天然气基本知识

天然气基本知识天然气基本知识 天然气是一种高效优质清洁能源 用途越来越广泛 需求不断增加 20 世纪 90 年代以来 天然气开发利用在世界能源结构中稳步上升 我国利用天然气也不 断增加 天然气是指通过生物化学作用和地质变质作用 在不同的地质条件下 生成 运移 并于一定压力下储集在地质构造中的可燃气体 天然气是由有机 物质生成的 这些有机物质是海洋和湖泊中的动 植物遗体 在特定的环境中 经物理和生物化学作用而形成的分散的碳氢化合物 天然气主要由烷烃类气体 硫化氢 二氧化碳 氮气 水蒸气及部分稀有气体 组成 一 天然气分类一 天然气分类 1 按生成条件分类 见第 1 章 2 按烃组分含量分类 1 干气压力为 0 1mpa 20 条件下 1m3 井口天然气中戊烷重烃液体含量小 于 13 5 1o 3m3 的天然气 2 湿气同等条件下 戊烷重烃含量大于 13 5 10 3m3 的天然气 3 富气每 1m3 标准状态下 井口流出物中 c3 以上重烃液体含量超过 9 4 1o 5m3 的天然气 4 贫气每 1m3 标准状态下 井口流出物中 c3 以上重烃液体含量不超过 9 4 10 5m3 的天然气 5 酸性天然气含有显著的 h2s 和 co2 等酸性气体 需要进行净化处理才能达 到管输标准的天然气 6 洁气 净气 h2s 和 co2 含量甚微 不需要进行净化处理的天然气 7 油井天然气气 油 体积比 3000 的天然气 8 油气井天然气气 油 体积 ll 3000 的天然气 3 按华白数 w 及燃烧势 cp 分类 见表 5 1 表表 5 15 1 按华白数及燃烧势对天然气分类按华白数及燃烧势对天然气分类 华白数华白数 w w 燃烧势燃烧势 cp cp 天然气类别号天然气类别号 标准标准 mj m3 mj m3 范围范围 mj m3 mj m3 标准标准范围范围 4t4t18 018 0 16 716 7 19 319 3 2525 2222 5757 6t6t26 426 4 24 524 5 28 228 2 2929 2 2 6565 10t10t43 843 8 41 241 2 47 347 3 3333 3131 3434 12t12t53 553 5 48 148 1 57 857 8 4040 3636 8888 13t13t56 556 5 54 354 3 58 858 8 4141 4040 9494 二 天然气的质量标准二 天然气的质量标准 根据中华人民共和国石油工业部标准 天然气 sy 7514 88 要求各组 各 类天然气技术应符合有关规定 见表 5 2 表表 5 25 2 各组 各类天然气技术要求各组 各类天然气技术要求 质量指标 项目 注 试验方法 a 组 31 4 7500kcal m3 高位发热量 mj m3 b 组14 65 31 4 3500 7500kcal m3 gb 待批 150270480 480gb 待批 总硫 以硫计 含量 mg m3 620 gb 待批 gb 待批 硫化氢含量 mg m3 实测实测gb 待批 二氧化碳含量 体积百分比 3sy 7506 水露点 在天然气交接点的温度和压力条件下 天然气的水露点应 比最低环境温度低 5 注 1 本标准中气体体积的参比条件是 101 325kpa 20 2 本标准实施之前建立的天然气输送管道 在天然气交接点 的压力温度条件 下 天然气中应无游离水 无游离水是指天然气经机械分离设备分不出游离水 天然气作为民用燃料 总硫和硫化氢含量应符合一类气或二类气的技术指标 该标准是参照各国对民用天然气中硫化氢含量范围 同时考虑用户的安全以及 设备管线的防腐而做出的 天然气的用途不同 对总硫含量要求不同 主要依据燃烧生成二氧化硫对环境 以及人体的危害程度而确定的 三 主要物化特性三 主要物化特性 1 密度与相对密度 在标准状态下 天然气相对密度一般为 0 58 0 62 油田伴生气因重组分含量 较高 为 0 7 0 85 均比空气轻 2 含水量和水露点 单位体积的天然气中所含水蒸气的质量称为天然气的含水量 单位为 g m3 标 准状态下 在一定的温度和压力下 一定体积的天然气所含的水蒸气量存在一 个最大值 当含水量等于最大值时 天然气中的水蒸气达到饱和状态 饱和状 态时的含水量称为天然气的饱和含水量 在一定条件下 与天然气的饱和含水量对应的温度值称为天然气的水露点 含水量与温度和压力有关 在一定条件下 当含水量超过一定值 饱和 时 则 形成水化物或液相水 堵塞管道 加快管线腐蚀 故必须控制含水量 商品天然气已脱水 使其含水量低于 30 时的饱和状态 0 3g m3 标准状态 下 输送时可看作等温降压或升温降压 因此不析出凝结水 故可不设排水 装置 天然气的热值是其重要的热力学特性 广泛应用于科技及工程领域 在经营管 理方面 同样具有十分重要的作用 一些发达国家均以燃气的高热值作为销售 定价的基础数据 政府通过立法监督燃气的高热值 确保各类品种的燃气热值 稳定 另一方面各类用户都以燃气的高热值作为生产成本计算的依据 因此 各发达国家在燃气应用方面都精确的控制燃气的高热值 其政府也相应制定和 颁布了该国的燃气热值标准计算方法 我国由于历史原因一直以低热值作为燃气应用和计算的指标 城市燃气销售长 久以来则一直以流量为基础 气价基本以低热值作参照制定 各类企业和商业 行业用户 在成本管理的过程中也没有引入或建立以高热值为基准的热平衡模 式 4 着火温度 可燃气体与空气混合物在没有火源作用下被加热而引起自燃的最低温度 按照 谢苗诺夫 semenow n 的理论 着火温度不是可燃混合物的物理常数 它与混 合物和外部介质的换热条件有关 可燃气体在氧气中的着火温度一般比空气中 的着火温度低 50 100 天然气在空气中的最低着火温度约为 530 天然气 的着火温度取决于其在空气中的浓度 也和天然气与空气的混合程度 压力