1.3天然气的基本性质解析
天然气理化性质及危险特性表
天然气理化性质及危险特性表
概述
天然气是一种广泛应用于燃料和能源领域的化学物质。
了解天然气的理化性质和危险特性对于安全使用和处理天然气至关重要。
本文档旨在提供天然气的基本理化性质信息，并列出其可能存在的危险特性。
理化性质
成分
天然气主要由甲烷组成，其中还可能含有少量的乙烷、丙烷、丁烷等其他烷烃。
密度
天然气的密度较轻，一般比空气轻。
燃点
天然气的燃点相对较低，可在特定条件下点燃。
溶解度
天然气在水中溶解度较低。
相态
在常温常压下，天然气处于气态。
危险特性
爆炸性
天然气具有较高的爆炸性，当与空气形成可燃混合物时，可能引发爆炸。
毒性
天然气本身不具有剧毒性，但高浓度的天然气会对人体造成窒息等危害。
燃烧
天然气是可燃物质，能够燃烧产生热量和火焰。
储存和处理注意事项
由于天然气具有爆炸性和燃烧性，储存和处理天然气时需要遵循一些安全注意事项：
- 避免将天然气暴露在明火或高温环境中。
- 储存天然气的应具备一定的防爆性能和安全措施。
- 在处理天然气时应使用合适的设备和防护措施，并保持通风良好。
结论
了解天然气的理化性质和危险特性对于安全使用和处理天然气非常重要。
本文档提供了关于天然气的基本理化性质信息和危险特性，并给出了在储存和处理天然气时需要注意的事项，以便读者能够更加安全地使用和处理天然气。
天然气的性质和特点
天然气的性质和特点
1.1 天然气是一种易燃易爆气体，和空气混合后，温度只要达到550℃650℃就燃烧。
1.2 在空气中，天然气的浓度只要达到5-15%,遇到明火后就会爆炸。
1.3 天然气无色，比空气轻，不溶于水。
一立方米气天然气的重量只有同体积空气的55%左右，一立方米油田伴生气的重量，只有同体积空气的75%左右。
1.4 LNG的重量仅为同体积水的45%左右；
1.5 LNG的体积能量密度为汽油的72%；
1.6 天然气的主要成分是甲烷，本身无毒，但如果含较多硫化氢，则对人有毒害作用。
如果天然气燃烧不完全，也会产生一氧化碳等有毒气体。
1.7 天然气的热值较高，一立方米天然气燃烧后发出的热量是同体积的人工煤气（如焦炉煤气）的两倍多，即35.6-41.9兆焦/立方米（约合8500-10000千卡/立方米）。
1.8 1吨LNG可产生1350标准立方米的天然气，采用燃气—蒸汽联合发电技术，可发电8300度。
《天然气物理性质》课件
Байду номын сангаас 天然气的环境影响
1 温室效应
天然气燃烧后会产生二氧 化碳等温室气体，对气候 变化产生影响。
2 气候变化
3 空气污染
天然气的使用对全球气候 变化和全球变暖产生影响， 需要采取措施来减少排放。
天然气燃烧产生的氮氧化 物和挥发性有机化合物是 空气污染的主要源之一。
《天然气物理性质》PPT 课件
在这个PPT课件中，我们将探讨天然气的物理性质、热力学性质、输送与储存、 应用以及它在环境中的影响。让我们一同了解并展望天然气的发展与前景。
天然气的定义和组成
天然气的定义
什么是天然气？天然气是一种可燃气体燃料，主要由甲烷（CH4）组成。
天然气的组成
除了甲烷，天然气还包含乙烷（C2H6）、丙烷（C3H8）以及其他轻烃类颗粒。
天然气可以通过储气库等设施进行储存， 以满足季节性和紧急需求。
输送
天然气通过管道网络进行长距离输送， 确保供应的可靠性和稳定性。
天然气的应用
供暖
天然气是许多家庭和企业用于供 暖的理想选择，具有高效、环保 的特点。
工业用途
天然气在许多工业领域中被广泛 使用，为生产过程提供了廉价而 可靠的能源。
电力行业
天然气的发展和前景
国内天然气发展现状
我们将探讨中国国内天然气市 场的发展状况和趋势。
国际天然气市场趋势
全球天然气市场的走向和竞争 情况对国际贸易有重要影响。
天然气未来发展趋势
未来天然气行业将如何发展？ 我们将为您分析相关趋势和前 景。
结语
