第1章天然气基础知识
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民用燃气安全基本知识
民用燃气安全基本知识采油管理六区第一章：基本知识第二章：天然气液化气及国标报警器规范及使用方法第三章：户内三种泄漏的危险性比较第一章：基本知识一、什么是液化石油气？液化石油气是石油炼制过程中的尾气及化工生产的副产品。
它是由多种烃类组成，其组分含量随炼油或化工生产工艺、加工方法的不同而变化。
它的主要成分有乙烷、丙烷、丁烯等。
在常温、常压下为气体，只有在加压和降低温度条件下，才能变成液体，称为液化石油气。
为了便于储存和运输，通常都加压或冷却使其液化，储存在密闭的容器内。
二、液化石油气有哪些特性？（1）易挥发。
在常温常压下呈气态，释压后，立即挥发为气体。
气化后体积膨胀250~300倍并急剧扩散漫延，也就是说1升的液化石油气能挥发变成250升以上的气体。
其膨胀数也较大，一般为水的10倍以上。
（2）易燃、易爆。
液化石油气的闪点低（-104~+40℃），危险性大，与空气接触后，可被小火星点燃；液化石油气的爆炸极限为2.1%~9.5%，爆炸速度为2000~3000米/秒。
（3）相对密度大。
液化石油气比空气重（相对密度是空气的1.5~2倍），容易停滞和积聚在墙角低洼处，一时不易被风吹散，与空气混合形成爆炸性物质，遇火源便可爆炸。
（4）中毒性。
液化石油气无色透明，具有烃类的特殊气味，在空气中的浓度低于1%时，对人体健康没有危害。
但是，长时间接触浓度较高的液化石油气（10%以上），会使人昏迷、呕吐，严重时可使人窒息甚至死亡。
（5）蒸发潜热高。
液化石油气由液态变成气态，需要吸收很多的热量。
一旦液化气罐或管道阀门发生泄漏，液化气喷出，若该液体喷溅到人身上，急剧吸热，会造成冻伤。
（6）腐蚀性低。
液化石油气含硫量低，一般没有腐蚀性，但能使橡胶软化，使油漆和脂膏溶解。
三、液化石油气钢瓶和灶具之间的安放距离有什么要求？一般要求钢瓶和灶具的外侧距离应保持在1~2米之间，小于1米或大于2米，均属于不安全距离。
四、冬季使用液化石油气应注意什么？使用液化石油气冬季与夏季不同。
燃气的分类及其性质
影响
水化物的生成，会缩小管道的流通断面，甚至堵 塞管线、阀件和设备。为防止水化物的形成，可 采用脱水、降压、升温、加入防冻剂等方法。
城镇燃气基础知识
第一章 燃气的分类及其性质
1.3 燃气的基本性质
十一、燃气的热值
燃气热值是指单位数量的燃气完全燃烧时所放出的全部热量。
指燃气完全燃烧，其燃 烧产物中的水以同温度 下水蒸汽的形式存在时 的发热量。
城镇燃气的分类
城镇燃气基础知识
第一章 燃气的分类及其性质
1.1 城镇燃气的分类
城镇燃气是以可燃组分为主的混合气体，可燃组分 一般有碳氢化合物、氢和一氧化碳，不可燃组分有二氧 化碳、氮和氧等。
城镇燃气基础知识
第一章 燃气的分类及其性质
1.1 城镇燃气的分类
一、按气源分类
天然气
液化 石油气
人工燃气
生物气 （沼气）
黏度越大，阻力越大，气体流动就越困难。
气体 黏度
对于燃气其分子间吸引力很小，温 度升高则体积膨胀，对分子间吸引 力的影响不大，但增大了气体分子
温
的运动速度，于是气体层间作相对
度
运动时产生的内摩擦力就增大，即
液体
黏度增大。
黏度
城镇燃气基础知识
第一章 燃气的分类及其性质
1.3 燃气的基本性质
六、饱和蒸气压
常用的加臭剂：四氢噻吩（THT）、乙硫醇（TBH）、硫醚等有机硫化物
加臭剂用量：对于天然气来说，使用四氢噻吩作为加臭剂的用量为15-20ml/m3； 新建管网投入使用时，因可能发生管壁沉积物或锈斑吸收臭味剂的情况，实际操作 中应是正常量的2-3倍；冬季耗量大于夏季，应加入正常量的1.5-2倍。
城镇燃气基础知识
天然气基础02天然气第一章 1-6
第一章天然气基础知识第一节天然气的组成一、天然气的类别及用途1．天然气的类别按照油气藏的特点，天然气可分为三类，即气田气、凝析气田气和油田伴生气。
l）气田气。
是指在开采过程中没有或只有较少天然汽油凝析出来的天然气，这种天然气在气藏中，烃类以单相存在，其甲烷的含量约为 80％～ 90％，而戊烷以上的烃类组分含量很少。
气田气在开采过程中一般没有凝析油同时采出。
2）凝析气田气。
是指在开采过程中有较多天然汽油凝析出来的天然气，这种天然气中戊烷以上的组分含量较多，但是在开采中没有较重组分的原油同时采出，只有凝析油同时采出。
3）油田伴生气。
是指在开采过程中与液体石油一起开采出来的天然气，这种天然气是油藏中烃类以液相或气液两相共存，采油时与石油同时被采出，天然气中的重烃组分较多。
按照天然气中烃类组分的含量多少，天然气可分为干气和湿气。
l）干气。
是指戊烷以上烃类可凝结组分的含量低于 100g／m的天然气。
干气中的甲烷含量一般在80％以上，乙烷、丙烷、丁烷的含量不多，戊烷以上烃类组分很少。
大部分气田气都是干气。
2）湿气。
是指戊烷以上烃类可凝结组分的含量高于100g／m3的天然气。
湿气中的甲烷含量一般在 80％以下，戊烷以上的组分含量较高，开采中可同时回收天然汽油（即凝析油）。
一般情况下，油田气和部分凝析气田全可能是湿气。
按照天然气中的含硫量差别，天然气可分为洁气和酸性天然气。
