GB/T 17747.2-2011 天然氣壓縮因子的計算 第2部分：用摩爾組成進行計算 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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• GB/T 17747
• 2-2011
• 天然氣
• 壓縮因子
• 計算
• 摩爾組成
• 氣體物性
• 工程標準
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• 能源
• 化工

店鋪： 廣通行業標準旗艦店

齣版社： 中國質檢齣版社

ISBN：1774722011

商品編碼：10112042331

齣版時間：2011-09-01

齣版社：中國質檢齣版社 中國標準齣版社 譯 者： 平裝 大16開 頁數：28 字數：44韆字 紙 質 版：27元         標準號： GB/T 17747.2-2011   中文標準名稱： 天然氣壓縮因子的計算 第2部分：用摩爾組成進行計算 ICS： ICS 75.060   英文標準名稱： 中標分類： E24   發布日期： 2011-12-30 采標情況： ISO 12213-2:2006,MOD   實施日期： 2012-6-1 標準個數：   作廢日期： 發布單位： 中華人民共和國國傢質量監督檢驗檢疫總局 中國國傢標準化管理委員會               內容簡介 本部分規定瞭天然氣、含人工摻閤物的天然氣和其他類似混閤物僅以氣體狀態存在時的壓縮因子計算方法。 該計算方法是用已知氣體的詳細的摩爾分數組成和相關壓力、溫度計算氣體的壓縮因子。  該計算方法又稱為AGA8-92DC計算方法，主要應用於在輸氣和配氣正常進行的壓力p和溫度T範圍內的管輸氣，計算不確定度約為0.1%。也可在更寬的壓力和溫度範圍內，用於更寬組成範圍的氣體，但計算結果的不確定度會增加(見附錄E)。  有關該計算方法應用範圍和應用領域更詳細的說明見GB/T 17747.1。

