天然气组分及物理特性
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。
天然气知识基础
液压子站与传统子站优劣比较
项目 占地面积 液压子站 3- 4亩 普通子站 5亩以上 原由 液压子站设备简单，用拖车替代 传统子站的储气装置 1 .液压子站耗电量小，电机不大 于32KW；传统子站压缩机75KW左 右。 2.液压拖车泄气率高，拖车余气 小于1 20Nm 3；传统子站拖车泄气 率低，余气大于800Nm 3 液压装置噪音小于75dB(距设备1 米处）; 压缩机噪音大于1 20dB
（1）从气田开采的气田气或称纯天然气； （2）伴随石油一起开采出来的石油气，也称石油伴生气； （3）凝析气田气，天然气从地层流出井口后，随着压力和 温度的下降，分离为气液两相，气相是凝析气田天然气，液相 是凝析液，叫凝析油。 （4）从井下煤层抽出的矿井气（俗称：瓦斯）。
四、天然气及其成分的物理化学性质
五、天然气压缩与节流
1、压缩：利用加压装置或设备使管道（储气装置）内 天然气压力升高，以提高管线的输送能力或对气体进行 储存，以满足其它工艺要求的过程，称为压缩。 2、节流：具有一定压力、充满管道的天然气在流经管 道内的节流件时，流束将在节流件处形成局部收缩，从 而使流速增加，静压降低，此种现象称为节流。
二、天然气的组分
天然气是一种多组分的混合气体，主要成分是烷烃，其中 甲烷（CH4）占绝大多数，另有少量的乙烷（C2H6)、丙烷和丁 烷，此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气，以及微量 的惰性气体，如氦和氩等。在标准状况下，甲烷至丁烷以气体 状态存在，戊烷以上为液体。
三、天然气的分类（按矿藏分类）
4.高压表：气瓶的高压管路经过过流保护阀后安装了高压
表，能指示气瓶内的压力
5.其它：油气转换开关等部件，选型的重点是减压阀和混 合器。因为在其它条件不变的条件下，这两个部件直接影 响CNGV的主要性能，其它的部件大多数属于标准件，基本 上是成熟的、定型的产品，选配比较容易。
天然气组分和来源
第一章天然气基本知识天然气组分和来源天然气是指地下多孔地质构造中发现的自然形成的烃类气体和蒸气的混合气体，有时也含有一些杂质，主要组分是低分子烷烃。
天然气一般可分为四种：从气田开采的气田气或称纯天然气；伴随石油一起开采出来的石油气，也称石油伴生气，含石油轻质镏分的凝析气田气以及从井下煤层抽出的矿井气。
气田气组分以甲烷为主，也含少量的CO2、H2S、N2 和微量的惰性气体，详见表l 一2。
我国四川、海南等地的天然气属于这一类，其中甲烷含量一般不少于90%,发热值为34 800〜36 OOOkJ/m3。
天津、大庆等地使用的天然气是伴生气，甲烷含量约为80％，其他烷烃占15%，热值较高，大约为41 900 kJ/m3。
气田气除含有大量甲烷外,还含有2%〜5%戊烷及戊烷以上的烃类,热值更高。
矿井气的主要可燃成分是甲烷, 其含量视抽气方式不同而变化, 热值一般较低。
抚顺、鹤壁等矿区使用这种矿井气多年。
天然气可以压缩或液化,在25MPa 压缩状态下的天然气体积接近标准状态下的1 ／300。
液态天然气的体积为标准状态时体积的1／625,有利于储存和用车辆或船舶远途输送,使不生产天然气的地区也能使用到天然气。
根据天然气的组成既可将天然气分为干气、湿气、贫气和富气, 又可分为酸性天然气和洁气。
结合我国情况,参考国外资料,其定义如下。
表I一2各种天然气成分干气：每1m3。
（压力为0.1 MPa、温度为20C的状态）井口流出物中，C5以上重烃液体含量低于13.5 cm3的天然气。
湿气：每1 m3井口流出物中，C5以上重烃液体含量超过13.5 cm3 的天然气.一般湿气需分离出液态烃产品和水分后才能进一步加工利用。