1）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，即可以进行管道输送和一般用户使用。
2）酸性天然气。
通常是指含硫量高于 20mg／m3的天然气。
酸性天然气中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。
酸性天然气必须过脱硫净化处理后，才能进入输气管线；在供用户使用前一般应予脱硫。
2.天然气的用途随着天然气资源的不断发现和开采，天然气工业在改革开放的新形势下蓬勃发展，天然气的利用范围逐步扩大，它在社会主义四个现代化建设中显示出更重要的作用。
第1章 燃气的分类及其性质(1)
三、按燃烧特性分类
• 几个基本概念
• 按燃烧特性分类的原因 • 燃气的互换性
• 按燃烧特性分类
几个基本概念
• 燃烧：同时伴有发热发光的剧烈的氧化反应
• 燃烧三要素：可燃物，助燃物，着火源
• 燃烧产物：主要是H2O，CO2，燃烧充分，无污染，被誉 为绿色能源，是安全、洁净、经济的燃料。 • 如果燃气燃烧不完全，将会产生大量的CO，对人体有剧 毒。人们常说的煤气中毒就是CO中毒。
第1章
燃气的分类及其性质
1.1 燃气的分类及用途
1.2 燃气的基本性质
1.3 城市燃气的质量要求
1.4 城市燃气的输配系统
1.1
燃气的分类及用途
可燃气体（combustible gas）：
燃气
CmHn，H2，CO 不可燃气体（incombustible gas）： CO2，N2，O2
易燃易爆
1.1
事故原因：使用直排式热水器，洗澡时吸入 直排式热水器产生的一氧化碳，造成中毒。
直排式热水器禁止使用。使用燃气必须保持 通风。
目
录
1.1 燃气的分类及用途
1.2 燃气的基本性质
1.3 城市燃气的质量要求
1.4 城市燃气的输配系统
2.2
一、燃气组成的表示方法
燃气的基本性质
体积分数 yi : 各组分的分体积在燃气总体积中的比例。 分体积: 在一个混合气体体系中，在与混合气体温度、压力相同 的条件下，每种气体组分单独存在时具有的体积。 分压: 在一个混合气体体系中，在与混合气体温度、体积相同的 条件下，每种气体组分单独存在时具有的压力。 摩尔分数 yi : 各组分的摩尔数在燃气总摩尔数中的比例。 工程上有时近似地将燃气的体积分数等同于摩尔分数 摩尔: 物质的质量单位，1摩尔某种纯物质的质量在数量上等于 该物质的分子量，而质量的单位为克。 质量分数: 各组分的质量在天然气总质量中的比例。
燃气燃烧与应用 知识点
第一章燃气的燃烧计算燃烧：气体燃料中的可燃成分（H2、 C m H n、CO 、 H2S 等）在一定条件下与氧发生激烈的氧化作用，并产生大量的热和光的物理化学反应过程称为燃烧。
燃烧必须具备的条件：比例混合、具备一定的能量、具备反应时间热值:1Nm3燃气完全燃烧所放出的热量称为该燃气的热值，单位是kJ/Nm3。
对于液化石油气也可用kJ/kg。
高热值是指1m3燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度，而其中的水蒸气以凝结水状态排出时所放出的热量。
低热值是指1m3燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度，但烟气中的水蒸气仍为蒸汽状态时所放出的热量。
一般焦炉煤气的低热值大约为16000—17000KJ/m3天然气的低热值是36000—46000 KJ/m3液化石油气的低热值是88000—120000KJ/m3按1KCAL=4.1868KJ 计算：焦炉煤气的低热值约为3800—4060KCal/m3天然气的低热值是8600—11000KCal/m3液化石油气的低热值是21000—286000KCal/m3热值的计算热值可以直接用热量计测定，也可以由各单一气体的热值根据混合法则按下式进行计算：理论空气需要量每立方米(或公斤)燃气按燃烧反应计量方程式完全燃烧所需的空气量，单位为m3/m3或m3/kg。
它是燃气完全燃烧所需的最小空气量。
过剩空气系数:实际供给的空气量v与理论空气需要量v0之比称为过剩空气系数。
α值的确定α值的大小取决于燃气燃烧方法及燃烧设备的运行工况。
工业设备α——1.05-1.20民用燃具α——1.30-1.80α值对热效率的影响α过大，炉膛温度降低，排烟热损失增加，热效率降低；α过小，燃料的化学热不能够充分发挥，热效率降低。
应该保证完全燃烧的条件下α接近于1.烟气量含有1m3干燃气的湿燃气完全燃烧后的产物运行时过剩空气系数的确定计算目的：在控制燃烧过程中，需要检测燃烧过程中的过剩空气系数，防止过剩空气变化而引起的燃烧效率与热效率的降低。
天然气安全培训记录
1
急救处理
保障受害者生命安全 避免症状恶化
2
寻求专业医疗帮助 获得有效治疗
3
4
及时送医救治
天然气爆炸事故的应急处理
01
迅速疏散周围人员
保障人员安全
02
迅速报警
请求紧急援助
03
04
禁止使用明火
防止二次伤害
● 05
第5章 天然气安全管理及监督
01
02
03
04
天然气安全管理制度
