R1-1导论、天然气

21世纪以煤和天然气为原料的C1化学0.前言最近世界原油价格急速上涨，己达20美元／桶。

影响原油价格的因素很复杂。

对今后原油价格的走向，各国看法也不尽相同。

但从能源后备资源分析，煤及天然气均较石油丰富，世界油气储量比已从70年代的2.55:1降至目前的1:1。

而天然气（包括油田气）的产量为油当量的1／2。

因此，未来一段时间，天然气将成为世界能源的重要支柱之一。

天然气是清净能源，热值高，易燃烧，污染少，是优质的民用和工业燃料，也是生产合成气的理想原料。

当天然气价格适宜时，以天然气为原料生产化工产品，建设投资省，具有很强的竞争能力。

以合成氨为例，使用天然气为原料的氨产量约占世界总产量的70％；美国和前苏联两大天然气生产国以天然气为原料的合成氨和甲醇约占其本国总产量的90％以上。

我国与世界情况略有不同，天然气价格高，比中东高出4至8倍，约为美国的1.2至1.5倍，而其产量则仅为美国的约1／20，原苏联的约1/30，因此在利用和开采上都受到一定限制。

我国煤炭资源较丰富，且煤炭产地价格便宜，如山西、内蒙、陕西几大煤炭基地，同等热值的煤价仅为世界煤价的1／3。

因此，在一次能源中，煤炭一直占70％以上。

但煤炭直接燃烧污染严重，用于生产合成气时建设投资高，因此在发展上也受到一定制约。

众所周知，C1化学的起始原料为富含一氧化碳和氢气的合成气。

以天然气和煤为原料都能生产富含一氧化碳和氢气的合成气。

所不同的是，以天然气为原料生产的合成气含有较高的氢气；而以煤为原料生产的合成气则含有较高的碳。

下面，笔者拟就21世纪世界以煤和天然气为原料的C1化学的发展趋势作一些阐述，并对我国C1化学的发展提一些建议。

1. 国内外发展趋势1.1 合成氨生产1.1.1 以煤为原料的合成气生产煤炭气化已有150多年的历史，气化方法达70～80种。

开发新一代煤炭气化技术，不仅是经济、合理、有效地利用煤炭资源的重要途径，也是今后发展煤化工的基础。

第一章基础知识006问：什么是天然气？答：“天然气”是一种一次性不可再生的矿物能源，是存在于地下岩石储集层中以甲烷为主体的混合气体的统称。

它是优于石油和煤等其他矿物能源燃料的优质燃料和化工原料，享有“未来燃料”或者“绿色燃料”的美誉。

007问：天然气有什么特点和优点？答：天然气是优于石油和煤等其他能源燃料的优质燃料和化工原料，享有“未来燃料”“绿色燃料”的美誉。

与其他能源燃料相比较，天然气具有经济、便捷、安全、清洁、环保等主要优点。

008问：天然气都有那些用途？答：天然气是一种优质、高效的环保清洁型能源，为人类提供优质的生活,用途主要包括：1、用作家庭炊事和热水燃料，如天然气空调、烤炉、灶具、热水器等生活用具；2、可以代替煤、柴油、汽油、电力等能源，用于工厂、宾馆、办公楼、医院、商场等大型公共场所的空调系统；3、可以作为锅炉燃料，供暖、供热；4、可作为动力燃料，用于交通运输；5、可以作为化工原料及发电的燃料；6、用作工厂热加工、热处理等工艺过程；009问：天然气是怎么样发现和应用的？答：在公元前6000年到公元前2000年间，伊朗人首先发现了从地表渗出的天然气。

渗出的天然气刚开始因为可以做为照明，所以，崇拜火的古代波斯人因而有了“永不熄灭的火炬”。

中国利用天然气大约在公元前900年。

中国在公元前211年钻了第一口天然气井，据有关资料记载深度为150米。

直到1659年，英国人也发现了天然气，欧洲人才逐渐对天然气有所了解。

在北美，石油产品的第一次商业应用是1821年纽约弗洛德尼亚地区对天然气的应用，当地人通过一根小口径导管把天然气输送到用户，用户照明和烹调。

世界天然气的真正工业化意义上的开发利用，应该是1925年美国铺设第一条天然气长输管道作为标记的。

010问：什么是西气东输工程？答：“西气东输”工程是党中央、国务院实施西部大开发战略的标志性工程。

是国家“十五”计划期间的特大型基础设施建设项目。

它包括上游气田勘探开发、中游输气管道建设和下游天然气利用，总投资约1400亿元，其中管道工程投资400亿元。

天然气基础知识第一章天然气的基本概念天然气是指动、植物通过生物、化学作用及地质变化作用，在不同地质条件下生成、转移，在一定压力下储集，埋藏在深度不同的地层的优质可燃气体。

