2022年天然气知识.docx

2022年天然气知识 自然气学问 近 20 多年来，世界自然气需求持续稳定增长，平均增长率保持在 2%，预料 2022 在世界能源组成中的比重将会增加到 29%左右。中国是开发利用自然气资源最早的国家。新中国成立后，自然气产业有了很大发展。特殊是八五以来，中国储量快速增长，自然气进入高速发展时期。但从全世界看，中国自然气产业整体水平还很低，资源探明程度仅7%左右，储量动用程度约 50%，特殊是自然气在能源结构中所占的比例极低，不到世界平均水平的非常之一。随着中国国民经济的持续发展，工业化程度的不断提高，对清洁能源的需求不断增大，预示着自然气具有很大的发展空间，中国自然气产业具有良好的发展前景。 中国自然气产业正面临着前所未有的发展机遇和挑战。随着科技进步，世界能源消费结构不断地向低碳化演化，自然气作为低碳化的清洁能源在世界各国都得到了高度的重视和发展，而目前中国自然气产业的发展与国民经济及社会发展很不适应。为此，国家从能源结构调整、加强环保和可 持续发展等基本国策动身，十五将大力发展自然气的开发利用，这将为自然气产业的发展创建良好环境。 1.1.1 自然气组成 自然气是由烃类和非烃类组成的困难混合物。大多数自然气的主要成份是气体烃类，此外还含有少量非烃类气体。自然气中的烃类基本上是烷烃，通常以甲烷为主，还有乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、以及少量的已烷以上烃类。在+6C 中有时还含有极少量的环烷烃及芳香烃。自然气中的非烃类气体，一般为少量的氮气、氧气、氢气、二氧化碳、水蒸气、硫化氢，以及微量的惰性气体如氦、氩、氙等。自然气中的水蒸气一般呈饱和状态。 自然气的组成并非固定不变，不仅不同地区油、气藏中采出的自然气组成判别很大，甚至同一油、气藏的不同生产井采出的自然气组成也会有很大的区分。 1、依据化学组成的不同分类 干性自然气：含甲烷 90%以上的自然气。 湿性自然气：除主要含甲烷外，还有较多的乙烷、丙烷、丁烷等气体。 2、依据自然气的来源分类 纯自然气：气藏中通过采气井开采出来的自然气称为气井气。这种气体属于干性气体，主要成分是甲烷。 油田伴生气：系指在油藏中与原油呈平衡接触的气体，包括游离气和溶解在原油中的溶解气两种。油田气是与石油伴生的，是自然气的一种，从化学组成来说属于湿性自然气。开采时与原油一起打出，气油比一般在 20500范围内。这种气体中含有 60%90%的甲烷，10%40%的乙烷、丙烷、丁烷和高碳烷烃。 凝析气田气：是含有简单液化的丙烷和丁烷成分的富自然气。这种气体通常含有甲烷 85%90%，碳三到碳五约 2%5%。可采纳压缩法、吸附法或低温分别法，将后者分别出去制液化石油气。 矿井气口从井下煤层抽出的矿井气，习惯称为矿井瓦斯气。 1.1.2 自然气燃烧特性 自然气最主要的成分是甲烷，基本不含硫，无色、无臭、无毒、无腐蚀性，具有平安、热值高、干净和应用广泛等优点，目前已成为众多发达国家的城市必选燃气气源。 城市燃气应按燃气类别及其燃烧特性指数分类，并应限制其波动范围。 华白数 W 按式计算： dQWg= 式中：W华白数，MJ/m3 ；d燃气相对密度 220224 . 0 1 O K ´ + = 式中：CP燃烧势； H 2 燃气中氢含量，%； C m H n 燃气中除甲烷以外的碳氢化合物含量，% ； CO燃气中一氧化碳含量，%； CH 4 燃气中甲烷含量，%； d燃气相对密度； K燃气中氧含量修正系数； O 2 燃气中氧含量，%。 城市燃气的分类应符合表的规定。 城市燃气的分类表 类别 华白系数 W,MJ/m3 燃烧势 CP 标准 范围 标准 范围 人工燃气 5R 22.7 (5430) 21.1(5050)24.3(5810) 94 5596 6R 27.1 (6473) 25.2(6017)29.0(6923) 108 63110 7R 32.7 (7800) 30.4(7354)34.9(8346) 121 73128 自然气 4T 18.0 (4300) 16.7(31019)19.3(4601) 25 2257 6T 26.4 (6300) 24.5(5859)28.2(6741) 29 2565 10T 43.8 (10451) 41.2(10132)47.3(11291) 33 3134 12T 53.5 (12768) 48.1(11495)57.8(13796) 40 3688 13T 56.5 (13500) 54.3(12960)58.8(14040) 41 4094 液化石油气 19Y 81.2 (19387) 76.9(18379)92.7(22152) 48 4249 22Y 92.7 (22152) 76.9(18379)92.7(22152) 42 4249 20Y 84.2 (20223) 76.9(18379)92.7(22152) 46 4249 注：6T 为液化石油气混空气，燃烧特性接近自然气。 