GB T 17747.2-1999 天然气压缩因子的计算 第2部分：用摩尔组成进行计算

GB/T1774721999前言本标准等效采用ISO1221321997天然气压缩因子的计算用摩尔组成进行计算。本标准在技术内容上和编写格式与ISO1221321997完全一致。本标准取消了国际标准中的附录F、附录G,本标准中高位发热量和相对密度采用的参比条件同我国石油气体所采用的标准参比条件有所差别，为方便使用，在441和442增加了注2和注3,天然气压缩因子的计算标准包括以下3个部分第1部分导论和指南第2部分用摩尔组成进行IF算第3部分用物性值进行计算。本标准是第2部分GB/T1774721999用摩尔组成进行汁算。本标准的附录A,附录B、附录G、附录1是标准的附录。本标准的附录E是提示的附录。本标准由原中国石油天然气总公司提出。本标准由石油工业天然气专业标准化技术委员会归口并负责解释本标准起草单位中国石油天然气集团公司四川石油管理局天然气研究院。本标准主要起草人罗勤、陈赓良、曾文平、许文晓、富朝英、陈荣松。GB/R1774721999ISO前言ISO国际标准化组织是各国家标准化机构ISO成员组成的世界性的联合会。制定国际标准的工作通常由ISO技术委员会完成。对技术委员会提出的项目感兴趣的每个成员都有权参加。与ISO保持联系的各政府或非政府的国际性组织也可以参加此项工作。所有电工技术方面的标准化工作，ISO与IEC国际电工委员会保持密切的合作。由技术委员会通过的国际标准草案交各成员进行表决投票，要求至少有75的成员同意，才能作为国际标准正式发布。国际标准ISO122132是由天然气技术委员会ISO/TC193下的“天然气分析”分委员会制定的ISO12213“天然气压缩因子的计算”标准包括以下3个部分一一第1部分导论和指南第2部分用摩尔组成进行计算第3部分用物性值进行计算。附录A、附录B、附录C、附录D是标准的附录。附录E、附录F、附录G是提示的附录。中华人民共和国国家标准天然气压缩因子的计算第2部分用摩尔组成进行计算GB/T1774721999EQVISO1221321997NATURALGASCALCULATIONOFCOMPRESSIONFACTORPART2CALCULATIONUSINGMOLARCOMPOSITIONANALYSIS1范围本标准规定了天然气、含人工掺合物的天然气和其他类似混合物仅以气体状态存在时的压缩因子计算方法。该计算方法是用已知的气体的详细的摩尔分数组成和相关压力、温度计算气体压缩因子该计算方法又称为AGA892DC计算方法，主要应用于在输气和配气正常进行的压力P和温度T范围内的管输气，计算不确定度约为士。I。也可在更宽的压力和温度范围内，用于更宽组成范围的气体，但计算结果的不确定度会增加见附录E。有关该计算方法应用范围和应用领域更详细的说明见GB/T177471,2引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB/T310231993力学的量和单位GB/T310241993热学的量和单位GB/T110621998天然气发热量、密度、相对密度和沃泊指数的计算方法NEQISO69761995GB/T1774711999天然气压缩因子的计算第1部分导论和指南EQVISO12213119973定义相关于本标准的所有定义见GB/T177471。文中出现的符号所代表的含义及单位见附录A,4计算方法41原理AGA892DC计算方法所使用的方程是基于这样的概念管输天然气的容量性质可由组成来表征和计算。组成、压力和温度用作计算方法的输人数据。该计算方法需要对气体进行详细的摩尔组成分析。分析包括摩尔分数超过。00005的所有组分对典型的管输气，分析组分包括碳数最高到C7或C。的所有烃类，以及N,C0和HE。对其他气体，分析需要考虑如HBO燕气、H多和C2H等组分。对人造气体，H和CO也可能是重要的分析组分。42AGA892D方程AGA892DC计算方法使用AGA8详细特征方程下面表示为AGA892DC方程，见GB/T177471该方程是扩展的维利方程，可写作国家质F技术监督局19990517批准199912一01实施GB/T1774721999Z一BP，一，R艺CEC。”一CK,P,PEXP一CP凡钾13月13式中Z压缩因子B第二维利系数PM摩尔密度单位体积的摩尔数P对比密度BC,K常数，见表B1C温度和组成的函数的系数。对比密度P同摩尔密度P相关，两者的关系由下式给出PKP_。2式中K混合物体积参数。摩尔密度表示为PP/ZRT3式中户绝对压力R摩尔气体常数T热力学温度压缩因子Z的计算方法如下首先利用附录B给出的相关式计算出B和CNN1358。然后通过适当的数值计算方法，求解联立方程1和3得到PM和Z。计算程序流程见图B1,43输人变量AGA892DC计算方法要求输人的变量包括绝对压力、热力学温度和摩尔组成。摩尔组成是以摩尔分数表示T列组分N2,C02,AR,CH,C2HS,C3HA,NC,H1O,ICH,O,NCSH12,ICSH,E,C6H1温度在263338K范围内的压缩因子计算结果产生约士。1的附加不确定度。当压力大于6MPA时，附加不确定度会更大，且大致与压力成正比例增加GB/T1774721999表2相关输人变量的典型不确定度值输人变量绝对不确定度绝对压力热力学温度惰性组分的库尔分数JN留了CO苦工CH咭XCZHZC3日已刃C毛H二。X广，。和XCO士002MP士015K士0001士0001士0001士0001士0001士00005士00003士00001士0001454结果的表述压缩因子和摩尔密度计算结果应保留至小数点后四位或五位，同时给出压力和温度以及所使用的计算方法GB/丁177472AGA892DC计算方法。