天然气基本知识-天然气处理原理与加工艺

天然气处理原理与加工艺课件制作王云芳主讲王云芳第一章天然气基础知识第一节天然气资源及其利用第二节天然气的分类、组成和体积参比条件第三节天然气的相特性第四节天然气处理的含义及产品质量要求第五节用作城镇燃气的天然气互换性和分类第六节综合能耗及其计算方法第一节天然气资源及其利用天然气资源天然气利用天然气在能源消费中的地位一、天然气资源

我国的常规天然气远景资源量达56万亿立方米，其中59%的资源分布在中西部的川渝、陕甘宁、青海和新疆四大气区，四大气区内天然气资源量约为22.4万亿立方米。除陆上四大气区外，我国近海天然气资源也十分丰富，海南、渤海、东海都是天然气富集地区。到2010年底月，全国累计探明的可开采天然气资源量超过38万亿立方米。据中国工程院介绍，我国非常规天然气资源也相当丰富，初步预测，页岩气、致密气的可采资源总量在20-36万亿立方米，煤层气地质储量为36.8万亿立方米，居世界第三位。我国境内也有丰富的水合物储藏。据专家分析,青藏高原盆地和东海、南海、黄海的大陆坡及其深海,都可能存在体积巨大的水合物。据报道,我国的南海海域蕴藏着丰富的水合物,约70万亿立方米,其能源总量大约是石油储量的一半。2.我国的天然气资源二、天然气的利用

天然气是一种清洁能源和优质化工原料。它与石油相比，在清洁性、经济性、方便性和用途的广泛性有着明显的优越性。天然气的利用主要集中在发电、工业燃料、化工原料、城市居民和商业用气等几个方面、发动机燃料。天然气发电天然气发电不仅可以减少污染，而且燃气机组启动速度快，既可带基本负荷，又可用于电网调峰，可有效提高电网调峰能力，改善电网运行质量。

清洁民用燃料天然气作为城市居民生活用燃料，可极大地减少城市污染，改善城市环境。我国大城市的供热正在逐步完成天然气锅炉代替燃煤锅炉的改造过程，家用燃气锅炉在新建住宅小区中的使用也正在快速发展。天然气将成为城市居民主要生活燃料。我国于2002年7月4日正式开工建设的“西气东输”工程，西起新疆塔里木盆地经甘肃、宁夏、陕西、山西、河南、安徽、江苏，输送天然气到上海、浙江，供应沿线各省的民用和工业用气。这一工程的建成，不仅缓解东部经济发达地区的能源短缺问题，同时也使这一地区的空气质量将有大的改进。另据报道，西气东输二线已于2011年6月30日开工建设。来自土库曼斯坦阿姆河右岸的天然气通过该线可以直达珠三角。工程总投资约1422亿元人民币，横贯中国东西两端，年输气能力300亿立方米，并可稳定供气30年以上。

天然气用作发动机燃料天然气是一种理想的车用汽油替代品。天然气的研究法辛烷值高达100以上，并可有效的降低汽车尾气对环境的污染，而费用仅为汽油的2/3～1/2。所以，世界上应用天然气的发动机的数量越来越多，截止2010年，世界上用天然气作燃料的汽车总数超过了1000万辆。近年来，我国汽车用天然气的发展也很迅速。作为化工原料天然气作为化工原料，现已逐步形成具有特色的甲烷化学与化工。以甲烷气为原料生产合成氨和甲醇的产量分别占两种产品总产量的85%和90%，构成了天燃气利用的核心。甲烷氧化偶联制乙烯和天然气经合成气转化为液体燃料等新技术也为天然气的有效利用开辟了新的途径。用天然气凝液（NGL)为原料生产的乙烯占全球总产量的40%。三、天然气在能源消费中的地位

