Межгосударственный стандарт
Газ природный
Методы расчета физических свойств
Определение физических свойств природного газа, его компонентов и продуктов его переработки
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ
Минск
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Всероссийским научно-исследовательским центром стандартизации, информации и сертификации сырья, материалов и веществ (ВНИЦ СМВ) Госстандарта России; фирмой «Газприборавтоматика» акционерного общества «Газавтоматика» РАО «Газпром»
ВНЕСЕН Госстандартом Российской Федерации
2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 9-96 от 12 апреля 1996 г.)
За принятие проголосовали:
Наименование государства |
Наименование национального органа по стандартизации |
Азербайджанская Республика |
Азгосстандарт |
Республика Армения |
Армгосстандарт |
Республика Беларусь |
Госстандарт Беларуси |
Республика Грузия |
Грузстандарт |
Республика Казахстан |
Госстандарт Республики Казахстан |
Киргизская Республика |
Киргизстандарт |
Республика Молдова |
Молдовастандарт |
Российская Федерация |
Госстандарт России |
Республика Таджикистан |
Таджикгосстандарт |
Туркменистан |
Главная государственная инспекция Туркменистана |
Украина |
Госстандарт Украины |
3 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 30 декабря 1996 г. № 723 межгосударственный стандарт ГОСТ 30319.1-96 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 июля 1997 г.
4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
5 ПЕРЕИЗДАНИЕ
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
Газ природный
МЕТОДЫ РАСЧЕТА ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
Определение физических свойств природного газа, его компонентов и продуктов его переработки
Natural gas. Methods of calculation of physical properties. Definition of physical properties of natural gas, its components and processing products
Дата введения 1997-07-01
1 Назначение и область применения
Настоящий стандарт предназначен для практического применения при косвенном определении коэффициента сжимаемости, плотности, показателя адиабаты, скорости звука, динамической вязкости и объемной удельной теплоты сгорания природного газа, его компонентов и продуктов его переработки по измеренным значениям давления, температуры, компонентного состава и плотности при стандартных условиях.
Используемые в настоящем стандарте определения и обозначения приведены в соответствующих разделах ГОСТ 30319.0.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 22667-82 Газы горючие природные. Расчетный метод определения теплоты сгорания, относительной плотности и числа Воббе
ГОСТ 30319.0-96 Газ природный. Методы расчета физических свойств. Общие положения
ГОСТ 30319.2-96 Газ природный. Методы расчета физических свойств. Определение коэффициента сжимаемости
ГОСТ 30319.3-96 Газ природный. Методы расчета физических свойств. Определение физических свойств по уравнению состояния
ГСССД 4-78 Плотность, энтальпия, энтропия и изобарная теплоемкость жидкого и газообразного азота при температурах 70-1500 К и давлениях 0,1-1000 МПа
ГСССД 8-79 Плотность, энтальпия, энтропия и изобарная теплоемкость жидкого и газообразного воздуха при температурах 70-1500 К и давлениях 0,1-100 МПа
ГСССД 17-81 Динамическая вязкость и теплопроводность гелия, неона, аргона, криптона и ксенона при атмосферном давлении в интервале температур от нормальных точек кипения до 2500 К
