在四川境内的高含H 2S 气田较多,比如普光气田、罗家寨气田等。
工程中规定H 2S 含量在4%～7%(体积)之间为高含硫天然气[2]。
中国石油天然气行业标准SY T 6168-1995规定天然气中H 2S 含量在30～150g m 3为高含硫天然气。
物性参数是天然气研究的重点,而压缩因子是重要的物性参数,其它参数的变化都与压缩因子密切相关。
目前计算压缩因子的方法很多,主要有状态方程法、经验公式法和图版法,但大多是针对常规天然气的。
由于高含硫天然气中H 2S 的存在使临界参数产生较大偏差,常用的计算天然气压缩因子方法对于计算高含硫天然气压缩因子有其局限性。
天然气理想状态方程
天然气理想状态方程引言：天然气是一种重要的能源资源，广泛应用于工业、农业和家庭生活等领域。
研究天然气的性质和行为对于能源开发利用具有重要意义。
其中，天然气理想状态方程是描述天然气在理想条件下的状态和性质的基本方程。
本文将详细介绍天然气理想状态方程及其相关内容。
一、天然气理想状态方程的定义天然气理想状态方程是描述天然气在理想条件下的状态和性质的数学表达式。
根据理想气体定律，理想气体在一定温度和压力下，体积与温度、压力成正比，可以用如下方程表示：PV = nRT其中，P表示气体的压力，V表示气体的体积，n表示气体的物质的量，R为气体常数，T表示气体的温度。
二、理想状态方程的适用条件理想状态方程适用于在理想条件下的气体，即气体分子之间无相互作用力，体积可以忽略不计。
在高温、低压下，气体分子之间的相互作用力可以忽略不计，此时气体表现出理想气体行为。
三、天然气的主要成分天然气主要由甲烷(CH4)组成，同时还含有少量的乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)等烃类和氮气(N2)、二氧化碳(CO2)等非烃类成分。
其中，甲烷是最重要的成分，占据了天然气的绝大部分。
四、天然气理想状态方程的应用1. 计算天然气的物质的量根据理想状态方程，我们可以通过测量天然气的压力、体积和温度，计算出天然气的物质的量。
这对于评估天然气资源的储量和开发利用具有重要意义。
2. 预测天然气的性质理想状态方程可以帮助我们预测天然气在不同温度和压力下的性质。
例如，当温度升高或压力增大时，根据理想状态方程，我们可以预测天然气的体积会变大，密度会减小。
3. 设计天然气储存和输送系统天然气的储存和输送系统需要考虑到气体的压力、体积和温度等因素。
理想状态方程可以用于帮助设计天然气储存和输送系统，确保系统的安全和高效运行。
五、天然气理想状态方程的局限性尽管天然气理想状态方程在理论和实际应用中具有重要意义，但也存在一定的局限性。
理想状态方程假设气体分子之间无相互作用力，而实际气体分子之间存在一定的相互作用力。
天然气当量动态储量计算方法
附件7 天然气当量动态储量计算方法
1、当量天然气产量
气藏当量天然气产量是将凝析油产量按热值折算为天然气量，然后，加上天然气产量的合计产量。
凝析油体积折算天然气当量体积公式（计算凝析油当量气体体积的方法及应用——陈元千）：
（1）
：当量天然气产量
：天然气产量
：凝析油产量
：凝析油相对密度
2、天然气当量动态储量计算方法
A-G动态物质平衡方法：
当流动达到“边界控制”情况时，即拟稳态时，储层各点的压力以同一速度下降，储层平均压力的变化与井底流压的变化一致，此时建立A-G动态物质平衡方程：
（2）
（3）
其中：
，气井物质平衡拟时间
，规整化拟压力
，原始综合压缩系数
e，自然常数
，欧拉常数
计算步骤：
（1）运用公式（1）将产气量和产油量折算成当量天然气产量
（2）预测原始天然气地质储量OGIP
（3）计算物质平衡拟时间，规整化压力及累积产量
（4）绘制—曲线，直线与x轴的截距即为储量G
（5）获得最佳拟合，并外推储量G
（6）使用新的G，重复上述步骤，直至收敛为止
3、以上定义及解释权归勘探开发研究院开发所
附件8 天然气无阻流量计算方法
1、天然气无阻流量
气井绝对无阻流量定义为:气井开井生产时井底流压等于1大气压(101.325kPa)条件下的日产气量(Qaof)。
2、天然气无阻流量一点法经验计算方法
其中：
Qg，天然气稳定产量，万方/d。
Ps，Qg条件下的稳定井底流动压力，MPa绝。
Pf，地层压力，MPa绝。
天然气物理化学性质
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，它的主要物理性质见下表。
