天然气物理化学性质
天然气产品质量标准
天然气产品质量标准天然气是一种清洁、高效、环保的能源，其产品质量标准也是非常重要的。
以下是天然气产品质量标准的相关章节。
一、天然气的基本性质天然气是一种无色、无味、非毒性的气体，主要成分是甲烷，同时还含有少量的乙烷、丙烷、丁烷、氮气、二氧化碳等气体。
其热值在35.17-55.50MJ/m3之间。
二、天然气的物理性质天然气的密度、比热、粘度、热导率等物理性质对于其使用和传输具有重要意义。
天然气的密度一般在0.65-0.85kg/m3之间，比热在1.3-1.6kJ/(kg·K)之间，粘度在0.01-0.03Pa·s之间，热导率在0.025-0.045W/(m·K)之间。
三、天然气的化学性质天然气的化学性质主要表现在其燃烧性能和气体组分的变化。
天然气的燃烧性能好，不含硫、烟尘等有害物质，对环境无污染。
同时，天然气的气体组分随着地质条件和开采方式的不同而有所差异。
四、天然气的组分分析天然气的组分分析是评价其品质的重要手段。
常规的组分分析方法有色谱法、质谱法、红外光谱法等。
其中，色谱法是最常用的分析方法，可以准确测定天然气中各种气体的含量。
五、天然气的水分含量天然气中的水分含量对于其使用和传输具有重要影响。
水分含量高会导致管道内结露和腐蚀，同时也会影响燃烧性能。
因此，天然气的水分含量应该控制在一定范围内，一般不超过30mg/m3。
六、天然气的硫化氢含量天然气中的硫化氢含量对于其使用和传输也具有重要影响。
高含量的硫化氢会导致管道内腐蚀和安全隐患。
因此，天然气的硫化氢含量应该控制在一定范围内，一般不超过5mg/m3。
七、天然气的氧含量天然气中的氧含量对于其燃烧性能也有一定影响。
氧含量高会导致燃烧不完全，产生一些有害物质。
因此，天然气的氧含量应该控制在一定范围内，一般不超过0.2%。
八、天然气的热值天然气的热值是评价其品质的重要指标之一。
热值高的天然气可以提高燃烧效率，降低能源消耗。
天然气开采技术
第一章 绪论1、 天然气：是指在不同地质条件下生成、运移并以一定压力储集在地下构造中的气体。
2、 我国天燃气工程技术特点：1） 地层和储层特性的特殊性：埋藏深（3000-6000m ）开发开采难度大； 中低渗气藏居多，自然产能低：储集量不富集，中小型气田居多，开发分散性、复杂性 2） 气藏产水危害的严重性 3） 流体性质的高腐蚀性4） 天然气的可爆性和高压危险性第二章 天然气物理化学性质1、天然气组成：烃类气体：甲烷、乙烷、丙烷、丁烷及以上气体 非烃类气体：氮气、氢气、硫化氢、二氧化碳、水等 惰性气体：氦气、氩气等 3、 天然气组成的表示方法：已知天然气由k 种组分组成，组分i 的摩尔数为n i 体积为v i 质量为m i1） 摩尔分数法：ii kii=1n y n=∑ 2）体积分数法：ii kii=1V y V=∑ 3）质量分数法：ii kii=1m w m=∑4、 天然气按烃类气体分类：1） 按戊烷及以上组分分：干气：1m 3井口流出物中戊烷及以上液态烃含量低于13.5cm 3的天然气。
湿气：1m 3井口流出物中戊烷及以上液态烃含量高于13.5cm 3的天然气。
2） 按丙烷及以上组分分：贫气：1m 3井口流出物中丙烷及以上烃类含量低于100cm 3的天然气。
富气：1m 3井口流出物中丙烷及以上烃类含量高于100cm 3的天然气。
5、 天然气的相对分子量、密度、相对密度、比容：相对分子量：ni i i=1M y M =∑ 密度：g PMRTρ=相对密度：g g a 28.96Mργρ==比容：g 1νρ= 6、 天然气的偏差系数Z ：指相同温度、压力下，真实气体体积与同质量理想气体体积之比。
影响因素：组成、温度、压力 确定方法：1）实验法2）图版法：H 2S 、CO 2校正；凝析气校正 3）计算法7、 临界压力c P 临界温度c T 对比压力：r cP P P =对比温度：r c T T T =拟临界压力：npc ciii=1P P y =∑ 拟临界温度：npcci i i=1TT y =∑拟对比压力：pr pc P P P =拟对比温度：pr pcTT T = 8、 天然气等温压缩系数C g ：g T1V C V P ∂⎛⎫=-⎪∂⎝⎭ 拟对比等温压缩系数：pr g pc C C P =9、天然气体积系数、膨胀系数：体积系数：天然气在地层条件下体积与在地面条件下体积之比。
天然气及其组分的物理化学性质
编号：SY-AQ-09384( 安全管理)单位：_____________________审批：_____________________日期：_____________________WORD文档/ A4打印/ 可编辑天然气及其组分的物理化学性质Physical and chemical properties of natural gas and its components天然气及其组分的物理化学性质导语：进行安全管理的目的是预防、消灭事故，防止或消除事故伤害，保护劳动者的安全与健康。
在安全管理的四项主要内容中，虽然都是为了达到安全管理的目的，但是对生产因素状态的控制，与安全管理目的关系更直接，显得更为突出。
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天然气主要组分的物理化学性质见表1-3-1。
