天然气的性质.doc

天然气的性质一、基本特性 1. 天然气的视分子量因为天然气是多种物质的混合物，因此不像纯净物那样有相对分子质量。在O(273.15K)，一个大气压(101.325kPa)下，1mol天然气的体积为22.4L，1mol天然气的质量即为天然气的摩尔质量。天然气的摩尔质量的数值视为天然气的相对分子质量，叫作天然气的视分子量。 M=yiMi式中M天然气的视分子量； yi天然气各组分的体积组成； Mi天然气各组分的分子量。 上式说明，天然气的视分子量，随着其组分的变化和各组分组成的变化而变化。由于天然气的最主要成分是甲烷，而且其体积组成为90%左右，所以天然气的视分子量约为17。 例如，某天然气的组成为：甲烷97%，乙烷1.5%，丙烷、丁烷、戊烷均为0.5%，求天然气的视分子量。 解：M=1697%+301.5%+440.5%+580.5%+720.5%=16.84 所以，该天然气的视分子量为16.84。2. 密度和相对密度密度是单位体积物质的质量。其公式为式中天然气的密度，kg/m3； m天然气的质量，kg； V天然气的体积，m3。由于在0(273.15K)，一个大气压(101.325kPa)下，1mol天然气的体积为22.4L，而气体的摩尔质量在数值上等于其视分子量。因此 由于天然气的体积随压力、温度的变化而改变，故天然气的密度也随压力、温度的变化而改变。因此引入相对密度的概念。 天然气的相对密度，是指在同温同压条件下，天然气密度与空气密度的比值。即 式中G天然气的相对密度； 天然气的密度，kg/m3； a同温同压下空气的密度，kg/m3。 通常所说的天然气的相对密度，是指压力为101.325kPa、温度为0(273.15K)条件下时，即标准状态下的相对密度。天然气比空气轻，其相对密度一般小于1，通常在O.50.7之间。 3. 临界状态 使天然气液化的最高温度称为天然气的临界温度；在临界温度下使气体液化的最低压力称为天然气的临界压力。临界温度、临界压力统称为临界参数。这些参数对应的状态叫临界状态。 4. 湿度和露点 天然气的绝对湿度，是指单位体积天然气中所含水蒸气的质量，单位是g/m3。 在一定的温度和压力条件下，天然气的含水量达到某一最大值，就不能再增加水汽的含量，同时开始有水从天然气中凝析出来，此时的天然气含水量达到饱和，即天然气为水汽饱和。 天然气为水汽饱和时的绝对湿度，称之为饱和绝对湿度，或简称饱和湿度。饱和湿度是一定压力和温度条件下天然气的最大含水汽量。天然气中的含水汽量超过此值后，就会有液态水析出。 在相同压力和相同温度下，气体的绝对湿度和饱和绝对湿度的比值称为相对湿度。 在一定压力下，饱和绝对湿度对应的温度称为水的露点，简称为露点。 二、热力学性质 1. 天然气的热值 天然气的热值是单位质量的天然气完全燃烧后发出的热量。其国际单位为kJ/kg。 天然气的热值分为高热值和低热值。 高热值(全热值) 燃烧的反应热加上水蒸气冷凝的潜热称为天然气的高热值。 低热值(净热值) 不包含水的冷凝在内的燃烧热，称为天然气的低热值。 2. 爆炸极限 天然气是一种可燃烧的气体，当它与空气混合达到一定的比例时，可以发生爆炸。可能发生爆炸的天然气最低浓度称为爆炸下限，最高浓度叫作爆炸上限。上下限之间的范围称为天然气的爆炸极限。根据天然气各组分含量不同，天然气的爆炸极限为4%15%。 3. 黏度黏度是表示流体流动时分子间因相对运动而产生的阻力大小的物理量。黏度大的流体流动困难，.黏度小的流体易于流动，实质上，黏度表征流体内部有相对运动时，相互间的摩擦力，即相互障碍运动的力，内摩擦力也叫作黏滞力。流体的黏滞力可用牛顿内摩擦定律计算。式中F两层流体间的内摩擦力，N； 流体的动力黏度，Pas或Ns/m2； d两层流体间的距离，m； A两层流体间的接触面积，m2； v一两层流体间的相对运动速度，m/s。工程上经常使用运动黏度，因为运动黏度在计算中比较方便，它是动力黏度与密度的比值，即式中流体的运动黏度，m2/s。动力黏度又称为绝对黏度，运动黏度又称为相对黏度。天然气的黏度，与其组分相对分子量、组成、温度及压力有关。在低压条件下，压力变化对气体黏度影响不明显，温度升高气体黏度增大。在高压条件下，压力增加气体黏度