天然气开采与综合利用技术1(第一章)

1、主要内容（主要内容（Contents）六、天然气的化工利用六、天然气的化工利用一、一、 绪论绪论 七、天然气产业链与石油化工产业链的交叉和资源优化七、天然气产业链与石油化工产业链的交叉和资源优化 二、天然气工业概况二、天然气工业概况三、天然气分类、组成及性质三、天然气分类、组成及性质四、天然气开采与加工工艺四、天然气开采与加工工艺 五、天然气燃料利用五、天然气燃料利用第一章第一章 绪绪 论论 中国能源面临的严峻形势和挑战中国能源面临的严峻形势和挑战4 能源资源是人类生存、经济发展、社会进步不可或缺的重要资源，是关系国家经济命脉和国防安全的重要战略资源。5 1、能源消费总量持续增长，资源紧缺，不

2、敷需要、能源消费总量持续增长，资源紧缺，不敷需要61、能源消费总量持续增长，资源紧缺，不敷需要、能源消费总量持续增长，资源紧缺，不敷需要 经济的持续高速发展使中国能源消费呈现快经济的持续高速发展使中国能源消费呈现快速增长的态势，速增长的态势， 推动中国经济增长的主要动力：推动中国经济增长的主要动力：1、工业化发展加速、工业化发展加速2、城市化进程加快、城市化进程加快7 经济的持续高速发展使中国能源消费快速增长经济的持续高速发展使中国能源消费快速增长n 中国的经济发展已进入工业化中期阶段。钢铁、电力、石油、化工中国的经济发展已进入工业化中期阶段。钢铁、电力、石油、化工、建材、机械、汽车等高能源消

3、耗、高资源消耗的重化工业占、建材、机械、汽车等高能源消耗、高资源消耗的重化工业占50%以上，导致我国以上，导致我国能源需求弹性系数能源需求弹性系数明显提高，明显提高，2006的能源消费增速的能源消费增速与与GDP增速之比是增速之比是9.3：10.7。n 城市化进程加快。从城市化进程加快。从1998年，城市化水平年平均增长年，城市化水平年平均增长1多，相当于多，相当于每年有每年有1400多万人从农村转移到城镇。多万人从农村转移到城镇。2006年我国城市化水平达到年我国城市化水平达到42.8%，2020年年,2050年预计城市化率将达到年预计城市化率将达到55%，70以上。城镇人以上。城镇人口人均

4、能源消费是农村的口人均能源消费是农村的3.5倍，大规模城市化必然相应地增加能源倍，大规模城市化必然相应地增加能源和资源的消费。和资源的消费。89.512.610.59.68.87.87.187.55.916.115.36.01.83.4-0.8-4.11.23.55.25.16.25.86.99.99.39.58.33.813.514.29.20.60.6-0.1-0.50.40.41.00.71.71.60.70.50.20.50.50.4-5051015201990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 20

5、03 2004 2005Growth rate, %-1.0-0.50.00.51.01.52.0Elasticity coefficientTPEC grwoth GDP growthElasticity coeffience2006 TPEC growth GDP growth 10.791、资源紧缺，不敷需要、资源紧缺，不敷需要 n 工业化和城市化的加速，工业化和城市化的加速，中国已成为世界第二大能源消费国，中国已成为世界第二大能源消费国，20062006年能源消费年能源消费总量总量24.624.6亿吨标煤，亿吨标煤，为世界能源消费总量的为世界能源消费总量的15.815.8。200720

6、07年，年，电力装机电力装机7.137.13亿亿kW,kW,位于世界第二，且每年新增装机位于世界第二，且每年新增装机1 1亿亿KWKW左右。左右。n 中国是能源大国，但又是能源贫国，人均能源资源是世界人均的中国是能源大国，但又是能源贫国，人均能源资源是世界人均的1/2（煤）（煤）,1/15（油气）（油气） 。n 20052005年人均能源消费量为年人均能源消费量为1.181.18吨油当量，是世界平均水平（吨油当量，是世界平均水平（1.651.65吨吨油当量）的油当量）的71.571.5，是美国人均水平（，是美国人均水平（7.977.97吨油当量）的吨油当量）的14.814.8，是日本人均（是日

