天然气工程课件资料
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天然气工程11
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天然气工程11
(2)节流膨胀致冷低温分离原理-节流效应 微分节流效应系数 利用麦克斯韦关系式：
内能随压力的变化
移动功随压力的变化
l无能量供给第一项小于零；
l第二项由于是压力降低也小于零。
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αH>0
天然气节流后温度降低
天然气工程11
(4)节流膨胀模拟方法
进料
p1，T1，H1
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天然气工程11
一、脱水ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ艺简介
◆天然气脱水的方法 l溶剂吸收法 l固体吸附法 l直接冷却法 l化学反应法
天然气工业常用的是溶剂吸收法和固体吸附法
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天然气工程11
1、溶剂吸收法
(1)脱水原理
根据天然气和水在脱水溶剂中的溶解度不同来吸 收其中的水份，实现天然气的干燥。
(2)适用范围 l大型天然气液化装置中脱出大部分水分； l露点降仅为22～28℃； l露点降：同一压力下，被水汽饱和的天然气水 露点温度与经过脱水装置后同一气流 的水露点温度之差。
场工艺过程，也是天然气净化过程、矿场初加 工的预处理过程。
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天然气工程11
二、轻烃回收
◆轻烃回收：回收天然气中C2以上的轻质组分。 ◆轻烃回收的产品 l乙烷
l液化石油气(LPG)：为C3～C4的烃类化合物
l凝析油：C5+以上（C5+）的烃类 天然气凝液（NGL）：分离塔得到的C2+的烃类混合物 天然气的初加工工艺过程 ：主要是天然气凝析液的分离 加工
一、主要方法及回收率概述
吸收法：
传统方法以油吸收为主，基于天然气中各 组分在吸收油中溶解度的差异而使轻、重 烃组分得以分离。 按吸收操作温度的不同分常温油吸收法和 低温油吸收法（冷油吸收法）两种。
天然气工程11
(2)节流膨胀致冷低温分离原理-节流效应 微分节流效应系数 利用麦克斯韦关系式：
内能随压力的变化
移动功随压力的变化
l无能量供给第一项小于零；
l第二项由于是压力降低也小于零。
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αH>0
天然气节流后温度降低
天然气工程11
(4)节流膨胀模拟方法
进料
p1，T1，H1
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天然气工程11
一、脱水ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ艺简介
◆天然气脱水的方法 l溶剂吸收法 l固体吸附法 l直接冷却法 l化学反应法
天然气工业常用的是溶剂吸收法和固体吸附法
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天然气工程11
1、溶剂吸收法
(1)脱水原理
根据天然气和水在脱水溶剂中的溶解度不同来吸 收其中的水份，实现天然气的干燥。
(2)适用范围 l大型天然气液化装置中脱出大部分水分； l露点降仅为22～28℃； l露点降：同一压力下，被水汽饱和的天然气水 露点温度与经过脱水装置后同一气流 的水露点温度之差。