天然气安全管理制度对于保障员工和居民的安全至关 重要。各单位应建立完善的制度，包括规范的安全培 训和执行流程。只有这样，才能有效管理天然气安全 风险。
01
重视预防和应急处理
02
01
Option
Option here
03
Option here
here
04
02
技术手段提升安全性
Option here
03
不断创新
提供更好保障
谢谢观看！
见再
● 01
第一章 介绍天然气安全培训
01
02
03
04
天然气安全培训的重要性
天然气是一种常用的能源资源，但如果不正确使用可能 会造成安全隐患。定期进行天然气安全培训可以有效降 低事故发生的概率。天然气安全培训内容包括如何正确 使用天然气设备、急救知识等。
天然气的危险性
01 02
易燃性
正确应对
一旦泄漏可能导致爆炸
天然气的成分
01
甲烷
主要成分
02
丙烷
少量存在
03
特点
各有不同
04
乙烷
次要成分
天然气的特点
第一章 石油、天然气、油田水的成分和性质
国内外某些油（气）田气的化学成分（百分含量）
硫化氢：无色有毒气体，具有强烈的臭鸡蛋气味；当空气 中的硫化氢含量达到1.54毫克／升时，人就会中毒死亡。
硫化氢经粘膜吸收快，皮肤吸收甚慢。人吸入70至150毫 克/立方米硫化氢1至2小时出现呼吸道及眼刺激症状，2至5分 钟后嗅觉疲劳闻不到臭味。吸入760毫克/立方米数秒钟后很 快出现急性中毒，呼吸加快后呼吸麻痹而死亡。
V/Ni<1---陆相； V、Ni高且V/Ni>1---海相
2.化合物组成
烃 非烃
烷烃（正构、异构） 环烷烃
芳烃＋环烷芳烃
饱和烃 不饱和烃
含N、含S、含O化合物
•正烷烃分布曲线
不同碳原子数
占原油体积%
主峰碳
2.0
的正烷烃相对含
1.5
量呈一条 连续的
1.0
曲线，称为正烷
0.5
烃分布曲线。 0
碳数
1 5 10 15 20 25 30 35
表示六种原油类型的三角图解
四、海陆相石油的基本区别
A、海相石油：
以芳香－中间型和石蜡－环烷型为主，V/Ni ＞1 。饱和烃占25－ 70%，芳烃占25－60%；高硫（＞1%）低蜡（＜5%）。
B、陆相石油：
以石蜡型为主，部分石蜡－环烷型。V/Ni＜1。饱和烃占60－90% ，芳烃10 －20%；高蜡（＞5%）、低硫（＜1%）。
苯 酚 原苏联某些凝析气田的产层和非产层水中的苯、酚含量对比
• 水型---苏林的成因分类
CaCl2型： （Cl-Na）/Mg ＞ 1 深成水、油田水
Na2SO4型： 0 ＜（Na-Cl）/SO4 ＜ 1 地表淡水
MgCl2型： ＜0 （Cl-Na）/Mg ＜ 1 海水、盐湖水
燃气基本知识培训ppt课件
精选版
22
二、供气原则
1.居民用气供气原则
• a.满足居民生活用气。 • b.满足公共建筑的用气。 • c.气量充足，可发展燃气供暖和空调。
2.工业企业用气供气原则 • a.满足工艺要求，提高产品产量及质量。 • b.减轻大气污染。 • c.缓冲用户。
3.工业与民用供气的比例
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23
三、各类用户的用气量指标
Qa:年用气量（Nm3/a）; Ga:其它燃料年用量（t/a）; Hi‘:其它燃料低发热值（KJ/kg）; Hi:燃气低发热值（KJ/Nm3）; η‘:其它燃料燃烧设备热效率（%）; Η:燃气燃烧设备热效率（%）;
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26
四、城镇燃气年用气量的计算
4.建筑采暖年用气量Q4
Qa
Fq f n
Hቤተ መጻሕፍቲ ባይዱi
Qa：年用气量（Nm3/a）; F：采暖面积（m2）; qf：民用建筑物的热指标（KJ/m2.h）; n：采暖最大负荷利用小时数（h）; η：采暖系统热效率（%）; Hi ：燃气低发热值（kJ/Nm3）;
空气中，天然气爆炸极限为 5-1。5% 液化石油气的爆炸极限为 2-9%。
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20
第二章 城镇燃气需用量及供需平衡
城镇燃气需用量 燃气需用工况 燃气输配系统的小时计算流量 燃气输配系统的供需平衡
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21
第一节 城镇燃气需用量
一、燃气用户分类
• 居民生活用气 • 商业用气（公共建筑用户） • 工业企业生产用气 • 采暖通风和空调用气 • 燃气汽车用气 • 发电用气 • 化工原料用气
1atm=101300Pa=101.3KPa=0.1013MPa =1.033kgf/cm2=10.33mH2O=760mmHg
天然气计量培训课件
计量的特点：准确性、一致性、溯源性、法制性。
计量及计量术语定义
2.误差
根据中华人民共和国国家计量技术规范JJF 100l-1998《通用计
量术语及定义》，误差为测量结果减去被测量的真值，即： 误差＝测量结果一真值
误差表示方式： 绝对误差 、 相对误差、引用误差
误差表现特点: 随机误差、系统误差、粗大误差
低、性能稳定的计量器具。
