Межгосударственный стандарт ГОСТ 31369-2008 (ИСО 6976:1995) "Газ природный. Вычисление теплоты сгорания, плотности, относительной плотности и числа Воббе на основе компонентного состава" (введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 17 декабря 2008 г. N 422-ст)

Межгосударственный стандарт ГОСТ 31369-2008 (ИСО 6976:1995)
"Газ природный. Вычисление теплоты сгорания, плотности, относительной плотности и числа Воббе на основе компонентного состава"
(введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 17 декабря 2008 г. N 422-ст)

 

Natural gas. Calculation of calorific values, density, relative density and Wobbe index from composition

 

Дата введения - 1 января 2010 г.
Введен впервые

 

Предисловие

 

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-97 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Порядок разработки, принятия, применения, обновления и отмены"

 

1 Область применения

 

Настоящий стандарт распространяется на физико-химические показатели качества природного газа и устанавливает алгоритмы вычисления значений высшей теплоты сгорания, низшей теплоты сгорания, плотности, относительной плотности и числа Воббе природных газов*(1), имитаторов природного газа и других горючих газообразных топлив по известному компонентному составу газа при стандартных условиях измерений.

Для вычисления физико-химических показателей качества природного газа используют значения различных физических величин чистых компонентов, приведенные в таблицах 1-5 (раздел 10).

В настоящем стандарте приведены методы оценки точности вычисленных значений основных показателей качества природного газа*(2).

Методы вычисления значений показателей качества на основе молярной доли или массовой концентрации применимы к любому составу природного газа*(1), имитатора природного газа или другого горючего топлива, которое обычно находится в газообразном состоянии. Для вычисления значений показателей качества газа, состав которого известен в объемных долях, эти методы применимы только для газов, состоящих, в основном, из метана (молярная доля метана не менее 0,5).

Примеры вычислений приведены в приложении D в соответствии с рекомендуемыми методами расчетов.

 

Примечание 1 - Обозначения и единицы измерений физических величин, используемые в настоящем стандарте, приведены в приложении А.

 

Примечание 2 - Слова "верхний (higher)", "верхний (upper)", "полный (total)" и "валовой (gross)" в настоящем стандарте являются синонимами слова "высший (superior)". Аналогично, слова "нижний (lower)" и "чистый (net)" являются синонимами слова "низший (inferior)". Термин "теплотворная способность (heating value)" является синонимом термина "теплота сгорания (calorific value)"; "специфическая плотность (specific gravity)" является синонимом "относительной плотности (relative density)"; "индекс Воббе (Wobbe index)" - синонимом "числа Воббе (Wobbe number)"; "фактор сжатия (compression factor)" - синонимом "коэффициента сжимаемости (compressibility factor)".

 

Примечание 3 - Если состав газа известен в единицах объемной доли, их следует пересчитать в единицы молярной доли (приложение С). Однако следует учитывать, что рассчитанные значения молярной доли будут иметь большие значения неопределенности, чем неопределенности исходных значений объемной доли.

 

Примечание 4 - Сумма значений содержания компонентов в единицах молярной доли не должна отличаться от единицы более чем на 0,0001, и при вычислениях должны учитываться все компоненты, молярная доля которых превышает 0,00005.

 

Примечание 5 - Для вычисления значения объемной теплоты сгорания существуют ограничения по содержанию компонентов в природном газе, помимо метана, а именно:

молярная доля азота не должна превышать 0,3;

молярная доля и (каждого) не должна превышать 0,15;

молярная доля ни одного другого компонента не должна превышать 0,05.

При таких ограничениях ожидаемая систематическая погрешность результата вычисления теплоты сгорания не будет превышать 0,1%.

 

Примечание 6 - Оценка влияния содержания паров воды, непосредственно измеренного или оцененного путем расчета, на значение теплоты сгорания приведена в приложении F.

 

Примечание 7 - Приведенные методы вычисления действительны для газа, находящегося в принятых стандартных условиях при температуре выше температуры его точки росы.

 

Примечание 8 - Приведенные в таблицах раздела 10 значения физических свойств компонентов периодически пересматриваются с целью их уточнения.

 

2 Термины и определения

 

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

2.1 высшая теплота сгорания (superior calorific value): Количество теплоты, которое может выделиться при полном сгорании в воздухе определенного количества газа таким образом, что давление , при котором происходит реакция, остается постоянным, а все продукты сгорания принимают ту же температуру , что и температура реагентов. При этом все продукты находятся в газообразном состоянии, за исключением воды, которая конденсируется в жидкость при .

В тех случаях, когда теплоту сгорания определяют на основе компонентного состава газа, выраженного в единицах молярной доли, ее обозначают, как ; когда состав выражен в единицах массовой доли, теплоту сгорания обозначают как .

В тех случаях, когда теплоту сгорания определяют на основе компонентного состава газа, выраженного в единицах объемной доли, ее обозначают как , где и - (измеренные) стандартные условия для объема газа (см. рисунок 1).

2.2 низшая теплота сгорания (inferior calorific value): Количество теплоты, которое может выделиться при полном сгорании в воздухе определенного количества газа таким образом, что давление , при котором протекает реакция, остается постоянным, все продукты сгорания принимают ту же температуру , что и температура реагентов. При этом все продукты находятся в газообразном состоянии.

Рассчитанное на основе единиц молярной доли, массовой доли и объемной доли компонентов значение низшей теплоты сгорания обозначают, соответственно, как , и .

2.3 плотность (density): Масса газовой пробы, деленная на ее объем при определенных значениях давления и температуры.

2.4 относительная плотность (relative density): Плотность газа, деленная на плотность сухого воздуха стандартного состава (приложение В) при одинаковых заданных значениях давления и температуры. Термин "идеальная относительная плотность" применяют в тех случаях, когда как газ, так и воздух считаются средами, которые подчиняются закону идеального газа (2.7); термин "реальная относительная плотность" применяют в тех случаях, когда как газ, так и воздух считаются реальными средами.

2.5 число Воббе (Wobbe index)*(3): Значение высшей объемной теплоты сгорания при определенных стандартных условиях, деленное на квадратный корень относительной плотности при тех же стандартных условиях измерений.

2.6 энтальпия перехода (entalphy of transformation): Энтальпия перехода вещества из состояния А в состояние В является термодинамическим обозначением количества выделяемой теплоты, которое сопровождает переход между состояниями. Положительное выделение теплоты условно считается численно равным отрицательному приращению энтальпии. Исходя из этого, величины энтальпии сгорания и энтальпии испарения имеют численно равные значения. Термин "поправка на энтальпию" относится к (молярной) энтальпии перехода между идеальным и реальным состояниями газа.

2.7 идеальный газ и реальный газ (ideal gas and real gas): Идеальный газ - это газ, который подчиняется закону идеального газа

 

(1)

 

где p - абсолютное давление;

- объем одного моля газа;

R - молярная газовая постоянная в когерентных производных единицах;

T - термодинамическая температура.

 

Реальный газ не подчиняется этому закону. Для реальных газов уравнение (1) следует записать в следующем виде

 

(2)

 

где - переменная, часто близкая к единице и известная как коэффициент сжимаемости (2.8 и Е.2 (приложение Е)).

2.8 коэффициент сжимаемости (compression factor): Действительный (реальный) объем данной массы газа при определенных давлении и температуре, деленный на его объем при тех же самых условиях, вычисленный по уравнению закона идеального газа.

2.9 стандартные условия сгорания (combustion reference conditions): Определенные температура и давление . Они являются условиями, при которых условно сжигают топливо (рисунок 1).

 

РИСУНОК 1 - ОБЪЕМНАЯ ТЕПЛОТА СГОРАНИЯ. УСЛОВИЯ ИЗМЕРЕНИЙ И СГОРАНИЯ

2.10 стандартные условия измерений (metering reference conditions): Определенные температура и давление . Они являются условиями, при которых количество сжигаемого топлива определяется условно, и не существует причины a priori считать условия такими же самыми, как и стандартные условия сгорания (рисунок 1).

 

Примечание 9 - В таблицах 2-5 приведены значения физических величин для компонентов природного газа при разных стандартных условиях измерений*(4).

 

2.11 сухой природный газ (dry natural gas): Газ, в котором молярная доля паров воды не превышает 0,00020*(5).

