点温度（即水的汽、液、固三相平衡共存时的温度）为基准，井指定为273.16K，每1K为水的三相点温度的1／273.16。是英国人开尔文提出的
（3）华氏温标。 华氏温标在我国为已被废除的非法定计量单位，但在欧美还常被采用。它是将水在1个标难大气压下的冰点和汽点分别定为32度和212度。冰点和汽点之间分为180个等份，每一等份为1度。它也是选取某种测温属性随温度的线性变化来进行标定的。华氏温标用°F表示。符号用tF。 摄氏温标与热力学温标和华氏温标的关系为
t?C?T?273.155t?C?9(t?F?32)
或
。
T?t?C?273.15t?F?t?C?3295
-40 F 是？℃
注：上式中273.15是国际计量会议规定的。
3、比体积（比容）或密度
比体积是单位质量物质所占据的体积称为比体积，m3/kg，符号 。若以m表示质量，V表示其所占体积，则比体积：v＝V/m
密度是单位容积内所含物质的质量，kg / m3 ，符号 。若以m表示质量，V表示其所占体积，则密度：ρ＝V/m
不难看出，比体积与密度互为倒数，即ρ＝1/v或ρv＝1
从微观意义上讲，对一定气体而言，密度、比体积均为描绘分子聚集疏密程度的物理量。 二、天然气的平均参数 1、气体的标准状态
天然气是由互不发生化学反应的多种单一组分气体混合而成，它的平均参数或视参数可由单一组分气体的性质按混合法则计算。因而，各单一组分气体的特性是计算该混合气体的基础数据，而气体的特性与气体所处的状态有关。目前，规定的的标准状态有三种：
1）1954年第十届国际计量大会（CGPM）协议及国际标准ISO7504-84规定：温度273.15K（0℃），压力1.01325×105 Pa为标准状态（Standard Condition）； （国际标准化组织ISO 7504还推荐环境压力和15，20，23，25，27℃等为正常状态Normal Condition）； 2）美国国家标准（ANSI）的标准状态为：温度288.15K（15℃），压力1.01325×105 Pa。 3）我国《天然气流量的标准孔板计量方法》（SYL04）和GB1314-77规定的标准状态（通常称为工程标准状态）：温度293.15K（20℃），压力1.01325×105 Pa，这是我国计量气体体积流量采用的标准。
2、天然气的视相对分子量
标准状态下，1kmol天然气的质量定义为天然气的相对平均相对分子量，简称天然气的视相对分子量或分子量。
M=ΣyiMi 或 M?1x?Mii
3、天然气视临界参数和对比参数 （1）天然气视临界参数
任何气体在温度低于某一数值时，都可以等温压缩成液体，但当高于该温度时，无论压力增加到多大，都不能使之液化。那么，可以使气体压缩成液体的这个极限温度称为该气体的临界温度，
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对应临界温度使气体液化所需的压力称为临界压力，该状态称为临界状态。临界状态下的温度、压力、密度（或比体积）分别称为临界温度Tc、临界压力pc、临界密度ρc（或临界比体积vc）。混合气体的视临界参数可按凯（Kay）法则计算。
Tc=ΣyiTci pc=Σyipci
ρc=Σyiρci 或
y1??i vcvci（2）天然气的对比参数
天然气的压力p、温度T、密度ρ（或比容v）分别与其视临界压力、视临界温度、视临界密度（或视临界比容）之比称为对比压力pr、对比温度Tr、对比密度ρr（或对比容积vr），统称为对比参数。
pr?pT?v，Tr?，?r? 或 vr?
Tcpc?cvc三、天然气的物理性质
1.天然气的密度
(1) 天然气的平均密度
3
指在规定状态下，单位体积天然气的质量，符号ρ，单位kg/m。 1kmol气体质量为M，容积为VM，则其密度可以写为
??M （2-64） VM 混合气体的密度可根据各组分的摩尔分数或容积分数与各自的千摩尔质量和摩尔容积计算。
xi?MyiMi?i?? 或 ??
?yiVMi?yiVMi1 在p=1.01325×105 Pa、t=0℃的标准状态下，对于理想气体，VM=22.414m。则
3
??1?yiMi 22.411气体密度的倒数称为比容，用v表示，单位为m3/kg。
v??
