天然气的密度为多少(天然气密度一般是多少)
常温、常压下甲烷的密度为0.7174kg/m3,相对密度为0.5548。天然气的密度一般为0.75 kg/m3~0.8kg/m3,相对密度一般为0.58~0.6...
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天然气的密度为多少
常温、常压下甲烷的密度为0.7174kg/m3,相对密度为0.5548。
天然气的密度一般为0.75 kg/m3~0.8kg/m3,相对密度一般为0.58~0.62。
天然气的密度与温度、压力及天然气的组成有关,通常情况下,其密度变化范围为0.55—0.90kg/m3。
天然气的相对密度是天然气的密度与标准状态(0℃,101.325kPa)下的空气密度的比值.
一、天然气
天然气是指动、植物遗体通过生物、化学及地质变化作用,在不同条件下生成、转移,并在一定压力下储集,埋藏在深度不同的地层中的优质可燃气体。其主要成分是饱和烃,以甲烷为主,乙烷、丙烷、丁烷、戊烷含量不多,也含有少量非烃类气体,如一氧化碳、二氧化碳、氮气、氢气、硫化氢、水蒸气及微量的惰性气体氦、氩等。
1. 密度和相对密度
常温、常压下甲烷的密度为0.7174kg/m3,相对密度为0.5548。
天然气的密度一般为0.75 kg/m3~0.8kg/m3,相对密度一般为0.58~0.62。
2. 着火温度
甲烷的着火温度为540℃。
3. 燃烧温度
甲烷的理论燃烧温度为1970℃。
天然气的理论燃烧温度可达到2030℃。
4. 热值
热值是指1标准立方米某种气体完全燃烧放出的热量,属于物质的特性,符号是q,单位是焦耳每立方米,符号是J/m3。热值有高位热值和低位热值两种。
高位热值是指一标准立方米气体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。
低位热值是指一标准立方米气体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气状态时所放出的热量。燃气的高位热值在数值上大于其低位热值,差值为水蒸气的气化潜热。由于天然气是混合气体,不同的组分以及组分的不同比例,都会有不同的热值,
5. 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。
由于天然气的组分不同,爆炸极限存在差异。大庆石油伴生气是4.2%~14.2%、大港石油伴生气是4.4%~14.2%。通常将甲烷的爆炸极限视为天然气爆炸极限,因此天然气的爆炸极限约为5%~15%。
二、压缩天然气
压缩天然气(Compressed Natural Gas 简称CNG)通常是指经净化后压缩到20MPa~25MPa的天然气。
CNG的用途:压缩天然气在20MPa时体积约为标准状态下同质量天然气的1/200。由于CNG生产工艺、技术、设备比较简单,运输装卸方便,而且在环境保护方面有明显优势,因此是值得大力推行的车用燃料及城镇居民用气。
CNG的特点:CNG作为一种理想的车用替代能源,其应用技术比较成熟。它具有成本低、效益高、污染少及使用安全便捷等特点,CNG作为城镇居民的替代气源,具有便携的特点,尤其在难觅优质民用燃料的城镇应用尤为显著。
三、液化天然气
天然气在常压下,当冷却至约-162℃时,则由气态变成液态,称为液化天然气(英文 Liquefied Natural Gas, 简称LNG)。LNG 的主要成份为甲烷,还有少量的乙烷、丙烷以及氮等。天然气在液化过程中进一步得到净化,甲烷纯度更高,几乎不含二氧化碳和硫化物,且无色、无味、无毒。