 

Примечание - Термин в конкретном толковании применяется только в контексте данного документа.

2.12 расширенная неопределенность (expanded uncertainty): Величина, определяющая интервал вокруг результата измерений, в пределах которого, как можно ожидать, находится большая часть распределения значений, которые с достаточным основанием могли бы быть приписаны измеряемой величине.

 

Примечание - Относительная расширенная неопределенность представляет собой отношение значения расширенной неопределенности U к результату измерений, выраженное в процентах или в долях.

 

3 Принцип методов вычислений

 

В настоящем стандарте приведены методы вычисления значений теплоты сгорания, плотности, относительной плотности и числа Воббе любого природного газа, имитатора природного газа или другого горючего газового топлива, исходя из известного компонентного состава. Свойства газа являются аддитивными; при расчете "суммарного значения" свойства моля идеального природного газа значения термодинамических свойств индивидуальных компонентов берут с весами в соответствии со значениями их молярной доли. Значения теплоты сгорания, рассчитанные на основе значений объемной доли компонентов, затем пересчитывают в значения для реального газа, используя поправочный коэффициент, учитывающий неидеальность газовой смеси (коэффициент сжимаемости смеси).

 

Примечание 10 - Поправочный коэффициент на энтальпию, который, в принципе, необходим при вычислениях значения теплоты сгорания, считается незначительным во всех реальных случаях.

 

В настоящем стандарте методы вычисления значений физико-химических показателей качества горючих газов основаны на результатах определения компонентного состава методом газовой хроматографии, позволяющим измерить содержание всех важных компонентов за исключением воды. Поэтому вычисленное значение свойств газа относится к сухому газу. При значении молярной доли водяных паров, превышающем 0,00020, в значения показателей качества сухого газа должна быть внесена поправка в соответствии с рекомендациями приложения F.

В разделе 10 приведены значения физических свойств чистых компонентов природного газа, полученные на основе значений молярной доли, массовой доли и объемной доли для обычно используемых стандартных условий. Примеры вычислений приведены в приложении D.

 

4 Поведение идеальных и реальных газов

 

4.1 Энтальпия сгорания

Наиболее важными фундаментальными физическими величинами, необходимыми при вычислении значений теплоты сгорания, исходя из принципа, положенного в основу метода, являются (стандартные) молярные энтальпии сгорания для идеальных газов - компонентов смеси. Эти величины являются сложными функциями температуры; следовательно, необходимые значения зависят от стандартной температуры сгорания . По практическим соображениям предполагается, что сам пользователь не выполняет расчеты, которые дают соответствующие значения молярной энтальпии сгорания при любой произвольной стандартной температуре. Вместо этого приводятся таблицы для температуры , 20°С, 15°С и 0°С. В разделе Е.1 (приложение Е) рассматриваются методы получения табличных значений; важно отметить, что все 4 значения для любого вещества термодинамически взаимосвязаны.

Для значения теплоты сгорания, рассчитанного по любому из трех возможных вариантов, в принципе, требуется так называемая энтальпийная поправка для того, чтобы пересчитать энтальпию идеального газа при сгорании газовой смеси в значение, соответствующее реальному газу. Однако она обычно настолько мала, что ею можно пренебречь. Обоснование, подтверждающее это, приведено в разделе Е.3 (приложение Е).

 

4.2 Вычисление коэффициента сжимаемости

Для значения объемной теплоты сгорания требуется вторая поправка, учитывающая отличие объема моля реального газа от объема моля идеального газа, этой поправкой пренебрегать нельзя. Она требуется также при вычислении значений плотности, относительной плотности и числа Воббе. В разделе Е.2 (приложение Е) приведено обоснование способа введения поправок на объем, обусловленных неидеальностью газа, рассматриваются принципы их введения и применяемые упрощения, которые дают возможность выполнить вычисления без применения компьютерных программ.

Такие поправки на объем, обусловленные неидеальностью газа, вводят с помощью коэффициента сжимаемости . Коэффициент сжимаемости для стандартных условий измерений, рассматриваемых в разделах 5-9, рассчитывают по следующей формуле (или по формуле (Е.17) приложения Е)

 

(3)

 

где суммирование проводят по всем N компонентам смеси. Значения так называемого коэффициента суммирования приведены в таблице 2 (раздел 10) для трех стандартных условий измерений, представляющих общий интерес, для всех компонентов природного газа и имитатора природного газа, рассматриваемых в настоящем стандарте. Приведены также значения коэффициентов сжимаемости всех чистых компонентов (или гипотетического коэффициента сжимаемости) , на основе которых были получены значения , исходя из соотношения . Более подробно рекомендации по расчету коэффициента сжимаемости приведены в разделе Е.2 (приложение Е).

 

5 Вычисление молярной теплоты сгорания

 

5.1 Идеальный газ

Значение молярной теплоты сгорания идеального газа, определяемое исходя из значений молярной доли компонентов смеси известного состава, при температуре вычисляют по формуле

 

(4)

 

где - значение идеальной теплоты сгорания смеси (высшей или низшей);

- молярная доля j-го компонента;

- значение идеальной теплоты сгорания j-го компонента (высшей или низшей).

 

Числовые значения для приведены в таблице 3 (раздел 10); значения для взяты из оригинальных литературных источников, приведенных в Библиографии, а значения для получают с помощью принятого значения стандартной энтальпии испарения воды при 25°С (приложение В).

Значения для других температур ( , 15°С и 0°С) также приведены в таблице 3. Эти значения были определены из значений для 25°С в соответствии с методами, описанными в разделе Е.1 (приложение Е).

 

Примечание 11 - Значения не зависят от давления, следовательно, стандартное давление сгорания не относится к случаю идеального газа, и его исключают из принятой номенклатуры.

 

Примечание 12 - Значение молярной теплоты сгорания идеального газа или газовой смеси определяется в настоящем стандарте как положительное число. Значения, приведенные в таблице 3, численно равны значениям стандартных молярных энтальпий сгорания, которые обычно выражают в виде отрицательных величин (2.6).

5.2 Реальный газ

В настоящем стандарте значение молярной теплоты сгорания реального газа принимается численно равным соответствующему значению теплоты сгорания для идеального газа.

 

Примечание 13 - Строгий подход к вычислению молярной теплоты сгорания реального газа, исходя из значения теплоты сгорания идеального газа, может потребовать вычисления поправки на энтальпию (4.1) для смеси. На практике эта поправка для типичных природных газов очень мала и ею можно пренебречь с погрешностью, не превышающей (примерно 0,005%), раздел Е.3 (приложение Е).

 

6 Вычисление массовой теплоты сгорания

 

6.1 Идеальный газ

Значение массовой теплоты сгорания идеального газа, определяемое исходя из значений массовой доли компонентов смеси известного состава, при температуре вычисляют по формуле

 

(5)

 

где - значение идеальной (высшей или низшей) теплоты сгорания смеси, рассчитанное исходя из значений массовой доли компонентов газа;

М - молярная масса смеси, которую вычисляют по формуле

 

(6)

 

где - молярная доля j-го компонента;

- молярная масса j-го компонента.

 

В таблице 1 (раздел 10) приведены значения молярной массы для всех компонентов, рассматриваемых в настоящем стандарте.

Применение формул (5) и (6) является основным способом вычисления . При альтернативном методе используют формулу

 

(7)

 

где является значением идеальной (высшей или низшей) теплоты сгорания, рассчитанным на основе значения массовой доли j-го компонента.

Для удобства значения для четырех значений (25°С, 20°С, 15°С и 0°С) приведены в таблице 4 (раздел 10), чтобы пользователь мог избежать необходимости применять значения в качестве исходной точки вычисления.

Числовые значения, полученные по любому из этих методов, будут иметь расхождение не более , которое соответствует точности современного уровня техники.

6.2 Реальный газ

В настоящем стандарте значение массовой теплоты сгорания реального газа считается численно равным соответствующему значению теплоты сгорания для идеального газа.

 

Примечание 14 - Объяснение и обоснование - см. 5.2.

 

7 Вычисление объемной теплоты сгорания

 

7.1 Идеальный газ

Значение теплоты сгорания идеального газа, рассчитанное на основе значений объемной доли компонентов, для температуры сгорания смеси известного состава, измеренных при температуре и давлении , вычисляют по формуле

 

(8)

 

где - значение идеальной (высшей или низшей) объемной теплоты сгорания смеси;

R - универсальная газовая постоянная (равная , раздел В.1 (приложение В);

 

- абсолютная температура, К.