富气：每1 m3井口流出物中，C3以上烃类液体含量超过94 cm3 的天然气。
贫气：每I m3井口流出物中，C3以上烃类液体含量低于94 cm3 的天然气。
酸性天然气：含有显著H2S和C02等酸性气体，需进行净化处理才能达到管输标准的天然气。
天然气(气体计算方程)
n
Mg yi Mi
i1
M g ¡ 天然气相对视分子量 yi ¡ 天然气个组分的摩尔分数 M i ¡ 组分i的分子量
三、天然气的视临界参数 天然气在临界点的温度和压力称为视临界参数，即视临 界温度和视临界压力。由于多组分特点，只有实验方法可以 直接测得天然气的视临界参数，间接方法有Kay混合规则方 法和经验公式 1）Kay方法 若天然气由k种组分组成，则视临界参数为
k
p c y i p ci
i 1 k
pc ¡ 天然气的视临界压力， Mpa Tc ¡ 天然气的视临界温度， K yi ¡ 天然气组分 i的摩尔分数 pci ¡ 天然气组分 i的临界压力， Mpa Tci ¡ 天然气组分 i的临界温度， K
非烃气体（少量）
硫化氢（H2S） 硫醇（RSH） 硫醚（RSR） 二氧化碳（CO2） 一氧化碳（CO） 氮（N2） 水汽（H2O）
稀有气体（微量）
氦（He） 氩（Ar）等。
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¡ 1 天然气的组成和相对视分子量及天然气的视临界参数 二、天然气的相对视分子量
¡ 1 天然气的组成和相对视分子量及天然气的视临界常数 一、天然气的组成 在常温常压下，1-5个碳原子的烃类为气体，即天然气。
天然气是指在不同地质条件下生成、运移，并以一定的压力储集 在地层中的气体。大多数气田的天然气是可燃性气体，主要成分是气 态烃类，并含有少量的非烃气体。 烃类气体
天然气燃烧特性
CH4
C2H6 C3H8 C4+ H2 CO O2
100
15 15 5 0 15 10
85
0 0 0 0 0 0
占反应物体积%
同上 同上 同上 同上 同上 同上
CO2
N2
15
30
0
0
占天然气总量体积%
同上
性能指标 惰性气体总量 硫 芳烃
（苯，甲苯等）
高限 30
低限 0
说明 占天然气总量体积% 中国国标规定符合要求
需要提出数据
0
当天然气预热温度较高时会 生成胶状物
固体颗粒总量 ppmw
>10μ颗粒 ppmw
23-35
0.2-0.4
0
0
尚需乘以天然气低热值/纯甲 烷低热值
同上
痕量金属（钠、 钾）ppmw
液滴
0.8
0
0
0
同上。一般天然气中只含有 由盐水带入的钠，钾
液滴会损坏机器部件
点火性能
供气压力
应符合一般天然气的点火性 能，否则需协商
39.842 ( 9516 )
35.906 ( 8576) 53.494 (12777) 48.209 (11515) 40.3
40.282 (9621)
36.336 ( 8679) 52.895 (12633) 47.716 (11397) 39.8
38.224 (9130)
34.456 ( 8230) 49.628 (11854) 44.736 (10685) 37.4
◆以上这些特性都可以按天然气组分计算或实验测定
四、天然气的组分和特性参数
成分 塔里木气 陕甘宁气 东海气 西澳卡拉沙 LNG 印尼东周 LNG
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。
天然气物理化学性质
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。