LNG的密度取决于其组分和温度,通常在430 kg/m3~470 kg/m3之间,但是在某些情况下可高达520kg/m3。密度随温度的变化梯度约为1.35 kg/(m3·℃)。LNG的体积约为同量气态天然气体积的1/600。
四、液化石油气
液化石油气(Liquefied Petroleum Gas,简称LPG)是开采和炼制石油过程中,作为副产品而获得的一部分碳氢化合物。其主要成分是丙烷、丙烯、丁烷,习惯上又称C3、C4,即只用烃的碳原子(C)数表示。这些碳氢化合物在常温、常压下呈气态,当压力升高或温度降低时,很容易转变为液态。从气态转变为液态,其体积约缩小为气态时的1/250。
1. 密度
液化石油气的密度有气体密度和液体密度之分。
对于气体密度,由于液化石油气密度随着温度和压力而变化,表示时必须注明温度和压力条件。气态液化石油气的密度随着温度及相应饱和蒸气压的升高而增加。在压力不变的情况下,气态物质的密度随着温度的升高而减小。标况下液化石油气的气态密度约为1.9 kg/Nm3~2.5 kg/Nm3。
对于液体密度,液态液化石油气的密度受温度影响较大,温度升高,密度减小,同时体积膨胀。液化石油气的液态密度一般为500 kg/m3~600 kg/m3。
2. 着火温度:液态液化石油气中的着火温度约为426℃~537℃。
3. 燃烧温度:当液化石油气利用空气作助燃剂,其理论燃烧温度可达到1900℃。
4. 热值:由于液化石油气是混合气体,以C3、C4为主,组分比例不同,会造成不同的热值。
5. 爆炸极限
由于液化石油气的组分比例不同,爆炸极限存在差异。大庆液化石油气是1.7%~9.7%,北京液化石油气是1.6%~9.7%。通常所采用的液化石油气的爆炸极限是1.5%~9.5%。
五、人工煤气
由固体燃料(煤、焦炭等)或液体燃料(重油等)经干馏、汽化或裂解等过程所制得的气体,统称为人工煤气(或人工燃气)。人工煤气的主要成分为烷烃、烯烃、芳烃、一氧化碳和氢等可燃气体,并含有少量的二氧化碳和氮等不可燃气体。人工燃气中含有无色、无味、有剧毒的一氧化碳,尽管在城镇燃气质量要求中限制了一氧化碳的含量,但出现泄漏时,会导致中毒。
1. 密度:焦炉煤气主要由碳氢化合物和氢气组成,常压下焦炉煤气密度为0.4686 kg/m3,相对密度为0.3623。
2. 着火温度:焦炉煤气的着火温度为600℃-650℃。
3. 燃烧温度:焦炉煤气的理论燃烧温度为1998℃。
4. 热值:焦炉煤气其低热值为17.9MJ/m3。
5. 爆炸极限
六、沼气
沼气,顾名思义就是沼泽里的气体。人们经常看到,在沼泽地、污水沟或粪池里,有气泡冒出来,如果我们划着火柴,可把它点燃,这就是自然界天然发生的沼气。沼气,是各种有机物质,在隔绝空气(还原条件),并在适宜的温度、湿度下,经过微生物的发酵作用产生的一种可燃烧气体。沼气是混合气体,主要成分是甲烷,其性质与天然气相似。
沼气由50%~80%甲烷(CH4)、20%~40%二氧化碳(CO2)、0%~5%氮气(N2)、小于1%的氢气(H2)、小于0.4%的氧气(O2)与0.1%~3%硫化氢(H2S)等气体组成 。由于沼气含有少量硫化氢,所以略带臭味。沼气的爆炸极限约8.6~20.8%。沼气的热值约20.8~23.6 MJ/m3。
天然气密度是多少 天然气多少密度
1、天然气是一种无毒无色无味的气体,其主要成份是甲烷。在0℃及101325kPa(1个大气压)条件下天然气的密度为0.7174Kg/m3,相对密度为0.5548(即设空气的密度为1,天然气相对于空气的密度为0.5548)。
