天然气及其组分的物理化学性质

天然气及其组分的物理化学性质天然气及其组分的物理化学性质 天然气的主要成分为甲烷 此外还含有乙烷 丙烷 丁烷 等烃类气体 氮 co2 h2s 及微量氢 氦 氩等非烃类气体 一般气藏天然气的甲烷含量在 90 以上 油田伴生气中甲烷含 量占 65 80 此外还含有相当数量的乙烷 丙烷 丁烷等 烃类气体 一 天然气主要组分的物理化学性质一 天然气主要组分的物理化学性质 天然气主要组分的物理化学性质见表 1 3 1 表表 1 3 11 3 1 天然气主要组分在标准状态下的物理化学性质天然气主要组分在标准状态下的物理化学性质 名 称 分子式 相对分 子质量 摩尔体积 vm m3 kmol 气体常数 r j kg k 密度 kg m3 临界温 度 tc k 临界压力 pc mpa 高热值 hh mj m3 高热值 hh mj kg 低热值 h1 mj m3 甲 烷 ch416 04322 362518 750 7174190 584 54439 84235 906 乙 烷 c2h630 0722 187276 641 3553305 424 81670 35155 36764 397 丙 烷 c3h844 09721 936188 652 0102369 824 194101 26651 90893 240 正 丁 烷 n c4h10 58 12421 504143 1302 703425 183 747133 88650 376123 649 异 丁 烷 i c4h10 58 12421 598143 132 6912408 143 600133 04849 532122 853 正c15h12 72 15120 891115 273 453746 9653 325169 37749 438156 733 戊 烷 氢 h22 01622 427412 67o 089833 251 28012 74549 04210 786 氧 o231 99922 392259 971 4289154 334 971 141 926 氮 n223 01322 403296 951 2507125 973 349 氦 he3 01622 42281 170 13453 350 118 二 氧 化 磺 co244 01022 26189 041 9768304 257 290 硫 化 氢 h2s34 07622 18244 171 5392373 558 89025 36423 383 空 气 28 06622 40287 241 2931132 43 725 16 488 水 蒸 气 h2o18 01521 629461 760 8330647 0021 830 爆炸极限 体积分数 名 称 低热值 h1 mj kg 上限下限 动力黏度 106 pa s 运动黏度 106 m2 s 沸点 定压比热容 cp kj m3 k 绝热指数 k 导热系数 w m k 偏心因子 甲 烷 5 015 010 6014 50 161 491 5451 3090 030240 0104 乙 烷 50 052 913 08 776 41 88 002 2441 1980 018610 0986 丙 烷 47 5152 19 57 653 81 42 052 9601 1610 015120 1524 正 丁 烷 46 3831 58 56 972 53 0 053 7101 1440 013490 2010 异 丁 烷 45 7451 88 5 11 72 1 144 0 1848 正 戊 烷 45 651 48 36 481 8536 06 1 121 0 2539 氢 45 3814 075 98 5293 00 252 751 2981 4070 21630 氧 120 111 19 8613 60 182 981 3151 4000 02500 0213 氮 17 0013 30 195 781 3021 4020 024890 04 氦 269 95 1 640 二 氧 化 碳 14 307 09 78 200 6201 3040 013720 225 硫 化 氢 4 345 511 907 63 60 201 5571 3200 013140 100 空 气 15 192 17 5013 40 192 501 3061 4010 02489 水 蒸 气 8 6010 12 1 4911 3350 016170 3480 二 天然气中有机硫化合物的主要性质二 天然气中有机硫化合物的主要性质 天然气中除含有 h2s 外 还含有数量不等的硫醇 硫醚以及微 量的二硫化碳 硫化羰 有机硫化物多数具有特殊的臭味 只 要有很少量存在就能凭嗅觉察到 因此 甲硫醇和噻吩被用作 为天然气加臭剂 当输配气管道发生泄漏时能够及时察觉 天然气中有机硫化物的主要性质见表 1 3 2 表表 1 3 21 3 2 天然气中有机硫化合物的主要性质天然气中有机硫化合物的主要性质 溶解性能 名称分子式 相对分 子质量 相对密度 熔点 沸点 临界温 度 临界压 力 mpa 临界密 度 kg l 水醇醚 甲硫醇 ch3sh48 1d0 0 896 1215 8196 87 140 323 溶 极易 溶 极易 溶 乙硫醇 c2h5sh62 13 d420 0 839 121 36 37225 25 5 42 0 3011 5g 100 g 溶溶 正丙硫醇 c3h7sh76 15 d425 0 836 112 67 68 难溶溶溶 异丙硫醇 ch3 2chsh76 15 d425 0 809 130 758 60 极难溶 无限 溶 无限 溶 正丁硫醇 c4h9sh90 18 d425 0 837 116 97 98 微溶易溶 易溶 2 甲基丙 硫醇 ch3 2chch2sh 90 18 d420 0 836 7988 极微深易溶 易溶 叔丁硫醇 ch2 2csh90 18 65 67 甲硫醚 ch3 2s62 13 d421 0 846 83 237 3229 9 0 3060 306 不溶溶溶 乙硫醚 c2h5 2s90 18 d420 0 837 99 592 93283 8 02790 2790 31g 100g 无限 溶 无限 溶 硫化羰 cos60 072 79g l 138 2 50 2 105 0 800mg 100mg 溶溶 噻吩 c4h4s84 13 d415 1 070 3084317 0 不溶溶 硫 s32 06 120444 6 1040 0 三 天然气中其他组分的性质三 天然气中其他组分的性质 1 1 氦氦 氦是少数气藏天然气中可能存在的微量组分 天然气中氦含量 一般在 0 01 1 3 但个别气藏中氦含量达到 8 9 如美 国维尔得克特气田 santaffe8 号井 天然气中氦含量高达 9 5 我国四川盆地威远气田震旦系气藏天然气中氦含量在 0 25 0 35 行业标准将天然气组分中含氦量达到 0 1 以上 者称为含氦气藏 由于氦气的特殊性质 沸点极低 3 2k 269 8 临界温度为 3 35k 269 95 是无色 无臭的化学惰性气体 在工业和 国防上具有特殊的用途 如作低温致冷剂 潜艇中的人造空气 用于氦气球 氦飞船等 含氦气藏开发利用已得到高度重视 2 2 氡氡 氡是一种放射性元素 也称为镭射气 相对分子质量为 222 半衰期为 3 8d 为无色气体 凝点 71 沸点 61 8 密度 9 73kg m3 由于氡的沸点靠近丙烷 因此 它趋向于在丙烷气 流中富集 当氡含量高于 2000bq m3 时 存在放射性危害 荷 兰某天然气井的氡含量达到 167bq m3 我国少数气井的天然气 中也有氡的显示 但含量极低 3 3 水蒸气或凝析水水蒸气或凝析水 天然气中常含有一定量的水蒸气或凝析水 其含量高低取决于 天然气的压力和温度 当天然气被水饱和时 会析出水滴 即 凝析水 凝析水往往是造成腐蚀和形成水化物的主要因素 4 4 汞汞 某些天然气中含有微量汞 在 1 1000ng m3 之间 荷兰某天然 气井中汞含量为 4ng m3 我国松辽盆地中央坳陷北部三肇凹陷 北部汪家屯气田下白垩统扶 杨气藏天然气中汞蒸气含量高达 2027ng m3 汞是一种重金属元素 俗称水银 常温下呈液态 银白色 易 流动 密度 13 596g cm3 凝点 39 沸点 356 在常温下 能与硫