7、本人均（4.134.13吨油当量）的吨油当量）的28.628.6。10Energy Consumption Per Capita is Still LowerSource: BP Statistical Review of World energy, June 2005; IEA and National Bureau of Statistics of China Energy consumption per capita Oil consumption per capita Electricity generation per capita China2004World avergy2004

8、OECDyear 2004China2000Japan2004012345toeJapan2004China2004World avergy2004OECDyear 2004China20001504507501050135016501950kgoeJapan2004China2004World avergy2004OECDyear 2004China200010003000500070009000kWhhigh potential for growth 112、能源利用率低、能源利用率低国家国家GDPGDP一次能源消费量一次能源消费量单位单位GDPGDP能耗能耗单位单位GDPGDP能耗比率能

9、耗比率（亿美元）（亿美元）（百万吨标油）（百万吨标油）（吨标油（吨标油/ /万美元）万美元）（中国（中国/ /外国）外国）20052005年年20062006年年20052005年年20062006年年20052005年年20062006年年20052005年年20062006年年中国中国205492054926972269721578.91578.91720.71720.77.687.686.386.381 11 1印度印度7198719879617961387.3387.3423.2423.25.385.385.325.321.431.431.201.20韩国韩国7142714276857

10、685224.6224.6225.8225.83.143.142.942.942.442.442.172.17日本日本46638466384911449114524.6524.6520.3520.31.121.121.061.066.836.836.026.02俄罗斯俄罗斯6718671873297329679.6679.6704.9704.910.1210.129.629.620.760.760.660.66德国德国27301273012858228582324324328.6328.61.191.191.151.156.476.475.555.55法国法国19727197272153721

11、537262.1262.1262.6262.61.331.331.221.225.785.785.235.23英国英国22275222752341423414227.3227.3226.6226.61.021.020.970.977.537.536.596.59意大利意大利17097170971784017840183.9183.9182.2182.21.081.081.021.027.147.146.256.25加拿大加拿大10345103451088910889317.5317.5322.3322.33.073.072.962.962.502.502.162.16美国美国124866124

12、8661322171322172336.62336.62326.42326.41.871.871.761.764.114.113.633.63世界世界44427344427346722046722010537.110537.110878.510878.52.372.372.332.333.243.242.742.74122、能源利用率低、能源利用率低能源利用效率能源利用效率33.4%33.4%（世均（世均43%43%，发达国，发达国52-55%52-55%）占工业能耗占工业能耗7373的的8 8个行业个行业3333种产品单位能耗平均比世界种产品单位能耗平均比世界先进水平高先进水平高4747（比

13、先进水平多耗用能（比先进水平多耗用能2.32.3亿吨标煤亿吨标煤/ /年）年）建筑物单位面积能耗比发达国家高建筑物单位面积能耗比发达国家高2-32-3倍倍汽车的能源效率比国际先进水平低汽车的能源效率比国际先进水平低20%20%，与国外同类车型与国外同类车型相比，国产汽车油耗一般高相比，国产汽车油耗一般高20%-30%。132、能源利用率低、能源利用率低 n 20062006年，我国消耗了全球年，我国消耗了全球31%31%、30%30%、27%27%和和40%40%的原煤、铁的原煤、铁矿石、钢材、水泥，创造出的矿石、钢材、水泥，创造出的GDPGDP却不足全球的却不足全球的5.8%5.8%！能源！

