天然氣相關(guān)知識(shí)

天然氣相關(guān)知識(shí)一、液化天然氣概念天然氣經(jīng)凈化處理(脫除CO2、硫化物、重?zé)N、水等雜質(zhì))后，在常壓下深冷至-162℃，由氣態(tài)變成液態(tài)，稱為液化天然氣，液化天然氣的體積約為相同質(zhì)量的天然氣體積的1/620，重量約為同體積水的45%左右。二、天然氣自然形成過程

天然氣（NaturalGas）天然氣是埋藏在地下的古生物經(jīng)過億萬(wàn)年的高溫和高壓等作用而形成的可燃?xì)猓且环N無(wú)色無(wú)味無(wú)毒、熱值高、燃燒穩(wěn)定、潔凈環(huán)保的優(yōu)質(zhì)能源。天然氣其主要成分為甲烷，熱值為8500大卡/米3，是一種主要由甲烷組成的氣態(tài)化石燃料。它主要存在于油田和天然氣田，也有少量出于煤層。

當(dāng)非化石的有機(jī)物質(zhì)經(jīng)過厭氧腐爛時(shí)，會(huì)產(chǎn)生富含甲烷的氣體，這種氣體就被稱作生物氣（沼氣）。生物氣的來源地包括森林和草地間的沼澤、垃圾填埋場(chǎng)、下水道中的淤泥、糞肥，由細(xì)菌的厭氧分解而產(chǎn)生。生物氣還包括胃腸漲氣（例如：屁），胃腸氣最通常來自于牛羊等家畜。

當(dāng)甲烷散逸到大氣層中時(shí)，它將是一種直接促使全球變暖愈演愈烈的溫室氣體。這種飄散的甲烷，就會(huì)被視作一種污染物，而不是一種有用的能源。然而，在大氣中的甲烷一旦與臭氧發(fā)生氧化反應(yīng)，就會(huì)變成二氧化碳和水，因此排放甲烷所導(dǎo)致的溫室效應(yīng)相對(duì)短暫。而且就燃燒而言，天然氣要比煤這類石炭紀(jì)燃料產(chǎn)生的二氧化碳要少得多。甲烷的重要生物形式來源是白蟻、反芻（chú）動(dòng)物（如牛羊）和人類對(duì)土地的耕種。據(jù)估計(jì)，這三者的散發(fā)量分別是每年15、75和100萬(wàn)噸（年散發(fā)總量約為1億噸）。三、天然氣應(yīng)用領(lǐng)域