据近20年统计，世界天然气的消费量大致以平均每年2～3%的速度在增长；在当今世界能源消费结构中，达到24%，成为三大主力之一。目前，世界正处于天然气取代石油而成为世界主要能源的过度时期，国际能源界普遍认为，今后，世界天然气产量和消费量将会以较高的速度增长，2020年以后世界天然气的产量将要超过煤和石油，成为世界最主要的能源。“十二五”期间，我国天然气消费比例将翻番，由目前在能源消费结构中占4%的比重提高到8%。21世纪将是天然气的世纪。其发展趋势见下图。1.按矿藏特点点可分为：：①气田气（气藏气；；气层气））在地下下储层中呈呈均一气相相存在,采采出地面面仍为气相相的天然气气。从气田田中开采出出来的，主主要成分是是甲烷和乙乙烷。②凝析气在地下储层层中呈气态态，但开采采到一定阶阶段，随储储层压力下下降，流体体状态进入入露点线内内的反凝析析区，部分分烃类在储储层及井筒筒中呈液态态(凝析油)析出。③伴生气在地下储层层中伴随原原油共生，，或呈溶解解气形式溶溶解在原油油中，或呈呈自由气形形式在含油油储层游离离存在的天天然气。与与油共生，，甲烷含量量一般为70～80％。一、常规天天然气的分分类第二节天天然气的分分类、组成成和体积参参比条件2.按烃类组成成可分为：：①干气每每m3(20,101.325kPa)天然气C+5液体含量小小于13.5cm3的天然气。。②湿气每每m3(20,101.325kPa)天然气C+5液体含量大大于13.5cm3的天然气。。③贫气每每m3(20,101.325kPa)天然气C+3液体含量小小于100cm3的天然气。。④富气每每m3(20,101.325kPa)天然气C+3液体含量大大于100cm3的天然气。。通常，人们们还习惯将将脱水(脱除水蒸气气)前的天然气气称为湿气气，脱水后后水露点降降低的天然然气称为干干气；将回回收天然气气凝液前的的天然气称称为富气，，回收天然然气凝液后后的天然气气称为贫气气。此外，，也有人将将干气与贫贫气、湿气气与富气相相提并论。。由此可见见，它们之之间的划分分并不是卜卜分严格的的。因此，，讲课时提提到的贫气气与干气、、富气与湿湿气也没有有严格的区区别第二节天天然气的分分类、组成成和体积参参比条件第二节天天然气的分分类、组成成和体积参参比条件在C6+的组分中，，还包括：：①环烷烃烃（甲基环环戊烷、环环己烷等））②芳烃（苯苯、甲苯、、二甲苯等等）天然气的组组成并不是是固定不变变的，不仅仅不同地区区油、气藏藏中采出的的天然气组组分差差别很大，，甚至同一一油、气藏藏的不同生生产井天然然气组成也也会不同。。世界上有少少数的天然然气中含有有大量的非非烃组分，，甚至主要要成分是非非烃气体。。例如如胜利油田田发现了含含量是99%的二氧氧化碳井；；美国发现现了含量97.4%的氮气井井；我国也也发现了高高浓度硫化化氢气井。。二、天然气气的组成天然气是以以甲烷为主主的碳氢化化合物的混混合物，而而且这些化化合物大部部分是烷烃烃，其组成成如下（详细见书第第5页）：CH4C2H6C3H8C4H10C5+N2CO2H20H2SHeArXer微量(70-95%)C2+(5-30%)少量三、天然气气体积计量量的参比条条件参比条件简写备注温度压力0℃101.325kPaNm3，m3(0℃)我国《城镇燃气设计规范》采用20℃101.325kPam3我国大部分采用15.6℃101.325kPam3(15.6℃)，m3(15℃)外国采用第二节天天然气的分分类、组成成和体积参参比条件第三节天天然气的相相特性烃类的相特特性烃－水系统统相特性烃－二氧化化碳系统相相特性在天然气开开采、集输输及处理与与加工过程程中，天然然气往往会会发生相态态的变化，，液态变成成气相或气气相变成液液相。含水水天然气在在加工过程程中会生成成水合物固固体或所含含水蒸汽冷冷凝出现水水相，含二二氧化碳的的天然气在在低温下会会生成固体体等等。所所以研究天天然气的相相态特性以以及含水和和二氧化碳碳天然气的的相态特性性，对于指指导天然气气的开采和和加工具有有重大的指指导意义。。