1、天然氣的組成天然氣是各種碳?xì)浠衔餅橹鞯臍怏w混合物。主要成分為甲烷、乙烷、丙烷、異丁烷、正丁烷、戊烷和微量的重碳?xì)浠衔锛吧倭糠菬N類的氣體，如：氮、硫化氫、二氧化碳、氦氣等。天然氣可分為氣田氣、油田氣和凝析氣田氣三種。氣田氣主要含甲烷，含量約為80%-98%；乙烷至丁烷烴類的含量一般不大，戊烷以上重?zé)N以及非烴類氣體不含或含量甚微。油田氣包括溶解氣和氣頂氣，它的特征是乙烷和丁烷以上的烴類含量一般較高，其組成同分去凝析油以后的凝析氣田氣相類似。從凝析氣田采出的天然氣，除含有大量的甲烷、乙烷外，還含有一定數(shù)量的丙烷、丁烷、戊烷及戊烷以上烴類，含有汽油和煤油成分。天然氣還可以分為干氣（或貧氣）和濕氣（

2、或富氣）兩類。一般來說，天然氣中甲烷含量在90%以上時(shí)叫干氣；甲烷含量低于90%，而乙烷、丙烷等烷烴的含量在10%以上的叫濕氣。若按天然氣中含硫量的多少來劃分，每立方米天然氣中含硫量小于1克的稱為凈氣；每立方米天然氣中含硫量大于1克的稱為酸氣。一、天然氣的組成表示方法天然氣組成有三種表示方法：質(zhì)量組成、體積組成和摩爾組成。每種組成均可用百分?jǐn)?shù)或小數(shù)表示。1、質(zhì)量組成用百分?jǐn)?shù)表示時(shí)：gi=x100用小數(shù)表示時(shí)：gi=2、體積組成用百分輸表示時(shí)：Vi=x100用小數(shù)表示時(shí)：Vi=3、摩爾組成用百分?jǐn)?shù)表示時(shí)：yi=x100用小數(shù)表示時(shí)：yi=二、表示天然氣組成的三種方法可以互相轉(zhuǎn)換1、如果已知天然氣

3、的質(zhì)量組成，要求換算為體積組成或摩爾組成，則yi=式中Mi：組分i的分子質(zhì)量2、如果已知天然氣的體積百分?jǐn)?shù)，利用下面方法可換算為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)gigi=第四節(jié)天然氣的物理化學(xué)性質(zhì)1、天然氣的壓力：就是天然氣中無規(guī)則運(yùn)動的大量分子之間碰撞力的總和，它表示天然氣能量的大小。2、天然氣的溫度：表示天然氣內(nèi)分子熱運(yùn)動的劇烈程度。溫度的高低取決于天然氣內(nèi)部的熱運(yùn)動狀態(tài)。3、天然氣的臨界溫度。對每一種純的氣體都存在著一定的溫度，高于此溫度時(shí)，無論加多大壓力也不可能使它由氣體變?yōu)橐后w，這個(gè)溫度稱為臨界溫度，用符號Tc表示。臨界溫度是該氣體能以液體狀態(tài)存在的最高溫度。4、天然氣的臨界壓力。在臨界溫度下，氣相與液相

4、相平衡時(shí)所施加的壓力。也可以定義為相應(yīng)于臨界溫度時(shí)的飽和壓力，用符號Pc表示它是在臨界溫度下氣體由氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)所需的最低壓力。5、天然氣的露點(diǎn)。天然氣中含有一定的水蒸汽，當(dāng)溫度下降或壓力升高到一定數(shù)值時(shí)，天然氣中水蒸汽開始析出，此時(shí)該天然氣為水蒸汽所飽和（即達(dá)到飽和狀態(tài)），此時(shí)的溫度稱為天然氣的露點(diǎn)。6、天然氣的分子質(zhì)量。天然氣是多種氣體組成的混合氣體，它本身沒有一個(gè)分子式，也不能像純氣體一樣，可以從分子式中算出一個(gè)恒定的分子質(zhì)量。但是，工程中為了計(jì)算方便，把0C、101325Pa時(shí)體積為22.4m3天然氣所具有的質(zhì)量認(rèn)為是天然氣的分子質(zhì)量。換言之，天然氣的分子質(zhì)量，在數(shù)值上等于在基準(zhǔn)狀態(tài)下

