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天然气属于什么能源

  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,主要存在于油田气、气田气、煤层气、泥火山气和生物生成气中。天然气又可分为伴生气和非伴生气两种。伴随原油共生,与原油同时被采出的油田气叫伴生气;非伴生气包括纯气田天然气和凝析气田天然气两种,在地层中都以气态存在。凝析气田天然气从地层流出井口后,随着压力和温度的下降,分离为气液两相,气相是凝析气田天然气,液相是凝析液,叫凝析油。与煤炭、石油等能源相比,天然气在燃烧过程中产生的能影响人类呼吸系统健康的物质极少,产生的二氧化碳仅为煤的40%左右,产生的二氧化硫也很少。天然气燃烧后无废渣、废水产生,具有使用安全、热值高、洁净等优势。

  天然气简介

  天然气是一种多组分的混合气体,主要成分是烷烃,其中甲烷占绝大多数,另有少量的乙烷、丙烷和丁烷,此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气,以及微量的惰性气体,如氦和氩等。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。

  天然气系古生物遗骸长期沉积地下,经慢慢转化及变质裂解而产生之气态碳氢化合物,具可燃性,多在油田开采原油时伴随而出。

  天然气蕴藏在地下多孔隙岩层中,主要成分为甲烷,比重0.65,比空气轻,具有无色、无味、无毒之特性。天然气公司皆遵照政府规定添加臭剂(四氢噻吩),以资用户嗅辨。

  若天然气在空气中浓度为5%~15%的范围内,遇明火即可发生爆炸,这个浓度范围即为天然气的爆炸极限。爆炸在瞬间产生高压、高温,其破坏力和危险性都是很大的。

  依天然气蕴藏状态,又分为构造性天然气、水溶性天然气、煤矿天然气等三种。而构造性天然气又可分为伴随原油出产的湿性天然气、不含液体成份的干性天然气。

  天然气主要用途

  1、天然气发电,具有缓解能源紧缺、降低燃煤发电比例,减少环境污染的有效途径,且从经济效益看,天然气发电的单位装机容量所需投资少,建设工期短,上网电价较低,具有较强的竞争。

  2、天然气化工工业,天然气是制造氮肥的最佳原料,具有投资少、成本低、污染少等特点。天然气占氮肥生产原料的比重,世界平均为80%左右。

  3、城市燃气事业,特别是居民生活用燃料。随着人民生活水平的提高及环保意识的增强,大部分城市对天然气的需求明显增加。天然气作为民用燃料的经济效益也大于工业燃料。

  4、压缩天然气汽车,以天然气代替汽车用油,具有价格低、污染少、安全等优点。

  目前人们的环保意识提高,世界需求干净能源的呼声高涨,各国政府也透过立法程序来传达这种趋势,天然气曾被视为最干净的能源之一,再加上1990年中东的波斯湾危机,加深美国及主要石油消耗国家研发替代能源的决心,因此,在还未发现真正的替代能源前,天然气需求量自然会增加。

  天然气的成因

  天然气与石油生成过程既有联系又有区别:石油主要形成于深成作用阶段,由催化裂解作用引起,而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;与石油的生成相比,无论是原始物质还是生成环境,天然气的生成都更广泛、更迅速、更容易,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。因此天然气的成因是多种多样的。归纳起来,天然气的成因可分为生物成因气、油型气和煤型气。近年来无机成因气尤其是非烃气受到高度重视,这里一并简要介绍,最后还了解各种成因气的判别方法。

  一、生物成因气

  1、概念

  生物成因气—指成岩作用(阶段)早期,在浅层生物化学作用带内,沉积有机质经微生物的群体发酵和合成作用形成的天然气。其中有时混有早期低温降解形成的气体。生物成因气出现在埋藏浅、时代新和演化程度低的岩层中,以含甲烷气为主。

  2、形成条件

  生物成因气形成的前提条件是更加丰富的有机质和强还原环境。

  最有利于生气的有机母质是草本腐植型—腐泥腐植型,这些有机质多分布于陆源物质供应丰富的三角洲和沼泽湖滨带,通常含陆源有机质的砂泥岩系列最有利。硫酸岩层中难以形成大量生物成因气的原因,是因为硫酸对产甲烷菌有明显的抵制作用,H2优先还原SO42-→S2-形成金属硫化物或H2S等,因此CO2不能被H2还原为CH4。

  甲烷菌的生长需要合适的地化环境,首先是足够强的还原条件,一般Eh<-300mV为宜(即地层水中的氧和SO42-依次全部被还原以后,才会大量繁殖);其次对pH值要求以靠近中性为宜,一般6.0~8.0,最佳值7.2~7.6;再者,甲烷菌生长温度O~75℃,最佳值37~42℃。没有这些外部条件,甲烷菌就不能大量繁殖,也就不能形成大量甲烷气。

  3、化学组成

  生物成因气的化学组成几乎全是甲烷,其含量一般>98%,高的可达99%以上,重烃含量很少,一般<1%,其余是少量的N2和CO2。因此生物成因气的干燥系数(Cl/∑C2+)一般在数百~数千以上,为典型的干气,甲烷的δ13C1值一般-85~-55‰,最低可达-100‰。世界上许多国家与地区都发现了生物成因气藏,如在西西伯利亚683-1300米白垩系地层中,发现了可采储量达10.5万亿m3的气藏。我国柴达木盆地(有些单井日产达1百多万方)和上海地区(长江三角洲)也发现了这类气藏。

  这些就是天然气属于什么能源的内容。