∑=='i i i i V VV V y ； 1='∑i y ；∑==ii 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 Tppn n y i i 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。
天然气基本知识
在一定条件下，将与水结合形成水化物，堵 塞管道、仪表、阀门。 天然气中含有液态水时，将在管道低洼 处分离出来减小流通面积，增大输气阻力。 天然气中含有液态水燃烧时，水将汽化 吸热，降低天然气的燃烧值。 由于上述问题，将增加许多维修管理的 工作量，因此会增加许多管理费用。
2、影响天然气含水量的因素 1)温度和压力的影响 在天然气中含有液态（或游离态）水 时，温度一定，压力越高，天然气中含水 量（水汽量）越少；压力越低，天然气中 含水量（水汽量）越多。压力一定，温度 越高，天然气中含水量（水汽量） 越多； 温度越低，天然气中含水量（水汽量）越 少。 2)天然气的分子量越大，天然气中含水 量（水汽量）就越多。
3、其它组分 天然气除了含以上成分外，还含有二氧 化碳和一氧化碳、氧和氮、氢等以及水分。 二氧化碳溶于水呈酸性，对金属设备腐 蚀严重，通常在天然气脱硫工艺中，将二氧 化碳同硫化氢一起尽量脱除（脱硫、脱碳）。 天然气中含水分，温度降低会不断冷凝 为液态水，会影响管输工作。一般采用吸收 法、低温分离法和吸附法等将水和烃的露点 降低到规定值。
三、节流前后压力、温度的关系式
P T1 1 T2 P 2
k 1
k
式中：P1、T1－－节流前的压力、温度。 P2、T2－－节流后的压力、温度。 k－－绝热指数，一般天然气为1.2—1.4, 干气取1.3,湿气取1.2.
四、节流效应的危害和用途 危害：产生水化物甚至结冰，堵塞管路、 设备、仪表。 用途：用节流降温可以除去天然气中的 水和凝析油。 节流效应适用于一切真实气体。
第四节 天然气的节流效应
一、节流效应的概念 又称焦耳-汤姆逊效应，气体遇到压力突 变（如调压阀）引起温度急剧降低，甚至产 生冰冻，这种现象叫做节流效应。 对于理想气体，节流效应是不存在的， 只发生在真实气体上。 气体通过弯头、变径管等，都会引起节 流。
天然气百度百科
天然气百度百科编辑词条天然气百科名片天然气是一种多组分的混合气体，主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气，以及微量的惰性气体，如氦和氩等。
在标准状况下，甲烷至丁烷以气体状态存在，戊烷以上为液体。
天然气在燃烧过程中产生的能影响人类呼吸系统健康的物质极少，产生的二氧化碳仅为煤的40%左右，产生的二氧化硫也很少。
天然气燃烧后无废渣、废水产生，相较于煤炭、石油等能源具有使用安全、热值高、洁净等优势。
从广义的定义来说，天然气是指自然界中天然存在的一切气体，包括大气圈、水圈、生物圈和岩石圈中各种自然过程形成的气体。
而人们长期以来通用的"天然气"的定义，是从能量角度出发的狭义定义，是指天然蕴藏于地层中的烃类和非烃类气体的混合物，主要存在于油田气、气田气、煤层气、泥火山气和生物生成气中。
天然气又可分为伴生气和非伴生气两种。
伴随原油共生，与原油同时被采出的油田气叫伴生气；非伴生气包括纯气田天然气和凝析气田天然气两种，在地层中都以气态存在。
凝析气田天然气从地层流出井口后，随着压力和温度的下降，分离为气液两相，气相是凝析气田天然气，液相是凝析液，叫凝析油。
与煤炭、石油等能源相比，天然气在燃烧过程中产生的能影响人类呼吸系统健康的物质极少，产生的二氧化碳仅为煤的40%左右，产生的二氧化硫也很少。
天然气燃烧后无废渣、废水产生，具有使用安全、热值高、洁净等优势。
天然气是一种多组分的混合气体，主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气，以及微量的惰性气体，如氦和氩等。
