| |
vily
等级:Senior
文章:647
积分:4865
门派:zhangjiagang
注册:2007-3-12 10:55:13 |
| |
|
| |
| |
 天然气的基本知识
一、定义
天然气是存在于地下岩石储集层中以烃为主体的混合气体的统称。包括油田气、 气田气、煤层气、泥火山气和生物生成气等。主要成分为甲烷，通常占 85-95%；其 次为乙烷 、丙烷、丁烷等。它是优质燃料和化工原料。其中伴生气通常是原油的挥发 性部分，以气的形式存在于含油层之上，凡有原油的地层中都有，只是油、气量比例 不同。即使在同一油田中的石油和天然气来源也不一定相同 。他们由不同的途径和经 不同的过程汇集于相同的岩石储集层中。若为非伴生气，则与液态集聚无关，可能产 生于植物物质。世界天然气产量中，主要是气田气和油田气。对煤层气的开采，现已 日益受到重视。
美国能源部石油和天然气分部对天然气的定义是：地表以下，孔隙性地层中，天 生的烃类和非烃类混合物。该定义没有规定气体的组成，也没有涉及气体的热值，因 此可以按定义将天然气分为两大类，一类是可燃性天然气，其组成大部分为碳氢化合 物，诸如：石油系天然气、煤层气、水溶性天然气、天然气水合物等；另一类为不可 燃天然气，其组成大部分为二氧化碳和/或氮气，诸如二氧化碳和/或氮气藏气层气、 火山气、温泉气等。
当今世界大规模开发并为人们广泛使用的可燃性天然气是石油系天然气。所谓石 油系天然气系指与石油成因相同，与石油共生或单独存在的可燃气体。与石油共生的 称为伴生气，包括溶解于石油的溶解气，与饱和了气的石油相接触的气顶气；不与石 油共生而单独存在的称为非伴生气，包括储层只产气的气层气，储存中仅含有很少量 油的凝析气。
油气田直接开采的石油系天然气，无论是伴生气还是非伴生气都不同程度地含有 不利于输送和使用的固体颗粒、腐蚀产物、水、液态烃、硫化物、二氧化碳等杂质。 因此，油气田直接开采的天然气，在送往市场销售之前，都要将这些杂质脱除，以达 到规定的商品天然气的气质要求。
二、商品天然气
天然气要成为一种商品必须有其质量标准，这就是商品天然气的气质标准。商品 天然气的气质标准是按气态管输形式和城市燃气使用要求统一进行考虑制定的。因此 ，气质标准既要满足管输要求，又要符合城市民用和商业使用要求。同时，也是规范和制约天然气处理工厂操作、运行的极其重要的技术指标。
（1）商品天然气的管输标准天然气输送管道尤其是长输管道投资巨大，为确保管道能长期、安全、稳定、有效地发挥输气能力 ，要求进入管道的天然气不得含有固体颗粒和液体 ，并且还要求 控制其中的气态水和重烃含量，使天然气在整个管输过程条件下不出现凝结水和液态 烃，从而避免管道磨损、积液、堵塞、腐蚀等。由于固体和液体杂质，已在各级过滤——分离设施中被除去，因此 ，控制管输天然气的水露点，其实是通过控制天然气中 的绝对水含量来实现的。用绝对水含量来表示管输气的水露点 ，是很直观的，对跨省 市和国内长输管线和跨国度的国际长输管线尤其方便、实用 。通常这一控制指标为0.112 克水/米 3 天然气，这可保证埋设于冰冻线以下（即管道的环境温度不低于 0 ℃） 的天然气长输管道，在 7.0 MPa 输送压力下，不出现游离水。
至于烃露点的控制，对含有重烃的天然气而言 ，在设计时就已考虑了在天然气脱 水的同时 ，回收其中的重烃。这样，既保证了天然气的水露点，又保证了天然气的烃 露点，也就是说，这足以保证在天然气整个输送过程中，既不会出现游离水，也不会 出现液态烃。在天然气含重烃很少，不具备回收价值和场合，除个别情况外，只需经 过脱水处理就能保证其烃露点。
（2）商品天然气的使用标准 虽然天然气的热值和二氧化碳含量对商业使用价值来说是必不可少的 ，但由于商品天然气绝大部分用作燃料，且其中用作民用燃料的比例相当大，也就是说商品天然气进入了家庭 ，因此，充分保证使用者的健康和安全至关重要，这使商品天然气中的 硫化物含量控制指标显得尤其重要。各个国家对商品天然气中的硫化氢和总硫含量都 作了十分严格的限制，其中欧美发达国家制定的商品天然气标准规定硫化氢含量控制为 5 毫克/米 3 天然气左右，总硫控制含量为 100 毫克/米 3 天然气（以硫计）左右。 我国国家标准规定的Ⅰ类商品气的硫化氢含量为≤6 毫克/米 3 天然气 ，总硫含量为≤100 毫克/米 3 天然气（以硫计），这与国际商品气气质标准是一致的。
对用商品天然气加工生产液化天然气（LNG）和压缩天然气（CNG）的用户，需 要对所用的商品天然气再进行深度脱水；对用商品天然气生产化工产品（主要是碳一 化工）的用户，则需要对商品天然气中包括硫化氢在内的硫化物进行精脱。
三、天然气的性质和特点
1、天然气是一种易燃易爆气体，和空气混合后，温度只要达到 550℃就燃烧。在 空气中，天然气的浓度只要达到 5-15%就会爆炸。
2、天然气无色，比空气轻，不溶于水。一立方米气田天然气的重量只有同体积 空气的 55%左右，一立方米油田伴生气的重量，只有同体积空气的 75%左右。
