GB T 21068-2007 液化天然气密度计算模型规范.pdf

1、Ics 75060E 24 雷亘中华人民共和国国家标准GBT 2 1 0682007液化天然气密度计算模型规范Standard specification for LNG density calculation models2007-08-1 3发布 2008-03-0 1实施丰瞀嚣紫瓣訾糌瞥星发布中国国家标准化管理委员会及113刖 吾GBT 21068-2007本标准等同采用ASTM D4784 93(Reapproved 2003)，Standard Specification for LNG Densitycalculation Models(液化天然气密度计算模型规范)。本标准等同翻译

2、ASTM D4784 93(Reapproved2003)。本标准不排斥使用等同或超过本标准规定的模型和方法；等同条件下，编辑性修改以适应我国标准版式。为便于使用本标准，编辑性修改如下：增加前言，适应我国标准版式；式(17)“c。，一堕堕”，原文编辑错误，改为“q一!1”； L式(18)“V。”和“v、”，原文编辑错误，分别改为“亿”和“”；33中“x：”和“x。”原文编辑错误，分别改为“z。”和“zcw”；取消标准固定标号说明和ASTM国际组织声明。本标准由全国天然气标准化技术委员会(SACTC 244)提出并归口。本标准主要起草单位：中国石化集团中原石油勘探局勘察设计研究院。本标准参加起草

3、单位：中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司。本标准主要起草人：赵保才、杨志毅、周平、王保庆、王非、杨华、杜通林、陈运强、罗勤。本标准为首次发布。GBT 2 1 068-2007引 言本标准是LNG混合物状态方程的四个数学模型描述。四个模型包括扩展对比态模型、蜂房(Cell)模型、硬球(Hard sphere)模型和修正的克劳斯克一麦金利(KlosekMcKinley)模型。每个模型都采用相同的实验数据，数据中包括纯氮气、甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷和正丁烷、异戊烷和正戊烷、及其混合物。对于LNG混合物(120 K或者更低温度下的液态混合物，且含有至少60的甲烷，低于4的氮气，异丁烷和丁烷量各

4、低于4，异戊烷和戊烷总量低于4)，所有模型预测密度与真值相差在01以内。这些模型由美国标准和技术研究所(原美国标准局)开发，经过长达7年的努力，使用专用设备进行大量的试验测量获得物性数据，并使用这些数据开发预测模型用于密度计算。液化天然气密度计算模型规范”GBT 2 1 06820071范围11 本标准涵盖的LNG密度计算模型”，适用于给定压力、温度和混合物组成情况下，饱和LNG混合物密度的计算或预测，在90 K120 K，计算值与真值的偏差在01以内。12本标准未旨在涉及安全，如果有，与标准使用相关。使用前建立适当的安全和健康规程并确定限定条件的适用性，是本标准使用者的责任。2特点和使用21

5、 本标准中的模型能用来计算温度在90 K120 K的饱和液态天然气密度。密度计算的估计不确定度是o1。液态天然气的组分限制如下：甲烷 等于或大于60氮气 低于4正丁烷 低于4异丁烷 低于4戊烷 低于2假定在LNG溶液中不存在C。或c。+的烃类。3模型31 扩展对比态扩展对比态方法可由下列方程表示。z。EP，T一乙Ph，。，T，。 (1)G。P，T一f。G。Ph。，T，。一RTln(hm) (2)式中：Z压缩因子；G吉布斯自由能；P压力；T温度；o参比流体；i流体，其性质由参比流体状态方程得到，且引人变换函数。和。允许方法扩展至混合物。因有两个变换函数定义方程(1)和方程(2)是必要的。在这种情

6、况下，选择甲烷的状态方程为参比流体。在研究过程中必须修改状态方程，以取得低到43 K温度的实际气液边界。为了适应重烃非常低1)ASTM D4784归口于ASTM气体燃料D-3委员会，并由热物性1)0308分委员会直接负责。现行版于2003年5月10日批准。2003年5月出版。最初批准于1988年，上一版批准于1998年为ASTMD478493(1998)。2)模型的公式和支撑工作由美国标准局完成，British Gas Corp，Chicago Bridge and Iron Co。Columbia Gas ServiceCorp，Distrigas Corp，Easco Gas LNG，In