表1-3-1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ρ/(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CH4 16.043 22.362 518.75 0.7174 190.58 4.544 39.842 35.906 乙烷C2H6 30.07 22.187276.64 1.3553 305.42 4.816 70.351 55.367 64.397 丙烷C3H8 44.097 21.936 188.65 2.0102 369.82 4.194101.266 51.908 93.240 正丁烷n-C4H10 58.124 21.504 143.130 2.703 425.18 3.747 133.886 50.376 123.649 异丁烷i-C4H10 58.124 21.598 143.13 2.6912 408.14 3.600 133.048 49.532 122.853 正戊烷C15H12 72.151 20.891115.27 3.4537 46.965 3.325 169.377 49.438 156.733 氢H22.016 22.427 412.67 O.0898 33.25 1.280 12.74549.042 10.786 氧O2 31.999 22.392 259.97 1.4289 154.33 4.971 —141.926 —氮N2 23.01322.403 296.95 1.2507 125.97 3.349 ——氦He 3.016 22.42 281.17 0.1345 3.35 0.118 ——二氧化磺CO2 44.010 22.26 189.04 1.9768 304.25 7.290 ———硫化氢H2S34.07622.18 244.17 1.5392 373.55 8.890 25.364 23.383 空气28.066 22.40 287.24 1.2931 132.4 3.725 —16.488—水蒸气H2O18.01521.629461.760.8330647.0021.830—名称低热值H1/(MJ/kg)爆炸极限(体积分数)/% 动力黏度μ×106/(Pa·s)运动黏度υ×106/(m2/s)沸点/℃定压比热容Cp/(kJ/m3·K)绝热指数K导热系数λ/[W/(m·K)] 偏心因子上限下限甲烷5.015.010.60 14.50 -161.49 1.545 1.309 0.03024 0.0104 乙烷50.05 2.9 13.0 8.77 6.41-88.00 2.244 1.1980.01861 0.0986 丙烷47.515 2.19.57.65 3.81-42.05 2.960 1.161 0.01512 0.1524 正丁烷46.383 1.58.56.97 2.53-0.05 3.710 1.144 0.01349 0.2010 异丁烷45.745 1.88.5-11.72 —1.144 —0.1848 正戊烷45.65 1.4 8.3 6.48 1.85 36.06 —1.121 —0.2539 氢45.381 4.0 75.98.52 93.00 -252.75 1.298 1.407 0.2163 氧120.111 ——19.86 13.60 -182.98 1.315 1.400 0.02500.0213 氮——17.00 13.30 -195.78 1.302 1.402 0.02489 0.04氦————-269.95 —1.640 ——二氧化碳———14.30 7.09-78.200.6201.304 0.01372 0.225硫化氢4.3 45.5 11.90 7.63-60.20 1.557 1.320 0.01314 0.100 空气15.192 ——17.50 13.40-192.501.3061.4010.02489—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。
车用CNG气瓶安全使用需知
车用CNG气瓶安全使用需知一、天然气的物理化学性质和CNG气瓶使用工况天然气的主要成分是甲烷，它是无色、无味气体,密度为0.717g/L(标准状况)，比空气轻,极难溶于水的可燃性气体，爆炸极限为5%－15%，与空气混合能形成爆炸性混合物，遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。
而甲烷属微毒类气体，低浓度时，对人基本无毒，但浓度过高时，使空气中氧含量明显降低，使人窒息。
当空气中甲烷达25%-30%时，可引起头痛、头晕、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速。
若不及时脱离，可致窒息死亡。
CNG气瓶的公称工作压力一般为20—25MPa，设计温度：-5-50℃范围。
二、CNG汽车一定要规范改装，要遵守国家安全法规，由取得压力容器安装1级资质，有可靠的技术和设备的改装点进行改装。
合肥现有四家持证单位，名称及电话为：合肥星月（5580101）、合肥润安（4242177）、合肥大联合（3456013）和安徽东方（5539948）。
不可盲目自选改装车辆。
三、改装后的CNG汽车气瓶应到市特种设备安全监察部门办理气瓶使用登记手续，持证使用。
四、CNG汽车第一次充气时，要注意先用天然气进行“冲洗”（或用氮气置换），即将天然气充入气瓶使瓶内压力达到以0.5—0.6Mpa，然后放出天然气减压至0.2—0.3Mpa,如此反复三次再充气至气瓶的额定工作压力。
五、气瓶中的天然气量不允许用尽，应保持压力在0.3Mpa以上，防止空气进入气瓶。
