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1、天然气基础知识天然气基础知识天然气基础知识天然气基础知识马国光马国光TEL:13980982416E-MAIL:SWPIMGG126.COM石油工程学院油气储运研究所石油工程学院油气储运研究所西南石油大学设计研究院西南石油大学设计研究院1一、然气概述一、然气概述1 1、燃气的概念及分类、燃气的概念及分类、燃气的概念及分类、燃气的概念及分类燃气的分类燃气的分类燃气：在具有助燃物、着火源、可燃物燃气：在具有助燃物、着火源、可燃物 三者同时存在时可以控制燃烧的气体。三者同时存在时可以控制燃烧的气体。天然气天然气人工燃人工燃气气液化石液化石油气油气生物气生物气生物气生物气（沼气）（沼气）（沼气）（沼气

2、）新型合成新型合成能源能源22 2、天然气的概念及分类天然气的概念及分类天然气的概念及分类天然气的概念及分类组成以甲烷为主，同时还含有少量的二氧化碳、组成以甲烷为主，同时还含有少量的二氧化碳、组成以甲烷为主，同时还含有少量的二氧化碳、组成以甲烷为主，同时还含有少量的二氧化碳、硫化氢、氮和微量的氦、氖、氩等气体。硫化氢、氮和微量的氦、氖、氩等气体。硫化氢、氮和微量的氦、氖、氩等气体。硫化氢、氮和微量的氦、氖、氩等气体。石油伴生气石油伴生气石油伴生气石油伴生气凝析气田气凝析气田气凝析气田气凝析气田气矿井气矿井气矿井气矿井气随石油一起开采出随石油一起开采出随石油一起开采出随石油一起开采出来、经分离而

3、获得来、经分离而获得来、经分离而获得来、经分离而获得含石油轻质馏分含石油轻质馏分含石油轻质馏分含石油轻质馏分的凝析的气田气的凝析的气田气的凝析的气田气的凝析的气田气从井下煤层抽出从井下煤层抽出从井下煤层抽出从井下煤层抽出来的可燃气体来的可燃气体来的可燃气体来的可燃气体从气井开采从气井开采从气井开采从气井开采出来的气田气出来的气田气出来的气田气出来的气田气纯天然气纯天然气纯天然气纯天然气天然气天然气天然气天然气一次一次一次一次 能源能源能源能源一、然气概述一、然气概述33 3、人工燃气的概念及分类人工燃气的概念及分类人工燃气的概念及分类人工燃气的概念及分类一般将固体或液体燃料通过加工后获得的可燃

4、气体，一般将固体或液体燃料通过加工后获得的可燃气体，一般将固体或液体燃料通过加工后获得的可燃气体，一般将固体或液体燃料通过加工后获得的可燃气体，用于作为城市民用和工业使用的气体燃料。用于作为城市民用和工业使用的气体燃料。用于作为城市民用和工业使用的气体燃料。用于作为城市民用和工业使用的气体燃料。气化煤气气化煤气气化煤气气化煤气CH4CH4和和和和H2H2油制气油制气油制气油制气H2H2、CH4CH4和和和和COCO高炉煤气高炉煤气高炉煤气高炉煤气COCO和和和和N2N2在在在在1.5-3.0MPa1.5-3.0MPa时以煤为时以煤为时以煤为时以煤为原料采用纯氧和水作为原料采用纯氧和水作为原料采

5、用纯氧和水作为原料采用纯氧和水作为气化剂生成高压煤气气化剂生成高压煤气气化剂生成高压煤气气化剂生成高压煤气(水煤气、发生炉煤气水煤气、发生炉煤气水煤气、发生炉煤气水煤气、发生炉煤气)利用重油或石蜡油经过利用重油或石蜡油经过利用重油或石蜡油经过利用重油或石蜡油经过热裂解制取的城市燃气热裂解制取的城市燃气热裂解制取的城市燃气热裂解制取的城市燃气蓄热裂解和催化裂解蓄热裂解和催化裂解蓄热裂解和催化裂解蓄热裂解和催化裂解冶金厂在高炉炼钢（铁）冶金厂在高炉炼钢（铁）冶金厂在高炉炼钢（铁）冶金厂在高炉炼钢（铁）时的副产品，主要组时的副产品，主要组时的副产品，主要组时的副产品，主要组分为一氧化碳和氮分为一氧化

