天然气相关知识

天然气相关知识一、液化天然气概念天然气经净化处理(脱除CO2、硫化物、重烃、水等杂质)后，在常压下深冷至-162℃，由气态变成液态，称为液化天然气，液化天然气的体积约为相同质量的天然气体积的1/620，重量约为同体积水的45%左右。二、天然气自然形成过程

天然气（NaturalGas）天然气是埋藏在地下的古生物经过亿万年的高温和高压等作用而形成的可燃气，是一种无色无味无毒、热值高、燃烧稳定、洁净环保的优质能源。天然气其主要成分为甲烷，热值为8500大卡/米3，是一种主要由甲烷组成的气态化石燃料。它主要存在于油田和天然气田，也有少量出于煤层。

当非化石的有机物质经过厌氧腐烂时，会产生富含甲烷的气体，这种气体就被称作生物气（沼气）。生物气的来源地包括森林和草地间的沼泽、垃圾填埋场、下水道中的淤泥、粪肥，由细菌的厌氧分解而产生。生物气还包括胃肠涨气（例如：屁），胃肠气最通常来自于牛羊等家畜。

当甲烷散逸到大气层中时，它将是一种直接促使全球变暖愈演愈烈的温室气体。这种飘散的甲烷，就会被视作一种污染物，而不是一种有用的能源。然而，在大气中的甲烷一旦与臭氧发生氧化反应，就会变成二氧化碳和水，因此排放甲烷所导致的温室效应相对短暂。而且就燃烧而言，天然气要比煤这类石炭纪燃料产生的二氧化碳要少得多。甲烷的重要生物形式来源是白蚁、反刍（chú）动物（如牛羊）和人类对土地的耕种。据估计，这三者的散发量分别是每年15、75和100万吨（年散发总量约为1亿吨）。三、天然气应用领域

