天然气基础知识培训

1、安徽省天然气开发股份有限公司涡阳站新员工培训计划涡阳站Contents目录01天然气基础知识02常用法定计量单位、符号及换算03仪器仪表04常用工具及材料06天然气储运知识07常用阀门、设备的结构、原理及操作要求08工艺流程09工艺操作10防腐知识11安全知识12线路13值班05计算机系统天然气基础知识培训 涡阳站 焦威风天然气的定义、组成及基本性质节流效应压力、温度及单位换算天然气中水合物形成及影响爆炸性Contents目目录录标准状态天然气基础知识1、天然气的概念 从自然界中产生的，以碳氢化合物（烃类)为主的可燃性气体叫做天然气。2、天然气的分类 1）按照气源来分类 油田伴生气、气田气、凝

2、析气田气 2）按照含凝析油量来分类 （1）干气 甲烷含量在气体成分中占90%以上（包含90%），其它成分较少。天然气基础知识天然气的定义、组成及基本性质 （2）湿气 这种天然气含甲烷在90%以下，含其它成分10%以上。 （3）按照含硫量的多少来分类 无硫和微硫天然气、低含硫天然气、中含硫天然气、高含硫天然气3、天然气的组成 天然气的主要成分是可燃的烃类气体，一般包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等。其中甲烷的比例远远高于其它烃烷气体。天然气中还可能含有少量的二氧化碳、硫化氢、氮气、水蒸气、微量的氦、氖、氩等气体。4、天然气的基本性质 未处理的可有汽油味，有时有硫化氢味。经处理过的天然气是无色、无味、无

3、毒和无腐蚀性的比空气轻，不溶于水的气体。 天然气燃烧不完全排出的CO会使人中毒。 天然气的热值：约33500KJ。 1）、密度 密度的定义为单位体积气体的质量，在标准状况（101325Pa，0）下，天然气的密度为为0.7174Kg/Nm3 ，相对密度（设空气的密度S空=1为0.5548, 可见天然气约比空气轻一半, 若房间内有漏失的天然气, 则必然凝集于房间上部, 要想排除它, 应在房间上部开孔通风排除室外, 同时这也是报警器安装在房间上部的原因。 影响因素： a、压力的影响：在温度一定时，一定质量的天然气，压力越大密度越大；压力越小，密度也越小。 b、温度的影响：在压力一定时，一定质量的天然

4、气，温度越大密度越小；温度越小密度越大。 理想气体状态方程pV = nRT。这个方程有4个变量：p是指理想气体的压强，V为理想气体的体积，n表示气体物质的量，而T则表示 理想气体的热力学温度；还有一个常量：R为理想气体常数。可以看出，此方程的变量很多。因此此方程以其变量多、适用范围广而著称，对常温常压下的空气也近似地适用。 2）、易燃易爆易燃：和空气混合后，温度达到550就会燃烧。易爆：在空气中，天然气浓度达到5%15%，遇火源会发生爆炸。 3）、粘度表示气体流动的难易程度，粘度大，不易流动，粘度小，易流动。 影响因素： a、温度的影响 气体的粘度随温度的升高而增大，随温度的降低而降低。 b、

5、压力的影响 低压下压力对粘度的影响很小，在高压下粘度随压力的升高而增大，随压力的降低而减小。 4）天气的含水量（1）绝对湿度单位体积或单位重量的天然气中所含水蒸气的重量。（2）相对湿度单位体积天然气的含水量与相同条件下（温度、压力）饱和状态天然气的含水量的比值。（3）露点在压力一定时，天然气中水蒸气达到饱和时的温度就叫做天然气在这种压力下的露点（水露点）。不同的压力下天然气有不同的露点，压力越大露点越高，压力越小露点越低。 5）天然气的临界状态 （1）、天然气的临界状态天然气有气态变成液态或有液态变成气态时的压力和温度。 （2）、天然气的临界温度使天然气变成液体的最高温度称为天然气的临界温度；

6、当高于临界温度时，无论用多大压力也不能使天然气变成液体。 （3）、天然气的临界压力在临界温度下，天然气有气态变成液 态的最小压力称为天然气的临界压力。 6）、天然气的燃烧值 （1）天然气的燃烧值单位体积（质量）天然气燃烧时所产生的热量称为天然气的燃烧值。 （2）全热值将汽化热计算在内的热值。 （3）净热值不计算汽化热的热值。 1、压力 垂直作用于物体的单位面积上的力。常见单位：还有Pa（帕斯卡，一牛顿作用在一平方米上），KPa，MPa，Bar，毫米水柱，毫米汞柱等压力单位。2、常用压力单位的换算 因为单位相差都很小，如果不是要精确计算，可以这样记： 1巴（bar）=1标准大气压（ATM）=1公