天然氣利用領(lǐng)域非常廣泛，除了能用于炊事外，還可廣泛作為發(fā)電、石油化工、機(jī)械制造、玻璃陶瓷、汽車、集中空調(diào)的燃料或原料。四、分布地域中國(guó)沉積巖分布面積廣，陸相盆地多，形成優(yōu)越的多種天然氣儲(chǔ)藏的地質(zhì)條件。根據(jù)1993年全國(guó)天然氣遠(yuǎn)景資源量的預(yù)測(cè)，中國(guó)天然氣總資源量達(dá)38萬(wàn)億m3，陸上天然氣主要分布在中部和西部地區(qū)，分別占陸上資源量的43.2%和39.0%。中國(guó)天然氣資源的層系分布以新生界第3系和古生界地層為主，在總資源量中，新生界占37.3%，中生界11.1%，上古生界25.5%，下古生界26.1%。天然氣資源的成因類型是，高成熟的裂解氣和煤層氣占主導(dǎo)地位，分別占總資源量的28.3%和20.6%，油田伴生氣占18.8%，煤層吸附氣占27.6%，生物氣占4.7%。中國(guó)天然氣探明儲(chǔ)量集中在10個(gè)大型盆地，依次為：渤海灣、四川、松遼、準(zhǔn)噶爾、鶯歌海-瓊東南、柴達(dá)木、吐哈、塔里木、渤海、鄂爾多斯。中國(guó)氣田以中小型為主，大多數(shù)氣田的地質(zhì)構(gòu)造比較復(fù)雜，勘探開發(fā)難度大。1991-1995年間，中國(guó)天然氣產(chǎn)量從160.73億m3增加到179.47億m3，平均年增長(zhǎng)速度為2.33%。中國(guó)天然氣資源量區(qū)域主要分布在中國(guó)的中西盆地。同時(shí)，中國(guó)還具有主要富集于華北地區(qū)非常規(guī)的煤層氣遠(yuǎn)景資源。在中國(guó)960萬(wàn)平方公里的土地和300多萬(wàn)平方公里的管轄海域下，蘊(yùn)藏著十分豐富的天然氣資源。專家預(yù)測(cè)，資源總量可達(dá)40－60多萬(wàn)億立方米，是一個(gè)天然氣資源大國(guó)。中國(guó)煤炭資源豐富，據(jù)統(tǒng)計(jì)有6千億噸，居世界第三位，聚煤盆地發(fā)育，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)有煤型氣聚集的有華北、鄂爾多斯、四川、臺(tái)灣—東海、鶯歌海—瓊東南、以及吐哈等盆地。經(jīng)研究，鄂爾多斯盆地中部大氣區(qū)的氣多半來自上古生界C-P煤系地層（上古∶下古氣源=7∶3或6∶4），可見煤系地層生成天然氣的潛力很大。對(duì)中國(guó)四川盆地氣田的研究（包茨，1988）認(rèn)為，該盆地的古生代氣田是高溫甲烷生氣期形成的，從三疊系→震旦系，干燥系數(shù)由小到大（T：35.5→P：73.1→Z：387.1），重?zé)N由多到少。川南氣田中，天然氣與熱變?yōu)r青共生，說明天然氣是由石油熱變質(zhì)而成的。東，就是東海盆地。那里已經(jīng)噴射出天然氣的曙光；南，就是鶯歌海－瓊東南及云貴地區(qū)。那里也已展現(xiàn)出大氣區(qū)的雄姿；西，就是新疆的塔里木盆地、吐哈盆地、準(zhǔn)噶爾盆地和青海的柴達(dá)木盆地。在那古絲綢之路的西端，石油、天然氣會(huì)戰(zhàn)的鼓聲越擂越響。它們不但將成為中國(guó)石油戰(zhàn)略接替的重要地區(qū)，而且天然氣之火也已熊熊燃起，燎原之勢(shì)不可阻擋；北，就是東北華北的廣大地區(qū)。在那里有著眾多的大油田、老油田，它們?cè)谖磥砀呖萍嫉耐苿?dòng)下，不但要保持油氣穩(wěn)產(chǎn)，還將有可能攀登新的高峰；中，就是鄂爾多斯盆地和四川盆地。鄂爾多斯盆地的天然氣勘探戰(zhàn)場(chǎng)越擴(kuò)越大，探明儲(chǔ)量年年劇增，開發(fā)工程正在展開。四川盆地是中國(guó)天然氣生產(chǎn)的主力地區(qū)，又有新的發(fā)現(xiàn)，大的突破，天然氣的發(fā)展將進(jìn)入一個(gè)全新的階段，再上一個(gè)新臺(tái)階。五、天然氣理化性質(zhì)天然氣是存在于地下巖石儲(chǔ)集層中以烴為主體的混合氣體的統(tǒng)稱，比重約0.65，比空氣輕，具有無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒之特性。