2.4. Молекулярная масса

Молекулярная масса компонентов газа определяется по их химической формуле с учетом атомных масс элементов, входящих в молекулу компонента газа.

Определение молекулярной массы смеси газов целесообразно проводить по правилу аддитивности:

М_см = (2.22)

где М_см - молекулярная масса смеси газов;

М_i - молекулярная масса i-ого компонента, входящего в состав смеси;

y_i - мольная или объемная доля i-ого компонента в смеси.

Для жидких газоконденсатных и нефтяных продуктов и их узких фракций экспериментальное определение молекулярной массы доступно и целесообразно лишь в исследовательской практике.

Поэтому для ее определения при расчетах аппаратуры технологических установок рекомендуется пользоваться эмпирическими формулами, имеющими определенную область применения и неодинаковую степень точности.

Наиболее широкое распространение получила формула Воинова Б.П. [9]:

М = 60 + 0,3t_ср + 0,001 t ²_ср , (2.23)

где М - молекулярная масса;

t_ср - средняя молекулярная температура кипения газоконденсатных и

нефтяных продуктов или узкой фракции, ⁰С.

Однако эта формула дает надежные результаты лишь для парафиновых углеводородов.

Более точное значение молекулярной массы для любых нефтегазопродуктов дает другая формула Воинова Б.П., включающая характеризующий фактор К ("фактор парафинистости"), по которому можно судить о химической природе нефтепродукта [9]:

М = (7К-21,5)+(0,76-0,04К) t_ср + (0,0003К-0,00245) t ²_ср , (2.24)

К = , (2.25)

Т_cр = t_ср + 273, (2.26)

Использование формулы (2.24) дает наибольшую точность для фракций с интервалом выкипания не более 10-15 ⁰С. Для фракции парафинистых газовых конденсатов и нефтей, имеющих интервал выкипания 25 ⁰С и более и кипящих выше 300 ⁰С, найденную по формуле Воинова Б.П. молекулярную массу следует умножать на коэффициент 0,85.

При использовании формулы Воинова Б.П. определение средней молекулярной массы газовых конденсатов, нефти или нефтепродуктов, кипящих в достаточно широком интервале температур, целесообразно проводить по правилу аддитивности:

М_ср = (2.27)

где х_i - мольная концентрация узких фракций в газовом конденсате, нефти или нефтепродукте, доли;

М_i - молекулярная масса каждой узкой фракции, найденная по формуле (2.24).

Между молекулярной массой и относительной плотностью узких газоконденсатных и нефтяных фракций имеется взаимосвязь, которая устанавливается формулой Крэга:

М = (2.28)

Молекулярную массу смеси нескольких нефтяных и газоконденсатных фракций или нефтепродуктов можно определять по формуле:

М_ср = , (2.29)

где m_1, m₂...m_n - массы нефтяных фракций или нефтепродуктов;

M₁, M₂...M_n - соответственно их молекулярные массы.

Формулой (2.29) рекомендуется пользоваться для определения молекулярной массы остатка от перегонки нефти или газового конденсата, если заранее известны молекулярные массы и массы нефти или газового конденсата и отогнанных из нее фракций [9].