天然气基础知识优选资料新编范文优选范文金融证券股票报告金融证券金融资料.pdf
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1、天然气基础知识 天然气基本知识 第一部分 基本理论 一、一次能源概念及分类 一次能源是指直接取自自然界,没有经过加工转换的各种能量和资源,它包括:原煤、原油、天然气、油页岩、核能、太阳能、水力、风力、波 浪能、潮汐能、地热、生物质能和海洋温差能等等。一次能源根据它们是否能够再生而分成再生能源和非再生能源。再生能源:可再生能源是清洁能源,是指在自然界中可以不断再生、永续利用、取之不尽、用之不竭的资源,它对环境无害或危害极小,而且 资源分布广泛,适宜就地开发利用,主要包括:太阳能、水能、风能、海 洋能、潮汐能等。非再生能源:煤炭、石油、天然气、油页岩和核燃料铀等。其中煤炭、石油、天然气和油页岩等非
2、再生能源又叫化石燃料、燃料矿石和矿物燃料 二、天然气概念 广义:自然界一切天然因素形成的气体,都可称为天然气。如大气、地下气、宇宙气等。狭义:是指存在于地下岩层中的各种气体,天然气的成分不是单一的,而是由多种气态物质组成的混合物,如气层气、油田气、煤层气等。三、天然气分类 1 按重烃气含量分类a干气 甲烷含量在气体成分中占95%以上,重烃气含量很少,不 超过 1%4%。它不与石油伴生,可单独形成纯气藏。b、湿气 气体成分中含重烃气超过5%,即为湿气,湿气常与石油伴 生。如我国大庆、辽河、大港等油田所产天然气多为湿气。c、富气是指含C3、G、C5等重碳成分较高的天然气,一般占10%以上;d、贫气
3、是指含G、C4、C5等重碳成分较少的天然气,一般占10%以下;2、按产出分类 a气田气 从气井中开采出来的天然气,不与油藏伴生的单一天然气 聚集的气体,气体成分以甲烷为主,其含量达到 95%以上,重烃气含量极 少,不超过 1%4%,属于干气;b、油田气 主要指与石油共存的天然气。可溶于油内或在油气藏中 呈游离气态,也可以单独气藏与油藏共处于同一油气田中,一般油田气除 以甲烷为主外还含有较多的重烃气,重烃含量可达百分之几至几十,属于 湿气。c、凝析气 当地下温度、压力超过临界温度(单一气体都有一特定 温度,高于此温度时不管加多大压力都不能使该气体转化为液体,该特定 温度成为临界温度。甲烷的临界温
4、度为-82.5 C)后液态烃逆蒸发作用而形 成的气体。d、煤层气 指煤层中的游离气和吸附气,主要成分是甲烷,此外还伴 生有氮气、二氧化碳、氢气等。3、按状态分类加工转换的各种能量和资源它包括原煤原油天然气油页岩核能太阳能水力风力波浪能潮汐能地热生物质能和海洋温差能等等一次能源根据它们是否能够再生而分成再生能源和非再生能源再生能源可再生能源是清洁能源是指在自然界主要包括太阳能水能风能海洋能潮汐能等非再生能源煤炭石油天然气油页岩和核燃料铀等其中煤炭石油天然气和油页岩等非再生能源又叫化石燃料燃料石和物燃料二天然气概念广义自然界一切天然因素形成的气体都可称为天然气如混合物如气层气油田气煤层气等三天然气
5、分类按重烃气含量分类干气甲烷含量在气体成分中占以上重烃气含量很少不超过它不与石油伴生可单独形成纯气藏湿气气体成分中含重烃气超过即为湿气湿气常与石油伴生如我国大庆辽河大 a普通天然气 是指常温常压下的天然气,相对密度为,在标准状况(101325Pa 0C)下,天然气混合物的密度为 0.71 Kg/m3,空气密度 为1.29 Kg/m3,相对密度就是二者的比值;b、压缩天然气(CNG)是指压力达到20MPa以上的天燃气,一般压力为25MPa,体积是标准状态下的1/300,是理想的汽车燃料;c、液化天然气(LNG)是指转变为液态的天然气,一般在常压下,温度冷却到-162C天然气由气态变为液态,体积缩