本章要研研究的相态态体系为：：FH－气、固相平平衡线HD－固、液相平平衡线HC－气、液相平平衡线H点－－三三相相点点C点－－临临界界点点（（Pc,Tc)气体体、、过过热热蒸蒸汽汽、、超超临临界流流体体的的区区别别(一)纯组组分分的的P-T图压缩缩液液体体气体体超临临界界气气体体过热热蒸蒸汽汽一、、烃烃类类的的相相态态特特性性(二)两组组份份及及多多组组分分体体系系①M点温温度度：：气、、液液能能够够平平衡衡共共存存的的最最高高温温度度，，称称为为临临界界冷冷凝凝温温度度（（TM）。。②N点压压力力：：气、、液液能能够够平平衡衡共共存存的的最最高高压压力力，，称称为为临临界界冷冷凝凝压压力力（（PN）③TM-TC、PN-PC并不不重重合合④反反凝凝析析现现象象：由JH线和和LK线说说明明(三)相特特性性的的实实际际应应用用原油油储储层层：在在泡泡点点线线上上边边，，储储层层为为液液体体，，即即原原油油层层。。凝析析气气储储层层：在在露露点点线线外外，，气气体体储储层层，，开开采采中中（（降降压压））有有液液体体析析出出，，所所以以叫叫凝凝析析气气储储层层。。天然然气气储储层层：DD’线有有液液体体析析出出，，称称为为富富天天然然气气层层；；EE’线为为“干”（或或“贫”）天天然然气气层层。。不论论是是气气田田气气还还是是伴伴生生气气，，从从井井口口采采出出后后都都含含有有饱饱和和水水。。天天然然气气中中含含有有的的这这种种饱饱和和水水蒸蒸气气的的量量通通称称为为天然然气气的的含含水水量量；以以液液态态的的形形式式存存在在于于天天然然气气中中水水，，我我们们称称之之为为游离离水水或或液液态态水水。天然然气气中中水水的的危危害害：①降降低低了了天天然然气气的的热热值值和和输输气气管管道道的的输输送送能能力力。。②当当温温度度降降低低或或压压力力增增加加时时，，天天然然气气中中的的水水会会呈呈液液相相析析出出，，在在管管道道或或设设备备中中造造成成积积液液，，增增加加流流动动压压降降，，加加速速天天然然气气中中酸酸性性组组分分对对管管道道和和设设备备的的腐腐蚀蚀。。③液液态态水水在在冰冰点点时时会会结结冰冰，，在在高高压压低低温温下下形形成成水水合合物物，，堵堵塞塞管管道道或或阀阀门门。。因因此此，，在在天天然然气气的的加加工工处处理理过过程程中中，，首首先先要要除除去去天天然然气气中中的的水水。。二、、烃烃-水体体系系相相特特性性预测测方方法法用图图来来查查取取天天然然气气的的水水含含量量。。根根据据天天然然气气的的温温度度、、压压力力及及酸酸性性组组分分含含量量来来确确定定其其水水含含量量。应用用状状态态方方程程来来进进行行多多组组份份平平衡衡计计算算来来求求取取天天然然气气中中的的水水含含量量，，如如用用SRK、、PR等方方程程。1.不含含酸酸性性组组分分的的天天然然气气含含水水量量预预测测（（见见图图1－6）(一)天然然气气含含水水量量及及其其预预测测方方法法图解解法法热力力学学模模型型法法应用用图图1－6时应应注注意意以以下下几几点点：：①图图中中水水合合物物形形成成曲曲线线（（虚虚线线））以以下下是是水水合合物物形形成成区区，，气气体体和和水水合合物物呈呈平平衡衡状状态态。。②水水合合物物曲曲线线以以上上是是液液态态水水析析出出区区，，气气体体与与液液态态水水之之间间程程平平衡衡。。③纵纵坐坐标标是是相相对对密密度度为为0.6，，并并与与纯纯水水接接触触时时天天然然气气的的饱饱和和含含水水量量,单位位为为g/103m3。④已知知天天然然气气的的含含水水量量和和压压力力，，可可查查天天然然气气的的水水露露点点。。⑤当天然然气的的相对对密度度不是是0.6或或者气气体与与含盐盐水接接触时时，应应对天天然气气的含含水量量进行行校正正，其其校正正方法法如下下当气体体相对对密度度不是是0.6时时，可可从附附图中中查得得校正正系数数CRD，其定义义式为为：当气体体与盐盐水接接触时时，可可从附附图中中查得得校正正系数数CB，其定义义式为为：因此，，当气气体密密度不不是0.6，且且与盐盐水接接触时时，含含水量量W为W0—由图1－6查得的的未经经校正正天然然气含含水量量，，g/103m32.