验证计算机程序时，压缩因子计算结果应给出更多的位数。GB/T1774721999附录A标准的附录符号和单位符号含义常数表BL第二维利系数混合物交互作用系数方程B1和方程B2常数表B1常数表B1与温度和组成相关的系数组分I的特征能量参数表B2组分1的特征能量参数表B2第二维利系数的二元能量参数第二维利系数的二元能量交互作用参数表B3混合物高温参数单位M。KMOL石B鱿民AZB乙岛公瓦凡皿凡F组分I的高温参数表B2组分1的高温参数表B2常数表B1混合物定位参数组分1的定位参数表B2组分I的定位参数表B2二元定位参数二元定位交互作用参数表B2常数表B1高位发热量体积参数FF人G组分I组分1的体积参致表B2的体积参数表B2MJMMKMOL一7/3MKMOL一1/3MKMOL2二元体积交互作用参数表B31常数表B1摩尔质量KGKMOL以Q筑吼肠从K凡凡凡气MGB/T1774721999组分I的摩尔质量气体混合物的组分数整数158绝对压力四极参数组分1的四极参数组分J的四极参数常数表BI气体常数0008314510组分I的偶极参数表B2组分J的偶极参数表B2常数表B1热力学温度混合物能量参数混合物二元能量交互作用参数表B3常数表B1组分I的组合参数表B2组分J的组合参数表B2常数表B1组分I在气体混合物中的摩尔分数组分J在气体混合物中的摩尔分数压缩因子质量密度气体的对比密度摩尔密度KGKMOL一1MPAMIKMOL一1K从N“户QQQ价尺5凡TU认价袱城讯KGMKMOLM二凡ZP八心附录B标准的附录AGA892DC计算方法描述B1概述计算气体混合物压缩因子Z使用42给出的AGA892DC方程。本附录将详细描述用AGA892DC方程进行压缩因子计算的有关方法和计算机执行程序，并给出必要的常数值。验证计算机程序用GB/T1774721999的压缩因子数据见附录C。如果计算机程序能够得到与附录C中数据相等的计算结果，则可使用。B2B21AGA892DC计算方法的计算机执行程序B211计算概述输人热力学温度T，绝对压力FL和混合物中各组分的摩尔分数X注B1当压力和温度用非MPA和K的其他单位表示时，必须分别换算成以MPA和K表示的值有关换算因子见GB/T310231993和GB/T310241993以及附录D,B212计算状态方程系数B和CN1358，两者均取决于T和二B213利用改写的状态方程，迭代求解摩尔密度P,以得到压力PB214当由B213计算出的压力与B211的输人压力，在规定的收敛范围内如1X10S相一致时，即得到压缩因子计算值。计算程序流程见图BLE图BLAGA892B计算方法的程序流程图B22计算步骤B221输人绝对压力P、热力学温度T和天然气混合物中各组分的摩尔分数XB222根据B221中输人的热力学温度T和天然气组分摩尔分数X，计算与组成和温度有关的状态方程系数B和C,N1358第二维利系数B按方程BI计算NNB一艺A,T艺艺XXBEJKK”B1_才_B,G1一G,Q,Q1一A“FHFIA1一F“FSS1一“W,W,1一、。，“”B2二元参数E，和G，由方程B3和B4计算E二E占E,E“QG舀GG/2B3B4注B2除了表B3中给出的E,和G外，所有其他二元交互作用参数E,和G,的值都是10系数C,N1358由方B5计算C,AG1一“Q1一4“0F1一人几U“T一“。B5用以下共形求解混合方程计算混合物参数U,和Q二重加和时，1从1N1，变化，而相对每个，值,I从1十1N变化。GB/T1774721999N1NU,仁艺XE2艺艺XX,U“一1E,E”艺XG十2艺艺X,X,G一1G,GB6GB71钾1了十1NQFB8B9注B3除了表B3给出的K,E,二。以二和队外，所有其他的二元交互作用参数凡,E,G,和队，的值都为10,表B2中H，的FH,10，而其他组分的F，值都为。T水的WHO10，而其他组分的W，值都为。B223在压缩因子Z的计算中，气体的组成X、热力学温度T和绝对压力P都是已知的，问题在于要用表示压力P的状态方程来计算摩尔密度P。将定义压缩因子Z的方程1代人方程3见42，获得压力的状态方程BLOP一MRT1B一。艺C,艺CNB，一C,K,PIP“EXP一C,N“B10“13N13方程B10用标准状态方程密度检索法求解。由于已获得压力P的表达式方程B10，则求解摩尔密度P“使计算出的压力与输人的压力两者的差值在预先设定的范围如1X10S以内。对比密度P通过混合物体积参数K与摩尔密度PM相关联见42中方程2E混合物体积参数K由方程BILL计算NN1NKS一艺XKT2艺艺XXK一1KK“BIII111J十1注B4求和时，下标，指的是气体混合物中第个组分下标，指的是气体混合物中第I个组分N指的是混合物中的组分数。单重求和中，是1N间的整数值例如，对含12个组分的混合物，N12，单重求和中将有12项二重求和中从IN1变化，而相对每一个值，I从I1N变化例如，对含12个组分的混合物，如果凡的值都不为10，则二重求和将有“项。由于许多凡，的值都为101因此对许多天然气混合物，二重求和中非零项的数目很少除了表B3给出的凡外，所有其他的凡，的值都为10B224求出摩尔密度PM后，利用压力、温度、摩尔密度和摩尔气体常数计算压缩因子。Z二P/PRT”B12密度P可由方程B13计算PMPB13式中，M根据方程B14计算M一艺ZM。B14密度值应保留至小数点后第三位。