天然气知识整理手册

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1、天然气专业知识第一章天然气的基本性质天然气是以低分子饱和烃为主的烃类气体与少量非烃类气体组成的混合气体，是无色、无味、比空气轻、在低温、高压下可变成液体，液化后体积缩小，缩小为原来的1/600。天然气的主要成分是CH4、此外还含有少量的CO2、H2S、N2、惰性气体等。1.1、天然气分类⑴常规天然气：是指在目前的技术条件下能够作为资源进行开采和利用的天然气。根据矿藏特点分类：常规天然气根据矿藏特点可分为：气田气、凝析气田气、石油伴生气等。气田气是指产自天然气气藏的纯天然气。其中甲烷含量不少于90%，还有少量CO2、H2S、N2、惰性气体等。凝析气田气是指含有少量石油轻质馏分(如汽油、煤油组

2、分)的天然气，其中甲烷含量约为75%。石油伴生气是指与石油共生的、伴随石油一起开采出来的天然气，其主要成分是甲烷、乙烷、丙烷、丁烷，还有少量的戊烷和重烃，甲烷含量约为80%。根据组分分类常规天然气根据其组分可分为干气、湿气、贫气和富气，也可分为酸性天然气和洁气等。按天然气中C5以上烃液含量多少可分为干气、湿气(1基方井口流出物中C5以上烃液含量高于13.5cm3为湿气)；按C3以上烃液含量多少可分为贫气、富气(94cm3)。按酸气(CO2和H2S)含量多少可分为酸性天然气和洁气(含硫量20mg/m3)。含量较多，需要净化处理的为酸气。⑵非常规天然气非常规天然气是指在现有的技术条件水平下还不

3、能大范围地开发、利用的天然气资源。天然气水合物：俗称“可燃冰”，是天然气与水在一定条件下形成的类似于干冰的笼形的结晶化合物，遇火即可燃烧。每立方天然气水合物可分解、释放出160-180m3天然气。煤层气与矿井气(又称瓦斯气)1.2、天然气的应用特点天然气是一种优质的矿物资源；天然气是一种高效、安全物能源；天然气资源丰富，约为43×1012m3，另外还有(30-50)×1012m3的煤层气；天然气资源勘探、开发成本低；使用天然气，环境效益优越。1.3、天然气组成表示方法和密度燃气的组成表示方法：容积成分yi、质量成分gi、分子成分mi。平均分子量：天然气的总质量与天然气的摩尔数之比称为天然气

4、。M=×(y1M1+y2M2+···+ynMn)y1y2，···，yn—各单一气体容积成分，%。M1，M2，···，Mn—各单一气体分子量。天然气的平均密度和相对密度单位体积的物质所具有的质量，叫做这种物质的密度。单位体积的天然气所具有的质量称为天然气的平均密度。密度的单位为kg/m3。天然气的相对密度为ρg=ρg其中天然气的平均密度，kg/m3天然气各组成在标准状态(压力：0.101325MPa；温度：273.15K)时的密度，kg/m3。气体的密度随温度和压力的变化而改变：压力升高，体积减少；温度升高，体积增大。相对密度也称为比密度。在标准状态下，天然气密度与干燥空气密度的比值称为相对

5、密度，用符号γg在标准状态下空气的的密度为1.293kg/m3.天然气的密度为0.75－0.8kg/Nm3；相对密度在0.7-0.85之间。1.4天然气的基本物理和化学性质⑴压力：测量压力有两种标准方法：一种是以压力等于零作为测量起点，称为绝对压力；另一种是以当时当地的大气压力作为测量起点，也就是压力表测量出来的数值，称为表压，或相对压力。绝对压力=相对压力+当时当地的大气压压力的单位为Pa0.1MPa=1Kgf/cm2=100mmHg=10000mmH2O=1Bar=14.22Psi⑵气体状态方程理想气体的状态方程为PV=mRT式中P为绝对压力，Pa；V为体积，m3R为气体常数(在标准状

6、态下)，J/(kg.K)T为气体热力学温度，KM为气体质量，kgPν=RT式中ν为比体积，m3/kg,ν=实际气体状态方程Pν=ZRT在工程上，当燃气压力低于1MPa，温度在10-20℃之间时，Z=1。Z为天然气压缩因子。1.5天然气的燃烧性质⑴天然气的热值天然气的热值是指单位数量的天然气完全燃烧时所放出的全部热量。天然气的扫值分为高热值和低热值。高热值是指单位数量的天然气完全燃烧后，其燃烧产物与周围环境恢复到燃烧前的原始温度，烟气中的水蒸气凝结成同温度的水后放出的全部热量。低热值是指在上述条件下，烟气中的水蒸气仍以蒸汽状态存在时，所获得全部热量。⑵燃烧及燃烧反应计量方程式对于气体燃料来说

7、，燃烧是指气体中的可燃成分在一定条件下与氧发生激烈的氧化作用，并産大量的热和光的物理化学反应过程。CmHn＋(m＋)O2＝mCO2＋H2O＋△H⑶燃烧所需空气量干空气的容积成分可按含氧21%、含氮79%计算。在天然气的燃烧过程中要供给适量的空气，过多过少都会对燃烧产生不利影响。V0-理论空气需要量，m3干空气/m3干燃气O2天然气中氧的容积成分1立方CH4完全燃烧所需的空气量为CH4＋2O2＝CO2＋2H2O　1　　2