在这个PPT课件中，我们探讨了天然气的物理性质、热力学性质、应用和环境影响，展望了天然气的发展前景。 了解天然气的特性和应用能够帮助我们更好地应对未来的能源挑战。
1.3天然气的基本性质解析
(一)只含有可燃气体的混合气体的爆炸极限
L
100 yn y1 y2 L1 L2 Ln
(二)含有惰性气体的混合气体的爆炸极限
L
y2 y1 L L 2 1
100 y1 y 2 yn yn L1 L2 Ln Ln
a R 2Tc a pc
2
b
b R Tc pc
式中, Ωa=0.42748 ,Ωb=0.086640。 对于混合气体：
a (yi ai )
b yi bi
0.5 2
(二)﹑SRK方程
p
对于单组分气体：
RT a V b V (V b)
R 2Tc a 0.42748 pc
六﹑天然气饱和含水量和水露点温度
(一)﹑天然气饱和含水量和水露点温度 一定条件下天然气与液态水达到相平衡时气相中 的含水量称为天然气的饱和含水量。
天然气的含水量与天然气的压力﹑温度和组成等条件相关。 天然气含水量可由绝对湿度和相对湿度来描述。
绝对湿度是指单位体积天然气中含有的水量，单位为 mg / m3 饱和湿度在一定压力和温度下，天然气含水量若达到饱 和，则这个饱和时的含水量称为饱和湿度。
二﹑天然气的平均参数 天然气是由互不发生化学反映的多种单一组 分气体混合而成的。它的平均参数可由单一组分 气体的性质按混合法则求得。
(一)﹑天然气摩尔质量 标准状态下，1mol天然气的质量定义为天然气的 平均摩尔质量。
M yi M i
式中，M—气体的平均摩尔质量（g／mol）；
yi—气体第i组分的摩尔分数； Ｍi—气体第i组分的摩尔质量（g/mol）。
相对湿度是指天然气绝对湿度和饱和湿度之比。
天然气化学知识点总结
天然气化学知识点总结一、天然气的组成天然气主要由甲烷组成，占据了其60-90%的体积。
此外，天然气中还包含少量的乙烷、丙烷、丁烷等烷烃，以及一些氮气、二氧化碳和硫化氢等杂质。
这些成分的比例因不同地质条件而异，但总体来说，天然气的成分主要是烃类气体。
二、天然气的性质1. 可燃性：天然气是一种易燃气体，可以在空气中燃烧。
在完全燃烧的情况下，它产生的主要产物是二氧化碳和水。
2. 轻于空气：天然气的密度比空气小，因此它会上升到空气中并在上方散布，形成一种易燃的混合气体。
这种性质使得天然气在发生泄漏时很容易扩散到空气中，需要特别注意安全。
3. 稳定性：天然气相对来说是比较稳定的，不易发生化学变化。
这也使得它在储存和运输中相对较为安全。
4. 清洁性：相比煤炭和石油，天然气的燃烧产生的污染物更少，对环境的影响较小。
5. 气态：天然气在常温下属于气态，这也决定了它在应用中需要进行液化或者气化处理。
三、天然气的应用1. 工业用途：天然气在工业生产中广泛应用，可以作为煤气来供应工业燃料，并通过燃料电池技术转化为电能。
2. 家庭用途：天然气作为一种清洁、便捷的能源，被广泛用于家庭生活中的烹饪、采暖等方面。
3. 发电用途：天然气可以用于发电，产生电能，作为电力供应。
4. 汽车燃料：天然气作为一种清洁的汽车燃料被越来越多的汽车采用。
四、天然气的化学变化在实际应用中，天然气经常需要进行化学变化，主要包括液化过程和气化过程。
1. 液化过程：液化是将气态的天然气转变为液态的过程。
这一过程是通过将天然气压缩、冷却，然后将其变成液体。
液化后的天然气更易于储存和运输，也更容易用于一些特定的应用领域。
2. 气化过程：气化是将液态的天然气转变为气态的过程，通常是通过加热的方式完成。
气化后的天然气可以用于工业生产和供热，以及一些特定的发电和燃料用途。
五、天然气的环境影响尽管天然气相对环境友好，但在使用过程中也会对环境产生一定影响。
1. 温室气体排放：虽然天然气燃烧产生的温室气体比煤炭和石油要少，但它仍然会对环境产生一定的影响。
天然气知识整理手册
