ГОСТ 28656-2019

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ГАЗЫ УГЛЕВОДОРОДНЫЕ СЖИЖЕННЫЕ

Расчетный метод определения плотности и давления насыщенных паров

Liquefied hydrocarbon gases. Calculation method for determination of saturated vapour density and pressure

МКС 75.160.30

Дата введения 2020-01-01

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Акционерным обществом "Волжский научно-исследовательский институт углеводородного сырья" (АО "ВНИИУС")

2 ВНЕСЕН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 52 "Природный и сжиженные газы"

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 30 января 2019 г. N 115-П)

За принятие проголосовали:

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 3 апреля 2019 г. N 119-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 28656-2019 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2020 г.

5 ВЗАМЕН ГОСТ 28656-90

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 10, 2020 год      

Поправка внесена изготовителем базы данных

     1 Область применения

1.1 Настоящий стандарт распространяется на сжиженные углеводородные газы (далее - СУГ) - пропан, пропен, бутаны, бутены и их смеси, применяемые в качестве моторного топлива для автомобильного транспорта, топлива технологического и коммунально-бытового потребления или сырья для химических процессов, и устанавливает упрощенный метод вычисления плотности и избыточного давления насыщенных паров на основе данных измерения углеводородного состава методом газовой хроматографии.

1.2 Настоящий метод применяют для определения плотности СУГ в диапазоне температур от минус 50°С до плюс 50°С и избыточного давления насыщенных паров СУГ в интервале от 0,06 до 2,0 МПа при температурах минус 35°С, минус 30°С, минус 20°С, плюс 45°С.

1.3 Настоящий стандарт предназначен для вычисления плотности и давления насыщенных паров СУГ, в которых диапазон массовой доли компонентов составляет от 0,005% до 99,80%.

Примечания

1 Расчетный метод определения плотности и давления насыщенных паров может быть применен для широкой фракции легких углеводородов.

2 Значения плотности и давления насыщенных паров СУГ, вычисленные на основе данных компонентного состава, применяют для подтверждения соответствия требованиям документов на продукцию, и используют для проведения учетных (коммерческих) операций.

(Поправка. ИУС N 10-2020).

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 10679-2019 Газы углеводородные сжиженные. Метод определения углеводородного состава

ГОСТ 31369-2008 (ИСО 6976:1995) Газ природный. Вычисление теплоты сгорания, плотности, относительной плотности и числа Воббе на основе компонентного состава

ГОСТ 33012-2014 (ISO 7941:1988) Пропан и бутан товарные. Определение углеводородного состава методом газовой хроматографии

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

     3 Термины и определения

3.1 В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1 сжиженные углеводородные газы; СУГ: Смесь углеводородов (пропана, пропилена, бутанов, бутиленов и бутадиенов с присутствием метана, этана, этилена и (или) пентанов и пентенов), преобразованная в жидкое состояние.

3.1.2 плотность сжиженного углеводородного газа: Масса СУГ, заключенная в единице его объема при определенных значениях давления и температуры.

3.1.3 давление насыщенных паров: Давление, при котором жидкость находится в равновесном состоянии со своей газовой фазой; давление насыщенных паров складывается из избыточного давления и атмосферного давления.

3.1.4 абсолютное давление: Истинное давление, отсчитываемое от абсолютного нуля (давление абсолютного вакуума).

3.1.5 избыточное давление: Давление, равное разности между абсолютным и атмосферным давлением.

3.1.6 летучесть (фугитивность): Величина, предназначенная для применения ряда термодинамических соотношений модели идеального газа к поведению реальных смесей в различных фазах, является функцией давления, температуры и концентрации компонентов газовой смеси, выраженная в единицах давления.

3.1.7 идеальный газ: Газ, подчиняющийся законам идеального газа.

3.2 В настоящем стандарте использовано следующее обозначение:

- группа углеводородов с числом атомов углерода от пяти и выше, массовую долю которых рассматривают как один компонент со свойствами н-пентана.

     4 Метод определения плотности сжиженных углеводородных газов

4.1 Определение плотности сжиженных углеводородных газов

4.1.1 Значение плотности СУГ , кг/м, вычисляют на основе закона аддитивности по данным измеренного компонентного состава, определенного хроматографическим методом и значениям плотности индивидуальных углеводородов, входящих в состав СУГ, при заданной температуре по формуле

,                                                               (1)

где - число компонентов сжиженного газа;

- массовая доля -го компонента, %;

- плотность -го компонента при данной температуре , кг/м.

4.1.2 Если компонентный состав измерен в молярных долях, то плотность вычисляют по формуле

,                                                                (2)

где - молярная доля -го компонента, доли единицы.

Компонентный состав определяют по ГОСТ 10679 или ГОСТ 33012.