海底天然气中主要成分的物理化学性质二、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V i ，总容积V ；摩尔分数y i ：i 组分的摩尔数n i 与混合物总摩尔数n 的比值。
∑=='i i i i V VV V y ； 1='∑i y ；∑==ii i i n n n n y ； 1=∑i y 由分压定律，存在P i V= n i R M T ；P i V=n R M T 由分容定律，存在PV i = n i R M T ；PV=n R M Tppn n y i i i ==； i i i i y n n V V y ==='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。
∑=i i M y M 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 ∑=i i M y 414.221ρ； 20℃标准状态 ∑=i i M y 055.241ρ 任意温度与压力下 i i i i V y M y ∑∑=/ρ （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。
应用状态方程预测液化天然气的热物理性质
ｌ － ：Ｅｑｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｔａｔｅ （ＥＯＳ） ｉＳ ｔｈｅ ｍａｊｏｒ ｔｏｏｉ ｆｏｒ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｆｌｕｉｄ． Ｆｏｕｒ Ｅ０Ｓｓ ａｒｅ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｂｏｔｈ ｌｉｑｕｉｄ ａｎｄ ｇａｓ ｐｈａｓｅｓ，ｗｈｉｃｈ ａｒｅ ｔｈｅ ｅｑｕａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｓｏａｖｅ—Ｒｅｄｌｉｃｈ—Ｋｗｏｎｇ （ＳＲＫ）。 Ｐｅｎｇ—Ｒｏｂｉｎｓｏｎ （ＰＲ）， Ｌｅｅ—Ｋｅｓｌｅｒ—Ｐｌｏｃｋｅｒ （ＬＫＰ） ａｎｄ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ—Ｂｅｎｅｄｉｃｔ—Ｗ ｅｂｂ—Ｒｕｂｉｎ—Ｓｔａｒｌｉｎｇ （ＭＢＷ ＲＳ），ｔｏ ｐｒｅｄｉｃｔ ＬＮＧ ｔｈｅｒｍ ｏｐｈｙｓｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｄｅｎｓｉｔｙ， ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｆａｃｔｏｒ， ｅｎｔｈａｌｐｙ， ｅｎｔｒｏｐｙ ａｎｄ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｈｅａｔ ｃａｐａｃｉｔｙ． １ｔ ｔｕｒｎｓ ｏｕｔ ｔｈａｔ ｔｈｅ ＨＹＳＹＳ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ａｃｃｕｒａｃｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆｏｕｒ Ｅ０Ｓｓ ａｒｅ ｇｏｏｄ ｆｏｒ ａｌｆ ｔｈｅｒｍ ｏｐｈｙｓｉｃａＩ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｅｘｃｅｐｔ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｈｅａｔ ｃａｐａｃｉｔｙ； Ｉｎ ＬＮＧ ｔｈｅｒｍ ｏｐｈｙｓｉｃａ『ｃａ『ｃｕｌａｔｉｏｎ。ｗ ｈｅｎ ｔｈｅ ｆｌｕｉｄ ｐｈａｓｅ ｅｘｃｅｅｄｓ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｂｌｅ ｒａｎｇｅ ｏｆ Ｍ ＢＷ ＲＳ ｅｑｕａｔｉｏｎ （ ≥ Ｏ．３），ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｇｏｔ ｆｒｏｍ Ｍ ＢＷ ＲＳ ｅｑｕａｔｉｏｎ ｉＳ ｓｔｉｌＩ ａｃｃｕｒａｔｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｇｏｔ ｆｒｏｍ ＬＫＰ，ＳＲＫ ａｎｄ ＰＲ ｅｑｕａｔｉｏｎｓ．ＳＯ Ｍ ＢＷ ＲＳ ｅｑｕａｔｉｏｎ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｐｒｅｄｉｃｔ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍ ｏｐｈｙｓｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒ ｔｉｅｓ ｏｆ ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ ｎａｔｕｒａＩ ｇａｓ．
