天然气基本知识(课件)

1、天然气基本知识天然气基本知识辽河油田燃气集团公司辽河油田燃气集团公司2011年年11月月16日日各位领导、各位同仁：各位领导、各位同仁： 大家上午好！大家上午好！ 按照集团公司人事部门的安排，由我引领大家学习一下按照集团公司人事部门的安排，由我引领大家学习一下天然气基本理天然气基本理论知识论知识，在学习之前，我先谈一下对学习专业知识的认识。记得毛泽东主席，在学习之前，我先谈一下对学习专业知识的认识。记得毛泽东主席曾教导我们曾教导我们“没有文化的军队是愚蠢的军队，而愚蠢的军队是不能战胜敌人没有文化的军队是愚蠢的军队，而愚蠢的军队是不能战胜敌人的的”，打造，打造“中国人民解放军式中国人民解放军式”

2、的燃气团队，就必须用知识武装我们的头脑。的燃气团队，就必须用知识武装我们的头脑。只有不断加强学习，才能肩负起天然气业务快速发展的重任；只有不断提升学只有不断加强学习，才能肩负起天然气业务快速发展的重任；只有不断提升学习力，才能打胜天然气业务快速发展的攻坚战。因此，希望大家能坐得住、听习力，才能打胜天然气业务快速发展的攻坚战。因此，希望大家能坐得住、听得进、记得牢。通过这次学习，每个人都要对得进、记得牢。通过这次学习，每个人都要对 天然气基本理论知识有一定的了天然气基本理论知识有一定的了解和掌握，并在今后的工作中不断地丰富和提高，早日成为燃气集团公司的栋解和掌握，并在今后的工作中不断地丰富和提高

3、，早日成为燃气集团公司的栋梁之材，为燃气业务又好又快发展做出应有贡献。梁之材，为燃气业务又好又快发展做出应有贡献。第一部分第一部分 天然气基本理论天然气基本理论第二部分第二部分 天然气集输及加气站常识天然气集输及加气站常识第三部分第三部分 天然气安全知识天然气安全知识一、一次能源及消费结构一、一次能源及消费结构 一次能源根据它们是否能够再生而分成再生能源和非再生能源。一次能源根据它们是否能够再生而分成再生能源和非再生能源。 再生能源：再生能源：太阳能、水能、风能、海洋能、潮汐能等；太阳能、水能、风能、海洋能、潮汐能等； 非再生能源：非再生能源：煤炭、石油、天然气、油页岩和核燃料铀等。其中煤炭、

4、石油、煤炭、石油、天然气、油页岩和核燃料铀等。其中煤炭、石油、天然气和油页岩等非再生能源又叫化石燃料、燃料矿石或矿物燃料，天然气和油页岩等非再生能源又叫化石燃料、燃料矿石或矿物燃料，是在漫长的是在漫长的地质时期中，地球上大量的生物群（动物和植物）死亡后，在适宜环境中堆积起地质时期中，地球上大量的生物群（动物和植物）死亡后，在适宜环境中堆积起来，经过特定的物理、化学作用和成矿作用而形成的。按存在形式可分为三类：来，经过特定的物理、化学作用和成矿作用而形成的。按存在形式可分为三类：固体可燃性矿产，如煤、油页岩等；液体可燃性矿产，如石油等；气体可燃性矿固体可燃性矿产，如煤、油页岩等；液体可燃性矿产，

5、如石油等；气体可燃性矿产，如天然气等。产，如天然气等。 一次能源消费一次能源消费主要主要以石油、天然气、煤炭、核电和水力发电为基础，天然以石油、天然气、煤炭、核电和水力发电为基础，天然气在一次能源消费结构中气在一次能源消费结构中的比例是的比例是世界平均水平世界平均水平24.5%24.5%，其中前苏联、中东和，其中前苏联、中东和北美州已经超过世界平均水平，达北美州已经超过世界平均水平，达40%40%以上，而亚洲和大洋州最低，只有以上，而亚洲和大洋州最低，只有12%12%。我国半个世纪以来天然气在一次能源消费中一直维持在我国半个世纪以来天然气在一次能源消费中一直维持在3.8%3.8%左右，远低于亚

6、洲左右，远低于亚洲水平水平，是世界的，是世界的1/51/5、亚洲的、亚洲的1/31/3。 2010 2010年全国天然气消费量年全国天然气消费量10701070亿方，亿方，超过超过1010亿方的省市区有亿方的省市区有2222个，超过个，超过2020亿方的有亿方的有1313个，其中四川、北京、江苏和广东均接近个，其中四川、北京、江苏和广东均接近7070亿方。而辽宁仅有亿方。而辽宁仅有9 9亿方，只占亿方，只占1.8%1.8%，不及国家平均水平的一半。，不及国家平均水平的一半。 根据根据国家能源发展纲要国家能源发展纲要，到到20152015年年我国天然气消费量我国天然气消费量力争达到力争达到8%8

7、%左右，左右，达达20002000亿方，占据石油的亿方，占据石油的“半壁江山半壁江山”，20202020年将年将达到达到35003500亿方亿方, ,20302030年将年将超超过过50005000亿亿，成为第一大能源，成为第一大能源，因此天然气发展空间十分巨大。因此天然气发展空间十分巨大。 二、天然气概念二、天然气概念 广义：广义：是存在于自然界的一切气体。如大气、地下气、宇宙气等。是存在于自然界的一切气体。如大气、地下气、宇宙气等。 狭义：狭义：是指存在于地下岩层中的各种气体。如气层气、油田气、煤层气等。是指存在于地下岩层中的各种气体。如气层气、油田气、煤层气等。 依其成因和储存状态可分为

