天然氣的綜合利用

天然氣的綜合利用-PAGE44-目錄前言…………2第一章緒論…………………3第一節(jié)天然氣的儲量與產(chǎn)量第二節(jié)天然氣的伴生產(chǎn)品第二章天然氣的特性………6第一節(jié)天然氣的物理性質(zhì)第二節(jié)天然氣的熱力性質(zhì)第三章天然氣作為工農(nóng)業(yè)燃料…………..13第一節(jié)天然氣發(fā)電第二節(jié)液化天然氣（LNG）的工業(yè)用途第三節(jié)天然氣用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)第四章天然氣制合成氨、甲醇、乙炔……29第一節(jié)天然氣合成氨第二節(jié)甲醇及其衍生產(chǎn)品第三節(jié)乙炔及其下游產(chǎn)品第五章城市天然氣民用…….34第一節(jié)城市燃?xì)猬F(xiàn)狀第二節(jié)城市天然氣應(yīng)用及規(guī)劃第三節(jié)城市天然氣在市民日常生活中的應(yīng)用第六章天然氣其他狀態(tài)的應(yīng)用……………37第一節(jié)天然氣凝液第二節(jié)壓縮天然氣第三節(jié)天然氣伴生產(chǎn)品—二氧化碳的利用前言煤、石油和天然氣是當(dāng)今世界一次能源的三大支柱。而某些能源消費(fèi)大國的天然氣消費(fèi)已超過煤而成為第二大能源。美國、加拿大、德同、意大利、英國、俄羅斯、烏克蘭、日本為天然氣消費(fèi)大國，年均消費(fèi)量都在400億立方米以上，其中美國和俄羅斯位居榜首．其消費(fèi)量約占總量的60％以上．天然氣作為一種高效、優(yōu)質(zhì)、清潔能源，其用途越來越廣，需求量不斷增加。進(jìn)入20世紀(jì)90年代后．天然氣開發(fā)利用在世界能源結(jié)構(gòu)中穩(wěn)中有升，目前平均比重為23％左右。全世界天然氣產(chǎn)量l995年為2.75萬億立方米，年均遞增3．2％；而同時(shí)期世界石油產(chǎn)量卻一直徘徊在34億噸左右。據(jù)預(yù)測在世界一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，石油所占的比例將由1994年的40％逐漸降低到2010年的36.2％，而天然氣將由21．1％提高到24％；煤炭可再生能源利其他能源將由38．8％增加到39．8％。由于我國天然氣資源勘探已取得了重大成果，因此21世紀(jì)將會大力發(fā)展天然氣市場和天然氣的綜合利用。天然氣的利用可分為兩類，即能源和原料。可形成發(fā)電、化工原料、工業(yè)燃料、民用燃?xì)?。由于天然氣的清潔能源特點(diǎn)，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)酗@著的增加。天然氣做原料大規(guī)模生產(chǎn)合成氨、甲醇天然氣制合成氨、甲醇是國際公認(rèn)的建設(shè)投資少、生產(chǎn)成本低、最具競爭力的原料路線。目前，世界各地區(qū)合成氨的原料使用中，天然氣所占的比例高達(dá)70．7％。全球甲醇年產(chǎn)量已超過2000萬噸，采用天然氣原料路線的甲醇裝置能力占甲醇總能力的80％以上，其他原料始終無法與之競爭。甲醇作為大宗化學(xué)產(chǎn)品，其產(chǎn)量位居大宗摹本有機(jī)化工產(chǎn)品的第四忙，僅次于乙烯、而烯和苯。甲醇作為一碳化學(xué)的母體．足一種重要的基本化工原料，主要用于牛產(chǎn)甲醛、MTBE和醋酸等產(chǎn)品，再經(jīng)探加工可衍生多種產(chǎn)品。天然氣發(fā)電隨著天然氣燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)發(fā)電裝置單機(jī)容量的不斷擴(kuò)大，天然氣發(fā)電在發(fā)展中國家將有廣闊的發(fā)展前景。天然氣發(fā)電與其他火電相比，具有明顯的特點(diǎn)：對環(huán)境的污染小，天然氣由于經(jīng)過了凈化處理，含硫量極低，每億度電排放的S02儀是普通燃煤電廠的千分之一；熱效率高，普通燃煤電廠熱效率高限為40％，而天然氣燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)電廠的熱效率目前已達(dá)56％，這主要是聯(lián)合循環(huán)將燃?xì)馔钙脚c蒸汽透平進(jìn)行了．有機(jī)結(jié)合．從而提高r燃料蘊(yùn)蓄的化學(xué)能與機(jī)械功之間的轉(zhuǎn)換效率；燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)電廠開停車方便、調(diào)峰性能好。天然氣做工業(yè)燃料主要用于鍋爐燃料、金屬冶煉、瓷磚類建材燒制等。天然氣代替煤制氣、油類等用于冶金和瓷磚時(shí)可提高產(chǎn)品質(zhì)量，更大的優(yōu)點(diǎn)是改善了環(huán)境，降低了污染。下面我將通過六章內(nèi)容來介紹天然氣的綜合利用。第一章緒論第一節(jié)天然氣的儲量與產(chǎn)量1.1天然氣儲量及地理分布截止2006年底世界天然氣剩余探明儲量為179.

83萬億立方米,比2004年增長0.

5%。按當(dāng)前開采水平,世界天然氣剩余儲量可供開采年限為65.

1年。世界天然氣主要集中在俄羅斯和中東地區(qū)。按地區(qū)來說,中東是世界上最豐富的地區(qū),儲量為74.

1萬億立方米,占世界的40.

1%。從國度來看,俄羅斯天然氣儲量47.

82萬億立方米,占世界儲量的26.

6%

,位居世界第一。伊朗目前天然氣儲量為26.

74萬億立方米,占世界天然氣儲量的14.

9%

,居第二位?？ㄋ柕奶烊粴鈨α繛?5.

78萬億立方米,占世界儲量的14.

3%

,排名第三。以上三國占世界天然氣總儲量的55.

8%。其次是沙特、阿聯(lián)酋、美國、尼日利亞和阿爾及利亞,它們的儲量分別為6.

90萬億立方米、6.

04萬億立方米、5.

45萬億立方米、5.

23萬億立方米和4.

58萬億立方米。

一、

天然氣產(chǎn)量情況世界天然氣生產(chǎn)量基本上保持增長的態(tài)勢,增長較為平穩(wěn),近十年的平均增幅穩(wěn)定在2.

39%左右,

2005年的產(chǎn)量達(dá)到27630億立方米,同比增長2.

19%。歐洲和歐亞大陸產(chǎn)量為1027億立方米,同比增長0.

8%。北美地區(qū)產(chǎn)量717億立方米,同比下降1%。亞太地區(qū)產(chǎn)量348億立方米,同比增長8.

4%。中東地區(qū)產(chǎn)量283億立方米,同比增長4.

6%。非洲產(chǎn)量158億立方米,同比增長13.

3%

,增幅最大。中南美洲產(chǎn)量131億立方米,同比增長4.

