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1、2021/8/2912021/8/291天然氣系統(tǒng)2021/8/292主要內容一、天然氣的基本知識二、天然氣的物理化學性質三、天然氣計量四、液化天然氣的儲運和利用五、9FA機組氣體燃料及系統(tǒng)2021/8/2922021/8/293第一章、天然氣的基本知識2021/8/2932021/8/294一、天然氣的組成和分類2021/8/294廣義的天然氣是指埋藏于地層中自然形成的氣體的總稱。但通常所稱的天然氣只指貯存于地層較深部的一種富含碳氫化合物的可燃氣體，而與石油共生的天然氣常稱為油田伴生氣。天然氣由億萬年前的有機物質轉化而來，主要成分是甲
2、烷，此外根據不同的地質形成條件，尚含有不同數量的乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷等低碳烷烴以及二氧化碳、氮氣、氫氣、硫化物等非烴類物質；有的氣田中還含有氦氣。天然氣是一種重要的能源，廣泛用作城市煤氣和工業(yè)燃料。2021/8/295天然氣的組成1．鏈烷烴類它是已發(fā)現的大部分天然氣的主要成分，它是飽和脂肪族類烴，化學通式CnH2n+2，常用P作代號。天然氣中可能存在的鏈烷烴有甲烷、乙烷、丙烷、異丁烷、正丁烷、2.2二甲基丙烷、2一甲基丁烷、正戊烷、2一甲基戊烷、3一甲基戊烷、2，2一二甲基丁烷、2，3一二甲基丁烷、正己烷等組分。在常壓，20℃時
3、，甲烷，乙烷，丙烷，丁烷為氣態(tài)烴，戊烷及以上至十七烷烴為液態(tài)烴。從丁烷開始，就存在同分異構物，隨著碳數的增多，同分異構物也增多，盡管鏈烷烴中庚烷以上組分含量極低，但同分異構物的個數卻很多，例如，戊烷有3個，己烷有5個，庚烷有9個，辛烷有18個，壬烷有35個，癸烷有75個異構物。因此，若將天然氣深度分析至C10，可能存在的鏈烷烴組分就可達到150個。2021/8/2952021/8/296天然氣的組成2．環(huán)烷烴類它是大部分天然氣中僅可能以極少量存在的飽和環(huán)構狀烴類，其化學通式是CnH2n。常用N作代號。3．芳香烴類它是大部分天然氣中含量甚
4、少的一類不飽和環(huán)構狀烴類，天然氣中可能存在的芳香烴有苯，甲苯，鄰，對、間位二甲苯，三甲苯，在天然氣中極少發(fā)現乙苯，乙基甲苯或丙苯。常用A作代號。4．非烴類化合物它是一類視氣田不同，存在的種類與含量高低懸殊甚大的組分，已發(fā)現的天然氣中曾發(fā)現含有氮、二氧化碳、硫化氫、氫、2021/8/2962021/8/297天然氣的組成氦、氖、水汽，還有硫醇類、硫醚類、硫氧化碳、二硫化碳等有機化合物，近年的資料中還報導了天然氣中含有汞、氨一222，天然氣凝液中含有汞和釙。5．其它成分（1）多硫化氫（H2Sx）存在于某些含硫天然氣藏中，當氣藏的溫度、壓力降
5、低時，有時會分解為硫化氫和硫磺。這些硫磺，當達到一定高溫時，會變成硫蒸氣，當溫度降至硫磺的凝固點以下時，呈硫磺晶體析出，造成構造或管道閥門的堵塞。（2）瀝青質以膠溶態(tài)粒子的形態(tài)存在于氣相中，這些膠粒有一個帶有芳香烴性質的、高分子質量的核，其外圍包裹著較輕的、較少芳香烴性質的組分，到最外層，主要是脂肪族性質的化合物。分離這些瀝青質，用一般重力分離器是困難的。2021/8/298天然氣的分類1．天然氣按礦藏特點分類1）純氣藏天然氣不論開采的任何階段，礦藏流體在地層中均呈氣態(tài)，但隨成分的不同，采出到地面后，在分離器或管系中可能有部分液態(tài)烴析出
6、。2）凝析氣藏天然氣礦藏流體在地層原始狀態(tài)下呈氣態(tài)，但開采到一定階段，隨著地層壓力下降，流體狀態(tài)跨過露點線進入相態(tài)反凝析區(qū)，部分烴類在地層中即呈液態(tài)析出。3）油田伴生天然氣在地層中與原油共存，在采油過程中與原油同時被采出，經油、氣分離后所得的天然氣。2021/8/299天然氣的分類2．按烴類組分關系分類1）干氣在地層中呈氣態(tài)，采出后在一般地面設備和管線中也不析出液態(tài)烴的天然氣。2）濕氣在地層中呈氣態(tài)，采出后在一般地面設備的溫度、壓力下即有液態(tài)烴類析出的天然氣。3）貧氣丙烷及以上烴類含量少于100mL／m3的天然氣。4）富氣丙烷及以上烴類
7、含量大于100mL／m3的天然氣。2021/8/2910二、天然氣組分分析1、天然氣全組分分析分析方法可分析組分使用范圍特點化學吸收－體積色層法C1，C2，C3，C4；不飽和烴總量；O2，N2，H2，He；CO，CO2，H2S等主要成分分析；微量組分不適用儀器簡單；容易掌握；操作程序較繁色相色譜法C1，C2，C3，i-C4，n-C4，i-C5，n-C5，i-C6，n-C6，C7，C8，C9＋；C2=，C3=，i-C4=，反-C4－2=，順-C4－2=，O2，N2，Ar，He，H2，CO，CO2，H2S，H2O，RSH，RSR，RSSR，
8、COS，CS2全組分分析；常量及微量均適用簡便、快速、準確、儀器易得質譜法及質譜－色譜法同氣相色譜法全組分分析，國內尚未推廣快速、準確、儀器昂貴2021/8/2911二、天然氣組分分析2、含硫化合物的分析天
