天然氣煤層氣基礎(chǔ)知識(已修改)
2025-03-16 10:00 本頁面
【正文】 目 錄 ? 天然氣（煤層氣）基本理論 ? 天然氣（煤層氣）輸配系統(tǒng) ? 天然氣（煤層氣）安全知識 一、天然氣的定義： 廣義：是存在于自然界的一切氣體。如大氣、地下氣、宇宙氣等。 狹義：是指存在于地下巖層中的各種氣體。如氣層氣、油田氣、煤層氣等。 依其成因和儲存狀態(tài)可分為常規(guī)天然氣和非常規(guī)天然氣 : 常規(guī)天然氣 ： 包括單一相態(tài)的氣藏氣、氣層氣、油藏溶解氣等 。 非常規(guī)天然氣 ： 包括致密巖石中的煤層氣、頁巖氣、深層氣和天然氣水合物。 常規(guī)天然氣資源量全球約為 600萬億方，按照現(xiàn)在開采速度可供人類開發(fā)利用200300年；非常規(guī)天然氣資源潛力非常巨大 ，近 4000萬億方 ，僅其中的 天然氣水合物就是全球已知所有礦物燃料 (煤炭、石油和常規(guī)天然氣 )資源量總和的 2倍。 天然氣是石油鏈中最前面的部分，石油鏈根據(jù)碳原子個數(shù)的不同，為烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴和烯烴四大類，天然氣屬于烷烴類。 二、天然氣分類 按產(chǎn)出分類 : a、氣田氣 從氣井中開采出來的天然氣； b、石油伴生氣 從油井中與原油一起采出來的天然氣，也叫溶解氣、油田氣等； c、凝析氣 凝析油逆蒸發(fā)作用而氣化形成的天然氣； d、煤層氣 從地下煤層中采出來的天然氣； 按狀態(tài)分類 : 標(biāo)準(zhǔn)天然氣 是指標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（ 0℃ 、 1atm）的天然氣。其絕對密度為 kg/m3，相對密度為，平均熱值 36MJ/Nm3，約為 8500千卡 /Nm3。 壓縮天然氣（ Compressed Natural Gas 簡稱 CNG） 是指把標(biāo)準(zhǔn)天然氣增大壓力 20MPa以上的天然氣。主要應(yīng)用了氣體可壓縮性，根據(jù)氣態(tài)方程，在溫度不變的情況下，壓力增大，體積縮小的原理，當(dāng)壓力在 25MPa時，體積縮小為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的 1/300。當(dāng)壓力在 20MPa時，體積縮小為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的 1/240。 CNG熱值一般 38MJ/Nm3，約為 9000千卡 /Nm3。目前國內(nèi) CNG纏繞瓶管束車最大充裝天然氣量可達(dá)7500Nm3；一般常用的八瓶管束車，水容積 18m3，可充裝 4550Nm3，最大經(jīng)濟(jì)運(yùn)輸半徑 150公里，燃油百公里運(yùn)費(fèi)約為 /方。以 CNG為燃料的車輛叫做 NGV（ NaturalGasVehicle）。 液化天然氣（ Liquefied Natural Gas 簡稱 LNG） 天然氣在常壓下，當(dāng)冷卻至 162℃ 時，則由氣態(tài)變成液態(tài)，稱為液化天然氣（簡稱 LNG）。 LNG為低溫液體，其體積縮小為同量氣態(tài)體積的 1/625，比重為，熱值 50MJ/kg，即 12023千卡 /kg。目前國內(nèi) LNG低溫槽車最大容積 ，最高工作壓力 ，最大充裝天然氣量 Nm3，最大經(jīng)濟(jì)運(yùn)輸半徑 800Km，燃油百公里運(yùn)費(fèi)約為 /方。 