当前课程知识点：能源化学工程概论 > 第四章 天然气 > 第一节 天然气基础知识 > 天然气基础知识
同学们好
从本次课开始我们来学习
另外一种化石能源-天然气
天然气与煤炭
石油并称为一次能源的三大支柱
天然气是一种优质 经济
清洁的能源和化工原料
燃烧后无废渣 废水产生
与煤炭 石油等能源相比
具有使用安全 热值高 清洁等优点
是一种公认的绿色燃料
且在未来有望得到更广泛的应用
本章内容包含四个部分
首先会给大家介绍天然气的基础知识
其次我们要学习对采出的
天然气进行分离和净化的有关知识
在此基础上
我们还要学习天然气的化工利用过程
最后给大家介绍三种典型
的非常规天然气资源
本节我们首先来学习天然气基础知识
主要包括天然气的定义
天然气成因
天然气的组成
天然气的分类以及天然气储量
生产和消费等五个知识点
那么什么是天然气呢
天然气是指存在于地下
岩层中的以甲烷为主的烃类混合物
如气层气 油田气 煤层气等
天然气的形成原因也经历了
与煤炭和石油成因类似的两个阶段
分别是无机成因说和有机成因说
无机成因说认为
天然气是受地球深部岩浆活动
无机盐类分解
以及宇宙空间孕育而成的可燃气体
而有机成因说认为天然气
主要由深埋地下的有机质
经过厌氧菌分解 热分解
聚合加氢等过程而形成
目前有机成因说已被人们广泛认可
有机成因说认为天然气的形成过程包含三个阶段
第一阶段为生物催化阶段
主要是有机质在厌氧菌的作用下
发生分解生成简单分子
和生物化学单体的过程
在此过程中
分解产物之间又相互作用形成高分子固态化物
第二阶段为热降解阶段
在本阶段中
生物催化形成的高分子固态化合物
进一步发生热解和聚合加氢作用
转化为气态烃类和液态烃类
最后一个阶段为热裂解
在此阶段发生强烈的热分解反应
高分子烃分解成低分子烃
液态烃生成气态烃
最终形成以甲烷为主的天然气
接下来我们学习天然气的化学组成
组成天然气的成分可分为三类
第一类为烃类气体
主要是甲烷
一般占80%以上
其次为乙烷 丙烷丁烷和戊烷等
第二类是非烃气体
主要包括二氧化碳 硫化氢
一氧化碳氮气和水蒸气等
其含量因天然气类型和产地而异
但含量低于烃类气体
第三类是稀有气体
主要是氦气和氩气
表中为国外一些典型地区
所产天然气的化学组成
可见甲烷都是最主要的组分
烷烃含量随碳数增加一般呈递减趋势
此外天然气中一般都含有
二氧化碳和硫化氢等非烃酸性气体
下面我们来学习天然气的分类
天然气的分类方式众多
按产状分类
天然气可分为游离气和溶解气
游离气又称气藏气
溶解气包括油溶气和气溶气
固态水合物以及致密岩石中的气
天然气按来源可分为与油相关的气
包括油田伴生气和气藏气等
与煤伴生的气例如煤层气
与微生物作用有关的气即沼气
与地幔挥发性物质有关的气即深源气
以及与地球形成有关的化合气
例如固态水合物
若按照矿藏特点分类
天然气可分为气井气
凝析气和油田气
气井气的甲烷含量高
凝析气除含有甲烷和乙烷外
还含有一定量的丙烷
丁烷及C5+以上的烃类
而油田气是在油藏中
与原油呈相平衡的气体
包括游离气和溶解在原油中的溶解气
一般富含丁烷以上的组分
天然气还可按经济价值分类
分为常规天然气和非常规天然气
常规天然气是指按照
目前的科学技术和经济条件
可以进行工业开采的天然气
包括油田伴生气
气井气和凝析气
气井气和凝析气
非常规天然气主要有煤层气
页岩气和天然气水合物
此外天然气还可按照状态来分类
分为标准天然气
压缩天然气以及液化天然气
标准天然气是指在标况下的天然气
当把标准天然气压缩至20MPa
体积缩小到1/240时
就变为压缩天然气但仍呈气态
当把天然气冷却到-162摄氏度后
天然气由气态变成液体
这时即为液化天然气
液化天然气属于一种低温液体
其体积缩小到同量气体的1/625
而重量仅为同体积水的45%左右
方便运输和储存
下面我们来了解天然气的储存
生产和消费状况
数据显示截至2018年底
世界各国中俄罗斯的天然气探明储量最多
达38.9万亿立方米
占世界总量的19.8%
天然气探明储量较多的国家还有伊朗
卡塔尔 土库曼斯坦 美国等
我国天然气探明储量6.1万亿立方米
世界排名第七
从天然气资源的地区分布来看
中东天然气资源最多
占比高达38.4%
其次为独联体国家
天然气探明储量占世界总量的31.9%
亚太地区次之
欧洲的天然气资源量最少
仅占世界总量的2.0%左右
从天然气生产状况来看
2018年全年
世界天然气总产量为38679亿立方米
世界天然气总产量为38679亿立方米
世界各国中美国的天然气产量最大
达8318亿立方米
占世界生产总量的21.5%
天然气生产总量较多的国家还有
俄罗斯 伊朗 加拿大和卡塔尔等
我国2018年全年天然气生产总量
为1615亿立方米 世界排名第六
从2018年全年天然气生产
的地区分布来看
北美天然气产量最大
其次为独联体国家
中东地区次之
中南美天然气生产最少
我们再来关注一下天然气的消费情况
2018年全年世界天然气
总消费量为38489亿立方米
略低于天然气生产量
以目前探明储量为基数
天然气资源仅可供人类使用51年
世界各国中仍然是美国的天然气消费量最大
达8171亿立方米
占世界消费总量的21.2%
俄罗斯天然气消费量位居世界第二
我国2018年全年
天然气消费总量达2830亿立方米
天然气消费总量达2830亿立方米
位列世界第三
由此可知我国天然气的进口依赖度在40%以上
天然气消费较多的国家还有伊朗 加拿大 日本
沙特阿拉伯等
都在1000亿立方米以上
从2018年全年天然气消费的地区分布来看
北美天然气消费最大
其次为亚太地区国家
独联体地区和中东地区国家次之
非洲国家的天然气消费量最少
好本节内容到此结束
谢谢大家聆听
-第一节 课程概述
--课程概述
-第二节 课程基本知识
--课程基本知识
-第一节 煤炭概述
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-第二节 煤炭直接液化
--煤炭直接液化
-第三节 煤炭间接液化-煤炭气化
-第四节 煤炭间接液化-合成气制油品
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-第二节 天然气分离与净化
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-第二节 锂离子电池的正极材料
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-第三节 氢气的制取
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-第四节 氢气的运输和储存
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--超级电容器的分类
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-第三节 二氧化碳捕集方法
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-第四节 二氧化碳利用与封存技术