6、碳和氮分为一氧化碳和氮分为一氧化碳和氮利用高炉、伍德炉、利用高炉、伍德炉、利用高炉、伍德炉、利用高炉、伍德炉、主箱炉对煤进行干主箱炉对煤进行干主箱炉对煤进行干主箱炉对煤进行干馏所得的气体馏所得的气体馏所得的气体馏所得的气体热值为热值为热值为热值为16.7MJ/M16.7MJ/M 干馏气干馏气干馏气干馏气CH4CH4和和和和H2H2人工燃气人工燃气人工燃气人工燃气二次二次二次二次 能源能源能源能源一、然气概述一、然气概述41.41.4液化石油气、沼气及新型能源液化石油气、沼气及新型能源液化石油气、沼气及新型能源液化石油气、沼气及新型能源液化石油气（液化石油气（LPGLPG）：）：开采和炼制石油过

7、程中作为副产品而获得的开采和炼制石油过程中作为副产品而获得的 一部分碳氢化合物。一部分碳氢化合物。主要成分：主要成分：C C3 3H H8 8（丙烷）（丙烷）、C C4 4H H1010（丁烷）（丁烷）、通称为通称为C C3 3、C C4 4。常温常压下呈气态，升压或降温易液化；气态变为液态体积缩小常温常压下呈气态，升压或降温易液化；气态变为液态体积缩小常温常压下呈气态，升压或降温易液化；气态变为液态体积缩小常温常压下呈气态，升压或降温易液化；气态变为液态体积缩小250-300250-300倍。呈气态倍。呈气态倍。呈气态倍。呈气态时比空气重，易于积聚低洼处。时比空气重，易于积聚低洼处。时比空气

8、重，易于积聚低洼处。时比空气重，易于积聚低洼处。生物气（沼气生物气（沼气）：）：多种有机物（蛋白质、纤维素、脂肪、淀粉等）多种有机物（蛋白质、纤维素、脂肪、淀粉等）在隔绝空气的条件下发酵，同时在微生物的作用在隔绝空气的条件下发酵，同时在微生物的作用 下产生的可燃气体下产生的可燃气体主要成分主要成分：CHCH4 4（60%60%）、）、COCO2 2。二次二次二次二次 能源能源能源能源可再生可再生可再生可再生 能源能源能源能源新型合成能源：对化工原料进行化学处理，加工制成的新型燃料，如二甲醚新型合成能源：对化工原料进行化学处理，加工制成的新型燃料，如二甲醚新型合成能源：对化工原料进行化学处理，加

9、工制成的新型燃料，如二甲醚新型合成能源：对化工原料进行化学处理，加工制成的新型燃料，如二甲醚一、然气概述一、然气概述52.12.1天然气的组成天然气的组成天然气的组成天然气的组成 天然气的组分天然气的组分以甲烷为主，含有少量的二氧化碳、硫化氢、氮和微量的惰性等气体，平均密度为0.75 0.8 Kg/Nm3左右。甲烷的理论燃烧温度为1970，最大燃烧速度为0.38米/秒,爆炸浓度极限为5 15，在0.1MPa、-162的情况下可由气态天然气转换成液态天然气（LNG），气液比为625：1，即一立方液体天然气（LNG）气化后可以形成625立方气体天然气。二、天然气基础知识二、天然气基础知识6天然气的

10、主要成分是甲烷，基本不含硫，是无色、无毒、无腐蚀性气体。天然气的热值为8500 9500大卡/立方；密度约0.75 0.8 kg/Nm3，比空气轻，容易逸散。相对密度：天然气的相对密度是指相同压力和相同温度条件下，天然气的密度和空气密度之比，约为0.580.62天然气燃烧后生成二氧化碳和水，烟气清洁，不污染大气 CH42O2 CO22H2O 绿色洁净能源,是理想的城市气源。二、天然气基础知识二、天然气基础知识71 1 1 1、密度：、密度：、密度：、密度：指单位容积所含有的重量。指单位容积所含有的重量。指单位容积所含有的重量。指单位容积所含有的重量。液化石油气的气态密度为液化石油气的气态密度为

11、液化石油气的气态密度为液化石油气的气态密度为2.0 2.0 2.0 2.0 2.5kg/Nm2.5kg/Nm2.5kg/Nm2.5kg/Nm3 3 3 3 天然气的密度为：天然气的密度为：0.75 0.75 0.8 kg/Nm0.8 kg/Nm3 3 2 2 2 2、比重：、比重：、比重：、比重：天然气的比重指单位容积的天然气所具有的天然气的比重指单位容积的天然气所具有的天然气的比重指单位容积的天然气所具有的天然气的比重指单位容积的天然气所具有的密度，同相同状态下空气密度的比值，也叫相对密度或密度，同相同状态下空气密度的比值，也叫相对密度或密度，同相同状态下空气密度的比值，也叫相对密度或密度，