天然气利用领域非常广泛，除了能用于炊事外，还可广泛作为发电、石油化工、机械制造、玻璃陶瓷、汽车、集中空调的燃料或原料。四、分布地域中国沉积岩分布面积广，陆相盆地多，形成优越的多种天然气储藏的地质条件。根据1993年全国天然气远景资源量的预测，中国天然气总资源量达38万亿m3，陆上天然气主要分布在中部和西部地区，分别占陆上资源量的43.2%和39.0%。中国天然气资源的层系分布以新生界第3系和古生界地层为主，在总资源量中，新生界占37.3%，中生界11.1%，上古生界25.5%，下古生界26.1%。天然气资源的成因类型是，高成熟的裂解气和煤层气占主导地位，分别占总资源量的28.3%和20.6%，油田伴生气占18.8%，煤层吸附气占27.6%，生物气占4.7%。中国天然气探明储量集中在10个大型盆地，依次为：渤海湾、四川、松辽、准噶尔、莺歌海-琼东南、柴达木、吐哈、塔里木、渤海、鄂尔多斯。中国气田以中小型为主，大多数气田的地质构造比较复杂，勘探开发难度大。1991-1995年间，中国天然气产量从160.73亿m3增加到179.47亿m3，平均年增长速度为2.33%。中国天然气资源量区域主要分布在中国的中西盆地。同时，中国还具有主要富集于华北地区非常规的煤层气远景资源。在中国960万平方公里的土地和300多万平方公里的管辖海域下，蕴藏着十分丰富的天然气资源。专家预测，资源总量可达40－60多万亿立方米，是一个天然气资源大国。中国煤炭资源丰富，据统计有6千亿吨，居世界第三位，聚煤盆地发育，现已发现有煤型气聚集的有华北、鄂尔多斯、四川、台湾—东海、莺歌海—琼东南、以及吐哈等盆地。经研究，鄂尔多斯盆地中部大气区的气多半来自上古生界C-P煤系地层（上古∶下古气源=7∶3或6∶4），可见煤系地层生成天然气的潜力很大。对中国四川盆地气田的研究（包茨，1988）认为，该盆地的古生代气田是高温甲烷生气期形成的，从三叠系→震旦系，干燥系数由小到大（T：35.5→P：73.1→Z：387.1），重烃由多到少。川南气田中，天然气与热变沥青共生，说明天然气是由石油热变质而成的。东，就是东海盆地。那里已经喷射出天然气的曙光；南，就是莺歌海－琼东南及云贵地区。那里也已展现出大气区的雄姿；西，就是新疆的塔里木盆地、吐哈盆地、准噶尔盆地和青海的柴达木盆地。在那古丝绸之路的西端，石油、天然气会战的鼓声越擂越响。它们不但将成为中国石油战略接替的重要地区，而且天然气之火也已熊熊燃起，燎原之势不可阻挡；北，就是东北华北的广大地区。在那里有着众多的大油田、老油田，它们在未来高科技的推动下，不但要保持油气稳产，还将有可能攀登新的高峰；中，就是鄂尔多斯盆地和四川盆地。鄂尔多斯盆地的天然气勘探战场越扩越大，探明储量年年剧增，开发工程正在展开。四川盆地是中国天然气生产的主力地区，又有新的发现，大的突破，天然气的发展将进入一个全新的阶段，再上一个新台阶。五、天然气理化性质天然气是存在于地下岩石储集层中以烃为主体的混合气体的统称，比重约0.65，比空气轻，具有无色、无味、无毒之特性。天然气主要成分烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般有硫化氢、二氧化碳、氮和水气和少量一氧化碳及微量的稀有气体，如氦和氩等。天然气在送到最终用户之前，为助于泄漏检测，还要用硫醇、四氢噻吩（加臭）等来给天然气添加气味。天然气不溶于水，密度为0.7174kg/Nm3，相对密度（水）为约0.45(液化)，燃点(℃)为650，爆炸极限(V%)为5-15。在标准状况下，甲烷至丁烷以气体状态存在，戊烷以上为液体。甲烷是最短和最轻的烃分子。有机硫化物和硫化氢(H₂S)是常见的杂质，在大多数利用天然气的情况下都必须预先除去。天燃气每立方燃烧热值为8000大卡至8500大卡。每公斤液化气燃烧热值为11000大卡。气态液化气的比重为2.5公斤/米3。每立方液化气燃烧热值为25200大卡。每瓶液化气重14.5公斤，总计燃烧热值159500大卡，相当于20立方天然气的燃烧热值。甲烷燃烧方程式完全燃烧：CH4+2O2==CO2+2H2O（反应条件为点燃）甲烷+氧气→二氧化碳+水蒸气不完全燃烧：2CH4+3O2==2CO+4H2O甲烷+氧气→一氧化碳+水蒸气计量单位千瓦时（kw·h)或焦耳（J）加气站销售单位：CNG元/立方米（元/m³）、LNG元/公斤（元/kg）六、天然气组成分类天然气按在地下存在的相态可分为游离态、溶解态、吸附态和固态水合物。只有游离态的天然气经聚集形成天然气藏，才可开发利用。天然气按照存生成形式又可分为伴生气和非伴生气两种。1、伴生气：伴随原油共生，与原油同时被采出的油田气。其中伴生气通常是原油的挥发性部分，以气的形式存在于含油层之上，凡有原油的地层中都有，只是油、气量比例不同。即使在同一油田中的石油和天然气来源也不一定相同。他们由不同的途径和经不同的过程汇集于相同的岩石储集层中。2、非伴生气：包括纯气田天然气和凝析气田天然气两种，在地层中都以气态存在。凝析气田天然气从地层流出井口后，随着压力的下降和温度的升高，分离为气液两相，气相是凝析气田天然气，液相是凝析液，叫凝析油。若为非伴生气，则与液态集聚无关，可能产生于植物物质。世界天然气产量中，主要是气田气和油田气。对煤层气的开采，现已日益受到重视。依天然气蕴藏状态，又分为构造性天然气、水溶性天然气、煤矿天然气等三种。而构造性天然气又可分为伴随原油出产的湿性天然气、不含液体成份的干性天然气。天然气按成因可分为生物成因气、油型气和煤型气。无机成因气尤其是非烃气受到高度重视。七、天然气的危害天然气在空气中含量达到一定程度后会使人窒息。天然气不像一氧化碳那样具有毒性，它本质上是对人体无害的。不过如果天然气处于高浓度的状态，并使空气中的氧气不足以维持生命的话，还是会致人死亡的，毕竟天然气不能用于人类呼吸。作为燃料，天然气也会因发生爆炸而造成伤亡。虽然天然气比空气轻而容易发散，但是当天然气在房屋或帐篷等封闭环境里聚集的情况下，达到一定的比例时，就会触发威力巨大的爆炸。爆炸可能会夷平整座房屋，甚至殃及邻近的建筑。甲烷在空气中的爆炸极限下限为5%，上限为15%。天然气车辆发动机中要利用的压缩天然气的爆炸，由于气体挥发的性质，在自发的条件下基本是不具备的，所以需要使用外力将天然气浓度维持在5%到15%之间以触发爆炸。天然气主要优点

天然气是较为安全的燃气之一，它不含一氧化碳，也比空气轻，一旦泄漏，立即会向上扩散，不易积聚形成爆炸性气体，安全性较高。采用天然气作为能源，可减少煤和石油的用量，因而大大改善环境污染问题；天然气作为一种清洁能源，能减少二氧化硫和粉尘排放量近100%，减少二氧化碳排放量60%和氮氧化合物排放量50%，并有助于减少酸雨形成，纾缓地球温室效应，从根本上改善环境质量。其优点有：