8、常规天然气和非常规天然气依其成因和储存状态可分为常规天然气和非常规天然气: : 常规天然气常规天然气：包括单一相态的气藏气、气层气、油藏溶解气等包括单一相态的气藏气、气层气、油藏溶解气等。 非常规天然气非常规天然气：包括致密岩石中的煤层气、页岩气、深层气和天然气水合物。包括致密岩石中的煤层气、页岩气、深层气和天然气水合物。 常规天然气资源量全球约为常规天然气资源量全球约为6 60000万亿方，按照现在开采速度可供人类开发利用万亿方，按照现在开采速度可供人类开发利用200-300200-300年；非常规天然气资源潜力非常巨大年；非常规天然气资源潜力非常巨大，近，近40004000万亿方万亿方，仅

9、其中的，仅其中的天然气天然气水合水合物就是全球已知所有矿物燃料物就是全球已知所有矿物燃料( (煤炭、石油和常规天然气煤炭、石油和常规天然气) )资源量总和的资源量总和的2 2倍。倍。 天然气是石油链中最前面的部分，石油链根据碳原子个数的不同，为烷烃、环烷天然气是石油链中最前面的部分，石油链根据碳原子个数的不同，为烷烃、环烷烃、芳香烃和烯烃四大类，天然气属于烷烃类。烃、芳香烃和烯烃四大类，天然气属于烷烃类。三、天然气分类三、天然气分类 按产出分类按产出分类: : a a、气田气、气田气 从气井中开采出来的天然气；从气井中开采出来的天然气； b b、石油伴生气、石油伴生气 从油井中与原油一起采出来

10、的天然气，也叫溶解气、油田气从油井中与原油一起采出来的天然气，也叫溶解气、油田气等；等； c c、凝析气、凝析气 凝析油逆蒸发作用而气化形成的天然气；凝析油逆蒸发作用而气化形成的天然气； d d、煤层气、煤层气 从地下煤层中采出来的天然气；从地下煤层中采出来的天然气； 按状态分类按状态分类: : 1 1、标准天然气、标准天然气 是指标准状态下（是指标准状态下（00、1atm1atm）的天然气。其绝对密度为）的天然气。其绝对密度为0.71 kg/m0.71 kg/m3 3，相对密，相对密度为度为0.590.59，平均热值，平均热值36MJ/Nm36MJ/Nm3 3，约为，约为85008500千卡

11、千卡/Nm/Nm3 3。 2 2、压缩天然气（、压缩天然气（ Compressed Natural Gas Compressed Natural Gas 简称简称CNGCNG） 是指把标准天然气增大压力是指把标准天然气增大压力20MPa20MPa以上的天然气。主要应用了气体可压缩性，以上的天然气。主要应用了气体可压缩性，根据气态方程，在温度不变的情况下，压力增大，体积缩小的原理，当压力在根据气态方程，在温度不变的情况下，压力增大，体积缩小的原理，当压力在25MPa25MPa时，体积缩小为标准状态下的时，体积缩小为标准状态下的1/3001/300。当压力在。当压力在20MPa20MPa时，体积缩

12、小为标准状时，体积缩小为标准状态下的态下的1/2401/240。CNGCNG热值一般热值一般38MJ/Nm38MJ/Nm3 3，约为，约为90009000千卡千卡/Nm/Nm3 3。目前国内。目前国内CNGCNG缠绕瓶管束缠绕瓶管束车最大充装天然气量可达车最大充装天然气量可达7500Nm7500Nm3 3；一般常用的八瓶管束车，水容积；一般常用的八瓶管束车，水容积18m18m3 3，可充装，可充装4550Nm4550Nm3 3，最大经济运输半径，最大经济运输半径150150公里，燃油百公里运费约为公里，燃油百公里运费约为0.30.3元元/ /方。以方。以CNGCNG为燃为燃料的车辆叫做料的车辆

13、叫做NGVNGV（NaturalGasVehicleNaturalGasVehicle）。）。 3 3、液化天然气（、液化天然气（ Liquefied Natural Gas Liquefied Natural Gas 简称简称LNGLNG） 天然气在常压下，当冷却至天然气在常压下，当冷却至-162-162时，则由气态变成液态，称为液化天然气（简时，则由气态变成液态，称为液化天然气（简称称LNGLNG）。）。LNGLNG为低温液体，其体积缩小为同量气态体积的为低温液体，其体积缩小为同量气态体积的1/6251/625，比重为，比重为0.425g/cm0.425g/cm3 3，热值热值50MJ/k

14、g50MJ/kg，即，即1200012000千卡千卡/kg/kg。目前国内。目前国内LNGLNG低温槽车最大容积低温槽车最大容积52.8m52.8m3 3，最高工作压，最高工作压力力0.7MPa0.7MPa，最大充装天然气量，最大充装天然气量3.33.3万万NmNm3 3，最大经济运输半径，最大经济运输半径800Km800Km，燃油百公里运费约，燃油百公里运费约为为0.070.07元元/ /方。方。 4 4、可燃冰、可燃冰 (Ice Natural Gas (Ice Natural Gas 简称简称ING)ING) 是指天然气水合物的俗称，是近是指天然气水合物的俗称，是近2020年来在海洋和冻

15、土带发现的新型洁净能源，可年来在海洋和冻土带发现的新型洁净能源，可以作为传统能源如石油、煤炭等的替代品。是天然气在一定压力和温度下形成的固体以作为传统能源如石油、煤炭等的替代品。是天然气在一定压力和温度下形成的固体结晶水合物，其外观为白色类似冰雪，化学式可表示为结晶水合物，其外观为白色类似冰雪，化学式可表示为CHCH4 4 6H 6H2 2或或CHCH4 4 7H7H2 2O O，密度，密度0.9g/cm0.9g/cm3 3，1 1方天然气水合物可释放方天然气水合物可释放170170方的天然气。可燃冰的能量密度是煤的方的天然气。可燃冰的能量密度是煤的1010倍，而倍，而且燃烧后不产生任何残渣和