六、出车前先缓慢开启气瓶阀门，后缓慢开启高压总阀，观察高压气表，检查燃料供给系统的泄漏情况，若没有泄漏再检查汽车电气系统是否漏电，在确认没有漏电、漏气时方可起动。
开启气瓶阀门时不允许站在气瓶阀正面。
七、压缩天然气汽车进入加气位置后，发动机必须熄火，驻车制动，关闭所有电器电源。
充气完毕后在加气站工作人员的指挥下，缓慢驶离，不得猛踩油门。
行驶中一旦发现漏气，应立即关闭所有电源，查出漏气部位和原因，及时处理，如泄漏严重，应关闭气瓶阀门，待天然气散发后再作处理，必要时放掉全部天然气。
天然气的物理化学性质
第二章天然气的物理化学性质提示第二、三章是以后各章学习的基础。
较全面的天然气物理化学性质应包括：1）物理性质，如：分子量、密度和相对密度、饱和蒸汽压、粘度、临界参数、真实气体和理想气体状态方程及气体偏差系数、体积系数、含水量、溶解度和烃露点等；2）相态性质和相平衡计算；3）热力学性质如：比热容、绝热指数、导热系数、汽化潜热、焓、熵、热值和爆炸性等。
限于篇幅，本章只涉及与渗流、管流和储存有关的几个参数。
这些参数的实验分析与测定是必不可缺少的手段。
国家技术监督部门认可的方法和标准是测试的依据。
在没有实验和现场试验数据时，那么采用一些经验公式是唯一可行的选择，而且有利于实现计算机编程。
第一节天然气的组成与分类一、天然气的组成天然气是指自然生成，在一定压力、温度下蕴藏于地下岩层孔隙或裂缝中的混合气体，其主要成分为甲烷及少量乙烷、丙烷、丁烷、戊烷及以上烃类气体，并可能含有氮、氢、二氧化碳、硫化氢及水蒸汽等非烃类气体及少量氦、氩等惰性气体。
天然气中还可能含多硫化氢、以胶溶态粒子形式存在于气相中的沥青质，还可能微含水银。
石油工业范围内，天然气通常指从气田采出的气及油田采油过程同时采出的伴生气（参见国际标准化组织ISO14532. 2001）。
天然气中常见组分的性质见表2-1。
为了了解天然气的组成，可以对天然气组分作全分析，目前国内外采用的分析仪器为气相色谱仪，主要有美国惠普和日本岛津系列气相色谱仪。
表示天然气组成的方法有三种：1、摩尔组成：这是目前最常用的一种表示方法，常用符号i y 表示气中组分i 的摩尔组成，其表达式为∑==ni iii nn y 1（2-1）式中 i n ——气组分i 的摩尔数；∑=ni in1——气体总摩尔数，n 为气体组分总数。
表2-1 天然气主要组分在标准状态下的物理化学性质①0℃，101.325kPa；②MJ，106J(焦)③引自文[1]。
2、体积组成： 也常用符号i y 表示∑==ni iii VV y 1（2-2）式中 V i ——气组分i 的体积；∑=ni iV1——气体总体积。
天然气物理化学性质
天然气物理化学性质一、物理性质1. 密度天然气密度较小，一般为 0.7-0.9 kg/m³，约为空气的1/5-1/8，因此天然气比空气轻。
2. 比热容天然气的比热容较低，一般在 2-3 kJ/(kg•℃)左右，这意味着加热天然气所需的能量较少，燃烧时也能释放更多的热量。
3. 蒸汽压由于天然气的分子量较小，因此蒸汽压也较低。
在常温下，天然气的蒸汽压非常低，几乎可以忽略不计。
4. 粘度天然气的粘度极低，比液化石油气还要低，一般为0.015-0.02 Pa•s，因此流动性非常好。
二、化学性质1. 氧化性天然气是一种可燃气体，含有大量的甲烷、乙烷等烷烃和少量的烯烃、芳香烃等物质，因此在空气中容易燃烧并释放大量的热能。
2. 惰性天然气在大多数情况下不会发生化学反应，是一种具有较高化学惰性的气体。
但在高温高压的条件下，天然气也会发生一些特殊的化学反应。
3. 可溶性天然气在水中的可溶性非常低，每升水中只能溶解数毫升的天然气，因此在生产和运输过程中需要采用一系列的处理工艺来进行天然气的脱水和脱酸等处理。
4. 酸碱性天然气本身是一种中性物质，不具有酸碱性。
三、在工业生产中的应用1. 燃气天然气具有燃烧热值高、燃烧清洁、供应安全稳定等优点，被广泛应用于城市燃气和工业燃料等领域。
目前已有大量的城市建立了天然气供应系统，供应给民用和工业用户。
2. 化工原料天然气中含有大量的甲烷、乙烷等有机物质，这些物质可以通过加工制造成为化工原料，制造丙烷、丙烯、烯烃等物质，广泛应用于化工生产中。
3. 发电天然气发电是现代发电技术的主要形式之一，利用天然气发电可以实现高效节能、绿色环保等好处，受到越来越广泛的关注。
在中国，天然气发电正在逐渐成为重要的电源之一。
四、结论天然气作为一种重要的能源资源，具有燃烧热值高、燃烧清洁、供应安全稳定等优点，被广泛应用于各个领域。
但是，天然气也存在一些问题，比如难以存储和运输、价格波动较大等。
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一、天然气的定义、分类及成分天然气是指从地球内部产生，通过地层破裂、孔隙和裂隙等天然通道，自然释放到地面上或岩石层中含有气体的地层中产生的混合气体。
天然气主要由甲烷及其伴生气体组成，包括乙烷、丙烷、丁烷等烷烃和少量的非烷类气体如CO2、H2S、氮等。
1. 烷烃类气体烷烃类气体是天然气中的主要组分，其中以甲烷含量最高，占天然气的50%~98%。
甲烷化学式为CH4，分子式中只包含碳和氢两种元素，成分简单。
甲烷是最轻、相对稳定和不易形成其他化合物的烷基化合物。
乙烷的分子式为C2H6，其含量在天然气中通常为2%~20%。
丙烷含量较少，通常占天然气的2%以内。
2. 非烷类气体天然气中还含有一些非烷类气体，包括CO2、H2S、氮等。
此类气体的含量较低，但是对天然气的运输、处理和使用都有一定的影响。