c）C类计量器具：对计量数据无严格准确度要求的指示用计量器具；与设备配 套不可拆卸的计量器具；对计量数据无严格准确度要求的、性能不易变化的低 值易耗计量器具；公司内控的计量仪表器具。
计量及计量术语定义
计量器具A、B、C如何分类？
按照国家标准计量器具管理办法，为保证重点计量器具的准确可靠，要求实 行A、B、C分类的管理方法，Q/SH0100—2009也明确了A、B、C分类的基本 原则，但在如何把现场的各类计量器具有效分类，各个单位在实际操作中存在 很多问题。就如何分类，我谈以下几点建议。
⑴尽量减少A类计量器具的数量，避免地方政府的干预；A类计量器具必须由
强制检定资质的单位检定。建议：只要不与现金结算有关的计量器具最好不要 列入A类计量器具。中石化分公司之间的原油、天然气、商品油的计量器具可以 不列为A类计量器具。 ⑵对于B类计量器具，可以由本企业或本单位的、经过企业计量标准考核合格 的检测机构实施检定/校准；中石化各分公司/子公司内部的物料交接计量、分公 司/子公司各二级单位内部之间重要的关联计量（如分矿计量）、重要的安全环
标准GB/T22723-2008《天然气能量测定》，本标准于2009年8月1日正式实
施。
天然气特性
4.阿伏加德罗定律
在相同的温度和相同的压力下，相同体积内所包容的气体分子数目是 相同的。在标准参比条件下（273.15K、101.325kPa),1摩尔任何气体的体 积为22.4L，1摩尔所包含的分子数为 这个数就称为阿伏加德数。它是计算天然气其它参数的基础。
计量及计量术语定义
2.误差
根据中华人民共和国国家计量技术规范JJF 100l-1998《通用计
量术语及定义》，误差为测量结果减去被测量的真值，即： 误差＝测量结果一真值
误差表示方式： 绝对误差 、 相对误差、引用误差
误差表现特点: 随机误差、系统误差、粗大误差
低、性能稳定的计量器具。
c）C类计量器具：对计量数据无严格准确度要求的指示用计量器具；与设备配 套不可拆卸的计量器具；对计量数据无严格准确度要求的、性能不易变化的低 值易耗计量器具；公司内控的计量仪表器具。
计量及计量术语定义
计量器具A、B、C如何分类？
按照国家标准计量器具管理办法，为保证重点计量器具的准确可靠，要求实 行A、B、C分类的管理方法，Q/SH0100—2009也明确了A、B、C分类的基本 原则，但在如何把现场的各类计量器具有效分类，各个单位在实际操作中存在 很多问题。就如何分类，我谈以下几点建议。
⑴尽量减少A类计量器具的数量，避免地方政府的干预；A类计量器具必须由
强制检定资质的单位检定。建议：只要不与现金结算有关的计量器具最好不要 列入A类计量器具。中石化分公司之间的原油、天然气、商品油的计量器具可以 不列为A类计量器具。 ⑵对于B类计量器具，可以由本企业或本单位的、经过企业计量标准考核合格 的检测机构实施检定/校准；中石化各分公司/子公司内部的物料交接计量、分公 司/子公司各二级单位内部之间重要的关联计量（如分矿计量）、重要的安全环
标准GB/T22723-2008《天然气能量测定》，本标准于2009年8月1日正式实
施。
天然气特性
4.阿伏加德罗定律
在相同的温度和相同的压力下，相同体积内所包容的气体分子数目是 相同的。在标准参比条件下（273.15K、101.325kPa),1摩尔任何气体的体 积为22.4L，1摩尔所包含的分子数为 这个数就称为阿伏加德数。它是计算天然气其它参数的基础。
【燃气工程】第1章 燃气气源概论
(2)气化煤气
目前，使用较多的有发生炉煤气、水 煤气和压力气化煤气等。
(3)油制气
目前，我国主要采用重油为原料，制 造方法有：热裂解法、催化裂解法和 部分氧化法。
(二)人工燃气的净化
净化的目的： (1)降低温度 (2)脱除水分 (3)脱除其中的有害杂质 (4)回收有价值的副产品
煤气的净化与副产品的回收工艺
(1)气体的临界参数
1)混合气体的平均临界温度 2)混合气体的平均临界压力 3)混合气体的平均临界密度
临界参数是气体的重要物理指标： 气体的临界温度越高，越容易液化。
(2)实际气体状态方程
(五)黏度
物质的粘滞性用黏度来表示。 黏度可用动力黏度μ和运动黏度ν 表示。 一般情况下： 气体，T ↑，μ ↑；P ↑ ，ν ↓ 液体，T ↑，μ ↓ ；P ↑ ，ν变化不大
(1)混合气体的组分有三种表示方法： 容积成分 质量成分 分子成分
(一)燃气的组成
(2)混合液体的组分的表示方法与混 合气体相同。
(二)平均分子量
燃气是多组分的混合物，不能用 一个分子式来表示。 通常将燃气的总质量与燃气的摩 尔数之比称为燃气的平均分子量。
(三)燃气的平均密度和相对密度
单位体积的燃气所具有的质量 称为燃气的平均密度。密度的 单位为kg/m3。 (1)混合气体的平均密度：压力 升高，体积减小；温度升高， 体积增大。
一、燃气的物理化学性质 二、燃气的热力与燃烧特性
一、燃气的物理化学性质
(一)燃气的组成 (二)平均分子量 (三)燃气的平均密度和相对密度 (四)临界参数与气体状态方程 (五)黏度 (六)饱和蒸汽压和相平衡常数 (七)沸点和露点 (八)体积膨胀 (九)水化物(也称水合物) (十)含湿量
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第一章 天然气基础知识