含酸性性组分分的天天然气气水含含量预预测式中：WS－酸性天天然气气的含含水量量，g/103m3;yHC－酸性天天然气气中除除CO2和H2S外所有有组分分的摩摩尔分分数。。yCO2,yH2S－酸性天天然气气中CO2和H2S的摩尔尔分数数。WHC－由图1－6查得的的天然然气含含水量量，（（已用用附图图校正正）WCO2－纯CO2的含水水量，，由图图2－－8查查得。。WH2S－纯硫化化氢的的含水水量，，由图图2－－9查查得。。（1））坎贝尔尔（Campbell）法当天然然气中中的酸酸性组组分低低于40％％时，，用下下式计计算其其含水水量（2）Wichert法Wichert等提出出了一一种确确定含含酸性性组分分的天天然气气水含含量的的图解解法，，此法法是先先用其其它方方法得得到脱脱除酸酸性组组分后后的天天然气气水含含量(可利利用图图1—6查得)，再再由其其提供供的图图1—8查得含含酸性性组分分与脱脱除酸酸性组组分的的天然然气水水含量量比值值，从从而计计算出出酸性性天然然气的的含水水量。。当天然然气中中同时时含有有CO2时，将将CO2的摩尔尔含量量乘以以0.75折算算成H2S的当两两含量量。其适用用条件件为：：压力≤≤70MPa，温度≤≤175℃℃，H2S含量≤≤(55％％(X)）其用法法如红红虚线线所示示。3.水合物物区域域的含含水量量4.天然气气水露露点/水含量量的预预测在确定定水合合物形形成区区域的的天然然气水水含量量时，，因为为此时时天然然气中中的水水和水水合物物达成成平衡衡，所所以应应确定定气体体与水水合物物呈平平衡时时的天天然气气水含含量。。（二））天然然气水水合物物在一定定的条条件（（高压压、低温））下，，天然然气中中的某某些组组分能能与其其所含含水分分形成成固体体水化化物，，这种种天然然气水水合物物是白白色结结晶体体，相相对密密度为为0.96－0.98，，外观观类似似于松松散的的冰或或致密密的雪雪，可可浮在在水面面上或或沉在在液烃烃中。。这种种固体体水合合物会会堵塞塞输送送管道道和设设备，，影响响天燃燃气的的开采采和加加工。。因此此，必必须弄弄清水水合物物的结结构、、性质质、形形成机机理和和形成成条件件，以以便预预防和和破坏坏水合合物的的形成成。1.水水合物物的结结构及及形成成条件件在适宜宜的条条件（（T、P）下，水水分子子首先先用氢氢键方方式自自身连连结为为“笼笼状””结构构的晶晶格，，气体体分子子包笼笼在晶晶格的的空腔腔内，，起到到稳定定晶格格的作作用。。没有有烃分分子存存在，，这种种笼状状结构构结构构的晶晶格就就不能能形成成。（（热力力学不不稳定定）水合物物结构构示意意图见见图1-9Ⅰ型:晶晶格内内有46个个水分分子,共有有8个个晶穴穴2个小小晶穴穴,直直径0.52nm6个大晶晶穴,直径径0.59nmⅡ型:晶晶格内有有136个水分分子,共共有24个空腔腔16个小小晶穴,直径0.48nm8个大晶穴穴,直径径0.69nmH型:晶格格内有34个水分子子,共有有6个空腔由大、中中、小三三种晶穴穴组成dmax>0.69nm的分子，，不能形形成Ⅰ型和Ⅱ型水合物物，例戊戊烷dmax<0.59nm的分子，，能形成成Ⅰ型和和Ⅱ型水合物物，例甲甲烷0.59<dmax<0.69nm的分子，，只能形形成Ⅱ型型水合物物，例丙丙烷下面是一一些分子子形成水水合物的的类型组分N2CO2H2SCH4C2H6C2H4C3H8C3H6C4H10iC5H10结构Ⅰ型、Ⅱ型、H型Ⅱ型、H型由此可知知：H型水合物形形成的主主要条件件①天然气气处于水水蒸汽过过饱和状状态或由由液态水水存在。②有足够够的高压压力和足足够低的的温度。。③在①②②条件满满足的情情况下，，气体压压力产生生波动、、流向突突然改变变而产生生扰动、、或有晶晶种存在在都会促促进产生生水合物物。所以，水水合物容容易产生生的地方方有：阀阀门处（（压力突突变）、、弯头部部位（流流向改变变）等2.无硫天然然气水合合物形成成条件预预测在天然气气开采、、集输及及处理与与加工中中，常常常需要知知道天然然气水合合物的形形成条件件。目前前，有许许多预测测水合物物形成温温度和压压力的方方法。其其中，采采用较多多的有相对密度度法、平平衡常数数法、热热力学模模型法和和实验法法。