天然气总结.doc

第1章 基本知识：常规天然气的分类:按矿藏特点可分为：①气田气（气藏气；气层气）②凝析气③伴生气 按烃类组成可分为：①干气②湿气③贫气④富气 天然气的组成: 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： 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）；少数天然气中含大量的非烃组分，甚至主要成分是非烃气体。 天然气体积计量的参比条件： 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 天然气的相特性：烃类的相态特性：纯组分的 P-T图：FH－气、固相平衡线；HD－固、液相平衡线；HC－气、液相平衡线；H点－三相点、C点－临界点（Pc,Tc)，气体、过热蒸汽、超临界流体的区别。两组分及多组分体系：① M点温度：气、液能够平衡共存的最高温度，称为临界冷凝温度（TM）。② N点压力：气、液能够平衡共存的最高压力，称为临界冷凝压力（PN）③ TM-TC、PN-PC并不重合④ 反凝析现象：由于两组分体系的临界点C、临界冷凝温度点M和临界冷凝压力点N并不重合，因而在临界点附近的相包络区内会出现反凝析现象或反气化现象，即在等温下降低压力时会使蒸汽冷凝（JH），而在等压下升高温度时可以析出液体（LK）。 相特性的实际应用：原油储层：在泡点线上边，储层为液体，即原油层。凝析气储层：在露点线外，气体储层，开采中（降压）有液体析出所以叫凝析气储层。天然气储层：DD’线有液体析出，称为富天然气层；EE’线为“干”（或“贫”）天然气层。AA是低压气油比的普通原油开采过程，当流体压力、温度按AA线变化低于泡点线后就进入两相区，因而会有气体从原油中逸出；BB是高气油比的原油开采过程，当流体压力、温度按BB线变化进入两相区后将会有较多的气体逸出；CC是反凝析流体的开采过程，采出的流体称为凝析气。如果储集层压力沿CC降至露点线以下时候，储集层中就会有液体析出，因此有的凝析气田常采用注气的方法来保持储集层压力。DD是湿天然气（富天然气）的开采过程。流体在开采过程中由于压力、温度降低进入露点线后即会有液体析出。EE是干天然气（贫天然气）的开采过程，即使当其采出到地面后，也没有液体析出。烃-水体系相特性:  天然气中水的危害：① 降低了天然气的热值和输气管道的输送能力。② 当温度降低或压力增加时，天然气中的水会呈液相析出，在管道或设备中造成积液，增加流动压降，加速天然气中酸性组分对管道和设备的腐蚀。 ③ 液态水在冰点时会结冰，在高压低温下形成水合物，堵塞管道或阀门。因此，在天然气的加工处理过程中，首先要除去天然气中的水。 天然气水合物：一定的条件（高压、低温）下，天然气中的某些组分与其所含水分形成白色结晶体，相对密度为0.96－0.98，外观类似松散的冰或致密的雪，可浮在水面上或沉在液烃中的固体水化物。危害：这种固体水合物会堵塞输送管道和设备，影响天燃气的开采和加工。因此必须弄清水合物的结构、性质、形成机理和形成条件，以预防和破坏水合物的形成。 水合物形成的主要条件：①天然气处于水蒸汽过饱和状态或由液态水存在。②有足够的高压力和足够低的温度。③在①②条件满足的情况下，气体压力产生波动、流向突然改变而产生扰动、或有晶种存在都会促进产生水合物。所以，水合物容易产生的地方有：阀门处（压力突变）、弯头部位（流向改变）等 烃－二氧化碳体系相特性 ：在天然气加工过程中，二氧化碳的含量较多时，将出现以下两方面的问题：①在低温、高压下，二氧化碳和水形成固体水合物，堵塞设备和管道；②当天然气的温度较低（一般＜-57℃）时，二氧化碳本身会形成干冰，同样会堵塞设备和管道，尤其是透平膨胀机出口和脱甲烷塔顶部。可根据烃－二氧化碳体系相特性，预测固体二氧化碳的形成条件，可帮助选择防止水合物生成的条件。 天然处理的含义：1、天然气加工过程 ： 2、天然气处理的目的 ：①燃气管网供气：主要内容包括，①脱除天然气中的硫化氢和二氧化碳，解决空气污染和热值问题，②脱重烃和水，解决输送过程的重烃和水的冷凝问题。②天然气液化：主要解决天然气的远距离输送问题, 特别是跨海运输问题。由于液化（常压，-162℃）天然气的体积为其气体（20℃，101.325kp）体积的1/625，故有利于输送和储存。③供应石油化工原料：a.提供较纯的原料甲烷作为制氢、生产尿素和甲醇的原料；b