1.1.3 自然气的储运 自然气是以气态燃用，但储运方式有管输自然气、压缩自然气、液化自然气等多种形式。另外，目前还在发展自然气水合物。 1. 压缩自然气 压缩自然气是通过压缩机加压的方式，将自然气压缩至容器，增加容器存储体积的自然气运输方式。一般状况下，自然气经过几级压缩，达到 20MPa 的高压，在用气时在经减压阀降压运用。在 20MPa 高压下，自然气的压缩比可以达到 276。CNG 在生产和利用过程中成本相对较低，能耗低。但是由于采纳笨重的高压气瓶，导致 CNG 单车运输量比较小，运输成本高。因此，一般认为该种方式只适合为距离气源地近、用气量小的城市供应燃气。 CNG 的特点：与 LNG 相比，设备相对简洁、投资少；与管道自然气相比要敏捷，因为管道一旦建设好以后，无法依据市场的须要发生转移。 2. 液化自然气 当自然气在大气压下，冷却至约-162时，自然气由气态转变成液态，称为液化自然气。LNG 体积约为同量气态自然气体积的 1/625，密度在 450kg/m3左右。可见液化自然气具有较大的气液，便于运输。另外，由于 LNG 的燃点及爆炸极限高于汽油，所以不易发生爆炸，平安性能好。 LNG 包括液化工厂、低温储槽和再气化工厂的建设。液化和再气化工厂的经济可行性由年产量和最高供气量确定。由于 LNG 所以低温液体，其生产、储运及利用过程中都须要相应的液化、保温柔气化设备，投资额高。这种运输形式只有在规模发展较大时才具有合理的经济性能。 3. 管输自然气 管输自然气是通过管道干脆将自然气输运到用户点的 一种运输方式，主要针对气源地用户或与气源地通过陆地相连的国家之间自然气运输。管道长度对于 PNG 方式有肯定要求。对于距离气源地较远的地区，只有当用气量较大时才会具有较好经济性。由于海底管道的建立和维护费用高，当自然气的海上运输距离较长时，将会倾向于采纳 LNG 船运输。 与 LNG 不同，PNG 既不须要液化工厂也不须要再气化工厂。管道基本建设投资是影响经济可行性的主要确定因素。基本建设投资额随着管线距离、管线走向、地理环境和负荷系数的改变而改变。自然气井口价格也对 PNG 的经济可行性有较大影响。当自然气的进口价格肯定时，运输距离是确定其贸易方式的主要因素。假如输送距离高于临界点，LNG 将更加可行。据英国 BP 公司供应数据，管道自然气和液化自然气运输成本运输距离的临界值大致在 40005000 公里间。 4. 其他技术 除了上述三种已经成熟的自然气存储技术，各国还在主动探寻其他更经济有效方式。其中包括自然气水合物和吸附自然气等。 自然气水合物资源是世界能源开发的下一个主要目标。海底的自然气水化物资源丰富，其开发利用技术已成为一个国际能源领域的热点。自然气水合物是在肯定条件下由水和自然气组成的类冰的、非化学计量的、笼形结晶化合物，其遇火即可燃烧。形成自然气水合物的主要气体为甲烷，对甲烷分子含量超过 101的自然气水合物通常称为甲烷水合物。在标准状况下，1 单位体积的气水合物分解最多可产生 164 单位体积的甲烷气体。但是依据目前的发展来看，该技术距离工业应用的成熟水平还有肯定的距离。 吸附自然气技术是利用一些诸如活性炭等多孔性固体物质对气体的吸附特性进行储气。由于这种新型的储气方式也要求在肯定的压力作用下方能最大限度地提高气体附量，因此从肯定意义上讲，该 储存方式同属压力储存。但由于储存压力较 CNG 大为降低，因此容器重量相应减轻，平安性相对提高。当储气容器的改良同样是减轻车辆无效载重、提高空间利率、减缓容器内外壁腐蚀等部题的最根本方法。目前该技术的关键部分：吸附剂以及热能储存器的开发已有了较大进展。作为自然气储存的一种方式，由于单位存储介质的吸附量还比较小，还不能在工业中得到大规模的应用。目前只有少数机构可以将其应用到自然气汽车上。 第8页 共8页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页