天然氣分析與品質控製：精準計量與應用的基礎 天然氣，作為一種清潔高效的能源，其品質的精準評估和計量是保障其安全、經濟應用的關鍵。而構成天然氣品質評估體係中至關重要的一環，便是對其組成成分進行細緻的分析，並基於這些分析結果，計算齣用於精確計量的關鍵參數——天然氣壓縮因子。理解和掌握天然氣組分分析方法，以及由此推導齣的壓縮因子計算原理，對於能源行業的從業者，特彆是從事天然氣生産、輸送、銷售、應用以及相關研究的人員來說，具有不可替代的價值。 天然氣組分分析：揭示內在特性的科學方法 天然氣並非單一物質，而是一種復雜的混閤氣體，其主要成分是甲烷（CH4），但同時含有其他烷烴（如乙烷C2H6、丙烷C3H8、丁烷C4H10等）、非烷烴氣體（如氮氣N2、二氧化碳CO2、硫化氫H2S等）以及可能存在的少量惰性氣體（如氦He、氖Ne等）。這些組分的種類和含量直接決定瞭天然氣的熱值、密度、壓縮特性以及其在不同應用場景下的適用性。因此，對天然氣進行組分分析，是理解和評價天然氣品質的第一步。 傳統的天然氣組分分析方法主要依賴於氣相色譜法（Gas Chromatography, GC）。氣相色譜法是一種高效的分離技術，它能夠將混閤氣體中的不同組分在特定的固定相上根據其物理化學性質（如沸點、極性、吸附性等）進行分離。通過將采集到的天然氣樣品注入氣相色譜儀，樣品中的不同組分會與載氣（如氫氣、氦氣或氮氣）一同通過填充有固定相的色譜柱。由於各組分與固定相之間的相互作用力不同，它們在色譜柱中移動的速度也不同，因此會依次被分離齣來，並最終通過檢測器（如熱導檢測器TCD、火焰離子化檢測器FID等）記錄下來。 檢測器産生的信號強度與各組分的含量成正比，通過與已知濃度的標準樣品進行比較，就可以定量地確定天然氣樣品中各組分的摩爾百分比。例如，一個典型的天然氣組分分析報告會列齣甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷及更重組分、二氧化碳、氮氣等的主要成分及其在總摩爾數中所占的比例。這些百分比數據是後續壓縮因子計算的直接輸入。 現代化的氣相色譜係統通常集成有自動進樣器、高效的色譜柱和靈敏的檢測器，能夠實現快速、準確、重復性高的分析。在實際操作中，準確的樣品采集和預處理是保證分析結果可靠性的前提。例如，采集的樣品需要避免壓力、溫度變化導緻的組分損失或變化，並且需要妥善保存，以防汙染。 除瞭氣相色譜法，一些更先進的分析技術，如質譜法（Mass Spectrometry, MS），有時也會用於天然氣組分分析，尤其是在需要鑒定痕量雜質或同位素組成時。但對於常規的工業應用，氣相色譜法仍然是最主流和最經濟的選擇。 天然氣壓縮因子的概念：超越理想氣體定律的現實考量 理想氣體定律（PV=nRT）是描述氣體行為的基本模型，它假設氣體分子本身沒有體積，且分子之間沒有相互作用力。在較低的壓力和較高的溫度下，天然氣可以近似地視為理想氣體，其行為與理想氣體定律的偏差很小。然而，在實際的天然氣輸送和計量過程中，天然氣常常在較高的壓力下運行，並且溫度也可能發生變化。在這種情況下，真實氣體與理想氣體的行為偏差會變得顯著，不能再簡單地套用理想氣體定律進行計算。 為瞭更準確地描述真實氣體的行為，引入瞭壓縮因子（Compressibility Factor, Z）的概念。壓縮因子定義為真實氣體的實際體積（Vreal）與同等條件下理想氣體的體積（Videal）之比，即： Z = Vreal / Videal 或者，在恒定溫度和摩爾數下，Z也可以錶示為： Z = PV / nRT 其中： P 為氣體的絕對壓力 V 為氣體的體積 n 為氣體的摩爾數 R 為理想氣體常數 T 為氣體的絕對溫度 如果Z=1，則錶示該氣體錶現為理想氣體；如果Z>1，則錶示真實氣體的體積大於理想氣體的體積，這通常發生在氣體分子間的斥力占主導的情況下（例如，在高壓下）；如果Z<1，則錶示真實氣體的體積小於理想氣體的體積，這通常發生在氣體分子間的引力占主導的情況下（例如，在較低溫度下）。 在天然氣計量中，精確的壓縮因子是必不可少的。因為在計量過程中，我們往往測量的是天然氣在一定壓力和溫度下的體積，但我們需要知道其在標準狀態（通常為101.325 kPa絕對壓力和15℃或0℃）下的能量含量或質量。壓縮因子通過修正理想氣體定律的偏差，使得我們能夠從實際測量值推導齣更準確的、代錶能量含量的標準狀態下的量。 壓縮因子計算方法：從摩爾組成到精準參數 天然氣壓縮因子的計算，是基於其具體的摩爾組成進行的。不同組分的天然氣，其在不同壓力和溫度下的壓縮因子會有所不同。因此，需要根據分析得到的摩爾組成，運用特定的計算方法來確定壓縮因子。 主要的計算方法可以分為兩大類：基於狀態方程的方法和基於經驗關聯式的方法。 1. 基於狀態方程的方法： 這些方法利用瞭描述真實氣體行為的物理模型，即狀態方程。最經典的狀態方程是範德華方程（Van der Waals equation），它考慮瞭氣體分子的體積和分子間的吸引力。然而，範德華方程在描述復雜混閤氣體時精度有限。 更現代和常用的狀態方程包括： Redlich-Kwong（RK）方程及其改進形式（如Soave-Redlich-Kwong, SRK）。 Peng-Robinson（PR）方程。 Benson方程。 這些狀態方程通常需要知道各個組分的臨界溫度（Tc）、臨界壓力（Pc）以及偏心因子（ω）等物性參數。對於混閤氣體，這些參數需要通過混閤規則（mixing rules）進行計算，得到混閤物的整體臨界參數和偏心因子。然後，將這些參數代入狀態方程，求解壓縮因子Z。 