 

Формула (8) представляет собой метод вычисления объемной теплоты сгорания согласно ее определению. При альтернативном методе применяют формулу

 

, (9)

где - значение идеальной (высшей или низшей) объемной теплоты сгорания j-го компонента.

Для удобства значения для различных стандартных условий сгорания и измерений приведены в таблице 5 (раздел 10), чтобы пользователь мог избежать необходимости использования значений в качестве исходной точки вычисления.

Числовые значения, полученные любым из этих методов, будут иметь расхождение не более , которое соответствует точности современного уровня техники.

7.2 Реальный газ

Значение объемной теплоты сгорания газа для температуры сгорания , смеси известного состава, объемная доля компонентов которой измерена при температуре и давлении , вычисляют по формуле

 

, (10)

 

где - значение идеальной (высшей или низшей) объемной теплоты сгорания смеси;

- коэффициент сжимаемости смеси при стандартных условиях измерений.

Коэффициент сжимаемости вычисляют по формуле (3) с использованием значений коэффициентов суммирования , приведенных для индивидуальных чистых веществ в таблице 2 (раздел 10).

 

Примечание 15 - См. 5.2 для пояснения и обоснования практического подхода к вычислениям значений теплоты сгорания реального газа. Поскольку поправка на энтальпию в значение объемной теплоты сгорания реального газа при этом вычислении не вводится, то стандартное давление сгорания не относится к данному случаю, и оно исключается из принятой номенклатуры.

 

8 Вычисление плотности, относительной плотности и числа Воббе

 

8.1 Идеальный газ

Относительная плотность идеального газа не зависит от выбора стандартного состояния, и ее вычисляют по формуле

 

, (11)

 

где - относительная плотность идеального газа;

- молярная масса j-го компонента;

- молярная масса сухого воздуха стандартного состава.

 

В таблице 1 (раздел 10) приведены значения молярной массы компонентов природного газа. В разделе В.3 (приложение В) приведен состав стандартного воздуха; рассчитанное значение равно .

Плотность идеального газа зависит от его температуры t и давления р, и ее вычисляют по формуле

 

, (12)

где - плотность идеального газа;

R - универсальная газовая постоянная, равная , раздел В.1 (приложение В);

- абсолютная температура, К.

 

Число Воббе идеального газа вычисляют по формуле

 

(13)

 

где - число Воббе идеального газа;

- вычисляют по формулам, приведенным в 7.1

8.2 Реальный газ

Относительную плотность реального газа вычисляют по формуле

 

(14)

 

где - относительная плотность реального газа;

- коэффициент сжимаемости сухого воздуха стандартного состава;

- коэффициент сжимаемости газа.

 

Коэффициент сжимаемости вычисляют по формуле (3), с использованием значений коэффициентов суммирования , приведенных для индивидуальных чистых веществ в таблице 2 (раздел 10). Коэффициент сжимаемости приведен в разделе В.3 (приложение В):

 

 

 

Плотность реального газа вычисляют по формуле

 

(15)

 

где - плотность реального газа.

 

Число Воббе реального газа вычисляют по формуле

 

(16)

 

где W - число Воббе реального газа;

- вычисляют по формуле (10).

 

Примечание 16 - Требуется определенная внимательность при применении единиц измерения при вычислениях, приведенных в настоящем подразделе, особенно при вычислениях плотности. При R, выраженной в джоулях на моль-кельвин, р - в килопаскалях и М - в килограммах на киломоль, значение автоматически получается в килограммах на кубический метр - это рекомендуемая единица СИ.

 

9 Точность

 

9.1 Прецизионность

9.1.1 Сходимость и воспроизводимость

Прецизионность вычисленного значения физического свойства, которая является результатом только случайных погрешностей анализа, может быть выражена в терминах сходимости и/или воспроизводимости.

Сходимость - значение, ниже которого с определенной доверительной вероятностью находится абсолютная разность между двумя последовательными результатами испытаний, полученными одним и тем же методом на идентичном испытуемом материале одним и тем же оператором с применением одного и того же оборудования в одной и той же лаборатории в пределах короткого промежутка времени. При отсутствии других указаний доверительная вероятность равна 95%.

Воспроизводимость - значение, ниже которого с определенной доверительной вероятностью находится абсолютная разность между двумя одиночными результатами испытаний, полученными одним и тем же методом на идентичном испытуемом материале различными операторами с использованием различного оборудования в разных лабораториях. При отсутствии других указаний доверительная вероятность равна 95%.

Значение второго показателя обычно значительно больше, чем первого. Каждая оценка прецизионности вычисленного значения физического свойства зависит только от прецизионности аналитических данных.

Общие понятия сходимости и воспроизводимости можно применять не только к физическим свойствам, вычисляемым по результатам определения состава, но также и к содержанию каждого компонента, определенного при анализе, на основе которого получают эти свойства. Следовательно, оценки сходимости или воспроизводимости значения физического свойства можно получить одним из двух очевидно эквивалентных способов, а именно:

a) с помощью прямого применения приведенных выше определений к повторным вычислениям исследуемого физического свойства, т.е. по формуле

 

, (17)

 

где - оценка сходимости или воспроизводимости Y;

- значение физического свойства, вычисленное по результатам i-го анализа газа;

- среднеарифметическое значение из n значений .

 

Примечание 17 - В отношении определений сходимости и воспроизводимости, их интерпретации в терминах стандартного отклонения совокупности значений, задаваемых формулой (17), и в отношении происхождения коэффициента в нем, см., например, [1].

 

b) объединяя определенным образом оценки сходимости или воспроизводимости содержания каждого компонента, измеренного при анализе газа, соответствующие формулы объединения приведены в 9.1.2 и 9.1.3 (вывод этих формул - см. приложение Н).

 

Примечание 18 - На практике эквивалентность предложенных способов а) и b) открыта для обсуждения. Причина в том, что статистическая связь между методами предполагает, что повторно полученные результаты анализа имеют гауссовское (нормальное) распределение для содержания каждого компонента и что это также верно для набора вычисленных значений физических свойств. Опыт показал, что эти критерии обычно не выполняются, особенно для малых наборов данных и/или наборов, содержащих выбросы.

9.1.2 Оценка сходимости

Сходимость значения теплоты сгорания Н при 95%-ном доверительном уровне можно вычислить по формуле (17) (заменив Y на Н) или прямо по данным анализа, применяя соответствующие формулы:

а) если проанализированы все компоненты, за исключением метана (j = 1), а его содержание вычисляют по разности, то

 

, (18)

 

где - оценка сходимости вычисленного значения теплоты сгорания идеальной смеси газа (на основе значений молярной или объемной доли компонентов);

- оценка сходимости молярной доли j-го компонента в смеси из N компонентов;

- значение теплоты сгорания j-го компонента, рассматриваемого как идеальный газ;

- значение теплоты сгорания для метана, рассматриваемого как идеальный газ;

 

b) если проанализированы все компоненты, включая метан, то

 

, (19)

 

где, несмотря на то, что вычисляется с использованием нормализованных молярных долей , является оценкой сходимости определения молярной доли j-го компонента в смеси из N компонентов до проведения нормализации состава газовой смеси.

Оценку сходимости относительной плотности и плотности можно вычислить по следующим формулам, соответственно:

 

; (20)

 

, (21)

 

где - оценка сходимости определения средней молярной массы М природного газа, которую вычисляют по формулам:

- для случая а)

 

; (22)

 

- для случая b)

 

, (23)

 

где - молярная масса j-го компонента.

 

Оценку сходимости числа Воббе можно вычислить по формуле

 

. (24)

 

Как и для значения теплоты сгорания, оценки сходимости , , и можно также определить с помощью вычисления стандартного отклонения набора вычисленных значений свойства [т.е. по формуле (17), заменив Y на M, d, и W, соответственно], если анализы состава были выполнены в соответствии с определением сходимости, приведенным в 9.1.1. Однако при этом все-таки учитывают примечание 18 к 9.1.1.

 

Примечание 19 - Вклад сходимости вычисленного коэффициента сжимаемости Z в общую сходимость значения объемной теплоты сгорания мал и поэтому не учитывается в приведенной выше формуле; подобным образом, вкладом в общую сходимость плотности реального газа, относительной плотности реального газа и числа Воббе реального газа также пренебрегают.

