天然氣 天然氣系古生物遺骸長期沉積地下,經慢慢轉化及變質裂解而產生之氣態(tài)碳氫化合物,具可燃性,多在油田開采原油時伴隨而出。
天然氣蘊藏在地下多孔隙巖層中,主要成分為甲烷,比重0.65,比空氣輕,具有無色、無味、無毒之特性, 天然氣公司皆遵照政府規(guī)定添加臭劑(四氫噻吩),以資用戶嗅辨。 若天然氣在空氣中濃度為5%~15%的范圍內,遇明火即可發(fā)生爆炸,這個濃度范圍即為天然氣的爆炸極限。
爆炸在瞬間產生高壓、高溫,其破壞力和危險性都是很大的。 依天然氣蘊藏狀態(tài),又分為構造性天然氣、水溶性天然氣、煤礦天然氣等三種。
而構造性天然氣又可分為伴隨原油出產的濕性天然氣、與不含液體成份的干性天然氣。 天然氣主要有以下幾個用途: 1、天然氣發(fā)電,具有緩解能源緊缺、降低燃煤發(fā)電比例,減少環(huán)境污染的有效途徑,且從經濟效益看,天然氣發(fā)電的單位裝機容量所需投資少,建設工期短,上網(wǎng)電價較低,具有較強的競爭力。
2、天然氣化工工業(yè),天然氣是制造氮肥的最佳原料,具有投資少、成本低、污染少等特點。天然氣占氮肥生產原料的比重,世界平均為80%左右。
3、城市燃氣事業(yè),特別是居民生活用燃料。隨著人民生活水平的提高及環(huán)保意識的增強,大部分城市對天然氣的需求明顯增加。
天然氣作為民用燃料的經\濟效益也大于工業(yè)燃料。 4、壓縮天然氣汽車,以天然氣代替汽車用油,具有價格低、污染少、安全等優(yōu)點。
目前人們的環(huán)保意識提高,世界需求干凈能源的呼聲高漲,各國政府也透過立法程序來傳達這種趨勢,天然氣曾被視為最干凈的能源之一,再加上1990年中東的波灣危機,加深美國及主要石油消耗國家研發(fā)替代能源的決心,因此,在還未發(fā)明真正的替代能源前,天然氣需求量自然會增加。 天然氣(natural gas) 在石油地質學中,通常指\油田氣和氣田氣。
其組成以烴類為主,并含有非烴氣體。廣義的天然氣是指地殼中一切天然生成的氣體,包括油田氣、氣田氣、泥火山氣、煤撐器和生物生成氣等。
按天然氣在地下存在的相態(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)的天然氣經聚集形成天然氣藏,才可開發(fā)利用。
天然氣主要用途是作燃料,可制造炭黑、化學藥品和液化石油氣,由天然氣生產的丙烷、丁烷是現(xiàn)代工業(yè)的重要原料。天然氣主要由氣態(tài)低分子烴和非烴氣體混合組成。
(1) 天然氣 天然氣與煤炭、石油并稱目前世界一次能源的三大支柱。天然氣的蘊藏量和開采量都很大,其基本成分是甲烷。
它除了是廉價的化工原料外,主要作為燃料使用,它不僅作為居民的生活燃料,而且還被用作汽車、船舶、飛機等交通運輸工具的燃料。由于天然氣熱值高,燃燒產物對環(huán)境污染少,被認為是優(yōu)質潔凈燃料。
隨著世界經濟的發(fā)展,石油危機的沖擊和煤、石油所帶來的環(huán)境污染問題日益嚴重,使能源結構逐步發(fā)生變化,天然氣的消費量急劇增長。天然氣用于聯(lián)合發(fā)電、供冷和供熱、燃料電池等方面都具有十分誘人的前途,發(fā)達國家都在競相進行應用開發(fā)。
我國的天然氣資源比較豐富,據(jù)不完全統(tǒng)計,資源量約為3.8*1013m3。近年來,我國在勘探、開發(fā)和利用方面均有較大的進展。
(2) 液化天然氣(LNG) 由于天然氣的產地\往往不在工業(yè)或人口集中地區(qū),因此必須解決運輸和儲存問題。天然氣的主要成分是甲烷,其臨界溫度為190.58K,在常溫下無法僅靠加壓將其液化。
天然氣的液化、儲存技術已逐步成為一項重大的先進技術。 目前,液化天然氣(LNG)在我國已經成為一門新興工業(yè),正在迅猛發(fā)展。
液化天然氣(LNG)技術除了用來解決運輸和儲存問題外,還廣泛地用于天然氣使用時的調峰裝置上。 (3) 液化煤層氣 我國是世界煤炭生產大國,煤層氣相應的儲藏量也很大,儲藏量和天然氣基本一樣。
其基本成分是甲烷。它除了是廉價的化工原料外,主要作為燃料使用,它不僅作為居民的生活燃料,而且還被用作汽車、船舶、飛機等交通運輸工具的燃料。
由于煤層氣熱值高,燃燒產物對環(huán)境污染少,被認為是優(yōu)質潔凈燃料。 將煤層氣液化后使用,主要有幾方面好處: ① 經濟性 投資成本較低,回收快。
② 安全性 “先采氣,后采煤”的方式已成為發(fā)達國家能源利用的基本方式。“先采氣,后采煤”大大提高了采煤的安全性。
③ 政策性 此方式可節(jié)約能源,做到能源的徹底利用,符合國家的相關政策。有利于獲得政府的支持。
煤層氣液化設備和天然氣液化設備基本一樣,只是由于大多數(shù)煤層氣中氧、氮的含量比天然氣略高,需要增加一套精餾系統(tǒng)。 (4)液化天然氣生產和使用的必要性 液化天然氣與天然氣比較有以下優(yōu)點: ①便于貯存和運輸 液化天然氣密度是標準狀態(tài)下甲烷的625倍。
也就是說,1m3液化天然氣可氣化成625 m3天然氣,由此可見貯存和運輸?shù)姆奖阈浴?②安全性好 天然氣目前的儲藏和運輸主要方式是壓縮(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%,是壓縮天然氣(CNG)的兩倍還多,因而使用LNG的汽車行程遠,相對可大大減少汽。