16、废气且燃烧后不产生任何残渣和废气, ,被称为能满足人类使用被称为能满足人类使用10001000年的新能源。目前技术还年的新能源。目前技术还不能解决海洋污染和海平面上升问题，因此还不具备开采可燃冰条件。不能解决海洋污染和海平面上升问题，因此还不具备开采可燃冰条件。四、天然气化学组成四、天然气化学组成 a a、烃类气体、烃类气体 主要是甲烷（主要是甲烷（CHCH4 4）一般占）一般占80%80%以上，其次为乙烷（以上，其次为乙烷（C C2 2H H6 6）丙烷（）丙烷（C C3 3H H8 8）、）、丁烷（丁烷（C C4 4H H1010）、戊烷（）、戊烷（C C5 5H H1212）等；）等；

17、b b、非烃气体、非烃气体 二氧化碳（二氧化碳（COCO2 2）、硫化氢（）、硫化氢（H H2 2S S）、一氧化碳（）、一氧化碳（COCO）、氮气（）、氮气（N N2 2）等；）等； c c、稀有气体、稀有气体 氦气（氦气（NeNe）、氩气（）、氩气（ArAr）等；）等；五、天然气主要成份五、天然气主要成份 a a、可燃气体、可燃气体 主要是甲烷（主要是甲烷（CHCH4 4）等烃类气体；）等烃类气体； b b、酸性气体、酸性气体 如二氧化碳（如二氧化碳（COCO2 2）、硫化氢（）、硫化氢（H H2 2S S）等；）等； c c、水蒸气。、水蒸气。六、天然气主要物理性质六、天然气主要物理性质

18、 未处理的天然气有汽油味，有时有硫化氢味。经过处理过的天然气是无色、无味、未处理的天然气有汽油味，有时有硫化氢味。经过处理过的天然气是无色、无味、无毒和无腐蚀性的气体。主要物理性质：无毒和无腐蚀性的气体。主要物理性质： 1 1、挥发性、挥发性 其密度为其密度为0.71 kg/m0.71 kg/m3 3，空气为，空气为1.29 kg/m1.29 kg/m3 3，相对密度为，相对密度为0.590.59，比空气轻比空气轻（最轻的是氢气（最轻的是氢气0.090.09），易挥发扩散；，易挥发扩散； 2 2、压缩性、压缩性 增压增压20-25Mpa20-25Mpa体积缩小为体积缩小为240-300240-

19、300分之一分之一； 3 3、溶解性、溶解性 能溶于水和石油，为建设地下储气库提供了条件；能溶于水和石油，为建设地下储气库提供了条件； 4 4、燃烧性、燃烧性 发热值一般为发热值一般为36MJ/Nm36MJ/Nm3 3，是理想的高效燃料。是理想的高效燃料。七、天然气爆炸极限七、天然气爆炸极限 天然气在空气中的爆炸极限是上限为天然气在空气中的爆炸极限是上限为15%15%、下限为、下限为5%5%。也就是说，在有限空间内也就是说，在有限空间内空气含天然气空气含天然气5-15%5-15%就会发生爆炸，当浓度低于就会发生爆炸，当浓度低于5 5时，遇火不爆炸，但能在火焰外围时，遇火不爆炸，但能在火焰外围形

20、成燃烧层，当浓度为形成燃烧层，当浓度为9.59.5时，其爆炸威力最大时，其爆炸威力最大( (氧和天然气完全反应氧和天然气完全反应) )；当浓度在；当浓度在1515以上时，失去其爆炸性，但在空气中遇火仍会燃烧以上时，失去其爆炸性，但在空气中遇火仍会燃烧，每燃烧，每燃烧1 1方天然气需要方天然气需要1818方方空气，由于空气中氧气不足，造成燃烧不彻底而产生一氧化碳，会发生中毒现象，平空气，由于空气中氧气不足，造成燃烧不彻底而产生一氧化碳，会发生中毒现象，平时使用时要经常通风，这也是混空的原因之一时使用时要经常通风，这也是混空的原因之一。 闪爆，就是当易燃气体在一个空气不流通的空间里，聚集到一定浓度

21、后，一旦闪爆，就是当易燃气体在一个空气不流通的空间里，聚集到一定浓度后，一旦遇到明火或电火花就会立刻燃烧膨胀发生爆炸。一般情况只是发生一次性爆炸，如果遇到明火或电火花就会立刻燃烧膨胀发生爆炸。一般情况只是发生一次性爆炸，如果易燃气体能够及时补充还将多次爆炸。易燃气体能够及时补充还将多次爆炸。八、天然气的化学反应八、天然气的化学反应 甲烷的分子结构是由一个碳原子和四个氢原子组成，燃烧产物主要是二氧化碳甲烷的分子结构是由一个碳原子和四个氢原子组成，燃烧产物主要是二氧化碳和水。和水。 CHCH4 4 + 2O + 2O2 2 点燃点燃 COCO2 2 + 2H + 2H2 2O O九、天然气的水露点

22、九、天然气的水露点 天然气露点是控制天然气储运过程中不产生液态物质的重要指标，分为水露天然气露点是控制天然气储运过程中不产生液态物质的重要指标，分为水露点和烃露点：点和烃露点： 、水露点水露点指天然气在一定压力下析出液态水时的最高温度；指天然气在一定压力下析出液态水时的最高温度； 、烃露点烃露点指天然气在一定压力下析出液态烃时的最高温度；指天然气在一定压力下析出液态烃时的最高温度；十、富气、贫气、干气、湿气、商品天然气和纯净天然气十、富气、贫气、干气、湿气、商品天然气和纯净天然气 富气富气是指含是指含C C3 3、C C4 4和和C C5 5等重碳成分较高的天然气，一般占等重碳成分较高的天然气

23、，一般占10%10%以上；以上； 贫气贫气是指含是指含C C3 3、C C4 4和和C C5 5等重碳成分较少的天然气，一般占等重碳成分较少的天然气，一般占10%10%以下；以下； 干气干气是指经过轻烃回收处理后的外输的天然气；是指经过轻烃回收处理后的外输的天然气； 湿气湿气是指含有水蒸汽的天然气；是指含有水蒸汽的天然气； 商品天然气商品天然气是指进入干线输气管道的天然气；是指进入干线输气管道的天然气； 纯净天然气纯净天然气是指酸性气体含量甚微的天然气。是指酸性气体含量甚微的天然气。十一、天然气有关标准十一、天然气有关标准 1 1）管输天然气标准）管输天然气标准 国家标准国家标准输输气管道工程

