天然气的利用及安全管理.

天然气的利用和发展主要内容：1关于天然气的基本知识2大力发展天然气的意义3我国天然气应用现状45天然气应用安全知识天然气的应用及发展一、关于天然气的基本知识（一）天然气概念广义：是存在于自然界的一切气体。如大气、地下气、宇宙气等。狭义：是指存在于地下岩层中的各种气体。如气层气、油田气（伴生气）、煤层气等。（二）天然气的分类1、依其成因和储存状态分类:常规天然气：包括单一相态的气藏气、气层气、油藏溶解气等。非常规天然气：包括致密岩石中的煤层气、页岩气、深层气和天然气水合物。常规天然气资源量全球约为600万亿方，按照现在开采速度可供人类开发利用200-300年；非常规天然气资源潜力非常巨大，近4000万亿方。（二）天然气的分类2、按产出分类:a、气田气：从气井中开采出来的天然气；b、石油伴生气：从油井中与原油一起采出来的天然气，也叫溶解气、油田气等；c、凝析气：凝析油逆蒸发作用而气化形成的天然气；d、煤层气：从地下煤层中采出来的天然气；（二）天然气的分类2、按状态分类:1、标准天然气2、压缩天然气（简称CNG）是指把标准天然气增大压力20MPa（体积缩小为标准状态下的1/240）以上的天然气。3、液化天然气（简称LNG）天然气在常压下，当冷却至-162℃时，则由气态变成液态，4、可燃冰(简称ING)是指天然气水合物的俗称，是近20年来在海洋和冻土带发现的新型洁净能源，能满足人类使用1000年的新能源。目前技术还不能解决海洋污染和海平面上升问题，因此还不具备开采可燃冰条件。（三）天然气组成：二氧化碳、氮气和水气硫化物乙烷、丙烷甲烷，占85%以上微量的惰性气体，如氦和氩等（四）天然气主要物理性质未处理的天然气有汽油味，有时有硫化氢味。经过处理过的天然气是无色、无味、无毒和无腐蚀性的气体。主要物理性质：1、挥发性其密度为0.71kg/m3，空气为1.29kg/m3，相对密度为0.59，比空气轻（最轻的是氢气0.09），易挥发扩散；2、压缩性增压20-25Mpa体积缩小为240-300分之一；3、溶解性能溶于水和石油，为建设地下储气库提供了条件；4、燃烧性发热值一般为36MJ/Nm3，是理想的高效燃料。（五）目前我国天然气主要用途城市燃气：城镇居民炊事、采暖等用气；公共服务设施（如机关、学校、餐饮、商场等）用气；天然气汽车（CNG），成本低废气少，替代汽柴油。工业燃料：主要用于建材(陶瓷、玻璃等)、机电、轻纺、石化、冶金等工业领域，以缓解能源紧缺、降低燃煤比例，减少环境污染。天然气化工：以天然气为原料生产合成氨、甲醇、二甲醚、炭黑等化工产品。天然气发电：主要是在电负荷中心而且天然气供应充足的地区，利用天然气调峰发电。几种常见燃气的区别：灌装液化石油气（家用煤气罐）：是石油在提炼汽油、煤油、柴油、重油等油品过程中剩下的一种石油尾气。管道煤气：是用煤或焦炭等固体原料，经干馏或汽化制得的，其主要成分有一氧化碳、甲烷和氢等。因此，煤气有毒。管道天然气：管道输送的压缩天然气。车用燃气：LNG（液化天然气）比较适合用于大型汽车，而CNG（压缩天然气）就适合小型车。（六）我国天然气储存量2015年5月国土资源部召开新闻发布会：常规天然气地质资源量68万亿立方米，可采资源量40万亿立方米，以累计开采1.5万亿立方米。二、大力发展天然气的意义（一）目前我国能源消费结构（二）几种能源发展困境石油我国石油可采资源量268亿吨，截止2014年累计采出62亿吨。2014年开采2.1亿吨原油，进口3.1亿吨，原油对外依存度为59.6%。如不加控制，2030年石油进口依存度将超过70%。（美国最高峰达66%，目前已低于50%）。（二）几种能源发展困境电力全国全口径发电量5.55万亿千瓦时，水电发电量1.07万亿千瓦时，并网风电发电量1563亿千瓦时，核电发电量1262亿千瓦时。（二）几种能源发展困境煤2014年世界的煤炭产量是79亿吨，我们国家是38.7亿吨，接近一半。