其中相相对密度度法、平平衡常数数法仅适适用于无无硫天然然气的预预测，而而热力学学模型法法测还可可用于含含硫天然然气的预预测，下下面我们们将分别别介绍。。（1）相对密密度法（（经验图图解法）相对密度度法认为为：假定定有游离离水存在在的条件件下，天天然气水水合物的的形成温温度和形形成压力力只和天天然气的的相对密密度有关关。此法法不适合合高浓度度的酸性性气体。。注意：对于甲烷烷和天然然气，相相对密度度小于0.7时误差较较小，当当天然气气密度在在0.9-1.0时，误差差较大。。由图可知知：T=f(P,S)为天然气气在P、S条件下生生成水合合物的最高温度度；P=f(T,S)为天然气气在T、S条件下生生成水合合物的最低压力力；认为气相相中i组分与水水合物中中i组分具有有与相平平衡关系系类似的的平衡关关系。即：—气体混合合物中i组分的水水合物气气－固平平衡常数数；－气体混混合物中中i组分在气气相中的的摩尔分分数（干干基）－气体混混合物中中i组分在水水合物固固相中的的摩尔分分数（干干基）形成水合合物的初初始条件件为：（2）平衡常常数法（（K－值法）应用本方方法时应应注意以以下几点点：①此方方法仅限限于混合合气体，，不适用用于纯气气体；②CH4、C2H6、C3H8、i-C4H10、n-C4H10，CO2和H2S等的KVS图见有关关文献。。③N2及戊烷以以上烃类类的KVS可视为无无限大，，因为它它们不能能形成水水合物。。④当压压力超过过7.0～10.0MPa时，不推推荐采用用此关联联式3.高高CO2、H2S含量的天天然气水水合物形形成条件件预测（1）热力学学模型法法热力学模模型法是是建立在在相平衡衡理论和和实验研研究基础础上的一一种预测测水合物物形成条条件的方方法。目目前，几几乎所有有预测水水合物形形成条件件的方法法都是建建立在verderWaal-Platteeuw(vdWP)统计热力力学模型型的基础础上发展展起来的的。根据据相平衡衡准则，，多组分分体系处处于平衡衡时每个个组分在在各相中中的压力力、温度度和化学学位(或逸度)相等。其其中，化化学位相相等可表表示为：：式中——水在水合合物相H(客体分子子占据晶晶穴)内的化学学位；——水在其他他平衡共共存含水水相α内的化学学位。目前，基基于状态态方程的的软件是是预测水水合物形形成的最最准确方方法。与与实验数数据比较较，其准准确度一一般在±1℃之间。。此法通通常适用用于工程程设计。。（2）Baillie和Wichert法Baillie和Wichert用PR状态方程对大大量天然气的的水化物生成成条件进行了了计算，并绘绘制图（见图图1－11）。在已知体体系压力、H2S含量和气体混混合物相对密密度的情况下下，可查图得得到天然气水水合物的形成成温度。其预预测精度的考考察结果如下下：考察条件酸酸性组分总总含量：1％％～70％；；H2S含量：1％～～50％；H2S／CO2＝1:3～10:1；；对C3H8的含量进行校校正。考察结果与与PR状态方程预测测的结果相比比，75％的的数据相差±±1.1℃；；90％的数据据相差±1.7℃图的用法见红红虚线所示。。（三）烃－水水体系的相特特性烃-水体系的相特特性是指含水水天然气在一定条件下下（P、T）下的相态特性性。和我们以以前学过的相相图一样，烃－水体系的的相特性图直直观地表示了了含水天然气气在不同定条件件下的相特性性。右图是一一般烃－水体体系的相特性性。开始有液烃出出现出现液态水出现水合物在天然气加工工过程中，二二氧化碳的含含量较多时，，将出现以下下两方面的问问题：①在低温、高高压下，二氧氧化碳和水形形成固体水合合物，堵塞设设备和管道；；②当天然气的的温度较低（（一般＜-57℃）时，，二氧化碳本本身会形成干干冰，同样会会堵塞设备和和管道，尤其其是透平膨胀胀机出口和脱脱甲烷塔顶部部。脱除天然气中中的水可以防防止二氧化碳碳水合物的形形成；脱二氧氧化碳可防止止生成干冰，，但是，如果果选择好工艺艺条件，在不不脱除二氧化化碳情况下，，仍可防止生生成干冰。因因此，研究烃烃－二氧化碳碳体系相特性性，预测固体体二氧化碳的的形成条件，，可帮助选择择防止水合物物生成的条件件。