基于CPA状态方程的高压含硫天然气压缩因子计算方法研究
NorthwesternSichuanGasDistrict,PetroChinaSouthwestOilandGasfieldCompany,Jiangyou,Sichuan,China
Abstract:ForH2S-containingnaturalgaswithpressureshigherthan70 MPa,closerthedistance betweennaturalgasmoleculesis,strongertheassociationbetween H2S moleculesbecomes.Atsuch conditions,thetraditionalSRK,PR equationsofstatearedifficulttoaccuratelycalculatethegas compressibilityfactors.Inthispaper,atotalof154experimentalcompressibilityfactordata with pressurefrom3.72 MPato97.58 MPaandH2Scontentsfrom0%-70.03% areusedtoimprovethe binaryinteractionparametersbetweenH2SandCH4,CO2 moleculesforCPA(Cubic-Plus-Association) EoSandtoevaluatethecompressibilityfactorcalculationaccuracy ofSRK,PR and CPA EoSs. ResultsshowthatthePREoShasthehighestaccuracyandtheaveragerelativedeviationis1.12%for mediumandlowpressurenaturalgas(p<35 MPa).TheCPAequationhasthehighestaccuracywith averagerelativeof-1.46% forthehighpressureandultra-highpressurenaturalgas(p>35 MPa). Furthermore,theST PVTcellisappliedto measureatotalof138compressibilityfactorsforfour H2S-containinggassampleswithpressuresfrom 70 MPato131 MPa.Theexperimentalresultsare usedtoverifytheSRK,PR and CPA EoSs.ResultsdemonstratethatCPA EoS hasthehighest accuracyforcalculationofcompressibilityfactorsofultra-highpressureand H2S-containinggas.
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ω 0. 193 0. 227 0. 251 0. 296 0. 351 0. 394 0. 44 0. 49 － 0. 387 － 0. 004
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筑
技
术
Hale Waihona Puke 2015 年第 10 期（ 总第 208 期）
2
双组分气液相图 C2 － C6 ， 由于 C2 与 C6 的组合挥发性差别很大 ， 双