2、从广义的定义来说,天然气是指自然界中天然存在的一切气体,包括大气圈、水圈、和岩石圈中各种自然过程形成的气体。而人们长期以来通用的“天然气”的定义,是从能量角度出发的狭义定义,是指天然蕴藏于地层中的烃类和非烃类气体的混合物。
天然气的物理性质
天然气的物理性质是多方面的,在此主要涉及与天然气地质学相关的物理性质。天然气一般无色,可有汽油味和硫化氢味,可燃烧。由于化学组成变化大,因而物理性质变化也大。
(一)密度和相对密度
天然气的密度定义为单位体积气体的质量。在标准状况(105Pa,15.55℃)下,天然气中主要烃类成分的密度为0.6773g/cm3(甲烷)~3.0454g/cm3(戊烷)。天然气混合物的密度一般为0.7~0.75g/cm3,其中石油伴生气特别是油溶气的密度最高可达1.5g/cm3甚至更大些。天然气的密度随重烃含量尤其是高碳数的重烃气含量增加而增大,亦随CO2和H2S的含量增加而增大。
天然气的相对密度是指在相同温度、压力条件下天然气密度与空气密度的比值,或者说在相同温度、压力下同体积天然气与空气质量之比。天然气烃类主要成分的相对密度为0.5539(甲烷)~2.4911(戊烷),天然气混合物一般在0.56~1.0之间。天然气的相对密度一般与相对分子质量成正比。由于“湿气”含重烃气较多,因此,“湿气”的相对密度大于“干气”。
天然气在地下的密度随温度的增加而减小,随压力的增加而加大。但鉴于天然气的压缩性极强,在气藏中,天然气的体积可缩小至地表体积的1/200~1/300,压力效应远大于温度效应,因此地下天然气的密度远大于地表温压下的密度,一般可达150~250g/cm3;凝析气的密度最大可达225~450g/cm3。
(二)黏度
天然气的黏度与其化学组成及所处环境有关。一般天然气的黏度在0℃时为0.31×10-3mPa·s,20℃时为12×10-3mPa·s。天然气的黏度,一般随相对分子质量增加而减小,随温度和压力增高而增大。这是由于分子间的距离不能增加,而温度升高后会使气体分子运动加速,增加分子间碰撞的次数,导致黏度加大。此外,天然气黏度还随非烃气体含量的增加而增加。天然气黏度是研究天然气运移、开发和集输的一个重要参数。
图2-14 丙烷的p-V-T关系曲线
(三)临界温度和压力
临界温度是指气相纯物质能维持液相的最高温度。高于临界温度时,无论压力有多大,都不能使气态物质凝为液态。在临界温度时,气态物质液化所需的最低压力称临界压力。甲烷的临界温度为-82.4℃,因此,地下甲烷除溶于石油和水中的之外,呈气态存在。
在地下较高温度(即物系的临界温度和最高凝结温度之间)的特定条件下,随压力增加液态烃可以转变为气态。这种相态的转化称之为逆蒸发,是凝析气藏形成的基本原因。为了较清楚地阐明这一问题,必须首先分析单一烃类化合物的物系压力、体积和温度的关系曲线。
在丙烷的p-V-T关系曲线图(图2-14)中,当物系在71.1℃时,p-V关系曲线表明,气态丙烷的体积随压力增加而缩小,直到B点为止;过B点后,即使压力增加到极大,体积变化甚微。随着物系温度的上升,等压缩小体积的A'—B'线段逐渐缩短,直到成为一点,即K点。A点为开始液化点,A'B'为气液两相并存,保持平衡状态,B点为完全液化点。在两相平衡时,等压缩小体积的压力为饱和蒸汽压,其大小取决于温度。K点为临界点,该点的温度和压力称为临界温度和临界压力。丙烷的临界温度为96.8℃,临界压力为43.4×105Pa。当温度超过临界温度,即使压力很大,也不能使气体液化,也就不存在等压的两相平衡状态。
讨论多组分烃类物系的相平衡状态图(图2-15),能使我们充分认识地下凝析油气藏形成过程。