场工艺过程，也是天然气净化过程、矿场初加 工的预处理过程。
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天然气工程11
二、轻烃回收
◆轻烃回收：回收天然气中C2以上的轻质组分。 ◆轻烃回收的产品 l乙烷
l液化石油气(LPG)：为C3～C4的烃类化合物
l凝析油：C5+以上（C5+）的烃类 天然气凝液（NGL）：分离塔得到的C2+的烃类混合物 天然气的初加工工艺过程 ：主要是天然气凝析液的分离 加工
一、主要方法及回收率概述
吸收法：
传统方法以油吸收为主，基于天然气中各 组分在吸收油中溶解度的差异而使轻、重 烃组分得以分离。 按吸收操作温度的不同分常温油吸收法和 低温油吸收法（冷油吸收法）两种。
燃气工程施工培训PPT(共 37张)
架空燃气管道与铁路、道路其他管线交叉时的垂直净距不应小于下表中规定。
建筑物和管线名称
铁路轨顶
城市道路路面
厂区道路路面
人行道路路面
架空电力线， 电压
3KV以下 3~10KV 35~66KV
其他管道
≤300mm ＞300mm
最小垂直净距（m）
燃气管道下 燃气管道上
6.0
--
5.5
--
5.0
--
2.2
--
1.2
1.5
2.0
电力电缆
直埋 在导管内
0.5
0.5
0.5
1.0
1.5
1.0
1.0
1.0
1.0
1.5
通信电缆
直埋
0.5 0.5 0.5 1.0
1.5
在导管内 1.0 1.0 1.0 1.0
1.5
其它燃气管道
DN≤300mm 0.4
0.4 0.4 0.4
0.4
DN＞300mm 0.5 0.5 0.5 0.5
燃气施工
城镇燃气管道的设计压力（P )分为7级，并应符合城市燃气管道压力分级表
一、城市燃气管道压力分级
名称 A
高压燃气管道 B A
次高压燃气管道 B A
中压燃气管道 B
低压燃气管道
压力（MPa） 2.5＜P≤4.0 1.6＜P≤2.5 0.8＜P≤1.6 0.4＜P≤0.8 0.2＜P≤0.4 0.01＜P≤0.2 P＜0.01
燃气工程施工培训
工程部
主要内容
一、燃气认知
1.常见燃气 2.燃气爆炸极限 3.管材分类及规格
二、燃气施工
1.城市燃气管道压力分级 2.燃气管道敷设净距要求
建筑物和管线名称
铁路轨顶
城市道路路面
厂区道路路面
人行道路路面
架空电力线， 电压
3KV以下 3~10KV 35~66KV
其他管道
≤300mm ＞300mm
最小垂直净距（m）
燃气管道下 燃气管道上
6.0
--
5.5
--
5.0
--
2.2
--
1.2
1.5
2.0
电力电缆
直埋 在导管内
0.5
0.5
0.5
1.0
1.5
1.0
1.0
1.0
1.0
1.5
通信电缆
直埋
0.5 0.5 0.5 1.0
1.5
在导管内 1.0 1.0 1.0 1.0
1.5
其它燃气管道
DN≤300mm 0.4
0.4 0.4 0.4
0.4
DN＞300mm 0.5 0.5 0.5 0.5
燃气施工
城镇燃气管道的设计压力（P )分为7级，并应符合城市燃气管道压力分级表
一、城市燃气管道压力分级
名称 A
高压燃气管道 B A
次高压燃气管道 B A
中压燃气管道 B
低压燃气管道
压力（MPa） 2.5＜P≤4.0 1.6＜P≤2.5 0.8＜P≤1.6 0.4＜P≤0.8 0.2＜P≤0.4 0.01＜P≤0.2 P＜0.01
燃气工程施工培训
工程部
主要内容
一、燃气认知
1.常见燃气 2.燃气爆炸极限 3.管材分类及规格
二、燃气施工
1.城市燃气管道压力分级 2.燃气管道敷设净距要求
天然气管道工程-案例ppt课件
卓越品质 源于更高要求
2020/5/26
SCADA系统方案
分析