二、物理化学性质1. 密度天然气是一种相对较轻的气体，在标准条件下（温度为15℃，气压为101.325kPa）其密度约为0.65~0.85kg/m³，低于空气密度，故在空气中会上升。
由于天然气密度较低，自重力非常小，因此天然气在地层中的运移和分布受到很多因素的制约，需要相对较高的地层压力和孔隙度才能保持稳定的储集和运输状态。
2. 燃烧性能天然气是一种较为理想的化石燃料，具有高燃烧效率和低污染排放等优点。
天然气的燃烧热值高、燃烧过程稳定，生成的二氧化碳、水蒸气等废气排放量较小，相比煤、石油等传统化石燃料来说更环保。
天然气燃烧时生成的NOx等有害气体排放量也相对更少，但是气体中的硫化氢等成分在燃烧过程中也会生成二氧化硫等有害气体。
3. 溶解性天然气主要成分甲烷在水中的溶解度非常小，表现为不易被水溶解。
常温常压下，1L水只能溶解22.5ml甲烷，极端情况下最高可至50ml/L。
由于天然气中含有一部分CO2等成分，其溶解度要高于甲烷，导致水与天然气的接触面积越大，溶解率就越高。
天然气储存过程中，通常还需要与储气库内的地层水接触，因此溶解度的问题也是储存过程中需要考虑的重要因素。
天然气工程教程-第2章 天然气物理化学性质
g
air
干燥空气密度， Kg/m3
二、天然气的分子量和相对密度
２、天然气相对密度
g g / air
取1摩尔天然气来研究，有：
g g g
( M / V ) /( M / V )
M M g g/ air
M 28 . 97 air
air air
因为： 又： 有：
M 28 . 97 g g/
3 0 n .05
y n n n i i /i i i n 0 . 9 0 . 05 0 . 05 1 1 i i 1
3
3
2、天然气组成
体系中各组分的摩尔组成:
汽
相
y 1 n1 0 . 9 y 2 n 2 0 . 05 y 3 n 3 0 . 05
又：
m m i i/ i
V 22 .4 n i i
y V / V 22 . 4 n / 22 . 4 n i i i i i
2、天然气组成
y n n i i/ i
y ( m / M ) / ( m / M ) i i i i i
m m i i/ i
A ( A / T A / T )
9 7 pr
2 2 ( A A / T A / T )pr 6 7 pr 8 pr
2 2 3 2 A ( 1 A )( / T ) exp( A ) (1) 10 11 pr pr pr 11 pr
0 . 27 p/( ZT )
190.6
305.4
4.604
4.880 4.294 3.796
C3
C4
0.02
天然气的性质和特点
天然气的性质和特点1、天然气是一种易燃易爆气体，和空气混合后，温度只要达到550℃就燃烧。
在空气中，天然气的浓度只要达到5-15%就会爆炸。
2、天然气无色，比空气轻，不溶于水。
一立方米气田天然气的重量只有同体积空气的55%左右，一立方米油田伴生气的重量，只有同体积空气的75%左右。
3、天然气的主要成分是甲烷，本身无毒，但如果含较多硫化氢，则对人有毒害作用。
如果天然气燃烧不完全，也会产生一氧化碳等有毒气体。
4、天然气的热值较高，一立方米天然气燃烧后发出的热量是同体积的人工煤气（如焦炉煤气）的两倍多，即35.6-41.9兆焦/立方米（约合8500-10000千卡/立方米）。
5、天然气可液化，液化后其体积将缩小为气态的六百分之一。
每立方米天然气完全燃烧需要大约十立方米空气助燃。
6、一般油田伴生气略带汽油味，含有硫化氢的天然气略带臭鸡蛋味。
天然气的主要成分是甲烷，甲烷本身是无毒的，但空气中的甲烷含量达到10%以上时，人就会因氧气不足而呼吸困难，眩晕虚弱而失去知觉、昏迷甚至死亡。
天然气中如含有一定量的硫化氢时，也具有毒性。
硫化氢是一种具有强烈臭鸡蛋味的无色气味，当空气中的硫化氢浓度达到0.31毫克/升时，人的眼、口、鼻就会受到强烈的刺激而造成流泪、怕光、头痛、呕吐；当空气中的硫化氢含量达到1.54毫克/升时，人就会死亡。
因此，国家规定：对供应城市民用的天然气，每立方米中硫化氢含量要控制在20毫克以下天然气的化学组成天然气是指烃类气体。
地壳中，天然气就其产状分析，有游离态、溶解态（溶于原油和水中）、吸附态和固态气水合物四种类型。
从分布特点又可分为聚集型和分散型两类。
气藏气、气顶气、凝析气、油溶气属聚集型，也称为常规型天然气；水溶气、煤层气、固态气水合物则属分散型，也称为非常规型天然气。
从与油藏的关系划分，气顶气、油溶气以及油藏之间或油藏上方的、在成因上与成油过程相伴的气藏气，均归于伴生气；与油没有明显联系的或仅含有极少量原油的气藏气，成因上与煤系有机质或未成熟的有机质有关而生成的天然气称之为非伴生气。
表- 天然气液化过程中的物理化学性质及危险特征
该表格列出了天然气液化过程中涉及的物理化学性质及危险特征。以下是各个属性的简要说明：
属性
描述
温度
液化过程需要将天然气冷却到较低的温度以使其变成液体状态，通常需要达到零下162摄氏度左右。低温使天然气分子间距增大，从而增加了液态天然气的密度。
压力
在液化过程中，通过增加压力可以促使天然气达到液化状态。较高的压力可以降低天然气的沸点，有助于液化过程。
物化性质
液态天然气具有较高的能量密度和易于储存的特点。但密度较大的液态天然气在储存和运பைடு நூலகம்过程中需要特殊的设施和措施以确保安全。
危险特征
液态天然气具有易燃、易爆的特性，一旦泄漏或受到外部火源点燃，可能引发火灾或爆炸。在使用和储存过程中需要特殊的安全措施，如防爆装置和泄漏监测系统。