12、同相同状态下空气密度的比值，也叫相对密度或相对比重。相对比重。相对比重。相对比重。天然气的比重：天然气的比重：天然气的比重：天然气的比重：0.580.580.580.580.620.620.620.622.2天然气基本特性天然气基本特性二、天然气基础知识二、天然气基础知识83 3 3 3、热值：、热值：、热值：、热值：单位容积天然气完全燃烧所放出的热量，成为单位容积天然气完全燃烧所放出的热量，成为单位容积天然气完全燃烧所放出的热量，成为单位容积天然气完全燃烧所放出的热量，成为该天然气的热值。该天然气的热值。该天然气的热值。该天然气的热值。热值分为高热值和低热值。热值分为高热值和低热值。热值分为

13、高热值和低热值。热值分为高热值和低热值。高热值是指单位天然气完全燃烧后，其烟气被冷却高热值是指单位天然气完全燃烧后，其烟气被冷却高热值是指单位天然气完全燃烧后，其烟气被冷却高热值是指单位天然气完全燃烧后，其烟气被冷却到初始温度，其中的水蒸气以凝结水的状态排出时，所到初始温度，其中的水蒸气以凝结水的状态排出时，所到初始温度，其中的水蒸气以凝结水的状态排出时，所到初始温度，其中的水蒸气以凝结水的状态排出时，所放出的全部热量。放出的全部热量。放出的全部热量。放出的全部热量。低热值是指单位天然气完全燃烧后，其烟气被冷却低热值是指单位天然气完全燃烧后，其烟气被冷却低热值是指单位天然气完全燃烧后，其烟气被

14、冷却低热值是指单位天然气完全燃烧后，其烟气被冷却到初始温度，其中的水蒸气以蒸气的状态排出时，所放到初始温度，其中的水蒸气以蒸气的状态排出时，所放到初始温度，其中的水蒸气以蒸气的状态排出时，所放到初始温度，其中的水蒸气以蒸气的状态排出时，所放出的全部热量。出的全部热量。出的全部热量。出的全部热量。二、天然气基础知识二、天然气基础知识9天然气的低热值大约为天然气的低热值大约为天然气的低热值大约为天然气的低热值大约为36000 36000 36000 36000 46000 KJ/m346000 KJ/m346000 KJ/m346000 KJ/m3，液化石油气的低热值大约为液化石油气的低热值大约为

15、液化石油气的低热值大约为液化石油气的低热值大约为88000 88000 88000 88000 12000KJ/m312000KJ/m312000KJ/m312000KJ/m3。煤煤煤煤 ：29308kJ/kg29308kJ/kg29308kJ/kg29308kJ/kg 干木材：干木材：干木材：干木材：12560kJ/kg12560kJ/kg12560kJ/kg12560kJ/kg热值的换算热值的换算 常常用用热热值值单单位位有有：兆兆焦焦每每标标准准立立方方米米（MJ/Nm3MJ/Nm3）、千千卡每标准立方米（卡每标准立方米（kcal/Nm3kcal/Nm3）。）。焦（焦（J J）、卡（）、

16、卡（calcal）是功、能和热量的常用单位。）是功、能和热量的常用单位。1000cal=1kcal=4.186kJ=4186J 1000cal=1kcal=4.186kJ=4186J 1MJ=1000kJ=106J 1MJ=1000kJ=106JNm3Nm3是指是指标准立方米，即在标准立方米，即在101325Pa101325Pa，2020下的体积。下的体积。二、天然气基础知识二、天然气基础知识10 4 4 4 4、着火温度、着火温度、着火温度、着火温度 燃料能连续燃烧的最低温度，称着火温度。燃料能连续燃烧的最低温度，称着火温度。燃料能连续燃烧的最低温度，称着火温度。燃料能连续燃烧的最低温度，称着火温度。在常压（大气压）下，液化石油气的着火温度为在常压（大气压）下，液化石油气的着火温度为在常压（大气压）下，液化石油气的着火温度为在常压（大气压）下，液化石油气的着火温度为365 365 365 365 460460460460，天然气的着火温度为，天然气的着火温度为，天然气的着火温度为，天然气的着火温度为270 270 270 270 540540540540，城市煤，城市煤，城市煤，城市