在标准状况下，甲烷至丁烷以气体状态存在，戊烷以上为液体。
天然气系古生物遗骸长期沉积地下，经慢慢转化及变质裂解而产生之气态碳氢化合物，具可燃性，多在油田开采原油时伴随而出或纯天然气气田。
天然气蕴藏在地下多孔隙岩层中，主要成分为甲烷，比重约0.65，比空气轻，具有无色、无味、无毒之特性。
燃气基本知识(一)
天然气的性质
• ☆化学性质
• （2）氧化反应
• 甲烷最基本的氧化反应就是燃烧： • CH4+2O2→CO2+2H2O • 甲烷的含氢量在所有烃中是最高的，达到 了25%，因此相同质量的气态烃完全燃烧， 甲烷的耗氧量最高。 • 燃烧模拟图：q甲烷的燃烧\甲烷的燃烧.avi
天然气的性质
• ☆化学性质
• •
•
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世界天然气发展史
• 市场发展期 • 1) 发现大气田(美国)或大量进口天然气资源(日 本、韩国)以及建设区域管道等标志性工程。 • 2) 天然气工业逐步得到重视，在国民经济和一 次能源结构中的地位显著提高。 • 3) 基础设施建设速度加快，区域之间管道和输 配网络建成。 • 4) 天然气消费量迅速增长，用途逐渐扩大。
我国天然气发展
• 我国是世界上较早开发利用天然气的国家之一。 然而，由于受以煤为主的能源结构、经济发展水 平、能源政策等因素的影响，天然气在我国一直 没有得到大规模地开发利用。 • 1980～2000年，我国天然气消费量年均增长率仅 为2.8%，远低于一次能源消费增长率(4.2%)。 • 2000年后，随着我国天然气资源勘探开发不断取 得突破，探明储量和产量不断增加，特别是2004 年“西气东输”管道项目正式商业运作，我国天 然气工业由启动期进入快速发展期，天然气消费 市场迅速扩大，天然气占一次能源消费结构中的 比例也逐步提高。 • 2008年我国天然气消费量达807亿m3，比2004年 的消费量翻了一番，年均增速达19.4%，天然气 在一次能源消费结构的比重由2.6%提高到3.8%。
天然气输配系统
输气干线
主要输气干线
• • • • • • • • • • • • • • • • • （一）陕京线（一线、二线、三线） 西起长庆榆林气田，途径陕西、河北、天津、北京 （二）兰银线 西起青海涩北油田，途径青海、甘肃、宁夏 （三）长宁线 西起青海涩北油田，途径青海西宁、甘肃兰州 （四）靖西线 西起长庆靖边气田，途径延安、咸阳、西安 （五）长呼线 西起鄂尔多斯西峰油田、长庆油田 ，途径鄂尔多斯、呼和浩特、包头 （六）川气东输 西起普光气田，途径四川、重庆、湖北、湖南、安徽、浙江、上海 （七）中缅线 南起缅甸，途径缅甸曼德勒、云南 （八）中俄线 北起俄罗斯，途径俄罗斯、黑龙江、吉林、辽宁、北京 （九）西气东输（一线、二线、三线）
燃气的分类及基本性质
第一部分燃气的分类及基本性质一、燃气的分类（一）天然气1、常规天然气（1）、气田气：是指产自天然气气藏的纯天然气，主要组分是甲烷。
（2）、石油伴生气：是指与石油共生的、伴随石油一起开采出来的天然气，其主要组分是甲烷、乙烷、丙烷和丁烷。
（3）、凝析气田气：是指从深层气田开采的含石油轻质馏分的天然气。
主要组分是甲烷、2%-5%戊烷及戊烷以上的碳氢化合物。
2、非常规天然气：是指受目前技术经济条件的限制尚未投入工业开采及制取的天然气资源，包括天然气水合物、煤层气、页岩气、煤制天然气等。
（1）、天然气水合物俗称可燃冰:是天然气与水在一定条件下形成的类冰固态化合物。
主要组分为甲烷。
（2）、煤层气:是煤层形成过程中经过生物化学和变质作用以吸附或游离状态存在于煤层及固岩中的自储式天然气。
（3）、页岩气：是以吸附或游离状态存在于暗色泥页岩或高碳泥页岩中的天然气。