以上是表格中包含的物理化学性质和危险特征的简要描述。这些信息对于研究和处理天然气液化过程中的安全问题非常重要。
天然气验收标准
天然气验收标准
天然气是一种清洁、高效的能源，广泛应用于工业、居民生活和交通等领域。
为了保障天然气的安全使用，制定了一系列的验收标准，以确保天然气的质量和安全。
下面将介绍天然气验收标准的相关内容。
首先，天然气的验收标准包括以下几个方面，物理性质、化学成分、热值、硫
化氢含量、水含量、氧含量、氮气含量等。
在验收过程中，需要对这些指标进行严格检测，确保天然气的质量符合标准要求。
其次，天然气的物理性质是指其密度、粘度、流动性等方面的特征。
验收时需
要对天然气的物理性质进行测试，以确保其符合标准要求。
化学成分则是指天然气中各种气体成分的含量，如甲烷、乙烷、丙烷等。
验收时需要对这些成分进行分析，确保其符合标准要求。
另外，天然气的热值是指单位质量或单位体积的天然气所释放的热量。
验收时
需要对天然气的热值进行测试，以确保其符合标准要求。
硫化氢含量、水含量、氧含量、氮气含量等也是天然气验收中需要重点关注的指标，验收时需要对这些指标进行严格检测，确保天然气的质量符合标准要求。
此外，在天然气的储存和运输过程中，也需要严格遵守验收标准，确保天然气
的安全使用。
在储存和运输过程中，需要对天然气的压力、温度、流量等参数进行监测，确保天然气的安全运输和使用。
总之，天然气验收标准是保障天然气质量和安全的重要手段，只有严格遵守验
收标准，才能保障天然气的安全使用。
希望相关部门和企业能够加强对天然气验收标准的执行，确保天然气的质量和安全，为人民群众提供更好的能源服务。
天然气的组成及危害
天然气的组成及危害天然气的组成天然气主要组分为甲烷，通常占90%以上，还含有一些乙烷、丙烷、丁烷及戊烷以上的烃类，并且有少量的二氧化碳、氮气、硫化氢、氢气等非烃类组分。
我国油气田中普遍含硫化氢较少，但四川所产天然气中含硫化氢较多。
含量约在0.1%左右。
天然气的物理化学性质相对密度：0.55-0.75闪点：-218℃自燃点：500-700℃（典型干气）爆炸下限：3.6%-6.5%爆炸上限：13%-17%最小点火能：0.3-0.4MJ（典型干气）天然气的低位发热量（扣除水的气化潜热后的发热量）：35-39MJ/Nm3天然气的危害甲烷等轻烃本身无毒，为单纯窒息性气体。
但硫化氢是一种剧毒气体，天然气中如果含有较多的硫化氢，大量吸入会损害健康。
油气井井喷失控钻井分"钻探井"和"生产井"两种，钻探井的目的是要搞清地下是否有石油或天然气；钻生产井是为了把地层中的油、气开采出来。
当钻井遇到地下油、气、水层时，地下的油、气或水串进井内的泥浆里，加快了泥浆流动和循环的速度，地下油、气压力失去控制，造成油、气、水等混合物沿着环空迅速喷到地面。
为什么油井会发生井喷失控？地下压力是怎样形成的？原来，在井眼未形成之前，地层四周应力处于平衡状态，压力相对稳定。
井眼形成以后，地层压力平衡受到破坏，地层下的流体由于流动而产生压力。
钻井时为了平衡地层压力，保证钻井正常进行，要不断地往井内注入泥浆，并随时根据地层压力的变化调整泥浆比重，使井底压力始终与地层压力保持平衡，而油井井喷失控则是由于种种原因，使井底压力低于地层压力，井下压力失去平衡造成的。
在钻井的过程中发生井喷失控的事故，根据我国玉门、四川、大庆、中原等油气田发生的一些井喷失控事故的发生分析，大多数是在钻入高压油、气层时，由于施工设计不准确，泥浆性能不好，操作技术不当，或井下发生严重漏失等原因造成的。
井喷失控如不能及时控制，很容易发生火灾，井喷失控一旦发生火灾将会造成巨大损失。
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天然气主要组分的物理化学性质见表1-3-1。
表1-3-1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ρ/(kg/m3)临界温度T c/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CH416.04322.362518.750.7174190.584.54439.842 35.906乙烷C2H630.0722.187276.641.3553305.424.81670.35155.36764. 397丙烷C3H844.09721.936188.652.0102369.824.194101.26651.90893.24 0正丁烷n-C4H1058.12421.504143.1302.703425.183.747133.88650.376 123.649异丁烷i-C4H1058.12421.598143.132.6912408.143.600133.04849.532 122.853正戊烷C15H1272.15120.891115.273.453746.9653.325169.37749.43 8156.733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H2S34.07622.18244.171.5392373.558.89025.364 23.383空气28.06622.40287.241.2931132.43.725—16.488—水蒸气H2O18.01521.629461.760.8330647.0021.830—名称低热值H1/(MJ/kg)爆炸极限(体积分数)/%动力黏度μ×106/(Pa·s)运动黏度υ×106/(m2/s)沸点/℃定压比热容Cp/(kJ/m3·K)绝热指数K导热系数λ/[W/(m·K)]偏心因子上限下限甲烷 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。