1、绿色环保：天然气是一种洁净环保的优质能源，几乎不含硫、粉尘和其他有害物质，燃烧时产生二氧化碳少于其他化石燃料，造成温室效应较低，因而能从根本上改善环境质量。

2、经济实惠：天然气与人工煤气相比，同比热值价格相当，并且天然气清洁干净，能延长灶具的使用寿命，也有利于用户减少维修费用的支出。天然气是洁净燃气，供应稳定，能够改善空气质量，因而能为该地区经济发展提供新的动力，带动经济繁荣及改善环境。

3、安全可靠：天然气无毒、易散发，比重轻于空气，不宜积聚成爆炸性气体，是较为安全的燃气。

4、改善生活：随着家庭使用安全、可靠的天然气，以及享用港华燃气提供亲切、专业和高效率的售后服务和新式炉具，将会极大改善家居环境，提高生活质量。九、行业发展趋势未来5年中国天然气需求将增加近两倍，迎来天然气的“黄金时代”，而其他国家的需求则将小幅下降。天然气全球供给将以每年2.2%的速度增长直至预测期结束，较去年预测的2.4%下降0.2个百分点。其中，液化天然气（LNG）将满足包括中国在内的巨大的需求。从传统的国家主导供应到私人企业加入，澳大利亚、加拿大、美国将成为液化天然气交易的主导者。《2015-2020年中国天然气发电行业市场前瞻与投资战略规划分析报告前瞻》数据显示：到2019年全球LNG交易量将增加40%，达到4500亿立方米。有近半数的液化天然气出口商将来自澳大利亚，北美则在2019年占到全球液化天然气贸易的8%。除了预测天然气需求和生产的增长外，范德胡芬认为天然气供给的警告灯也在闪烁。在中国，解决雾霾问题让政府出台了强硬的政策，以减少污染。在中国的能源结构中，煤炭占一次能源的比例接近七成，比煤炭更为清洁的天然气在中国能源结构中的比重仅为5.9%。根据此前国务院的表述，加快发展天然气，提高天然气在中国一次能源消费结构中的比重，可显著减少二氧化碳等温室气体和细颗粒物（PM2.5）等污染物排放，实现节能减排、改善环境。今年4月，中国政府网发布公告称，国家发展改革委《关于建立保障天然气稳定供应长效机制的若干意见》（下称《意见》）已获国务院同意。《意见》提及，到2020年，中国的天然气供应能力达到4000亿立方米，力争达到4200亿立方米。这是中国实现优化调整能源结构的现实选择，也是强化节能减排的迫切需要。未来，发电站、工业和交通部门将带动中国天然气在2019年增长到3150亿立方米，在整个预测周期里将增长90%。中国天然气生产量将增加65%，从2013年的1170亿立方米增加到2019年度的1930亿立方米。此外，中国将是天然气重要的进口国。相比亚洲市场的动态增长，欧洲市场截然不同，将呈现萎缩态势。由于电力需求的低增长和新能源政策，欧洲天然气消费在未来5年将不会回到2010年的高峰。更重要的是，未来五年，欧洲天然气气源将难以实现多元化。尽管有丰富地理资源，中东将难以实现其资源的全部生产潜力——甚至有些国家将面临天然气短缺。主要原因在于不符合实际的低廉天然气价格监管阻碍了上游投资并鼓励了消费浪费。十、LNG液化天然气天然气在常压下，冷却至约-162℃时，则由气态变成液态，称为液化天然气（英文LiquefiedNaturalGas，简称LNG）。LNG的主要成分为甲烷，还有少量的乙烷、丙烷以及氮等。天然气在液化过程中进一步得到净化，甲烷纯度更高，几乎不含二氧化碳和硫化物，且无色无味、无毒。液化天然气（LNG）在中国已经成为一门新兴工业，正在迅猛发展。液化天然气（LNG）技术除了用来解决运输和储存问题外，还广泛地用于天然气使用时的调峰装置上。由于天然气的产地往往不在工业或人口集中地区，因此必须解决运输和储存问题。天然气的主要成分是甲烷，其临界温度为190.58K，在常温下无法仅靠加压将其液化。天然气的液化、储存技术已逐步成为一项重大的先进技术。十一、LNG液化天然气优势LNG液化天然气与天然气比较有以下优点：1、便于贮存和运输液化天然气密度是标准状态下甲烷的620倍。也就是说，1m3液化天然气可气化成620m3天然气，由此可见贮存和运输的方便性。2、安全性好天然气的储藏和运输主要方式是压缩（CNG）。由于压缩天然气的压力高，带来了很多安全隐患。3、间接投资少压缩天然气（CNG）体积能量密度约为汽油的26%，而液化天然气（LNG）体积能量密度约为汽油的72%，