天然气与lng成分.doc

Liquefied Natural Gas天然气的组成天然气是各种碳氢化合物为主的气体混合物主要成分为甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷、戊烷和微量的重碳氢化合物及少量非烃类的气体，如：氮、硫化氢、二氧化碳、氦气等天然气可分为气田气、油田气和凝析气田气三种气田气主要含甲烷，含量约为80%-98%；乙烷至丁烷烃类的含量一般不大，戊烷以上重烃以及非烃类气体不含或含量甚微油田气包括溶解气和气顶气，它的特征是乙烷和丁烷以上的烃类含量一般较高，其组成同分去凝析油以后的凝析气田气相类似从凝析气田采出的天然气，除含有大量的甲烷、乙烷外，还含有一定数量的丙烷、丁烷、戊烷及戊烷以上烃类，含有汽油和煤油成分天然气还可以分为干气（或贫气）和湿气（或富气）两类一般来说，天然气中甲烷含量在90%以上时叫干气；甲烷含量低于90%，而乙烷、丙烷等烷烃的含量在10%以上的叫湿气若按天然气中含硫量的多少来划分，每立方米天然气中含硫量小于1克的称为净气；每立方米天然气中含硫量大于1克的称为酸气一、天然气的组成表示方法天然气组成有三种表示方法：质量组成、体积组成和摩尔组成每种组成均可用百分数或小数表示1、质量组成用百分数表示时： gi= ×100用小数表示时：gi=2、体积组成用百分输表示时：Vi= ×100用小数表示时：Vi=3、摩尔组成用百分数表示时：yi= ×100用小数表示时：yi=二、表示天然气组成的三种方法可以互相转换1、如果已知天然气的质量组成，要求换算为体积组成或摩尔组成，则yi= =式中 Mi：组分 i 的分子质量2、如果已知天然气的体积百分数，利用下面方法可换算为质量百分数 gigi= =天然气的物理化学性质1、 天然气的压力：就是天然气中无规则运动的大量分子之间碰撞力的总和，它表示天然气能量的大小。

2、 天然气的温度：表示天然气内分子热运动的剧烈程度温度的高低取决于天然气内部的热运动状态3、 天然气的临界温度对每一种纯的气体都存在着一定的温度，高于此温度时，无论加多大压力也不可能使它由气体变为液体，这个温度称为临界温度，用符号 Tc 表示临界温度是该气体能以液体状态存在的最高温度4、 天然气的临界压力在临界温度下，气相与液相相平衡时所施加的压力也可以定义为相应于临界温度时的饱和压力，用符号 Pc 表示它是在临界温度下气体由气态转变为液态所需的最低压力5、 天然气的露点天然气中含有一定的水蒸汽，当温度下降或压力升高到一定数值时，天然气中水蒸汽开始析出，此时该天然气为水蒸汽所饱和（即达到饱和状态） ，此时的温度称为天然气的露点6、 天然气的分子质量天然气是多种气体组成的混合气体，它本身没有一个分子式，也不能像纯气体一样，可以从分子式中算出一个恒定的分子质量但是，工程中为了计算方便，把0℃、101325Pa 时体积为22.4m3天然气所具有的质量认为是天然气的分子质量换言之，天然气的分子质量，在数值上等于在基准状态下1mol 天然气的质量已知天然气中组分 i 的摩尔组成 yi（或体积组成，均用小数表示）和分子质量Mi，则天然气分子质量可由下式求得：M=7、 天然气的密度。