9.1.3 Оценка воспроизводимости

Оценки воспроизводимости , , и значений теплоты сгорания, относительной плотности, плотности и числа Воббе можно вычислить по формулам (18)-(24) при условии, что и в формулах (18), (19), (22) и (23) теперь определяются как соответствующие оценки воспроизводимости измерения молярной доли . Эти оценки воспроизводимости также можно определить, умножая на множитель стандартное отклонение совокупности вычисленных значений Н, d, или W, используя формулу (17), если результаты анализа состава получены в условиях воспроизводимости в соответствии с определением этого понятия, приведенным в 9.1.1.

9.2 Правильность

Оценки прецизионности аналитических данных не могут рассматриваться как имеющие какое-либо значение для оценки правильности этих данных; вполне возможно при высокой прецизионности получение неправильных данных.

Правильность вычисленного значения показателя качества природного газа может рассматриваться как комбинация трех независимых источников систематической погрешности, а именно:

a) неопределенностей табличных данных, приведенных в таблицах 1-5;

b) систематической погрешности метода вычисления, в котором используются эти данные;

c) неопределенностей (в отличие от прецизионности) аналитических данных, используемых при вычислениях.

На практике трудно получить численные оценки правильности из-за недостатка адекватной информации; например, обращение к оригинальным источникам табличных данных часто позволяет обнаружить информацию, касающуюся только прецизионности (см. в этом контексте обсуждение метана, приведенное в приложении G), и то же самое часто верно для аналитических данных. Кроме того, строгий подход мог бы дать оценку абсолютного значения неопределенности, тогда как на практике часто требуется оценка неопределенности значения показателя качества относительно некоторой выбранной точки. Например, значения теплоты сгорания часто сравнивают со значением теплоты сгорания чистого метана. В этом случае неопределенность принятого значения теплоты сгорания метана не дает вклада в неопределенность значения теплоты сгорания природного газа или в разность между значениями теплоты сгорания двух различных природных газов.

Опыт показал, что на относительные неопределенности значений рассматриваемых здесь физических свойств больше всего будут влиять неопределенности аналитических данных и что вклады от неопределенностей табличных данных и систематической погрешности метода вычисления будут очень малы. Ожидается, что вклады от табличных данных будут менее 0,05%, а от смещения метода вычисления будут менее 0,015%. Этими вкладами можно пренебречь по сравнению с неопределенностью аналитических данных, полученных при анализе типичной смеси природного газа, содержащей от 12 до 20 компонентов.

В тех случаях, когда вклады от неопределенностей табличных данных и от смещения метода вычисления являются значимыми по сравнению с аналитической неопределенностью (например для высокоточного анализа смесей только малого числа компонентов и, возможно, в будущем, после улучшения точности анализа природного газа), может потребоваться более строгий подход, основанный на более точной оценке источников систематической погрешности, перечисленных в а), b) и с).

9.3 Представление результатов

Число значащих цифр, которое следует приводить для значения каждого показателя качества природного газа, должно отражать ожидаемую точность вычисления определяемого показателя. Даже в случае "совершенного" анализа результат вычислений для смесей не следует записывать с числом значащих цифр после запятой, превышающим:

 

значение молярной теплоты сгорания................

значение массовой теплоты сгорания................

значение объемной теплоты сгорания................

относительную плотность .......................... 0,0001

плотность.........................................

число Воббе....................................... .

 

Необходимо, однако, обратить внимание на то, действительно ли аналитические данные подтверждают возможность записи результата в установленных единицах с таким числом значащих цифр после запятой, и, если нет, следует соответственно уменьшить их число.

 

10 Таблицы рекомендуемых данных

 

Таблица 1 - Молярные массы компонентов природного газа

 

Компонент

Значение, кг х кмоль(-1)

1 Метан

16,043

2 Этан

30,070

3 Пропан

44,097

4 н-Бутан

58,123

5 2-Метилпропан

58,123

6 н-Пентан

72,150

7 2-Метилбутан

72,150

8 2,2-Диметилпропан

72,150

9 н-Гексан

86,177

10 2-Метилпентан

86,177

11 3-Метилпентан

86,177

12 2,2-Диметилбутан

86,177

13 2,3-Диметилбутан

86,177

14 н-Гептан

100,204

15 н-Октан

114,231

16 н-Нонан

128,258

17 н-Декан

142,285

18 Этилен

28,054

19 Пропилен

42,081

20 1-Бутен

56,108

21 цис-2-Бутен

56,108

22 транс-2-Бутен

56,108

23 2-Метилпропен

56,108

24 1-Пентен

70,134

25 Пропадиен

40,065

26 1,2-Бутадиен

54,092

27 1,3-Бутадиен

54,092

28 Ацетилен

26,038

29 Циклопентан

70,134

30 Метилциклопентан

84,161

31 Этилциклопентан

98,188

32 Циклогексан

84,161

33 Метилциклогексан

98,188

34 Этилциклогексан

112,215

35 Бензол

78,114

36 Толуол

92,141

37 Этилбензол

106,167

38 о-Ксилол

106,167

39 Метанол

32,042

40 Метантиол

48,109

41 Водород

2,0159

42 Вода

18,0153

43 Сульфид водорода

34,082

44 Аммиак

17,0306

45 Цианид водорода

27,026

46 Монооксид углерода

28,010

47 Карбонилсульфид

60,076

48 Дисульфид углерода

76,143

49 Гелий

4,0026

50 Неон

20,1797

51 Аргон

39,948

52 Азот

28,0135

53 Кислород

31,9988

54 Диоксид углерода

44,010

55 Диоксид серы

64,065

56 Монооксид диазота

44,0129

57 Криптон

83,80

58 Ксенон

131,29

Воздух

28,9626

Примечание - Значения молярной массы численно равны значениям относительной молекулярной массы, полученной с помощью использования относительных атомных масс для основных входящих элементов, где цифра в скобках является неопределенностью в последней приводимой цифре [2].

С 12,011 (1)

Н 1,007 94 (7)

О 15,999 4 (3)

N 14,006 74 (7)

S 32,066 (6)

Для соединений, содержащих С и/или S, приведенная молярная масса была округлена до третьего десятичного знака; для других соединений приводится четвертый десятичный знак. Значение для осушенного воздуха стандартного состава приведено в таблице В.2 (приложение В) также до четвертого десятичного знака.

 

Таблица 2 - Коэффициенты сжимаемости и коэффициенты суммирования для компонентов природного газа для различных стандартных условий измерений

 

Все значения, за исключением коэффициентов суммирования для водорода, гелия (пересчитаны) и неона (оценены), взяты из [3].

 

Компонент

0°С, 101,325 кПа

15°С, 101,325 кПа

20°С, 101,325 кПа

Z

кв.корень (b)

Z

кв.корень (b)

Z

кв.корень (b)