表B1状态方程参数月A阳B,CNK召G口4F,左1已时1015383260010000000002134195300010005000003一299858300010010000004一0048312280100350000050375796500100一05100006一158957500010045100007一0053588470100050100036竺GB/T1774721999表BI续儿AB亡时KU而84“几S吮丫创月8088659463010075000109一0710237040100950001010一147172200010060000011113218503501001200000112一078665925010012500001132291290火10113一6000100140157672400112200000015一0436386400112300000016一0044081590112200100017一0003433888114200000018003205905011411000000190024873550200一0500000200073322790200050000021一00016005732120000000220642470600212400000023一0416260100212600000024一0066899570214210000002502791795002142301000026一06966051002142200100027一0002860589214一100010028一000809883630005010002931505470003117010000300007224479311一100010031一070575290031261000000320534979200312401000033一00793149103131010000343901000035一599905X103I4一130001003601058402003I421000000370034317290314800100038一0007022847400一050000039002495587040000000004000429681804122000000410746545300412700000042一02919613004129001000363GB/T1774721999表BL完A附BC”KU时G9TS艺之洲4372946160004142200000044一99367570004142300000045一0005399808500100000046一0243256700O1290000004700498701605123001000480003733797514800000049187495100051423001000500002168144600150000051一06587164006125010000520000205518700一0501000530009776195712400000054一002048708081170100005500155732208123000000560006862415812001000057一000122675291210000005800028509089120001000表B2特征参数识别号化合物摩尔质量M,KGKMOL能量参数EK体积参数KMKMOL“定位参数G四极参数Q高温参数F偶极参数S组合参数W，12一CH4160430151318300046192550000000000一28013599737780044791530027815000000003CO,44010024196060004557489018906506900000000004C,H,300700244166700052792090079300000000005C,H,440970298118300058374900141239000000006H,O1801535140156000382586803325001067750001SW20门107H,S3408202963550000461826300885000633276000390000008H之201592695794003514916003436900100000GCO280100105534800045338940038953000000001023199881227667000418695400210000000000011IC,H,5812303240689000640693702566920000000012,CH,5812303376389000634142302818350000000013C,H7215003655999000673857703322670000000014C,H721500370682300067983070366911000000001弓”C,H86177040263629307175118028973100000000GB/T177472一1999表BZ完识别号化合物T一摩尔质量MKGKMOL一1能量参数EK休积参数KM“KMOL勺川定位参数G，四极参数Q高温参数F，偶极参数SR组合参数W16N一CHLS100204042772263007525189033754200000000L7N一C日HI日114，23104503250220。7849550038338100000000L8刀C，H20125258047084089108152731042735400000000L9”CJOH韶14228504895583730843782604696590000000020HE40026261011103589888000000000。0211AR399480119629900042165510000000000表B3二元交互作用参数值识别号一，化合物对E浮UKC名1一2CH刁N20971640088610610036303COZ09606440963827099593308076534C之HAC，H，0994635099087710076196HZO07082187HZS0931484073683310000808H211705201156390102326019573109C099012610O2L1F一C亏H。