天然气的密度定义为单位体积天然气的质量，用符号 ρ 表示ρ=天然气中常见烃类的基本性质（在101325Pa 、0 ℃）项目 甲烷 乙烷 丙烷 异丁烷 正丁烷 异戊烷 正戊烷分子式 CH4 C2H6 C3H8 i-C4H10 n- C4H10 i-C3H12 n- C3H12分子质量 M 16.043 30.070 44.097 58.124 58.124 72.151 72.151千摩尔体积 Vm,m3/Kmol 22.362 22.1872 21.9362 21.5977 21.5036 20.983 20.891密度 ρ,Kg/m3 0.7174 0.353 2.0102 2.6912 2.7030 3.4386 3.4537相对密度 Δ 0.5548 1.046 1.555 2.081 2.090 2.659 2.671临界温度 TC,K 191.05 305.45 368.85 407.15 425.15 460.85 470.35临界压力 PC,MPa 4.491 4.727 4.256 3.54 3.501 3.226 3.236临界比容 Vc,m3/kmol 0.099 0.143 0.195 0.263 0.258 0.316 0.311高发热值 Hh,MJ/m3 39.84 67.34 101.26 133.05 133.89 168.32 169.37低发热值 Hh,MJ/m3 35.90 64.40 93.24 122.85 123.65 155.72 156.73爆炸下限%， （体积） 5.0 2.9 2.1 1.8 1.5 1.6 1.4爆炸上限%， （体积） 15.0 13.0 9.5 8.5 8.5 8.3 8.3定压比热 Cp，KJ/Kg.K 2.223 1.729 1.863 1.658 1.658 1.654 1.654定容比热 Cv，KJ/Kg.K 1.67 1.444 1.649 1.49 1.49动力粘度 μ,Pa.S×105 1.027 0.843 0.735 0.676 0.669 0.616 0.635运动粘度 η,m2/s.105 1.416 0.611 0.358 0.246 0.243 0.176 0.180气体常数 R,KJ/Kg.K 0.5171 0.2759 0.1846 0.1378 0.1372 0.1078 0.1074偏心因子 ω 0.0104 0.0986 0.1524 0.1848 0.2010 0.2223 0.2559式中：m ：天然气的质量，kgV：天然气的体积，m3因为在0℃、101325Pa 下， 1mol 任何气体的体积都等于22.4 m3 ，所以任何气体在此标准状态下的密度为：ρ0=气体的密度于压力、温度有关，在低温、高压状态下还与气体的压缩系数有关。

8、相对密度 天然气的相对密度使在相同压力和温度条件下天然气的密度与空气密度之比，即：ρ 天/ρ 空，是一个无量纲的量天然气的相对密度一般在0.58-0.62之间，石油伴生气的相对密度在0.58-0.62之间，个别含重烃多的油田气也有大于1 的9、天然气的比热 使单位数量的气体温度升高 1℃所需要的热量叫气体的比热（热容） ，其单位为 J/Kg.K 或 J/Kg. ℃过去常用的单位是 Kcal/ Kg. ℃1 Kcal/ Kg. ℃=4.18 J/Kg. ℃10、天然气的热值天然气的重要用途之一是作为燃料，热值是它的一项经济指标每千克或每立方米天然气完全燃烧所发出的热量称为天然气的燃烧热值，简称天然气热值，单位为 KJ/Kg 或 KJ/m3完全燃烧是指燃烧反应后生成最稳定的氧化物或单质天然气的热值有两种表示方法：高热值和低热值天然气燃烧时，要生产水蒸汽，水蒸汽冷凝成水要放出汽化潜热，把水蒸汽的汽化潜热（水的汽化潜热为2256.7KJ/m3）计算在内的热值称为高热值实际上，在天然气燃烧时，由于烟筒内烟道气温度很高，燃烧产生的蒸汽不凝结，汽化潜热无法利用，从高热值中减去实际不能利用的汽化潜热就是低热值，工程上常用低热值。

天然气的燃烧热值决定了它的热力价值，是天然气很重要的质量指标，在下列几种常用燃料中天然气的燃烧热值最高其中：天然气46055 KJ/m3，气田气35588-41868 KJ/m3；油田气35588-66989 KJ/m3；煤29308 KJ/m311、天然气的爆炸性天然气在空气中的含量达到一定比例，就会与空气构成爆炸性的混合气体，这种气体遇到火源，就会发生爆炸和燃烧12、天然气的毒性和腐蚀性 从气井中开采出来的天然气或多或少地含有硫化氢和二氧化碳等酸性气体，以及含有硫醇、硫化碳、二硫化碳等有害物质，其中以酸性气体特别是硫化氢的危害最大由于硫化氢是毒性很强的气体，对人体、管道、设备和仪表都有严重的危害LNG：（Liquefied natural gas）一种液化状况下的无色流体，主要由甲烷组成，可能含有少量的乙烷、丙烷、氮或通常存在于天然气中的其它组分基本物理特性：标准气压下沸点为162 ℃；无色、无味、无毒、无腐蚀性；可以方便地利用泵管系统输送；气液体积比约为620:1@S.P.T与其它燃料的性质对比LNG 柴油 汽油着火点 650℃ 350℃ 427℃主要成分 CH4 C16H32 C8H18爆炸极限 5-15% 0.5~4.1% 1.0~7.6%密度 kg/L 0.42-0.47 0.85 0.72~0.75热值 MJ/L 22.9-23.7 35.7~37.6 32.6~34.8储存温度 -160~-120℃ 常温 常温。