ГСССД 18-81 Метан жидкий и газообразный. Плотность, энтальпия, энтропия и изобарная теплоемкость при температурах 100-1000 К и давлениях 0,1-100 МПа
ГСССД 19-81 Кислород жидкий и газообразный. Плотность, энтальпия, энтропия и изобарная теплоемкость при температурах 70-1000 К и давлениях 0,1-100 МПа
ГСССД 47-83 Этилен жидкий и газообразный. Плотность, энтальпия, энтропия и изобарная теплоемкость при температурах 130-450 К и давлениях 0,1-100 МПа
ГСССД 48-83 Этан жидкий и газообразный. Плотность, энтальпия, энтропия и изобарная теплоемкость при температурах 100-500 К и давлениях 0,1-70 МПа
ГСССД 70-84 Гелий-4 жидкий и газообразный. Плотность, энтальпия, энтропия и изобарная теплоемкость при температурах 2,4-450 К и давлениях 0,05-100 МПа
ГСССД 94-86 Метан. Коэффициенты динамической вязкости и теплопроводности при температурах 91-1000 К и давлениях от соответствующих разреженному газу до 100 МПа
ГСССД 95-86 Криптон жидкий и газообразный. Плотность, энтальпия, энтропия, изобарная теплоемкость и скорость звука при температурах 120-1300 К и давлениях 0,1-100 МПа
ГСССД 96-86 Диоксид углерода жидкий и газообразный. Плотность, фактор сжимаемости, энтальпия, энтропия, изобарная теплоемкость, скорость звука и коэффициент объемного расширения при температурах 220-1300 К и давлениях 0,1-100 МПа
ГСССД 110-87 Диоксид углерода. Коэффициенты динамической вязкости и теплопроводности при температурах 220-1000 К и давлениях от соответствующих разреженному газу до 100 МПа
ГСССД 147-90 Пропан жидкий и газообразный. Плотность, энтальпия, энтропия и изобарная теплоемкость в диапазоне температур 100-700 К и давлений 0,1-100 МПа
ГСССД Р92-84 н-Алканы (С1-С8). Вторые вириальные коэффициенты и коэффициенты динамической вязкости при атмосферном давлении в диапазоне температур от нормальных точек кипения до 800 К
ГСССД Р127-85 Пропан, н-бутан и н-пентан как компоненты природного газа. Плотность, фактор сжимаемости, энтальпия, энтропия и изобарная теплоемкость, показатель адиабаты и изобарный коэффициент расширения при температурах 270-700 К и давлениях 0,1-30 МПа
3 Определение плотности
3.1 Общие положения
3.1.1 Плотность газа ?? вычисляют по формуле
?? = т/V.(1)
3.1.2 Плотность определяют с помощью плотномеров любого типа (пикнометрических, ареометрических, вибрационных, акустических, радиационных и др.) или косвенным методом (измерением параметров состояния среды, определения ее состава и проведения расчета).
3.1.3 В зависимости от технико-экономической целесообразности плотность контролируемых сред допускается рассчитывать: вручную, с помощью таблиц и графиков, с применением вычислительных машин и частично или полностью автоматизированных устройств.
3.2 Определение плотности чистых газов
3.2.1 Плотность газа в идеально газовом состоянии определяют по известным значениям давления р и температуры Т по формуле
??и = 103 ?? M ?? p/(R ?? T).(2)
За молярную массу М принимают массу одного киломоля вещества в килограммах.
Молярную массу определяют по формуле
,(3)
где Аj - масса килограмм-атома j-го элемента, входящего в состав молекулы;
пj - количество атомов j-го элемента молекулы.
3.2.2 Плотность реального газа (далее - газ) определяют с учетом фактора сжимаемости газа z по формуле
.(4)
3.2.3 Плотность газа при стандартных условиях определяется при р = рc и Т = Тc т.е. по соотношению
.(5)
