天然气的概念学习教案

1、天然气的概念天然气的概念(ginin)第一页，共67页。第1页/共67页第二页，共67页。第2页/共67页第三页，共67页。序号序号项目名称项目名称承担单位承担单位试点内容试点内容实施时间实施时间1中外运长航长江干线主力船型船舶应用LNG综合试点项目中国外运长航集团有限公司（1）新建2艘内河LNG燃料动力船；（2）在湖北黄冈配套试点建设LNG加注站及LNG接卸码头；（3）在湖北宜昌试点建设岸基式水/陆兼用的LNG加注站；（4）为出台相关技术标准规范提供支撑2014-20162中海油沿海水运应用LNG试点项目中国海洋石油总公司（1）建设5艘5000HP(1800载重吨）的LNG燃料动力PSV；（

2、2）建造4艘用于沿海LNG接卸码头的LNG燃料动力港作拖轮；（3）建造1艘3万方LNG动力LNG运输兼加注船2014-20163浙江舟山国际船舶LNG加注试点项目新奥能源控股有限公司（1）建设沿海和远洋船舶LNG加注站，形成具有独立知识产权的加注技术；（2）为出台相关技术标准规范提供支撑2014-20164内河LNG移动加注船试点项目徐州新奥清洁能源有限公司中石化长江燃料有限公司大连玉柴能源有限公司（1）分别按照有关试点标准和要求各研发建造1艘内河LNG移动加注船；（2）为出台相关技术标准规范提供支撑2014-20165中石化长江干线“油气合一”趸船式LNG加注站建设试点项目中石化长江燃料有限

3、公司（1）建设2座趸船式“油气合一”LNG加注站；（2）为出台相关技术标准规范提供支撑2014-20166昆仑能源南水北调水源地丹江口库区水运应用LNG综合试点项目昆仑能源长航（武汉）天然气有限公司（1）新建3艘LNG燃料动力普通货船；（2）新建2艘LNG燃料动力航标艇；（3）建设1座岸基式LNG加注站2014-20167新奥能源长江中下游岸基式LNG加注站及LNG运输中转试点项目新奥能源控股有限公司（1）在长江干线试点建设1座岸基式LNG加注站；（2）探索内河岸基式加注站兼顾LNG中转运输功能；（3）研究提出长江干线船舶LNG加注服务标准2014-2016一、试点一、试点(sh din)项目

4、名单（共项目名单（共7个）个）水运行业应用液化天然气（LNG）首批试点(sh din)示范项目 第3页/共67页第四页，共67页。序号序号项目名称项目名称承担单位承担单位示范内容示范内容实施时间实施时间1上海港应用LNG示范项目上海国际港务（集团）股份有限公司（1）建设1座车用LNG加注站；（2）试点开展轮胎式起重机应用LNG；（3）200辆集装箱卡车（前期投入使用50辆）应用LNG2014-20162连云港港应用LNG示范项目连云港港口股份有限公司（1）建设3座车用LNG加注站（2）购置LNG动力车辆和机械设备100台；（3）开展港口工程船应用LNG研究与改造2014-20163西江干线广西

5、段应用LNG示范项目广西西江投资集团有限责任公司（1）新建LNG燃料动力普通货船100艘；（2）配套建设水上LNG加注站1座；（3）建设西江干线船舶应用LNG综合管理信息系统；（4）形成西江干线船舶LNG加注服务标准；（5）为形成广西西江干线船舶应用LNG安全监管指南奠定基础；（6）探索西江干线LNG动力船优先过闸措施，提交论证报告2014-20164川江及三峡库区水运应用LNG示范项目昆仑能源重庆川港燃气有限公司（1）联合重庆轮船（集团）有限公司、民生轮船股份有限公司等新建LNG燃料动力执法船5艘、工程船5艘、干散货船45艘、集装箱船5艘、滚装船2艘；（2）按照相关试点要求新建1艘LNG移动