14、能源利用效率仍然较低，万元利用效率仍然较低，万元GDPGDP能耗仍保持在能耗仍保持在1.2061.206吨标准煤吨标准煤的水平。的水平。n 中国每制造中国每制造1 1美元美元GDPGDP，消耗的能源是美国的，消耗的能源是美国的3 34 4倍、德国倍、德国法国的法国的5 56 6倍、日本的倍、日本的6 67 7倍。中国如果还不厉行倍。中国如果还不厉行能源节能源节约约，按现在，按现在9%9%的经济速度，那将的经济速度，那将不堪设想不堪设想。 14 珍惜能源资源！珍惜能源资源！ 能源节约最重要的是在体制、机制和政策上鼓励新技能源节约最重要的是在体制、机制和政策上鼓励新技术的应用。没有能源税，企业在动

15、力不足的情况下，很难术的应用。没有能源税，企业在动力不足的情况下，很难去珍惜资源。去珍惜资源。 比如我国汽车中的柴油车比例如果达到比如我国汽车中的柴油车比例如果达到30%30%，中国的机动车燃油，中国的机动车燃油可降低可降低10%10%。但油耗低的柴油车在中国并没有发展起来，就是由于我。但油耗低的柴油车在中国并没有发展起来，就是由于我国没有实行燃油税制度，能源税过低。这样的现状是汽车价格高，国没有实行燃油税制度，能源税过低。这样的现状是汽车价格高，燃油价格低，政策和制度没有鼓励珍惜能源。燃油价格低，政策和制度没有鼓励珍惜能源。 153、石油进口依存度逐年提高，能源安全凸现、石油进口依存度逐年提

16、高，能源安全凸现2003年石油进口年石油进口9100万吨，首次突破亿吨，万吨，首次突破亿吨，2005、2006年进口年进口1.26，1.45亿吨。国亿吨。国际能源署预测到际能源署预测到2020年，中国石油进口达年，中国石油进口达77%，美国能源信息署预测为，美国能源信息署预测为72%，发改，发改委能源所预测为委能源所预测为60%。163、石油进口依存度逐年提高，能源安全凸现、石油进口依存度逐年提高，能源安全凸现 目前，中国是世界上仅次于美国和日本的第三大石目前，中国是世界上仅次于美国和日本的第三大石油进口国，同时也是仅次于美国的第二大石油消费国，油进口国，同时也是仅次于美国的第二大石油消费国，

17、到到2015年中国将成为世界最大的石油消费国。年中国将成为世界最大的石油消费国。 事关国家战略安全，经济社会可持续发展！事关国家战略安全，经济社会可持续发展！17Primary Energy Consumption by Fuel020040060080010001200140016001990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005Million toecoalcrude oilnatural gashydro & nuclearSource: China Statistics Pr

18、ess,”China Energy Statistical Yearbook”, various years 4、我国优质能源在能源结构比重偏低、我国优质能源在能源结构比重偏低184、我国优质能源在能源结构比重偏低、我国优质能源在能源结构比重偏低n Primary energy consumption in 2007: n 2.65 bln TCE, 2nd in the worldCoal: 2.14 bln tons, 69.6%Crude oil: 330 mln tons, 18.3%Natural gas: 46.8 BCM, 3.4%Primary power: 8.7%19Yea

19、rCoalPetroleumNatural gasHydro&Nuclear198019902000200320042005200772.276.267.868.468.068.069.620.716.623.222.222.321.218.33.12.12.42.62.62.63.44.05.16.76.87.17.38.74、我国优质能源在能源结构比重偏低、我国优质能源在能源结构比重偏低The energy consumption structure in China 204、我国优质能源在能源结构比重偏低、我国优质能源在能源结构比重偏低国家国家石油石油天然气天然气煤炭煤炭核能核能水力等水

20、力等合计合计美国美国40.4%40.4%24.4%24.4%24.4%24.4%8.1%8.1%2.8%2.8%2326.42326.4加拿大加拿大30.7%30.7%27.0%27.0%10.7%10.7%6.9%6.9%24.6%24.6%322.3322.3法国法国35.3%35.3%15.5%15.5%5.0%5.0%38.9%38.9%5.3%5.3%262.6262.6德国德国37.6%37.6%23.9%23.9%25.1%25.1%11.5%11.5%1.9%1.9%328.6328.6意大利意大利47.0%47.0%38.1%38.1%9.5%9.5%- -5.3%5.3%1