第一节 天然气的组成和分类 第二节 天然气理化性质
1
采气工程－ 采气工程－天然气基础知识
引
言
广义的天然气：包括可燃的烃类气体、二氧化碳、 广义的天然气：包括可燃的烃类气体、二氧化碳、 硫化氢、氦等可从地壳中取得的气体资源。 硫化氢、氦等可从地壳中取得的气体资源。 一般所指或狭义的天然气：仅指烃气。 一般所指或狭义的天然气：仅指烃气。 根据ISO标准（ISO14532 根据ISO标准（ ISO标准 天然气.词汇，2001）， 天然气.词汇，2001），
2
采气工程－ 采气工程－天然气基础知识
第一节 天然气的组成和分类
一、天然气的组成
天然气的主要成分为甲烷及少量乙烷、丙烷、丁烷、 天然气的主要成分为甲烷及少量乙烷、丙烷、丁烷、戊 烷及以上烃类气体，并可能含有氮、 二氧化碳、 烷及以上烃类气体，并可能含有氮、氢、二氧化碳、硫化氢 及水蒸气等非烃类气体及少量氦、氢等惰性气体。 及水蒸气等非烃类气体及少量氦、氢等惰性气体。 石油工业范围内， 石油工业范围内，天然气通常指从气田采出的气及油田 采油过程同时采出的伴生气。 采油过程同时采出的伴生气。
天然气是指以甲烷为主的复杂烃类混合物， 天然气是指以甲烷为主的复杂烃类混合物，通常也含很 少量的乙烷、丙烷和更重的烃类，以及若干不可燃气体， 少量的乙烷、丙烷和更重的烃类，以及若干不可燃气体， 如氮气和二氧化碳。 如氮气和二氧化碳。 众多国际权威机构和专家预言，21世纪中期将进入 众多国际权威机构和专家预言，21世纪中期将进入 天然气时代。 天然气时代。
9
采气工程－ 采气工程－天然气基础知识
第一节 天然气的组成和分类
二、天然气的分类 1. 按烃类组分关系分类
（1）干气 指在地层中呈气态， 指在地层中呈气态，采出后在一般地面设备 （2）湿气 （3）贫气 （4）富气 和管线中不析出液态烃的天然气。 C5界定 和管线中不析出液态烃的天然气。按C5界定 指在地层中呈气态， 指在地层中呈气态，采出后在一般地面设备 法是指1m 井口流出物中C5 C5以上液烃含量低于 法是指1m3井口流出物中C5以上液烃含量低于 的温度、压力下即有液态烃析出的天然气。 的温度、压力下即有液态烃析出的天然气。 指丙烷及以上烃类含量少于100cm 指丙烷及以上烃类含量少于100cm3/m3的天然 的天然气。 13.5cm3的天然气。井口流出物中C5 C5界定法是指 界定法是指1m C5以上液烃 按C5界定法是指1m3井口流出物中C5以上液烃 气。 指丙烷及以上烃类含量大于100cm3/m3的天然 指丙烷及以上烃类含量大于100cm 含量高于13.5cm 的天然气。 含量高于13.5cm3的天然气。 气。
3
采气工程－ 采气工程－天然气基础知识
第一节 天然气的组成和分类
一、天然气的组成
甲烷：天然气的主要组成部分， （1）甲烷：天然气的主要组成部分，在天然气混合物 中所占比例变化范围广，根据油气藏类型的不同， 中所占比例变化范围广，根据油气藏类型的不同，甲烷所占 比例为29%～99.9%（体积比）。在气藏中约为80% 99.9%； ）。在气藏中约为80%～ 比例为29%～99.9%（体积比）。在气藏中约为80%～99.9%； 29% 在凝析气藏中约为75.0%～94.4%； 在凝析气藏中约为75.0%～94.4%；在油藏伴生气中约为 75.0% 20.0%～97.0%。 20.0%～97.0%。 纯甲烷无色、稍有蒜味。它比空气轻， 纯甲烷无色、稍有蒜味。它比空气轻，在标准压力和 15℃条件下，甲烷密度为0.667kg/m 15℃条件下，甲烷密度为0.667kg/m3。甲烷具有高的热稳定 条件下 性和很高的热值含量。 性和很高的热值含量。
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第一节 天然气的组成和分类
二、天然气的分类
3.按硫化氢、 3.按硫化氢、二氧化碳含量分类 按硫化氢 酸性天然气指含有显著量的硫化氢甚至有可能含有有机 酸性天然气指含有显著量的硫化氢甚至有可能含有有机 硫化合物、二氧化碳， 硫化合物、二氧化碳，需经处理才能达到管输商品气气质要 求的天然气。 求的天然气。
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第一节 天然气的组成和分类
一、天然气的组成
戊烷：与丁烷一样有两个同分异构体， （6）戊烷：与丁烷一样有两个同分异构体，即正戊烷 和异戊烷。在标准压力下，正戊烷在36℃以上、 36℃以上 和异戊烷。在标准压力下，正戊烷在36℃以上、异戊烷在 28℃以上时为气体。后者为汽油的组成部分，在凝析气藏中 28℃以上时为气体。后者为汽油的组成部分， 以上时为气体 含有较多的该类组分。 含有较多的该类组分。 氮气：在天然气中的体积含量一般不超过10% 10%。 （7）氮气：在天然气中的体积含量一般不超过10%。是 无色无味的惰性气体，在标准压力和20℃ 20℃时 无色无味的惰性气体，在标准压力和20℃时，1m3氮气重为 1.183kg。在标准压力下，当温度低于-195℃时氮气开始液 1.183kg。在标准压力下，当温度低于-195℃时氮气开始液 化。