——内置大量常用函数，满足日常指标的统计计算； ——内置日常对比表，允许按月、季度、旬度等间隔和多指标对比； ——提供高级统计功能，方便用户计算开发指标的统计、对比。
卓越品质 源于更高要求
SCADA系统方案
系统维护
提供系统设计原始代码； 用户管理功能。用户名称、密码、权限、交接班记录等。 负责系统运行维护培训，系统维护人员为作业区和机械公司，维护人员培训后可开展 日常维护，达到软件和硬件正常运行的水平； 系统初始化。提供维护界面修改系统初始化信息，具备数据导入功能； 系统具备开放性和扩展性，维护人员可方便添加计量站监控点、新增油井等功能。
卓越品质 源于更高要求
2020/5/26
SCS站控系统方案
门站
一般门站（或储配站）区域控制站的主要任务是本地数据采集、 过程控制及对现场工艺设备、智能仪表的监控和管理，同时负责将有 关信息上传调度控制中心，并接受和执行其下达的命令
对现场的工艺变量进行数据采集和处理 站场可燃气体的监测和报警 消防系统的监控 供电设备及其相关变量的监控 流量计量 气质、热值分析
2020/5/26
SCADA系统方案
时钟同步
数据补全机制
采油队/计量间计算机
计量间PLC
中心数 据库
采油区 数据库
采油区 数据库
采油区 数据库
前端控制器
卓越品质 源于更高要求
2020/5/26
SCADA系统方案
网络WEB发布技术
网络功能设计： 基于JAVA开发； 基于Windows、Unix、Lunix等多平台技术； 有利于系统的后期功能扩展； 采用大型数据库ORACLE或SQL Server作为后台数据库，提供标准数据接口； 采用内存数据库(RAM DB)技术实现高速数据刷新(后台自动刷新，页面直接更 新技术)； 模块化设计，便于后期站点和井口的扩展。
第十章天然气工程38页PPT文档
• 适用条件：流态属雾流
优选管柱排水采气原理：
如果一口气井不能连续携液，可通过更换 小油管使其连续携液。
10
8
®¾ µ×¹Ñ ¦Á ,MPa
6
IPR
25mm
4
40.3
50.3
62
2
75.9
0
0
1
2
3
4
5
6
7
²ú Æø Á¿ ,104m3/d
ÓÍ ¹Ü ³ß ´ç (mm) 1” 1½” 2” 2½” 3” 25 40.3 50.3 62 75.9
２、节点取井底
PR
•纯气井油管曲线： qsc↑→Pwf↑
流出
• 气水井油管曲线：qsc↑ 而Pwf不一定上升
油管 IPR AOF
PR 流出
油管 IP R AOF
• 纯气井油管曲线：qsc↑→Pwf↑ • 气水井油管曲线：qsc↑而Pwf不一定上升 • 原因：
–多相流中，能量主要由滑脱和摩阻两部分控 制
温度 (K) 295 309 323 337 351 365 380
Z系数
.93 .94 .95 .95 .96 .96 .97
气密度 (kg/m3) 24.46 24.25 24.06 23.90 23.75 23.62 23.49
气流速 (m/s) 4.53
临界流速 产气量 临界流量 (m/s) (104m3/d) (104m3/d)
围之内； • 泡沫携液量大，即气泡壁形成的水膜越厚。
2 起泡剂类型 • 离子型（主要是阴离子型） • 非离子型 • 两性表面活性剂 • 高分子聚合物表面活性剂等
3 起泡剂的选择
（1）井温 （2）凝析油 （3）H2S、CO2 （4）水矿化度 （5）亲憎平衡值（HLB）
优选管柱排水采气原理：
如果一口气井不能连续携液，可通过更换 小油管使其连续携液。
10
8
®¾ µ×¹Ñ ¦Á ,MPa
6
IPR
25mm
4
40.3
50.3
62
2
75.9
0
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1
2
3
4
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7