8%。近20年來天然氣探明儲量大幅增長，新增儲量品質(zhì)有較大改善。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止到1988年底中國天然氣累計(jì)探明儲量40462.828×105m3，為近期天然氣工業(yè)快速發(fā)展奠定基礎(chǔ)。其中，氣層氣儲量為19430.27×105m3,溶解氣儲量為9933.35×105m3，凝析油儲量（凝析油1t折算1000m3天然氣）1077.2×105m3，其分別占全國天然氣探明儲量的53.78﹪、32.68﹪、3.54﹪?？傮w上說，中國歷年天然氣產(chǎn)量相當(dāng)?shù)停?998年產(chǎn)量為218.7×108m3，僅為世界天然氣產(chǎn)量的1.0﹪左右（據(jù)美國《油氣雜志》1998年年終號資料）其中，氣層氣產(chǎn)量為154.8×108m3，有近90.0﹪的氣層氣產(chǎn)量集中分布于四川、渤海灣及鶯-瓊?cè)笈璧?；溶解氣產(chǎn)量為66.77×108m3，有近65.0﹪的溶解氣產(chǎn)量來自東部老油區(qū)。二、天然氣儲量的迅速增加主要依賴于一批大中型氣田的探明。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，1991～1996年氣層氣儲量的增加主要靠新氣田，特別是大、中型氣田。與之相比，新塊和新層只占次要的地位。新氣田特別是大、中型氣田的儲量品質(zhì)一般較好。從區(qū)域差異上看，新增加的大、中型氣田全部分布于中部區(qū)、西部區(qū)和海域。從盆地看主要分布在四川、鄂爾多斯、塔里木等地內(nèi)。這些新氣田將是今后增儲的重點(diǎn)。根據(jù)中國石油塔里木油田2010年7月7日公布的數(shù)據(jù),這個(gè)中國最大的天然氣產(chǎn)區(qū)2009年發(fā)現(xiàn)油氣三級儲量達(dá)4.97億噸,創(chuàng)下歷史新高。事實(shí)上,塔里木油田已連續(xù)4年三級油氣儲量超過4億噸,儲量進(jìn)入增長高峰期。2009年,塔里木油田生產(chǎn)原油554萬噸、天然氣181億立方米,油氣當(dāng)量保持2000萬噸以上水平,天然氣產(chǎn)量占中國天然氣總產(chǎn)量的1/4,比上年增長7億立方米。1.2近期，中國天然氣產(chǎn)量迅速增長自上世紀(jì)90年代以來，陸上形成的三個(gè)新氣區(qū)：塔里木盆地、鄂爾多斯盆地、及柴達(dá)木盆地。近海形成兩大氣區(qū)：鶯歌海-瓊東南盆地、東海盆地。六大氣區(qū)可采資源量為92850×108m3，占全國可采資源量的66﹪。第二節(jié)天然氣的伴生產(chǎn)品2.1天然氣伴生凝析油定義：凝析油是油氣田生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品，它是一種含烴、苯的天然氣伴生的輕質(zhì)原油，一般可分為氣井氣凝析油和伴生氣凝析油。用途：天然氣凝析油是加工精細(xì)化工產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)原料，可生產(chǎn)化工輕油、燃料油、溶劑油、發(fā)泡劑苯等化工產(chǎn)品，產(chǎn)品附加值高，市場前景非常廣闊。對凝析油的處理：由于凝析油的存在，嚴(yán)重影響著天然氣的計(jì)量和輸送（流量計(jì)帶液，造成計(jì)量不準(zhǔn)確；壓縮機(jī)帶液，將損壞壓縮機(jī)）。因此，對天然氣凝析油必須定點(diǎn)進(jìn)行排放。天然氣合成油天然氣合成油（GTL）技術(shù)是21世紀(jì)的綠色技術(shù)。GTL工業(yè)是21世紀(jì)的朝陽工業(yè)。為了讓偏遠(yuǎn)氣田的天然氣發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益，減少油田伴生氣放空燃燒，促進(jìn)環(huán)境保護(hù)和清潔燃料的生產(chǎn)與利用，許多大公司致力于GTL的創(chuàng)新。GTL生產(chǎn)流程：第一步吧在氣田經(jīng)過分離和凈化以后的天然氣（甲烷）通過水蒸氣轉(zhuǎn)化/或部分氧化變?yōu)楹铣蓺釮2和CO，第二步合成氣通過低溫費(fèi)托合成轉(zhuǎn)化為合成油和水，第三步吧合成油通過常規(guī)的煉油過程變?yōu)槭彤a(chǎn)品。2.2GTL柴油柴油是GTL廠最重要的產(chǎn)品，其含硫量接近零，十六烷值70~80，相對密度0.78，閃點(diǎn)810C，濁點(diǎn)-120C，遠(yuǎn)優(yōu)于常規(guī)煉油廠生產(chǎn)的清潔柴油，也遠(yuǎn)優(yōu)于歐盟對超清潔柴油的規(guī)格要求。由于主要是烷烴，不含高密度的芳烴，因而密度比常規(guī)柴油低；閃點(diǎn)可以通過蒸餾控制，不影響其他關(guān)鍵性質(zhì)，是非常理想的超低硫柴油調(diào)合組分。通過調(diào)節(jié)加氫異構(gòu)化和加氫裂化的操作條件來改善低溫流動(dòng)性，完全可以使高十六烷值的烷烴滿足與發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)性能有關(guān)的濁點(diǎn)和析出點(diǎn)的要求。2.3石油腦GTL石腦油的質(zhì)量優(yōu)于石蠟基原油生產(chǎn)的石腦油，其正構(gòu)烷烴的含量約相當(dāng)于石蠟基原油石腦油的正構(gòu)烷烴和異構(gòu)烷烴的總和，環(huán)烷烴和芳烴含量遠(yuǎn)比石蠟基原油的石腦油低得多。因此，GTL石腦油不是好的汽油調(diào)和組分，也不是好的重整原料油，而是非常好的裂解原料油。它可以使乙烯收率大大提高，丙烯收率相當(dāng)，其他副產(chǎn)物的收率大大減少。GTL石腦油含硫接近零，主要是含正構(gòu)烷烴，含氫量高，是非常理想的燃料電池燃料，通過車載轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化為氫氣，可用作未來燃料電池汽車的燃料。2.4潤滑油基礎(chǔ)油GTL潤滑油基礎(chǔ)油不含硫，不含芳烴，傾點(diǎn)低，粘度低，揮發(fā)性低，粘度指數(shù)高，氧化安定性好，生物降解率高，其質(zhì)量遠(yuǎn)優(yōu)于目前煉油廠生產(chǎn)的I、II、III類基礎(chǔ)油。GTL基礎(chǔ)油價(jià)格遠(yuǎn)高于煉油廠生產(chǎn)的液化石油氣、石腦油和柴油，大約是柴油價(jià)格的四倍左右。與IV類基礎(chǔ)油相比，除傾點(diǎn)外，GTL基礎(chǔ)油的其他指標(biāo)都更好一些。第二章天然氣的特性第一節(jié)天然氣的物理性質(zhì)1.1天然氣的化學(xué)組成與分類定義：天然的可燃?xì)怏w統(tǒng)稱為天然氣；以烷烴為主的各類烴類和少量非烴類氣體所組成的氣體混合物。組成：氣態(tài)烴、硫化烴、二氧化碳、氮?dú)獾葰怏w，液烴和水以及機(jī)械雜質(zhì)。分類：按來源分類：氣田氣：富含甲烷油田氣：乙烷及乙烷以上的烴類含量高凝析氣田氣：丙、丁、戊烷礦井氣其他分類法：（每立方米）干氣與濕氣（含水量）凈氣與酸氣（含硫量）：1g/Nm3貧氣與富氣（液態(tài)100ml/Nm3）1.2天然氣的壓力、溫度、臨界值及其對比值1、天然氣的壓力定義：垂直作用于單位面積上的力；壓力為作用于單位面積上分子碰撞力的綜合單位：牛頓/米2（帕斯卡）；千克力/厘米（公斤）表示方法：表壓：被測流體的絕對壓力大于大氣壓力時(shí)壓力表測得的壓力真空度：被測流體的實(shí)際壓力小于大氣壓力時(shí)壓力表測得的壓力流體壓力=大氣壓力+表壓流體壓力=大氣壓力-真空度2、天然氣的溫度定義：表示物體冷熱程度的物理量；分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度表示方法（溫標(biāo)）：①攝氏溫標(biāo)定義：以水的正常冰點(diǎn)為00C，水的正常沸點(diǎn)定為1000C，其間均分為100等分，其單位為攝氏度②華氏溫標(biāo)定義：以水的正常冰點(diǎn)為320F，水的正常沸點(diǎn)定為2120F，其間均分為180等分，其單位為華氏度③開氏溫標(biāo)定義：以水的正常冰點(diǎn)為273.15K，水的正常沸點(diǎn)為373.15K，單位：開爾文度④換算關(guān)系：t0F=1.8×t0C+32TK=t0C+273.153、天然氣的密度和相對密度天然氣的密度定義：單位體積天然氣的質(zhì)量計(jì)算方法：p=或p=P0=相對密度定義：在相同壓力和溫度條件下天然氣的密度與空氣密度之比1.3天然氣的物理性質(zhì)1、天然氣的比重與密度

天然氣的密度定義為單位體積氣體的質(zhì)量。在標(biāo)準(zhǔn)狀況（101325Pa，15.55℃）下，天然氣中主要烴類成分的密度為0.6773Kg/m3（甲烷）-3.0454Kg/m3（戊烷）。天然氣混合物的密度一般為0.7-0.75Kg/m3，其中石油伴生氣特別是油溶氣的密度最高可達(dá)1.5Kg/m3甚至更大些。天然氣的密度隨重?zé)N含量尤其是高碳數(shù)的重?zé)N氣含量增加而增大，亦隨CO2和H2S的含量增加而增大。

天然氣的相對密度是指在相同溫度、壓力條件下天然氣密度與空氣密度的比值，或者說在相同溫度、壓力下同體積天然氣與空氣質(zhì)量之比。天然氣烴類主要成分的相對密度為0.5539（甲烷）-2.4911（戊烷），天然氣混合物一般在0.56-1.0之間，亦隨重?zé)N及CO2和H2S的含量增加而增大。

在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，天然氣的比重與密度、相對比重與相對密度在數(shù)值上完全相同。天然氣中常見組分的密度和相對密度值如下表所示。

天然氣在地下的密度隨溫度的增加而減小，隨壓力的增加而加大。但鑒于天然氣的壓縮性極強(qiáng)，在氣藏中，天然氣的體積可縮小到地表體積的1/200-1/300，壓力效應(yīng)遠(yuǎn)大于溫度效應(yīng)，因此地下天然氣的密度遠(yuǎn)大于地表溫壓下的密度，一般可達(dá)150-250Kg/m3；凝析氣的密度最大可達(dá)225-450Kg/m3。

天然氣在地下的密度隨溫度的增加而減小，隨壓力的增加而加大。但鑒于天然氣的壓縮性極強(qiáng)，在氣藏中，天然氣的體積可縮小到地表體積的1/200-1/300，壓力效應(yīng)遠(yuǎn)大于溫度效應(yīng)，因此地下天然氣的密度遠(yuǎn)大于地表溫壓下的密度，一般可達(dá)150-250Kg/m3；凝析氣的密度最大可達(dá)225-450Kg/m3。天然氣中常見組分的密度和相對密度（101325Pa，15.55℃）化合物分子式分子量密度相對密度甲烷CH416.0430.67730.5539乙烷C2H630.0701.26931.0382丙烷C3H844.0971.86141.5225丁烷C4H1058.1242.45352.0068異丁烷C4H1058.1242.45352.0068戊烷C5H1272.1513.04542.4911異戊烷C5H1272.1513.04542.4911新戊烷C5H1272.1513.04542.4911巳烷C6H1486.1783.63742.9753庚烷C7H16100.2054.22993.4596環(huán)戊烷C5H1070.1352.96042.4215環(huán)巳烷C6H1284.1623.55262.9057苯C6H678.1143.29742.6969甲苯C7H892.1413.88913.1812二氧化碳CO244.0101.85771.5195硫化氫H2S34.0761.43801.7165氮N228.0131.18221.9672第二節(jié)天然氣的熱力性質(zhì)天然氣的熱值的基本概念和范圍(1)熱值高位熱值superiorcalorificvalue：規(guī)定量的燃?xì)庠诳諝庵型耆紵龝r(shí)所釋放出的熱量。在燃燒反應(yīng)發(fā)生時(shí)，壓力為p1，溫度為t1。在燃燒過程中壓力p1保持恒定。完全燃燒后，所有燃燒產(chǎn)物的溫度降至規(guī)定的反應(yīng)溫度t1。除燃燒中生成的水在溫度t1下全部冷凝為液體外，其余所有燃燒產(chǎn)物均為氣態(tài)。低位熱值inferiorcalorificvalue：規(guī)定量的燃?xì)庠诳諝庵型耆紵龝r(shí)所釋放出的熱量。在燃燒反應(yīng)發(fā)生時(shí)，壓力為p1，溫度為t1。在燃燒過程中壓力p1保持恒定。完全燃燒后，所有燃燒產(chǎn)物的溫度降至規(guī)定的反應(yīng)溫度t1，所有的燃燒產(chǎn)物均為氣態(tài)。燃燒參比條件與計(jì)量參比條件燃?xì)鉄嶂凳苋紵磻?yīng)發(fā)生時(shí)的溫度與壓力影響，所以要求標(biāo)注燃燒參比條件。燃燒參比條件：根據(jù)燃?xì)鉄嶂档亩x，燃燒反應(yīng)發(fā)生時(shí)的溫度與壓力，影響熱值的量值。為此在標(biāo)注燃?xì)獾臒嶂禃r(shí)，需要標(biāo)明燃燒參比條件。由于燃燒參比條件中的壓力一般固定為101.325kPa，所以只需標(biāo)注燃燒參比條件中的溫度即可。燃?xì)獾捏w積受溫度壓力的影響，所以需要標(biāo)注計(jì)量用的參比條件。計(jì)量參比條件：燃?xì)馐菤怏w燃料，通常是以體積計(jì)量的。為此就要考慮溫度、壓力對體積的影響。在城市燃?xì)饨缌?xí)慣用“標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)”規(guī)定計(jì)量體積時(shí)的溫度與壓力。通常1標(biāo)準(zhǔn)立方米是指在壓力為101.325kPa，溫度為0℃時(shí)的體積。各個(gè)國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)中的壓力均為101.325kPa。但是，溫度就有差異了，甚至于在我國，不同行業(yè)規(guī)定的溫度都不一樣，并且很難統(tǒng)一。為此在標(biāo)注體積熱值時(shí)，除了標(biāo)注燃燒參比條件外，還必須標(biāo)明體積的計(jì)量的參比條件，即計(jì)量體積用的參比壓力與參比溫度。既然標(biāo)注出計(jì)量參比溫度與壓力就沒有必要再提“標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)”了。2.2爆炸極限