(2).天然气的相对密度
指在相同的指定压力、温度状态下，天然气的密度与干空气密度的比值，Δ符号，无量纲。写为
d?
? ?0 式中 d——天然气的相对密度；
3
ρ——天然气的密度，kg/m；
3
ρa——干空气密度，kg/m。
一般所说的天然气的相对密度是指标准状态和工程标准状态的，即：
3
标准状态p=1.01325×105 Pa，T=273.15K（0℃）时，干空气密度ρa=1.293kg/m
3
工程标准状态p=1.01325×105 Pa，T=293.15K（20℃）时，干空气密度ρa=1.206kg/m
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另外，还可以用各组分的摩尔分数或容积分数与各自的相对密度计算。
d=Σyidi （2-67）
式中 di——i组分气体的相对密度。 2、天然气的粘度
同液体一样，气体在运动时也表现出粘度的性质，但形成的内摩擦原因却不尽相同，两层气体相对运动时，气体分子之间不仅具有相对移动造成的内摩擦，而且由于气体分子无秩序的热运动，两层气体分子之间可以互相扩散和交换，也会引起内摩擦。
气体的粘度也受温度和压力的影响。在低压时，温度升高，气体分子无序热运动增强，气层间的加速和阻滞作用增加，因此，气体的粘度随温度升高而增大；压力增高，气体的粘度也增大。随着压力的增加，温度升高对气体粘度的影响逐渐减小，当压力增加到一定程度后（有资料介绍当压力高于10MPa以上时），温度对气体粘度的影响接近液体，气体粘度随温度升高而降低。 气体的粘度包括动力粘度和运动粘度。
动力粘度用符号μ，单位Pa·S，常用单位泊（P）、厘泊（cP）。1 Pa·S =10P=1000cP 运动粘度用符号ν，单位m2/S，常用单位托（St）、厘托（cSt）。1 m2/S=104 St =106 cSt 3、天然气的湿度
天然气中往往含有水汽，天然气中含水汽多少就用湿度或含水量来描述。 (1)绝对湿度和相对湿度
绝对湿度是指单位体积天然气与水汽的混合物中含有的水汽质量，符号Wa，单位kg/m3或mg/m3。 Wa =mw/V
由气体分压定律 pwV=mwRMT/Mw 则 Wa = pwMw/ RMT Mw——水蒸气千摩尔质量，Mw=18kg/kmol RM——通用气体常数，RM =8314.3J/kmol·K 所以 Wa=2.165×10-3pw/T
从上式可以看出，在一定温度下，天然气的绝对湿度只与水蒸气的分压有关。
若温度一定，水分增加到天然气被水蒸气所饱和时，混合气体中的水蒸气分压也就达到该温度下的最大值—饱和蒸气压Pw0。此时的绝对湿度称为饱和湿度，用Wa0表示。 Wa0＝2.165×10-3Pw０/T
相对湿度就是天然气的实际绝对湿度与同温度下的饱和湿度之比，符号Φ。 Φ=Wa/Wa0 =pw/pw0
当天然气中水蒸气达到饱和时，Φ=1。 (2)饱和含水量与水露点
含水量是指单位体积干天然气中所含的水蒸气量,符号W，kg/m3。 W=mw/Vg
由气体分压定律
0pwV Mw?pwV Mwmw ? ?RMTRMTVg?mg?g? pgV Mg?gRMT?(p-pw)V Mg?gRMT?(p-?pw)V Mg0
?gRMT带入上式得
W?Mw?p0?gwMg(p-?pw)0
当达到饱和时，天然气的含水量称为饱和含水量，记为W0。此时Φ=1，有
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W0?Mwp0?gwMg(p-p0)w
在标准状态下，ρg= Mg /22.414，且Mw =18，带入上式得 W0= 0.803Pw0/（p-pw0）
上式中，水的饱和蒸气压Pw0是温度的单值函数。可见，在标准状态下，气体的饱和含水量只与气体总压和温度有关，而与气体种类和组成无关。
水露点是指在压力一定下，逐渐降低温度，当天然气中水蒸气开始冷凝结露时的温度(反过来有泡点的概念)。
关于饱和含水量的计算，《输气管道设计与管理》一书38页给出了相对密度0.6，纯水的饱和含水量图（或露点图）。 (3)烃露点