21、82.2182.2英国英国36.3%36.3%36.1%36.1%19.2%19.2%7.5%7.5%0.8%0.8%226.6226.6俄罗斯俄罗斯18.2%18.2%55.2%55.2%16.0%16.0%5.0%5.0%5.6%5.6%704.9704.9日本日本45.2%45.2%14.6%14.6%22.9%22.9%13.2%13.2%4.1%4.1%520.3520.3韩国韩国46.6%46.6%13.6%13.6%24.3%24.3%14.9%14.9%0.5%0.5%225.8225.8印度印度28.4%28.4%8.5%8.5%56.2%56.2%2.1%2.1%6.0%6

22、.0%423.2423.2中国中国21.1%21.1%3.0%3.0%69.7%69.7%0.7%0.7%5.5%5.5%1720.71720.7世界合计世界合计35.8%35.8%23.7%23.7%28.4%28.4%5.8%5.8%6.3%6.3%10878.510878.5214、我国优质能源在能源结构比重偏低、我国优质能源在能源结构比重偏低 中国的能源资源条件（资源稀缺，煤炭略多）和相中国的能源资源条件（资源稀缺，煤炭略多）和相对稳定的经济结构，决定了中国只能以煤为主的能源消对稳定的经济结构，决定了中国只能以煤为主的能源消费结构在短期内难以转变。未来煤炭仍将发挥不可替代费结构在短期内

23、难以转变。未来煤炭仍将发挥不可替代的作用。为了保障能源需求的增长，中国未来的作用。为了保障能源需求的增长，中国未来20年需要年需要进行大规模的能源基础设施建设，石油、天然气等仍需进行大规模的能源基础设施建设，石油、天然气等仍需要大量进口。要大量进口。22 在西方人眼里，石油、煤炭等能源是既能催化经济繁在西方人眼里，石油、煤炭等能源是既能催化经济繁荣的工业血液，也是催生地球恶劣环境的荣的工业血液，也是催生地球恶劣环境的“补丸补丸”，它能，它能使环境成为对人类生存有着巨大威胁的怪兽，因此，能源使环境成为对人类生存有着巨大威胁的怪兽，因此，能源与环境间有解不开的死扣。与环境间有解不开的死扣。 232

24、4 随着经济发展，中国的能源消耗以前所未有的速随着经济发展，中国的能源消耗以前所未有的速度增长，规模庞大的能源活动带来相应巨大数量的能度增长，规模庞大的能源活动带来相应巨大数量的能源排放，使人类赖以生存的环境遭到了严重破坏。源排放，使人类赖以生存的环境遭到了严重破坏。25 5 5、我国环境污染严重，能源结构急待调整、我国环境污染严重，能源结构急待调整 单位：百万吨单位：百万吨 * * 百万吨百万吨COCO2 2 当量当量温室温室气气 体体二氧化二氧化碳碳甲烷甲烷*氧化亚氮氧化亚氮*沙尘沙尘黑碳黑碳二氧化硫二氧化硫中国中国30519595388001.1919.95世界世界总量总量2317263

25、40357030006.63105中国中国位次位次211111265、我国环境污染严重，能源结构急待调整、我国环境污染严重，能源结构急待调整 中国的二氧化硫和二氧化碳的排放量分别居全球第一、中国的二氧化硫和二氧化碳的排放量分别居全球第一、第二位。国内外研究机构的成果显示，大气污染造成的经济第二位。国内外研究机构的成果显示，大气污染造成的经济损失占损失占GDPGDP的的3%3%8%8%，以，以20062006年全国年全国GDP 20.94GDP 20.94万亿元计算，万亿元计算，损失在损失在62826282亿元至亿元至1675216752亿元之间。中国经济最发达的上海亿元之间。中国经济最发达的上