天然氣是一種可燃燒的氣體，當(dāng)它與空氣混合達(dá)到一定的比例時(shí)，可以發(fā)生爆炸?？赡馨l(fā)生爆炸的天然氣最低濃度稱為爆炸下限，最高濃度叫作爆炸上限。上下限之間的范圍稱為天然氣的爆炸極限。根據(jù)天然氣各組分含量不同，天然氣的爆炸極限為4%～15%。2.3黏度黏度是表示流體流動(dòng)時(shí)分子間因相對運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的阻力大小的物理量。黏度大的流體流動(dòng)困難，.黏度小的流體易于流動(dòng)，實(shí)質(zhì)上，黏度表征流體內(nèi)部有相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，相互間的摩擦力，即相互障礙運(yùn)動(dòng)的力，內(nèi)摩擦力也叫作黏滯力。流體的黏滯力可用牛頓內(nèi)摩擦定律計(jì)算。

式中F——兩層流體間的內(nèi)摩擦力，N；

η——流體的動(dòng)力黏度，Pa·s或N·s/m2；

d——兩層流體間的距離，m；

A——兩層流體間的接觸面積，m2；

v一兩層流體間的相對運(yùn)動(dòng)速度，m/s。工程上經(jīng)常使用運(yùn)動(dòng)黏度，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)黏度在計(jì)算中比較方便，它是動(dòng)力黏度與密度的比值，即

式中μ——流體的運(yùn)動(dòng)黏度，m2/s。

動(dòng)力黏度又稱為絕對黏度，運(yùn)動(dòng)黏度又稱為相對黏度。天然氣的黏度，與其組分相對分子量、組成、溫度及壓力有關(guān)。在低壓條件下，壓力變化對氣體黏度影響不明顯，溫度升高氣體黏度增大。在高壓條件下，壓力增加氣體黏度增大，在壓力不變時(shí)隨溫度升高分子運(yùn)動(dòng)速度增大，使分子間接合條件惡化，氣體黏度降低。天然氣的最主要成分是甲烷，一般情況下天然氣中甲烷含量可達(dá)95%以上，故可以用甲烷的黏度代替天然氣的黏度。第三章天然氣作為工農(nóng)業(yè)燃料21世紀(jì)以來，我國天然氣市場進(jìn)入大規(guī)模發(fā)展階段，天然氣消費(fèi)量以每年兩位數(shù)的速度增長。2009年我國生產(chǎn)天然氣830億立方米，同比增長7.7%。全國天然氣表觀消費(fèi)量為874.5億立方米，與2008年相比增長11.5%。與國內(nèi)產(chǎn)量相比，國內(nèi)天然氣供需缺口達(dá)40多億立方米。2010年我國天然氣市場消費(fèi)需求持續(xù)增長，體制改革取得明顯成效，油氣資源稅在新疆試點(diǎn)征收，天然氣定價(jià)機(jī)制改革邁出新步伐。

為了緩解國內(nèi)天然氣供應(yīng)不足，我國LNG進(jìn)口量正在不斷增加。2009年我國進(jìn)口了約350萬噸液化天然氣，相當(dāng)于2009年全國天然氣總消費(fèi)量的近6%。隨著中亞天然氣管道、西氣東輸二線西段的投產(chǎn)運(yùn)營以及我國液化天然氣項(xiàng)目的加速發(fā)展，預(yù)計(jì)未來我國天然氣進(jìn)口量將有較大幅度的增長。

隨著居民生活水平提高，對清潔能源需求增加，中國天然氣需求將繼續(xù)旺盛。未來中國將形成國產(chǎn)氣為主，進(jìn)口氣為輔的多氣源資源保障體系，國內(nèi)天然氣供應(yīng)將呈現(xiàn)西氣東輸、北氣南下、就近供應(yīng)以及海氣登陸四大格局。到2020年，我國天然氣市場需求有望達(dá)到2000億立方米，占整個(gè)能源構(gòu)成的10%。天然氣工業(yè)發(fā)展前景廣闊。第一節(jié)天然氣發(fā)電1.1發(fā)電技術(shù)概況天然氣發(fā)電的流程和使用的設(shè)備與燃煤電廠不同燃煤電廠生產(chǎn)流程是：圖1.1燃煤電廠發(fā)電流程圖天然氣發(fā)電生產(chǎn)流程為：圖1.2天然氣發(fā)電流程圖圖1.3天然氣發(fā)電工藝流程圖燃?xì)廨啓C(jī)排氣溫度可高達(dá)430℃以上，通過廢熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽既進(jìn)一步用來發(fā)電，也可用來供熱，提高了熱效率。世界上利用天然氣發(fā)電普遍采用燃?xì)狻羝?lián)合電廠(CCGT)電廠的形式。天然氣發(fā)電熱效率較高,燃煤電廠的熱效率僅為35%~38%，而燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)電廠的熱效率則高達(dá)50%~60%?，F(xiàn)有火電廠可改用天然氣做燃料。燃煤電廠改造為燃?xì)怆姀S，在環(huán)保、節(jié)省人力、運(yùn)輸及工業(yè)用水費(fèi)用等方面均有顯著效益。聯(lián)合循環(huán)發(fā)電與常規(guī)燃煤循環(huán)發(fā)電相比，其主要優(yōu)點(diǎn)有：=1\*GB3①電廠的整體循環(huán)效率高。常規(guī)燃煤電廠由于其循環(huán)及設(shè)備的限制，它的熱效率已很難有突破性的提高。依據(jù)統(tǒng)計(jì)，1998年我國6000KW以上火電機(jī)組的平均供電標(biāo)

煤耗每千瓦時(shí)為406克，折算的平均供電效率為30.3%。目前我國最大的超臨界600MW的火電機(jī)組，其供電效率約40%左右。而聯(lián)合循環(huán)發(fā)電的熱效率則遠(yuǎn)高于這一數(shù)據(jù)。埕島電廠采用的MS9001E燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組基本負(fù)荷燃用天然氣時(shí)的功率為123.4MW，熱效率為33.79%，配置余熱

鍋爐和汽輪發(fā)電機(jī)組成180MW等級的聯(lián)合循環(huán)，其熱效率為47%~49%。=2\*GB3②對環(huán)境污染極小。在各種型式的發(fā)電裝置中，聯(lián)合循環(huán)電廠的另一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是它能適應(yīng)環(huán)保要求，被稱為“清潔電廠”。因它采用油或天燃?xì)鉃槿剂?，燃燒產(chǎn)物沒灰渣，不用灰渣排放；燃燒效率高（供電效率高）能完全燃燒，由于節(jié)約燃料燃燒產(chǎn)物CO2少。當(dāng)今，我國對發(fā)電廠污染物的排放量的要求日益嚴(yán)格，常規(guī)火電為了滿足國家環(huán)保規(guī)定，采用煙氣脫硫設(shè)備，其投資約占發(fā)電廠總投資1/4~1/3，運(yùn)行費(fèi)高達(dá)每度電增加3~5分。=3\*GB3③在同等條件下，單位（比）投資較低。根據(jù)國內(nèi)建設(shè)不同容量燃煤電廠和聯(lián)合循環(huán)電廠的有代表性的實(shí)際投資綜合分析，按燃煤電廠機(jī)組的系列容量折算

，單位投資比燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)電廠貴；而且燃機(jī)目前

國內(nèi)僅能生產(chǎn)36MW級度以下的設(shè)備，若按我國目前進(jìn)口設(shè)備政策，燃?xì)鈾C(jī)組能返包10%~30%給國內(nèi)廠家生產(chǎn)，其價(jià)格將更低。=4\*GB3④調(diào)峰性能好，啟?？旖?。燃機(jī)從啟動(dòng)到帶滿負(fù)荷運(yùn)行，一般不到

20分鐘，快速啟動(dòng)時(shí)，時(shí)間可更短。若以50MW電廠為例：聯(lián)合循環(huán)電廠啟動(dòng)熱態(tài)為60分

，溫態(tài)為90分，冷態(tài)為120分鐘可帶滿負(fù)荷。而汽輪機(jī)電廠啟動(dòng)至滿負(fù)荷為：熱態(tài)90分，溫態(tài)180分，冷態(tài)為300分。因而燃機(jī)電廠是城市備用或調(diào)峰機(jī)組的最佳選擇。

=5\*GB3⑤占地少。燃機(jī)電廠由于無需煤場，輸煤系統(tǒng)，除灰渣系統(tǒng)以及除塵、脫硫、系統(tǒng)……等等，所以廠區(qū)占地面積比燃煤電廠所占廠區(qū)小得多。比同容量燃煤電廠相比，燃?xì)怆姀S占地面積只有燃煤電廠的面積30

~40%，且電廠建筑面積也只燃煤電廠的面積20%。

=6\*GB3⑥耗水量少。燃機(jī)電廠不需要大量冷卻水，可減少冷卻水的供應(yīng)，這對于干旱缺水地區(qū)建電廠尤為重要。一般比同容量燃煤電廠少得多，簡單循環(huán)只需2~10%火電廠的

用水量，聯(lián)合循環(huán)也只有火電廠的1/3左右。

=7\*GB3⑦建廠周期短，且可分段投產(chǎn)由于制造廠內(nèi)完成了最大的可能裝配且分部調(diào)試后直接集裝運(yùn)往現(xiàn)場，安裝在預(yù)制好的現(xiàn)場基礎(chǔ)上，施工安裝簡便，建廠周期短，

投產(chǎn)快。

=8\*GB3⑧運(yùn)行人員少由于燃機(jī)電廠自動(dòng)化程度高，采用先進(jìn)的集散式控制系統(tǒng)，控制人員可以大減少。一般情況占同容量燃煤電廠的人員的20~25%，就足夠了。⑨廠用電率低。燃機(jī)電廠一般廠用率不到2%，而燃煤電廠大機(jī)組用電率都在