天然气专业知识第一章天然气的基本性质天然气是以低分子饱和烃为主的烃类气体与少量非烃类气体组成的混合气体，是无色、无味、比空气轻、在低温、高压下可变成液体，液化后体积缩小，缩小为原来的1/600。
天然气的主要成分是CH4、此外还含有少量的CO2、H2S、N2、惰性气体等。
1.1、天然气分类⑴常规天然气：是指在目前的技术条件下能够作为资源进行开采和利用的天然气。
根据矿藏特点分类：常规天然气根据矿藏特点可分为：气田气、凝析气田气、石油伴生气等。
气田气是指产自天然气气藏的纯天然气。
其中甲烷含量不少于90%，还有少量CO2、H2S、N2、惰性气体等。
凝析气田气是指含有少量石油轻质馏分(如汽油、煤油组分)的天然气，其中甲烷含量约为75%。
石油伴生气是指与石油共生的、伴随石油一起开采出来的天然气，其主要成分是甲烷、乙烷、丙烷、丁烷，还有少量的戊烷和重烃，甲烷含量约为80%。
根据组分分类常规天然气根据其组分可分为干气、湿气、贫气和富气，也可分为酸性天然气和洁气等。
按天然气中C5以上烃液含量多少可分为干气、湿气(1基方井口流出物中C5以上烃液含量高于13.5cm3为湿气)；按C3以上烃液含量多少可分为贫气、富气(94 cm3)。
按酸气(CO2和H2S)含量多少可分为酸性天然气和洁气(含硫量20mg/m3)。
含量较多，需要净化处理的为酸气。
⑵非常规天然气非常规天然气是指在现有的技术条件水平下还不能大范围地开发、利用的天然气资源。
天然气水合物：俗称“可燃冰”，是天然气与水在一定条件下形成的类似于干冰的笼形的结晶化合物，遇火即可燃烧。
每立方天然气水合物可分解、释放出160-180m3天然气。
煤层气与矿井气(又称瓦斯气)1.2、天然气的应用特点天然气是一种优质的矿物资源；天然气是一种高效、安全物能源；天然气资源丰富，约为43×1012m3，另外还有(30-50)×1012m3的煤层气；天然气资源勘探、开发成本低；使用天然气，环境效益优越。
CHAP1燃气的分类及其性质1.3城市燃气的质量要求
1.3 城市燃气的质量要求
1.3.1人工燃气及天然气中的主要杂质及允许 含量指标
一、焦油与灰尘 危害：堵塞管道和用气设备。 我国城镇燃气设计规范规定（简称规范）规定每标准 立方米中所含焦油和灰尘小于10mg。
二、萘 危害：堵塞管道。 规范规定对于低压输送的城市燃气，每标准立方米燃 气中的允许含萘量，冬季小于50mg，夏季小于100mg。
三.城市燃气的加臭
原因：城市燃气具有一定毒性的爆炸性气体，又是在压力下输送和 使用的。
要求对没有臭味的燃气加臭，可以及时发现漏气，确保燃气使用过 程的安全。
干馏煤气、水煤气、油制气、大部分地区的天然气和液化石油气含 有硫化物，因而其本身都具有臭味。
仅仅部分地区的天然气有时不含硫化物，要求经过加臭后才能进行 输配使用。
五、一氧化碳 危害：是可燃物，但有剧毒。 于身体。 规范未作规定。
1.3.2 对液化石油气的质量要求
一、硫分 危害：有腐蚀性，且燃烧产物SO2也是强腐蚀性气体。 规范规定一般硫化氢在100m3气体中的含量应小于5g，液态液化 石油气中总硫分应小于0.015～0.02％（重量比）。
液化石油气的容器多是按纯丙烷设计的，而乙烷和乙 烯的饱和蒸气压总是高于丙烷和丙烯的饱和蒸气压，因 此必须限制液化石油气中乙烷和乙烯的含量。
规范要求一般液化石油气中乙烷和乙烯的含量不大于 6％（质量比）。
五、残液
危害：C5和C5以上的组分沸点较高，在常温下不能气化， 而留在容器内，故称为残液。
规范规定残液量在20 ℃条件下不大于2％（体积比）。
二、水分 面危，害堵：塞可管能道与、气阀态门的及C2仪、表C3和和C设4生备成。结造晶成水金化属物腐，蚀缩。小管道的流通断 规范要求液化石油气中不含水分。
天然气基础知识简介
天然气基础知识第一节天然气的性质天然气一般分为四种：从气田开采出来的气田气，也称为纯天然气；伴随石油一起开采出来的石油气，也称为石油伴生气；含石油冷藏轻质馏分的凝析气田气；从井下煤层抽出的煤矿矿井气。