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第一节 天然气的组成和分类
一、天然气的组成
乙烷：无色气体，比空气稍重， （2）乙烷：无色气体，比空气稍重，在标准压力和 15℃下 乙烷重为1.270kg 它的热值介于60345 1.270kg。 60345～ 15℃下，1m3乙烷重为1.270kg。它的热值介于60345～ 之间。 20℃时 加压至3.8MPa以上， 3.8MPa以上 65946kJ/m3之间。在20℃时，加压至3.8MPa以上，可液化成 相对密度为0.446的液体。 相对密度为0.446的液体。在天然气混合物中其含量在 0.446的液体 0.05%～25%范围变化。 0.05%～25%范围变化。 范围变化 丙烷：无色气体，比空气重，在标准压力和15℃ （3）丙烷：无色气体，比空气重，在标准压力和15℃ 丙烷重为1.9659kg 温度在20℃且压力在0.85MPa 1.9659kg。 20℃且压力在0.85MPa以 下，1m3丙烷重为1.9659kg。温度在20℃且压力在0.85MPa以 上时呈液态。丙烷的热值介于86420.9～ 之间。 上时呈液态。丙烷的热值介于86420.9～93888.9kJ/m3之间。 86420.9 在天然气混合物中其含量在0.005%～4.0%范围变化。 在天然气混合物中其含量在0.005%～4.0%范围变化。 0.005% 范围变化
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第一节 天然气的组成和分类
一、天然气的组成
硫化氢：是极臭有毒的可燃气体。 （8）硫化氢：是极臭有毒的可燃气体。在标准压力和 20℃时 密度为1.438kg/m 20℃时 20℃时，密度为1.438kg/m3。在20℃时，单位体积水中可溶 2.582单位体积的 单位体积的H 由于H 气易溶解于水， 解2.582单位体积的H2S气；由于H2S气易溶解于水，故一般气 藏中含量甚微或不含，但国内外也都存在一些含H 藏中含量甚微或不含，但国内外也都存在一些含H2S较高或很 高的气藏。 高的气藏。 二氧化碳：无色，具有微弱气味。 （9）二氧化碳：无色，具有微弱气味。1m3CO2在标准状 态下重为1.85kg， 15℃和压力超过5.65MPa时 和压力超过5.65MPa 态下重为1.85kg，在15℃和压力超过5.65MPa时，CO2气转化 1.85kg 为液态。 气在水中有很高的溶解度。 为液态。CO2气在水中有很高的溶解度。CO2与水在一定条件 下可形成水合物，并对井下设备及集输设备等产生腐蚀作用。 下可形成水合物，并对井下设备及集输设备等产生腐蚀作用。
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第一节 天然气的组成和分类
一、天然气的组成
正丁烷：相对密度比空气大１ （4）正丁烷：相对密度比空气大１倍，在标准压力和 15℃下 正丁烷重为2.454kg 在标准压力下， 2.454kg。 15℃下，1m3正丁烷重为2.454kg。在标准压力下，当温度高 0.6℃时 纯正丁烷才呈气态。在温度为15℃ 15℃及压力为 于0.6℃时，纯正丁烷才呈气态。在温度为15℃及压力为 0.18MPa时 正丁烷呈密度为582kg/m 的液体。 0.18MPa时，正丁烷呈密度为582kg/m3的液体。在天然气混合 物中其含量在0.001%～2.0%范围变化。 物中其含量在0.001%～2.0%范围变化。 0.001% 范围变化 异丁烷：是正丁烷的同分异构体， （5）异丁烷：是正丁烷的同分异构体，其物理性质与 正丁烷也不一样。在标准压力下，当温度高于-11℃时呈气态， 正丁烷也不一样。在标准压力下，当温度高于-11℃时呈气态， 时呈气态 温度更低时才呈液态。丁烷的热值介于112294 112294～ 温度更低时才呈液态。丁烷的热值介于112294～121685kJ/m3 之间。 之间。
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第一节 天然气的组成和分类
一、天然气的组成
10）氦气：属稀有惰性气体，无色，无味，微溶于水， （10）氦气：属稀有惰性气体，无色，无味，微溶于水， 不可燃，也不能助燃。氦是除氢气以外密度最小的气体， 不可燃，也不能助燃。氦是除氢气以外密度最小的气体，其 密度是氢气的1.98倍 它是最难液化的气体之一。 密度是氢气的1.98倍。它是最难液化的气体之一。氦气是贵 1.98 重的稀有气体，天然气中含量甚微，不超过1%（体积比）。 重的稀有气体，天然气中含量甚微，不超过1%（体积比）。 1% 天然气中含量超过0.1%（体积比） 就有提氦的工业价值。 天然气中含量超过0.1%（体积比）时，就有提氦的工业价值。 0.1% 此外，天然气中还可能含有多硫化氢（ ），以及以 此外，天然气中还可能含有多硫化氢（H2Sx），以及以 胶溶态粒子的形态存在于气相中的沥青质，还可能微含水银。 胶溶态粒子的形态存在于气相中的沥青质，还可能微含水银。
第一节 天然气的组成和分类 第二节 天然气理化性质
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引