²ú Æø Á¿ ,104m3/d
ÓÍ ¹Ü ³ß ´ç (mm) 1” 1½” 2” 2½” 3” 25 40.3 50.3 62 75.9
２、节点取井底
PR
•纯气井油管曲线： qsc↑→Pwf↑
流出
• 气水井油管曲线：qsc↑ 而Pwf不一定上升
油管 IPR AOF
PR 流出
油管 IP R AOF
• 纯气井油管曲线：qsc↑→Pwf↑ • 气水井油管曲线：qsc↑而Pwf不一定上升 • 原因：
–多相流中，能量主要由滑脱和摩阻两部分控 制
温度 (K) 295 309 323 337 351 365 380
Z系数
.93 .94 .95 .95 .96 .96 .97
气密度 (kg/m3) 24.46 24.25 24.06 23.90 23.75 23.62 23.49
气流速 (m/s) 4.53
临界流速 产气量 临界流量 (m/s) (104m3/d) (104m3/d)
围之内； • 泡沫携液量大，即气泡壁形成的水膜越厚。
2 起泡剂类型 • 离子型（主要是阴离子型） • 非离子型 • 两性表面活性剂 • 高分子聚合物表面活性剂等
3 起泡剂的选择
（1）井温 （2）凝析油 （3）H2S、CO2 （4）水矿化度 （5）亲憎平衡值（HLB）
《天然气工程》PPT课件_OK
转至③
28
• 思考题：
①、框图是怎样的？ ②、当温度非线性高时，采用什么计算方法才能
提高精度？
29
2)、已知pws，求pts
– 计算公式：pts＝pwse-S – 思考题：其步骤和框图是怎样的？
3)、已知pts，求压力随井深的分布
– 计算思路：将井深N等分 – 思考题：其步骤和框图是怎样的？
30
3、Cullendeγ & Smith 法
(1)、公式推导
– 能量方程：
pws pts
Idp
0.03415
gH
• 被积函数I＝ZT／p
31
– 推导思路：将上式左边的积分用梯形法数值积分展 开。二步梯形法
– 井深等分两段： • 井深中点处的参数记为pms，Tms，Zms，Ims.
– Its＝ZtsTts/pts – Ims＝ZmsTms/pms – Iws＝ZwsTws/pws
32
pts
pms
p
pws
H/2
H
I Iws Ims
Its
pts
pms
p
pws
33
• 对上段油管：
– 能量方程为:
pms pts
Idp
0.03415
gH
2
pms pts
＝曲面积A1≈梯形面积
＝Id(ppms－pts)(Ims＋Its)/2
– pms＝pts＋0.03415γgH/(Ims＋Its)
36
– 上段油管计算步骤：
①、赋初值pms＝pts＋ptsH/12192/2 ②、计算Zts＝f(Tts，pts) ③、计算Its＝ZtsTts/pts ④、计算Tms＝(Tts+Tws)/2 ⑤、赋值pms0＝pms ⑥、计算Zms＝f(Tms，pms) ⑦、计算Ims＝ZmsTms/pms ⑧、计算新pms。pms＝pts＋0.03415γgH/(Ims＋Its) ⑨、判断｜pms0－pms｜＜ε？不成立则转至⑤。
28
• 思考题：
①、框图是怎样的？ ②、当温度非线性高时，采用什么计算方法才能
提高精度？
29
2)、已知pws，求pts
– 计算公式：pts＝pwse-S – 思考题：其步骤和框图是怎样的？
3)、已知pts，求压力随井深的分布
– 计算思路：将井深N等分 – 思考题：其步骤和框图是怎样的？
30
3、Cullendeγ & Smith 法
(1)、公式推导
– 能量方程：
pws pts
Idp
0.03415
gH
• 被积函数I＝ZT／p
31
– 推导思路：将上式左边的积分用梯形法数值积分展 开。二步梯形法
– 井深等分两段： • 井深中点处的参数记为pms，Tms，Zms，Ims.