5~6%。1.2天然氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電天然氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組自二十世紀(jì)90年代開始在我國逐步應(yīng)用與推廣，現(xiàn)已積累了一定的建設(shè)和使用經(jīng)驗(yàn)。由于天然氣聯(lián)合循環(huán)電廠的一些獨(dú)特優(yōu)勢，從環(huán)境保護(hù)、提高能源效率出發(fā)，發(fā)展天然氣聯(lián)合循環(huán)機(jī)組是合理的。與燃煤電廠相比，天然氣聯(lián)合循環(huán)電廠具有投資少、對環(huán)境污染小、整體循環(huán)效率高、調(diào)峰性能好、占地少、建設(shè)周期短、廠用電率低、耗水少、可用率高等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是對燃料要求較高，上網(wǎng)電價(jià)偏高。當(dāng)今，在世界范圍內(nèi)，燃?xì)廨啓C(jī)及其聯(lián)合循環(huán)發(fā)電的市場份額在40%~60%。1.3我國天然氣發(fā)展現(xiàn)狀1978年以來，我國發(fā)電能源以每年新增1000萬千瓦裝機(jī)容量的速度發(fā)展。1999年底，全國裝機(jī)容量近3億千瓦，其中火力發(fā)電裝機(jī)容量為2.23億千瓦，水力發(fā)電裝機(jī)容量為0.73億千瓦，核電裝機(jī)容量為0.021億千瓦。2000年底達(dá)到3.20億千瓦，預(yù)計(jì)2010年達(dá)到5.358億千瓦，2020年達(dá)到7.901億千瓦。目前在我國電力結(jié)構(gòu)中，火力發(fā)電占75.6%，水力發(fā)電占23.5%，核能發(fā)電占0.9%，還有少量是利用風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮芎秃Ｑ竽艿刃履茉醇翱稍偕茉窗l(fā)電。而在天然氣發(fā)電方面，天然氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電在中國的發(fā)展還處于發(fā)展階段。在此以前，天然氣發(fā)電主要應(yīng)用在緊靠天然氣源頭的地區(qū)以及依靠進(jìn)口液化天然氣LNG補(bǔ)充自身能源匱乏的廣東、福建地區(qū)，發(fā)電容量小，投資規(guī)模不大，而且也沒有形成一定的商業(yè)運(yùn)做模式。直到2002年前后，隨著國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略和西氣東輸工程的實(shí)施，天然氣發(fā)電被提上議事日程。根據(jù)國家計(jì)委的規(guī)劃，西氣東輸120億m3中有40%用于發(fā)電。按照每m3天然氣發(fā)電5kW·h計(jì)算，每年48億m3天然氣的發(fā)電量達(dá)到240億kW·h。需要沿線配套大規(guī)模天然氣發(fā)電廠以保證能消化掉西氣東輸?shù)奶烊粴狻Ｓ钟捎?003年全國范圍的電力短缺，以及天然氣發(fā)電項(xiàng)目本身相對與傳統(tǒng)火力發(fā)電的環(huán)保優(yōu)勢和投資優(yōu)勢，天然氣發(fā)電項(xiàng)目極受各地電力公司的歡迎。僅在2002～2003年立項(xiàng)建設(shè)的天然氣電站就達(dá)29家之多，他們基本上集中在西氣東輸管線路經(jīng)的各地區(qū)，如上海市、河南、浙江和江蘇省等。這些天然氣電站將消耗西氣東輸工程40～60%左右的天然氣量。此外還有部分天然氣電站立項(xiàng)建設(shè)，以繼續(xù)利用進(jìn)口液化天然氣，它們主要分布在廣東和福建省等地。這些利用天然氣潔凈能源發(fā)電的電站基本在2005年前后投入并網(wǎng)發(fā)電。但是由于天然氣發(fā)電在運(yùn)營方式、投資規(guī)模、成本結(jié)構(gòu)以及投資利潤相對于各個(gè)因素的敏感程度與傳統(tǒng)的發(fā)電模式有很大差別，天然氣發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性特征也差別很大。在天然氣發(fā)電的市場需求風(fēng)險(xiǎn)、政策風(fēng)險(xiǎn)、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)也都顯示出極大的獨(dú)特性。2000年發(fā)電用天然氣消費(fèi)量約為20億立方米，其他燃?xì)廨啓C(jī)以輕油等為燃料且主要用于調(diào)峰。從2001年到2005年期間計(jì)劃建設(shè)新裝機(jī)容量的10%將是燃?xì)獍l(fā)電，新建能力高達(dá)800萬千瓦。預(yù)計(jì)到2010年，全國新增燃?xì)廨啓C(jī)裝機(jī)容量2700萬千瓦，發(fā)電用天然氣消費(fèi)量將成倍增長。在2002年，天然氣用于發(fā)電的比例為14％，僅占全國發(fā)電量的0.38％，預(yù)計(jì)2010年為4.8％，2020年6.7％，2030年7.3％，相應(yīng)地，天然氣發(fā)電量將從2000年的28億千瓦時(shí)增至2020年的2850億千瓦時(shí)，增幅超過100倍。中國的能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、增加清潔能源比例的戰(zhàn)略，以及關(guān)閉小型燃煤電廠的措施，將會給天然氣應(yīng)用帶來較大機(jī)遇。按十五規(guī)劃，西氣東輸天然氣的60%、廣東進(jìn)口液化天然氣的40%將用于天然氣發(fā)電。西氣東輸管線沿線的河南、江蘇、浙江、上海等省市將改建、擴(kuò)建、新建550萬千瓦的能力，年需天然氣45億立方米，主要的電廠有鄭州熱電廠、江蘇望亭電廠、江蘇戚墅堰電廠、上海閘北電廠、浙江半山電廠等。在京津地區(qū)，將在今后的若干年興建一系列總?cè)萘砍^200萬千瓦的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)供熱發(fā)電機(jī)組，以提高電網(wǎng)調(diào)峰能力，改善電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性和靈活性。配合重慶至湖北的輸氣工程，武漢地區(qū)的熱電廠也計(jì)劃將改建或擴(kuò)建燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組及蒸汽輪發(fā)電機(jī)組聯(lián)合循環(huán)。圖3.1天然氣電站裝機(jī)容量預(yù)測圖3.2天然氣電站發(fā)電量2003年3月6日，在國家發(fā)改委等部門的統(tǒng)一組織協(xié)調(diào)下，國家“十五”重點(diǎn)電力建設(shè)項(xiàng)目——燃?xì)廨啓C(jī)電站建設(shè)項(xiàng)目設(shè)備采購暨技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同簽字儀式在北京釣魚臺國賓館舉行，合同涉及9個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)電站項(xiàng)目、21臺重型燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組，裝機(jī)總?cè)萘砍^800萬KW。目前，中國在建及近期規(guī)劃建設(shè)的天然氣發(fā)電項(xiàng)目裝機(jī)總規(guī)模近1800萬千瓦，其中華東的西氣東輸及近海天然氣發(fā)電項(xiàng)目規(guī)模約1050萬千瓦，福建LNG發(fā)電項(xiàng)目規(guī)模360萬千瓦，廣東LNG發(fā)電項(xiàng)目規(guī)模385萬千瓦。到2020年全國天然氣發(fā)電裝機(jī)規(guī)模約6000萬千瓦。廣東是我國應(yīng)用LNG發(fā)電最早的地區(qū)。改革開放以來，廣東經(jīng)濟(jì)高速增長，電力裝機(jī)容量的增長速度保持在年均7%~8%的水平，不及當(dāng)?shù)貒窠?jīng)濟(jì)增長的速度。根據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，截止2004年4月底，廣東省裝機(jī)容量4000萬kw，在今后幾年電力負(fù)荷每年將以500萬kw的速度增長，新增電力負(fù)荷大于新增裝機(jī)容量，已成為制約當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。另外，廣東省的煙煤污染日益嚴(yán)重，成為我國酸雨最頻繁最集中的地區(qū)之一。廣東省除陽江、茂名、河源、梅州等八個(gè)縣市外，其余均被列入了酸雨控制區(qū)。環(huán)境的惡化直接影響到廣東省的可持續(xù)發(fā)展，消減以SO2為主的酸性氣體排放已刻不容緩火電廠為SO2較大的排放源，其中，地方小火電廠和柴油機(jī)發(fā)電廠SO2排放尤為嚴(yán)重。為此，國家決定在廣東建設(shè)我國第一個(gè)液化天然氣的試點(diǎn)項(xiàng)目，該項(xiàng)目擬選擇東南亞、大洋洲和中東地區(qū)的氣源國作為LNG的供應(yīng)方。一期工程規(guī)模為300萬T，接收站設(shè)在深圳大鵬鎮(zhèn)秤頭角，通過輸氣管線，向惠州和深圳前灣兩個(gè)新建LNG電廠以及深圳南山、美視和月亮灣等燃油改燃?xì)獾娜細(xì)廨啓C(jī)電廠、香港電燈公司新建燃?xì)廨啓C(jī)電廠和中華煤氣有限公司等提供天然氣。2004年4月30日該項(xiàng)目簽約，英國石油公司作為外商合作伙伴，澳大利亞為資源供應(yīng)方，中國海洋石油總公司參股海外氣田開發(fā)，總投資295億元人民幣。2006年投產(chǎn)。二期工程新增進(jìn)口LNG200萬噸/年，并每年引入南海天然氣25億立方米，實(shí)現(xiàn)近海天然氣和進(jìn)口LNG兩種資源互補(bǔ)。同時(shí)，輸氣管線也將有深圳、廣州、東莞、佛山延伸至珠三角的江門、中山、珠海等地，計(jì)劃2008年投產(chǎn)。目前，福建、青島、上海、浙江等地也在規(guī)劃或建設(shè)從國外進(jìn)口LNG接收站，用于發(fā)電、石油化工、工業(yè)和民用燃?xì)獾?。中國天然氣發(fā)展正處于初期階段，天然氣發(fā)電對大型管道天然氣項(xiàng)目和LNG項(xiàng)目有著重要的支撐作用。中國廣東的LNG項(xiàng)目其發(fā)電用氣量超過了50%，福建則更高達(dá)80%以上。但是，在中國目前能源價(jià)格狀況下，燃?xì)怆姀S的低投資成本和高效率的優(yōu)勢并沒有抵消煤炭對天然氣的價(jià)格優(yōu)勢，聯(lián)合循環(huán)燃?xì)獍l(fā)電相對燃煤發(fā)電缺乏競爭力。燃?xì)怆姀S一方面要根據(jù)電力體制改革方案，參與電力市場竟價(jià)上網(wǎng)，另一方面又要按國際慣例履行購氣照付不議合同。第二節(jié)液化天然氣（LNG）的工業(yè)用途近年來，中國LNG項(xiàng)目發(fā)展之快前所未有，需求也迅猛增長。2009年我國生產(chǎn)天然氣830億立方米，與上年相比增長7.7%。石化工業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)顯示，2009年我國天然氣表觀消費(fèi)量為874.5億立方米，同比增長11.5%。與國內(nèi)產(chǎn)量相比，國內(nèi)天然氣供需缺口達(dá)40多億立方米。預(yù)計(jì)，2010年中國天然氣需求將達(dá)1100億立方米，而國內(nèi)生產(chǎn)能力所能提供的只有900億立方米。2009年，中國進(jìn)口液化天然氣553.2萬噸，增長65.8%，占當(dāng)年中國液化氣進(jìn)口總量的57.1%，比重較2008年提高了1個(gè)百分點(diǎn)。預(yù)計(jì)2010年中國將進(jìn)口天然氣逾100億立方米，其中包括約600萬噸液化天然氣。預(yù)計(jì)2015年中國LNG進(jìn)口將超過2000萬噸，2020年還會成倍增長。大力發(fā)展LNG，減少對石油的依賴，是中國政府的一項(xiàng)重要舉措，預(yù)計(jì)不久的將來，天然氣將成為我國在煤和石油之后的第三大能源。2.1液化天然氣的車用液化天然氣汽車(LNGV)是以液化天然氣(LNG)為燃料的新一代天然氣汽車，代表著天然氣汽車的發(fā)展方向。中原油田利用自身天然氣資源的優(yōu)勢，成功地開發(fā)了一套車用液化天然氣(LNG)的生產(chǎn)工藝，并對LNGV應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行了深入的探索。在，隨著汽車擁有量的日益增加，汽油需求也越來越大，石油儲量卻越來越少，造成能源危機(jī)越來越嚴(yán)重。人們在尋求新能源、新技術(shù)來改變危機(jī)。因此人們研制出燃?xì)馄?、太陽能汽車、燃?xì)潆姵仄嚨鹊?。燃?xì)馄囍饕且蕴烊粴鉃槿剂?，供汽車行駛使用，其關(guān)鍵技術(shù)是燃?xì)獾臄y帶問題。目前開發(fā)比較成功的是壓縮天然氣汽車，即將天然氣壓縮20倍左右，裝進(jìn)一個(gè)儲氣罐里，安裝在車的后備箱里，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)前再增加相應(yīng)的燃?xì)庠O(shè)備，這樣一輛燃?xì)馄嚲透难b成功啦。每輛汽車改裝費(fèi)大概需要3000-5000元。但由于其行駛距離有限，最多只能行駛100公里，并且加氣站的建設(shè)要受天然氣管道的限制，不能象加油站那樣很方便建站，因此目前改裝的燃?xì)廛囍饕浅鞘欣锏某鲎廛?、公交車，還無法大規(guī)模的推廣應(yīng)用。太陽能汽車和燃?xì)潆姵仄嚀?jù)報(bào)道現(xiàn)在已有樣車制造出來，車速和行程里數(shù)據(jù)說還不錯(cuò)，但估計(jì)是汽車成本過高，難以批量生產(chǎn)，或者還有什么技術(shù)障礙，總之始終沒見推出其產(chǎn)品。2.2液化天然氣在培育和發(fā)展下游天然氣市場中的應(yīng)天然氣是二十一世紀(jì)的主要能源。我國在上世紀(jì)末，以陜氣進(jìn)京為代表，拉開了城市大規(guī)模利用天然氣的序幕。“西氣東輸”、近海天然氣的利用、“俄氣南供”和進(jìn)口LNG等項(xiàng)目的規(guī)劃實(shí)施，將開始根本改變我國城市燃?xì)獍l(fā)展的面貌，標(biāo)志著我國進(jìn)入了天然氣時(shí)代。