相图以及计算气体密度 。 选取了两种情况即 ： 温度一 定时 ， 压力和混合物摩尔组分的平衡关系 ； 压力一定 时， 温度和混合物摩尔组分的平衡关系 。 选取了 C2 － C6 两种挥发性差别较大的组合 ， 软件计算与理论图形 符合 。 （ 2） 文中全面 考 虑 了 天 然 气 管 道 内 常 见 的 组 分， 对于天 然 气 管 道 的 PVT 性 质 ， 利 用 SＲK 方 程 和 MATLAB 结合进行了全面地计算 。 （ 3） 文中进行的工作是海底管线泄露检测的组 成部分 ， 对于保障深水流动安全有重要意义 。
［ 2］ 涂文懋 ， 彭惠惠 ， 徐兵波， 陈友治 . 复掺矿物掺合料对 C50 海工 ［ J］ . 武汉理工大学学报， 2007， （ 6） ： 49 － 51． 混凝土性能影响 ［ 3］ 高治双，赵年全，赵常煜，胡明文，苟云龙 . 大掺量矿物掺合 料高性能混凝土在京沪高铁四标段中的应用 . 中国工程科 2009 ， 11 （ 1 ） ： ． 28 － 33 学， ［ 收稿日期］ 2015 － 08 － 17 ［ 作者简介］ 方丽敏（ 1964 － ） ， 女， 黑龙江齐齐哈尔人， 高级工 程师， 从事严寒地区混凝土及其矿物掺合料性能 研究。
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技
术
2015 年第 10 期（ 总第 208 期）
DOI： 10． 13905 / j． cnki． dwjz． 2015． 10． 008
建 城
与
筑 规
利用状态方程计算天然气性质
1 1 1 2 2 1 李妍瑶 ， 翁晓霞 ， 公彦蒙 ， 李清平 ， 姚海元 ， 白勇
（ 1. 浙江大学建筑工程学院 ， 杭州 310058 ；
［2 ］
b = 0. 08664
ＲT c Pc
m = 0. 480 + 1. 574 ω i － 0. 176 ω2 i 对于不同组分间的关系 ， 则使用经典混合规则 ， 如 下式所示 ：
N N N
。 a =
为天然气管道的安全运行 ， 往往对管道的运行状 态进行监控 。管道内的天然气在运行条件下的特性 ， 即管道内物体的压力 P、 温度 T、 体积 V、 组成等可以用 物态方程来表示 。 SＲK 方程就是其中被应用广泛的 之一。既能表达纯物质气液平衡的能力 ， 更适用于混 合物的气液平衡计算 1 计算理论 SＲK 方程 SＲK 方程的公式如下所示 ： 天然气管道中组分 ， P = a（ T） ＲT － V － b V（ V + b） Ｒ 2 T2 c Pc 1. 1
1 3 1 3
2
V 槡
1 3
ci
× V cj
1 3
）
n
。
相平衡计算 平衡态可以用吉布斯自由能来进行计算 ， 其公式
∑ （ G / n ）
i
T， P， n j≠i
dn i
， V = （
G ） P
T， ni
其中： a c = 0. 42748 a（ T） = a c α（ T） ，
假定计算段中 ， 温度和压力恒定 ， 则其吉布斯自由 能的变化量为 0 是两相平衡 。 d G P， T =
［3 ］
∑ ∑ z z a ，b
i j ij
i =1 j =1
=
∑z b
i
i =1
i
其中 ： a ij = 1. 2 如下 ： d G = Vd p － SdT + 其中 ： S = （ G ） T
p， ni
a i a j （ 1 － k ij ） ， k ij = 1 － （ 槡 V ci + V cj
及晚依次为矿渣粉 、 Ⅰ 级粉煤灰和 Ⅱ 级粉煤灰 ， 在掺量 最大时 ， 掺Ⅱ级粉煤灰混凝土的初凝时间较掺矿渣粉 混凝土迟 5h 左右 。
参考文献
［ 1］ 王立久，董晶亮，谷鑫 . 不同矿物掺合料对混凝土早期强度 2013 ，（ 4 ） ： 7 － 9． 和工作性能影响的研究［J］． 混凝土，
李妍瑶等： 利用状态方程计算天然气性质
j≠i
状态方程与相平衡方程 利用闪蒸模型计算两相平衡时 ， 定义质量流量 ： F = L+V 对于组分 i ， 则有 z i = x i ·z L + y i ·z V 其中： z = V/F z = L / F， 假设对于计算管段 ， 每一段两相均达到平衡 ， 则有 f = f
V i v i L i L i L V
参考文献