天然氣主要成分烷烴，其中甲烷占絕大多數(shù)，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般有硫化氫、二氧化碳、氮和水氣和少量一氧化碳及微量的稀有氣體，如氦和氬等。天然氣在送到最終用戶之前，為助于泄漏檢測(cè)，還要用硫醇、四氫噻吩（加臭）等來給天然氣添加氣味。天然氣不溶于水，密度為0.7174kg/Nm3，相對(duì)密度（水）為約0.45(液化)，燃點(diǎn)(℃)為650，爆炸極限(V%)為5-15。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，甲烷至丁烷以氣體狀態(tài)存在，戊烷以上為液體。甲烷是最短和最輕的烴分子。有機(jī)硫化物和硫化氫(H?S)是常見的雜質(zhì)，在大多數(shù)利用天然氣的情況下都必須預(yù)先除去。天燃?xì)饷苛⒎饺紵裏嶂禐?000大卡至8500大卡。每公斤液化氣燃燒熱值為11000大卡。氣態(tài)液化氣的比重為2.5公斤/米3。每立方液化氣燃燒熱值為25200大卡。每瓶液化氣重14.5公斤，總計(jì)燃燒熱值159500大卡，相當(dāng)于20立方天然氣的燃燒熱值。甲烷燃燒方程式完全燃燒：CH4+2O2==CO2+2H2O（反應(yīng)條件為點(diǎn)燃）甲烷+氧氣→二氧化碳+水蒸氣不完全燃燒：2CH4+3O2==2CO+4H2O甲烷+氧氣→一氧化碳+水蒸氣計(jì)量單位千瓦時(shí)（kw·h)或焦耳（J）加氣站銷售單位：CNG元/立方米（元/m3）、LNG元/公斤（元/kg）六、天然氣組成分類天然氣按在地下存在的相態(tài)可分為游離態(tài)、溶解態(tài)、吸附態(tài)和固態(tài)水合物。只有游離態(tài)的天然氣經(jīng)聚集形成天然氣藏，才可開發(fā)利用。天然氣按照存生成形式又可分為伴生氣和非伴生氣兩種。1、伴生氣：伴隨原油共生，與原油同時(shí)被采出的油田氣。其中伴生氣通常是原油的揮發(fā)性部分，以氣的形式存在于含油層之上，凡有原油的地層中都有，只是油、氣量比例不同。即使在同一油田中的石油和天然氣來源也不一定相同。他們由不同的途徑和經(jīng)不同的過程匯集于相同的巖石儲(chǔ)集層中。2、非伴生氣：包括純氣田天然氣和凝析氣田天然氣兩種，在地層中都以氣態(tài)存在。凝析氣田天然氣從地層流出井口后，隨著壓力的下降和溫度的升高，分離為氣液兩相，氣相是凝析氣田天然氣，液相是凝析液，叫凝析油。若為非伴生氣，則與液態(tài)集聚無(wú)關(guān)，可能產(chǎn)生于植物物質(zhì)。世界天然氣產(chǎn)量中，主要是氣田氣和油田氣。對(duì)煤層氣的開采，現(xiàn)已日益受到重視。依天然氣蘊(yùn)藏狀態(tài)，又分為構(gòu)造性天然氣、水溶性天然氣、煤礦天然氣等三種。而構(gòu)造性天然氣又可分為伴隨原油出產(chǎn)的濕性天然氣、不含液體成份的干性天然氣。天然氣按成因可分為生物成因氣、油型氣和煤型氣。無(wú)機(jī)成因氣尤其是非烴氣受到高度重視。七、天然氣的危害天然氣在空氣中含量達(dá)到一定程度后會(huì)使人窒息。天然氣不像一氧化碳那樣具有毒性，它本質(zhì)上是對(duì)人體無(wú)害的。不過如果天然氣處于高濃度的狀態(tài)，并使空氣中的氧氣不足以維持生命的話，還是會(huì)致人死亡的，畢竟天然氣不能用于人類呼吸。作為燃料，天然氣也會(huì)因發(fā)生爆炸而造成傷亡。雖然天然氣比空氣輕而容易發(fā)散，但是當(dāng)天然氣在房屋或帳篷等封閉環(huán)境里聚集的情況下，達(dá)到一定的比例時(shí)，就會(huì)觸發(fā)威力巨大的爆炸。爆炸可能會(huì)夷平整座房屋，甚至殃及鄰近的建筑。甲烷在空氣中的爆炸極限下限為5%，上限為15%。天然氣車輛發(fā)動(dòng)機(jī)中要利用的壓縮天然氣的爆炸，由于氣體揮發(fā)的性質(zhì)，在自發(fā)的條件下基本是不具備的，所以需要使用外力將天然氣濃度維持在5%到15%之間以觸發(fā)爆炸。天然氣主要優(yōu)點(diǎn)