三、烃－二氧氧化碳体系相相特性图解法图的使用方法法：①先根据体系系温度、压力力用图1－14右上角图确确定体系是在在液相区，还还是在气相区区；②若是在液相相区，根据温温度查图1－14固－液平平衡虚线，得得到能够生成成固体二氧化化碳的液体中中二氧化碳浓浓度；③若是气体，，根据体系温温度及压力查查图1－14固－气平平衡图，得到到生成固体二二氧化碳的气气体二氧化碳碳浓度。第四节天天然气处理含含义及产品质质量要求一、天然处理理的含义1.天然气处理的的目的(4个）①燃气管网供供气：主要内容包括括，①脱除天然气中中的硫化氢和和二氧化碳，，解决空气污污染和热值问问题，②脱重烃和水水，解决输送送过程的重烃烃和水的冷凝凝问题。②天然气液化化：主要解决决天然气的远远距离输送问问题,特别别是跨海运输输问题。由于于液化（常压压，-162℃）天然气气的体积为其其气体（20℃，101.325kp）体积的1/625，故有利于输输送和储存。。③供应石油化化工原料：a.提供较纯的原原料甲烷作为为制氢、生产产尿素和甲醇醇的原料；b.回收轻烃，作作为裂解、脱脱氢、异构化化、芳构化及及氧化等生产产化学品的原原料。④提供石油液液化气和天然然气凝析油:石油液化气为为城市提供燃燃料，凝析油油经物理加工工生产系列溶溶剂油。2.天然气加工过过程商品天然气的的质量要求是是根据其经济济效益、安全全卫生和环境境保护三方面面的因素综合合考虑制订的的，其主要质质量指标如下下。(一)热值（发热量量）表示天然气质质量的重要指指标之一。是是用户正确选选用燃烧设备备或燃具时所所必须考虑的的一项质量指指标。用H表示，单位为为KJ/m3低热值(燃烧生成的水水以气态形式式存在）高热值(燃烧生成的水以液态形式式存在）热值各国习惯不同同，有的取高高热值，有的的取低热值，，我国取高热热值。二、商品天然然气的质量指指标表1－8各种燃气低热热值燃气天然气人工天然气气臧气伴生气焦炉煤气炭化炉煤气压力气化煤气热值，MJ／Nm331.6～36.031.6～43.914.7～18.316.2～16.415.3～15.5由表1－8可知，不同种种类的燃料气气，气体热值值差别很大。。天然气的热热值大约是人人工气的2倍倍。燃气热值是用用户正确选用用燃烧设备和和或燃具时必必须考虑的一一项重要指标标(二)烃露点在在一定压力力下天然气中中烃类开始冷冷凝的温度。。为防止天然然气在管输过过程中有液烃烃析出，烃露露点应低于当当地环境最低低温度。(三)水露点（也称称露点）在在一定压力力下，天然气气中水开始冷冷凝的温度。。为防止天然然气在管输或或加工过程中中有水析出，，水露点应低低于环境最低低温度。(四)硫含量单单位体积天天然气所含硫硫化物的量，，常用硫化氢氢含量和总硫硫含量表示，，单位，mg/m3。天然气中除了了含有硫化氢氢外，还含有有二硫化碳（（CS2）、羰基硫（COS）、硫醇（CH3SH、C2H5SH)、噻吩（C4H4S）、硫醚（CH3SCH3)等有机硫化物物，但主要含含有硫化氢，，有机硫属于于微量范围。。(五)二氧化碳含量量天天然气中二氧氧化碳的体积积百分含量。。由于二氧氧化碳具有不不可燃烧性和和在水存在时时具有腐蚀性性，一些国家家规定天然气气中二氧化碳碳的含量不得得高于2～3％。(六)机械杂质（固固体颗粒）标准准不不同同，，对对颗颗粒粒要要求求也也不不一一样样。。我我国国国国家家标标准准《天然然气气》（GB1720-2011）规规定定““天天然然气气中中固固体体颗颗粒粒含含量量应应不不影影响响天天然然气气的的输输送送和和利利用用””；；中中石石油油行行业业标标准准Q/SY30-2002规定定天天然然气气中中固固体体颗颗粒粒直直径径应应小小于于5μμm，俄俄罗罗斯斯国国家家标标准准规规定定天天然然气气中中固固体体颗颗粒粒含含量量应应小小于于1mg/m3。项目质量指标ⅠⅡⅢ高位热值/(MJ/m3)≥36.0≥31.4≥31.4总硫（以硫计）/含量，mg/m3≤60≤200≤250硫化氢含量/(mg/m3)≤6≤20≤350二氧化碳含量/%(体积分数）≤2.0≤3.0－水露点/℃，在天然气交接点的压力和温度条件下，天然气的水露点应比最低环境温度低5℃表1－－12我国国天天然然气气质质量量指指标标（（GB17820-2011）产