6、加注船；（3）新建1座岸基式LNG加注站；（4）建设三峡库区水运应用LNG综合管理信息系统；（5）研究探索LNG动力船过三峡船闸的建议2014-20165长江干线江苏段水运应用LNG示范项目江苏海企港华燃气发展有限公司江苏润祥高桥港务公司（1）在长江沿线建设1座趸船式LNG加注站，按照相关试点标准建造移动加注船1艘；（2）联合南京淳源海运有限公司、江苏大津重工有限公司、镇江市船舶检验局等新建100艘LNG燃料动力普通货船；（3）建设1座岸基式LNG加注站，同时具备陆域仓储转运功能2014-20166中海油LNG在内河水运行业应用示范项目中海石油气电集团有限责任公司（1）联合浙江吉安县远亚运输有

7、限公司、广州市柏福莱海运公司等新建100艘LNG燃料动力普通货船；（2）配套建设2座岸基式LNG加注站2014-2016二、示范二、示范(shfn)项目名单（共项目名单（共6个）个）水运行业应用(yngyng)液化天然气（LNG）首批试点示范项目 第4页/共67页第五页，共67页。三、示范区项目三、示范区项目(xingm)名单（共名单（共3个）个）序号项目名称承担单位主要参加单位示范区内容实施时间1深圳港应用LNG综合示范区深圳市交通委员会(1)招商局国际蛇口集装箱码头有限公司(2)招商局国际赤湾集装箱码头有限公司(3)盐田国际集装箱码头有限公司(4)深圳大铲湾现代港口发展有限公司(5)中海油

8、粤港能源发展有限公司（1）积极开展港作LNG动力拖轮新建工作，配套建设1座船舶LNG加注站；（2）试点建造1座国际船舶LNG加注站；（3）港内500辆车辆应用LNG，积极推进机械设备应用LNG，港区内配套建设6座车用LNG加注站；（4）港区内（深圳西部）试点建造1座LNG发电站，替代岸电供应靠港船舶；（5）建设港区应用LNG的综合管理信息系统，建立节能减排动态监测平台；（6）为出台相关技术标准规范提供支撑（7）通过示范，全港口车辆50%采用LNG动力；（8）系统总结示范区建设经验，供其他港口借鉴；2014-20162京杭运河江苏段水运应用LNG综合示范区江苏省交通运输厅（1）江苏省地方海事局（

9、2）江苏鸿运绿色能源有限公司（3）江苏蓝色船舶动力有限公司（1）新建LNG燃料动力船舶300艘；（2）建设2座岸基式LNG加注站；（3）建设京杭运河船舶应用LNG综合管理信息系统；（4）形成江苏省京杭运河船舶LNG加注服务标准；（5）形成江苏省京杭运河船舶应用LNG安全监管指南；（6）探索江苏省京杭运河LNG燃料动力船优先过闸措施，提交论证报告2014-20163安徽皖江与巢湖水运应用LNG综合示范区安徽省港航管理局（1）新奥能源控股有限公司（2）安徽嘉润动力有限公司（3）华强天然气发展有限公司（4）马鞍山鸿运绿色能源有限公司（1）新建LNG燃料动力普通货船300艘；（2）在巢湖配套建设1个L

10、NG加注站；（3）在池州新建集LNG燃料动力船舶加注、维修保养、人员培训等为一体的船用LNG综合服务中心；（4）建立安徽船舶应用LNG综合管理信息系统；（5）形成长江干线船舶LNG加注服务标准；（6）形成安徽省船舶应用LNG安全监管指南2014-2016水运行业应用(yngyng)液化天然气（LNG）首批试点示范项目 第5页/共67页第六页，共67页。1、定义、定义广义：是存在于自然界的一切气体。广义：是存在于自然界的一切气体。 如大气、地下气、宇宙气等。如大气、地下气、宇宙气等。狭义：是指存在于地下岩层狭义：是指存在于地下岩层(yncng)中的各种气中的各种气体。体。 如气层气、油田气、煤层

11、气等。如气层气、油田气、煤层气等。二、天然气的概念二、天然气的概念(ginin)第6页/共67页第七页，共67页。2、天然气的分类、天然气的分类(fn li)二、天然气的概念二、天然气的概念(ginin)l常规天然气资源量全球常规天然气资源量全球(qunqi)约为约为600万亿方，万亿方，l 按照现在开采速度可供人类开发利用按照现在开采速度可供人类开发利用200-300年；年；l非常规天然气资源潜力非常巨大，近非常规天然气资源潜力非常巨大，近4000万亿方，万亿方，l 仅其中的天然气水合物就是全球仅其中的天然气水合物就是全球(qunqi)已知所有矿物燃料已知所有矿物燃料l (煤炭、石油和常规天