– Its＝ZtsTts/pts – Ims＝ZmsTms/pms – Iws＝ZwsTws/pws
32
pts
pms
p
pws
H/2
H
I Iws Ims
Its
pts
pms
p
pws
33
• 对上段油管：
– 能量方程为:
pms pts
Idp
0.03415
gH
2
pms pts
＝曲面积A1≈梯形面积
＝Id(ppms－pts)(Ims＋Its)/2
– pms＝pts＋0.03415γgH/(Ims＋Its)
36
– 上段油管计算步骤：
①、赋初值pms＝pts＋ptsH/12192/2 ②、计算Zts＝f(Tts，pts) ③、计算Its＝ZtsTts/pts ④、计算Tms＝(Tts+Tws)/2 ⑤、赋值pms0＝pms ⑥、计算Zms＝f(Tms，pms) ⑦、计算Ims＝ZmsTms/pms ⑧、计算新pms。pms＝pts＋0.03415γgH/(Ims＋Its) ⑨、判断｜pms0－pms｜＜ε？不成立则转至⑤。
天然气工程大学课件CHAP4
pi
lg q lg C n lg( pR2 pw2f )
Hale Waihona Puke 直线斜率为1/n C（稳定回压曲线、产能曲线） qsc
③指数式数据处理计算方法一（对数图）
• 在上面的双对数图上，从纵轴上任取一 对数周期上的两点(Δp21,q1) 和(Δp22,q2)计 算n和C：
n
lg( q2 lg( p22
/ q1) / p12 )
Dq
2 sc
稳定状态产能公式的二项式形式
• 上面的公式可写为如下形式
pR2 pw2f
Aqsc
Bq
2 sc
（三） 拟稳定状态产能公式
• 拟稳定状态在渗流力学中已经有了定义。 在这种状态下，层内各点压力随时间的 变化相同，不同时间的压力分布曲线依 时间变化成一组相互平行的曲线族（注 意：产能方程中地层压力此时为平均地 层压力）。 （压力对时间的导数为常数）
–对任意r处的流量：
• qr＝－π(re2－r2)hφCg(dP／dt)
两式相比，并代入达西公式（详细推导可参见 《天然气工程》P127-128:5-48 5-50式）
2、二项式产能公式
改写拟稳态产能方程（以拟压力形式为例，压力 平方形式类似）为如下形式：
R
wf
1.291 103T kh
(n re rw
• 4、视表皮系数：S'＝S＋Dqsc
产能方程中描述非达西流动的关键点
通常，我们把非达西流动压降看成是一种表皮：
非达西流动表皮，通常写成的形式 DQSC ，D 是非
达西流动因子，它有不同的求法（根据使用者他
认为合理而选用，可参见《采气工艺基础》、
《气藏工程原理》等书。当然，选用的压力形式
lg q lg C n lg( pR2 pw2f )
Hale Waihona Puke 直线斜率为1/n C（稳定回压曲线、产能曲线） qsc
③指数式数据处理计算方法一（对数图）
• 在上面的双对数图上，从纵轴上任取一 对数周期上的两点(Δp21,q1) 和(Δp22,q2)计 算n和C：
n
lg( q2 lg( p22
/ q1) / p12 )
Dq
2 sc
稳定状态产能公式的二项式形式
• 上面的公式可写为如下形式
pR2 pw2f
Aqsc
Bq
2 sc
（三） 拟稳定状态产能公式
• 拟稳定状态在渗流力学中已经有了定义。 在这种状态下，层内各点压力随时间的 变化相同，不同时间的压力分布曲线依 时间变化成一组相互平行的曲线族（注 意：产能方程中地层压力此时为平均地 层压力）。 （压力对时间的导数为常数）
–对任意r处的流量：
• qr＝－π(re2－r2)hφCg(dP／dt)
两式相比，并代入达西公式（详细推导可参见 《天然气工程》P127-128:5-48 5-50式）
2、二项式产能公式
改写拟稳态产能方程（以拟压力形式为例，压力 平方形式类似）为如下形式：
R
wf
1.291 103T kh
(n re rw
• 4、视表皮系数：S'＝S＋Dqsc
产能方程中描述非达西流动的关键点
通常，我们把非达西流动压降看成是一种表皮：
非达西流动表皮，通常写成的形式 DQSC ，D 是非
达西流动因子，它有不同的求法（根据使用者他