例如，在SRK方程中，對於摩爾組成為 yi 的混閤物，其混閤臨界參數可以通過如下方式計算： $Tc_{mix} = sum_{i} y_i Tc_i$ $Pc_{mix} = frac{R T_{mix}}{sum_{i} y_i b_i - sum_{i} y_i a_i / sqrt{T_{mix}}}$ 其中 $a_i$ 和 $b_i$ 是與組分 i 相關的參數，它們本身也依賴於組分的臨界參數和偏心因子，並且有特定的計算公式。 狀態方程方法在理論上更具普適性，但其計算過程相對復雜，需要精確的組分物性參數和數值求解能力。 2. 基於經驗關聯式的方法： 這類方法是通過對大量實驗數據的迴歸分析，建立起來的經驗公式或關聯式。這些關聯式通常以壓力、溫度以及天然氣的主要組分（如甲烷含量）作為自變量，直接計算壓縮因子。 例如，一些早期的方法是基於“對應狀態原理”（Principle of Corresponding States），將真實氣體的狀態參數（如還原壓力Pr和還原溫度Tr）與參考物質（通常是甲烷）進行比較來估算壓縮因子。 更現代的經驗關聯式，例如 AGA（American Gas Association）提齣的一係列壓縮因子計算方法，是目前天然氣計量領域應用最廣泛的。AGA在其發布的一係列報告（如AGA Report No. 8）中，提供瞭基於不同精度的計算模型，這些模型詳細考慮瞭天然氣的主要組分，並考慮瞭它們之間的相互作用。 AGA Report No. 8 提供瞭兩種主要的計算方法： Basic Calculation（基本計算）：適用於對精度要求不是特彆高的場閤。 Detail Calculation（詳細計算）：適用於對計量精度要求非常高的場閤，考慮瞭更多組分的相互作用和更復雜的模型。 在詳細計算中，會針對天然氣的主要組分（甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、氮氣、二氧化碳等）分彆賦予特定的參數，並根據其摩爾百分比，采用復雜的函數形式計算齣混閤氣體的壓縮因子。這些計算公式通常非常龐大，需要專門的軟件或程序來實現。 這些經驗關聯式的優點在於計算速度快，且在給定的適用範圍內精度較高。其缺點是其普適性不如基於狀態方程的方法，並且公式的推導和驗證依賴於大量的實驗數據。 天然氣壓縮因子計算中的關鍵輸入：摩爾組成 如上所述，無論是基於狀態方程還是經驗關聯式，計算天然氣壓縮因子的核心輸入都是其摩爾組成。氣相色譜分析得到的各組分摩爾百分比，是計算壓縮因子的直接依據。 在實際應用中，準確的摩爾組成數據至關重要。即使是微小的組分含量差異，也可能在計算壓縮因子時産生纍積誤差，進而影響最終的計量結果。因此，在進行天然氣組分分析時，需要嚴格遵守分析規程，保證數據的準確性和可靠性。 此外，對於一些含量極低的組分（如痕量硫化物、水分等），雖然它們在摩爾組成中的占比很小，但它們可能對天然氣的腐蝕性、燃燒特性甚至計量儀錶産生影響。在進行壓縮因子計算時，通常會關注主要組分，但瞭解和控製這些痕量雜質也是天然氣品質管理的重要組成部分。 壓縮因子在天然氣行業中的應用 天然氣壓縮因子的精確計算，在天然氣行業的各個環節都發揮著至關重要的作用： 計量與貿易：在天然氣銷售環節，計量是確定交易量的基礎。根據國際和國內通行的標準（如ISO 5167, AGA Report No. 11等），在天然氣貿易中，必須使用壓縮因子來將實際測量的體積（在運行壓力和溫度下）轉換為標準狀態下的體積（或質量），以此進行結算。高精度壓縮因子計算確保瞭交易的公平性和準確性。 管網輸送：天然氣管道的輸送通常在高壓下進行。精確的壓縮因子有助於準確計算輸送過程中的氣體密度、流動阻力以及管綫的承載能力，從而優化管網運行，降低輸送損耗。 熱值計算：天然氣的能量含量（熱值）與其組成密切相關。在精確計量天然氣的體積或質量後，結閤其熱值，纔能準確計算齣所輸送或使用的天然氣所包含的能量。壓縮因子的準確性直接影響瞭最終的熱值計算結果。 工藝設計與優化：在天然氣加工、液化、儲存等環節，對天然氣的物理性質（如密度、焓值、熵值等）的精確瞭解是工藝設計和優化的基礎。壓縮因子是這些物理性質計算中的一個重要參數。 安全管理：準確瞭解天然氣的燃燒特性、爆炸極限等，與氣體的組分和狀態密切相關。壓縮因子的計算有助於更全麵地評估天然氣的安全性能。 總結 天然氣組分分析是理解和評價天然氣品質的基石，而基於摩爾組成的壓縮因子計算，則是實現天然氣精確計量和可靠應用的關鍵技術。通過科學的氣相色譜分析方法獲取準確的摩爾組成數據，再運用嚴謹的狀態方程或經驗關聯式計算齣壓縮因子，能夠有效地彌補理想氣體定律的不足，確保在不同壓力和溫度條件下，對天然氣進行準確的體積和能量評估。在天然氣行業日益精細化和標準化的發展趨勢下，掌握和應用先進的天然氣組分分析與壓縮因子計算技術，對於提升行業效率、保障能源安全、促進公平貿易，具有深遠的意義。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計相當樸實，沒有太多花哨的圖案，那種嚴謹的風格倒是和它所代錶的行業規範十分契閤。作為一名在天然氣領域摸爬滾打多年的技術人員，我一直對標準的嚴謹性和實用性有著很高的要求。翻閱瞭這本《天然氣壓縮因子的計算 第2部分：用摩爾組成進行計算》後，我發現它在理論的深度和實際應用的結閤上，確實下瞭一番功夫。雖然書中沒有直接給齣具體的壓縮因子數值，但它所闡述的計算方法，特彆是基於摩爾組成的詳細推導過程，為理解壓縮因子的變化規律提供瞭堅實的基礎。我尤其關注其中關於不同組分對壓縮因子影響的分析，這對於我們在實際操作中進行精確的物料衡算和能量衡算至關重要。例如，在天然氣集輸過程中，如果對壓縮因子的估算不準確，可能會導緻管道輸送能力和設備選型齣現偏差，長遠來看會影響生産效益。這本書提供的理論框架，能夠幫助我們更深入地理解這些潛在的影響，從而做齣更明智的決策。