煤带来的负面因素：(1)煤炭开采导致土地资源破坏及生态环境恶化。(2)煤炭开采破坏地下水资源，加剧缺水地区的供水紧张。(3)煤炭开采导致废气排放，危害大气环境（瓦斯-伴生气）。(4)为满足社会对洁净煤的需求，中国原煤入洗比例连年提高全国每年排出洗矸4500万t，洗煤废水4000万t，煤泥200万m3。(5)形成以酸雨、雾霾，二氧化硫和烟尘为主要危害的煤烟型大气污染，也是中国污染物排放量居世界第二的主要原因。(6)矿难，目前有580万名煤矿工人，2014年煤矿事故死亡是931人（三）天然气储存量常规天然气资源量全球约为600万亿方，按照现在开采速度可供人类开发利用200-300年；非常规天然气资源潜力非常巨大，近4000万亿方，其中可燃冰的能量密度是煤的10倍，而且燃烧后不产生任何残渣和废气,被称为能满足人类使用1000年的新能源。我国常规天然气(以下简称“天然气”)地质资源量68万亿立方米，可采资源量40万亿立方米，已累计探明12万亿立方米，探明程度18％，处于勘探早期。累计采出1.5万亿立方米20（四）、天然气特点1、无色。无硫化氢时为无色无臭的气味，比空气轻。２、清洁。无灰渣、使用方便、成本低廉。３、热值高。约为人工燃气的２倍以上，是一种优质、高效的可燃气体（气田气热值为34.69MJ/NM3）。４、易燃易爆。天然气与空气混合，遇到火源时可以发生燃烧或爆炸，遇到静电火花也会引爆，在常温常压下，天然气的爆炸极限为5%--15%。５、毒性若。天然气中可能含有微量的硫化氢，并且经过了加臭处理，人吸入太多可能造成中毒事故。（五）、天然气的优越性1、天然气是高热值对的能源天然气是化石燃料中氢碳比最高的燃料，因而是化石燃料中热值最高的能源。项目柴薪煤石油天然气总热值（KJ/kg）6280-837420934-2930841868-4605554428氢碳比（原子比）1：101：12：14：1（五）、天然气的优越性2、天然气是环境污染小的能源燃烧排放物极少是天然气利用优于其他能源的最大特点。天然气不含固体颗粒物，硫含量极微，燃烧后排放的SO2与燃油和燃煤相比微不足道；天然气不含化合氮，燃烧后排放的NOx极少，而且易于通过改进燃烧技术和尾气处理进一步减少排放量。与其它化石能源相比，天然气的碳含量低而氢含量高，是燃烧后温室气体（CO2）排放量最少的能源。（五）、天然气的优越性3、天然气是利用效率高的能源使用天然气可以十分显著地提高工业和民用（商业用）能源利用效率，如：工业燃煤锅炉效率50-60%，燃气锅炉效率80-90%；家庭燃煤炉灶具效率20-25%，燃气灶效率55-65%；发电站燃煤蒸汽发电效率一般40%，而燃气联合循环发电效率60%.广州珠江天然气发电有限公司（五）、天然气的优越性4、天然气是安全可靠的能源天然气也属于甲级易燃、易爆的危险化学品，但在现有燃料中其安全性最为可靠。①燃点高（650度）相对不易燃烧；②易挥发，泄露天然气很快在空气种散发；③爆炸极限范围窄5-15%相对不易爆炸；④毒性小，含硫物质浓度低。与其它常见燃料比较（六）大力发展天然气的意义1、有力于调整我国一次能源消费结构缓解能源短缺压力2、有效改善我国高耗能导致的环境污染3、缓解温室效应降低碳排放三、我国天然气应用现状(一)、我国天燃气的发展情况第一阶段：八十年代，以焦炉煤气、油制气、气化煤气和化肥厂释放气为主；第二阶段：九十年代初期和中期，液化石油气飞速发展；第三阶段：九十年代末期开始，天然气的利用和发展拉开序幕。第四阶段：“十一五”至今进入高速发展，2006年实现天然气进口。1）天然气消费量持续快速增长,占一次能源比例缓慢上升2008年～2013年天然气消费量增长趋势图（亿方）2004年，西气东输建成投产，标志中国天然气进入快速发展期。天然气在我国一次能源中所占比例较低，2009年为3.9%，2014年达到6.3%（2015预期达到7.5%）。