12、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倍。倍。 （1）依其成因和储存状态分依其成因和储存状态分 可分为：可分为：常规天然气和非常规天然气常规天然气和非常规天然气: 常规天然气常规天然气： 包括包括单一相态单一相态的气藏气、气层气、油藏溶解气等的气藏气、气层气、油藏溶解气等。 非常规天然气非常规天然气： 包括包括致密岩石中的煤层气、页岩气、深层气和天然气水合物。致密岩石中的煤层气、页岩气、深层气和天然气水合物。第7页/共67页第八页，共67页。（2）按产出分类）按产出分类: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、石油伴生气、石油伴生气 从油井中

13、与原油一起采出来的天然气，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；也叫溶解气、油田气等；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、煤层气、煤层气 从地下从地下(dxi)煤层中采出来的天然气；煤层中采出来的天然气；2、天然气的分类、天然气的分类(fn li)第8页/共67页第九页，共67页。（3）按状态分类）按状态分类: 标准天然气标准天然气 是指标准状态下（是指标准状态下（0、1atm）的天然气。其绝对密度为）的天然气。其绝对密度为0.71 kg/m3，相对密度为，相对密度为0.59，平均热值，平均热值36MJ/Nm3，约

14、为，约为8500千卡千卡/Nm3。 压缩天然气（压缩天然气（ Compressed Natural Gas 简称简称CNG） 是指把标准天然气增大压力是指把标准天然气增大压力(yl)20MPa以上的天然气。以上的天然气。 当压力当压力(yl)在在20MPa时，体积缩小为标准状态下的时，体积缩小为标准状态下的1/240。 以以CNG为燃料的车辆叫做为燃料的车辆叫做NGV（NaturalGasVehicle）。）。液化天然气（液化天然气（ Liquefied Natural Gas 简称简称LNG） 天然气在常压下，当冷却至天然气在常压下，当冷却至-162时，则由气态变成液态，称为液化天然气（简称

15、时，则由气态变成液态，称为液化天然气（简称LNG）。）。 LNG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1/6252、天然气的分类、天然气的分类(fn li)第9页/共67页第十页，共67页。3、天然气的特性(txng)天然气主要由甲烷、乙烷(y wn)、丙烷和丁烷等烃类组成， 其中甲烷占80%90%。天然气通常可以分为纯天然气、石油伴生气、凝析气和矿井气4种。二、天然气的概念二、天然气的概念第10页/共67页第十一页，共67页。3、天然气化学、天然气化学(huxu)组成组成二、天然气的概念二、天然气的概念(ginin)天然气主要成份天然气主要成份a、可燃气

16、体、可燃气体 主要是甲烷（主要是甲烷（CH4）等烃类气体；）等烃类气体；b、酸性气体、酸性气体 如二氧化碳（如二氧化碳（CO2）、硫化氢（）、硫化氢（H2S）等；）等；c、水蒸气、水蒸气第11页/共67页第十二页，共67页。4、天然气主要、天然气主要(zhyo)物理性质物理性质二、天然气的概念二、天然气的概念(ginin)第12页/共67页第十三页，共67页。二、天然气的概念二、天然气的概念(ginin)第13页/共67页第十四页，共67页。二、天然气的概念二、天然气的概念(ginin)第14页/共67页第十五页，共67页。热值是热值是4.2MJ/Nm34.2MJ/Nm3。l主要作为炼焦炉的燃

17、料。主要作为炼焦炉的燃料。二、天然气的概念二、天然气的概念(ginin)第15页/共67页第十六页，共67页。l压缩天然气与液化天然气的异同点压缩天然气与液化天然气的异同点l 二者均为天然气，只是状态不同、热值不同。二者均为天然气，只是状态不同、热值不同。l 压缩天然气是气态，高压常温，压力一般为压缩天然气是气态，高压常温，压力一般为20MPa以上；以上；l 而液化天然气是液态，常压低温，温度一般低于而液化天然气是液态，常压低温，温度一般低于-161，l LNG热值要高于热值要高于CNG热值。热值。l液化天然气（液化天然气（LNG）与液化石油气）与液化石油气(LPG)的区别的区别l 液化天然气

