Газ природный. Методы расчета физических свойств. Определение физических свойств природного газа, его компонентов и продуктов его переработки. Межгосударственный стандарт

ГОСТ 30319.1-96

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
В таблице 1:
1) (c.иi - плотность i-го газа при стандартных условиях в идеально газовом состоянии;
2) zci и (ci - соответственно, фактор сжимаемости и плотность i-го газа при стандартных условиях (для газов с температурой кипения больше 293,15 К приведены условные значения этих свойств, которые применимы только при определении zc и (с природного газа);
3) (zci - погрешность определения фактора сжимаемости i-го газа при стандартных условиях.
3.2.4 Из уравнений (4) и (5) получается практическая формула для определения плотности газа
( ( (c