24、设计规范气管道工程设计规范（GB50251-94GB50251-94）规定：管输天然气在最高输送压力下的规定：管输天然气在最高输送压力下的水露点低于环境温度水露点低于环境温度55，而烃露点不得，而烃露点不得高于最低环境温度。高于最低环境温度。 2 2）城镇商品天然气标准）城镇商品天然气标准 国家标准国家标准城镇燃气设计规范城镇燃气设计规范（GB50028-93GB50028-93）规定：规定：a a、固体颗粒含量、固体颗粒含量10mg/Nm10mg/Nm3 3；b b、H H2 2S S含量含量20mg/Nm20mg/Nm3 3；c c、COCO10mg/Nm10mg/Nm3 3； 3 3）车

25、用压缩天然气标准）车用压缩天然气标准 国家标准国家标准车用压缩天然气标准车用压缩天然气标准（GB18047-GB18047-20002000）规定：）规定：项项 目目技术指标技术指标高位发热量，高位发热量，MJ/m331.4总硫总硫（以硫计），（以硫计），mg/m3200硫化氢，硫化氢，mg/m315二氧化碳二氧化碳yco2，3.0氧气氧气yo2，0.5水露点，水露点， 在汽车驾驶的特定地理区域内，在在汽车驾驶的特定地理区域内，在最高操作压力下，水露点不应高于最高操作压力下，水露点不应高于-13；当最低气温低于；当最低气温低于-8，水，水露点应比最低气温低露点应比最低气温低5注：本标准中气体体

26、积的标准参比条件是注：本标准中气体体积的标准参比条件是101.325 kPa，20十二、天然气与煤层气、煤气的区别十二、天然气与煤层气、煤气的区别 煤层气其实是天然气的一种类型，俗称煤层气其实是天然气的一种类型，俗称“瓦斯瓦斯”，是与煤层伴生而有毒的混合气，是与煤层伴生而有毒的混合气体，主要含有甲烷和一氧化碳，当矿井下空气中瓦斯浓度达到体，主要含有甲烷和一氧化碳，当矿井下空气中瓦斯浓度达到5%-16%5%-16%时，遇明火就会时，遇明火就会爆炸，这是煤矿事故的重要根源。为此煤层气亦被称为爆炸，这是煤矿事故的重要根源。为此煤层气亦被称为“煤矿第一杀手煤矿第一杀手”。 煤气，也叫人工煤气，主要成分

27、是一氧化碳，可分为三种：煤气，也叫人工煤气，主要成分是一氧化碳，可分为三种： 1 1）干馏煤气：干馏煤气：是对煤进行干馏所获得的气体产物，主要成分是是对煤进行干馏所获得的气体产物，主要成分是COCO和和 H H2 2，也含有，也含有较高的甲烷，热值为较高的甲烷，热值为16.7MJ/Nm16.7MJ/Nm3 3。 2 2）气化煤气气化煤气：包括水煤气和发生炉煤气，是水和焦碳在调温下反应得到的气体，：包括水煤气和发生炉煤气，是水和焦碳在调温下反应得到的气体，主要成分是主要成分是COCO和和H H2 2，热值分别为水煤气，热值分别为水煤气10.5MJ/Nm10.5MJ/Nm3 3、发生炉煤气、发生炉

28、煤气5.4 MJ/Nm5.4 MJ/Nm3 3。由于水。由于水煤气和发生炉煤气发热值低，而且毒性大，不可以单独作为城市燃气的气源使用。因煤气和发生炉煤气发热值低，而且毒性大，不可以单独作为城市燃气的气源使用。因为一氧化碳是有毒气体，空气中含量为为一氧化碳是有毒气体，空气中含量为0.1%0.1%，就会引起中毒，如果含量大于，就会引起中毒，如果含量大于1%1%，就可，就可能致人死亡。能致人死亡。 3 3）高炉煤气高炉煤气：是高炉炼铁时产生的尾气，主要成分为：是高炉炼铁时产生的尾气，主要成分为COCO和和N N2 2，热值是，热值是4.2MJ/Nm4.2MJ/Nm3 3。主要作为炼焦炉的燃料。主要作

29、为炼焦炉的燃料。十三、压缩天然气与液化天然气的异同点十三、压缩天然气与液化天然气的异同点 二者均为天然气，只是状态不同、热值不同。压缩天然气是气态，高压常温，二者均为天然气，只是状态不同、热值不同。压缩天然气是气态，高压常温，压力一般为压力一般为20MPa20MPa以上；而液化天然气是液态，常压低温，温度一般低于以上；而液化天然气是液态，常压低温，温度一般低于-161-161，LNGLNG热值要高于热值要高于CNGCNG热值。热值。十四、液化天然气与液化石油气的区别十四、液化天然气与液化石油气的区别 液化天然气主要成分是甲烷、乙烷，要在很低（液化天然气主要成分是甲烷、乙烷，要在很低（-161-

30、161）的温度下保存，体）的温度下保存，体积是气态的积是气态的625625倍，液态热值倍，液态热值51MJ/kg51MJ/kg，气态热值，气态热值42MJ/Nm42MJ/Nm3 3；而；而LPGLPG主要成分是丙主要成分是丙丁烷和丙丁烯，一般保存温度是丁烷和丙丁烯，一般保存温度是-60-60，体积是气态的，体积是气态的250250倍，气态热值倍，气态热值1100011000大大卡卡/Nm/Nm3 3，折算液态热值，折算液态热值45.6MJ/kg45.6MJ/kg。因此，液化天然气热值比液化石油气的热值。因此，液化天然气热值比液化石油气的热值高。高。十五、天然气的优越性十五、天然气的优越性 1