言
广义的天然气：包括可燃的烃类气体、二氧化碳、 广义的天然气：包括可燃的烃类气体、二氧化碳、 硫化氢、氦等可从地壳中取得的气体资源。 硫化氢、氦等可从地壳中取得的气体资源。 一般所指或狭义的天然气：仅指烃气。 一般所指或狭义的天然气：仅指烃气。 根据ISO标准（ISO14532 根据ISO标准（ ISO标准 天然气.词汇，2001）， 天然气.词汇，2001），
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第一节 天然气的组成和分类
一、天然气的组成
天然气的主要成分为甲烷及少量乙烷、丙烷、丁烷、 天然气的主要成分为甲烷及少量乙烷、丙烷、丁烷、戊 烷及以上烃类气体，并可能含有氮、 二氧化碳、 烷及以上烃类气体，并可能含有氮、氢、二氧化碳、硫化氢 及水蒸气等非烃类气体及少量氦、氢等惰性气体。 及水蒸气等非烃类气体及少量氦、氢等惰性气体。 石油工业范围内， 石油工业范围内，天然气通常指从气田采出的气及油田 采油过程同时采出的伴生气。 采油过程同时采出的伴生气。
天然气是指以甲烷为主的复杂烃类混合物， 天然气是指以甲烷为主的复杂烃类混合物，通常也含很 少量的乙烷、丙烷和更重的烃类，以及若干不可燃气体， 少量的乙烷、丙烷和更重的烃类，以及若干不可燃气体， 如氮气和二氧化碳。 如氮气和二氧化碳。 众多国际权威机构和专家预言，21世纪中期将进入 众多国际权威机构和专家预言，21世纪中期将进入 天然气时代。 天然气时代。
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第一节 天然气的组成和分类
二、天然气的分类 1. 按烃类组分关系分类
（1）干气 指在地层中呈气态， 指在地层中呈气态，采出后在一般地面设备 （2）湿气 （3）贫气 （4）富气 和管线中不析出液态烃的天然气。 C5界定 和管线中不析出液态烃的天然气。按C5界定 指在地层中呈气态， 指在地层中呈气态，采出后在一般地面设备 法是指1m 井口流出物中C5 C5以上液烃含量低于 法是指1m3井口流出物中C5以上液烃含量低于 的温度、压力下即有液态烃析出的天然气。 的温度、压力下即有液态烃析出的天然气。 指丙烷及以上烃类含量少于100cm 指丙烷及以上烃类含量少于100cm3/m3的天然 的天然气。 13.5cm3的天然气。井口流出物中C5 C5界定法是指 界定法是指1m C5以上液烃 按C5界定法是指1m3井口流出物中C5以上液烃 气。 指丙烷及以上烃类含量大于100cm3/m3的天然 指丙烷及以上烃类含量大于100cm 含量高于13.5cm 的天然气。 含量高于13.5cm3的天然气。 气。
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第一节 天然气的组成和分类
一、天然气的组成
甲烷：天然气的主要组成部分， （1）甲烷：天然气的主要组成部分，在天然气混合物 中所占比例变化范围广，根据油气藏类型的不同， 中所占比例变化范围广，根据油气藏类型的不同，甲烷所占 比例为29%～99.9%（体积比）。在气藏中约为80% 99.9%； ）。在气藏中约为80%～ 比例为29%～99.9%（体积比）。在气藏中约为80%～99.9%； 29% 在凝析气藏中约为75.0%～94.4%； 在凝析气藏中约为75.0%～94.4%；在油藏伴生气中约为 75.0% 20.0%～97.0%。 20.0%～97.0%。 纯甲烷无色、稍有蒜味。它比空气轻， 纯甲烷无色、稍有蒜味。它比空气轻，在标准压力和 15℃条件下，甲烷密度为0.667kg/m 15℃条件下，甲烷密度为0.667kg/m3。甲烷具有高的热稳定 条件下 性和很高的热值含量。 性和很高的热值含量。
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第一节 天然气的组成和分类
二、天然气的分类
3.按硫化氢、 3.按硫化氢、二氧化碳含量分类 按硫化氢 酸性天然气指含有显著量的硫化氢甚至有可能含有有机 酸性天然气指含有显著量的硫化氢甚至有可能含有有机 硫化合物、二氧化碳， 硫化合物、二氧化碳，需经处理才能达到管输商品气气质要 求的天然气。 求的天然气。
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第一节 天然气的组成和分类
一、天然气的组成
戊烷：与丁烷一样有两个同分异构体， （6）戊烷：与丁烷一样有两个同分异构体，即正戊烷 和异戊烷。在标准压力下，正戊烷在36℃以上、 36℃以上 和异戊烷。在标准压力下，正戊烷在36℃以上、异戊烷在 28℃以上时为气体。后者为汽油的组成部分，在凝析气藏中 28℃以上时为气体。后者为汽油的组成部分， 以上时为气体 含有较多的该类组分。 含有较多的该类组分。 氮气：在天然气中的体积含量一般不超过10% 10%。 （7）氮气：在天然气中的体积含量一般不超过10%。是 无色无味的惰性气体，在标准压力和20℃ 20℃时 无色无味的惰性气体，在标准压力和20℃时，1m3氮气重为 1.183kg。在标准压力下，当温度低于-195℃时氮气开始液 1.183kg。在标准压力下，当温度低于-195℃时氮气开始液 化。