3、天然气的主要成分是甲烷，本身无毒，但如果含较多硫化氢，则对人有毒害 作用。如果天然气燃烧不完全，也会产生一氧化碳等有毒气体。
4、天然气的热值较高 ，一立方米天然气燃烧后发出的热量是同体积的人工煤气（如焦炉煤气）的两倍多，即 35.6-41.9 兆焦/立方米（约合 8500-10000 千卡/立方米）。
5、天然气可液化，液化后其体积将缩小为气态的六百分之一。每立方米天然气 完全燃烧需要大约十立方米空气助燃。
6、一般油田伴生气略带汽油味，含有硫化氢的天然气略带臭鸡蛋味。 天然气的主要成分是甲烷，甲烷本身是无毒的，但空气中的甲烷含量达到 10%以上时，人就会因氧气不足而呼吸困难，眩晕虚弱而失去知觉、昏迷甚至死亡。
天然气中如含有一定量的硫化氢时，也具有毒性。硫化氢是一种具有强烈臭鸡蛋 味的无色气味，当空气中的硫化氢浓度达到 0.31 毫克/升时，人的眼 、口、鼻就会受 到强烈的刺激而造成流泪、怕光、头痛、呕吐；当空气中的硫化氢含量达到 1.54 毫克/升时，人就会死亡。因此，国家规定：对供应城市民用的天然气，每立方米中硫化氢含量要控制在 20 毫克以下。
四、天然气的运输与置换
压缩天然气(Compressed Natural Gas，简称 CNG)是天然气加压(超过 3，600 磅/ 平方英寸)并以气态储存在容器中。它与管道天然气的组分相同。CNG 可作为车辆燃 料利用。LNG 可以用来制作 CNG，这种以 CNG 为燃料的车辆叫做NGV（Natural Gas Vehicle。与生产CNG 的传统方法相比，这套工艺要求的精密设备费用更低，只需要约 15%的运作和维护费用。
液化石油气(Liquefied Petroleum Gas，简称 LPG)经常容易与 LNG 混淆，其实它 们有明显区别。LPG 的主要组分是丙烷（超过 95%），还有少量的丁烷 。LPG 在适当的压力下以液态储存在储罐容器中，常被用作炊事燃料。在国外，LPG 被用作轻型车辆燃料已有许多年。
天然气的置换是指在对原有城市煤气输配及应用系统进行全面调查、分析的基础 上，本着充分利用原有系统的原则，对不适于天然气输配及应用的部分进行适当完善 与改造，以达到满足天然气安全输送，满足各类客气安全、可靠、使用天然气的转换 过程。
五、人工煤气、液化石油气、天然气的比较
（1）天然气的主要成分是甲烷，通常为无色无味的气体 ，加臭后方有易察觉的 臭味；不含有毒的一氧化碳气体、万一泄漏不易引发中毒事故，只有大量泄漏使空气 中氧气浓度降低，才会对人体造成窒息伤害。人工煤气含 8～10%有毒的一氧化碳气 体，泄漏后，处理不当会对人体造成伤害。
（2）天然气的热值高，是人工煤气的 2.3 倍，因而比人工煤气耐用；天然气的杂 质含量极少是洁净能源，其燃烧所造成的污染仅为石油的 1/40、煤炭的 1/800。
（3）天然气比空气轻，爆炸下限大于 5%且爆炸极限范围小，因而稍有泄漏立则 会挥发飞散，较难形成遇火燃烧爆炸的浓度。因此其安全性比人工煤气和液化石油气 的安全性要好。液化石油气比空气重，若泄漏容易积聚在居室下部不易扩散，且液化石油气的爆 炸下限为1.5%，因此液化石油气若泄漏造成爆炸、火灾的危险性较大。
（4）LNG 的燃点为 650℃，高于目前广泛使用的液化石油气的燃点，这就意味着即使出现泄漏，也不易燃烧。
天然气是矿物燃料中最清洁的能源，与煤炭发电相比，二氧化碳可减少 58%、二 氧化硫减少 100%、氮氧化物减少 81%、颗粒物减少 95%、炉渣减少 100%，是理想的 发电原料。LNG 是单位热值最高的燃料之一，1 吨的 LNG 燃烧时释放的能量，能够供 8650 盏 40 瓦的灯连续照明 24 小时。
“高效、环保、 清洁是 LNG 突出的优点”。 LNG 是最清洁安全及环保的高效 天然燃料”。LNG 体积缩小到原来的 1/600 ，相当天然气被 60MPa 的压力压缩，而增 大了能量密度，单位质量仅为汽油的一半，单位热值比汽油高出 12%，是理想的汽车 燃料。另外，天然气在液化时得到了较好的净化，在燃烧时几乎不排放致癌物及烟尘， NOx、CO2 的排放也分别减少了 50%及 30%，明显地改善了大气质量。在大气条件下， LNG 在泄漏时能很快完全蒸发，避免了以往石油燃料在其运输 、存储过程中出现的严 重污染及巨大经济损失，发展 LNG 汽车将具有极好的环保效益。发展液化天然气汽车 ，将有助于打造未来的大国民经济性燃料，从整体上提升整个国家的经济、环保安 全。
从国际经验来看，未来 LNG 必将使用到国民经济的多个领域，是一种具有极大 优势的经济性燃料。
|
|
-------------------------------------------------------------------------
If you shed tears when you miss the sun, you also miss the stars. |
| |
| |
|
|