品

名

称

C1

C2

C3

C4

C5＋

英

文

名

称

液化天然气(LNG)

Liquefiednaturalgas

天然气凝液(NGL)

Naturalgasliquids

液化石油气(LPG)

Liquefiedpetroleumgas

天然气油(稳定轻烃)压缩天然气(CNG)

Compressednaturalgas

三、、天天然然气气处处理理主主要要产产品品及及其其质质量量要要求求表1-13天然然气气处处理理主主要要产产品品组组成成（一一））液液化化天天然然气气液化化天天然然气气是是由由天天然然气气液液化化制制取取的的，，以以甲甲烷烷为为主主的的液液烃烃混混合合物物。。其其摩摩尔尔组组成成约约为为：：C180％～～95％，，C23％～～10％，，C30％～～5％，，C40％～～3％，，C+5微量。。一一般般是是在在常常压压下下将将天天然然气气冷冷冻冻到到约约-162℃使使其其变变为为液液体体。。由于于液液化化天天然然气气的的体体积积为为其其气气体体体体积积的的1/625，故故有有利利于于输输送送和和储储存存。。（二二））天天然然气气凝凝液液天然然气气凝凝液液也也称称为为天天然然气气液液，，简简称称凝凝液液，，我我国国习习惯惯称称为为轻轻烃烃．．是是指指从从天天然然气气中中回回收收到到的的液液烃烃混混合合物物，，包包括括乙乙烷烷、、向向烷烷、、丁丁烷烷及及戊戊烷烷以以上上烃烃类类等等，，有有时时广广义义地地说说，，从从气气井井井井场场及及天天然然气气处处理理厂厂得得到到的的凝凝析析油油均均属属天天然然气气凝凝液液。。天然然气气凝凝液液可可直直接接作作为为产产品品，，也也可可进进—步分分离离出出乙乙烷烷、、丙丙烷烷、、丁丁烷烷或或丙丙、、丁丁烷烷混混合合物物和和天天然然汽汽油油等等。。天天然然气气凝凝液液及及由由其其得得到到的的乙乙烷烷、、丙丙烷烷、、丁丁烷烷等等烃烃类类是是制制取取乙乙烯烯的的主主要要原原料料。。此此外外，，丙丙烷烷、、丁丁烷烷或或丙丙、、丁丁烷烷混混合合物物不不仅仅是是热热值值很很高高(约83.7——125.6MJ/m3)、输输送送及及储储存存方方便便、、硫硫含含量量低低的的民民用用燃燃料料，，还还是是汽汽车车的的清清洁洁替替代代燃燃料料。。（三三））液液化化石石油油气气液化化气气分分为为炼炼厂厂液液化化石石油油气气和和油油气气田田液液化化石石油油气气两两种种。。炼炼厂厂主主要要由由丙丙烷烷、、丙丙烯烯、、丁丁烷烷和和丁丁烯烯等等组组成成。。油油气气田田液液化化石石油油气气则则是是丙丙和和丁丁烷烷的的混混合合物物等等，，不不合合烯烯烃烃。。我我国国油油气气田田液液化化石石油油气气质质量量指指标标见见表表1-15。（四）天然气气油天然汽油也称称为凝析汽油油，是指天然然气凝液经过过稳定后得到到的，以戊烷烷及更重烃类类为主的液态态石油产品。。我国习惯上上称为稳定轻轻烃，国外也也将其称为稳稳定凝析油。。我国将天然然汽油按其蒸蒸汽压分为两两种牌号．其其代号为1号和2号。1号产品可作为为石油化工原原料；2号产品除作为为石油化工原原料外，也可可用作车用汽汽油调和原料料。它们的质质量指标见表表1-16。（五）压缩天天然气压缩天然气是是经过压缩的的高压商品天天然气，其主主要成分是甲甲烷。目前，，大多灌装在在20-30MPa的气瓶中供汽汽车用，称为为汽车用压缩缩天然气其质质量指标见下下表。表1-17我国车用压缩缩天然气质量量指标（GB18047-2000）第五节城镇镇用天然气互互换性和分类类一、天然气的的燃烧特性和和稳定性城镇天然气是是指质量符合合有关标准要要求，供给居居民生活、商商业和工业企企业生产作燃燃料用的公共共性质的的天天然气。目前国内用作作城镇燃气的的天然气主要要来自输送管管道，其质量量符合《天然气》《GB17820-2011》的二类指标。。此外，我国国沿海一带城城镇目前采用用液化天然气气作为燃气的的越来越多。。天然气的燃烧烧特性：主要要包括天然气气的热负荷、、火焰稳定、、完全燃烧以以及可靠的点点火等。天然气的燃烧烧稳定性：是是指燃烧时不不发生黄焰、、回火、离焰焰和烟气中的的CO含量不超标等等。二、天然气的的的互换性和和燃具的适应应性（一）燃具的的适应性燃具的适应性性：当天然气气的组成、密密度或发热量量变化时，燃燃具只需要改改变一次空气气系数和热负负荷就能使燃燃气稳定燃烧烧的特性。天然气组成变变化时，至少少从三方面影影响燃具的适适应性：①导致燃具具热负荷改变变而影响燃烧烧稳定性；②导致燃烧烧不完全，可可能使烟气中中CO含增加，甚至至会析碳；③使火焰特特性（例如尺尺寸和形状））发生变化，，导致火焰温温度不能满足足生产要求。。