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天然气与液化天然气（LNG）知识 二〇一一年十一月二十五日 天然气知识 近20多年来，世界天然气需求持续稳定增长，平均增长率保持在2%，预计2020在世界能源组成中的比重将会增加到29%左右。中国是开发利用天然气资源最早的国家。新中国成立后，天然气产业有了很大发展。特别是“八五”以来，中国储量快速增长，天然气进入高速发展时期。但从全世界看，中国天然气产业整体水平还很低，资源探明程度仅7%左右，储量动用程度约50%，特别是天然气在能源结构中所占的比例极低，不到世界平均水平的十分之一。随着中国国民经济的持续发展，工业化程度的不断提高，对清洁能源的需求不断增大，预示着天然气具有很大的发展空间，中国天然气产业具有良好的发展前景。 中国天然气产业正面临着前所未有的发展机遇和挑战。随着科技进步，世界能源消费结构不断地向低碳化演变，天然气作为低碳化的清洁能源在世界各国都得到了高度的重视和发展，而目前中国天然气产业的发展与国民经济及社会发展很不适应。为此，国家从能源结构调整、加强环保和可持续发展等基本国策出发，“十五”将大力发展天然气的开发利用，这将为天然气产业的发展创造良好环境。 一、天然气组成 天然气是由烃类和非烃类组成的复杂混合物。大多数天然气的主要成份是气体烃类，此外还含有少量非烃类气体。天然气中的烃类基本上是烷烃，通常以甲烷为主，还有乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、以及少量的已烷以上烃类。在中有时还含有极少量的环烷烃（如甲基不戊烷）及芳香烃（如苯、甲苯）。天然气中的非烃类气体，一般为少量的氮气、氧气、氢气、二氧化碳、水蒸气、硫化氢，以及微量的惰性气体如氦、氩、氙等。天然气中的水蒸气一般呈饱和状态。 天然气的组成并非固定不变，不仅不同地区油、气藏中采出的天然气组成判别很大，甚至同一油、气藏的不同生产井采出的天然气组成也会有很大的区别。 1、根据化学组成的不同分类 （1）干性天然气：含甲烷90%以上的天然气。 （2）湿性天然气：除主要含甲烷外，还有较多的乙烷、丙烷、丁烷等气体。 2、根据天然气的来源分类 （1）纯天然气：气藏中通过采气井开采出来的天然气称为气井气。这种气体属于干性气体，主要成分是甲烷。 （2）油田伴生气：系指在油藏中与原油呈平衡接触的气体，包括游离气和溶解在原油中的溶解气两种。油田气是与石油伴生的，是天然气的一种，从化学组成来说属于湿性天然气。开采时与原油一起打出，气油比（m3/t）一般在20~500范围内。这种气体中含有60%~90%的甲烷，10%~40%的乙烷、丙烷、丁烷和高碳烷烃。 （3）凝析气田气：是含有容易液化的丙烷和丁烷成分的富天然气。这种气体通常含有甲烷85%~90%，碳三到碳五约2%~5%。可采用压缩法、吸附法或低温分离法，将后者分离出去制液化石油气。 （4）矿井气口从井下煤层抽出的矿井气，习惯称为矿井瓦斯气。 二、天然气燃烧特性 天然气最主要的成分是甲烷，基本不含硫，无色、无臭、无毒、无腐蚀性，具有安全、热值高、洁净和应用广泛等优点，目前已成为众多发达国家的城市必选燃气气源。 城市燃气应按燃气类别及其燃烧特性指数（华白数W和燃烧势CP）分类，并应控制其波动范围。 华白数W按式（1）计算： （1） 式中：W—华白数，MJ/m3（kcal/m3);Qg—燃气高热值，MJ/m3/（kcal/m3）；d—燃气相对密度（空气相对密度为1)。 燃烧势CP按式2计算： （2） （3） 式中：CP——燃烧势； 　　　H2——燃气中氢含量，%（体积）； 　　　CmHn——燃气中除甲烷以外的碳氢化合物含量，%（体积）； 　　　CO——燃气中一氧化碳含量，%（体积）； 　　　CH4——燃气中甲烷含量，%（体积）； 　　　d——燃气相对密度（空气相对密度为1）； 　　　K——燃气中氧含量修正系数； 　　　O2——燃气中氧含量，%（体积）。 城市燃气的分类应符合表的规定。 城市燃气的分类（干，0℃，101.3kPa）表 类别 华白系数W,MJ/m3（Kcal/m2） 燃烧势CP 标准 范围 标准 范围 人工燃气 5R 22.7 (5430) 21.1(5050)～24.3(5810) 94 55～96 6R 27.1 (6470) 25.2(6017)～29.0(6923) 108 63～110 7R 32.7 (7800) 30.4(7254)～34.9(8346) 121 72～128 天然气 4T 18.0 (4300) 16.7(3999)～19.3(4601) 25 22～57 6T 26.4 (6300) 24.5(5859)～28.2(6741) 29 25～65 10T 43.8 (10451) 41.2(9832)～47.3(1129