5、1mol天然氣的質(zhì)量。已知天然氣中組分i的摩爾組成yi（或體積組成，均用小數(shù)表示）和分子質(zhì)量Mi,則天然氣分子質(zhì)量可由下式求得：M=7、天然氣的密度。天然氣的密度定義為單位體積天然氣的質(zhì)量，用符號p表示p=天然氣中常見烴類的基本性質(zhì)（在101325Pa、0C）項(xiàng)目甲烷乙烷丙烷異丁烷正丁烷異戊烷正戊烷分子式CH4C2H6C3H8i-C4H10n-C4H10i-C3H12n-C3H12分子質(zhì)量M16.04330.07044.09758.12458.12472.15172.151千摩爾體積Vm,m3/Kmol22.36222.187221.936221.597721.503620.98320.891

6、密度p,Kg/m30.71740.3532.01022.69122.70303.43863.4537相對密度0.55481.0461.5552.0812.0902.6592.671臨界溫度TC,K191.05305.45368.85407.15425.15460.85470.35臨界壓力PC,MPa4.4914.7274.2563.543.5013.2263.236臨界比容Vc,m3/kmol0.0990.1430.1950.2630.2580.3160.311高發(fā)熱值Hh,MJ/m339.8467.34101.26133.05133.89168.32169.37低發(fā)熱值Hh,MJ/m335.

7、9064.4093.24122.85123.65155.72156.73爆炸下限%，（體積）5.02.92.11.81.51.61.4爆炸上限%，（體積）15.013.09.58.58.58.38.3定壓比熱Cp，KJ/Kg.K2.2231.7291.8631.6581.6581.6541.654定容比熱Cv，KJ/Kg.K1.671.4441.6491.491.49動力粘度R,Pa.Sx1051.0270.8430.7350.6760.6690.6160.635運(yùn)動粘度n，m2/s.1051.4160.6110.3580.2460.2430.1760.180氣體常數(shù)R,KJ/Kg.K0.51

8、710.27590.18460.13780.13720.10780.1074偏心因子0.01040.09860.15240.18480.20100.22230.2559式中：m：天然氣的質(zhì)量，kgV：天然氣的體積，m3因?yàn)樵?C、101325Pa下，1mol任何氣體的體積都等于22.4m3，所以任何氣體在此標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度為：p0=氣體的密度于壓力、溫度有關(guān)，在低溫、高壓狀態(tài)下還與氣體的壓縮系數(shù)有關(guān)。8、相對密度。天然氣的相對密度使在相同壓力和溫度條件下天然氣的密度與空氣密度之比，即：p天/p空，是一個(gè)無量綱的量。天然氣的相對密度一般在0.58-0.62之間，石油伴生氣的相對密度在0.58-0

9、.62之間，個(gè)別含重?zé)N多的油田氣也有大于1的。9、天然氣的比熱。使單位數(shù)量的氣體溫度升高1C所需要的熱量叫氣體的比熱（熱容），其單位為J/Kg.K或J/Kg.C。過去常用的單位是Kcal/Kg.C。1Kcal/Kg.C=4.18J/Kg.C10、天然氣的熱值。天然氣的重要用途之一是作為燃料，熱值是它的一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。每千克或每立方米天然氣完全燃燒所發(fā)出的熱量稱為天然氣的燃燒熱值，簡稱天然氣熱值，單位為KJ/Kg或KJ/m3。完全燃燒是指燃燒反應(yīng)后生成最穩(wěn)定的氧化物或單質(zhì)。天然氣的熱值有兩種表示方法：高熱值和低熱值。天然氣燃燒時(shí)，要生產(chǎn)水蒸汽，水蒸汽冷凝成水要放出汽化潛熱，把水蒸汽的汽化潛熱（水的汽化潛熱為2256.7KJ/m3）計(jì)算在內(nèi)的熱值稱為高熱值。實(shí)際上，在天然氣燃燒時(shí)，由于煙筒內(nèi)煙道氣溫度很高，燃燒產(chǎn)生的蒸汽不凝結(jié)，汽化潛熱無法利用，從高熱值中減去實(shí)際不能利用的汽化潛熱就是低熱值，工程上常用低熱值。天然氣的燃燒熱值決定了它的熱力價(jià)值，是天然氣很重要的質(zhì)量指標(biāo)，在下列幾種常用燃料中天然氣的燃燒熱值最高。其中：天然氣46055KJ/m3，氣田氣35588-41868KJ/m3；油田氣35588-66989KJ/m3；煤29308KJ/m3。11、天然氣的爆炸性。天然氣在空氣中的含量達(dá)到一定比例，就