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第一节 天然气的组成和分类
一、天然气的组成
乙烷：无色气体，比空气稍重， （2）乙烷：无色气体，比空气稍重，在标准压力和 15℃下 乙烷重为1.270kg 它的热值介于60345 1.270kg。 60345～ 15℃下，1m3乙烷重为1.270kg。它的热值介于60345～ 之间。 20℃时 加压至3.8MPa以上， 3.8MPa以上 65946kJ/m3之间。在20℃时，加压至3.8MPa以上，可液化成 相对密度为0.446的液体。 相对密度为0.446的液体。在天然气混合物中其含量在 0.446的液体 0.05%～25%范围变化。 0.05%～25%范围变化。 范围变化 丙烷：无色气体，比空气重，在标准压力和15℃ （3）丙烷：无色气体，比空气重，在标准压力和15℃ 丙烷重为1.9659kg 温度在20℃且压力在0.85MPa 1.9659kg。 20℃且压力在0.85MPa以 下，1m3丙烷重为1.9659kg。温度在20℃且压力在0.85MPa以 上时呈液态。丙烷的热值介于86420.9～ 之间。 上时呈液态。丙烷的热值介于86420.9～93888.9kJ/m3之间。 86420.9 在天然气混合物中其含量在0.005%～4.0%范围变化。 在天然气混合物中其含量在0.005%～4.0%范围变化。 0.005% 范围变化
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第一节 天然气的组成和分类
一、天然气的组成
硫化氢：是极臭有毒的可燃气体。 （8）硫化氢：是极臭有毒的可燃气体。在标准压力和 20℃时 密度为1.438kg/m 20℃时 20℃时，密度为1.438kg/m3。在20℃时，单位体积水中可溶 2.582单位体积的 单位体积的H 由于H 气易溶解于水， 解2.582单位体积的H2S气；由于H2S气易溶解于水，故一般气 藏中含量甚微或不含，但国内外也都存在一些含H 藏中含量甚微或不含，但国内外也都存在一些含H2S较高或很 高的气藏。 高的气藏。 二氧化碳：无色，具有微弱气味。 （9）二氧化碳：无色，具有微弱气味。1m3CO2在标准状 态下重为1.85kg， 15℃和压力超过5.65MPa时 和压力超过5.65MPa 态下重为1.85kg，在15℃和压力超过5.65MPa时，CO2气转化 1.85kg 为液态。 气在水中有很高的溶解度。 为液态。CO2气在水中有很高的溶解度。CO2与水在一定条件 下可形成水合物，并对井下设备及集输设备等产生腐蚀作用。 下可形成水合物，并对井下设备及集输设备等产生腐蚀作用。
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第一节 天然气的组成和分类
一、天然气的组成
正丁烷：相对密度比空气大１ （4）正丁烷：相对密度比空气大１倍，在标准压力和 15℃下 正丁烷重为2.454kg 在标准压力下， 2.454kg。 15℃下，1m3正丁烷重为2.454kg。在标准压力下，当温度高 0.6℃时 纯正丁烷才呈气态。在温度为15℃ 15℃及压力为 于0.6℃时，纯正丁烷才呈气态。在温度为15℃及压力为 0.18MPa时 正丁烷呈密度为582kg/m 的液体。 0.18MPa时，正丁烷呈密度为582kg/m3的液体。在天然气混合 物中其含量在0.001%～2.0%范围变化。 物中其含量在0.001%～2.0%范围变化。 0.001% 范围变化 异丁烷：是正丁烷的同分异构体， （5）异丁烷：是正丁烷的同分异构体，其物理性质与 正丁烷也不一样。在标准压力下，当温度高于-11℃时呈气态， 正丁烷也不一样。在标准压力下，当温度高于-11℃时呈气态， 时呈气态 温度更低时才呈液态。丁烷的热值介于112294 112294～ 温度更低时才呈液态。丁烷的热值介于112294～121685kJ/m3 之间。 之间。
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第一节 天然气的组成和分类
一、天然气的组成
10）氦气：属稀有惰性气体，无色，无味，微溶于水， （10）氦气：属稀有惰性气体，无色，无味，微溶于水， 不可燃，也不能助燃。氦是除氢气以外密度最小的气体， 不可燃，也不能助燃。氦是除氢气以外密度最小的气体，其 密度是氢气的1.98倍 它是最难液化的气体之一。 密度是氢气的1.98倍。它是最难液化的气体之一。氦气是贵 1.98 重的稀有气体，天然气中含量甚微，不超过1%（体积比）。 重的稀有气体，天然气中含量甚微，不超过1%（体积比）。 1% 天然气中含量超过0.1%（体积比） 就有提氦的工业价值。 天然气中含量超过0.1%（体积比）时，就有提氦的工业价值。 0.1% 此外，天然气中还可能含有多硫化氢（ ），以及以 此外，天然气中还可能含有多硫化氢（H2Sx），以及以 胶溶态粒子的形态存在于气相中的沥青质，还可能微含水银。 胶溶态粒子的形态存在于气相中的沥青质，还可能微含水银。