6、小为原来的 1/600,密度 为;如果在20MP下,冷却至-140C则由气态变为液态.d、可燃冰 可燃冰的学名为 天然气水合物”,是天然气在0C和30个 大气压的作用下结晶而成的 冰块”。冰块”里甲烷占80%,可直 接点燃,燃烧后几乎不产生任何残渣,污染比煤、石油、天然气都要 小得多。1立方米可燃冰可转化为 164立方米的天然气和立方米的水。目前,全世界拥有的常规资源,将在 40年或50年后逐渐枯竭。而科 学家估计,分布的范围约 4000万平方公里,占海洋总面积的 10%,海底可燃冰的储量够人类使用 1000年,因而被科学家誉为 朱来能 源”、“21世纪能源”。2007年5月1日凌晨,我国在南
7、海北部成功钻 获天然气水合物实物样品“可燃冰”,从而成为继美国、日本、之后 第4个通过国家级研发计划采到水合物实物样品的国家。四、天然气化学组成 a烃类气体 主要是甲烷(CH4)一般占80%以上,其次为乙烷(C3H6)、丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)、戊烷(C5H12)等;加工转换的各种能量和资源它包括原煤原油天然气油页岩核能太阳能水力风力波浪能潮汐能地热生物质能和海洋温差能等等一次能源根据它们是否能够再生而分成再生能源和非再生能源再生能源可再生能源是清洁能源是指在自然界主要包括太阳能水能风能海洋能潮汐能等非再生能源煤炭石油天然气油页岩和核燃料铀等其中煤炭石油天然气和油页岩等非再生能源又
8、叫化石燃料燃料石和物燃料二天然气概念广义自然界一切天然因素形成的气体都可称为天然气如混合物如气层气油田气煤层气等三天然气分类按重烃气含量分类干气甲烷含量在气体成分中占以上重烃气含量很少不超过它不与石油伴生可单独形成纯气藏湿气气体成分中含重烃气超过即为湿气湿气常与石油伴生如我国大庆辽河大b、非烃气体 二氧化碳(C02)、硫化氢(H2S)、一氧化碳(CO)、氮气(2)等;c、稀有气体 氦气(Ne)、氩气(Ar)等。五、天然气主要成分 a、可燃气体 主要是甲烷(CH4)等烃类气体;b、酸性气体 如二氧化碳(CO2)、硫化氢(H2S)等;c、水蒸气 六、天然气的物理性质 未处理的可有汽油味,有时有硫化
9、氢味。经处理过的天然气是无色、无味、无毒和无腐蚀性的气体,主要物理性质是具有可燃性。a密度 密度的定义为单位体积气体的质量,在标准状况(101325Pa 0C)下,天然气中主要烃类成分的密度为 0.6773Kg/m3(甲烷)。天 然气混合物的密度一般为-0.75Kgm3,其中石油伴生气特别是油溶气的 密度最高可达1.5Kg/m3甚至更大些。天然气的密度随重烃含量尤其是 高碳数的重烃气含量增加而增大,亦随CO2和H2S的含量增加而增大。b、粘度 0C时为X,20C时为X。c、溶解性 天然气溶于水和石油,甲烷在石油中的溶解度约等于水中 的九倍。d、可燃性 每立方米天燃气燃烧时所放出的热量称为热值,
10、甲烷的热 值为 35-38 兆焦/标准立方米;约 8500大卡/立方米 e、可压缩性 七、天然气爆炸极限 天然气在空气中的爆炸极限是上限为 15%下限为5%加工转换的各种能量和资源它包括原煤原油天然气油页岩核能太阳能水力风力波浪能潮汐能地热生物质能和海洋温差能等等一次能源根据它们是否能够再生而分成再生能源和非再生能源再生能源可再生能源是清洁能源是指在自然界主要包括太阳能水能风能海洋能潮汐能等非再生能源煤炭石油天然气油页岩和核燃料铀等其中煤炭石油天然气和油页岩等非再生能源又叫化石燃料燃料石和物燃料二天然气概念广义自然界一切天然因素形成的气体都可称为天然气如混合物如气层气油田气煤层气等三天然气分类
11、按重烃气含量分类干气甲烷含量在气体成分中占以上重烃气含量很少不超过它不与石油伴生可单独形成纯气藏湿气气体成分中含重烃气超过即为湿气湿气常与石油伴生如我国大庆辽河大八、天然气的化学反应 甲烷的分子结构是由一个碳原子和四个氢原子组成,燃烧主要产物是 二氧化碳和水。点燃 CH4+2O 2+2H2O 甲烷与水蒸气作用 将甲烷和水蒸气通过贮有镍或三氧化二铝催化剂 的反应器在850 C左右就发生转化作用生成一氧化碳和氢气。一氧化碳和 氢气可用来合成甲醇、合成氨等等,工业上叫做合成气。九、天然气的水露点 天然气露点是控制天然气储运过程中不产生液态物质的重要指标,分 为水露点和烃露点。a、水露点是指天然气在一