為此，國家制定了燃?xì)庑袠I(yè)“十五”發(fā)展目標(biāo)，擴(kuò)大天然氣和液化石油氣的使用范圍，優(yōu)化城市的能源結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展天然氣市場。然而，由于種種原因，我國的天然氣管道還不發(fā)達(dá)，不可能在近期覆蓋所有城市，而以非管輸技術(shù)方式存在的LNG無疑能發(fā)揮巨大的作用。

一、天然氣經(jīng)預(yù)處理、脫除重質(zhì)烴、硫化物、CO2，水等雜質(zhì)后，在常壓下深冷到-162℃液化即成LNG，這是天然氣以液態(tài)存在的形式，其體積僅為氣態(tài)時(shí)的1/600。由于LNG體積小，適合于用船遠(yuǎn)洋運(yùn)輸和貿(mào)易，LNG運(yùn)輸成為天然氣除用管道外另一種重要運(yùn)輸方式，為城市天然氣化提供了新的手段和方法。

LNG在下游城市中的應(yīng)用主要有四種方式：長期或永久性氣源；過渡性氣源；備用和調(diào)峰氣源；小區(qū)瓶組供氣氣源。

LNG氣源選擇可根據(jù)城市地理位置和天然氣用量、運(yùn)輸成本等確定。近期有中原油田生產(chǎn)的LNG和新疆廣匯集團(tuán)生產(chǎn)的LNG，中期廣東、福建的進(jìn)口LNG等多途徑氣源選擇。隨著我國LNG資源的增加，遠(yuǎn)期的LNG氣源的選擇余地將更多。

二、天然氣下游市場的培育

下游市場的培育包括兩個(gè)方面，一是天然氣管網(wǎng)的建設(shè)，二是天然氣用戶的開發(fā)。兩方面應(yīng)互相協(xié)調(diào)，同步發(fā)展。

1、城市天然氣管網(wǎng)的建設(shè)

城市天然氣管網(wǎng)的建設(shè)是天然氣下游市場形成的必要條件。管網(wǎng)的建設(shè)是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，管網(wǎng)管位、管徑、管材的選擇和確定必須結(jié)合城市道路建設(shè)、今后發(fā)展及氣源規(guī)劃，充分考慮技術(shù)及經(jīng)濟(jì)的可行性，按照城市制定的天然氣發(fā)展規(guī)劃要求進(jìn)行管道建設(shè)，保證城市天然氣發(fā)展的有序建設(shè)和穩(wěn)定安全供氣。

2、LNG用于居民

由于目前我國LNG資源的相對緊缺以及LNG極強(qiáng)的調(diào)峰性能，優(yōu)先滿足居民住宅用氣被稱作其最有價(jià)值的用途。居民用戶是天然氣傳統(tǒng)的、穩(wěn)定的用戶，是最能體現(xiàn)天然氣利用優(yōu)勢的市場，也是最適合應(yīng)用LNG進(jìn)行發(fā)展和培育的用戶對象。居民用氣量小、點(diǎn)多面廣，有利于城市天然氣管網(wǎng)形成。

居民用氣量與城市規(guī)模、經(jīng)濟(jì)水平、地理位置有很大關(guān)系。通常說來，家庭平均每天用氣量約為0.5～0.8m3。隨著城市家庭生活水平的提高，人均天然氣消費(fèi)量將會增多，住宅用戶將成為我國天然氣一個(gè)廣闊的、穩(wěn)定的消費(fèi)市場。

3、LNG用于商業(yè)

天然氣十分適合用在人口稠密的商業(yè)部門領(lǐng)域。傳統(tǒng)上天然氣用來做為食堂、醫(yī)院、學(xué)校、賓館、飲食業(yè)和公共服務(wù)等部門的燃料。近年天然氣制冷技術(shù)的進(jìn)步，使吸收式制冷空調(diào)的應(yīng)用得到迅速推廣。近期天然氣熱電冷聯(lián)供技術(shù)的發(fā)展，使能源利用率大大加強(qiáng)，進(jìn)一步體現(xiàn)了天然氣作為清潔環(huán)保能源的巨大優(yōu)勢，拓寬了天然氣的應(yīng)用領(lǐng)域。據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國天然氣商業(yè)消費(fèi)量的比例基本穩(wěn)定在12%，而我國商業(yè)部門的天然氣消費(fèi)量僅占總消費(fèi)量的0.8%，該領(lǐng)域天然氣市場還有待發(fā)展和開拓。

4、LNG用于工業(yè)

工業(yè)用戶一般能耗較大，與煤和燃油比較，使用天然氣不必建設(shè)燃料儲存場所和設(shè)備，無須備運(yùn)操作，使用燃料前的管理簡單，燃燒設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，因此可節(jié)省占地、投資和操作費(fèi)用。

鍋爐是工業(yè)中量大的耗能設(shè)備，我國燃煤鍋爐效率約50~60%，而燃燒天然氣的鍋爐效率可達(dá)80～90%。

陶瓷工業(yè)，如生產(chǎn)釉面磚的窯爐使用天然氣作燃料后，不會產(chǎn)生炭黑、顆粒、氣泡、麻點(diǎn)等缺陷，窯爐內(nèi)溫度均勻，產(chǎn)品變形小，能夠生產(chǎn)高檔次的釉面磚。LNG在氣態(tài)天然氣的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了更深層次的凈化處理，去除了雜質(zhì)，比天然氣更為潔凈。陶瓷工業(yè)利用LNG的優(yōu)勢十分明顯，且能源消耗極大，具有巨大的市場，這也是我公司重點(diǎn)考慮的工業(yè)用戶對象。

從目前的經(jīng)濟(jì)分析測算，LNG可以有效經(jīng)濟(jì)地替代柴油、LPG等燃料。

LNG運(yùn)用于陶瓷工業(yè)實(shí)例：

1、通達(dá)公司因此在廣東潮州成立了分公司，并緊密跟蹤廣東河源、江西景德鎮(zhèn)的陶瓷市場，力求在LNG的下游市場發(fā)展中有更新的突破。

2、我國第一個(gè)LNG氣化站——山東淄博的LNG氣化站正是以淄博大量的陶瓷工業(yè)用戶為主要供氣對象而建。

3、新疆廣匯集團(tuán)和福建安然公司面對福建省的德化、磁灶大量的陶瓷工業(yè)用戶，正在進(jìn)行LNG項(xiàng)目的投資建設(shè)。

LNG的其它用途

LNG用于發(fā)電的量都比較大，而且對氣源供應(yīng)的要求很高，不能停氣。在我國現(xiàn)有LNG氣源量的情況下，還不能大力發(fā)展。僅當(dāng)天然氣長輸管線或者大型LNG接收站建成之后，才能用于發(fā)電。但隨著我國LNG資源量的增加及渠道的拓寬，可進(jìn)行先期規(guī)劃和建設(shè)。

LNG汽車的發(fā)展較CNG、LPG汽車緩慢。目前LNG汽車最多的國家為美國和俄羅斯，美國約有1500輛正在運(yùn)行。LNG加氣站有兩種類型，一種LNG加氣站，站內(nèi)有LNG儲罐，直接給汽車儲罐加注LNG，如美國休斯敦城市運(yùn)輸局LNG加氣站；另一種是LNG-CNG加氣站，如美國休斯敦學(xué)校校車LNG-CNG加氣站，將LNG在高壓下（27.6MPa）氣化，成為CNG，再進(jìn)入CNG儲罐。LNG汽車現(xiàn)主要是中型運(yùn)輸車或大型公交車，對鋼瓶的保冷性能要求很高，要大量發(fā)展，還有一定時(shí)間。