4.1.3 Плотность индивидуальных углеводородов в жидком состоянии в зависимости от температуры приведена в таблице А.1 (приложение А).

Значения молярных масс индивидуальных компонентов приведены в приложении Б.

4.1.4 Если в таблице А.1 (приложение А) отсутствует значение плотности компонента при конкретной температуре измерений, то ее значение вычисляют интерполированием табличных значений плотностей, соответствующих температурам, ближайшим к данной.

4.1.5 Примеры расчета плотности СУГ приведены в таблицах В.1, В.2 (приложение В).

4.2 Оформление результатов вычисления плотности сжиженных углеводородных газов

4.2.1 За результат вычисления плотности СУГ при данной температуре принимают значение единичного определения.

4.2.2 Результат вычисления плотности СУГ записывают в виде

,                                                                   (3)

где - расширенная неопределенность результата вычисления плотности для данной температуры , кг/м, при коэффициенте охвата 2, [1]-[3].

вычисляют по таблице 1. Вычисленные значения плотности СУГ и расширенной неопределенности (абсолютной погрешности) округляют до первого десятичного знака.

Таблица 1 - Расширенная неопределенность результатов вычисления плотности сжиженных углеводородных газов

4.3 Требования к показателям точности метода

Метод обеспечивает получение результатов вычисления плотности СУГ по измеренному компонентному составу со значением расширенной неопределенности , не превышающей значений, приведенных в таблице 1, при доверительной вероятности 0,95.

     5 Метод определения давления насыщенных паров

5.1 Давление насыщенных паров СУГ вычисляют по углеводородному составу, определенному методом газовой хроматографии в молярных долях, и значениям летучести углеводородов, входящих в состав СУГ, соответствующим заданной температуре измерений.

Углеводородный состав, определенный в массовых долях, пересчитывают в молярные доли по формуле

,                                                                 (4)

где - молярная масса -го компонента по таблице Б.1 приложения Б, кг/кмоль.

5.2 Абсолютное давление насыщенных паров СУГ , МПа, вычисляют методом последовательного приближения, задавая произвольные значения двух ближайших значений давления насыщенных паров при данной температуре (приложение Г), по формуле

,                                                     (5)

где - меньшее выбранное значение абсолютного давления СУГ, МПа, по таблицам Г.1-Г.8 (приложение Г);

- большее выбранное значение абсолютного давления СУГ, МПа, по таблицам Г.1-Г.8 (приложение Г).

Пример расчета давления насыщенных паров методом последовательного приближения приведен в приложении Д.

Значения и вычисляют по формулам:

;                                                                  (6)

,                                                                  (7)

где и - значения абсолютного давления насыщенных паров, МПа, вычисленные по формулам:

;                                                                   (8)

,                                                                   (9)

где и - значения летучести (фугитивности) -го компонента СУГ при абсолютных давлениях и , МПа, приведенные в таблицах Г.1-Г.8 (приложение Г).

В результате вычисления должно соблюдаться условие . Если , то расчет прекращают, задают следующую пару значений давления насыщенных паров и повторяют процедуру приближения.

5.3 Избыточное давление насыщенных паров СУГ , МПа, вычисляют по формуле

,                                                            (10)

где - абсолютное давление насыщенных паров СУГ, МПа;

- атмосферное давление, МПа; 101,3 кПа (0,1 МПа).

5.4 Примеры расчета давления насыщенных паров СУГ приведены в таблицах Е.1-Е.4 (приложение Е).

5.5 Оформление результатов вычисления давления насыщенных паров СУГ

5.5.1 За результат вычисления значения давления насыщенных паров СУГ при данной температуре принимают значение единичного определения.

5.5.2 Результат вычисления давления насыщенных паров СУГ , МПа, записывают в виде

,                                                             (11)

где - расширенная неопределенность результата вычисления давления насыщенных паров для данной температуры , МПа, при коэффициенте охвата 2;

вычисляют по таблице 2.

Таблица 2 - Расширенная неопределенность результатов вычисления давления насыщенных паров СУГ

Вычисленные значения давления насыщенных паров СУГ и расширенной неопределенности (абсолютной погрешности) округляют до второго десятичного знака.

5.6 Требования к показателям точности метода

Метод обеспечивает получение результатов вычисления избыточного давления насыщенных паров СУГ по измеренному компонентному составу со значением расширенной неопределенности , не превышающей значений, приведенных в таблице 2 при доверительной вероятности 0,95.

Приложение А
(обязательное)

Значения плотности углеводородов в жидком состоянии

В настоящем приложении приведены значения плотности углеводородов в жидком состоянии (см. таблицу А.1).