12、定压力下析出液态水时的温度,水露点越 高,含水量越大;b、烃露点 是指天然气在一定压力下析出液态烃时的温度。十、天然气有关标准 1)、管输天然气标准 国家标准输气管道工程设计规范(GB50251-94规定:管输天然气在最高输送压力下的水露点低于环境温 度5 C,而烃露点不得高于最低环境温度。2)、城镇商品天然气标准 国家标准城镇燃气设计规范(GB50028-93 规定:a、固体颗粒含量v 10mg/Nri b、HS 含量v 20mg/N&CO含量v lOmg/Nrh 加工转换的各种能量和资源它包括原煤原油天然气油页岩核能太阳能水力风力波浪能潮汐能地热生物质能和海洋温差能等等一次能源根据它们是否
13、能够再生而分成再生能源和非再生能源再生能源可再生能源是清洁能源是指在自然界主要包括太阳能水能风能海洋能潮汐能等非再生能源煤炭石油天然气油页岩和核燃料铀等其中煤炭石油天然气和油页岩等非再生能源又叫化石燃料燃料石和物燃料二天然气概念广义自然界一切天然因素形成的气体都可称为天然气如混合物如气层气油田气煤层气等三天然气分类按重烃气含量分类干气甲烷含量在气体成分中占以上重烃气含量很少不超过它不与石油伴生可单独形成纯气藏湿气气体成分中含重烃气超过即为湿气湿气常与石油伴生如我国大庆辽河大(GB18047-2000规定:项目 技术指标 高位发热量,MJ/m3 总硫(以硫计),mg/m3 200 硫化氢,mg/
14、m3 15 二氧化碳 yco2,%氧气 yo2,%水露点,C 在汽车驾驶的特定地理区域内,在最高操作压力下,水露点不应高 于-13 C;当最低温度低于-8 C,水露点应比最低气温低 5C 注:本标准中气体体积的标准参比条件是,20C 十一、天然气轻烃回收 天然气轻烃回收是对天然气净化处理,符合商品气标准。主要包括脱 水(分子筛吸附法);脱酸性气(纯氨吸附法)和脱烃(冷凝分离法)。脱烃主要将井口生产的原料天然气中 C3(-80C)、C4(-50C)、C5(-20C)脱下来,使天然气的G占95%元以上变成纯干气外输。脱下来 的 C3、C4 和 C5 是很好的化工原料和生活燃料。十二、天然气重要性质
15、 1、低相对密度 天然气(绝对密度0.71kg/m3)相对密度为因此比空 气轻,易扩散,安全性高。2、可燃性 天然气是一种可燃气体,且具有很高的热值,其热值一般 为35-38MJ/方,即8500大卡左右,比普通煤气大倍(煤气的热值为15-17MJ/方),是理想的高效燃料。3、可压缩性 增压20-25MPa体积缩小为240-300分之一。3)、车用压缩天然气标准 国家标准车用压缩天然气标准 加工转换的各种能量和资源它包括原煤原油天然气油页岩核能太阳能水力风力波浪能潮汐能地热生物质能和海洋温差能等等一次能源根据它们是否能够再生而分成再生能源和非再生能源再生能源可再生能源是清洁能源是指在自然界主要包
16、括太阳能水能风能海洋能潮汐能等非再生能源煤炭石油天然气油页岩和核燃料铀等其中煤炭石油天然气和油页岩等非再生能源又叫化石燃料燃料石和物燃料二天然气概念广义自然界一切天然因素形成的气体都可称为天然气如混合物如气层气油田气煤层气等三天然气分类按重烃气含量分类干气甲烷含量在气体成分中占以上重烃气含量很少不超过它不与石油伴生可单独形成纯气藏湿气气体成分中含重烃气超过即为湿气湿气常与石油伴生如我国大庆辽河大天然气是高压、易燃、易爆的危险化学品 十三、天然气、汽油、液化石油气和人工煤气热值比较 天然气 油田伴生气 汽油 45-46MJ/kg 3 MJ/m3 热效率关系是1m3天然气相当于1升汽油、相当于0.