1.着火温度:燃气与空气的混合物开始进行燃烧反应的最低温度，甲烷着火温度约540O C。

人脱毛衣所产生的静电能量足以点燃天然气。

2.燃烧温度：燃气按燃烧反应方程式完全燃烧所产生的理论温度，甲烷理论燃烧温度为1970 O C。

3.主要成分：甲烷（CH4），含量约80-90%，在0.56×105Pa压力下，温度降到－160.49O C，液化。

4.天然气的爆炸极限：5-15%5.华白数与燃烧势：a.华白指数是一项控制燃具热负荷恒定状况的指标。

b.燃烧势是反映燃气燃烧火焰所产生离焰、回火、黄焰和不完全燃烧的倾向性（燃气燃烧火焰稳定状态）的综合指标。

6.热值：（KJ/Nm3）单位体积天然气完全燃烧放出的热量。

低热值：36MJ/Nm3，约8571kcal/Nm3高热值：39MJ/Nm3，约9285kcal/Nm37.密度：(kg/Nm3)单位体积的天然气的质量。

天然气的密度约为0.762kg/Nm3。

⑴比重（相对密度）：S=ρ/1.293ρ是某种气体的密度,空气的密度为1.293kg/Nm3当S>1,燃气泄漏时自动下降当S<1,燃气泄漏时自动上浮⑵燃烧器具的热负荷:燃气在额定压力下通过燃烧器具燃烧,单位时间内所释放出来的热量,单位为KJ/h,再除以燃气的热值就可得到燃烧器具在单位时间内的耗气体积。

8.燃气压力级制的划分：低压：P＜0.01Mpa中压B:0.01Mpa≤P≤0.20Mpa中压A:0.2Mpa＜P≤0.4Mpa次高压B:0.4Mpa＜P≤0.8Mpa次高压A:0.8Mpa＜P≤1.6Mpa高压管道B: 1.6Mpa＜P≤2.5Mpa高压管道A:2.5Mpa＜P≤4.0Mpa天然气与其它燃料的经济性比较:常见压力单位之间的换算关系：0.101325MPa＝101.325KPa＝101325Pa=1.033Kgf/cm3=10.33mH2O（水柱）=760mmHg(汞柱) 天然气管道上常用的阀门的种类：⒈闸阀⒉油密封旋塞阀⒊蝶阀⒋球阀⒌止回阀⒍安全阀⒎切断阀⒏放散阀天然气的加臭：天然气具有无色无味和易燃易爆的特性,当发生天然气泄漏时，为易于被发现，进而消除漏气，要求对没有臭味天然气进行加臭。

《燃气基础知识课件综合性概述》一、引言燃气作为一种重要的能源，在人们的日常生活和工业生产中发挥着至关重要的作用。

从家庭烹饪到工业加热，从城市燃气供应到分布式能源系统，燃气的应用范围广泛。

了解燃气基础知识，对于正确使用燃气、确保安全以及推动能源可持续发展具有重要意义。

本课件将全面介绍燃气的基本概念、发展历程、核心理论、重要实践以及未来趋势。

二、燃气的基本概念1. 定义与分类燃气是指所有的天然和人工的气体燃料。

根据来源不同，燃气可以分为天然气、人工煤气、液化石油气和生物质气等。

- 天然气：主要成分是甲烷，还含有少量的乙烷、丙烷、丁烷等。

它是一种清洁、高效的能源，广泛应用于城市燃气供应、工业燃料和发电等领域。

- 人工煤气：是由煤、焦炭等固体燃料或重油等液体燃料经干馏、气化或裂解等过程制得的可燃气体。

主要成分有一氧化碳、氢气、甲烷等。

- 液化石油气：是在炼油厂内，由石油进行加压降温液化所得到的一种无色挥发性液体。

主要成分是丙烷、丁烷等。

- 生物质气：是由生物质通过发酵、气化等过程产生的可燃气体，主要成分有甲烷、二氧化碳等。

2. 物理性质- 颜色和气味：天然气通常是无色无味的，为了便于察觉泄漏，通常会添加一种具有特殊气味的加臭剂。

人工煤气和液化石油气也具有特定的气味。

- 密度：不同种类的燃气密度不同。

一般来说，天然气的密度比空气小，泄漏后会向上扩散；液化石油气的密度比空气大，泄漏后会积聚在低处。

- 燃烧特性：燃气具有易燃、易爆的特性。

其燃烧需要一定的氧气浓度和点火能量。

不同燃气的燃烧热值也不同，热值越高，燃烧释放的能量越大。

三、燃气的发展历程1. 古代燃气的使用早在古代，人类就已经开始使用燃气。

例如，中国古代的四川地区就发现了天然气，并用于煮盐等生产活动。

在西方，古希腊和古罗马时期也有使用燃气照明的记载。

2. 近代燃气工业的兴起19 世纪，随着工业革命的发展，燃气工业开始兴起。

人工煤气的生产和应用逐渐扩大，为城市照明和工业生产提供了能源。