（二）天然气气的互换性天然气的互换换性：两种不不同组成的天天然气可以在在同一炉具上上稳定燃烧，，则这两种燃燃气具有互换换性。华白指数和燃燃烧势是判定定天然气互换换性的两个重重要指标。华白指数，或或称热负荷指指数燃气热值燃气相对密度度1.华白（Wobb)指数燃气互换性的的—个判定指数。。只要两种燃燃气的华白指指数相同，则则两种燃气在在同一燃具上上具有互换性性。具有相同同华白指数的的不同的燃气气成份，在相相同的燃烧压压力下，能释释放出相同的的热负荷。其其定义为：2.燃烧势也称称德布尔（Delbourg）指数，是反反映内焰高度度的指数，其其计算公式为为：CP=K×[1.0H2+0.6(CmHn+CO)+0.3CH4]/d1/2式中CP—燃烧势H2、CO、CH4—燃烧气中氢气气、一氧化碳碳、甲烷体积积分数，%；CmHn—燃气中除甲烷烷以外的碳氢氢化合物体积积百分数，%；d—燃气相对密度度（空气=1）；K—燃气中氧含量量修正系数，，K=1+0.005O22；O2—燃气中氧体积积分数，%。我国《城镇燃气分类类和基本特征征》（GB/T1361-2006）规定，同时时采用沃泊指指数和燃烧速速度指数即燃燃烧势法，只只有这两项指指标在允许范范围内，两者者之间才具有有互换性。三、用作城镇镇燃气的天然然气分类根据燃气沃泊泊指数和燃烧烧势不同，可可将燃气分为为3T、4T、6T、10T、12T五类。其中3T、4T为矿井气，6T为沼气，10T和12T为天然气。10T和12T的天然气质量量指标见表1-18四、我国城镇镇多气源供气气示例见表1-19。第六节综合合能耗及其计计算方法节能减排是我我国发展经济济的一项长远远国策。我国国于2008年4月1日起实施的《节约能源法》中明确指出，，所称能源是是指煤炭、原原油、天然气气、生物质能能和电力、热热力以及其他他直接或者通通过加工、转转换而取得有有用能的各种种资源；所称称节能是指加加强用能管理理，采取技术术上可行、经经济上合理以以及环境和社社会可以承受受的措施，从从能源生产到到消费各个环环节，降低能能耗，减少损损失和污染排排放制止浪费费，更加有效效、合理地利利用能源。因此，正确理理解综合能耗耗的定义与掌掌握其计算方方法则对包括括天然气处理理厂及其装置置在内的企业业实现节能有有着非常重要要的意义。第六节综合合能耗及其计计算方法一、综合能耗耗的定义综合能耗是指指用能单位统统计报告期内内实际消耗的的各种能源实实物量按规定定的计算方法法和单位分别别折算为一次次能源后的总总和。实际消耗的各各种能源是指指：一次能源源(如原煤、原油油、天然气等等)、二次能源源(如煤气、成成品油、液液化石油气气、电力、、热力等)、耗能工质质(如循环冷却却水、压缩缩空气、氮氮气等)所消耗的能能源。所消消耗的各种种能源不得得重计或漏漏计。存在在供需关系系时输入、、输出双方方在计算量量值上应保保持一致。。二、综合能能耗的分类类与计算方方法1.综合能耗的的分类综合能耗分分为四种，，综合能耗耗、单位产产值综合能能耗、单位位产量综合合能耗、单单位产量可可比综合能能耗。在天天然气处理理厂及其生生产装置中中经常采用用的是综合合能耗和单单位产量综综合能耗。。第六节综综合能耗及及其计算方方法第六节综综合能耗及及其计算方方法3.单位产值综综合能耗单位产值综综合能耗是是指统计报报告内，综综合能耗与与期内总产产值或工业业增加值的的比值，按按下式计算算：eg—单位产值综综合能耗；；G—指统计报告告内产出的的总产值和和增加值。。4.单位产量综综合能耗单位产量综综合能耗是是指统计报报告内，用用能单位生生产某种产产品或提供供某种服务务的综合能能耗与同期期该合格产产量（服务务量）的比比值。按下下式计算：：ej—第j种产品单位位产量综合合能耗；Ej—第j种产品综合合能耗；Pj—第j种产品合格格产品量。。天然气处理理厂及其某某些生产装装置多采用用原料气单单位处理量量综合能耗耗的当量值值，一般每每处理1×104m3原料气的综综合能耗当当量值。第六节综综合能耗及及其计算方方法5.单位产量可可比综合能能耗单位产量可可比综合能能耗只适用用于同行业业内部对产产品能耗的的相互比较较之用，计计算方法应应在专业中中和相关的的能耗计算算办法中，，由各专业业主管部门门予以具体体规定。9、静夜四四无邻，，荒居旧旧业贫。。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、雨中黄叶树树，灯下白头头人。。12:17:2212:17:2212:1712/29/202212:17:22PM11、以我独独沈久，