18、主要成分是甲烷液化天然气主要成分是甲烷(ji wn)、乙烷，要在很低（、乙烷，要在很低（-161）的温度下保存，体积是气态的）的温度下保存，体积是气态的625倍，液态热值倍，液态热值51MJ/kg，气态热值，气态热值42MJ/Nm3；l 而而LPG主要成分是丙丁烷和丙丁烯，一般保存温度是主要成分是丙丁烷和丙丁烯，一般保存温度是-60，体积是气态的，体积是气态的250倍，液化天然气热值比液化石油气的热值高。倍，液化天然气热值比液化石油气的热值高。二、天然气的概念二、天然气的概念(ginin)第16页/共67页第十七页，共67页。l天然气的突出优点天然气的突出优点l 1、天然气是高热值对的能源、天

19、然气是高热值对的能源l 天然气是化石天然气是化石(hush)燃料中氢碳比最高的燃料，因而是化石燃料中氢碳比最高的燃料，因而是化石(hush)燃料中热值最高的能源。燃料中热值最高的能源。 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 天然气不含固体颗粒物，硫含量极微，燃烧后排放的天然气不含固体颗粒物，硫含量极微，燃烧后排放的SO2与燃油和燃煤相比微不足道；天然气不与燃油和燃煤相比微不足道；天然气不含化合氮，燃烧后排放的含化合氮，燃烧后排放的NOx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。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

20、的碳含量低而氢含量高，是燃烧后温室气体（与其它化石能源相比，天然气的碳含量低而氢含量高，是燃烧后温室气体（CO2）排放量最少的）排放量最少的能源。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0.61、LPG0.71、汽油、汽油0.80、煤油、煤油0.82、柴油、柴油0.84、原油、原油0.85、重油、重油0.88、烟煤、烟煤1.09、无烟煤、无烟煤1.14 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 工业工业(gngy)燃煤锅炉效率燃煤锅炉效率50-60%，燃气锅炉效率，燃气锅炉效率80-90%； 家庭燃煤炉灶具效率家庭燃煤炉灶具效率20

21、-25%，燃气灶效率，燃气灶效率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%，而燃气联合循环发电效率，而燃气联合循环发电效率60%； 合成氨是高能耗工业合成氨是高能耗工业(gngy)，世界约，世界约90%的合成氨用天然气生产，吨氨天然气耗量大幅度下的合成氨用天然气生产，吨氨天然气耗量大幅度下降。降。二、天然气的概念二、天然气的概念(ginin)第17页/共67页第十八页，共67页。l天然气的突出优点天然气的突出优点l4、天然气是安全可靠的能源、天然气是安全可靠的能源l 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

22、学品，但在现有燃料中其安全性l最为可靠。如下表：最为可靠。如下表：l 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l 天然气天然气 650 5-15% 小小 易易l LPG 490 1.5-9.1% 大大 难难 l 汽油汽油 425 1.4-7.6% 大大 难难l 柴油柴油 260 0.5-4.1% 大大 难难l 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l爆炸；天然气相对密度为爆炸；天然气相对密度为0.6左右，比空气左右，比空气1.29轻，泄漏轻，泄漏(xilu)的天

23、然气很快会在空气的天然气很快会在空气l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l10%液化石油气，人在该气体中液化石油气，人在该气体中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l泄漏泄漏(xilu)，在泄漏，在泄漏(xilu)点周围会立即形成低温区，使天然气燃烧困难。点周围会立即形成低温区，使天然气燃烧困难。二、天然气的概念二、天然气的概念(ginin)第18页/共67页第十九页，共67页。碳排量碳排量 “碳排放量碳排放量”指的是人们消耗化石燃料（煤、

24、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12，二氧化碳分子量为，二氧化碳分子量为44，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12增加增加(zngji)到到44，产物比原料重了，产物比原料重了3.7倍，所以从理论上倍，所以从理论上1Kg纯碳完全燃烧后，会产生纯碳完全燃烧后，会产生3.7Kg的二氧化碳。这就是的二氧化碳。这就是“碳排放量碳排放量”。 标准煤亦称煤当量，标准煤亦称煤当量，

