Файл: Физические свойства газа.docx

ТАШКЕНТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени И.А. КАРИМОВАФакультет «Нефтегазовое дело»Кафедра разработки и эксплуатации нефтегазовых месторождений

Зарегистрирована: «___»__________________2022г.

Допущена к защите: «___»________________2022г.

Курсовая работа
По дисциплине «Основы нефтегазового дела»На тему:«Физические свойства газа »

Студент _____________ Группы _____________ ____________________ подпись дата

Оценка____________________Подпись___________________Дата защиты__________________Ташкент - 2022“У Т В Е Р ЖДАЮ”заведующий кафедра ___________A.X.Каршиев« ___ » __________ 202__ годКурсовая работаЗАДАНИЕНазвание дисциплины: Основы нефтегазовый делоСтудент: группа: ___________1. Тема курсовой работы:2. Исходные данные для курсовой работы:3. Список литературы:4. Содержание аннотационной части отчета (перечень вопросов, подлежащих разработке):5. Список чертежей (чертежи и графики, которые необходимо выполнить): План сдачи курсовой работы

Введение	Теоретическая часть	Расчётная часть	Заключение	Защита

Руководитель:_________ _______________________

---

(подпись)

Оглавление

Введение

Приро́дный газ — смесь газов, образовавшаяся в недрах земли при анаэробном разложении органических веществ. Природный газ относится к полезным ископаемым, одно из важнейших горючих ископаемых, занимающее ключевые позиции в топливно-энергетических балансах многих государств. Природный газ является важным сырьем для химической промышленности. В пластовых условиях (условиях залегания в земных недрах) находится в газообразном состоянии — в виде отдельных скоплений (газовые залежи) или в виде газовой шапки нефтегазовых месторождений, либо в растворённом состоянии в нефти или воде.Энергетическая и химическая ценность природного газа определяется содержанием в нём углеводородов. Очень часто в месторождениях он сопутствует нефти. Разница в составе природного и попутного нефтяного газа имеется. В последнем, как правило, больше сравнительно тяжёлых углеводородов, которые обязательно отделяются, прежде чем использовать газ. Природный газ является одним из основных элементовтопливно-энергетической системы народного хозяйства, а такжеценнейшим сырьем для химической промышленности. С каждымгодом потребности в природном газе возрастают, возникаетнеобходимость в разработке новых месторождений, в возможностиделать значительные запасы и транспортировать его на дальниерасстояния как с помощью трубопроводного транспорта, так и всжиженном виде.Большим преимуществом газового топлива возможность его транспортирования по трубопроводам,разгружает железнодорожный и водный транспорт,стоимость транспортирования на большие расстояния, освобождает необходимости иметь топливные склады.Установки, работающие на газовом топливе, обладают более высоким КПД по сравнению с установками, использующими другие виды топлива, они значительно проще и дешевле в эксплуатации, сравнительно легко автоматизируются, что повышает безопасность и улучшает ведение технологического процесса, не требуют сложных устройств топливоподачи и золоудаления. Сгорает газ практически без вредныхвыбросов, что улучшает санитарные условия и экологию. Экологическая чистота и высокая эффективность использования природного газа позволяют существенно изменить взгляд на его возможную роль в энергобалансе будущего мира и говорить о наступлении эпохи природного газа, которая уже сегодня наступила в России, так как природный газ в топливно-энергетическом балансе уже занимает долю более 50%.В последнее время наряду с такими распространенным термином как “природный газ” все чаще можно услышать словосочетания,как“сжиженный природный газ”,“компримированный природный газ”, “кристаллогидраты” или “гидраты природных газов” и т.д. Сегодня благодаря достижениям геологической науки стали известны и доступны новые так называемые нетрадиционные источники природного газа. По мнению многих специалистов вслед за ресурсами свободного газа в будущем на очереди будет освоение огромных ресурсов природного газа,растворенного в пластовых водах, и твердого газа в виде гидратов, для которых требуется создание соответствующих технологий. Ведутся работы по повышению уровня извлечения газового конденсата и других ценных компонентов, использования попутных нефтяных газов. Значительно расширяется сеть подземных газохранилищ.Возможно комплексное использование газа, растворенного в воде,одновременно с извлечением ценных компонентов из минеральных рассолов и использование термальной энергии. Все это говорит о том, что природный газ прочно вошел в нашу жизнь и занял в ней

---

одно из важных мест наряду с электричеством, бензином и другими явлениями современной цивилизации, а в будущем он займет место главного первичного энергоносителя. Но, повсеместное внедрение природного газа не только в промышленности, но и в быту требует соответствующего бережного, экономного и осторожного обращения с ним.

Глава 1. Физические свойства газа.

1. Состав и физические свойства природного газа.