天然气的组分以甲烷为主，还含有少量的二氧化碳、硫化氢、氮和微量的氦、氖、氩等气体。
重庆、四川等地天然气中甲烷含量一般不少于90%，发热值约为34.3～36MJ / Nm3。
当天然气浓度在一定范围的时候，如遇明火就会发生燃烧或者爆炸。
在一定条件下可燃性气体和空气的混合物有两个可燃性极限。
高限是此气体混合物可能进行燃烧时燃料气体的最高浓度，而低限是此气体混合物可能进行燃烧时燃烧气体的最低浓度，天然气的爆炸极限为5%～15%（体积比）。
天然气混合物的密度一般为0.7～0.75kg/m3，空气密度为1.293 kg/m3。
常压下，天然气的密度比空气小，因此管道泄漏出来的天然气有向上的上升力，在室内的天然气会聚积在房间顶部。
表1-1第二节天然气的质量标准国家质量技术监督局发布的国家标准（GB18047-2000）适用于气田、油田采出经预处理后通过管道输送的商品天然气。
1.2.1民用天然气的质量指标民用天然气按天然气的高位发热量不同可分为A组和B 组，并按用途不同可将A、B两组商品天然气按性质和组分含量分为一级、二级和三级三个等级；三个等级以外的天然气，供需双方可用合同或协议确定其具体要求。
表1-2二氧化碳（体积%）≤3——水无游离水民用气即为车用天然气的原料气，原料气详细气质要求：表1-31.2.2车用天然气的质量指标汽车用压缩天然气质量必须符合现行国家的有关标准，按照《汽车用压缩天然气质量标准（GB18047-2000）》。
表1-3。
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体状态排出的，因此实际工程中常用燃气低热值进行计算。而只
有当烟气冷却至水露点温度以下时，其水蒸气的汽化潜热才能被 利用。
实际使用的燃气是含有多种组分的混合气体。混 合气体的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进行计算：
H H i yi
五﹑天然气的爆炸极限
可燃气体和空气的混合物遇明火而引起爆炸时的可燃气
混合气体的虚拟临界温度﹑虚拟临界压力﹑虚 拟临界密度可按混合气体中各组分的摩尔分数以及
临界温度﹑临界压力和临界密度求得：
Tc yiTci
Pc yi Pci
c yi ci
2）﹑天然气对比参数
天然气的温度﹑压力﹑密度与其临界温度﹑临界压力﹑临 界密度之比分别称为天然气的对比温度﹑对比压力和对比密度。
燃 气 输 配
主讲人：王若男
二○一一年三月
天津石油职业技术学院
第一章
天然气概论
§1．1天然气资源概况
§1．2我国城市天然气概况
§1．3天然气的基本性质
§ 1． 3 一﹑天然气的组成
天然气的基本性质
天然气是由多种可燃和不可燃的气体组成的混合气体, 以低分子饱和烃类气体为主,并含有少量非烃类气体。
烃类气体中以甲烷为主。非烃类气体一般有二氧化
体浓度范围称为爆炸极限。在这种混合物中当可燃气体的含
量减少到不能形成爆炸混合物时的那一含量，称为可燃气体
的爆炸下限，而当可燃气体含量一直增加到不能形成爆炸混 合物时的含量，称为爆炸上限。
实际使用的燃气是含有多种组分的混合气体。混 合气体的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进行计算：
(一)﹑RK状态方程
RK状态方程是1949年提出的二参数状态方程：
p
其中a﹑b是常数,
RT a 0.5 V b T V (V b)
对于单组分气体,应用临界点的热力学稳定数据:
(dp / dV )Tc 0
(d 2 p / dV 2 )Tc 0
与上式结合可得到他们临界温度和临界压力的关系:
Tr T / Tc
Pr P / Pc
r / c
三﹑天然气的PVT关系
实际气体状态方程:
PV=ZRT
式中: P——气体的绝对压力(Pa)
ν——气体的比容(m3／kg) Z——压缩因子
R——气体常数[J／(kg· K)]
T——气体的热力学温度(K)
