GB/T 17747.2-1999 天然气压缩因子的计算 第2部分：用摩尔组成进行计算

GB/T17747.2-1999

前言

本标准等效采用ISO12213-2:1997《天然气压缩因子的计算用摩尔组成进行计算》。本标准在技

术内容上和编写格式与ISO12213-2:1997完全一致。本标准取消了国际标准中的附录F、附录G,

本标准中高位发热量和相对密度采用的参比条件同我国石油气体所采用的标准参比条件有所差

别，为方便使用，在4.4.1和4.4.2增加了注2和注3,

《天然气压缩因子的计算》标准包括以下3个部分:第1部分《导论和指南》;第2部分《用摩尔组成

进行if算》;第3部分《用物性值进行计算》。本标准是第2部分(GB/T17747.2-1999):用摩尔组成进

行汁算。

本标准的附录A,附录B、附录G、附录)1是标准的附录。

本标准的附录E是提示的附录。

本标准由原中国石油天然气总公司提出。

本标准由石油工业天然气专业标准化技术委员会归口并负责解释

本标准起草单位:中国石油天然气集团公司四川石油管理局天然气研究院。

本标准主要起草人:罗勤、陈赓良、曾文平、许文晓、富朝英、陈荣松。

GB/'r17747.2-1999

ISO前言

ISO(国际标准化组织)是各国家标准化机构(ISO成员)组成的世界性的联合会。制定国际标准的

工作通常由ISO技术委员会完成。对技术委员会提出的项目感兴趣的每个成员都有权参加。与ISO保

持联系的各政府或非政府的国际性组织也可以参加此项工作。所有电工技术方面的标准化工作，ISO与

IEC(国际电工委员会)保持密切的合作。

由技术委员会通过的国际标准草案交各成员进行表决投票，要求至少有75%的成员同意，才能作

为国际标准正式发布。

国际标准ISO12213-2是由天然气技术委员会ISO/TC193下的“天然气分析”分委员会制定的

ISO12213“天然气压缩因子的计算”标准包括以下3个部分:

一一第1部分:导论和指南;

—第2部分:用摩尔组成进行计算;

—第3部分:用物性值进行计算。

附录A、附录B、附录C、附录D是标准的附录。附录E、附录F、附录G是提示的附录。

中华人民共和国国家标准

天然气压缩因子的计算GB/T17747.2-1999

第2部分:用摩尔组成进行计算eqvISO12213-2:1997

Naturalgas-Calculationofcompressionfactor-

Part2:Calculationusingmolar-compositionanalysis

1范围

本标准规定了天然气、含人工掺合物的天然气和其他类似混合物仅以气体状态存在时的压缩因子

计算方法。该计算方法是用已知的气体的详细的摩尔分数组成和相关压力、温度计算气体压缩因子

该计算方法又称为AGA8-92DC计算方法，主要应用于在输气和配气正常进行的压力P和温度T

范围内的管输气，计算不确定度约为士。I%。也可在更宽的压力和温度范围内，用于更宽组成范围的气

体，但计算结果的不确定度会增加(见附录E)。

有关该计算方法应用范围和应用领域更详细的说明见GB/T17747.1,

2引用标准

下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均

为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

GB/T3102.3-1993力学的量和单位

GB/T3102.4-1993热学的量和单位

GB/T11062--1998天然气发热量、密度、相对密度和沃泊指数的计算方法(neqISO6976:1995)

GB/T17747.1-1999天然气压缩因子的计算第1部分:导论和指南(eqvISO12213-1:1997)

3定义

相关于本标准的所有定义见GB/T17747.1。文中出现的符号所代表的含义及单位见附录A,

4计算方法

4.1原理

AGA8-92DC计算方法所使用的方程是基于这样的概念:管输天然气的容量性质可由组成来表征

和计算。组成、压力和温度用作计算方法的输人数据。

该计算方法需要对气体进行详细的摩尔组成分析。分析包括摩尔分数超过。.00005的所有组分

对典型的管输气，分析组分包括碳数最高到C7或C。的所有烃类，以及N,C0:和He。对其他气体，分析

需要考虑如HBO燕气、H多和C2H等‘组分。对人造气体，H}和CO也可能是重要的分析组分。

4.2AGA8-92D({方程

AGA8-92DC计算方法使用AGA8详细特征方程(下面表示为AGA8-92DC方程，见

GB/T17747.1);该方程是扩展的维利方程，可写作:

国家质f技术监督局1999-05-17批准1999-12一01实施

GB/T17747.2-1999

Z一+Bp，一，r艺C+EC(。”一Ck,p,'^)P:^exp(一C..P:^)

凡钾13月=13

式中:Z—压缩因子;

B-第二维利系数;

Pm摩尔密度(单位体积的摩尔数);

P—对比密度;

b-C,k—常数，见表B1;

C温度和组成的函数的系数。

对比密度P同摩尔密度P.相关，两者的关系由下式给出:

P}=K'P_·········。。·······…·…‘2)

式中:K-混合物体积参数。

摩尔密度表示为:

P.=p/(ZRT)·······················……(3)

式中:户—绝对压力;

R-摩尔气体常数;

T—热力学温度

压缩因子Z的计算方法如下:首先利用附录B给出的相关式计算出B和Cn(n=13^58)。然后通

过适当的数值计算方法，求解联立方程(1)和(3)得到Pm和Z。计算程序流程见图B1,

4.3输人变量

AGA8-92DC计算方法要求输人的变量包括绝对压力、热力学温度和摩尔组成。

摩尔组成是以摩尔分数表示T列组分:N2,C02,Ar,CH,,C2Hs,C3Ha,n-C,H1o,i-CH,o,n-CsH12,i-

CsH,e,C6H1<,CH1s,CaH,8,CgH2o,CoH22,H2,CO,H2S,He,0:和H2O,

注1:如果C,H-CeH-C,H-CoHx,摩尔分数未知，允许用C;表示总的摩尔分数.应进行敏感度分析，以检验此近

似法是否会使计算结果变差.

摩尔分数大于0.00005的所有组分都必须在计算中考虑。痕量组分(如CM;等)应按表1中指定

的赋值组分处理。所有组分的摩尔分数之和为1士0.0001,

如果已知体积分数组成，则应将其换算成摩尔分数组成，具体换算方法见GB/T110620

表1微量和痕量组分一览表

微量和痕量组分指定赋值组分

O,O,

ArAr

H,SH's

C,HC,H,CO,

丙烯、丙二烯C,H.

丁烯、丁二烯n-C4H,o

新戊烷、戊烯、苯、环戊烷n-C,H

C。同分异构体、环己烷、乙苯、二甲苯n'C,H,,

C;同分异构体、环庚烷、甲苯n-C,H,,

C。同分异构体n-CaH,a

C。同分异构体n-C,H,o

C,同分异构体和更高碳数烃类n-C,oH

4.4应用范围

4.4门管输气

AGAS-92DC计算方法对管输气的应用范围如下

cS/T17747.2-1999

绝对压力:0MPa<p-<12MPa

热力学温度:263K镇T蕊338K

高位发热量:30MJ"M-'<H,}45MJ"m-,

相对密度:0.55簇d镇0.80

注2:将本条中的高位发热量和相对密度换算为我国石油气体标准参比条件下的高位发热量和相对密度，则高位

发热11范围为27.95-41.93MJ"m-'，相对密度范围为0.550--0.800,

天然气中各组分的摩尔分数应在以下范围以内:

CH,:0.7落z'.蕊1.00

NZ:。镇xN蕊。·20

CO。蕊xco镇。·20

CzH,:。镇Sc2H毛。·10

C11,。簇Y,e.,簇。·035

C,H,:。成xC,H,砚。·015

C,H,2:0簇xc,H}z蕊0.005

C,H0镇-C,6,,(0.001

C,H,s:0蕊zc;HS(O.0005

C2H、和更高碳数烃类:0蕊zca簇0.0005

H2,。簇XH2蕊。·10

c0:0<xm镇0.03

He:0簇x(O.005

H():0<Xx_o毛0.00015

所有摩尔分数大于。.00005的组分都不可忽略。微量和痕量组分见表1，并按指定的赋值组分处

理。

AGA8-92DC计算方法仅适用于单相气态(高于露点)混合物在操作压力和操作温度下压缩因子计

算。

4.4.2更宽的应用范围

超出4.4.〕所给出范围的应用范围如下:

绝对压力:0MPa<p镇65MPa

热力学温度:225K<T<350K

高位发热量:20MJ·m-'<H,<48MJ"m-'

相对密度:0.55<d<O.90

注3:将本条中的高位发热量和相对密度换算为我国石油气体标准参比条件下的高位发热量和相对密度，则更宽的

高位发热量范围为18.64^-44.73M1"m-'，相对密度范围为0.550^-0.900

天plll}'气中主要组分摩尔分数允许范围如下:

CH,:0.50<XCH,<l.00

N:，0(x,,,镇O.50

:(():。蕊XCa,板0.30

C,H,:0<XC,H,<0.20

C,,H,:0镇XC,H,毛0.05

H:O(x,蕊0.10

Gs/T17747.2-1999

管输气中微量和痕量组分含量范围见4.4.1。在超出以上范围应用时，AGA8-92DC方法的计算性

能见附录E。

4.5不确定度

4.5.1管输气压缩因子计算的不确定度

AGA8-92DC计算方法在4.4.1给出的管输气应用范围(温度为263^-350K，压力最大为12MPa)

内，计算结果的不确定度为士。.10o(见图1)0当温度高于290K，压力在最大为30MPa的范围内时，计

算结果的不确定度也为士0.1%.

叨....

d....

芝.......CAGAB-92DC方

d小.

只

出刃

A△2《士0.1%

S士。.1绒~士0.2%,

C士0.2%~士0.5%

3350

沮度TK

图1压缩因子计算的不确定度范围(给出的不确定度范围仅适合于满足

下面条件的天然气和类似气体:XN,蕊0.20,XCoz镇0.20,xc,x,<0.10,

二。<O.10,30MJ·m3<H,<45MJ·m-',0.55<d<0.80)

温度低于263K时，仅当压力在最高至10MPa的范围内，计算结果的不确定度才能保持在

士0.1%内。

不确定度水平是通过将天然气压缩因子计算值与实验值数据库相比较而得到的。另外还同由称量

法配制的模拟天然气混合物的压缩因子实验数据作了详细比较。用于试验本计算方法的两个数据库中

实验测定值的不确定度在士。.1%以内。

4.5.2更宽的应用范围压缩因子计算的不确定度

超出4.4.1给出气质范围的气体压缩因子计算的预期不确定度见附录E,

4.5.3输人变量不确定度的影响

表2列出的是相关输人变量的典型不确定度值，这些值可在最优操作条件下获得

根据误差传播分析，输人变量的不确定度会对压力为6MPa>温度在263^338K范围内的压缩因

子计算结果产生约士。.1%的附加不确定度。当压力大于6MPa时，附加不确定度会更大，且大致与压

力成正比例增加

GB/T17747.2-1999

表2相关输人变量的典型不确定度值

输人变量绝对不确定度

绝对压力士0.02MP.

热力学温度士0.15K

惰性组分的库尔分数士0.001

JN留士0.001

了co苦士0.001

工cH咭士0.001

xcZH.士0.001

zc3日已士0.0005

刃c毛H二。士0.0003

x广‘士0.0001

，。:和xco士0.001

4.5.4结果的表述

压缩因子和摩尔密度计算结果应保留至小数点后四位或五位，同时给出压力和温度以及所使用的

计算方法(GB/丁17747.2>AGA8-92DC计算方法)。验证计算机程序时，压缩因子计算结果应给出更多

的位数。

GB/T17747.2-1999

附录A

(标准的附录)

符号和单位

符号含义单位

a石常数(表Bl)

ZB第二维利系数m'。kmol

B鱿混合物交互作用系数[方程((B1)和方程((B2)]

乙民常数(表B1)

岛常数(表B1)

公与温度和组成相关的系数

瓦组分i的特征能量参数(表B2)

凡组分1的特征能量参数(表B2)

皿第二维利系数的二元能量参数

凡第二维利系数的二元能量交互作用参数(表B3)

F混合物高温参数

F组分i的高温参数(表B2)

F组分1的高温参数(表B2)

人常数(表B1)

G混合物定位参数

以组分1的定位参数(表B2)

q组分i的定位参数(表B2)

筑二元定位参数

吼二元定位交互作用参数(表B2)

肠常数(表B1)

从高位发热量MJ·m--'

K体积参数(m'·kmol一’)7/3

凡组分i的体积参致(表B2)(m'·kmol一’)1/3

凡组分1的体积参数(表B2)(m'·kmol-')'2'

凡二元体积交互作用参数(表B31

气常数(表B1)

M摩尔质量kg·kmol-'

GB/T17747.2-1999

从组分i的摩尔质量kg·kmol一1

N气体混合物的组分数

"整数(1--58)

户绝对压力MPa

Q四极参数

Q组分1的四极参数