（4）、煤制天然气：是指煤经过气化产生的合成气，再经过甲烷化处理，生产代用天然气(SNG)。
（二）、人工燃气1、固体燃料干馏煤气：利用焦炉等对煤进行干馏所获得的煤气。
2、固体燃料气化煤气：是指以煤作为原料采用纯氧和水蒸气作为气化剂，获得的煤气。
如：水煤气、发生炉煤气等。
2、油制气；是指利用重油（炼油厂提取汽油、煤油、柴油之后剩余的油品）制取城市燃气。
3、高炉煤气：是冶金工厂炼铁时的副产气，主要组分是一氧化碳和氮气。
(三)、液化石油气：是指在天然气及石油开采或炼制石油过程中，作为副产品而获得的。
(四)、生物气：各种有机物质在隔绝空气的条件下发酵，并在微生物的作用下产生的可燃气体，也叫做沼气。
二、燃气的基本性质1、热值：单位体积的燃气完全燃烧所产生的热量。
2、热值单位的换算关系：1千卡=4.187千焦；1千焦=0.239千卡：1千瓦小时=3600千焦=859.8千卡3、常用燃气的热值：4、、爆炸极限：可燃气体和空气的混合物遇明火而引起爆炸时的可燃气体浓度范围成为爆炸极限。
天然气与LNG成分
Liquefied Natural Gas天然气的组成天然气是各种碳氢化合物为主的气体混合物。
主要成分为甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷、戊烷和微量的重碳氢化合物及少量非烃类的气体，如：氮、硫化氢、二氧化碳、氦气等。
天然气可分为气田气、油田气和凝析气田气三种。
气田气主要含甲烷，含量约为80%-98%；乙烷至丁烷烃类的含量一般不大，戊烷以上重烃以及非烃类气体不含或含量甚微。
油田气包括溶解气和气顶气，它的特征是乙烷和丁烷以上的烃类含量一般较高，其组成同分去凝析油以后的凝析气田气相类似。
从凝析气田采出的天然气，除含有大量的甲烷、乙烷外，还含有一定数量的丙烷、丁烷、戊烷及戊烷以上烃类，含有汽油和煤油成分。
天然气还可以分为干气（或贫气）和湿气（或富气）两类。
一般来说，天然气中甲烷含量在90%以上时叫干气；甲烷含量低于90%，而乙烷、丙烷等烷烃的含量在10%以上的叫湿气。
若按天然气中含硫量的多少来划分，每立方米天然气中含硫量小于1克的称为净气；每立方米天然气中含硫量大于1克的称为酸气。
一、天然气的组成表示方法天然气组成有三种表示方法：质量组成、体积组成和摩尔组成。
每种组成均可用百分数或小数表示。
1、质量组成用百分数表示时：gi= ×100用小数表示时：gi=2、体积组成用百分输表示时：Vi= ×100用小数表示时：Vi=3、摩尔组成用百分数表示时：yi= ×100用小数表示时：yi=二、表示天然气组成的三种方法可以互相转换1、如果已知天然气的质量组成，要求换算为体积组成或摩尔组成，则yi= =式中Mi：组分i的分子质量2、如果已知天然气的体积百分数，利用下面方法可换算为质量百分数gigi= =天然气的物理化学性质1、天然气的压力：就是天然气中无规则运动的大量分子之间碰撞力的总和，它表示天然气能量的大小。
2、天然气的温度：表示天然气内分子热运动的剧烈程度。
温度的高低取决于天然气内部的热运动状态。
LNG液化天然气 Chapter 02 天然气性质
2.4 压缩因子
2、混合气体
对比状态参数用拟对比参数ppr和Tpr来表征。ppr和Tpr
根据拟临界压力ppc和拟临界温度Tpc来确定。
Tpc yiTci Ppc yi Pci
Tpr T / Tpc
Ppr P / Ppc
3、压缩因子的计算 根据对应状态定律，可利用Tr和pr将Z表示出来： Z＝f (Tr，pr)
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Southwest Petroleum University
2.4 压缩因子
S-K经验图
如右所示，主要用于 估算洁气的压缩因子。
对含有非烃较多时，