Таблица А.1 - Значения плотности углеводородов в жидком состоянии в зависимости от температуры

Продолжение таблицы А.1

Продолжение таблицы А.1

Окончание таблицы А.1

Приложение Б
(обязательное)

Значения молярных масс индивидуальных компонентов

В настоящем приложении приведены значения молярных масс индивидуальных компонентов (см. таблицу Б.1)

Таблица Б.1 - Значения молярных масс индивидуальных компонентов

Приложение В
(рекомендуемое)

Пример расчета плотности

В таблицах В.1, В.2 приведены примеры расчета плотности при различных температурах.

Таблица В.1 - Пример расчета плотности СУГ при температуре 20°С через массовые доли

Таблица В.2 - Пример расчета плотности СУГ при температуре 20°С через молярные доли

Приложение Г
(обязательное)

Значения летучести (фугитивности) компонентов сжиженных углеводородных газов

В таблицах Г.1-Г.8 приведены значения летучести (фугитивности) компонентов СУГ при различных температурах.

Таблица Г.1 - Значения летучести (фугитивности) компонентов СУГ при температуре плюс 45°С

Таблица Г.2 - Значения летучести (фугитивности) компонентов СУГ при температуре минус 20°С

Таблица Г.3 - Значения летучести (фугитивности) компонентов СУГ при температуре минус 30°С

Таблица Г.4 - Значения летучести (фугитивности) компонентов СУГ при температуре минус 35°С

Таблица Г.5 - Значения летучести (фугитивности) непредельных углеводородов СУГ при температуре плюс 45°С

Таблица Г.6 - Значения летучести (фугитивности) непредельных углеводородов СУГ при температуре минус 20°С

Таблица Г.7 - Значения летучести (фугитивности) непредельных углеводородов СУГ при температуре минус 30°С

Таблица Г.8 - Значения летучести (фугитивности) непредельных углеводородов СУГ при температуре минус 35°С

Приложение Д
(рекомендуемое)

Пример расчета давления насыщенных паров при температуре плюс 45°С методом последовательного приближения

Задают произвольные значения абсолютного давления насыщенных паров и .

Принимают 1,5 МПа и 2,0 МПа.

При выбранных значениях давления насыщенных паров согласно данным таблиц Г.1, Г.5 (приложение Г) выбирают значения летучести и рассчитывают по формуле .

Расчет приведен в таблице Д.1.

Таблица Д.1 - Расчет при 1,5 МПа и 2,0 МПа

Так как при 1,5 МПа получают 0,54 МПа, следовательно, условие не выполняется, расчет прерывают.

Задают следующую пару значений абсолютного давления насыщенных паров и и повторяют процедуру.

Принимают пару значений 1,0 МПа и 1,5 МПа и возобновляют расчет (см. таблицу Д.2).

Таблица Д.2 - Расчет при 1,0 МПа и 1,5 МПа

По результатам расчета из таблицы Д.2 получают 0,51 МПа менее 1,0 МПа, следовательно, условие не выполняется, расчет прекращают, задают следующую пару значений абсолютного давления насыщенных паров и и повторяют процедуру.

Принимают пару значений 0,5 МПа и 1,0 МПа и возобновляют расчет (см. таблицу Д.3).

Таблица Д.3 - Расчет при 0,5 МПа и 1,0 МПа

По результатам расчета получают 0,47 МПа менее 0,5 МПа, следовательно, условие не выполняется, расчет прекращают, задают следующую пару значений абсолютного давления насыщенных паров и и повторяют процедуру.

Принимают пару значений 0,1 МПа и 0,5 МПа.

При выбранных значениях и рассчитывают и (см. таблицу Д.4).

Таблица Д.4 - Расчет и при 0,1 МПа и 0,5 МПа

В результате расчета при 0,1 МПа и 0,5 МПа получают 0,4254 МПа более 0,1 МПа. Так условие выполняется, то продолжают расчет.

При выбранных значениях давления насыщенных паров по таблицам Г.1, Г.5 (приложение Г) выбирают значения летучести , рассчитывают по формуле

;

;

МПа.

В результате методом последовательного приближения получают 0,47 МПа, следовательно

МПа;

МПа.

Приложение Е
(рекомендуемое)

Примеры расчета давления насыщенных паров

В таблицах Е.1-Е.4 приведены примеры расчета давления насыщенных паров СУГ при различных температурах.

Таблица Е.1 - Пример расчета давления насыщенных паров при температуре 45°С

;

;

МПа;

МПа;

МПа.

Таблица Е.2 - Пример расчета давления насыщенных паров при температуре минус 20°С

;

;

МПа;

МПа;

МПа.

Таблица Е.3 - Пример расчета давления насыщенных паров при температуре минус 30°С

;

;

МПа;

МПа;

МПа.

Таблица Е.4 - Пример расчета давления насыщенных паров при температуре минус 35°С

;

;

МПа.

МПа;

МПа.

Библиография