天然气组份
天然气组份介绍天然气是一种重要的化学能源，在能源结构调整中占据着重要地位。
了解天然气的组份对于深入理解其特性、开采和利用具有重要意义。
天然气主要由甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等多种气体组成。
本文将详细探讨天然气的主要组分及其性质、应用和相关问题。
天然气组分的主要成分天然气的主要组分通常包括以下几种：1. 甲烷（CH4）甲烷是天然气中最主要的成分，占比最大。
它是由一个碳原子和四个氢原子组成的简单烃烃烃烃烃烃烃烃烃烃烃。
甲烷是一种无色、无味、无毒的气体，燃烧时产生的二氧化碳和水蒸气排放量较少，是一种相对清洁的燃料。
甲烷广泛应用于城市燃气、发电、工业生产等领域。
2. 乙烷（C2H6）乙烷是天然气中的另一重要组分，通常占比较小。
它由两个碳原子和六个氢原子组成，是一种无色、无味的气体。
乙烷易液化，常用于制冷和液化石油气。
此外，它还用于制造乙烯、炼油和石化工业等领域。
3. 丙烷（C3H8）丙烷是天然气中的又一重要组分，占比相对较小。
它由三个碳原子和八个氢原子组成，是一种无色、无味的气体。
丙烷常作为燃料供应给家庭和工厂用于加热和炊事。
此外，丙烷还被用于塑料和化肥等领域。
4. 丁烷（C4H10）丁烷是天然气中含量较低的组分之一，由四个碳原子和十个氢原子组成。
它是一种无色、无味的气体。
丁烷在石油和天然气开采中常以液态存在，也广泛应用于溶剂、喷雾器和领域。
天然气组分的性质天然气的组分决定了其燃烧特性和应用范围。
不同组分的天然气具有不同的物理和化学性质。
1. 燃烧性质天然气中的甲烷是一种理想的燃料，燃烧时产生的气体主要是二氧化碳和水蒸气，没有烟尘和硫酸盐等污染物的排放。
此外，甲烷的燃烧温度高、点火容易，燃烧效率高，成为一种环保且高效的能源。
2. 物理性质不同组分的天然气具有不同的密度和相对密度。
甲烷的密度较小，相对密度接近空气，乙烷则较甲烷大。
丙烷和丁烷由于分子量较大，密度相对较大。
这些性质影响了天然气的存储、输送和利用方式。
天然气气质报告
天然气气质报告1. 引言天然气是一种重要的能源资源，在工业生产和居民生活中得到广泛应用。
了解和分析天然气的气质特征对于有效使用和开发天然气资源具有重要意义。
本报告旨在通过综合分析天然气的组成成分、物理性质和化学性质等方面，全面介绍天然气的气质特征。
2. 天然气的组成成分天然气主要是由甲烷（CH4），乙烷（C2H6），丙烷（C3H8），丁烷（C4H10）等烃类化合物组成的。
除烃类化合物外，天然气还含有少量的非烃类化合物，如氮气（N2），二氧化碳（CO2）等。
天然气中的组成成分决定了其物理性质和燃烧特性。
3. 天然气的物理性质3.1 密度天然气的密度是指单位体积所含质量的大小。
天然气密度一般比空气小，因此天然气会上升到空气中。
在不同的压力和温度下，天然气的密度会有所变化。
3.2 温度天然气的温度会影响其物理性质和燃烧特性。
在较低温度下，天然气会液化成液态天然气（LNG）。
液态天然气在储存和运输方面具有便利性，但需要特殊的设备和条件。
3.3 压力天然气的压力是指单位面积上的力的大小。
天然气在输送和储存过程中常常需要进行压缩，以便提高存储密度和输送效率。
4. 天然气的化学性质4.1 燃烧性质天然气的主要成分甲烷是一种优质的燃料。
它的燃烧无烟，热效率高，并且不含硫和烟尘等有害物质。
燃烧天然气可以减少大气污染，是环保能源的代表。
4.2 化学反应天然气在一定条件下可以参与多种化学反应，如加氢、脱氧、氧化等。
这些化学反应能够改变天然气的组成、产生新的化合物，并应用于工业生产和化学制药等领域。
5. 天然气的应用天然气在工业、民生和能源领域得到广泛应用。
在工业方面，天然气可以用作燃料、原料和热源，满足不同工业生产的需求。
在民生方面，天然气可以用于供暖、烹饪和燃气发电等。
在能源领域，天然气被视为清洁能源，对减少污染和改善环境具有重要意义。
6. 天然气的开发与利用天然气资源的开发与利用需要进行科学合理的规划和管理。
包括勘探、开采、储存、运输和利用等环节。
天然气完全燃烧分子式
天然气完全燃烧分子式
天然气，化学式CH4，是一种无色、无味的可燃气体。
它由一分子的碳和四分子的氢组成，因此也被称为甲烷。
天然气是地下深处的生物化石燃料分解产物，常用于供暖、烹饪和发电等领域。
天然气的完全燃烧是指在充足的氧气存在下，甲烷与氧气反应生成二氧化碳和水。
这个过程如同火焰般炙热澎湃，释放出大量的热能。
在燃烧过程中，甲烷的碳原子与氧原子结合形成二氧化碳，同时氢原子与氧原子结合形成水。
这个过程是自发的，释放出的能量可以被利用。
天然气的燃烧产物中，二氧化碳是主要的温室气体之一，对地球的气候变化产生影响，因此在使用天然气时需要注意环保问题。
天然气完全燃烧的化学方程式如下：
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
在这个方程式中，一个甲烷分子与两个氧气分子反应生成一个二氧化碳分子和两个水分子。
这个方程式简洁明了地描述了天然气的燃烧过程。
天然气完全燃烧的过程不仅释放出大量的热能，还产生了二氧化碳和水作为副产物。
这些副产物在适当的处理下可以被回收或减少对环境的影响。
因此，使用天然气作为清洁能源的重要性不言而喻。