1019530L2”CHI。09898440992291099759613F一CSHI100235014凡一CSH120999忍681003670100252915”一CSH亏1ID727413025于60，982962L6凡一C，HI088088011匀1904098356517凡一C色HI吕088097312057690982707L8”一C，HZO088106712196340981849L9”一CLOHZ它08811611233498098099123NZCOZ1022740083505809823610，9827464C合H097012008164311，0079605C3H609459390，915的26H2007469547H之5090227109934760942596卜8H2108632004088381032270名6GB/T1774721999表B3续识别号一，化合物对E,U,KG,9CO100571010O,102100011IC,H,O094691412NC,H,O0973384099355613IC,H095934014NC,H094552034CO,C,H,09250530969870100851003702965C,HA09602376H,O084940816730907H,S0955052104529010077908H,12817909CO1500000090000010O,11ZC,H,6090684912C,H,089736213IC,H072625514NC,H085976415NC6H08551341066638091018316NC,H08312291077634089536217NC,H,608083101088178088115218NC,H07863231098291086752019NC,H07651711108021085440645C,H,C,H,1022560106517309868936H,O06931687H,S0946871097192609999698H,1164460161666010203409CO10O,11IC,H。125000012NC,H,1013060125000013IC,H125000014NC,H1005320125000058C,HEH,103478712NC,H,O1004900366GB/T1774721999表B3完识别号化合物对E,UK,G,IJ715H,SNC,H10086921028973096813016NC,H,10101261033754096287017NC,H,A10115011038338095782818NC,H,10128211042735095244119C,AHAZ10140891046966094833889H,CO110000010O,11IC,H,130000012NC,H,O1300000附录C标准的附录计算示例用经过验证的计算机程序，对下述实例见表CL进行了压缩因子计算，所得出的压缩因子计算结果见表C2可作为编制的计算机程序验证用数据。如果编制的计算机程序能够得到与之相等的计算结果，则可使用。该经验证的计算机程序包含附录B中所描述的计算机执行程序。表C1以摩尔分数表示的气体组成分析数据气体组成I气样2气样3气样4”气样5娜气样6气样JCOZ000600050015001600760011ZNZ000300310010010000570117了HZ0000000000095000000了CO0000000000010000000了CH4096509070859073508120826X叭H石001800450085003300430035SC3XA000450008400230000740009000075了，一C4日田000100001000035000120001500012士一C召H10000100001500035000120001500012X，一CH120000500003000050000400000004了”一几气20000300004000050000400000004犷C砂、峨00007000040000000200000002ZS,X比0000000000000100000001JC召H1800000000000001000000I行9GB/T177472一1999表CZ压缩因子2计算结果输配条件1五气样2”气样3妞气样4口气样5，气样6厅气样游。妻6270084053083348079380088550082609085380628008619908559608220609014408496908737062900880060874840845440T9150108694408905263100908670904460881830936740900520917236330OT93OLL092696090868095318092368093730L22700721330T7LO44064145081024069540075074L2280076025075066068971083782073780078586L2290079317078475073123086137077369081569汇310084515083863079698089913083022086311330088383087870084553092766087211089862附录D标准的附录压力和温度的换算因子如果输人压力和温度的单位不是MPA和K，为了使用附录B描述的计算机执行程序进行计算，应作单位换算。部分换算因