1 Метан

0,997 6

0,049 0

0,998 0

0,044 7

0,998 1

0,043 6

2 Этан

0,990 0

0,100 0

0,991 5

0,092 2

0,992 0

0,089 4

3 Пропан

0,978 9

0,145 3

0,982 1

0,133 8

0,983 4

0,128 8

4 н-Бутан

0,957 2

0,206 9

0,965 0

0,187 1

0,968 2

0,178 3

5 2-Метилпропан

0,958

0,204 9

0,968

0,178 9

0,971

0,170 3

6 н-Пентан

0,918

0,286 4

0,937

0,251 0

0,945

0,234 5

7 2-Метилбутан

0,937

0,251 0

0,948

0,228 0

0,953

0,216 8

8 2,2-Диметилпропан

0,943

0,238 7

0,955

0,212 1

0,959

0,202 5

9 н-Гексан

0,892

0,328 6

0,913

0,295 0

0,919

0,284 6

10 2-Метилпентан

0,898

0,319 4

0,914

0,293 3

0,926

0,272 0

11 3-Метилпентан

0,898

0,319 4

0,917

0,288 1

0,928

0,268 3

12 2,2-Диметилбутан

0,916

0,289 8

0,931

0,262 7

0,935

0,255 0

13 2,3-Диметилбутан

0,910

0,300 0

0,925

0,273 9

0,934

0,256 9

14 н-Гептан

0,830

0,412 3

0,866

0,366 1

0,876

0,352 1

15 н-Октан

0,742

0,507 9

0,802

0,445 0

0,817

0,427 8

16 н-Нонан

0,613

0,622 1

0,710

0,538 5

0,735

0,514 8

17 н-Декан

0,434

0,752 3

0,584

0,645 0

0,623

0,614 0

18 Этилен

0,992 5

0,086 6

0,993 6

0,080 0

0,994 0

0,077 5

19 Пропилен

0,981

0,137 8

0,984

0,126 5

0,985

0,122 5

20 1-Бутен

0,965

0,187 1

0,970

0,173 2

0,972

0,167 3

21 цис-2-Бутен

0,961

0,197 5

0,967

0,181 7

0,969

0,176 1

22 транс-2-Бутен

0,961

0,197 5

0,968

0,178 9

0,969

0,176 1

23 2-Метилпропен

0,965

0,187 1

0,971

0,170 3

0,972

0,167 3

24 1-Пентен

0,938

0,249 0

0,949

0,225 8

0,952

0,219 1

25 Пропадиен

0,980

0,141 4

0,983

0,130 4

0,984

0,126 5

26 1,2-Бутадиен

0,955

0,212 1

0,963

0,192 4

0,965

0,187 1

27 1,3-Бутадиен

0,966

0,184 4

0,971

0,170 3

0,973

0,164 3

28 Ацетилен

0,991

0,094 9

0,993

0,083 7

0,993

0,083 7

29 Циклопентан

0,935

0,255 0

0,947

0,230 2

0,950

0,223 6

30 Метилциклопентан

0,902

0,313 0

0,921

0,281 1

0,927

0,270 2

31 Этилциклопентан

0,841

0,398 7

0,876

0,352 1

0,885

0,339 1

32 Циклогексан

0,897

0,320 9

0,918

0,286 4

0,924

0,275 7

33 Метилциклогексан

0,855

0,380 8

0,886

0,337 6

0,894

0,325 6

34 Этилциклогексан

0,770

0,479 6

0,824

0,419 5

0,838

0,402 5

35 Бензол

0,909

0,301 7

0,926

0,272 0

0,936

0,253 0

36 Толуол

0,849

0,388 6

0,883

0,342 1

0,892

0,328 6

37 Этилбензол

0,764

0,485 8

0,823

0,420 7

0,837

0,403 7

38 о-Ксилол

0,737

0,512 8

0,804

0,442 7

0,821

0,423 1

39 Метанол

0,773

0,476 4

0,872

0,357 8

0,892

0,328 6

40 Метантиол

0,972

0,167 3

0,977

0,151 7

0,978

0,148 3

41 Водород

1,000 6

-0,004 0

1,000 6

-0,004 8

1,000 6

-0,005 1

42 Вода

0,930

0,264 6

0,945

0,234 5

0,952

0,219 1

43 Сульфид водорода

0,990

0,100 0

0,990

0,100 0

0,990

0,100 0

44 Аммиак

0,985

0,122 5

0,988

0,109 5

0,989

0,104 9

45 Цианид водорода

0,887

0,336 2

0,912

0,296 6

0,920

0,282 8

46 Монооксид углерода

0,999 3

0,026 5

0,999 5

0,022 4

0,999 6

0,020 0

47 Карбонил сульфид

0,985

0,122 5

0,987

0,114 0

0,988

0,109 5

48 Дисульфид углерода

0,954

0,214 5

0,962

0,194 9

0,965

0,187 1

49 Гелий

1,000 5

0,000 6

1,000 5

0,000 2

1,000 5

0,000 0

50 Неон

1,000 5

0,000 6

1,000 5

0,000 2

1,000 5

0,000 0

51 Аргон

0,999 0

0,031 6

0,999 2

0,028 3

0,999 3

0,026 5

52 Азот

0,999 5

0,022 4

0,999 7

0,017 3

0,999 7

0,017 3

53 Кислород

0,999 0

0,031 6

0,999 2

0,028 3

0,999 3

0,026 5

54 Диоксид углерода

0,993 3

0,081 9

0,994 4

0,074 8

0,994 7

0,072 8

55 Диоксид серы

0,976

0,154 9

0,979

0,144 9

0,980

0,141 4

Воздух

0,999 41

-

0,999 58

-

0,999 63

-

 

Таблица 3 - Значения молярной теплоты сгорания компонентов природных газов при различных стандартных условиях сгорания для идеального газа

 

Все значения , за исключением метана (приложение G) взяты из [3]; значения и все значения получены из с помощью специальных вычислений, приведенных в разделе Е.1 (приложение Е).

 