7、c，EI Paso Natural GasGaz de FranceMarathon Oil CoMobil OilCorp，NaturaGas Pipeline Co。Phillips Petroleum Co。Shell International GasLtdSonatrach，Southern CaliIornia Gas Co，Tennessee Gas PipelineTexas Eastern Transmission Co，Tokyo Gas Co，Ltd，和Transcontinental Gas Pipe Line Corp赞助，资金由美国气体联合会管理。GBT 2 1 0

8、68-2007的对比温度，这种修改是必要的，而且这种修改是没有改变状态方程在甲烷三相点以上的性能。A。和h。定义为：和式中：(LT0)以。(TV)(V。V口)(T。，Vj)(3)(4)以。一1+(叫：一cuo)n。一n2In丁-+(一n4T。)(v。一n5)(5)和7(一号专1+(w。一w。)ne(V。一m)一”8(V。一n。)lnT。 (6)厶iT。和V。是对比温度和对比比容(即：T。一T瓦，V。=VV。)，每种流体都需要一个唯一的w。，w：是用纯流体实验数据估算的。”的单一数组用于所有的流体，使用NBS Boulder Study做的所有纯流体实验数据估算。Zo五是l临界点上压缩因子(Z一

9、P。V。RT。)的比值。n和w。用NBS实验测量PVT数据和最小二乘法估算。311通过应用下列混合法则，完成上述公式扩展至混合物：h。一z而h，正h。一zf。h。f。一q(ff。，、“2h。一(1：h!a+吉船)3(7)(8)(9)(10)和是二元交互作用参数，由二元混合物的PVTz数据用最小二乘法确定。系数和其他调节参数值在研究报告”中给出。32硬球(Hard Sphere)模型模型的状态方程为：PV 1+Y+Y2 RT 。(1一v)3 RTV式中：Yb4V；a、6、c可调参数；P压力；v比体积；T温度；R气体常数。此方程应用于混合物，通过假定单一流体理论和应用下列混合法则n，一n而z，b。

10、一p,bmz，c。一cz，混合规则为：驴坠竽(-屯)33)支撑数据在ASTM国际总部归档，可从研究报告RR：I)031006获得。(11)(12)(13)(14)(15)GBT 21068-2007q一训”篙n1-ko，q一堕# (17)式中参数jj和ki是二元交互作用参数，超出的体积用状态方程计算且：VEV二一z， (18)式中玩和矿。由方程(11)方程(17)计算。计算值h和测量值V口。一起用来计算混合物的实际体积，因此：u只Vm+V。 “(19)其中K来自方程(18)，V。来自实验数据。系数和其他调节参数值在研究报告中给出。33修正克劳斯克麦金利(Klosek-MeKinley)模型模型

11、方程为：vr，一薯V；一Ek。+(矗2一南。)zN。0042 5zc也 (20)式中：V混合物的体积；z：和V。i组分的摩尔分数和体积；zcn甲烷的摩尔分数；k。和k。修正因子。修正系数值表在研究报告中给出。34蜂房(Cell)模型”在NBS研究过程中，作了NBS测量数据和蜂房模型的对比，但是模型的详细内容还没有报道。NBS专论172”中的附加信息也可利用。4附加信息41这些模型最初出版在NBS专论172中，还包括下面几个方面：411取得LNG数据使用的实验设备开发、制造和检验描述；412使用专用设备获得测量数据值的操作程序描述；413数据点测量计划描述；414各种模型的发展描述；415大量LNG密度研究项目形成的基础出版物。4)Cell模型由Phillips PetroleumCo的MAAlbfight开发，来自Renon，Eckert和Prausnitz的相关出版物，但是证明公式和性能的论文从未出版。5)NBS专论172：液化天然气密度，美国标准局研究计划摘要，可从文献管理局得到美国政府印刷所，华盛顿特区20402。