26、海市，市，20062006年的年的GDPGDP是是1029710297亿元。亿元。275、我国环境污染严重，能源结构急待调整、我国环境污染严重，能源结构急待调整n SO2排放量的排放量的90%，NOx排放量的排放量的60%都来自于燃煤。都来自于燃煤。基本消除酸基本消除酸雨污染所允许的最大二氧化硫排放量为雨污染所允许的最大二氧化硫排放量为12001200万吨至万吨至14001400万吨。万吨。2006年我国二氧化硫的排放达到了年我国二氧化硫的排放达到了2594.4万吨，远远超过环境容量万吨，远远超过环境容量,而而全全国国SO2排放总量超过环境承载能力的排放总量超过环境承载能力的70%左右。左右。

27、n 按照目前发展模式，按照目前发展模式，20202020年能源消费将达到年能源消费将达到3030亿吨至亿吨至4040亿吨标煤，亿吨标煤，原煤消费量约需原煤消费量约需2525亿吨至亿吨至3333亿吨，二氧化硫产生量将达亿吨，二氧化硫产生量将达42004200万吨至万吨至53005300万吨，比万吨，比20032003年增加年增加20002000万吨至万吨至30003000万吨。万吨。n 按照目前污染控制方式和力度，预计按照目前污染控制方式和力度，预计20202020年全国二氧化硫排放量将年全国二氧化硫排放量将达到达到28002800万吨左右，超过大气环境容量约万吨左右，超过大气环境容量约1600

28、1600万吨，将对生态环境万吨，将对生态环境和人体健康造成严重影响。和人体健康造成严重影响。28中国二氧化碳排放趋势中国二氧化碳排放趋势 (Million metric tons carbon)Source: LBNL295、我国环境污染严重，能源结构急待调整、我国环境污染严重，能源结构急待调整 我国汽车整体水平油耗高，排放自然也高，加上我国汽车整体水平油耗高，排放自然也高，加上车用能源的质量低、汽车排放控制水平低、交通道路车用能源的质量低、汽车排放控制水平低、交通道路建设滞后、交通规划管理不理想等因素，建设滞后、交通规划管理不理想等因素，交通已成第交通已成第二大环境污染源。二大环境污染源。

29、30 生态恶化形势严峻生态恶化形势严峻 温室效应对我国生态与环境影响：温室效应对我国生态与环境影响： 近百年平均地面温度上升近百年平均地面温度上升0.60.60.70.7 过去过去100100年海平面平均上升年海平面平均上升101020cm20cm 二百年以来冰川面积减少约二百年以来冰川面积减少约25%25% 近近5050年北方年降水量减少年北方年降水量减少10%10%，干旱加剧，干旱加剧 近近2020年每年气象灾害损失相当年每年气象灾害损失相当GDPGDP的的3 36%6% 31 生态恶化形势严峻生态恶化形势严峻环境健康问题突出：环境健康问题突出： 1111个最大城市，空气污染每年使个最大城市，空气污染每年使5 5万多人万多人夭折，夭折， 约约4040万人万人染呼吸系统疾病染呼吸系统疾病 空气污染地区死于肺癌人数高出空气污染地区死于肺癌人数高出5 59 9倍倍 沈阳市约沈阳市约40%40%的儿童血铅含量超标的儿童血铅含量超标 直接与能源消耗有关直接与能源消耗有关32n 以煤为主的一次能源结构造成了严重的环境污染。以煤为主的一次能源结构造成了严重的环境污染。酸雨率全国酸雨率全国40%、广东、广东70%， 世界污染严重的世界污染严重的20城市城市中国占中国占16个。个。n 我国目前每年因酸雨和二氧化硫污染造成的经济损失我国目前每年因酸雨和二氧