分子是质点；分子间没有作用力。（压力为零的气体）
对于单组分气体：
d / a
d yi di
对于混合气体：
（3）﹑天然气的虚拟临界参数和对比参数
1）﹑天然气的虚拟临界参数
临界参数定义: 温度不超过某一数值，对气体进行加压，
可以使气体液化，而在该温度以上，无论加多大压力都不能使
气体液化，这个温度就叫该气体的临界温度。在临界温度下， 使气体液化所必须的压力叫做临界压力。
碳﹑一氧化碳﹑氮﹑氢﹑硫化氢﹑水蒸气及少量惰性气
体。
天然气中单一气体的特性是计算其混合气体特性的基础数据。 气体的特性与气体所处的状态有关。 气体特性与气体所处的状态有关。气体的标准状态有三种规定： 1)﹑1954年第10届国际计量大会大会（CGPM）协议的标准状态：温
度273.15K即15℃,压力101.325KPa。是广泛应用的标准状态。
燃气的高热值在数值上大于其低热值，差值为水蒸气的汽化 潜热。 高热值是指1立方米燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度， 而其中的水蒸汽以冷凝水状态排出时所放出的热量。 低热值是指1立方米燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度， 但其中的水蒸汽仍为蒸汽状态时所放出的热量。 在工业与民用燃气应用设备中，烟气中的水蒸气通常是以气
a R 2Tc a pc
2
b
b R Tc pc
式中, Ωa=0.42748 ,Ωb=0.086640。 对于混合气体：
a (yi ai )
b yi bi
0.5 2
(二)﹑SRK方程
p
对于单组分气体：
RT a V b V (V b)
R 2Tc a 0.42748 pc
R Tc b 0.08664 pc
2
(三)﹑PR状态方程 SRK方程在预测液体密度时欠准确。对氢烃组分， 预测的液相密度普遍较实验数据小。而PR状态方程：
RT a p V b V (V b) b(V b)
四﹑天然气的热值
1立方米燃气完全燃烧所放出的热量称为该燃气的体积热值， 简称热值。 高热值是指1立方米燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度， 而其中的水蒸汽以冷凝水状态排出时所放出的热量。 低热值是指1立方米燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度， 但其中的水蒸汽仍为蒸汽状态时所放出的热量。
二﹑天然气的平均参数 天然气是由互不发生化学反映的多种单一组 分气体混合而成的。它的平均参数可由单一组分 气体的性质按混合法则求得。
(一)﹑天然气摩尔质量 标准状态下，1mol天然气的质量定义为天然气的 平均摩尔质量。
M yi M i
式中，M—气体的平均摩尔质量（g／mol）；
yi—气体第i组分的摩尔分数； Ｍi—气体第i组分的摩尔质量（g/mol）。
(二)﹑天然气的密度
（1）﹑天然气平均密度
混合气体密度指单位体积混合气体的质量。
0℃标准状态下：
20℃标准状态下：
1 yi M i 22.414 1 yi M i 22.055
任意温度与压力下：
yi M i yiVmi
﹑
（2）﹑天然气相对密度
标准状态下，气体密度与干空气的密度之比。
H H i yi
(一)只含有可燃气体的混合气体的爆炸极限
L
100 yn y1 y2 L1 L2 Ln
(二)含有惰性气体的混合气体的爆炸极限
L
y2 y1 L L 2 1
2)﹑国际标准化组织(ISO)和美国国家标准(ANSI):温度 288.15K(15℃),压力101.325KPa,是计量气体体积流量的标准。 3)﹑国家标准《天然气计量系统要求》（GB/T18603-2001）:温度 293.15K（20℃），压力101.325KPa，是计量气体体积流量的参比
条件。同时规定：“也可采用合同规定的其他参比条件”。