17、78kg液化石油气、相当于2.2 m3人工煤气。1卡二,1MJ=240大卡,1大卡=4Btu,1Btu=250 卡,1 MBtu=29 方,1 方=8500大卡=十四、液化天然气与液化石油气的区别 液化天然气主要成分是甲烷、乙烷,要在很低(-162C)的温度下保 存,热值在52MJ/kg以上;而LPG主要成分是丙丁烷和丙丁烯,一般保存 温度是-60 C,热值在46MJ/kg。液化天然气热值比液化石油气的热值高。十五、压缩天然气与液化天然气的异同点 相同点:二者均为天然气,只是状态不同,不同点:压缩天然气是气态,高压常温,压力一般为 20MPS以上;而液化天然 气是液态,常压低温,温度一般低于-
18、162 C.十六、天然气占一次能源比例 一次能源消费以石油、天然气、煤炭、核电和水利发电为基础,天然气 在一次能源消费结构中世界平均水平的 25%,其中,前苏联、中东和北美 洲已经超过世界平均水平达 40%以上,而亚洲和大洋洲最低,只有 12%,我 国半个世纪以来天然气在一次能源消费中一直维持在%,远低于亚洲水平。目前全国天然气消费量超过 10 亿方的省市区有 22个,超过 20亿方的有 13个,其中四川、北京、江苏和广东均接近 70亿方。而辽宁仅有 8 亿方,只占%,不及国家平均水平的也一半。m3 m3 液化石油气 人工煤气 加工转换的各种能量和资源它包括原煤原油天然气油页岩核能太阳能水力风
19、力波浪能潮汐能地热生物质能和海洋温差能等等一次能源根据它们是否能够再生而分成再生能源和非再生能源再生能源可再生能源是清洁能源是指在自然界主要包括太阳能水能风能海洋能潮汐能等非再生能源煤炭石油天然气油页岩和核燃料铀等其中煤炭石油天然气和油页岩等非再生能源又叫化石燃料燃料石和物燃料二天然气概念广义自然界一切天然因素形成的气体都可称为天然气如混合物如气层气油田气煤层气等三天然气分类按重烃气含量分类干气甲烷含量在气体成分中占以上重烃气含量很少不超过它不与石油伴生可单独形成纯气藏湿气气体成分中含重烃气超过即为湿气湿气常与石油伴生如我国大庆辽河大目前国家规划到 2010 年力争达到 10%,因此天然气有着
20、巨大的发展空间。目前,辽河油田全年可生产 8 亿立方米 天然气,西气东输项目每年通过管线输给辽河油田 60亿立方米天然气。辽 河油田正在筹建中的锦采储气库,预计投产后可以提供 35 亿立方米的天然 气储备。十七、天然气的优越性 1、天然气是高热值的能源;2、天然气是环境污染小的能源;3、天然气利用效率高的能源;4、天然气是安全可靠的能源;5、天然气是资源丰富的能源。十八、天然气汽车优势 天然气作为汽车燃料有两种形式:压缩天然气(CNG)和液化天然气(LNG),以天然气为燃料的汽车以下优点:1、经济效益高 在相同的当量热值时,1 立方米天然气的价格为 1 升汽油柴油的一半。如果各类发动机的热效率
21、比较近,则天然气汽车的燃料费用大约是汽油车 或柴油车的一半。这不仅弥补了由于汽车数量不断增加而引起的液体燃料 供应不足,而且使用汽车的运行费用大幅度降低。2、运行安全可靠 CNG、LNG和LPG汽车的气瓶或气罐等都很结实可靠。?由于天然气 密度远远加工转换的各种能量和资源它包括原煤原油天然气油页岩核能太阳能水力风力波浪能潮汐能地热生物质能和海洋温差能等等一次能源根据它们是否能够再生而分成再生能源和非再生能源再生能源可再生能源是清洁能源是指在自然界主要包括太阳能水能风能海洋能潮汐能等非再生能源煤炭石油天然气油页岩和核燃料铀等其中煤炭石油天然气和油页岩等非再生能源又叫化石燃料燃料石和物燃料二天然气