31、1、天然气是高热值对的能源、天然气是高热值对的能源 能源价值是以做功的能力来衡量。作为燃料，以燃烧时产生的热量来量度能源价值是以做功的能力来衡量。作为燃料，以燃烧时产生的热量来量度。能能源物质的热值大致等于各元素燃烧热之和。化石能源的主要成分是氢元素和碳元源物质的热值大致等于各元素燃烧热之和。化石能源的主要成分是氢元素和碳元素，氢的总热值为素，氢的总热值为142MJ/kg,142MJ/kg,碳的总热值为碳的总热值为52MJ/kg52MJ/kg。因此氢含量高化石能源热值。因此氢含量高化石能源热值也越高，天然气的主要化学成分是甲烷（也越高，天然气的主要化学成分是甲烷（CHCH4 4），氢碳比为），

32、氢碳比为4 4：1 1，相比之下，石油，相比之下，石油为为2 2：1 1，煤为，煤为1 1：1 1，柴薪为，柴薪为1 1：1010，由此可见，天然气是化石燃料中氢碳比最高的，由此可见，天然气是化石燃料中氢碳比最高的燃料，因而是化石燃料中热值最高的能源。燃料，因而是化石燃料中热值最高的能源。 项目项目 柴柴 薪薪 煤煤 石油石油 天然气天然气 总热值（总热值（KJ/kgKJ/kg） 6280-8374 20934-29308 41868-46055 54428 6280-8374 20934-29308 41868-46055 54428 氢碳比（原子比）氢碳比（原子比） 1 1：10 110

33、1：1 21 2：1 41 4：1 1 2 2、天然气是环境污染小的能源、天然气是环境污染小的能源 燃烧排放物极少是天然气利用优于其他能源的最大特点。天然气不含固体颗粒物燃烧排放物极少是天然气利用优于其他能源的最大特点。天然气不含固体颗粒物，硫含量极微，燃烧后排放的，硫含量极微，燃烧后排放的SOSO2 2与燃油和燃煤相比微不足道；天然气不含化合氮，燃与燃油和燃煤相比微不足道；天然气不含化合氮，燃烧后排放的烧后排放的NOxNOx极少，而且易于通过改进燃烧技术和尾气处理进一步减少排放量。与极少，而且易于通过改进燃烧技术和尾气处理进一步减少排放量。与其它化石能源相比，天然气的碳含量低而氢含量高，是燃

34、烧后温室气体（其它化石能源相比，天然气的碳含量低而氢含量高，是燃烧后温室气体（COCO2 2）排放量）排放量最少的能源。最少的能源。 相同发热量下各种化石燃料炭排放量是天然气相同发热量下各种化石燃料炭排放量是天然气0.610.61、LPG0.71LPG0.71、汽油、汽油0.800.80、煤油、煤油0.820.82、柴油、柴油0.840.84、原油、原油0.850.85、重油、重油0.880.88、烟煤、烟煤1.091.09、无烟煤、无烟煤1.141.14 3 3、天然气是利用效率高的能源、天然气是利用效率高的能源 使用天然气可以十分显著地提高工业和民用（商业用）能源利用效率，如使用天然气可以

35、十分显著地提高工业和民用（商业用）能源利用效率，如： 工业燃煤锅炉效率工业燃煤锅炉效率50-60%50-60%，燃气锅炉效率，燃气锅炉效率80-90%80-90%； 家庭燃煤炉灶具效率家庭燃煤炉灶具效率20-25%20-25%，燃气灶效率，燃气灶效率55-65%55-65%； 发电站燃煤蒸汽发电效率一般发电站燃煤蒸汽发电效率一般40%40%，而燃气联合循环发电效率，而燃气联合循环发电效率60%60%； 合成氨是高能耗工业，世界约合成氨是高能耗工业，世界约90%90%的合成氨用天然气生产，吨氨天然气耗量大幅的合成氨用天然气生产，吨氨天然气耗量大幅度下降。度下降。 4 4、天然气是安全可靠的能源、

36、天然气是安全可靠的能源 天然气也属于甲级易燃、易爆的危险化学品，但在现有燃料中其安全性天然气也属于甲级易燃、易爆的危险化学品，但在现有燃料中其安全性最为可靠。如下表：最为可靠。如下表： 燃料名称燃料名称 燃点燃点 爆炸极限爆炸极限 密度比空气密度比空气 挥发性挥发性 天然气天然气 650 5-15% 650 5-15% 小小 易易 LPG 490 1.5-9.1% LPG 490 1.5-9.1% 大大 难难 汽油汽油 425 1.4-7.6% 425 1.4-7.6% 大大 难难 柴油柴油 260 0.5-4.1% 260 0.5-4.1% 大大 难难 天然气爆炸下限和燃点，都比液化石油气和

37、汽柴油都高出许多，不易燃烧和天然气爆炸下限和燃点，都比液化石油气和汽柴油都高出许多，不易燃烧和爆爆炸；天然气相对密度为炸；天然气相对密度为0.60.6左右，比空气左右，比空气1.291.29轻，泄漏的天然气很快会在空气轻，泄漏的天然气很快会在空气中散发，且爆炸极限范围窄，在自然环境难以形成遇火爆燃条件，而空气中含有中散发，且爆炸极限范围窄，在自然环境难以形成遇火爆燃条件，而空气中含有10%10%液化石油气，人在该气体中液化石油气，人在该气体中5 5分钟就会麻醉；一旦压缩天然气从储罐或管路中分钟就会麻醉；一旦压缩天然气从储罐或管路中泄漏，在泄漏点周围会立即形成低温区，使天然气燃烧困难。泄漏，在泄

38、漏点周围会立即形成低温区，使天然气燃烧困难。十六、十六、LNGLNG的六大优点的六大优点 1 1）LNGLNG体积比同质量的天然气小体积比同质量的天然气小625625倍，所以可用汽车轮船很方便地将倍，所以可用汽车轮船很方便地将LNGLNG运到没有天然气的地方使用。运到没有天然气的地方使用。 2 2）LNGLNG储存效率高，占地少。投资省，储存效率高，占地少。投资省，10m10m3 3LNGLNG储存量就可供储存量就可供2 2万户居民万户居民1 1天天的生活用气。的生活用气。1 1户居民天然气用量户居民天然气用量0.30.3方方/ /日，日，1010方方/ /月。月。 3 3）LNGLNG是优质