天然氣是較為安全的燃?xì)庵唬缓谎趸?，也比空氣輕，一旦泄漏，立即會(huì)向上擴(kuò)散，不易積聚形成爆炸性氣體，安全性較高。采用天然氣作為能源，可減少煤和石油的用量，因而大大改善環(huán)境污染問題；天然氣作為一種清潔能源，能減少二氧化硫和粉塵排放量近100%，減少二氧化碳排放量60%和氮氧化合物排放量50%，并有助于減少酸雨形成，紓緩地球溫室效應(yīng)，從根本上改善環(huán)境質(zhì)量。其優(yōu)點(diǎn)有：

1、綠色環(huán)保：天然氣是一種潔凈環(huán)保的優(yōu)質(zhì)能源，幾乎不含硫、粉塵和其他有害物質(zhì)，燃燒時(shí)產(chǎn)生二氧化碳少于其他化石燃料，造成溫室效應(yīng)較低，因而能從根本上改善環(huán)境質(zhì)量。

2、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠：天然氣與人工煤氣相比，同比熱值價(jià)格相當(dāng)，并且天然氣清潔干凈，能延長(zhǎng)灶具的使用壽命，也有利于用戶減少維修費(fèi)用的支出。天然氣是潔凈燃?xì)?，供?yīng)穩(wěn)定，能夠改善空氣質(zhì)量，因而能為該地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供新的動(dòng)力，帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)繁榮及改善環(huán)境。