通过了解天然气完全燃烧的分子式，我们能更好地理解天然气在能源领域的应用。
同时，我们也应该意识到环保的重要性，努力寻找更加可持续的能源替代品，以减少对环境的负面影响，为地球的可持续发展做出贡献。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
海底天然气物理化学性质第一节海底天然气组成表示法一、海底天然气组成海底天然气是由多种可燃和不可燃的气体组成的混合气体。
以低分子饱和烃类气体为主，并含有少量非烃类气体。
在烃类气体中，甲烷（CH4）占绝大部分，乙烷（C2H6）、丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10）和戊烷（C5H12）含量不多，庚烷以上（C5+）烷烃含量极少。
另外，所含的少量非烃类气体一般有氮气（N2）、二氧化碳（CO2）、氢气（H2）、硫化氢（H2S）和水汽（H2O）以及微量的惰性气体。
由于海底天然气是多种气态组分不同比例的混合物，所以也像石油那样，其物理性质变化很大，它的主要物理性质见下表。
海底天然气中主要成分的物理化学性质名称分子式相对分子质量密度/Kg·m-3临界温度/℃临界压力/MPa粘度/KPa·S自燃点/℃可燃性限/%热值/KJ·m-3(15.6℃，常压)气体常数/Kg·m·(Kg·K)-1低限高限全热值净热值甲烷CH416.0430.716-82.54.640.01(气)6455.15.372623349452.84乙烷C2H630.0701.34232.274.880.009(气)533.212.45661516028928.2丙烷C3H844.0971.96796.814.260.125(10℃)512.379.5937848624819.23正丁烷n-C4H1058.122.593152.013.80.174491.868.4112141710843814.59异丁烷i-C4H1058.122.593134.983.650.1941.88.4412141710843814.59氨He 4.0030.197-267.90.230.0184211.79氮N228.021.25-147.133.390.01730.26氧 O 2 32.0 1.428 -118.82 5.04 0.014 26.49 氢 H 2 2.016 0.0899 -239.91.29 0.00842514.1 74.21277010760420.75 二氧化碳 CO 2 44.01.96331.1 7.380.013719.27一氧化碳 CO 28.0 1.250 -140.2 3.50 0.0166 610 12.5 74.2 12644 12644 30.26 硫化氢 H 2S 34.09 1.521100.49.010.01166 294.3 74.2 24.87 空气 28.97 1.293 -140.75 3.770.017345.529.27二、海底天然气容积分数和摩尔分数定义混合物中各组分的容积为V i ，总容积V ；摩尔分数y i ：i 组分的摩尔数n i 与混合物总摩尔数n 的比值。
∑=='ii i i V VV V y ； 1='∑i y ；∑==i i i i n n n n y ； 1=∑i y由分压定律，存在P i V= n i R M T ；P i V=n R M T 由分容定律，存在PV i = n i R M T ；PV=n R M Tpp n n y ii i ==； i i i i y n n V V y ===' 结论：对于理想气体混合物，任意组分的摩尔分数可以用该组分的分压与混合物总压的比值表示，且摩尔分数与容积分数相等。
三、海底天然气分子量标准状态下，1kmol 天然气的质量定义为天然气的平均分子量，简称分子量。
∑=i i M y M 四、海底天然气密度（1）平均密度混合气体密度指单位体积混合气体的质量。
按下面公式计算： 0℃标准状态 ∑=i i M y 414.221ρ； 20℃标准状态 ∑=i i M y 055.241ρ 任意温度与压力下 i i i i V y M y ∑∑=/ρ （2）相对密度在标准状态下，气体的密度与干空气的密度之比称为相对密度。
对单组分气体：a ρρ/=∆ a ρ：空气密度，kg/m 3； 在0P =101.325kPa ，0T =273.15K 时；a ρ=1.293 kg/m 3 在0P =101.325kPa ，0T =293.15 K 时；a ρ=1.206 kg/m 3。
对混合气体： ∑∆=∆i i y 五、海底天然气虚拟临界参数和对比参数（1）临界参数使气体压缩成液态的极限温度称为该气体的临界温度。
当温度等于临界温度时，使气体压缩成液体所需压力称为临界压力，此时状态称为临界状态。
混合气体的虚拟临界参数可按凯（Kay ）法则计算：∑=ci i c T y T ； ∑=ci i c P y P ； ∑=ci i c y ρρ适用：各组分的临界压力和临界比容接近（<20%），且任意二组分的临界温度满足0.5< T ci /T cj <2的条件，否则，可能有很大计算误差。
（2）对比参数海底天然气的压力、温度、密度与其临界压力、临界温度和临界密度之比称为天然气对比压力、对比温度和对比密度。
c r P P P /=； c r T T T /=； c r ρρρ/=；或 c r ννν/=第二节 天然气气体状态方程一、理想气体状态方程PV=RT ；PV M =R M T ；PV=mRT=nR M T假设：分子是质点没有体积；分子间无作用力。