因此，人們又在研制怎樣利用液化天然氣，即將天然氣降低到-162℃、液體狀態(tài)。其體積就會縮小625倍，這樣天然氣的大型運(yùn)輸問題就解決了。其技術(shù)原理是這樣的，用一個(gè)雙層的保溫罐，中間填充保溫材料并抽成真空，內(nèi)層鍍上水銀，經(jīng)過多級保溫處理，基本能保持其-162℃的溫度。這樣的儲氣罐內(nèi)壓力很小，運(yùn)輸也很安全。事實(shí)上絕熱層并不能完全杜絕熱交流，每天還會有2%左右的液化氣升華，實(shí)際操作中是把這部分氣體通過排氣閥排到大氣中，因?yàn)橐夯烊粴膺\(yùn)輸多是在曠野或者大海上，不會有什么危險(xiǎn)，這個(gè)問題也算是基本解決了。

第三節(jié)天然氣用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)3.1我國化肥工業(yè)布局和結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀目前，我國耕地潛在肥力不足，全國土壤結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)多氮缺磷少鉀的局面。造成這一局面的原因，除了農(nóng)民的施肥習(xí)慣外，我國磷肥和鉀肥生產(chǎn)不足以滿足農(nóng)用所需，是造成我國耕地肥力不足的主要原因。目前，我國化肥市場的格局是：氮肥基本自給自足，磷肥1／3靠進(jìn)口，鉀肥則大部分需要進(jìn)口。1、2004年，全國有規(guī)模以上基礎(chǔ)化肥生產(chǎn)企業(yè)近1000家，其中，氮肥廠約500家，磷肥廠500家，鉀肥廠40家。2、年化肥生產(chǎn)能力在4000萬噸以上(按有效養(yǎng)分100%計(jì))，產(chǎn)量位居世界第一。其中，合成氨生產(chǎn)能力4000萬噸／年以上，氮肥生產(chǎn)能力在3000萬噸／年以上，尿素生產(chǎn)能力在1900萬噸／年；磷肥生產(chǎn)能力1000萬噸／年，磷酸銨生產(chǎn)能力610萬噸／年左右；鉀肥生產(chǎn)能力206萬噸／年左右，其中氯化鉀50萬噸／年左右。3、據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)，2004年，我國化肥產(chǎn)量4519萬噸(折純，下同)，凈進(jìn)口1243萬噸。進(jìn)口產(chǎn)品主要是鉀肥、磷酸二銨和三元復(fù)合肥。2004年，氮、磷、鉀肥產(chǎn)量分別為3304萬噸、1003萬噸和206萬噸，化肥總產(chǎn)量比2003年增長16%以上，其中鉀肥增長幅度最大達(dá)到52%。在化肥生產(chǎn)中，高濃度和復(fù)合肥料的品種及產(chǎn)量逐年上升。在氮肥總量中，高濃度尿素產(chǎn)量60%以上；高濃度磷肥(磷銨、重鈣、硝酸磷肥、氮磷鉀復(fù)合肥)產(chǎn)量已上升到總產(chǎn)量的45%以上。同時(shí)，我國氮磷鉀復(fù)混肥的生產(chǎn)也有了較大的發(fā)展，復(fù)合肥的生產(chǎn)能力已突破1000萬噸(實(shí)物量)；獲得復(fù)混肥生產(chǎn)許可證的企業(yè)達(dá)2500多家，生產(chǎn)能力在近10000萬噸(實(shí)物量)。各種專用肥發(fā)展也很快。4、2004年的化肥消費(fèi)量約5000萬噸以上，國產(chǎn)化肥占90%；國內(nèi)氮、磷肥的市場占有率穩(wěn)步增長，國產(chǎn)氮肥已占氮肥消費(fèi)量的90%以上(進(jìn)口的氮主要是磷復(fù)肥進(jìn)口帶進(jìn)的)，國產(chǎn)磷肥已占75%以上。由于受資源條件的限制，國產(chǎn)鉀肥僅占總消費(fèi)量的10%左右。預(yù)計(jì)今后一段時(shí)期內(nèi)，化肥消費(fèi)量還將保持增長的勢頭，但增長的速度將逐漸放慢。同時(shí)，受農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和種植結(jié)構(gòu)調(diào)整、退耕還林等措施的影響，化肥品種使用的比例發(fā)生了較大的變化，主要用于經(jīng)濟(jì)作物的高濃度的化肥，如尿素、磷酸二銨、三元復(fù)合肥的用量將增加較多，而用于大田作物的中低濃度的肥料將有所下降。3.2存在的問題1、生產(chǎn)成本偏高。我國缺乏大量廉價(jià)的天然氣資源，氮肥廠多以煤為原料，運(yùn)輸成本、能耗均高于以天然氣為原料的生產(chǎn)方式。再加上我國化肥企業(yè)社會負(fù)擔(dān)過重、管理水平相對落后，生產(chǎn)成本與國際水平的差距更大。2、我國化肥工業(yè)存在的特殊問題。一是化肥資源較緊張。國際上以天然氣為原料的氮肥占85%。而我國氮肥原料以煤為主，天然氣僅占20%，這是我國能源結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定的。雖然我國煤炭資源豐富、分布廣，但現(xiàn)在普遍采用的固定層間歇?dú)饣に嚰夹g(shù)，只能適用無煙塊煤為原料，僅有山西、貴州等地生產(chǎn)，運(yùn)距遠(yuǎn)、運(yùn)價(jià)高，造成許多企業(yè)成本高、競爭力差。我國磷礦以中低品位為主，近年來優(yōu)質(zhì)磷礦石的大量出口和礦山的無序開采，已影響到國內(nèi)磷復(fù)肥企業(yè)的原料供應(yīng)。硫磺進(jìn)口量持續(xù)上升，硫資源的價(jià)格風(fēng)險(xiǎn)較大。鉀資源難以保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要求，供需缺口大。二是化肥產(chǎn)品中氮磷鉀比例不盡合理。化肥行業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)尚不適應(yīng)農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要。農(nóng)業(yè)部門提出要求施肥的氮磷鉀比例為1：0.37：0.25。鉀肥由于資源限制，國產(chǎn)量小；氮磷比也達(dá)不到農(nóng)業(yè)部門的要求。三是化肥施用的復(fù)合化程度和科學(xué)施肥的水平低。四是企業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，產(chǎn)業(yè)集中度低，技術(shù)水平不高。3、企業(yè)的市場意識淡薄。我國的化肥企業(yè)長期實(shí)行計(jì)劃管理體制，加之產(chǎn)品供不應(yīng)求，因此，企業(yè)產(chǎn)品經(jīng)營意識、市場開發(fā)意識淡薄，產(chǎn)品單一，跟不上農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對化肥需求的變化。3.3對策與建議1、布局調(diào)整。要以中西部廉價(jià)天然氣或煤產(chǎn)地為重點(diǎn)，建設(shè)大型氮肥基地；以磷礦資源豐富的云、貴等地為重點(diǎn)建設(shè)大型磷復(fù)肥基地。2、改造原料路線，適應(yīng)國內(nèi)資源特點(diǎn)。氮肥行業(yè)的重點(diǎn)是原料路線的改造。我國氮肥行業(yè)急需解決采用成熟的粉煤氣化技術(shù)，以本地粉煤代替無煙塊煤。建議針對不同企業(yè)采用不同的技術(shù)路線。一是對年產(chǎn)20萬噸以下的中型氮肥企業(yè)，建議采用國內(nèi)技術(shù)進(jìn)行改造。二是對部分年產(chǎn)20萬噸以上合成氨企業(yè)，可考慮采用引進(jìn)技術(shù)進(jìn)行改造。同時(shí)，對于有廉價(jià)天然氣資源的地區(qū)，鼓勵(lì)采用天然氣改造現(xiàn)有裝置或建設(shè)天然氣化肥基地。第四章天然氣制合成氨、甲醇、乙炔第一節(jié)天然氣合成氨中國是世界合成氨第一生產(chǎn)大國，目前主要是搞好大型企業(yè)的節(jié)能技改，同時(shí)調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和整體布局，改變氮多磷少鉀缺的現(xiàn)象，生產(chǎn)高濃度肥料和復(fù)合肥料是今后的重點(diǎn)。合成氨生產(chǎn)規(guī)模除了向單系列大型化發(fā)展以外，撬裝式的小型生產(chǎn)裝置特別適用于油氣田早期開發(fā)或產(chǎn)量小的單氣井。

41、合成氨以天然氣為原料生產(chǎn)合成氨和尿素是最經(jīng)濟(jì)的原料路線，全球約有75﹪的化肥是以天然氣為原料生產(chǎn)的，生產(chǎn)化肥消耗的天然氣約占天然氣化工利用的90﹪。我國的化肥只有18﹪左右是以天然氣為原料生產(chǎn)的，而以煤炭、液態(tài)烴和其他氣態(tài)烴為原料生產(chǎn)的分別占67﹪、13﹪、2﹪，生產(chǎn)化肥消耗的天然氣約占天然氣化工利用的94﹪。新建合成氨裝置主要消耗項(xiàng)目數(shù)量項(xiàng)目數(shù)量燃料煤重油天然氣（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）43.20t/h2.063t/h28660m3/h水電1648.057t/h486.616kw·h/h原料價(jià)格對產(chǎn)品成本的影響價(jià)格天然氣（元/m3)渣油（元/t）水煤漿（元/t）0.50.80.96009001000100200300合成氨尿素780710110090012109601070880143010901550116092079010608701200950由表可見，當(dāng)天然氣價(jià)格不高于0.8元/m3時(shí)，以天然氣為原料的工藝路線認(rèn)具有一定會的競爭力。2、工藝簡介天然氣制取合成氨要經(jīng)過三個(gè)主要工序：第一造氣部分。這一部分包括天然氣的壓縮、脫硫、一段轉(zhuǎn)化、二段轉(zhuǎn)化、高溫變換、低溫變換。第二凈化部分。這一部分包括脫碳和甲烷化。第三合成部分。這一部分包括合成氣的壓縮和氨合成，并經(jīng)過冷凍分離出液氨。