天然气的烃露点是指一定组成的天然气在一定压力下冷凝，当析出第一滴烃类液珠时的温度。可以根据天然气组成和压力、温度条件进行计算，也可以用仪器直接测量。 其计算涉及气体混合物的饱和蒸气压和相平衡的知识。下面作简要介绍。 ①饱和蒸汽压与温度的关系
液态烃的饱和蒸汽压，简称蒸汽压，就是在一定温度下密闭容器中的液体及其蒸汽处于动态平衡时蒸汽所表示的绝对压力。
蒸汽压与密闭容器的大小及液量无关，仅取决于温度。温度升高时，蒸汽压增大。一些低碳烃在不同温度下的蒸汽压见表。 ② 混合液体的蒸汽压
根据道尔顿定律，混合液体的蒸汽压等于各组分蒸汽分压之和。根据拉乌尔定律，在一定温度下，当液体与蒸汽处于平衡状态时，混合液体上方各组分的蒸汽分压等于此纯组分在该温度下的蒸汽压乘以其在混合液体中的摩尔分数。因此，混合液体的蒸汽压可按下式计算 p=Σpi=Σyi液相pi’
p-混合液体的蒸汽压(Pa); pi-混合液体中i组分的蒸汽分压(Pa); yi液相―混合液体中i组分的摩尔分数(%);pi’-该纯组分在同温度下的蒸汽压(Pa)。 ②相平衡常数
如前所述，当混合液体与其蒸汽处于平衡状态时，各组分的蒸汽分压为 pi=yi液相pi’ 根据混合气体分压定律，各组分的蒸汽分压为 pi=yi气相p 由上两式得到
pi'yi气相?＝ki pyi液相ki-相平衡常数； p―混合液体的蒸汽压；Pi’―混合液体中i组分饱和蒸汽压；yi气相―该组分在气相中的摩尔分数(等于容积成分)；yi液相―该组分在液相中的摩尔分数。
相平衡常数表示在一定温度下，一定组成的气液平衡系统中，某一组分在该温度下的饱和蒸汽压pi’与混合液体蒸汽压p的比值是一个常数ki。并且在一定温度和压力下，气液两相达到平衡状态时，气相中某一组分的摩尔分数yi气相与其液相中的摩尔分数yi液相的比值，同样是一个常数ki。
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工程上，常利用相平衡常数来计算液化石油气的气相组成或液相组成。各常用碳氢化合物（烃）的k值可由图查得。
使用图时，先连接温度和碳氢化合物两点之间的直线，并向右延长与基准线相交。然后把此交点同反映系统中蒸汽压的点相连，此连接线与相平衡常数线相交的地方，即可求得k值。 如查温度20℃，系统压力0.67MPa丙烷的相平衡常数
p=0.67MPa Ki=1.26 t=20℃
一些碳氢化合物的相平衡常数计算图
1-甲烷；2-乙烷；3-丙烷；4-正丁烷；5-异丁烷；6-正戊烷；7-异戊烷；8-乙烯；9-丙烯 ③碳氢化合物混合气体的露点
碳氢化合物混合气体的露点与混合气体的组成及其总压力有关。在混合物中，由于各组分在气相或液相中的摩尔分数之和都等于1, 所以在气液平衡时满足以下关系：
?yi气相??kiyi液相?1 或 ?yi液相??yi气相?1 ki上两式中的符号意义同前。
当已知混合物气相组成时，可按上两式通过计算的方法来确定在 某一定压力下的混合气体露点。具体计算步骤为
i.假设一露点温度，根据假设的露点和给定的压力，由图查出各组分在相应温度、压力下的相平衡常数ki；
ii.认算出平衡液相中各组分的摩尔分数。
iii.若Σyi液相＝1，则原假设的露点温度正确。否则再假设一露点进行计算，直到满足Σyi液相＝1为止。
例 已知某混合气体的容积分数为y丙烷=2.5%，y正丁烷=7.1%，y异丁烷=90.4%，求当压力为0.914MPa 时的露点。
解：假定露点温度为 55.0 ℃，根据露点和压力，由图查得该温度压力下的平衡常数分别为： k丙烷=1.82，k正丁烷=0.65，k异丁烷=0.88
?yi液相??
yi气相0.0250.0710.904????1.1502 ki1.820.650.88再假设露点为65℃，由图查得k丙烷=2.2，k正丁烷=0.83，k异丁烷=1.1
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