39、的车用燃料，与汽油相比，具有辛烷值高、抗爆性能好、发是优质的车用燃料，与汽油相比，具有辛烷值高、抗爆性能好、发动机寿命长。燃料费用低。环保性能好等优点。它可将汽油汽车尾气中动机寿命长。燃料费用低。环保性能好等优点。它可将汽油汽车尾气中HCHC减少减少72%72%，NOxNOx减少减少39%39%， COCO减少减少90%90%，SOxSOx、PbPb降为零。降为零。 4 4）LNGLNG汽化潜热高，液化过程中的冷量可回收利用。汽化潜热高，液化过程中的冷量可回收利用。 5 5）由于）由于LNGLNG汽化后密度很低，只有空气的一半左右，稍有泄漏立即飞散开汽化后密度很低，只有空气的一半左右，稍有泄漏

40、立即飞散开来，不致引起爆炸。来，不致引起爆炸。 6 6）由于）由于LNGLNG组分较纯，燃烧完全，燃烧后生成二氧化碳和水，所以它是很组分较纯，燃烧完全，燃烧后生成二氧化碳和水，所以它是很好的清洁燃料，有利于保护环境，减少城市污染。好的清洁燃料，有利于保护环境，减少城市污染。 十七、十七、LNGLNG的生产、运输、储存的生产、运输、储存 LNGLNG的生产工艺一般分以下三种：一是阶式混和制冷工艺，二是混和阶式制冷的生产工艺一般分以下三种：一是阶式混和制冷工艺，二是混和阶式制冷工艺，三是压缩、膨胀制冷工艺。工艺，三是压缩、膨胀制冷工艺。LNGLNG工厂主要设备有压缩机、膨胀机、换热器、工厂主要设备

41、有压缩机、膨胀机、换热器、分离器、低温储罐、低温泵、低温槽车等。分离器、低温储罐、低温泵、低温槽车等。 LNGLNG的运输方式主要有轮船、火车。汽车槽车等方式。在的运输方式主要有轮船、火车。汽车槽车等方式。在500500800800公里经济运公里经济运输半径范围内，采用汽车槽车运输输半径范围内，采用汽车槽车运输LNGLNG是比较理想的方式。槽车罐体采用双壁真空是比较理想的方式。槽车罐体采用双壁真空粉未绝热，配有操作阀安全系统及输液软管等。国内低温液体槽车的制造技术比粉未绝热，配有操作阀安全系统及输液软管等。国内低温液体槽车的制造技术比较成熟，槽车使用安全。较成熟，槽车使用安全。 LNGLNG产

42、品采用深冷液体储罐储存，液体储罐为双壁真空粉未绝热，产品采用深冷液体储罐储存，液体储罐为双壁真空粉未绝热，LNGLNG的日蒸的日蒸发率（发率（BOGBOG）可控制在）可控制在0.46%0.46%之内，储存周期为之内，储存周期为4 4天。天。 十八、天然气的用途十八、天然气的用途 1 1、作为燃料的用途：、作为燃料的用途： 天然气具有热值高、不含灰份、容易燃烧完全、燃烧后对环境污染小、运输方便、天然气具有热值高、不含灰份、容易燃烧完全、燃烧后对环境污染小、运输方便、价格较低廉等优点，热值通常为价格较低廉等优点，热值通常为35.635.6兆焦兆焦/ /标准立方米，是煤气的一倍以上。标准立方米，是煤

43、气的一倍以上。 a a、是理想的发电燃料是理想的发电燃料 投资比燃煤电厂低投资比燃煤电厂低20%20%左右，而且环境污染小、控制与管左右，而且环境污染小、控制与管理方便、易于实现自动化；理方便、易于实现自动化； b b、是理想的灶具燃料是理想的灶具燃料 其热效率比燃煤高其热效率比燃煤高20%20%以上，而且价格低廉；以上，而且价格低廉； c c、是理想的汽车燃料是理想的汽车燃料 可大大减少汽车尾气的环境污染，原料成本较低；可大大减少汽车尾气的环境污染，原料成本较低； 因此，天然气是一种高效、清洁的造纸、冶金、陶瓷、玻璃、印染、发电与民用燃因此，天然气是一种高效、清洁的造纸、冶金、陶瓷、玻璃、印

44、染、发电与民用燃料。料。 2 2、作为化工原料的用途：、作为化工原料的用途： 主要由天然气的化学组份决定，由于天然气的含氢量高一次加工可以生产合成氨、主要由天然气的化学组份决定，由于天然气的含氢量高一次加工可以生产合成氨、甲醇、炭黑等甲醇、炭黑等2020多个品种；二次或三次深加工可以生产甲醛、醋酸、碳酸二甲酯等多个品种；二次或三次深加工可以生产甲醛、醋酸、碳酸二甲酯等5050多个化工产品。多个化工产品。十九、天然气近期可利用技术十九、天然气近期可利用技术 天然气用于城市能源消费是最佳选择，参考世界经济发达国家利用天然气的经验，天然气用于城市能源消费是最佳选择，参考世界经济发达国家利用天然气的经

45、验，并根据并根据2121世纪国家经济发展战略和规划的具体国情，我国近期天然气可利用的技术世纪国家经济发展战略和规划的具体国情，我国近期天然气可利用的技术如下：如下： （一）天然气顶替油料用作化工原料和工业燃料（一）天然气顶替油料用作化工原料和工业燃料 a a、天然气用于替代油料做合成氨原料、天然气用于替代油料做合成氨原料 全世界约有全世界约有85%85%的合成氨和的合成氨和90%90%的甲醇是以天然气为原料的，而我国仅为的甲醇是以天然气为原料的，而我国仅为20%20%和和25%25%，国内，国内8282家大中型化肥厂有家大中型化肥厂有2020家以油料为主，由于原料成本过高而造成生产长期家以油料