25、1吨标准煤的能量，约为吨标准煤的能量，约为0.71吨纯碳充分燃烧释放的能量，吨纯碳充分燃烧释放的能量，0.7吨乘以吨乘以3.7得出：消耗得出：消耗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2.6吨。吨。 第19页/共67页第二十页，共67页。l天然气的勘探(kntn)和开采二、天然气的概念二、天然气的概念(ginin)第20页/共67页第二十一页，共67页。SHOHCO222、l天然气的净化(jnghu)二、天然气的概念二、天然气的概念(ginin)第21页/共67页第二十二页，共67页。l天然气资源(zyun)与生产二、天然气的概念二、天然气的概念(ginin)第22

26、页/共67页第二十三页，共67页。l天然气的发展前景二、天然气的概念二、天然气的概念(ginin)第23页/共67页第二十四页，共67页。l 我国的天然气资源(zyun)二、天然气的概念二、天然气的概念(ginin)第24页/共67页第二十五页，共67页。l天然气市场(shchng)l天然气的应用(yngyng)发电民用及商业燃料化肥及化工原料工业燃料二、天然气的概念二、天然气的概念第25页/共67页第二十六页，共67页。1、煤层气（俗称(s chn)瓦斯） 是一种与煤伴生，以吸附状态储存于煤层内的非常规天然气，其中甲烷含量大于95%，热值33.44 kJ/m3以上，是一种优质洁净的能源。2、

27、中国是世界(shji)上主要的煤炭生产大国之一，煤炭生产居世界(shji)首位，也是世界(shji)上煤炭资源和煤层气资源最丰富的国家之一。丰富的煤层气资源有望成为中国21世纪的接替性能源之一。3、21世纪(shj)发展煤层气的意义减轻我国石油和天然气的供应压力；能有效地改善煤矿安全生产条件；将有效地保护大气环境。三、煤层气三、煤层气第26页/共67页第二十七页，共67页。第27页/共67页第二十八页，共67页。第28页/共67页第二十九页，共67页。第29页/共67页第三十页，共67页。第30页/共67页第三十一页，共67页。第31页/共67页第三十二页，共67页。第32页/共67页第三十三

28、页，共67页。第33页/共67页第三十四页，共67页。我国的煤层气资源(zyun)抽放煤层气是减少(jinsho)瓦斯涌出量、防止瓦斯爆炸和突发事故的根本性措施，到目前为止，全国已由146个煤层气抽放矿井，年抽放量6亿7亿m3，利用量达4.8亿m3。主要用于民用、发电、化工原料和锅炉炉窑的燃料等，抚顺和阳泉矿区煤层气的抽放量和利用率一直居全国首位。第34页/共67页第三十五页，共67页。天然气水合物分子结构天然气水合物分子结构(fn z ji u)示意图示意图四、天然气水合物天然气水合物由水分子(fnz)和燃气分子(fnz)构成，外层是水分子(fnz)构架，核心是燃气分子(fnz)。 其中燃气

29、分子(fnz)绝大多数是甲烷，所以天然气水合物也称为甲烷水合物。天然气水合物资源丰富，据估计，全球天然气水合物中甲烷的总量约为1.8108亿m3 ，其含碳总量为石油、天然气、和煤含碳总量的两倍，因此有专家乐观地估计，当全球化石能源枯竭殆尽，天然气水合物将成为新的替代能源。第35页/共67页第三十六页，共67页。第36页/共67页第三十七页，共67页。第37页/共67页第三十八页，共67页。水、冰和天然气水合物热物理性质(wl xngzh)的对比介质介质密度密度 （kg/mkg/m3 3）导热率系数导热率系数(W/m(W/mK)K)单位热容单位热容 (10(103 3J/kgJ/kgK)K)温度传导系数温度传导系数 (10(10-6-6m m3 3/c)/c)水水100010000.550.554.194.190.130.13冰冰9209202.32.32.042.041.221.22天然气水天然气水合物合物6006000.620.622.042.040.510.51第38页/共67页第三十九页，共67页。天然气水合物