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天然气知识 一、天然气 天然气是指动、植物遗体通过生物、化学及地质变化作用，在不同条件下生成、转移，并在一定压力下储集，埋藏在深度不同的地层中的优质可燃气体。其主要成分是饱和烃，以甲烷为主，乙烷、丙烷、丁烷、戊烷含量不多，也含有少量非烃类气体，如一氧化碳、二氧化碳、氮气、氢气、硫化氢、水蒸气及微量的惰性气体氦、氩等。 1. ?? 密度和相对密度 常温、常压下甲烷的密度为0.7174kg/m3。 天然气的密度一般为0.75 kg/m3～0.8kg/m3。 2. ?? 着火温度 甲烷的着火温度为540℃。 3. ?? 燃烧温度 甲烷的理论燃烧温度为1970℃。 天然气的理论燃烧温度可达到2030℃。 4. ?? 热值 热值是指1标准立方米某种气体完全燃烧放出的热量，属于物质的特性，符号是q，单位是焦耳每立方米，符号是J/m3。热值有高位热值和低位热值两种。 高位热值是指一标准立方米气体完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度，而其中的水蒸气以凝结水状态排出时所放出的热量。 低位热值是指一标准立方米气体完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度，但烟气中的水蒸气仍为蒸气状态时所放出的热量。燃气的高位热值在数值上大于其低位热值，差值为水蒸气的气化潜热。由于天然气是混合气体，不同的组分以及组分的不同比例，都会有不同的热值，表1为几个不同产地的天然气热值。 ? 表1 不同种类的天然气热值 热值 （MJ/Nm3） 高热值 低热值 四川干气 40.403 36.442 大庆石油伴生气 52.833 48.383 大港石油伴生气 48.077 43.643 5. ?? 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称为爆炸极限。在这种混合物中，当可燃气体的含量减少到不能形成爆炸混合物时的含量，称为可燃气体的爆炸下限，而当可燃气体含量一直增加到不能形成爆炸混合物时的含量，称为爆炸上限。 表2为常见几种气体的热值表和爆炸极限（空气中体积%） ? 表2 常见可燃气体的热值和爆炸极限 体 分子式 高发热值 （MJ/Nm3） 低发热值 （MJ/Nm3） 爆炸下限 （%） 爆炸上限 （%） 甲 烷 CH4 39.842 35.902 5.0 15.0 乙 烷 C2H6 70.351 64.397 2.9 13.0 乙 烯 C2H4 63.438 59.477 2.7 34.0 丙 烷 C3H8 101.266 93.240 2.1 9.5 丙 烯 C3H6 93.667 87.667 2.0 11.7 正丁烯 C4H10 133.886 123.649 1.5 8.5 异丁烷 C4H8 133.048 122.853 1.8 8.5 正戊烷 C5H12 169.377 156.733 1.4 8.3 一氧化碳 CO 12.636 12.636 12.5 74.2 氢 H2 12.745 10.786 4.0 75.9 硫化氢 H2S 25.348 23.368 4.3 45.5 ? 由于天然气的组分不同，爆炸极限存在差异。大庆石油伴生气是4.2%～14.2%、大港石油伴生气是4.4%～14.2%。通常将甲烷的爆炸极限视为天然气爆炸极限，因此天然气的爆炸极限约为5%～15%。 ? 二、压缩天然气 压缩天然气（Compressed Natural Gas 简称CNG）通常是指经净化后压缩到20MPa～25MPa的天然气。 CNG的用途：压缩天然气在20MPa时体积约为标准状态下同质量天然气的1/200。由于CNG生产工艺、技术、设备比较简单，运输装卸方便，而且在环境保护方面有明显优势，因此是值得大力推行的车用燃料及城镇居民用气。 CNG的特点：CNG作为一种理想的车用替代能源，其应用技术比较成熟。它具有成本低、效益高、污染少及使用安全便捷等特点，CNG作为城镇居民的替代气源，具有便携的特点，尤其在难觅优质民用燃料的城镇应用尤为显著。 ? 三、液化天然气 天然气在常压下，当冷却至约-162℃时，则由气态变成液态，称为液化天然气（英文 Liquefied Natural Gas, 简称LNG）。LNG 的主要成份为甲烷，还有少量的乙烷、丙烷以及氮等。天然气在液化过程中进一步得到净化，甲烷纯度更高，几乎不含二氧化碳和硫化物，且无色、无味、无毒。 LNG的密度取决于其组分和温度，通常在430 kg／m3～470 kg／m3之间，但是在某些情况下可高达520kg／m3。密度随温度的变化梯度约为1．35 kg／（m3·℃）。LNG的体积约为同量气态天然气体积的1/600。 ? 四、液化石油气 液化石油气（Liquefied Petroleum Gas，简称LPG）是开采和炼制石油过程中，作为副产品而获得的一部分