天然气性质与管输.ppt

天然气性质与管输系统基本组成刘帅
一、天然气的概念
二、天然气的组成、分类和用途
三、基本概念
四、天然气主要性质
五、天然气输送中压力、温度概念
六、天然气管输系统的基本组成
一、天然气的概念
从自然界中产生的,以碳氢化合物为主的可燃性气体和少量不可燃气体的混合气体,就叫做天然气。
天然气与石油是有机物生成的,即是古代生物(动物和植物)在一定的环境下生成的。在若干万年前地球上的动植物,特别是生长在浅海及其边沿、河流入海处、湖泊和沼泽等地方的动植物,随着地球的演变和自然环境的变化,逐渐死亡并被泥沙等沉积物所埋藏而与空气隔绝,在缺氧的沉积环境中,加之受地层压力、温度、放射线、催化剂等复杂的物理化学作用,细菌对有机质进行发酵分解作用,逐步转化为天然气和石油。
二、天然气的组成、分类和用途
1、天然气的组成
天然气是主要是以低分子饱合碳氢化合物和少量其它气体组成的混合物。它主要由占绝大部分的甲烷(CH4)和含量不多的乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)、戊烷(C5H12)组成,其次还含有微量的重碳氢化合物和少量的非烃类气体,如:庚烷以上烷烃、氮气(N2)、氢气(H2)、硫化氢(H2S)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、水汽、有机硫等。
天然气成分
可燃烃类气体
二氧化碳
硫化氢
氮气
水蒸气
氦、氖、氩
甲烷
乙烷
丙烷
丁烷
氢气
一氧化碳
有机硫
2、按照含硫量的多少来分类,可分为洁气和干气。
洁气:通常是指不含硫或含硫量低于20mg/m3的天然气。洁气不需要脱硫净化处理,就可以进行管道输送和一般用户使用。
酸性天然气:通常是指含硫量高于20 mg/m3的天然气。酸性天然气含硫化氢以及其它硫化物组分,一般具有腐蚀性和毒性,影响用户使用,必须经过脱硫净化处理才能进入管道输送和一般用户使用。
低含硫天然气:%--1%(体积比)。
中含硫天然气: 天然气中硫化氢的含量约1%--2%(体积比)。
高含硫天然气: 天然气中硫化氢的含量约2%--7%(体积比)。
3、天然气的用途
(1)清洁的燃料。天然气具有热值大,运输和使用方便,燃烧完全无烟无渣,价格便宜等优点。因此,天然气广泛用于交通、冶金、电力、化工等行业的内燃机、汽车、炼钢、发电、工业锅炉、加热炉等方面,同时大量供给城市居民作为生活燃料,在世界燃料的消费结构中,天然气已超过20%。
(2)化工原料。使用天然气作为化工原料,具有含水、灰粉、硫化物等杂质少,使用、处理方便等优点。可以降低生产的产品成本、提高劳动生产率。可以利用天然气生产的化工中间产品有:合成氨、甲醇、乙炔、碳黑等,利用上述中间产品,可以进一步加工制造氮肥、有机玻璃、合成纤维、合成橡胶、塑料、高能燃料等。
三、基本概念

天然气在通常的温度、压力条件下为气态,具有很强的压缩性,只有在指明温度压力的前提下才能以体积来计量。
(1).标准状态:在天然气工业中,常用天然气在某种特定状态下的体积作为计量单位,这样的状态称为标准状态。
04-83《天然气流量的标准孔板计量方法》中,计量的标准状态为;20℃、1标准大气压(101325Pa)。
:0℃、1标准大气压。
(2).天然气在标准状态下的体积称为标准体积,(如:在标准状态下计量的1立方米天然气称为1标准立方米。记为1Nm³)。

(1)体积分数:指各种组分的分体积在天然气总体积中所占的比例。
注:对于同一种天然气,在不同温度、压力条件下各组分的体积分数不完全相同。
(2)摩尔分数:天然气中各种组分的摩尔体积分数在天然气的总摩尔数中所占的比例。(摩尔是物质的一种质量单位,1摩尔纯物质的质量在数量上等于该物质的分子量。理想气体的混合体系,其各种组分的摩尔分数等于其体积分数。
(3)质量分数:天然气中各种组分的质量在天然气的总质量中所占的比例。
注:对于同一种天然气,在不同温度、压力条件下各组分的质量分数是确定的。

(1)天然气的密度:是指单位体积天然气的质量。同一种天然气的密度取决于其温度与压力。在0℃、一个物理大气压(101325Pa)条件(此条件称为物理标准状态)下,天然气可以看成理想气体,,由此可按ρ=Mg/ 计算天然气在物理标准状态下的密度:
ρ—天然气在物理标准状态下的密度,克/升
Mg—天然气的视分子量(平均分子量),按照天然气中各组分的体积百分比乘以对应各组分的分子量相加求得。如:空气的体积组成是:氧气占21%,氮气占79%,氧气分子量32、氮气分子