從廣義的定義來(lái)說(shuō),天然氣是指自然界中天然存在的一切氣體,包括大氣圈、水圈、生物圈和巖石圈中各種自然過(guò)程形成的氣體。而人們長(zhǎng)期以來(lái)通用的“天然氣”的定義,是從能量角度出發(fā)的狹義定義,是指天然蘊(yùn)藏于地層中的烴類和非烴類氣體的混合物,主要存在于油田氣、氣田氣、煤層氣、泥火山氣和生物生成氣中。
天然氣又可分為伴生氣和非伴生氣兩種。伴隨原油共生,與原油同時(shí)被采出的油田氣叫伴生氣;非伴生氣包括純氣田天然氣和凝析氣田天然氣兩種,在地層中都以氣態(tài)存在。凝析氣田天然氣從地層流出井口后,隨著壓力和溫度的下降,分離為氣液兩相,氣相是凝析氣田天然氣,液相是凝析液,叫凝析油。
與煤炭、石油等能源相比,天然氣在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的能影響人類呼吸系統(tǒng)健康的物質(zhì)極少,產(chǎn)生的二氧化碳僅為煤的40%左右,產(chǎn)生的二氧化硫也很少。天然氣燃燒后無(wú)廢渣、廢水產(chǎn)生,具有使用安全、熱值高、潔凈等優(yōu)勢(shì)。
天然氣是一種多組分的混合氣體,主要成分是烷烴,其中甲烷占絕大多數(shù),另有少量的乙烷、丙烷和丁烷,此外一般還含有硫化氫、二氧化碳、氮和水氣,以及微量的惰性氣體,如氦和氬等。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,甲烷至丁烷以氣體狀態(tài)存在,戊烷以上為液體。
天然氣系古生物遺骸長(zhǎng)期沉積地下,經(jīng)慢慢轉(zhuǎn)化及變質(zhì)裂解而產(chǎn)生之氣態(tài)碳?xì)浠衔,具可燃性,多在油田開(kāi)采原油時(shí)伴隨而出。
若天然氣在空氣中濃度為5%~15%的范圍內(nèi),遇明火即可發(fā)生爆炸,這個(gè)濃度范圍即為天然氣的爆炸極限。爆炸在瞬間產(chǎn)生高壓、高溫,其破壞力和危險(xiǎn)性都是很大的。
天然氣主要用途 1、天然氣發(fā)電,具有緩解能源緊缺、降低燃煤發(fā)電比例,減少環(huán)境污染的有效途徑,且從經(jīng)濟(jì)效益看,天然氣發(fā)電的單位裝機(jī)容量所需投資少,建設(shè)工期短,上網(wǎng)電價(jià)較低,具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。
2、天然氣化工工業(yè),天然氣是制造氮肥的最佳原料,具有投資少、成本低、污染少等特點(diǎn)。天然氣占氮肥生產(chǎn)原料的比重,世界平均為80%左右。
3、城市燃?xì)馐聵I(yè),特別是居民生活用燃料。隨著人民生活水平的提高及環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),大部分城市對(duì)天然氣的需求明顯增加。天然氣作為民用燃料的經(jīng)濟(jì)效益也大于工業(yè)燃料。
4、壓縮天然氣汽車,以天然氣代替汽車用油,具有價(jià)格低、污染少、安全等優(yōu)點(diǎn)。
天然氣與石油生成過(guò)程既有聯(lián)系又有區(qū)別:石油主要形成于深成作用階段,由催化裂解作用引起,而天然氣的形成則貫穿于成巖、深成、后成直至變質(zhì)作用的始終;與石油的生成相比,無(wú)論是原始物質(zhì)還是生成環(huán)境,天然氣的生成都更廣泛、更迅速、更容易,各種類型的有機(jī)質(zhì)都可形成天然氣——腐泥型有機(jī)質(zhì)則既生油又生氣,腐植形有機(jī)質(zhì)主要生成氣態(tài)烴。因此天然氣的成因是多種多樣的。歸納起來(lái),天然氣的成因可分為生物成因氣、油型氣和煤型氣。近年來(lái)無(wú)機(jī)成因氣尤其是非烴氣受到高度重視,這里一并簡(jiǎn)要介紹,最后還了解各種成因氣的判別方法。
天然氣也同原油一樣埋藏在地下封閉的地質(zhì)構(gòu)造之中,有些和原油儲(chǔ)藏在同一層位,有些單獨(dú)存在。對(duì)于和原油儲(chǔ)藏在同一層位的天然氣,會(huì)伴隨原油一起開(kāi)采出來(lái)。對(duì)于只有單相氣存在的,我們稱之為氣藏,其開(kāi)采方法既與原油的開(kāi)采方法十分相似,又有其特殊的地方。
天然氣利用領(lǐng)域非常廣泛,除了能用于炊事外,還可廣泛作為發(fā)電、石油化工、機(jī)械制造、玻璃陶瓷、汽車、集中空調(diào)的燃料或原料。
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