需要校正处理，如式2-14、 式2-15以及式2-16。
Vi yi Vi 22.4ni ni (22.4ni ) ni
且有
( wi mi ) / M i (mi / M i ) wi / M i yi (mi / M i ) [( wi mi ) / M i ] (wi / M i )
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Southwest Petroleum University
2.4 压缩因子
3、实际气体状态方程
理想气体方程为
pVideal nRT
则实际气体方程为
几种表示形式 nkmol：pV = ZnRT，V = m3 1kmol：pVm =ZRT， Vm = m3/kmol 1Kg： pυ= ZRT/M，υ = m3/kg
1、定义
一定数量的天然气，在相同压力温度下，实际体积和 理想体积之比。
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。
天然气物性参数
2.1 天然气临界参数计算2.1.1 天然气平均分子量天然气是混合气体，分子量不是一成不变的，其平均分子量按Key 规则计算: g i i M y M =∑ （2.1） 式中 M g —天然气的平均分子量kg/mol ；M i 、y i —天然气中i 组分的分子量和摩尔分数。
2.1.2 天然气的相对密度首先假定空气和天然气都取同一标准状态，天然气的相对密度可用下式表示：28.9729g gggg a i r a i rM MMr Mρρ===≈（2.2） 式中 r g —天然气的相对密度；g ρair ρ—同一标准状态下，天然气、空气的密度kg/m 3；g M air M —天然气、空气的平均分子量kg/mol 。
2.1.3 拟临界压力P PC 和拟临界温度T PC① 组分分析方法p c i c ip y p =∑ p c i ci T yT =∑（2.3） g i i M y M =∑式中 ci p —— 天然气组分i 的临界压力(绝),MPa ；ci T —— 天然气组分i 的临界温度,(273+t)°K 。
② 相关经验公式方法在缺乏天然气组分分析数据的情况下，可引用Standing 在1941年发表的相关经验公式对于干气2pc 2pc 4.6660.1030.2593.31817g g g gp T γγγγ=+-=+- （2.4）对于湿气2pc 2pc 4.8680.35639.7103.9183.339.7g g g gp T γγγγ=+-=+- （2.5）也可以用下面经验关系式进行计算 对于干气pc pc pc pc 4.88150.386192.2222176.66670.74.77800.248292.2222176.66670.7g g g g gg p T p T γγγγγγ=-=+≥=-=+< （2.6）对于湿气pc pc pc pc 5.10210.6895132.2222176.66670.74.77800.2482106.1111152.22220.7g g g g gg p T p T γγγγγγ=-=+≥=-=+< （2.7）注意：上式是对于纯天然气适用，而对于含非烃CO 2 、H 2S 等可以用Wichert和Aziz 修正。
00燃气基础知识解析
3.液化天然气LNG简介
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3.液化天然气LNG简介
液化天然气(LNG)常识
天然气在常压下，当冷却至约-162℃时，则由气态转变成液 态，称为液化天然气（英文：Liquefied Natural Gas 简称 LNG）。
液化天然气的体积约为同量气态天然气体积的1/600，大大 方便储存和运输。