Компонент

Значение идеальной молярной теплоты сгорания компонента ,

25°С

20°C

15°C

0°C

Высшее

Низшее

Высшее

Низшее

Высшее

Низшее

Высшее

Низшее

1 Метан

890,63

802,60

891,09

802,65

891,56

802,69

892,97

802,82

2 Этан

1560,69

1428,64

1561,41

1428,74

1562,14

1428,84

1564,34

1429,12

3 Пропан

2219,17

2043,11

2220,13

2043,23

2221,10

2043,37

2224,01

2043,71

4 н-Бутан

2877,40

2657,32

2878,57

2657,45

2879,76

2657,60

2883,82

2658,45

5 2-Метилпропан

2868,20

2648,12

2869,38

2648,26

2870,58

2648,42

2874,20

2648,83

6 н-Пентан

3535,77

3271,67

3537,17

3271,83

3538,60

3272,00

3542,89

3272,45

7 2-Метилбутан

3528,63

3264,73

3530,24

3264,89

3531,68

3265,08

3535,98

3265,54

8 2,2-Диметилпропан

3514,61

3250,51

3516,01

3250,67

3517,43

3250,83

3521,72

3251,28

9 н-Гексан

4194,95

3886,84

4196,58

3887,01

4198,24

3887,21

4203,23

3887,71

10 2-Метилпентан

4187,32

3879,21

4188,95

3879,38

4190,62

3879,59

4195,61

3880,09

11 3-Метилпентан

4189,90

3881,79

4191,54

3881,97

4193,22

3882,19

4198,24

3882,72

12 2,2-Диметилбутан

4177,52

3869,41

4179,15

3869,59

4180,83

3869,80

4185,84

3870,32

13 2,3-Диметилбутан

4185,28

3877,17

4186,93

3877,36

4188,60

3877,57

4193,63

3878,11

14 н-Гептан

4853,43

4501,30

4855,29

4501,49

4857,18

4501,72

4862,87

4502,28

15 н-Октан

5511,80

5115,66

5513,88

5115,87

5516,01

5116,11

5522,40

5116,73

16 н-Нонан

6171,15

5730,99

6173,46

5731,22

6175,82

5731,49

6182,91

5732,17

17 н-Декан

6829,77

6345,59

6832,31

6345,85

6834,90

6346,14

6842,69

6346,88

18 Этилен

1411,18

1323,15

1411,65

1323,20

1412,11

1323,24

1413,51

1323,36

19 Пропилен

2058,02

1925,97

2058,72

1926,05

2059,43

1926,13

2061,57

1926,35

20 1-Бутен

2716,82

2540,76

2717,75

2540,86

2718,70

2540,97

2721,55

2541,25

21 цис-2-Бутен

2710,0

2533,9

2711,0

2534,1

2711,9

2534,2

2714,9

2534,6

22 транс-2-Бутен

2706,4

2530,3

2707,4

2530,5

2708,3

2530,5

2711,1

2530,8

23 2-Метилпропен

700,2

2524,1

2701,1

2524,2

2702,0

2524,3

2704,8

2524,5

24 1-Пентен

3375,42

3155,34

3376,57

3155,45

3377,75

3155,59

3381,29

3155,92

25 Пропадиен

1943,11

1855,08

1943,53

1855,08

1943,96

1855,09

1945,25

1855,10

26 1,2-Бутадиен

2593,79

2461,74

2594,45

2461,78

2595,12

2461,82

2597,13

2461,91

27 1,3-Бутадиен

2540,77

2408,72

2541,43

2408,76

2542,10

2408,80

2544,13

2408,91

28 Ацетилен

1301,05

1257,03

1301,21

1256,98

1301,37

1256,94

1301,86

1256,79

29 Циклопентан

3319,59

3099,51

3320,88

3099,76

3322,19

3100,03

3326,14

3100,77

30 Метилциклопентан

3969,44

3705,34

3970,93

3705,59

3972,46

3705,86

3977,04

3706,60

31 Этилциклопентан

4628,47

4320,36

4630,19

4320,63

4631,95

4320,92

4637,27

4321,75

32 Циклогексан

3952,96

3688,86

3954,47

3689,13

3956,02

3689,42

3960,67

3690,23

33 Метилциклогексан

4600,64

4292,53

4602,35

4292,78

4604,09

4293,06

4609,34

4293,82

34 Этилциклогексан

5263,05

4910,92

5264,98

4911,19

5266,95

4911,49

5272,88

4912,29

35 Бензол

3301,43

3169,38

3302,15

3169,48

3302,86

3169,56

3305,03

3169,81

36 Толуол

3947,89

3771,83

3948,84

3771,95

3949,81

3772,08

3952,72

3772,42

37 Этилбензол

4607,15

4387,07

4608,32

4387,20

4609,53

4387,37

4613,14

4387,77

38 о-Ксилол

4596,31

4376,23

4597,46

4376,34

4598,64

4376,48

4602,17

4376,80

39 Метанол

764,09

676,06

764,59

676,14

765,09

676,22

766,59

676,44

40 Метантиол

1239,39

1151,36

1239,83

1151,39

1240,28

1151,41

1241,63

1151,48

41 Водород

285,83

241,81

285,99

241,76

286,15

241,72

286,63

241,56

42 Вода*

44,016

0

44,224

0

44,433

0

45,074

0

43 Сульфид водорода

562,01

517,99

562,19

517,97

562,38

517,95

562,94

517,87

44 Аммиак

382,81

316,79

383,16

316,82

383,51

316,86

384,57

316,96

45 Цианид водорода

671,5

649,5

671,6

649,5

671,7

649,5

671,9

649,4

46 Монооксид углерода

282,98

282,98

282,95

282,95

282,91

282,91

282,80

282,80

47 Карбонил сульфид

548,23

548,23

548,19

548,19

548,15

548,15

548,01

548,01

48 Дисульфид углерода

1104,49

1104,49

1104,41

1104,41

1104,32

1104,32

1104,06

1104,06

______________________________

* Отличающееся от нуля значение теплоты сгорания паров воды формально выводится из определения значения высшей теплоты сгорания, которое требует конденсации в жидкое состояние всех паров воды в продуктах сгорания. Таким образом, любые пары воды, присутствующие в другом осушенном газе, дают вклад своей скрытой теплоты испарения в значение высшей теплоты сгорания смеси (более полное объяснение - см. приложение F).

 

Таблица 4 - Значения массовой теплоты сгорания компонентов природного газа при различных стандартных условиях сгорания для идеального газа

 

Все значения были получены делением соответствующего значения из таблицы 3 на соответствующую молярную массу (перед округлением) из таблицы 1.

 

Компонент

Значение идеальной массовой теплоты сгорания компонента

                 ^
                 Н°, МДж х кг(-1)

25°С

20°С

15°С

0°С

Высшее

Низшее

Высшее

Низшее

Высшее

Низшее

Высшее

Низшее

1 Метан

55,516

50,029

55,545

50,032

55,574

50,035

55,662

50,043

2 Этан

51,90

47,51

51,93

47,51

51,95

47,52

52,02

47,53

3 Пропан

50,33

46,33

50,35

46,34

50,37

46,34

50,44

46,35

4 н-Бутан

49,51

45,72

49,53

45,72

49,55

45,72

49,62

45,74

5 2-Метилпропан

49,35

45,56

49,37

45,56

49,39

45,57

49,45

45,57

6 н-Пентан

49,01

45,35

49,03

45,35

49,04

45,35

49,10

45,36

7 2-Метилбутан

48,91

45,25

48,93

45,25

48,95

45,25

49,01

45,26

8 2,2-Диметилпропан

48,71

45,05

48,73

45,05

48,75

45,06

48,81

45,06

9 н-Гексан

48,68

45,10

48,70

45,10

48,72

45,11

48,77

45,11

10 2-Метилпентан

48,59

45,01

48,61

45,02

48,63

45,02

48,69

45,02

11 3-Метилпентан

48,62

45,04

48,64

45,05

48,66

45,05

48,72

45,06

12 2,2-Диметилбутан

48,48

44,90

48,49

44,90

48,51

44,91

48,57

44,91

13 2,3-Диметилбутан

48,57

44,99

48,59

44,99

48,60

45,00

48,66

45,00

14 н-Гептан

48,44

44,92

48,45

44,92

48,47

44,93

48,53

44,93

15 н-Октан

48,25

44,78

48,27

44,79

48,29

44,79

48,34

44,79

16 н-Нонан

48,12

44,68

48,13

44,69

48,15

44,69

48,21

44,69

17 н-Декан

48,00

44,60

48,02

44,60

48,04

44,60

48,09

44,61

18 Этилен

50,30

47,16

50,32

47,17

50,34

47,17

50,39

47,17

19 Пропилен

48,91

45,77

48,92

45,77

48,94

45,77

48,99

45,78

20 1-Бутен

48,42

45,28

48,44

45,29

48,46

45,29

48,51

45,29

21 цис-2-Бутен

48,30

45,16

48,32

45,16

48,33

45,17

48,39

45,17

22 транс-2-Бутен

48,24

45,10

48,25

45,10

48,27

45,10

48,32

45,11

23 2-Метилпропен

48,13

44,99

48,14

44,99

48,16

44,99

48,21

44,99

24 1-Пентен

48,13

44,99

48,14

44,99

48,16

44,99

48,21

45,00

25 Пропадиен

48,50

46,30

48,51

46,30

48,52

46,30

48,55

46,30

26 1,2-Бутадиен

47,95

45,51

47,96

45,51

47,98

45,51

48,01

45,51

27 1,3-Бутадиен

46,97

44,53

46,98

44,53

47,00

44,53

47,03

44,53

28 Ацетилен

49,97

48,28

49,97

48,28

49,98

48,27

50,00

48,27

29 Циклопентан

47,33

44,19

47,35

44,20

47,37

44,20

47,43

44,21

30 Метилциклопентан

47,16

44,03

47,18

44,03

47,20

44,03

47,25

44,04

31 Этилциклопентан

47,14

44.00

47,16

44,00

47,17

44,01

47,23

44,01

32 Циклогексан

46,97

43,83

46,99

43,83

47,01

43,84

47,06

43,85

33 Метилциклогексан

46,86

43,72

46,87

43,72

46,89

43,72

46,94

43,73

34 Этилциклогексан

46,90

43,76

46,92

43,77

46,94

43,77

46,99

43,78

35 Бензол

42,26

40,57

42,27

40,58

42,28

40,58

42,31

40,58

36 Толуол

42,85

40,94

42,86

40,94

42,87

40,94

42,90

40,94

37 Этилбензол

43,40

41,32

43,41

41,32

43,42

41,33

43,45

41,33

38 о-Ксилол

43,29

41,22

43,30

41,22

43,31

41,22

43,35

41,23

39 Метанол

23,85

21,10

23,86

21,10

23,88

21,10

23,92

21,11

40 Метантиол

25,76

23,93

25,77

23,93

25,78

23,93

25,81

23,93

41 Водород

141,79

119,95

141,87

119,93

141,95

119,91

142,19

119,83

42 Вода*

2,44

0

2,45

0

2,47

0

2,50

0

43 Сульфид водорода

16,49

15,20

16,50

15,20

16,50

15,20

16,52

15,19

44 Аммиак

22,48

18,60

22,50

18,60

22,52

18,61

22,58

18,61

45 Цианид водорода

24,85

24,03

24,85

24,03

24,85

24,03

24,86

24,03

46 Монооксид углерода

10,10

10,10

10,10

10,10

10,10

10,10

10,10

10,10

47 Кэрбонил сульфид

9,13

9,13

9,12

9,12

9,12

9,12

9,12

9,12

48 Дисульфид углерода

14,51

14,51

14,50

14,50

14,50

14,50

14,50

14,50

______________________________

* Отличающееся от нуля значение теплоты сгорания паров воды формально выводится из определения значения высшей теплоты сгорания, которое требует конденсации в жидкое состояние всех паров воды в продуктах сгорания. Таким образом, любые пары воды, присутствующие в другом осушенном газе, дают вклад своей скрытой теплоты испарения в значение высшей теплоты сгорания смеси (более полное объяснение - см. приложение F).