46、为主，由于原料成本过高而造成生产长期亏损或不能满负荷运转。若能改为以天然气为原料，可取得更好的效果。亏损或不能满负荷运转。若能改为以天然气为原料，可取得更好的效果。 b b、天然气用于替代炼油工业燃料油、天然气用于替代炼油工业燃料油 按热值计算并考虑燃烧效率，约为按热值计算并考虑燃烧效率，约为1.2m1.2m3 3富含甲烷天然气可顶替富含甲烷天然气可顶替1kg1kg油，而被顶替油，而被顶替的重油又可以进行深加工，提高炼厂的综合效率。的重油又可以进行深加工，提高炼厂的综合效率。 c c、天然气替代石脑油用作炼厂制氢原料、天然气替代石脑油用作炼厂制氢原料 天然气是优质的提供氢源的原料，可使炼厂提高

47、轻质油收率天然气是优质的提供氢源的原料，可使炼厂提高轻质油收率5%5%10%10%，并使产品，并使产品质量和产品结构得到提高和优化。质量和产品结构得到提高和优化。 d d、天然气替代油品用作工业窑炉燃料、天然气替代油品用作工业窑炉燃料在建材和陶瓷工业中用天然气来替代油料，不仅可以改善操作环境，而且可显著提在建材和陶瓷工业中用天然气来替代油料，不仅可以改善操作环境，而且可显著提高产品质量，带来明显的经济效益。高产品质量，带来明显的经济效益。（二）天然气顶替煤炭用于城市供暖和发电（二）天然气顶替煤炭用于城市供暖和发电 目前世界电力工业的燃料中，天然气占目前世界电力工业的燃料中，天然气占31.12%

48、31.12%，而我国目前仅有，而我国目前仅有2.9%2.9%，处于较，处于较低水平，天然气发电其热效益比煤发电高低水平，天然气发电其热效益比煤发电高22%22%25%25%，建设投资和操作费用均约为煤，建设投资和操作费用均约为煤电的电的50%50%60%60%，而且具有发电机组启动快，即可作为基本负荷，又可用于调峰等优，而且具有发电机组启动快，即可作为基本负荷，又可用于调峰等优点。点。 （三）天然气代替汽油或柴油做车用燃料（三）天然气代替汽油或柴油做车用燃料 a a、环境污染小、环境污染小 排气中的排气中的COCO减少减少97%97%、烃类减少、烃类减少72%72%、COCO2 2减少减少24

49、%24%、NONOX X减少减少39%39%、SOSO2 2减少减少90%90%、PMPM（粉尘）可减少（粉尘）可减少100%100%； b b、安全可靠、安全可靠 天然气着火点为天然气着火点为650650750750，比汽油高约，比汽油高约260260，爆炸极限，爆炸极限4.7%4.7%15%15%，比汽油的，比汽油的1%1%6%6%要高出很多，更不容易燃烧和爆炸；要高出很多，更不容易燃烧和爆炸； c c、性能优于燃油车、性能优于燃油车 燃气汽车的发动机磨损少，对设备的腐蚀小，燃烧后结燃气汽车的发动机磨损少，对设备的腐蚀小，燃烧后结炭少，冷启动和热启动驾驶能力强、气阻小，抗暴性能好；炭少，冷

50、启动和热启动驾驶能力强、气阻小，抗暴性能好； d d、经济可行、经济可行 按汽车年行驶里程按汽车年行驶里程5 5万公里计，一辆天然气汽车一年可节约汽万公里计，一辆天然气汽车一年可节约汽油油8 810t10t，可节约燃料，可节约燃料1 1万多元；可减少机油费万多元；可减少机油费50%50%左右，发动机使用寿命可延长左右，发动机使用寿命可延长2 23 3倍，大修间隔里程延长倍，大修间隔里程延长2 22.52.5万公里，车辆改装费半年即可收回，即使投资较万公里，车辆改装费半年即可收回，即使投资较高的加气站三年左右也可收回。高的加气站三年左右也可收回。二十、天然气碳排量二十、天然气碳排量 “ “碳排放

51、量碳排放量”指的是人们消耗化石燃料（煤、石油、天然气）产生的二氧化指的是人们消耗化石燃料（煤、石油、天然气）产生的二氧化碳排放量。一个碳原子充分燃烧后会生成一个二氧化碳分子，碳的原子量是碳排放量。一个碳原子充分燃烧后会生成一个二氧化碳分子，碳的原子量是1212，二氧化碳分子量为二氧化碳分子量为4444，因此由碳燃烧，到二氧化碳生成，物质重量从，因此由碳燃烧，到二氧化碳生成，物质重量从1212增加到增加到4444，产物比原料重了产物比原料重了3.73.7倍，所以从理论上倍，所以从理论上1Kg1Kg纯碳完全燃烧后，会产生纯碳完全燃烧后，会产生3.7Kg3.7Kg的二氧的二氧化碳。这就是化碳。这就是

52、“碳排放量碳排放量”。 标准煤亦称煤当量，标准煤亦称煤当量，1 1吨标准煤的能量，约为吨标准煤的能量，约为0.710.71吨纯碳充分燃烧释放的吨纯碳充分燃烧释放的能量，能量，0.70.7吨乘以吨乘以3.73.7得出：消耗得出：消耗1 1吨标准煤的能源，排放的二氧化碳为吨标准煤的能源，排放的二氧化碳为2.62.6吨。吨。 根据一些资料可得这些燃料的典型热值及产生的根据一些资料可得这些燃料的典型热值及产生的COCO2 2： 天然气天然气 85008500千卡千卡/m/m3 3，产生的，产生的COCO2 2为为1.9kg/m1.9kg/m3 3 标准煤标准煤 70007000千卡千卡/kg/kg，产