7、斤/平方厘米 =100千帕（KPa)=0.1兆帕（MPa） 1MPa=10bar=10KPa=106Pa3、绝压、表压、真空度、精度 1）绝压以绝对真空为准的压力。压力、温度及单位换算 2）表压压力表测出的压力。 3）真空度低于大气压力的那部分压力。 表压=内部压力-大气压力 如果没有外界大气压力的存在，那么内部压力就等于表压，即绝对压力。 表压=绝对压力-大气压 4）精度压力表精度等级是压力表精确度等级或准确度等级的简称。 精度等级=（允许误差仪表量程）X100% 大气压绝压精度等级4、温度 温度表示物体的冷热程度。常见单位:摄氏度()、华氏度(F)、开尔文温度（K） 摄氏温度以纯水的冰点为

8、0,沸点为100。 绝对温标以摄氏温度的零下273.15为起点，即为绝对零度。 华氏温标以摄氏零度定为32F，100为212F。 三种温度之间的换算关系： 摄氏温度和开尔文温度的关系： K=+273.15 摄氏温度和华氏温度的关系 ： = 1.8t + 32 （t为摄氏温度数，T为华氏温度数） 1、 节流效应 节流效应气体遇到压力突变引起温度急剧降低，甚至产生结冰的现象叫节流效应。 原理：1852年，焦耳和汤姆逊设计了一个节流膨胀实验，使温度为T1的气体在一个绝热的圆筒中由给定的高压p1经过多孔塞（如棉花、软木塞等）缓慢地向低压p2膨胀。多孔塞两边的压差维持恒定。膨胀达稳态后，测量膨胀后气体的

9、温度T2。他们发现，在通常的温度T1下，许多气体（氢和氦除外）经节流膨胀后都变冷（T2T1）。如果使气体反复进行节流膨胀，温度不断降低，最后可使气体液化。 气体在节流处压力急剧降低，使气体体积变大，气体在极短的时间内来不及与外界发生热交换，可近似看成绝热膨胀，因此只能消耗自己的内能对外做功，而内能与气体的温度成正比，因此气体的温度也急剧降低。节流效应2、节流效应的危害和用途 1）危害：产生水化物甚至结冰，堵塞管道、设备、仪表等。 2）用途：用节流降温可以除去天然气中的水和凝析油。1、天然气中水合物的危害 天然气水合物是石油、天然气开采、加工和运输过程中在一定温度和压力下天然气与液态水形成的冰雪

10、状复合物。严重时，这些水合物能堵塞井筒、管线、阀门和设备，从而影响天然气的开采、集输和加工的正常运转。只要条件满足，天然气水合物可以在管道、井筒以及地层多孔介质孔隙中形成，这对油气生产及储运危害很大。2、水合物的性质和特点 天然气水合物为白色结晶固体，是在一定温度（天然气中不同组分形成水合物的临界温度是该组分水合物存在的最高温度。此温度以上，不管压力多大，都不会形成水合物）、压力条件下，天然气中的烃分子与其中的游离水结合而形成的，其中水分子靠氢键形成一种带有大、小孔穴的结晶晶格体，这些孔穴被小的气体分子所充填。 水合物是一种不稳定的化合物，当其所处的温度升高或压力降低至适当值时，会分解为碳氢化

11、合物和水。 天然气中水合物形成及影响3、水合物形成的条件 1）天然气处于水汽过饱和状态或有液态水存在。 2）天然气有足够高的压力和足够低的温度。 3）辅助条件：压力波动、流向突变产生扰动、有晶体存在。4、防止水化物形成的方法 1）加热，保证气流温度总是高于形成水化物温度； 2）用化学抑制剂或给气体脱水。 只要使天然气露点低于管线周围介质（土壤、河水等）最低温度57度，就可以防止水化物的形成。1、爆炸 爆炸是指物质在极短的时间内激烈氧化，瞬间向外传播光和热并产生冲击波，是不连续、不稳定的氧化过程。2、爆炸极限 在可燃性气体与空气的混合物中，当可燃性气体的浓度在一定范围内时，如遇到明火就会发生爆炸

12、，而这一浓度范围的两个界限就称为可燃气体在空气中的爆炸极限。 爆炸极限分为下限和上限。爆炸下限是指空气与可燃气体的混合物可发生爆炸时可燃气体的最低浓度，而爆炸上限是指最高浓度。 天然气的爆炸极限可根据其组成计算，一般爆炸下限为5，上限为15。3、天然气的爆炸条件及特性爆炸性 1）爆炸条件 （1）必须是密闭空间内天然气和空气的混合物。 （2）混合物的浓度在爆炸范围之内。 （3）必须满足爆炸所需温度，如遇明火。 2）特性 （1）天然气与空气的浓度在低下线时，既不能燃烧也不能爆炸；高限以上只燃烧不爆炸；只有在爆炸范围内才可以发生爆炸。 （2）只有同时满足上述三个条件才能发生爆炸。4、影响爆炸范围的因素 （1）温度越高，天然气的爆炸范围越大，反之亦然。 （2）压力增大，天然气的爆炸下限变化不大，而上限明显增加。 （3）含惰性气体越多，天然气