 

Таблица 5 - Значения объемной теплоты сгорания компонентов природного газа при различных стандартных условиях сгорания и измерений для идеального газа

 

Все значения были получены умножением соответствующего значения из таблицы 3 на .

 

Компонент

                                                                  ~          -3
          Значение идеальной объемной теплоты сгорания компонента Н°, МДж х м

15/15°С

0/0°С

15/0°С

25/0°С

20/20°С

25/20°С

Высшее

Низшее

Высшее

Низшее

Высшее

Низшее

Высшее

Низшее

Высшее

Низшее

Высшее

Низшее

1 Метан

37,706

33,948

39,840

35,818

39,777

35,812

39,735

35,808

37,044

33,367

37,024

33,365

2 Этан

66,07

60,43

69,79

63,76

69,69

63,75

69,63

63,74

64,91

59,39

64,88

59,39

3 Пропан

93,94

86,42

99,22

91,18

99,09

91,16

99,01

91,15

92,29

84,94

92,25

84.93

4 н-Бутан

121,79

112,40

128,66

118,61

128,48

118,57

128,37

118,56

119,66

110,47

119,62

110,47

5 2-Метилпропан

121,40

112,01

128,23

118,18

128,07

118,16

127,96

118,15

119,28

110,09

119,23

110,08

6 н-Пентан

149,66

138,38

158,07

146,00

157,87

145,98

157,75

145,96

147,04

136,01

146,99

136,01

7 2-Метилбутан

149,36

138,09

157,76

145,69

157,57

145,67

157,44

145,66

146,76

135,72

146,70

135,72

8 2,2-Диметилпропан

148,76

137,49

157,12

145,06

156,93

145,04

156,80

145,02

146,16

135,13

146,11

135,13

9 н-Гексан

177,55

164,40

187,53

173,45

187,30

173,43

187,16

173,41

174,46

161,59

174,39

161,58

10 2-Метилпентан

177,23

164,08

187,19

173,11

186,96

173,09

186,82

173,07

174,14

161,27

174,07

161,26

11 3-Диметилбутан

177,34

164,19

187,30

173,23

187,08

173,20

186,93

173,19

174,25

161,38

174,18

161,37

12 2,2-Диметилбутан

176,82

163,66

186,75

172,67

186,53

172,65

186,38

172,63

173,73

160,86

173,66

160,86

13 2,3-Диметилбутан

177,15

163,99

187,10

173,02

186,87

173,00

186,73

172,98

174,05

161,19

173,99

161,18

14 н-Гептан

205,42

190,39

216,96

200,87

216,70

200,84

216,53

200,82

201,84

187,13

201,76

187,12

15 н-Октан

233,28

216,37

246,38

228,28

246,10

228,25

245,91

228,23

229,22

212,67

229,13

212,66

16 н-Нонан

261,19

242,40

275,85

255,74

275,53

255,71

275,32

255,69

256,64

238,25

256,54

238,24

17 н-Декан

289,06

268,39

305,29

283,16

304,94

283,13

304,71

283,11

284,03

263,80

283,92

263,79

18 Этилен

59,72

55,96

63,06

59,04

63,00

59,04

62,96

59,03

58,68

55,01

58,66

55,00

19 Пропилен

87,10

81,46

91,98

85,94

91,88

85,93

91,82

85,93

85,58

80,07

85,55

80,06

20 1-Бутен

114,98

107,46

121,42

113,38

121,29

113,36

121,21

113,36

112,98

105,63

112,94

105,62

21 цис-2-Бутен

114,69

107,18

121,12

113,08

120,99

113,06

120,91

113,05

112,70

105,34

112,66

105,34

22 транс-2-Бутен

114,54

107,02

120,96

112,91

120,83

112,90

120,75

112,89

112,55

105,19

112,51

105,19

23 2-Метилпропен

114,27

106,76

120,67

112,63

120,55

112,62

120,47

112,61

112,29

104,93

112,25

104,93

24 1-Пентен

142,85

133,46

150,86

140,80

150,70

140,79

150,59

140,77

140,37

131,18

140,32

131,17

25 Пропадиен

82,21

78,46

86,79

82,76

86,73

82,76

86,69

82,76

80,79

77,12

80,78

77,12

26 1,2-Бутадиен

109,75

104,12

115,87

109,84

115,78

109,83

115,72

109,83

107,85

102,34

107,83

102,34

27 1,3-Бутадиен

107,51

101,87

113,51

107,47

113,42

107,47

113,36

107,46

105,65

100,13

105,62

100,13

28 Ацетилен

55,04

53,16

58,08

56,07

58,06

56,08

58,05

56,08

54,09

52,25

54,09

52,26

29 Циклопентан

140,50

131,11

148,40

138,34

148,22

138,31

148,10

138,28

138,05

128,86

138,00

128,85

30 Метилциклопентан

168,00

156,73

177,43

165,37

177,23

165,34

177,10

165,31

165,08

154,04

165,01

154,03

31 Этилциклопентан

195,90

182,74

206,89

192,81

206,65

192,78

206,50

192,75

192,48

179,61

192,41

179,60

32 Циклогексан

167,31

156,03

176,70

164,64

176,50

164,60

176,36

164,58

164,39

153,36

164,33

153,35

33 Метилциклогексан

194,72

181,56

205,64

191,57

205,41

191,53

205,26

191,51

191,32

178,45

191,25

178,44

34 Этилциклогексан

222,75

207,72

235,25

219,16

234,98

219,13

234,81

219,10

218,87

204,16

218,79

204,15

35 Бензол

139,69

134,05

147,45

141,42

147,36

141,41

147,29

141,40

137,27

131,76

137,24

131,75

36 Толуол

167,05

159,53

176,35

168,31

176,22

168,29

176,13

168,28

164,16

156,80

164,12

156,80

37 Этилбензол

194,95

185,55

205,81

195,76

205,65

195,74

205,55

195,73

191,57

182,38

191,52

182,37

38 о-Ксилол

194,49

185,09

205,32

195,27

205,17

195,26

205,06

195,24

191,12

181,93

191,07

181,92

39 Метанол

32,36

28,60

34,20

30,18

34,13

30,17

34,09

30,16

31,78

28,11

31,76

28,10

40 Метантиол

52,45

48,70

55,40

51,37

55,33

51,37

55,30

51,37

51,54

47,86

51,52

47,86

41 Водород

12,102

10,223

12,788

10,777

12,767

10,784

12,752

10,788

11,889

10,050

11,882

10,052

42 Вода*

1,88

0

2,01

0

1,98

0

1,96

0

1,84

0

1,83

0

43 Сульфид водорода

23,78

21,91

25,12

23,10

25,09

23,11

25,07

23,11

23,37

21,53

23,36

21,53

44 Аммиак

16,22

13,40

17,16

14,14

17,11

14,14

17,08

14,13

15,93

13,17

15,91

13,17

45 Цианид водорода

28,41

27,47

29,98

28,97

29,97

28,98

29,96

28,98

27,92

27,00

27,91

27,00

46 Монооксид углерода

11,96

11,96

12,62

12,62

12,62

12,62

12,63

12,63

11,76

11,76

11,76

11,76

47 Карбонил сульфид

23,18

23,18

24,45

24,45

24,46

24,46

24,46

24,46

22,79

22,79

22,79

22,79

48 Дисульфид углерода

46,70

46,70

49,26

49,26

49,27

49,27

49,28

49,28

45,91

45,91

45,91

45,91

______________________________

* Отличающееся от нуля значение теплоты сгорания паров воды формально выводится из определения значения высшей теплоты сгорания, которое требует конденсации в жидкое состояние всех паров воды в продуктах сгорания. Таким образом, любые пары воды, присутствующие в другом осушенном газе, дают вклад своей скрытой теплоты испарения в значение высшей теплоты сгорания смеси (более полное объяснение - см. приложение F).

 

Примечание 1 - Стандартное давление как для сгорания, так и для измерений во всех случаях равно 101,325 кПа.

 

Примечание 2 - Наименования граф " " относятся к стандартным температурам для сгорания и измерений, соответственно.