Значения R, pc, Tc приведены в разделе 4 ГОСТ 30319.0, a M и zc - в таблице 1. Если измерения zc обеспечиваются с большей точностью, чем приведенные в таблице 1, то целесообразно применять измеренные значения.
Таблица 1
Наименование газа |
Химическая формула |
Молярная масса Mi, кг/моль |
Плотность ??c.иi, кг/м3 |
Фактор сжимаемости zci |
Фактор bi0,5 |
Плотность ??ci, кг/м3 |
Погрешность ??zci, % |
Критическая температура Tкi, К |
Критическое давление ркi, МПа |
Температура кипения при р=рс, Ткп, К |
1 Метан |
СН4 |
16,043 |
0,66692 |
0,9981 |
0,0436 |
0,6682 |
0,05 |
190,555 |
4,5988 |
111,65 |
2 Этан |
C2H6 |
30,070 |
1,25004 |
0,9920 |
0,0894 |
1,2601 |
0,05 |
305,83 |
4,880 |
184,55 |
3 Пропан |
С3Н8 |
44,097 |
1,83315 |
0,9834 |
0,1288 |
1,8641 |
0,20 |
369,82 |
4,250 |
231,05 |
4 н-Бутан |
н-С4Н10 |
58,123 |
2,41623 |
0,9682 |
0,1783 |
2,4956 |
0,30 |
425,14 |
3,784 |
272,67 |
5 и-Бутан |
и-С4Н10 |
58,123 |
2,41623 |
0,971 |
0,1703 |
2,488 |
0,30 |
408,13 |
3,648 |
261,42 |
6 н-Пентан |
н-C5H12 |
72,150 |
2,99934 |
0,945 |
0,2345 |
3,174 |
- |
469,69 |
3,364 |
309,19 |
7 и-Пентан |
и-С5Н12 |
72,150 |
2,99934 |
0,953 |
0,2168 |
3,147 |
- |
460,39 |
3,381 |
301,02 |
8 н-Гексан |
н-С6Н14 |
86,177 |
3,58246 |
0,919 |
0,2846 |
3,898 |
- |
506,4 |
3,030 |
341,89 |
9 н-Гептан |
н-С7Н16 |
100,204 |
4,16558 |
0,876 |
0,3521 |
4,755 |
- |
539,2 |
2,740 |
371,58 |
10 н-Октан |
н-C8H18 |
114,231 |
4,74869 |
0,817 |
0,4278 |
5,812 |
- |
568,4 |
2,490 |
398,83 |
11 Ацетилен |
С2Н2 |
26,038 |
1,08243 |
0,993 |
0,0837 |
1,090 |
0,10 |
308,33 |
6,139 |
189,15 |
12 Этилен |
С2Н4 |
28,054 |
1,16623 |
0,9940 |
0,0775 |
1,1733 |
0,10 |
282,35 |
5,042 |
169,44 |
13 Пропилен |
С3Н6 |
42,081 |
1,74935 |
0,985 |
0,1225 |
1,776 |
0,20 |
364,85 |
4,601 |
225,45 |
14 Бензол |
С6Н6 |
78,114 |
3,24727 |
0,936 |
0,2530 |
3,469 |
- |
562,16 |
4,898 |
353,25 |
15 Толуол |
C7H8 |
92,141 |
3,83039 |
0,892 |
0,3286 |
4,294 |
- |
591,80 |
4,106 |
383,78 |
16 Водород |
Н2 |
2,0159 |
0,083803 |
1,0006 |
-0,0051 |
0,08375 |
0,05 |
33,2 |
1,297 |
20,35 |
17 Водяной пар |
Н2О |
18,0153 |
0,74891 |
0,952 |
0,2191 |
0,787 |
- |
647,14 |
22,064 |
373,15 |
18 Аммиак |
N3Н |
17,0306 |
0,70798 |
0,989 |
0,1049 |
0,716 |
0,30 |
405,5 |
11,350 |
239,75 |
19 Метанол |
CH4O |
34,042 |
1,41516 |
0,892 |
0,3286 |
1,587 |
- |
512,64 |
8,092 |
337,85 |
20 Сероводород |
H2S |
34,082 |
1,41682 |
0,990 |
0,1000 |
1,4311 |
0,10 |
373,2 |
8,940 |
212,85 |
21 Метилмеркаптан |
CH4S |
48,109 |
1,99994 |
0,978 |
0,1483 |
2,045 |
0,10 |
470,0 |
7,230 |
279,10 |
22 Диоксид серы |
SO2 |
64,065 |
2,66324 |
0,980 |
0,1414 |
2,718 |
0,30 |
430,8 |
7,884 |
263,15 |
23 Гелий |
Не |
4,0026 |
0,16639 |
1,0005 |
0,0 |
0,16631 |
0,05 |
5,19 |
0,227 |
4,21 |
24 Неон |
Ne |
20,1797 |
0,83889 |
1,0005 |
0,0 |
0,8385 |
0,05 |
44,40 |
2,760 |
27,09 |
25 Аргон |
Аr |
39,948 |
1,66068 |
0,9993 |
0,0265 |
1,6618 |
0,30 |
150,65 |
4,866 |
87,29 |
26 Моноксид углерода |
CO |
28,010 |
1,16440 |
0,9996 |
0,0200 |
1,1649 |
0,10 |
132,85 |
3,494 |
81,65 |
27 Азот |
N2 |
28,135 |
1,16455 |
0,9997 |
0,0173 |
1,16490 |
0,05 |
126,2 |
3,390 |
77,35 |
28 Воздух |
|
28,9626 |
1,20400 |
0,99963 |
- |
1,20445 |
0,05 |
- |
- |
78,85 |
29 Кислород |
О2 |
31,9988 |
1,33022 |
0,9993 |
0,0265 |
1,33116 |
0,05 |
154,58 |
5,043 |
90,19 |
30 Диоксид углерода |
CO2 |
44,010 |
1,82954 |
0,9947 |
0,0728 |
1,8393 |
0,05 |
304,20 |
7,386 |
194,65 |