（二）、我国天然气消费现状2）天然气消费结构逐渐多元化2000年以前，化工和工业燃料是天然气消费的主体，1996年占82%；近年来城市燃气、天然气发电比例上升，形成城市燃气、工业燃料、天然气化工、天然气发电相对均衡的消费结构。城市燃气,14%工业燃料,37%发电,4%化工,45%1996年我国天然气用气结构（二）、我国天然气消费现状2014年我国天然气用气结构3）消费区域不断扩大2009年年我国天然气消费分布示意图2014年不同省份的天然气市场规模（二）、我国天然气消费现状4）天然气终端现价低于世界典型国家我国长期以来实行的是低气价，2000年以来，我国的天然气终端价格水平逐步提升，与国际天然气价格之间的差距在缩小。（二）、我国天然气消费现状2015年1月国内主要城市天然气价格表根据天然气发展“十二五”规划，2015年国产天然气供应能力将达到1760亿立方米，其中常规天然气1385亿立方米，煤制天然气150亿～180亿立方米，页岩气产量达65亿立方米。（三）、我国天然气供应能力分析1）国内天然气产量预测上海LNG2009年建成。一期规模300万吨/年，二期规模600万吨/年。江苏如东LNG计划2011年建成。一期规模300万吨/年，二期规模600万吨/年。广东深圳大鹏LNG2006年6月投产。一期规模370万吨/年，二期规模670万吨/年。福建莆田LNG2008年投产。一期规模260万吨/年，二期规模500万吨/年。大连LNG计划2011年建成。一期规模300万吨/年，二期规模600万吨/年。目前，国家已批准建设LNG接收站7座，其中中国海油4座，中国石油2座，中国石化1座。预计2015年进口LNG量超过2400万吨，折合天然气320-400亿方。浙江LNG2012年投产。一期规模300万吨/年，二期规模600万吨/年。2）进口LNG青岛LNG2015年建成。一期规模300万吨/年，二期规模600万吨/年。（三）、我国天然气供应能力分析3）进口管道气随着进口中亚气、缅甸气以及可能的俄罗斯天然气进口项目的实施，我国进口管道天然气大幅度增加，预计2015年进口管道气400-500亿方。（三）、我国天然气供应能力分析俄罗斯气2018年2015年商品量国产天然气小计1580常规天然气1300非常规天然气100煤制气180进口气小计720-900进口LNG320-400进口管道气400-500总计2300-2480——总供应能力分析（三）、我国天然气供应能力分析（四）、我国天然气管网远景布局预计十二五及十三五期间我国将形成全国一张网，天然气管道将覆盖全国31个省份，95%以上的地级市均通上天然气。四、天然气的应用及发展（一）、天然气近期可利用技术天然气用于城市能源消费是最佳选择，近期天然气可利用的技术如下：1、天然气顶替油料用作化工原料和工业燃料a、天然气用于替代油料做合成氨原料全世界约有85%的合成氨和90%的甲醇是以天然气为原料的，而我国仅为20%和25%，国内82家大中型化肥厂有20家以油料为主，由于原料成本过高而造成生产长期亏损或不能满负荷运转。若能改为以天然气为原料，可取得更好的效果。b、天然气用于替代炼油工业燃料油按热值计算并考虑燃烧效率，约为1.2m3富含甲烷天然气可顶替1kg油，而被顶替的重油又可以进行深加工，提高炼厂的综合效率。（一）、天然气近期可利用技术c、天然气替代石脑油用作炼厂制氢原料天然气是优质的提供氢源的原料，可使炼厂提高轻质油收率5%～10%，并使产品质量和产品结构得到提高和优化。d、天然气替代油品用作工业窑炉燃料在建材和陶瓷工业中用天然气来替代油料，不仅可以改善操作环境，而且可显著提高产品质量，带来明显的经济效益。（一）、天然气近期可利用技术2、天然气顶替煤炭用于城市供暖和发电目前世界电力工业的燃料中，天然气占31.12%，而我国目前仅有2.9%，处于较低水平，天然气发电其热效益比煤发电高22%～25%，建设投资和操作费用均约为煤电的50%～60%，而且具有发电机组启动快，即可作为基本负荷，又可用于调