 

______________________________

*(1) В международном стандарте ИСО 6976 используют термин "сухие природные газы". Определение "сухие" исключено, так как стандарт распространяется на реальные природные газы с содержанием паров воды вплоть до уровня, соответствующего состоянию насыщения.

*(2) В приложении М приведены требования к точности определения компонентного состава природного газа и расширенная неопределенность для значений теплоты сгорания и плотности. В приложении N приведен алгоритм оценки неопределенности для значений теплоты сгорания, плотности и числа Воббе природного газа.

*(3) Число Воббе - характеристика горючего газа, определяющая взаимозаменяемость горючих газов при сжигании в бытовых и промышленных горелочных устройствах, измеряется в мегаджоулях на кубический метр.

*(4) Стандартные условия для проведения измерений и расчетов, принятые в разных странах, приведены в приложении Р.

*(5) Приведенное в оригинале значение "0,00005" изменено на "0,00020", так как влияние паров воды с молярной долей менее 0,00020 пренебрежимо мало и не отражается на значении и точности определения параметров природного газа.

 

 

 

 

 

 

 

 

Библиография

 

[1]

Caulcutt R. and Boddy R. Statistics for Analytical Chemists, Chapman and Hall Ltd, London, (1983)

[2]

IUPAC Commision on Atomic Weights and Isotopic Abudances, Atomic Weights of the Elements 1987. Pure Appl. Chem. 60 (6) pp. 842-854 (1988)

[3]

Humphreys A.E., Some Thermophysical Properties of Components of Natural Gas and Cognate Fluids. Groupe Europeen de Recherchen Gazieres, Tech. Monograph No GERG TPC/1 (1986), 43 p.

[4]

Cohen E.R. and Taylor B.N. The 1986 Adjustment of the Fundamental Physical Constants CODATA Bulletin No 63 (Nov. 1986)

[5]

Giacomo P. Metrologia 18 (1982), pp. 33-40.

[6]

Passut C.A. and Danner R.P. Ind. Eng. Chem. Proc. Des. Dev. 11 (4) (1972), pp. 543-546

[7]

ИСО 2533:1975 Стандартная атмосфера

(ISO 2533:1975) (Standard atmosphere)

[8]

Armstrong G.T. and Jobe T.L.jr. Heating Values of Natural Gas and its Components, US Dept. of Commerce, NBSIR 82-2401 (May 1982), 164 p.

[9]

Garvin D., Domalski E.S., Wilhoit R.C., Somayajulu G.R. and Marsh K.N. Heating Values of Components of Natural Gas, Proc IGT Symposia on Natural Gas Energy Measurement, Chicago, Illinois (Aug. 1985 and April-May 1986), Elsevier Appl. Sci.Pub. London (1987), (eds. A. Attari and D.L. Klass), pp. 19-28

[10]

Garvin D., Domalski E.S., Wilhoit R.C., Somayajulu G.R. and Marsh K.N. Physical Properties of Pure Components of Natural Gas, Proc. 1st Int. Congress on Natural Gas Quality, (April 1986), Groningen. Elsevier Sci. Pub. b.v., Amsterdam (1986) (ed GJ. van Rossum), pp. 59-73

[11]

Wilholt R.C. TRC Current Data News 3 (2) (1975), pp. 2-4

[12]

Harmens A., Proc NPL Conf., Chemical Thermodynamic Data on Fluids and Fluid Mixtures

[13]

Laughton A.P. and Humphreys A.E. Improvements in the Formulation of Ideal Gas Thermodynamic Properties for Natural Gas Applications, Proc, 4th Int. Gas Res. Conf., Tokyo (Nov. 1989)

[14]

Mason D.McA. and Eakin B.E. Calculation of Heating Vatue and Specific Gravity of Fuel Gases, Institute of Gas Technology Res. Bull. N 32 (Dec. 1961), 18 p.

[15]

Pitzer K.F. and Curl R.F.jr. The Volumetric and Thermodynamic Properties of Fluids, III Empirical Equation for the Second Virial Coefficient, J. Amer. Chem. 79 (1957), pp. 2369-2370

[16]

Gas Processors Association Standard GPA 2172-86:1986, Calculation of Gross Heating Value, Relative Density and Compressibility Factor for Natural Gas Mixtures from Compositional Analysis. 16 p.

[17]

ГОСТ 20060-83 Газы горючие природные. Методы определения содержания водяных паров и точки росы влаги

[18]

Rossini F.D., J.Res. NBS 6 (1931), pp. 37-49. J.Res. NBS 7 (1931), pp. 329-330

[19]

Pittam D.A. and Rilcher G. J. Chem. Soc. Faraday Trans. I 68 (1972), pp. 2224-2229; см. также Pittam D.A., M. Sc. thesis, University of Manchester (1971)

[20]

LNG Measurement - A User's Manual for Custody Transfer (D. Mann, General Editor), US Dept of Commerce, NBSIR 85-3028 (1985), Section 1

[21]

ГОСТ 31371.7-2008 Газ природный. Определение состава методом газовой хроматографии с оценкой неопределенности. Часть 7. Методика выполнения измерений молярной доли компонентов

[22]

ГОСТ 30319.1-96

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

[23]

ИСО 13443:1996

(ISO 13443:1996)

Природный газ. Стандартные условия

(Natural gas. Standard reference conditions)


Межгосударственный стандарт ГОСТ 31369-2008 (ИСО 6976:1995) "Газ природный. Вычисление теплоты сгорания, плотности, относительной плотности и числа Воббе на основе компонентного состава" (введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 17 декабря 2008 г. N 422-ст)


Текст ГОСТа приводится по официальному изданию Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии, Москва, Стандартинформ, 2009 г.


1 Подготовлен Открытым акционерным обществом "Газпром" и Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделеева" (ФГУП "ВНИИМ им. Д.И. Менделеева") на основе собственного аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4


2 Внесен Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии


3 Принят Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 33 от 6 июня 2008 г.)

За принятие стандарта проголосовали:


/-----------------------------------------------------------------------\
| Краткое наименование |  Код страны по |    Сокращенное наименование   |
|       страны по      |  МК (ИСО 3166) |    национального органа по    |
| МК (ИСО 3166) 004-97 |     004-97     |         стандартизации        |
|----------------------+----------------+-------------------------------|
| Азербайджан          | AZ             | Азстандарт                    |
|----------------------+----------------+-------------------------------|
| Беларусь             | BY             | Госстандарт         Республики|
|                      |                | Беларусь                      |
|----------------------+----------------+-------------------------------|
| Казахстан            | KZ             | Госстандарт         Республики|
|                      |                | Казахстан                     |
|----------------------+----------------+-------------------------------|
| Кыргызстан           | KG             | Кыргызстандарт                |
|----------------------+----------------+-------------------------------|
| Молдова              | MD             | Молдова-Стандарт              |
|----------------------+----------------+-------------------------------|
| Российская Федерация | RU             | Федеральное       агентство по|
|                      |                | техническому  регулированию  и|
|                      |                | метрологии                    |
|----------------------+----------------+-------------------------------|
| Таджикистан          | TJ             | Таджикстандарт                |
|----------------------+----------------+-------------------------------|
| Туркменистан         | TM             | Главгосслужба                 |
|                      |                | "Туркменстандартлары"         |
|----------------------+----------------+-------------------------------|
| Узбекистан           | UZ             | Узстандарт                    |
|----------------------+----------------+-------------------------------|
| Украина              | UA             | Госпотребстандарт Украины     |
\-----------------------------------------------------------------------/

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту ИСО 6976:1995 "Газ природный. Вычисление теплоты сгорания, плотности, относительной плотности и числа Воббе на основе компонентного состава" (ISO 6976:1995 "Natural gas - Calculation of calorific values, density, relative density and Wobbe index from composition"). При этом дополнительные положения в тексте стандарта выделены курсивом, приложения М, N и Р дополняют стандарт с целью учета потребностей национальной экономики указанных выше государств и/или особенностей межгосударственной стандартизации


5 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 17 декабря 2008 г. N 422-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 31369-2008 (ИСО 6976:1995) введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2010 г.


6 Введен впервые



Откройте актуальную версию документа прямо сейчас или получите полный доступ к системе ГАРАНТ на 3 дня бесплатно!

Получить доступ к системе ГАРАНТ

Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.