可燃冰 (Ice Natural Gas 簡稱 ING) 是指天然氣水合物的俗稱，是近 20年來在海洋和凍土帶發(fā)現(xiàn)的新型潔凈能源，可以作為傳統(tǒng)能源如石油、煤炭等的替代品。是天然氣在一定壓力和溫度下形成的固體結(jié)晶水合物，其外觀為白色類似冰雪，化學(xué)式可表示為 CH4 6H 2或 CH4 7H 2O，密度 ， 1方天然氣水合物可釋放 170方的天然氣?？扇急哪芰棵芏仁敲旱?10倍，而且燃燒后不產(chǎn)生任何殘渣和廢氣 ,被稱為能滿足人類使用 1000年的新能源。目前技術(shù)還不能解決海洋污染和海平面上升問題，因此還不具備開采可燃冰條件。 四、天然氣化學(xué)組成 a、烴類氣體 主要是甲烷（ CH4）一般占 80%以上，其次為乙烷（ C2H6）丙烷（ C3H8）、丁烷（ C4H10）、戊烷（ C5H12）等； b、非烴氣體 二氧化碳（ CO2）、硫化氫（ H2S）、一氧化碳（ CO）、氮?dú)猓?N2）等； c、稀有氣體 氦氣（ Ne）、氬氣（ Ar）等； 五、天然氣主要成份 a、可燃?xì)怏w 主要是甲烷（ CH4）等烴類氣體； b、酸性氣體 如二氧化碳（ CO2）、硫化氫（ H2S）等； c、水蒸氣。 六、天然氣主要物理性質(zhì) 未處理的天然氣有汽油味，有時有硫化氫味。經(jīng)過處理過的天然氣是無色、無味、無毒和無腐蝕性的氣體。主要物理性質(zhì)： 揮發(fā)性 其密度為 kg/m3，空氣為 kg/m3，相對密度為 ，比空氣輕（最輕的是氫氣 ） ，易揮發(fā)擴(kuò)散； 壓縮性 增壓 2025Mpa體積縮小為 240300分之一 ； 溶解性 能溶于水和石油，為建設(shè)地下儲氣庫提供了條件； 燃燒性 發(fā)熱值一般為 36MJ/Nm3， 是理想的高效燃料。 七、天然氣爆炸極限 天然氣在空氣中的爆炸極限是上限為 15%、下限為 5%。 也就是說，在有限空間內(nèi)空氣含天然氣 515%就會發(fā)生爆炸，當(dāng)濃度低于 5％時，遇火不爆炸，但能在火焰外圍形成燃燒層，當(dāng)濃度為 ％時，其爆炸威力最大 (氧和天然氣完全反應(yīng) )；當(dāng)濃度在 15％以上時，失去其爆炸性，但在空氣中遇火仍會燃燒 ，每燃燒 1方天然氣需要 18方空氣，由于空氣中氧氣不足，造成燃燒不徹底而產(chǎn)生一氧化碳，會發(fā)生中毒現(xiàn)象，平時使用時要經(jīng)常通風(fēng)，這也是混空的原因之一 。 閃爆，就是當(dāng)易燃?xì)怏w在一個空氣不流通的空間里，聚集到一定濃度后，一旦遇到明火或電火花就會立刻燃燒膨脹發(fā)生爆炸。一般情況只是發(fā)生一次性爆炸，如果易燃?xì)怏w能夠及時補(bǔ)充還將多次爆炸。 八、天然氣的化學(xué)反應(yīng) 甲烷的分子結(jié)構(gòu)是由一個碳原子和四個氫原子組成，燃燒產(chǎn)物主要是二氧化碳和水。 CH4 + 2O2 點(diǎn)燃 CO2 + 2H2O 九、天然氣的水露點(diǎn) 天然氣露點(diǎn)是控制天然氣儲運(yùn)過程中不產(chǎn)生液態(tài)物質(zhì)的重要指標(biāo)，分為水露點(diǎn)和烴露點(diǎn)： ａ、 水露點(diǎn) 指天然氣在一定壓力下析出液態(tài)水時的最高溫度； ｂ、 烴露點(diǎn) 指天然氣在一定壓力下析出液態(tài)烴時的最高溫度； 十、富氣、貧氣、干氣、濕
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