认为合理而选用，可参见《采气工艺基础》、
《气藏工程原理》等书。当然，选用的压力形式
华科建环专业城市天然气工程课件第一讲1
（3）能源利用效率高
• 提高能源利用效率可以减少能源消耗量，符合节 能减排的需要。
• 工业燃煤锅炉的效率为50％－60％，燃气锅炉的 效率为80％－90％；
• 家庭燃煤炉灶的效率为20％－25％，燃气炉灶的 效率为55％－65％；
• 电站燃煤蒸汽发电效率为33％－42％，燃气联合 循环发电效率为50％－55％；
1—2 我国城市天然气利用工程
1、“西气东输”工程
该项目已作为发展西部经济，推动西部大开发战略的重要部分来 实施。管道途径新疆、甘肃、宁夏、陕西、山西、河南、安徽、江苏 等八省，终点为上海。管线全长约4000公里，输气能力120亿立方米/ 年。2004年实现全线贯通，管径确定为1016mm，全程同径，输气压 力10MPa。西气东输管道干线上共设工艺站场32座，其中：首站1座， 中间压气站17座，分输站11座，独立清管站2座，末站1座，复线设工 艺站场18座，与干线工艺站场同建。
华中科技大学 建筑环境与设备工程系
图1—2 西气东输工程管道走向图 华中科技大学 建筑环境与设备工程系
2、“川气东送”工程
忠县到武汉的主管线，全长703公里，管径700mm，年 输气能力30亿米3，计划2005年建成，主要供湖北、湖南 省用气，中远期部分供江西省。
图1—3 川气东送工程管道走向 华中科技大学 建筑环境与设备工程系
3、广东LNG工程 、福建LNG工程
计划在2005年前建成一期工程。一期规模：300万吨 LNG／年（37.4亿米3／年）。管道全长506公里，管径 Φ600。
闽东南进口200 ~ 300万吨LNG／年。
图1—4 广东LNG工程管道走向图 华中科技大学 建筑环境与设备工程系
4、俄气南供
2005 ~ 2007年建成投产送气。2010年满负荷运行。管线全长4091 公里，其中中国境内2131公里。规划从俄罗斯进口300亿米3／年，中国 境内利用200亿米3／年，其中，东北地区100亿米3／年；环渤海地区100 亿米3／年。输送到韩国100亿米3／年。
天然气工程课件
Waals方程做半经验半理论改进
应用情况：
●前三类有较严密的理论基础，但由于结构复
Т
τ檬艿较拗
●活度理论在描述气液平衡方面不能令人满意
● 第五类方程目前用得最为广泛
主要介绍PR-EOS
1976年Peng和Robinson等人对VDW、RK、SRK进
行辛松钊氲难芯慷猿饬ο
?
(1)VDW方程的斥力项，从简单性和实用性来讲
天然气工程课件
课程名称：天然气工程
课程名称：天然气工程
概述
天然气工业发展现状 课程的目的和基本要求 本课程所讲授的内容 主要参考书 要求自学的内容
一 天然气工业发展现状
世界探明剩余可采储量1390000亿m3 以目前开采速度，寿命66年 全世界能源消耗，天然气占23%左右 我国96年天然气产量196.74亿m3，较95 年增长6.1%，占世界排名21 我国天然气生产不能满足经济增长要求 准备从俄罗斯进口天然气，已进行论证
存在的问题：
(1)它仅对理想气体做了简单的修正，引入a和b时忽 略了实际分子几何形态和分子不对称性及温度对 贩肿蛹淞Φ挠跋
(2)其理论临界压缩因子为0.375，远大于实测值 0.292至0.264，仅适用于简单的球形对称的非吸 性分子体系
目前在状态方程改进，主要发展方向：
(1)基于统计热力学正则分配函数理论发 (2)由统计热力学刚球扰动理论发展 (3)按摩尔密度展开级数并结合统计热力学发展 (4)基于溶液活度理论发展 (5)根据分子热力学建立偏心硬球模型对Van der
PR T
am (T)
vbmv(vbm )b(vbm )
ai
0 .4 5 7 2 4
( 0 .9 8 7
104 )2
应用情况：
●前三类有较严密的理论基础，但由于结构复
Т
τ檬艿较拗
●活度理论在描述气液平衡方面不能令人满意
● 第五类方程目前用得最为广泛
主要介绍PR-EOS
1976年Peng和Robinson等人对VDW、RK、SRK进
行辛松钊氲难芯慷猿饬ο
?