Физические свойства жидкостей и газов (тяготение, инерционность, температурное расширение, сжимаемость, упругость, вязкость, текучесть, сопротивление разрыву, парообразование), их количественные характеристики. Силы, действующие в жидкостях. Давление в жидкости. Модель сплошной среды. Модель идеальной жидкости. Закон Ньютона для вязкого трения. Ньютоновские и неньютоновские жидкости. По своим физическим свойствам жидкости занимают промежуточное положение между твердыми телами и газами. Жидкость весьма мало изменяет свой объем при изменении давления или температуры, в этом отношении она сходна с твердым телом. Жидкость обладает текучестью, благодаря чему она не имеет собственной формы и принимает форму того сосуда, в котором находится. В этом отношении жидкость отличается от твердого тела и имеет сходство с газом. Свойства жидкостей и их отличие от твердых тел и газов обусловливаются молекулярным строением. Следует уяснить, каким образом особенности молекулярного строения влияют на физические свойства жидкости. Покоящаяся жидкость подвержена действию двух категорий внешних сил: массовых и поверхностных. Массовые силы пропорциональны массе жидкостей или для однородных жидкостей – ее объему. Внешние поверхностные силы непрерывно распределены по граничной поверхности жидкости.Следует знать, какие силы относятся к массовым (объемным) и к поверхностным силам, какие силы называются внешними и какие внутренними.В покоящейся жидкости может существовать только напряжение сжатие, т.е. давление. Необходимо четко представлять разницу между понятиями среднего гидростатического давления, гидростатического давления в точке, выраженных в единицах напряжения, и понятием силы гидростатического давления, выраженной в единицах силы. Природные газы, добываемые из газовых, газоконденсатных и нефтяных месторождений, состоят из углеводородов а также неуглеводородных компонентов.

---

Качественный состав газов нефтяного происхождения всегда одинаков, что нельзя сказать о газах вулканических извержений.При нормальных и стандартных условиях в газообразном состоянии существуют только углеводороды. Углеводороды и выше при нормальных условиях находятся в жидком состоянии. При высоких давлениях жидкие углеводороды растворяются в газовой фазе (газовые растворы, газоконденсаты). Поэтому при высоких давлениях плотность газа может приближаться к плотности легких углеводородных жидкостей.Молекулы всех газов при одной и той же температуре обладают одинаковой средней кинетической энергией. Причем давление газа при данной температуре зависит только от числа молекул в единице объема газа. В основе объяснений физических свойств газов и законов газового состояния лежит кинетическая теория. Большинство законов газового состояния было выведено для идеального газа, молекулярные силы которого равны нулю, а объем самих молекул бесконечно мал, по сравнению с объемом межмолекулярного пространства. Молекулы реальных газов занимают некоторый объем, т.е. имеют конечные размеры. Законы для реальных газов несколько отклоняются от законов идеальных газов. Состояние любого газа можно охарактеризовать его массой m, занимаемым им объемом V, давлением p, оказываемым газом на стенки сосуда, температурой T, при которой находится газ, а такжеего молярной массой M (числом молей - грамм-молекул вещества).

1. Плотность газа.

Плотность  природного газа (метана) при нормальных  условиях (0°С и 0,1 МПа, т.е. 760 мм  рт. ст.) рг = 0,73кг/м3. Плотность воздуха  при тех же условиях рв = 1,293 кг/м3. Таким образом, природный газ легче воздуха примерно в 1,8 раза. Поэтому при утечках газа он будет подниматься вверх и скапливаться у потолка,перекрытий, верхней частитопки. Температура  самовоспламенения природного газа  tвоспл = 645... 700°С. Это означает, что любая смесь газа с воздухом после нагревания до этой температуры воспламенится сама без источника зажигания и будет гореть.  Концентрационные  границы воспламенения (взрыва)природного  газа (метана) находятся в диапазоне  5... 15 %. Вне этих границ газовоздушная смесь не способна к распространению пламени. При взрыве давление в замкнутом объеме повышается до 0,8... 1 МПа. Залежи природного газа, как и нефти , и угля, образовались в местах отложений простых организмов, которые преобразовались под воздействием высоких давлений и температур. Месторождения природного газа находятся в пористых горных породах, образовавшихся в результате тектонических сдвигов. Слои, покрывающие эти породы, не пропускают газ. Состав природного газа существенно отличается от одного месторождения к другому. Поэтому перед использованием природный газ должен проходить обработку, позволяющую удалить ненужные компоненты, например, сернистокислую соль, воду и т.д. Обработка, как правило, осуществляется на месте добычи. При этом особую

---

сложность представляет удаление серных  соединений, поскольку при их  сжигании выделяется токсичный сернистый газ.

К преимуществам  природного газа по сравнению  с другими видами т плива (в  первую очередь с твердыми) относятся высокая теплота сгорания; относительно низкая стоимость; отсутствие складских помещений для хранения; относительно высокая экологич-ность, характеризующаяся отсутствием в продуктах горения твердых включений и меньшим количеством вредных газообразных выбросов; легкость автоматизации процесса сжигания; возможность повышения коэффициента полезного действия (КПД) котельного агрегата; облегчение труда обслуживающего персонала. 
 

---