图中K点为临界点,代表泡点曲线和露点曲线交汇点。K1点为临界凝结温度点,代表气液两相并存时的最高温度。泡点曲线4(即液相开始有气体析出的点线)上方1区为纯液相(即含有欠饱和溶解气的油藏区);5曲线为露点曲线(即气相开始有液体凝洁的点线),K1外侧的3区为纯气相(纯气藏)区;K—K1上方的2区为凝析油气藏区;泡点曲线4和露点曲线5包围区为气、液两相平衡区,既有气相又有液相,为有游离气顶的油气藏分布区。
在油层埋藏较浅,地层温度低于临界温度时,物系相态的变化符合正常的凝结和蒸发的概念。例如,25℃时随压力增加,物系中凝析的液体逐渐增多,当压力达到18MPa时(C1点),完全被液化。
当埋藏深度增大,地层温度介于临界温度和临界凝结温度之间,如82.5℃时,低压下物系以气态为主,气液两相平衡,随压力上升液相逐渐增多,符合正常凝结的概念。但当压力达到15.5MPa(B2点)后,随压力增大,液相反而减少,气相则增加到达B1点完全气化。这与正常蒸发概念完全相反,称之为逆蒸发。反之,从B1到B2点的凝结,称为逆凝结,凝析气藏的形成,就是逆蒸发的相态转变的结果。
图2-15 多组分烃类物系的相图
(四)溶解性
天然气溶于石油和水。在相同条件下,天然气在石油中的溶解度远远大于在水中的溶解度,例如甲烷在石油中的溶解度比在水中大10倍。天然气中重烃增多,或者石油中的轻馏分较多时,都可增加天然气在石油中的溶解度。另外,降低温度或增大压力,也可得到同样效果。在石油中溶有天然气时,可以降低石油的相对密度、黏度及表面张力。
(五)热值
单位体积(或单位质量)的天然气燃烧时所发出的热量,称为热值,单位为kJ/m3或kJ/kg,也可用kcal/m3 。天然气的热值变化很大,氢可达142256kJ/m3,而甲烷为37112kJ/m3。天然气中湿气的热值较高,可达83680kJ/m3。而煤和石油的热值分别为16736kJ/m3及41840kJ/m3。
天然气密度一般是多少
天然气的密度一般为0.75 kg/m3~0.8kg/m3,相对密度一般为0.58~0.62。天然气是指自然界中天然存在的一切气体,包括大气圈、水圈、和岩石圈中各种自然过程形成的气体。天然气是存在于地下岩石储集层中以烃为主体的混合气体的统称,比重约0.65,比空气轻,具有无色、无味、无毒之特性。
天然气主要成分烷烃,其中甲烷占绝大多数,另有少量的乙烷、丙烷和丁烷,此外一般有硫化氢、二氧化碳、氮和水汽和少量一氧化碳及微量的稀有气体,如氦和氩等。天然气在送到最终用户之前,为助于泄漏检测,还要用硫醇、四氢噻吩等来给天然气添加气味。天然气不溶于水,密度为0.7174kg/m3,相对密度(水)为0.45(液化)燃点(℃)为650,爆炸极限(V%)为5-15。在标准状况下,甲烷至丁烷以气体状态存在,戊烷以上为液体。甲烷是最短和最轻的烃分子。
基本特点
天然气是较为安全的燃气之一,它不含一氧化碳,也比空气轻,一旦泄漏,立即会向上扩散,不易积聚形成爆炸性气体,安全性较其他燃体而言相对较高。采用天然气作为能源,可减少煤和石油的用量,因而大大改善环境污染问题;天然气作为一种清洁能源,能减少二氧化硫和粉尘排放量近100%,减少二氧化碳排放量60%和氮氧化合物排放量50%,并有助于减少酸雨形成,减缓地球温室效应,从根本上改善环境质量。
形成原因
天然气的成因是多种多样的,天然气的形成则贯穿于成岩、深成、后成直至变质作用的始终,各种类型的有机质都可形成天然气,腐泥型有机质则既生油又生气,腐植形有机质主要生成气态烃。
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