22、概念广义自然界一切天然因素形成的气体都可称为天然气如混合物如气层气油田气煤层气等三天然气分类按重烃气含量分类干气甲烷含量在气体成分中占以上重烃气含量很少不超过它不与石油伴生可单独形成纯气藏湿气气体成分中含重烃气超过即为湿气湿气常与石油伴生如我国大庆辽河大小于空气,当天然气从输气管线或储气容器中泄漏到空 气中,天然气将向上移动,迅速扩散到空气中。由 于这一特点,天然气的安全性优于汽油等大多数燃料。气体燃料系统的各个部件,特别是密封部分,都经过严格的检查。因此,天然气作为汽车燃料是比较 安全的;3、营运成本低 天然气容易扩散,在发动机中容易和空气均匀混合,燃烧比较完全、干净、不容易产生积碳,抗爆性
23、能好,不会稀释润滑油,因而使发动机汽 缸内的零件磨损大大减少,使发动机的寿命和润滑油的使用期限大幅度增 长。这些都会降低汽车的保养和运行费用,提高汽车使用的经济性。4、环境污染小 与石油燃料相比,天然气燃烧比较完全、干净,可以大量地降低发动 机废气排入中的各种有害成分,这也是工业发达国家使用天然气作为汽车 燃料的一个最主要的原因。另外气体燃料在制备过程中能量损失较小,对 大气的有害排放污染物少。从燃料来源考虑,对环境保护是更有利的;十九、LNG 物化性质 1)LNG的主要成分是甲烷,化学名称为 CH4,还有少量的乙烷C2H6,丙烷C3H8以及氮气N2等,其他成份组成。2)临界温度为-823C。
24、3)沸点为-162.5 C,着火点为650C。4)液态密度为,气态密度为 0.688kg/Nm3。5)气态热值 m,液态热值52MJ/kg。6)爆炸范围:上限为 15%,下限为 5%。7)辛烷值 ASTM:130(研究法)。8)无色、无味、无毒且无腐蚀性。9)体积约为同量气态天然气体积的 1/625。加工转换的各种能量和资源它包括原煤原油天然气油页岩核能太阳能水力风力波浪能潮汐能地热生物质能和海洋温差能等等一次能源根据它们是否能够再生而分成再生能源和非再生能源再生能源可再生能源是清洁能源是指在自然界主要包括太阳能水能风能海洋能潮汐能等非再生能源煤炭石油天然气油页岩和核燃料铀等其中煤炭石油天然气
25、和油页岩等非再生能源又叫化石燃料燃料石和物燃料二天然气概念广义自然界一切天然因素形成的气体都可称为天然气如混合物如气层气油田气煤层气等三天然气分类按重烃气含量分类干气甲烷含量在气体成分中占以上重烃气含量很少不超过它不与石油伴生可单独形成纯气藏湿气气体成分中含重烃气超过即为湿气湿气常与石油伴生如我国大庆辽河大二十、LNG的六大优点 1)LNG体积比同体积的天然气小625倍,所以可用汽车轮船很方便的 将LNG运到没有天然气的地方使用。2)LNG 储存效率高,占地少。投资省,10m3LNG 储存量就可供 5000 户居民 1 天的生活用气。1 户居民 1 天用方天然气。3)LNG 作为优质的车用燃料
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