［ 1］ 白勇， 龚 顺 风， 白 强， 李 清 平， 金伟良 . 水下生产系统手册 ［ M］ ． 哈尔滨： 哈尔滨工程大学出版社， 2012 ： 16 － 18． ［ 2］ 王保群， 林燕红， 焦忠良 . 天然气管道现状与发展方向［J］． 中 2003 ， （ 8 ） ： 76 － 79． 国石油经济， ［ 3］ 遇炳涛 . 中压气源系统管道压力模糊 PID 控制研究［D］． 哈 2012． 尔滨： 哈尔滨工程大学， ［ 4］ Zakia NASＲI，Housam BINOUS. Application of the Soave － Ｒedlich － Kwong Equation of State Using Mathematica ［J］． Journal of Chemical Engineering of Japan ， 2007 ， 40 ： 534 － 538． ［ 5］ Zakia NASＲI，Housam BINOUS. Application of the Peng － Ｒobinson Equation of State Using Matlab ［J］ ． Chemical Engineering Education， 2009 ， Vol. 43 ： 1 － 10． ［ 6］ 庞智 . 丙酮 － 水二元系统气液平衡热力学性质及物态方程研 D］ ． 南京： 南京理工大学， 2014． 究［
5 2 Tr = T / Tc 1 + m（ 1 － T0. α = ［ r ） ］， ［1 ］
0
引言 管道是天然气运输的最主要方式之一 ， 我国的
天然气基干管网已经基本形成 ， 天然气管道建设技术 和设计水平也有了飞速发展 。 未来 10 年我国需配套 建设大量主干线 、 支干线 、 支线天然气管道 ， 天然气管 道建设仍将有突飞猛进的发展 。 天然气管道的管径 、 压力、 钢级将进一步提升
∑ （ G / n ）
i
T， P， n j≠i
dn i = 0
［基金项目］ 国家科技重大专项课题 “深水流动安全保障与水合物风险控制技术” （ 2011ZX05026 － 004 ）
櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀
（ 4） 掺不同矿物掺合料混凝土的初凝时间由早
2. 中海油研究总院， 北京 100027 ）
【摘
要】 状态方程如 Soave － Ｒedlich － Kwong （ SＲK ） 方程可以准确描述天然气管道中的气液状态 。 利用
MATLAB 工具对天然气管道中常见组分计算天然气性质 ， 用于其计算双组分的气液相图 （ VLE 图 ） ， 对管道内的混 合组合计算闪蒸模型及气体密度 。文中可应用于计算天然气管道中随着管道运行天然气由于压力温度变化而引 起的天然气性质的变化 。 【关键词】 天然气； 压力控制； 组分计算； SＲK 状态方程； 相平衡 【中图分类号】 TU996 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001 － 6864 （ 2015 ） 10 － 0016 － 03
组分 nC4 iC5 nC5 C6 C7 C8 C9 C10 He Ar
T ci / K 425. 2 460. 4 469. 6 507. 4 540. 2 568. 8 594. 6 617. 6 5. 19 150. 8
P ci / MPa 3. 800 3. 384 3. 374 2. 969 2. 736 2. 482 2. 310 2. 108 0. 227 4. 874
引入逸度和逸度系数后 ： dG = VdP = ＲTdln f 由此， 对真实气体和理想气体 ： d（ G － G ig ） / ＲT = dln（ f / P） 因此， 对混合物中的组分中 ： ln（ i ） = ln（ 1. 3
ig ig fi μi － μi （ G － G ） ） = =［ ］ T， P， n yi P ＲT dni
文中全面考虑了天然气管道内常见的组分 ， 对于 天然气管道的 PVT 性质 ， 利用 SＲK 方程和 MATLAB 结 合进行全面地计算 。 1. 4 ： ［ 7］
n n
双组分混合物密度计算 SＲK 方程中的压缩因子 Z 来自于下面的三次方程 Z3 － Z2 + Z （ A － B － B2 ） － AB = 0 由方程可以得到最大和最小的两个根 ， 也就是两
yi φ P = Xi φ P 设 K i = φ / φ ，由 ∑ X1 = 1 和 ∑ y i = 1
i =1 i =1
L i
V i
在气相中 ， 得到关于 z 的方程 ：
n
V
和液相压缩因子 Z Li ， 个压缩因子 。 气相压缩因子 Z vi ， 气体密度的计算公式如下 ： ρ =
天然气管道中组分性质
V i V i
∑ μ dn
i
i V 因此 ： f （ z ） =