評分☆☆☆☆☆

我是一名剛入行的天然氣工程師，對於復雜的氣體狀態方程和物性計算一直感到有些頭疼。這本《天然氣壓縮因子的計算 第2部分：用摩爾組成進行計算》對我來說，簡直是一盞指路明燈。雖然它並沒有直接提供計算壓縮因子的軟件或傻瓜式公式，但是它循序漸進地講解瞭如何從天然氣的摩爾組成齣發，一步一步推導齣壓縮因子。書中對於一些基本的熱力學原理和方程的介紹，雖然有些抽象，但通過作者的細緻解釋，我慢慢理解瞭這些理論在實際計算中的意義。我特彆喜歡書中對不同計算方法的比較和優缺點分析，這讓我明白，並非所有方法都適用於所有情況，選擇閤適的計算方法需要考慮具體的氣體組分和應用場景。我還在書中看到瞭關於實驗數據驗證的討論，這讓我意識到理論計算與實際測量之間的聯係，為我未來的工作提供瞭重要的參考方嚮。

評分☆☆☆☆☆

我是一名在天然氣管道輸送領域工作的工程師，對於流體力學和氣體動力學有著直接的應用需求。這本書《天然氣壓縮因子的計算 第2部分：用摩爾組成進行計算》雖然側重於基礎的計算方法，但其原理對於我們理解天然氣在管道中的流動特性具有間接但關鍵的意義。我知道，壓縮因子的精確值直接影響到氣體的密度和體積，進而影響到管道的輸送能力、壓降計算以及安全運行的評估。這本書所介紹的基於摩爾組成的計算方式，意味著我們可以根據現場實際采集到的氣體組分信息，來推算齣在特定工況下的壓縮因子。這比使用通用的、簡化的模型要更為精確，也更能反映真實的運行狀況。雖然書中沒有直接給齣管道輸送的計算公式，但其核心的計算方法為我們進行更精密的數值模擬和工程設計提供瞭理論基礎，使我們能夠更好地優化輸送參數，提高運行效率。

評分☆☆☆☆☆

作為一名長期從事天然氣貿易和計量工作的專業人士，準確的壓縮因子計算直接關係到我們交易的公平性和閤規性。這本書《天然氣壓縮因子的計算 第2部分：用摩爾組成進行計算》為我提供瞭寶貴的理論支持。我一直對如何精確地量化天然氣體積和能量單位感到睏惑，尤其是在不同的壓力和溫度條件下。書中關於摩爾組成的分析，讓我明白瞭每一種成分在整體體積和能量貢獻上的差異。盡管它沒有直接提供一個易於查找的數據庫，但它所教授的計算方法，一旦掌握，就可以應對各種復雜的天然氣組分變化。我理解到，這項工作需要深入的化學知識和物理計算能力，而這本書正是提供瞭一個堅實的起點。通過對書中理論的深入理解，我相信我能夠更自信地處理與天然氣計量相關的各種問題，確保交易的準確性和透明度。

評分☆☆☆☆☆

這本書的閱讀體驗，可以說是“細嚼慢咽”的過程。它不是一本可以快速翻閱的消遣讀物，而是需要靜下心來，仔細揣摩每一個公式和推導過程。作為一名從事過氣體性質研究的科研人員，我深知精確計算天然氣壓縮因子對於能源科學研究的重要性。書中對不同狀態方程的詳細闡述，以及它們在計算壓縮因子方麵的適用性，讓我對這個領域有瞭更係統、更深入的認識。我尤其欣賞書中對於計算過程中可能齣現的誤差來源的討論，這對於提高計算精度至關重要。雖然我可能在實際工作中已經積纍瞭一些計算經驗，但這本書提供瞭一個更理論化、更係統化的視角，幫助我梳理和深化瞭現有的知識體係。它鼓勵我去探索更先進的計算模型，並為我指明瞭進一步研究的方嚮。