第二節(jié)甲醇及其衍生產(chǎn)品以天然氣為原料生產(chǎn)甲醇，建設(shè)投資少、生產(chǎn)成本低，是具有競爭力的原料路線。全球甲醇年產(chǎn)量已超過2000萬噸，采用天然氣為原料路線的甲醇裝置能力占甲醇總能力的80﹪以上。在天然氣化工利用中甲醇生產(chǎn)消耗的天然氣僅次于合成氨。甲醇作為一碳化學(xué)的母體，是一種重要的基本化工原料，主要用于生產(chǎn)甲醛、MTBE和醋酸等產(chǎn)品，在經(jīng)加工可衍生多種產(chǎn)品。近年隨“空氣潔凈法”的推行，MTBE作為無鉛汽油的優(yōu)質(zhì)添加劑，其生產(chǎn)和消費(fèi)高速增長，大大刺激了甲醇工業(yè)的發(fā)展。目前世界各國越來越重視環(huán)境保護(hù)，甲醇直接作為原料代替汽油或加入汽油中摻燒，引起世界各國的普遍重視。中國甲醇生產(chǎn)近年發(fā)展迅速，但大多數(shù)廠家以煤為原料，裝置規(guī)模普遍偏小，生產(chǎn)分散，采用天然氣為原料的僅占總生產(chǎn)能力的10﹪左右。與發(fā)達(dá)國家相比，中國甲醇的產(chǎn)量和消費(fèi)水平均處于低水平，而且至今尚無大型天然氣甲醇裝置。隨著中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及環(huán)境保護(hù)意識的增強(qiáng)，醋酸和甲醛系列產(chǎn)品及甲醇其他下游產(chǎn)品的需求將不斷增加，甲醇的需求將會不斷增長。一、2009年中國甲醇市場1、1國內(nèi)甲醇成本價(jià)格倒掛，行業(yè)虧損嚴(yán)重受低價(jià)進(jìn)口甲醇影響，2009年國產(chǎn)甲醇出廠平均價(jià)格1875/t，同比下降35.6﹪。造成成本價(jià)格倒掛，雖然經(jīng)過企業(yè)減員減工資等措施應(yīng)對，國產(chǎn)甲醇成本同比下降，每噸減虧14﹪，但整個(gè)行業(yè)依然虧損嚴(yán)重，虧損總額達(dá)40億元。1、22009年國產(chǎn)甲醇供應(yīng)下降根據(jù)協(xié)會統(tǒng)計(jì)，2005～2008年，我國平均產(chǎn)量增長在26﹪，統(tǒng)計(jì)2009年國產(chǎn)甲醇企業(yè)273家，產(chǎn)量1130萬噸，同比下降12.1﹪。1、32009年甲醇消費(fèi)需求趨勢和特點(diǎn)2009年中國甲醇表觀消費(fèi)保持兩位數(shù)增長2009年我國甲醇表觀消費(fèi)1657萬噸，同比增長19.1﹪。繼續(xù)保持兩位數(shù)增長，近5年來平均增長為20.6﹪。甲醇下游產(chǎn)品，在2009年我國甲醇消費(fèi)中，其中甲醛消費(fèi)同比增長9.6﹪，占33.7﹪，是我國甲醇最大的下游產(chǎn)品；二甲醚同比增長86.3﹪，已成為我國甲醇下游第二大消費(fèi)產(chǎn)品；甲醇燃料同比增長233.3﹪；MTBE消費(fèi)同比增長178.7﹪；醋酸消費(fèi)同比增長17.3﹪。2006年2007年2008年數(shù)量（10kt）數(shù)量10kt/同比增長數(shù)量10kt/同比增長生產(chǎn)能力1343.82001/48.9﹪2529.5/26.4﹪產(chǎn)量874.41076/23.1﹪1112/3.3﹪進(jìn)口量112.785/-24.6﹪143.4/68.7﹪出口量1956/94.7﹪36.8/-34.3﹪表觀消費(fèi)量968.11105/14.1﹪1218.3/10.3﹪1、4甲醇的下游產(chǎn)品a甲醛是消耗甲醇最多的產(chǎn)品，約占甲醇總消費(fèi)量的1/3左右，而甲醇又主要用于建材工業(yè)。bMTBE汽油添加劑，用于替代含鉛汽油中的四乙基鉛。減少大氣污染，其消耗甲醇量的比例約為13.2﹪。c乙酸主要用作乙酸乙烯，其耗甲醇量占總量的比例約為6.1﹪。第三節(jié)乙炔及其下游產(chǎn)品目前我國石油資源不足，乙烯產(chǎn)量也有限，生產(chǎn)的乙炔主要用于生產(chǎn)三大合成材料，即使如此仍滿足不了我國日益增長的需求。在天然氣豐富且價(jià)格低廉的地區(qū)，采用天然氣乙烯路線發(fā)展下游精細(xì)化工產(chǎn)品是值得考慮的，這也是發(fā)展天然氣精細(xì)化工產(chǎn)品的主要途徑。天然氣制乙炔，同時(shí)副產(chǎn)的尾氣又可作為生產(chǎn)甲醇或合成氨的或合成氨的原料，天然氣部分氧化法制乙炔是較為經(jīng)濟(jì)的方法。乙炔生產(chǎn)工藝技術(shù)用天然氣部分氧化法生產(chǎn)乙炔，再由乙炔進(jìn)行延伸加工，技術(shù)是成熟可靠的，其尾氣（CO+H2）可副產(chǎn)甲醇。截至1995年，美國、歐洲、日本擁有41套乙炔化工生產(chǎn)裝置?？偵a(chǎn)能力112.4萬噸/a。其中，以天然氣為原料的又16個(gè)，生產(chǎn)能力66.5萬噸/a，約占總能力的59﹪。天然氣制乙炔技術(shù)可引進(jìn)德國BASF技術(shù)，尾氣制甲醇采用英國I.C.I低壓合成技術(shù)。中國已在四川維尼綸廠引進(jìn)采用，其規(guī)模是3萬噸乙炔，副產(chǎn)9.5萬噸甲醇，消耗定額6154m3天然氣/t乙炔，每噸乙炔副產(chǎn)8750m3尾氣。市場情況由乙炔生產(chǎn)的PVC廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、日用等各行各業(yè)，是大宗通用樹脂。聚氯乙烯制品大致消費(fèi)結(jié)構(gòu)如下：薄膜占20﹪，人造革占14.2﹪，鞋類占14﹪，電纜料占13﹪，管材、型材、電材、塑料瓶等占25﹪，其他占13.8﹪。3、乙炔下游產(chǎn)品乙炔副產(chǎn)甲醇的下游產(chǎn)品以聚甲醛、醋酸乙烯等為主導(dǎo)產(chǎn)品。此外，天然氣裂解制乙炔，其尾氣溫度高達(dá)1500℃，通常采用水淬冷使其溫度降低，若改用石腦油淬冷，則可得到少量乙烯，既節(jié)約了能源，又可利用乙炔發(fā)展下游產(chǎn)品。所得乙烯進(jìn)一步采用乙烯合成技術(shù)生產(chǎn)丙醛，進(jìn)而氧化成丙酸。4、乙烯路線天然氣制乙烯，理論上有三條路線。a一步法即天然氣通過氧化偶聯(lián)，生產(chǎn)乙烯，此法無工業(yè)化業(yè)績。b二步法天然氣先生產(chǎn)氯甲烷，再制成乙烯，此法亦無工業(yè)化可能。c三步法由天然氣裂解成合成氣（CO~H2）,再合制成甲醇，由甲醇制乙烯，此技術(shù)由美孚石油公司（Mobil）開發(fā)，已在環(huán)球油品公司（UOP）即挪威海德魯（NORSRHydro）建立了工業(yè)示范裝置，稱為MTO技術(shù)，再21世紀(jì)有可能工業(yè)化。第五章城市天然氣民用第一節(jié)城市燃?xì)猬F(xiàn)狀一、概述日前世抖城市燃?xì)庳S要由天然氣、煤制氣、油制氣、瓶裝液化石油氣和管道液化石油空混氣等組成。根據(jù)不同來源及不同的生產(chǎn)方法，這些燃?xì)庥胁煌慕M分和熱值。天然氣分為干氣和濕氣，干氣主要是氣田天然氣和煤田瓦斯氣，濕氣主要是油田伴生和凝析氣田氣：煤制氣有干餾法和氣化法生產(chǎn)的煤氣。油制氣有熱裂解法、催化裂解法、部分氧化法和加氫裂解法牛產(chǎn)的煉廠氣。瓶裝液化石油氣是煉油場的煉廠氣和石油化工的副產(chǎn)液化石油氣，管道液化石油空混氣是液化石油氣和空氣的混合氣或液化石油氣和低熱值煤氣的混合氣。世界上不同國家、不同地域，岡經(jīng)濟(jì)發(fā)展的程度不同以及儲藏的資源不同而構(gòu)成城市燃?xì)獾臓顩r也不一樣。發(fā)達(dá)國家主要將天然氣作為城市燃?xì)?，發(fā)展中國家則采取在以上城市燃?xì)鈽?gòu)成中有什么用什么。我國地域遼闊、人口眾多，屬于發(fā)展中國家，采取多元化的城市燃?xì)獗容^合理。在天然氣富集的地區(qū)如四川省，天然氣的使用面較大；在盛產(chǎn)煤的地區(qū)如東北三省、山西省、陜西省，則煤氣的使用面較大。液化石油氣作為城市燃?xì)猓捎谟衅垦b液化石油氣和管道液化石油空混氣的供氣方式，因此在城市的使用面增長較快。我國天然氣資源豐富，可作為清潔能源，在城市燃?xì)庵袑⒄加性絹碓蕉嗟姆蓊~。隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，以及環(huán)境保護(hù)意識的不斷加強(qiáng)，人們要求消除污染、美化環(huán)境的呼聲越來越高．天然氣作為清潔燃料，將成為21世紀(jì)城市燃?xì)獾闹饕M成部分。二、現(xiàn)有城市燃?xì)夥N類(一)煤制氣傳統(tǒng)的煤氣生，：方法是對固體燃料(通常為煤)進(jìn)行轉(zhuǎn)化．同時(shí)生成氣態(tài)和液態(tài)產(chǎn)品。這種轉(zhuǎn)化既可通過固體天然燃料的熱分解，即干餾的方式進(jìn)行，也可通過空氣、水和氧氣之間的化學(xué)反應(yīng)。即氣化的方式進(jìn)行。l_干餾法若將固態(tài)燃料即煤在隔絕空氣的條件下加熱(例如在煉焦?fàn)t中)，隨著溫度升高，煤中的有機(jī)物逐漸發(fā)生分解，其中揮發(fā)性產(chǎn)物呈氣態(tài)逸出，殘留下固體物質(zhì)——焦炭．這種加工方法稱為煤的干餾(簡稱煉焦)。經(jīng)過煉焦可以得到三種產(chǎn)物：氣態(tài)產(chǎn)物…煤氣(焦?fàn)t氣)液態(tài)產(chǎn)物煤焦油等；固態(tài)產(chǎn)物——焦炭。按加熱溫度范圍不同，煤的干餾可分為高溫干餾（900一110C)、中溫干餾(700一一900C)和低溫干餾(500～600。C)。其中高溫?zé)捊股a(chǎn)的煤氣產(chǎn)率約為l5％～l9％．是遠(yuǎn)程供應(yīng)的煤氣煤的形成期越短．’它所產(chǎn)生的煤氣越多，煤的低溫干餾可得到80％的半焦(即含揮發(fā)分比焦炭高些)、10％左右的煤氣和10％左右的焦油。這種干餾方法比高溫干餾溫度低，所以得到的產(chǎn)品也有較大差別。以焦油而言，低溫干餾焦油中不含芳烴，其成分主要是與石油成分相近的脂肪類烷烴、烯烴、環(huán)烷烴，尤以環(huán)烷烴含量為高。以煤氣而言．低溫干餾煤氣產(chǎn)率雖不大．只及高溫下餾產(chǎn)率的半左右，但烴類含量比高溫焦?fàn)t氣高約1倍。第二節(jié)城市天然氣應(yīng)用及規(guī)劃一、概述天然氣是一種高效優(yōu)質(zhì)清潔能源，其用途越來越廣泛，需求量也在不斷增加。據(jù)第十四屆世界石油大會評估．全球常規(guī)天然氣最終可采資源量約為328萬億立方米，若按目前每年2．3萬億立方米的開采速度．常規(guī)天然氣還可供應(yīng)l20年。我國天然氣資源比較豐富。據(jù)l954年全國第二次油氣資源評價(jià)結(jié)果．天然氣資源儲量約為38萬億立方米，其中陸地約為29．9萬億立方米，海洋約為8．1萬億立方米：有67個(gè)含氣盆地和地區(qū)．5個(gè)天然氣富集區(qū)，主要為東部地區(qū)、陜甘寧地區(qū)、川渝地區(qū)、青海地K和新疆地區(qū)。據(jù)測掉，我國蛀終夫然氣可采資源暈為10．5萬億立方米。目前天然氣已逐步從產(chǎn)氣區(qū)向其他省市輸送，北京、天津、西安等大城市已將天然氣作為城市主要燃?xì)庵?，“西氣東輸”已作為全國大然氣利用一個(gè)重大工程項(xiàng)目正在規(guī)劃實(shí)施。二、天然氣潔凈能源發(fā)展城市天然氣，不但是為了方便人民群眾生活，提高城鎮(zhèn)人民生活質(zhì)量，而且已簽逐步成為解決城市環(huán)境污染問題的重要手段之一。近幾年來，隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展．城市污染問題日益嚴(yán)重．特別我國是一個(gè)產(chǎn)煤大國，煤炭為主要能源，尤其足北方城市，大量燃煤是各城市大氣污染的主要根源。由于目前燃煤先進(jìn)技術(shù)并未進(jìn)人實(shí)質(zhì)性的應(yīng)用階段．現(xiàn)行的燃煤方法所帶來的一系列環(huán)境污染問題從根本上得不到解決，尤其是人口密集區(qū)，煤炭消耗集中的地區(qū)．治理起來相當(dāng)困難。要徹底改變這一狀況，集大城市建設(shè)之經(jīng)驗(yàn)，惟有逐步改變?nèi)剂辖Y(jié)構(gòu)．減少燃煤量。礦物燃料燃燒后所排廢氣是造成大氣污染的元兇，例如煤和油燃燒的廢氣造成溫室效應(yīng)的程度4％、造成臭氧層耗減的程度占85％。對流層中大部分有害氣體是礦物燃料燃燒廢氣。第三節(jié)城市天然氣在市民日常生活中的應(yīng)用

