一、天然氣定義
從廣義的定義來說,天然氣是指自然界中天然存在的一切氣體,包括大氣圈、水圈、生物圈和巖石圈中各種自然過程形成的氣體。而人們長(zhǎng)期以來通用的“天然氣”的定義,是從能量角度出發(fā)的狹義定義,是指天然蘊(yùn)藏于地層中的烴類和非烴類氣體的混合物,主要存在于油田氣、氣田氣、煤層氣、泥火山氣和生物生成氣中。天然氣又可分為伴生氣和非伴生氣兩種。伴隨原油共生,與原油同時(shí)被采出的油田氣叫伴生氣;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,隨著壓力和溫度的下降,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。
與煤炭、石油等能源相比,天然氣在燃燒過程中產(chǎn)生的能影響人類呼吸系統(tǒng)健康的物質(zhì)極少,產(chǎn)生的二氧化碳僅為煤的40%左右,產(chǎn)生的二氧化硫也很少。天然氣燃燒后無廢渣、廢水產(chǎn)生,具有使用安全、熱值高、潔凈等優(yōu)勢(shì)。
二、天然氣簡(jiǎn)介
天然氣是一種多組分的混合氣體,主要成分是烷烴,其中甲烷占絕大多數(shù),另有少量的乙烷、丙烷和丁烷,此外一般還含有硫化氫、二氧化碳、氮和水氣,以及微量的惰性氣體,如氦和氬等。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。
天然氣系古生物遺骸長(zhǎng)期沉積地下,經(jīng)慢慢轉(zhuǎn)化及變質(zhì)裂解而產(chǎn)生之氣態(tài)碳?xì)浠衔铮呖扇夹裕嘣谟吞镩_采原油時(shí)伴隨而出或純天然氣氣田。
天然氣蘊(yùn)藏在地下多孔隙巖層中,主要成分為甲烷,比重約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。天然氣在空氣中含量達(dá)到一定程度后會(huì)使人窒息。
若天然氣在空氣中濃度為5%~15%的范圍內(nèi),遇明火即可發(fā)生爆炸,這個(gè)濃度范圍即為天然氣的爆炸極限。爆炸在瞬間產(chǎn)生高壓、高溫,其破壞力和危險(xiǎn)性都是很大的。
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。
三、天然氣主要用途
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(jīng)濟(jì)效益看,天然氣發(fā)電的單位裝機(jī)容量所需投資少,建設(shè)工期短,上網(wǎng)電價(jià)較低,具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。
2、天然氣化工工業(yè),天然氣是制造氮肥的****原料,具有投資少、成本低、污染少等特點(diǎn)。天然氣占氮肥生產(chǎn)原料的比重,世界平均為80%左右。
3、城市燃?xì)馐聵I(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(shí)的增強(qiáng),大部分城市對(duì)天然氣的需求明顯增加。天然氣作為民用燃料的經(jīng)濟(jì)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(jià)格低、污染少、安全等優(yōu)點(diǎn)。
目前人們的環(huán)保意識(shí)提高,世界需求干凈能源的呼聲高漲,各國(guó)政府也透過立法程序來傳達(dá)這種趨勢(shì),天然氣曾被視為最干凈的能源之一,再加上1990年中東的波斯灣危機(jī),加深美國(guó)及主要石油消耗國(guó)家研發(fā)替代能源的決心,因此,在還未發(fā)現(xiàn)真正的替代能源前,天然氣需求量自然會(huì)增加。
四、 天然氣的分布
在石油地質(zhì)學(xué)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(jīng)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(xué)藥品和液化石油氣,由天然氣生產(chǎn)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) 液化天然氣(LNG)
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(yùn)藏量和開采量都很大,其基本成分是甲烷。它除了是廉價(jià)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(jī)等交通運(yùn)輸工具的燃料。由于天然氣熱值高,燃燒產(chǎn)物對(duì)環(huán)境污染少,被認(rèn)為是優(yōu)質(zhì)潔凈燃料。
隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,石油危機(jī)的沖擊和煤、石油所帶來的環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重,使能源結(jié)構(gòu)逐步發(fā)生變化,天然氣的消費(fèi)量急劇增長(zhǎng)。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(dá)國(guó)家都在競(jìng)相進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)。
我國(guó)的天然氣資源比較豐富,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),資源量約為3.8×1013m3。近年來,我國(guó)在勘探、開發(fā)和利用方面均有較大的進(jìn)展。
(2) 液化石油氣(LPG)
液化石油氣是石油產(chǎn)品之一。簡(jiǎn)稱LPG。是由煉廠氣或天然氣(包括油田伴生氣)加壓、降溫、液化得到的一種無色、揮發(fā)性氣體。由煉廠氣所得的液化石油氣,主要成分為丙烷、丙烯、丁烷、丁烯,同時(shí)含有少量戊烷、戊烯和微量硫化合物雜質(zhì)。由天然氣所得的液化氣的成分基本不含烯烴。
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)。
目前,液化天然氣(LNG)在我國(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。
(3) 液化煤層氣( HCL)
我國(guó)是世界煤炭生產(chǎn)大國(guó),煤層氣相應(yīng)的儲(chǔ)藏量也很大,儲(chǔ)藏量和天然氣基本一樣。其基本成分是甲烷。它除了是廉價(jià)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(jī)等交通運(yùn)輸工具的燃料。由于煤層氣熱值高,燃燒產(chǎn)物對(duì)環(huán)境污染少,被認(rèn)為是優(yōu)質(zhì)潔凈燃料。
五、天然氣主要優(yōu)點(diǎn)
天然氣是較為安全的燃?xì)庵唬缓谎趸迹脖瓤諝廨p,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,舒緩地球溫室效應(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)猓⿷?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?BR> 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。