(1)VDW方程的斥力项，从简单性和实用性来讲
天然气工程课件
课程名称：天然气工程
课程名称：天然气工程
概述
天然气工业发展现状 课程的目的和基本要求 本课程所讲授的内容 主要参考书 要求自学的内容
一 天然气工业发展现状
世界探明剩余可采储量1390000亿m3 以目前开采速度，寿命66年 全世界能源消耗，天然气占23%左右 我国96年天然气产量196.74亿m3，较95 年增长6.1%，占世界排名21 我国天然气生产不能满足经济增长要求 准备从俄罗斯进口天然气，已进行论证
存在的问题：
(1)它仅对理想气体做了简单的修正，引入a和b时忽 略了实际分子几何形态和分子不对称性及温度对 贩肿蛹淞Φ挠跋
(2)其理论临界压缩因子为0.375，远大于实测值 0.292至0.264，仅适用于简单的球形对称的非吸 性分子体系
目前在状态方程改进，主要发展方向：
(1)基于统计热力学正则分配函数理论发 (2)由统计热力学刚球扰动理论发展 (3)按摩尔密度展开级数并结合统计热力学发展 (4)基于溶液活度理论发展 (5)根据分子热力学建立偏心硬球模型对Van der
PR T
am (T)
vbmv(vbm )b(vbm )
ai
0 .4 5 7 2 4
( 0 .9 8 7
104 )2
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三
本课程所讲授的内容
烃类流体相态特性 气井流入动态 气井井筒流动 集输气管流 生产系统分析 井场工艺
天然气净化
气井防腐和防垢
四
主要参考书
杨继盛编《采气工程基础》 杨继盛、刘建仪编《采气实用计算》 杨宝善编著《凝析气藏开发工程》 [美]C.U.依克库《天然气藏工程》 [美]C.U.依克库《天然开采工程》 郭天民等《多元气-液平衡及精馏》 李士伦等《气田及凝析气田开发》
i 1 j 1
n
n
bm x i bi
i 1
n
(2)PR-EOS 的 Z 因子形式
2 (1 Bm ) Z m ( Am 2 3 ( Am Bm Bm Bm ) 0 3 Zm
2 Bm
2 3 Bm ) Z m
Am
a m (T ) P ( RT )
2
bm P Bm RT
（3）用状态方程进行逸度计
逸度的计算可由下式推导：
fi RTn yi P
P 0
RT ( vi ) dP P
其中：
V vi ( )T , P , n j ni
为i组分的偏摩尔体积
PR-EOS 的逸度方程为：
fi bi n( ) ( Zm 1) n( Zm Bm ) y iP bm Am 2i bi Zm 2.414 Bm ( ) n( ) 2 2 Bm am bm Zm 0.414 Bm 其中：（注意在平衡计算时yi 分别表示气液相的组成）
RT a P 2 (v b) v
右边第一项:分子体积和斥力对压力的作用 第二项:分子间引力对压力的影响
其最大的成功之处在于:
(1)第一次导出了满足临界点条件，且对V是简单的三次方型状态
方程状态方程有明确的物理意义
(2)通过与（Andrews）实测CO2体系临界等温线对比，首次用状
态方程阐明气液两相相态转变的连续性
五
要求自学内容
以下概念及常用计算方法：
天然气视分子量 相对密度
压缩因子
等温压缩系数
体积系数
天然气粘度
回顾第一节
第一章
烃类流体相态特性
一、 烃类流体相态特性
二、实际气体状态方程和热力学性质
三、气液平衡及相图计算
一、烃类流体相态特性
（一）基本概念
（二）单组分和两组分烃类体系
栽樱厦苁Т砝眩导视τ檬艿较拗
●活度理论在描述气液平衡方面不能令人满意 ●
第五类方程目前用得最为广泛
主要介绍PR-EOS