3、安全可靠：天然氣無(wú)毒、易散發(fā)，比重輕于空氣，不宜積聚成爆炸性氣體，是較為安全的燃?xì)狻?/p>

4、改善生活：隨著家庭使用安全、可靠的天然氣，以及享用港華燃?xì)馓峁┯H切、專業(yè)和高效率的售后服務(wù)和新式爐具，將會(huì)極大改善家居環(huán)境，提高生活質(zhì)量。九、行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)未來5年中國(guó)天然氣需求將增加近兩倍，迎來天然氣的“黃金時(shí)代”，而其他國(guó)家的需求則將小幅下降。天然氣全球供給將以每年2.2%的速度增長(zhǎng)直至預(yù)測(cè)期結(jié)束，較去年預(yù)測(cè)的2.4%下降0.2個(gè)百分點(diǎn)。其中，液化天然氣（LNG）將滿足包括中國(guó)在內(nèi)的巨大的需求。從傳統(tǒng)的國(guó)家主導(dǎo)供應(yīng)到私人企業(yè)加入，澳大利亞、加拿大、美國(guó)將成為液化天然氣交易的主導(dǎo)者?！?015-2020年中國(guó)天然氣發(fā)電行業(yè)市場(chǎng)前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告前瞻》數(shù)據(jù)顯示：到2019年全球LNG交易量將增加40%，達(dá)到4500億立方米。有近半數(shù)的液化天然氣出口商將來自澳大利亞，北美則在2019年占到全球液化天然氣貿(mào)易的8%。除了預(yù)測(cè)天然氣需求和生產(chǎn)的增長(zhǎng)外，范德胡芬認(rèn)為天然氣供給的警告燈也在閃爍。在中國(guó)，解決霧霾問題讓政府出臺(tái)了強(qiáng)硬的政策，以減少污染。在中國(guó)的能源結(jié)構(gòu)中，煤炭占一次能源的比例接近七成，比煤炭更為清潔的天然氣在中國(guó)能源結(jié)構(gòu)中的比重僅為5.9%。根據(jù)此前國(guó)務(wù)院的表述，加快發(fā)展天然氣，提高天然氣在中國(guó)一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比重，可顯著減少二氧化碳等溫室氣體和細(xì)顆粒物（PM2.5）等污染物排放，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、改善環(huán)境。今年4月，中國(guó)政府網(wǎng)發(fā)布公告稱，國(guó)家發(fā)展改革委《關(guān)于建立保障天然氣穩(wěn)定供應(yīng)長(zhǎng)效機(jī)制的若干意見》（下稱《意見》）已獲國(guó)務(wù)院同意?！兑庖姟诽峒?，到2020年，中國(guó)的天然氣供應(yīng)能力達(dá)到4000億立方米，力爭(zhēng)達(dá)到4200億立方米。這是中國(guó)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化調(diào)整能源結(jié)構(gòu)的現(xiàn)實(shí)選擇，也是強(qiáng)化節(jié)能減排的迫切需要。未來，發(fā)電站、工業(yè)和交通部門將帶動(dòng)中國(guó)天然氣在2019年增長(zhǎng)到3150億立方米，在整個(gè)預(yù)測(cè)周期里將增長(zhǎng)90%。中國(guó)天然氣生產(chǎn)量將增加65%，從2013年的1170億立方米增加到2019年度的1930億立方米。此外，中國(guó)將是天然氣重要的進(jìn)口國(guó)。相比亞洲市場(chǎng)的動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)，歐洲市場(chǎng)截然不同，將呈現(xiàn)萎縮態(tài)勢(shì)。由于電力需求的低增長(zhǎng)和新能源政策，歐洲天然氣消費(fèi)在未來5年將不會(huì)回到2010年的高峰。更重要的是，未來五年，歐洲天然氣氣源將難以實(shí)現(xiàn)多元化。盡管有豐富地理資源，中東將難以實(shí)現(xiàn)其資源的全部生產(chǎn)潛力——甚至有些國(guó)家將面臨天然氣短缺。主要原因在于不符合實(shí)際的低廉天然氣價(jià)格監(jiān)管阻礙了上游投資并鼓勵(lì)了消費(fèi)浪費(fèi)。十、LNG液化天然氣天然氣在常壓下，冷卻至約-162℃時(shí)，則由氣態(tài)變成液態(tài)，稱為液化天然氣（英文LiquefiedNaturalGas，簡(jiǎn)稱LNG）。LNG的主要成分為甲烷，還有少量的乙烷、丙烷以及氮等。天然氣在液化過程中進(jìn)一步得到凈化，甲烷純度更高，幾乎不含二氧化碳和硫化物，且無(wú)色無(wú)味、無(wú)毒。液化天然氣（LNG）在中國(guó)已經(jīng)成為一門新興工業(yè)，正在迅猛發(fā)展。液化天然氣（LNG）技術(shù)除了用來解決運(yùn)輸和儲(chǔ)存問題外，還廣泛地用于天然氣使用時(shí)的調(diào)峰裝置上。由于天然氣的產(chǎn)地往往不在工業(yè)或人口集中地區(qū)，因此必須解決運(yùn)輸和儲(chǔ)存問題。天然氣的主要成分是甲烷，其臨界溫度為190.58K，在常溫下無(wú)法僅靠加壓將其液化。天然氣的液化、儲(chǔ)存技術(shù)已逐步成為一項(xiàng)重大的先進(jìn)技術(shù)。十一、LNG液化天然氣優(yōu)勢(shì)LNG液化天然氣與天然氣比較有以下優(yōu)點(diǎn)：1、便于貯存和運(yùn)輸液化天然氣密度是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下甲烷的620倍。也就是說，1m3液化天然氣可氣化成620m3天然氣，由此可見貯存和運(yùn)輸?shù)姆奖阈浴?、安全性好天然氣的儲(chǔ)藏和運(yùn)輸主要方式是壓縮（CNG）。由于壓縮天然氣的壓力高，帶來了很多安全隱患。3、間接投資少壓縮天然氣（CNG）體積能量密度約為汽油的26%，而液化天然氣（LNG）體積能量密度約為汽油的72%，