用于居民家庭用燃料。天然氣氣源穩(wěn)定、熱值高、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、潔凈環(huán)保，是居民理想的家庭廚用燃料。

用于居民家庭洗浴熱水供給。與其他能源的熱水器相比，天然氣熱水器具有供應(yīng)熱水及時(shí)、方便、持續(xù)時(shí)間長久和穩(wěn)定等特點(diǎn)。

用于工廠、賓館、辦公樓、醫(yī)院、商場等大型辦公及活動(dòng)場所的路面空調(diào)系統(tǒng)。利用蒸發(fā)溴化鋰工藝，實(shí)現(xiàn)對上述場所的制冷、供暖以及冷熱聯(lián)機(jī)。

用于城市交通運(yùn)輸工具燃料。用瓶裝壓縮天然氣替代汽油，既可降低交通運(yùn)輸成本，又可減少城市污染。

用于城市的有關(guān)工業(yè)生產(chǎn)。天然氣作為一種潔凈、優(yōu)質(zhì)的綠色能源和化工原料，對提高和改進(jìn)有關(guān)工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量發(fā)揮著重要的作用。第六章天然氣其他狀態(tài)的應(yīng)用第一節(jié)天然氣凝液一、天然氣凝液的概念天然氣凝液naturalgasliquids(NGL)從天然氣中回收的且未經(jīng)穩(wěn)定處理的液體烴類混合物的總稱，一般包括乙烷、液化石油氣和穩(wěn)定輕烴成分。也稱混合輕烴。石油天然氣企業(yè)從油田伴生氣和氣田的凝液中生產(chǎn)油氣田液化石油和穩(wěn)定輕烴等產(chǎn)品已很普遍。由于天然氣凝液的成分隨原料氣和工藝不同而變化，國內(nèi)目前尚無天然凝液的安全管理標(biāo)準(zhǔn)，一些單位和個(gè)人將其認(rèn)為是常壓液體，以致釀成很大的事故。為加強(qiáng)天然氣凝液生產(chǎn)、儲存、充裝、運(yùn)輸及設(shè)備定期檢驗(yàn)工作的安全管理，特制定本標(biāo)準(zhǔn)。二、天然氣凝液的用途凝液綜合利用是天然氣利用的一部分。由于低碳烷烴具有良好的環(huán)境特性，其衍生產(chǎn)品的應(yīng)用，對保護(hù)臭氧層、減少溫室效應(yīng)效果顯著，因此，凝液的綜合利用不僅能提高經(jīng)濟(jì)效益，而且還可以產(chǎn)生顯著的社會效益。因此從天然氣生產(chǎn)開始，就應(yīng)同步實(shí)施輕烴綜合利用。凝液綜合利用方案天然氣處理廠對輕烴已進(jìn)行了初加工，形成了液化右油氣、戊烷和穩(wěn)定輕烴等產(chǎn)品使凝液的綜合利用柏了較好的基礎(chǔ)。輕烴的進(jìn)一步使加工方案按產(chǎn)品類型可以分為燃料型、燃料溶劑型和化工合成型。燃料型是國內(nèi)輕烴回收裝置初期較多采用的產(chǎn)品方案。即將從天然氣(或原油伴生氣)中回收的凝液再分離出丙烷、丁烷混合氣作LPC銷售為民用或車用燃料后，余下的C5+產(chǎn)品(天然汽油)作調(diào)和汽油。由于這種辛烷值較低的烴餾分不易調(diào)和成90號汽油，因而單一的燃料型利用近年來逐漸向燃料溶劑型過渡。燃料溶劑型的加工方案中產(chǎn)品品由表l可平湖油氣田天然氣中，丙、丁烷含量為6％左右，戊烷含量為0.5％左右，C6含量在01％～02％。該油氣田陸上天然氣處理廠采用了膨脹外加丙烷制冷的冷凝回收工藝，投產(chǎn)3年來，先后經(jīng)過了一分之一負(fù)荷到滿負(fù)荷的生產(chǎn)，運(yùn)行穩(wěn)定。該廠產(chǎn)品除了甲、乙烷作銷售氣輸入城市管網(wǎng)外，尚柏用作車用和民用燃料的丙、丁烷混合氣，戊烷和穩(wěn)定輕烴。對于這些產(chǎn)品的利用，首先是要確定其產(chǎn)量和組成。為此，曾對投產(chǎn)兩年來天然氣中的輕烴進(jìn)行分析，進(jìn)一步明確了C6+輕烴含量在0.1％左右，且隨季節(jié)變化，，上半年在ol％以下，下半年存0.1％以上。液化氣(LPG)、戊烷和穩(wěn)定輕烴的組成分別見表2～5。穩(wěn)定輕烴的組成一般隨脫戊烷塔的操作情況而變化。其中，C4餾分含量很少，小于l％；C5餾分含量小于20％；已烷、庚烷、辛烷及其以上烷烴含量表2LPG組成摩爾分?jǐn)?shù)組分C2C3Ic4nC4Ic5nC5樣品I樣品II0.110.1159.7121.9155.6422.9217.6718.010.573.020.030.30凝液是從天然氣(或油田伴生氣)中回收的除甲烷以外的低碳烷烴。從資源綜合利用角度講，凝液綜合利用是天然氣利用的一部分。由于低碳烷烴具有良好的環(huán)境特性，其衍生產(chǎn)品的應(yīng)用，對保護(hù)臭氧層、減少溫室效應(yīng)效果顯著，因此，凝液的綜合利用不僅能提高經(jīng)濟(jì)效益，而且還可以產(chǎn)生顯著的社會效益。因此從天然氣生產(chǎn)開始，就應(yīng)同步實(shí)施輕烴綜合利用。別為40％～60％，25％～35％和5％～20％；苯、甲苯和總芳烴含量分別為2％～6％，3％～7％和6％～11％。穩(wěn)定輕烴組成的波動(dòng)較大，其原因理廠的原料氣組成變化引起外，與脫戊烷塔操作不平穩(wěn)也有關(guān)。單體烴分析結(jié)果顯示穩(wěn)定輕烴中豐度最高的是異己烷組分，可達(dá)20％～30％。第二節(jié)壓縮天然氣一、壓縮天然氣的簡介壓縮天然氣（CompressedNaturalGas,簡稱CNG）是天然氣加壓并以氣態(tài)儲存在容器中。它與管道天然氣的組分相同,主要成分為甲烷（CH4）。CNG可作為車輛燃料使用。LNG（LiquefiedNaturalGas）可以用來制作CNG，這種以CNG為燃料的車輛叫做NGV（NaturalGasVehicle）。液化石油氣（LiquefiedPetroleumGas,簡稱LPG）經(jīng)常容易與LNG混淆，其實(shí)它們有明顯區(qū)別。LPG的主要組分是丙烷（超過95%），還有少量的丁烷，LPG在適當(dāng)?shù)膲毫ο乱砸簯B(tài)儲存在儲罐容器中，被用作民用燃料和車輛燃料。二、壓縮天然氣的應(yīng)用壓縮天然氣是一種最理想的車用替代