天然气处理与加工工艺总结

天然气处理与加工工艺重点

第一章基本知识

1. 国内外天然气资源情况以及在未来能源结构中的地位。

世界天气资源

常规天然气资源：根据《中国能源报》2011年06月27日报道，世界天然气资源量为471万亿立方米，其中俄罗斯天然气储量居世界之首，占世界天然气储量的近23.7%，以下依次为伊朗、卡塔尔、阿联酋和沙特阿拉伯。

非常规天然气：非常规天然气主要包括页岩气、致密砂岩气、煤层气和天然气水合物等。全球非常规天然气资源丰富,达4000万亿立方米,是常规天然气资源量的8.3倍。其中煤层气256万亿立方米，致密气210万亿立方米，页岩气456万亿立方米，水合物3000万亿立方米。

我国的天然气资源

我国的常规天然气远景资源量达56万亿立方米，其中59%的资源分布在中西部的川渝、陕甘宁、青海和新疆四大气区，四大气区内天然气资源量约为22.4万亿立方米。除陆上四大气区外，我国近海天然气资源也十分丰富，南海、渤海、东海都是天然气富集地区。到2010年底月，全国累计探明的可开采天然气资源量超过38万亿立方米。

据中国工程院介绍，我国非常规天然气资源也相当丰富，初步预测，页岩气、致密气的可采资源总量在20-36万亿立方米，煤层气地质储量为36.8万亿立方米，居世界第三位。我国境内也有丰富的水合物储藏。据专家分析,青藏高原盆地和东海、南海、黄海的大陆坡及其深海,都可能存在体积巨大的水合物。据报道,我国的南海海域蕴藏着丰富的水合物,约70万亿立方米,其能源总量大约是石油储量的一半。

地位:

据近20年统计，世界天然气的消费量大致以平均每年2～3%的速度在增长；在当今世界能源消费结构中，达到24%，成为三大主力之一。目前，世界正处于天然气取代石油而成为世界主要能源的过度时期，国际能源界普遍认为，今后，世界天然气产量和消费量将会以较高的速度增长，2020年以后世界天然气的产量将要超过煤和石油，成为世界最主要的能源。“十二五”期间，我国天然气消费比例将翻番，由目前在能源消费结构中占4%的比重提高到8%。21世纪将是天然气的世纪。

2. 天然气的几个应用领域。

天然气发电天然气发电不仅可以减少污染，而且燃气机组启动速度快，既可带基本负荷，又可用于电网调峰，可有效提高电网调峰能力，改善电网运行质量。

清洁民用燃料天然气作为城市居民生活用燃料，可极大地减少城市污染，改善城市环境。我国大城市的供热正在逐步完成天然气锅炉代替燃煤锅炉的改造过程，家用燃气锅炉在新建住宅小区中的使用也正在快速发展。天然气将成为城市居民主要生活燃料。

作为化工原料天然气作为化工原料，现已逐步形成具有特色的甲烷化学与化工。以甲烷气为原料生产合成氨和甲醇的产量分别占两种产品总产量的85%和90%，构成了天燃气利用的核心。甲烷氧化偶联制乙烯和天然气经合成气转化为液体燃料等新技术也为天然气的有效利用开辟了新的途径。用天然气凝液（NGL)为原料生产的乙烯占全球总产量的40%。

天然气用作发动机燃料天然气是一种理想的车用汽油替代品。天然气的研究法辛烷值高达100以上，并可有效的降低汽车尾气对环境的污染，而费用仅为汽油的2/3～1/2。所以，世界上应用天然气的发动机的数量越来越多，截止2010年，世界上用天然气作燃料的汽车总数超过了1000万辆。近年来，我国汽车用天然气的发展也很迅速。

3. 天然气临界冷凝压力与临界冷凝温度的概念及与临界温度（Tc）与临界压力（Pc）的区别。

Tm:是相包络区内气液能够平衡共存的最高温度；Pm：是相包络区内气液能够平衡共存的最高压力、两组分体系在高于Tc时仍可能存在饱和液体，直至露点线上最高温点M为止，同样，在高于临界压力Pc时仍可能存在饱和蒸汽直至露点线上最高压力点N为止。

4. 天然气的基本组成、分类及参比条件。

1. 按矿藏特点可分为：

①气田气（气藏气；气层气）在地下储层中呈均一气相存在, 采出地面仍为气相的天然气。从气田中开采出来的，主要成分是甲烷和乙烷。

②凝析气在地下储层中呈气态，但开采到一定阶段，随储层压力下降，流体状态进入露点线内的反凝析区，部分烃类在储层及井筒中呈液态(凝析油)析出。

③伴生气在地下储层中伴随原油共生，或呈溶解气形式溶解在原油中，或呈自由气形式在含油储层游离存在的天然气。与油共生，甲烷含量一般为70～80％。

2.按烃类组成可分为：

①干气每m3(20,101.325kPa)天然气C+5液体含量小于13.5cm3的天然气。

②湿气每m3(20,101.325kPa)天然气C+5液体含量大于13.5cm3的天然气。

③贫气每m3(20,101.325kPa)天然气C+3液体含量小于100cm3的天然气。

④富气每m3(20,101.325kPa)天然气C+3液体含量大于100cm3的天然气。

通常，人们还习惯将脱水(脱除水蒸气)前的天然气称为湿气，脱水后水露点降低的天然气称为干气；将回收天然气凝液前的天然气称为富气，回收天然气凝液后的天然气称为贫气。此外，也有人将干气与贫气、湿气与富气相提并论。由此可见，它们之间的划分并不是卜分严格的。因此，讲课时提到的贫气与干气、富气与湿气也没有严格的区别

组成:

天然气是以甲烷为主的碳氢化合物的混合物，而且这些化合物大部分是烷烃，其组成如下（详细见书第5页）：

CH4(70-95%)

C2H6 C3H8 C4H10 C5+C2+(5-30%)

N2 CO2 H20 H2S(少量)

He Ar Xer(微量)

在C6+的组分中，还包括①环烷烃（甲基环戊烷、环己烷等）②芳烃（苯、甲苯、二甲苯等）参比条件

简写备注

温度压力

0℃101.325kPa Nm3，m3(0℃) 我国《城镇燃气设计规范》采用

20℃101.325kPa m3 我国大部分采用

15.6℃101.325kPa m3(15.6℃)，m3(15℃) 外国采用

5.. 天然气的反凝析现象。

反凝析现象：由JH线和LK线说明

在等温下降低压力时会使蒸汽冷凝，在等压下升高温

度是可析出液体；

相特性：

原油储层：在泡点线上边，储层为液体

凝析气储层：在露点线外，气体储层，开采时（降低

存液体）

天然气储层

6. 天然气中酸性组分对其饱和含水量的影响。