天然气是一种公认的清洁、高效、优质能源，在化工、电力、 城市燃气等工业和民用领域正得到广泛的应用。随着西气东输、 广东和福建海上LNG项目的实施，我国的天然气工业将进入一 个快速发展阶段。
炉，如烧制瓷砖、汽车工业中的烘焙轧 制薄板、金属热加工等。 3、汽车燃料。LPG汽车，减少空气污染。 4、居民生活燃料。管道输送、瓶装供给。
LPG 概况
四、LPG的特性
1、化学成分。LPG是由多种烃类气体组成的混合物。其 主要成分是含有三个和四个碳原子的碳氢化合物。丙烷、 正丁烷、异丁烷、丙烯、1-丁烯、顺-2-丁烯、反-2-丁烯、 异丁烯八种化合物。习惯上称为C3和C4。另外还有少量 的甲烷、乙烷、乙烯、戊烯（C1、C2、C5），以及微量 的硫化物、水等。C1、C2需要较高的压力才能液化，C5 在常温下呈液态，正常情况下，这些都不是液化石油气的 组分。
GB11174-89《液化石油气标准》对液化石油气的质量作 了要求。
LPG 概况
四、LPG的特性 2、物理特性 A、密度。由于LPG在生产、储存和使用中经常呈现气态 和液态两种状态，因此，LPG的密度就有气态密度和液态 密度之分。 气态液化石油气比空气重约1.5-2.5倍。因此，一旦液化 石油气从容器或管道中泄露出来，它不会像相对密度较小 的的气体那样容易挥发与扩散，而是像水一样往低处流动 和停滞。很容易达到爆炸浓度。 液化石油气的液态相对密度约为0.5-0.59之间,接近为水 的一半。当LPG中含有水分时，水就会沉积在容器的底部， 这样会造成容器底部腐蚀，缩短容器的使用寿命。
LNG基础知识培训资料
LNG基础知识培训资料1．1 天然气物理特性天然气是蕴藏在地下岩层孔隙或者裂缝的可燃气体。
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。
天然气主要成分为甲烷（CH4），并含有重烃（C2—C5）气。
其中非烃气以氮气（N2）、二氧化碳（CO2）、硫化氢（H2S）气较为常见。
另外，天然气中还含有一氧化碳（CO）、二氧化硫（SO2）等气体。
天然气与空气混合浓度在5～15％时遇明火或大于天然气燃点650℃时即燃烧，是易燃易爆性气体。
天然气在常压绝对温度111K(-162℃)液化，即变为液化天然气(LNG)，液化后体积缩小到1／600左右，液化天然气升温气化后即为普通天然气。
天然气性质：●临界温度为－82.3℃，临界压力为4.49MPa。
●着火点为650℃。
●液态密度为0.425T/m3，标态下气态密度约为0.7kg/Nm3（15℃）。
●气态热值约37000kJ/m3，液态热值约50000kJ/kg。
●爆炸范围：上限为15%，下限为5%。
●华白指数(W)：44.94MJ/Nm3。
华白指数是衡量热负荷大小的特性指数，两种不同燃气，只要华白指数相近，其所用的燃具就可以通用（互换）。
可近似计算：华白指数＝燃气高热值/燃气相对密度(空气=1) /2●燃烧势(CP)：45.18。
燃烧势是反应燃气燃烧状态的特性参数。
●天然气无毒无味但是窒息性气体，当空气中有大量天然气时，人体将由于患缺氧症而感到恶心或晕眩。
●与其它石化燃料相比，天然气燃烧时仅排放少量的二氧化碳粉尘和极微量的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物。
例如，产生同等热量，天然气燃烧所释放出来的有害物质只是煤的20%，CO2的释放量比煤低50%。
因此，天然气是一种清洁的能源。
表1－1 广东引进天然气成分注：1英热单位（Btu）＝1055.06焦耳（J）表1－2 天然气（NG）与液化石油气（LPG）比较：1．2 LNG的产业链天然气从气田开采出来，要经过处理、液化、航运、接收和再气化等几个环节，最终送至终端用户。