1976年Peng和Robinson等人对VDW、RK、SRK进 行辛松钊氲难芯慷猿饬ο罱辛硕糠治鋈衔? (1)VDW方程的斥力项，从简单性和实用性来讲 约虻ビ睬蚰Ｐ退亲詈玫男问 (2)对引力项和分子密度作出了深入的分析，给 出了引力项更好的结构
课程名称：天然气工程
课程名称：天然气工程
概
述
天然气工业发展现状
课程的目的和基本要求
本课程所讲授的内容 主要参考书
要求自学的内容
一
天00亿m3 以目前开采速度，寿命66年 全世界能源消耗，天然气占23%左右 我国96年天然气产量196.74亿m3，较95
本节重点和难点内容
(1)PR-EOS的压力形式： (2)PR-EOS的Z因子形式 (3)用状态方程进行逸度计算 (4)混合流体的焓的计算 (5)混合流体的熵的计算 (6)热容的计算
(1)PR-EOS的压力形式：
RT a (T ) P v b v ( v b ) b( v b )
年增长6.1%，占世界排名21
我国天然气生产不能满足经济增长要求 准备从俄罗斯进口天然气，已进行论证
二
课程的目的和基本要求
在学习气田开采理论和方法的基础上，
结合现场实际，讲述现场实用的天然气
开采计算分析方法和一些观察技巧，使 同学们熟练掌握有关天然气开发和开采 的知识和技能，学会应用它们解决实际 生产问题
天然气工程的实际应用中，用到的是混合体 系，故在下面给出的是PR—EOS用于混合体 舷档慕峁梗ǘ源课镏市问酱勇裕
RT am (T ) P v bm v ( v bm ) b( v bm )
a i 0.45724 ( 0.987 10 4 ) 2
4
2 R 2Tci Pci
(3)提出了两参数对比态原理
(4)建立和发展能同时精确描述平衡气液两相相态行为的状态方
程是可能的
存在的问题：
(1)它仅对理想气体做了简单的修正，引入a和b时忽
略了实际分子几何形态和分子不对称性及温度对
贩肿蛹淞Φ挠跋
(2)其理论临界压缩因子为0.375，远大于实测值
0.292至0.264，仅适用于简单的球形对称的非吸
性分子体系
目前在状态方程改进，主要发展方向： (1)基于统计热力学正则分配函数理论发
(2)由统计热力学刚球扰动理论发展
(3)按摩尔密度展开级数并结合统计热力学发展
(4)基于溶液活度理论发展
(5)根据分子热力学建立偏心硬球模型对Van der Waals方程做半经验半理论改进
应用情况：
●前三类有较严密的理论基础，但由于结构复
RTci bi 0 .07780 ( 0 .987 10 ) Pci
0 .5 i [1 mi ( 1 Tri )]2
m i 0 .37464 1.5422 i 0 .26992 i
混合规则：
a m (T ) x i x j ( a i a j i j )( 1 k ij )
（一）基本概念
体系、相、组分、自由度 相平衡、化学位、逸度
（二）单组分和两组分烃类体
单一烃类组分相态特征
多组分混合物相态特征 多组分体系的反转凝析现象 常见的几种天然气体系P-T相图
系
二、 实际气体状态方程和热力学性质
1873 年， Van der Waals 从分子热力学理论研究着手， 考虑分子有实际体积、分子间有斥力和引力作用，提出了基 于硬球分子模型的 Van der Waals 状态方程：
P a ttra c t
并指出适当地选择
a (T ) g(v, b)
g( v , b ) 的函数形式，可以更好
地反映包括偏心硬球分子体系在内的分子密度对 引力项的影响，并使之更适用于临界区的计算。 PR-EOS 给出的
g ( v , b)
的具体结构为：
g( v , b ) v ( v b ) b( v b )