当压力足够低、温度足够高，可近似使用理想气体状态方程。
二、实际气体状态方程（1）范德瓦耳方程荷兰物理学家范德瓦耳考虑了分子体积和分子间吸力的影响： (P+a/V 2)（V-b ）＝RT （2）R-K 方程瑞得里奇-邝（Redlich-Kwong ）方程是在范得瓦尔方程的基础上进行修正，于1949年提出的。
解决了实际气体性质定量计算的问题。
)(5.0b V V T ab V RT P +--=（3）SRK 方程Soave 于1972年在R-K 方程的基础上提出了另外的形式，解决在计算饱和气相密度时精度较差的问题。
)(b V V ab V RT P +--=（4）PR 状态方程为进一步提高对热力学性质和气液平衡数据预测的准确性，Peng 和Robinson 在Soave 模型基础上于1976年改进，提出PR 状态方程。
)()(b V b b V V ab V RT P -++--=（5）L-E-E 方程是一个多参数状态方程，其形式为：()))((b V b V V bcb V V a b V RT p +-++--=（6）BWRS 方程本尼迪科特-韦勃-鲁宾1940年提出了能适应气液两相的8参数BWR 状态方程，随后由Starling-Han 在关联大量实验数据的基础上，对BWR 方程进行修正，1970年提出了到目前认为用于天然气计算最精确的方程式之一的BWRS 方程。
3240302000)()(ρρρT d a bRT TE T D T C A RT B RT P --+-+--+=)ex p()1()(22235γργρρρα-++++Tc T b a三、带压缩因子的状态方程Z 压缩因子或压缩系数：表示实际气体与理想气体的差别。
Z 是一个状态参数，通过实验来确定。
但对理想气体，在任何状态下都有Z=1。
),(1r r r T P f =ρ c c c c RT P Z ρ=r r c cc c r ZT P Z ZRTP P RT Z ==ρ ),,,(r c r r Z T P f Z ρ'= ； ),,(2c r r Z T P f Z =c Z 在0.23~0.31范围内，化为：),(3r r T P f Z =表达式叫修正的对比态原理。
第三节 海底天然气的物理性质、热力性质和燃烧性质一、海底天然气物理性质 （一）粘度1.粘度分为动力粘度和运动粘度。
动力粘度μ，单位Pa ·S ，常用泊（P ）、厘泊（cp ）。
1 Pa ·S =10P=1000cP在常压下混合动力粘度：()()∑∑=iiii iiM yM yμμ在不同温度下的粘度：5.10273273⎪⎭⎫⎝⎛++=T C T C T μμ2.运动粘度ν，单位m 2/S ，常用托(St)、厘托（cst ）。
1m 2/S=104 St =106 cst3.动力粘度与运动粘度的关系为： ν=μ/ρ（二）湿度 1.海底天然气含水量及水露点天然气中含水汽多少用湿度或含水量来描述，与压力、温度和组成条件有关。
饱和含水量：一定条件下，天然气与液态水达到相平衡时气相中的含水汽量。
绝对湿度：单位体积天然气中含有的水汽质量，单位为kg/m 3或mg/m 3。
饱和湿度：在一定温度和压力下，天然气含水汽量若达到饱和，则这个饱和时的含水汽量。
相对湿度：指同温度下，天然气实际的绝对湿度和饱和湿度之比。
水露点温度：在一定压力下，逐渐降低温度，天然气中水蒸气开始冷凝结露的温度，是表征天然气含水量的参数之一。
2.海底天然气的烃露点海底天然气烃露点：指一定组成的天然气，在一定压力下冷凝，当析出第一滴烃类液珠时的温度。
二、海底天然气的热力性质 1.比热和比热容比热：在不发生相变和化学变化的条件下，加热单位质量的物质时，温度升高1℃所吸收的热量。
单位为KJ/（kg ·K ）或KJ/（kg ·℃）。
比热容:同样条件下，加热单位体积的物质时，温度升高1℃所吸收的热量，称为此物质的比热容，单位为KJ/（m 3·K ）或KJ/（m 3·℃）。
气体的比热还分为质量定容热容C V 和质量定压热容C P 。
V V T u C )(∂∂=；P P ThC )(∂∂=； （1） 对于理想气体而言,这两种比热之差等于气体常数 R C C V P =-0纯组分理想气体：43205432T F T E T D T C B C i i i i i Pi++++= 混合物质量定压热容： 00Piii P C y C ∑= （2）实际气体比热容1）计算法 2）查图法ρρρ)()(222TP T C T V ∂∂-=∂∂或ρρρρd T P T C C V V )(22020∂∂-+=⎰2.焓气体内能和体积与压力乘积之和称为气体的焓，H=U+pV 或h=u+pv 。
（1）理想气体焓单组分：h i 0=A i +B i T+C i T 2+D i T 3+E i T 4+F i T 5 混合气体： 00i ii h y h ∑=（2）实际气体焓1）计算法 2）查图法 3.熵熵是状态参数，随状态变化而变化，只决定于初始状态与终了状态。
与路径无关。
熵的变化表征了可逆过程中热交换的方向与大小。
（1）理想气体熵单组分：s i 0=B i lnT+2C i T+3/2D i T 2+4/3E i T 3+5/4F i T 4+G i 混合气体：s 0＝∑y i s i 0 （2）实际气体熵1）计算法 2)查图法 4.导热系数物质导热能力的特性参数，指沿着导热方向上温度梯度为1K/m 时，单位时间内通过单位面积的热量，物质的基本性质之一，单位J/(m ·s ·k)或W/(m ·k)。