53、生的，产生的COCO2 2为为3.7kg/kg3.7kg/kg 原原 油油 92009200千卡千卡/kg /kg 产生的产生的COCO2 2为为3.1kg/kg3.1kg/kg 原原 煤煤 40004000千卡千卡/kg /kg 产生的产生的COCO2 2为为2.6kg/kg2.6kg/kg 汽汽 油油 85008500千卡千卡/L /L 产生的产生的COCO2 2为为2.3kg/L2.3kg/L。 各发各发1000010000千卡热量，需千卡热量，需 天然气天然气 1.20 m1.20 m3 3，产生，产生COCO2 2为为2.26kg2.26kg； 原原 油油 1.09kg1.09kg，

54、产生，产生COCO2 2为为3.37kg3.37kg； 标准煤标准煤 1.73kg1.73kg，产生，产生COCO2 2为为5.14kg5.14kg。 发热量相同的情况下，天然气的碳排放量比煤低发热量相同的情况下，天然气的碳排放量比煤低44%44%，用天然气代替煤，减少，用天然气代替煤，减少煤的碳排放量的煤的碳排放量的56%56%。二十一、常用二十一、常用燃料热值燃料热值 燃料名称燃料名称 ff ff 热值热值MJ/kg MJ/kg 折合天然气折合天然气 固体燃料固体燃料 焦炭焦炭 29 0.829 0.8 原煤原煤 18 0.5 18 0.5 液体燃料液体燃料 LNG 50 1.4LNG 5

55、0 1.4 柴油柴油 46 1.3 46 1.3 LPG LPG（液态）（液态） 46 1.346 1.3 汽油汽油 43 1.243 1.2 煤油煤油 43 1.243 1.2 原油原油 41 1.141 1.1 重油重油 41 1.141 1.1 焦油焦油 36 1.0 36 1.0 气体燃料气体燃料 天然气天然气 3636 1 1 矿井气（沼气）矿井气（沼气） 1818 0.50.5 焦炉煤气（直立炉）焦炉煤气（直立炉） 18 0.518 0.5 水煤气水煤气 10 0.2310 0.23 发生炉煤气发生炉煤气 5 0.145 0.14 电电 3.6 0.13.6 0.1 第一部分第一部

56、分 天然气基本理论天然气基本理论二十二、天然气计量二十二、天然气计量 采用国家法定计量单位，保证计量器具量值与计量标准量值的一致，是天然采用国家法定计量单位，保证计量器具量值与计量标准量值的一致，是天然气流量测量的基本准则。天然气计量主要是流量测量，其单位以体积表示称气流量测量的基本准则。天然气计量主要是流量测量，其单位以体积表示称“体体积流量积流量”，以质量表示称为，以质量表示称为“质量计量质量计量”。体积流量计量单位，符号为。体积流量计量单位，符号为m m3 3/h/h，体，体积总量计量单位符号为积总量计量单位符号为m m3 3；质量流量计量单位，符号为；质量流量计量单位，符号为kg/hk

57、g/h，质量总量计量单位，质量总量计量单位符号为符号为kgkg或或t t。 上述体积单位按上述体积单位按GB1314-77GB1314-77和和SY/T6143-96SY/T6143-96规定，天然气的体积流量计量是在规定，天然气的体积流量计量是在压力为压力为101.325kPa101.325kPa、温度为、温度为2020这一基准状态下的体积。这一基准状态下的体积。 在国际天然气贸易的情况下，由于各地区气质不同，采用体积单位引起不少在国际天然气贸易的情况下，由于各地区气质不同，采用体积单位引起不少纠纷，所以国际上天然气计量是按照能量输送原则，即体积测量和体积发热量的纠纷，所以国际上天然气计量是

58、按照能量输送原则，即体积测量和体积发热量的测量合成，计算出天然气的输送能量，计量单位热值，符号为测量合成，计算出天然气的输送能量，计量单位热值，符号为MJMJ或或MbtuMbtu。 二十三、天然气的利用政策二十三、天然气的利用政策 国家发改委研究制定的国家发改委研究制定的天然气利用政策天然气利用政策指出，天然气利用领域归纳为四指出，天然气利用领域归纳为四大类，即大类，即城市燃气、工业燃料、天然气发电和天然气化工城市燃气、工业燃料、天然气发电和天然气化工，分为优先类、允许类、，分为优先类、允许类、限制类和禁止类。限制类和禁止类。 优先类优先类发展城市燃气、汽车燃气和分布式冷热电三联供用户；发展城

59、市燃气、汽车燃气和分布式冷热电三联供用户； 允许类允许类发展以气代油、以气代液化石油气和以气代煤气项目，可中断用户以发展以气代油、以气代液化石油气和以气代煤气项目，可中断用户以及天然气制氢项目；及天然气制氢项目； 限制类限制类以天然气为原料的合成氨和碳一化工项目以天然气为原料的合成氨和碳一化工项目； 禁止类禁止类天然气制甲醇和煤炭基地燃气发电项目天然气制甲醇和煤炭基地燃气发电项目。二十四、天然气二十四、天然气“照付不议照付不议”条款条款 天然气天然气“照付不议照付不议”条款是目前天然气国际贸易最常用的合同形式，又称条款是目前天然气国际贸易最常用的合同形式，又称“不提货亦需付款不提货亦需付款”条

60、款。条款。“照付不议照付不议”条款只是天然气购销合同中的付款条款，条款只是天然气购销合同中的付款条款，在天然气供不应求的国家或地区广泛采用在天然气供不应求的国家或地区广泛采用“照付不议照付不议”付款协议。付款协议。一、天然气矿场集输一、天然气矿场集输 从气井和油井生产出来的天然气，通过油田内的采气管线输送到处理站从气井和油井生产出来的天然气，通过油田内的采气管线输送到处理站的过程。的过程。二、天然气净化处理二、天然气净化处理 是指脱除天然气中常含有的有机硫化物等酸性气体和硫化氢、二氧化碳是指脱除天然气中常含有的有机硫化物等酸性气体和硫化氢、二氧化碳以及水分的过程。以及水分的过程。 一般要进行三