天然气密度多少(天然气相对密度是多少)
天然气在零度和一个大气压的条件下的密度为0.7174千克每立方,他的相对密度是0.5548(以空气的密度为1的情况下,天然气相对空气的密度为0.5548)。 天...
接下来,我将为大家详细解析一下天然气密度多少的问题,希望我的回答可以解决大家的疑惑。下面,让我们来探讨一下天然气密度多少的话题。
天然气密度多少
天然气在零度和一个大气压的条件下的密度为0.7174千克每立方,他的相对密度是0.5548(以空气的密度为1的情况下,天然气相对空气的密度为0.5548)。
天然气是一种多层分的混合的气态化石燃料,主要的成分是甲烷,其中的甲烷占绝大多数,还有少量的丙烷、乙烷等等。天然气主要分布在油田、煤层、气田等地。
天然气相对于石油和煤炭来说更加的安全、干净、并且它的热值也比较高。天然气是不溶于水的,甲烷是以气体的状态存在的,并且甲烷是最轻最短的烃分子。
天然气相对密度是多少
天然气相对密度为0.5548(即设空气的密度为1,天然气相对于空气的密度为0.5548)。天然气是一种无毒无色无味的气体,其主要成份是甲烷。在0℃及101325kPa(1个大气压)条件下天然气的密度为0.7174Kg/m3。
定义:
从广义的定义来说,天然气是指自然界中天然存在的一切气体,包括大气圈、水圈、和岩石圈中各种自然过程形成的气体。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。
天然气主要存在于油田气、气田气、煤层气、泥火山气和生物生成气中,也有少量出于煤层。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,随着压力的下降和温度的升高,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。
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。
天燃气每立方燃烧热值为8000大卡至8500大卡。每公斤液化气燃烧热值为11000大卡。气态液化气的比重为2.5公斤/立方米。每立方液化气燃烧热值为25200大卡。每瓶液化气重14.5公斤,总计燃烧热值159500大卡,相当于20立方天然气的燃烧热值。
天然气的物理性质
天然气的物理性质是多方面的,在此主要涉及与天然气地质学相关的物理性质。天然气一般无色,可有汽油味和硫化氢味,可燃烧。由于化学组成变化大,因而物理性质变化也大。
(一)密度和相对密度
天然气的密度定义为单位体积气体的质量。在标准状况(105Pa,15.55℃)下,天然气中主要烃类成分的密度为0.6773g/cm3(甲烷)~3.0454g/cm3(戊烷)。天然气混合物的密度一般为0.7~0.75g/cm3,其中石油伴生气特别是油溶气的密度最高可达1.5g/cm3甚至更大些。天然气的密度随重烃含量尤其是高碳数的重烃气含量增加而增大,亦随CO2和H2S的含量增加而增大。
天然气的相对密度是指在相同温度、压力条件下天然气密度与空气密度的比值,或者说在相同温度、压力下同体积天然气与空气质量之比。天然气烃类主要成分的相对密度为0.5539(甲烷)~2.4911(戊烷),天然气混合物一般在0.56~1.0之间。天然气的相对密度一般与相对分子质量成正比。由于“湿气”含重烃气较多,因此,“湿气”的相对密度大于“干气”。
天然气在地下的密度随温度的增加而减小,随压力的增加而加大。但鉴于天然气的压缩性极强,在气藏中,天然气的体积可缩小至地表体积的1/200~1/300,压力效应远大于温度效应,因此地下天然气的密度远大于地表温压下的密度,一般可达150~250g/cm3;凝析气的密度最大可达225~450g/cm3。
(二)黏度
天然气的黏度与其化学组成及所处环境有关。一般天然气的黏度在0℃时为0.31×10-3mPa·s,20℃时为12×10-3mPa·s。天然气的黏度,一般随相对分子质量增加而减小,随温度和压力增高而增大。这是由于分子间的距离不能增加,而温度升高后会使气体分子运动加速,增加分子间碰撞的次数,导致黏度加大。此外,天然气黏度还随非烃气体含量的增加而增加。天然气黏度是研究天然气运移、开发和集输的一个重要参数。
图2-14 丙烷的p-V-T关系曲线
(三)临界温度和压力
临界温度是指气相纯物质能维持液相的最高温度。高于临界温度时,无论压力有多大,都不能使气态物质凝为液态。在临界温度时,气态物质液化所需的最低压力称临界压力。甲烷的临界温度为-82.4℃,因此,地下甲烷除溶于石油和水中的之外,呈气态存在。
在地下较高温度(即物系的临界温度和最高凝结温度之间)的特定条件下,随压力增加液态烃可以转变为气态。这种相态的转化称之为逆蒸发,是凝析气藏形成的基本原因。为了较清楚地阐明这一问题,必须首先分析单一烃类化合物的物系压力、体积和温度的关系曲线。
在丙烷的p-V-T关系曲线图(图2-14)中,当物系在71.1℃时,p-V关系曲线表明,气态丙烷的体积随压力增加而缩小,直到B点为止;过B点后,即使压力增加到极大,体积变化甚微。随着物系温度的上升,等压缩小体积的A'—B'线段逐渐缩短,直到成为一点,即K点。A点为开始液化点,A'B'为气液两相并存,保持平衡状态,B点为完全液化点。在两相平衡时,等压缩小体积的压力为饱和蒸汽压,其大小取决于温度。K点为临界点,该点的温度和压力称为临界温度和临界压力。丙烷的临界温度为96.8℃,临界压力为43.4×105Pa。当温度超过临界温度,即使压力很大,也不能使气体液化,也就不存在等压的两相平衡状态。
讨论多组分烃类物系的相平衡状态图(图2-15),能使我们充分认识地下凝析油气藏形成过程。
图中K点为临界点,代表泡点曲线和露点曲线交汇点。K1点为临界凝结温度点,代表气液两相并存时的最高温度。泡点曲线4(即液相开始有气体析出的点线)上方1区为纯液相(即含有欠饱和溶解气的油藏区);5曲线为露点曲线(即气相开始有液体凝洁的点线),K1外侧的3区为纯气相(纯气藏)区;K—K1上方的2区为凝析油气藏区;泡点曲线4和露点曲线5包围区为气、液两相平衡区,既有气相又有液相,为有游离气顶的油气藏分布区。
在油层埋藏较浅,地层温度低于临界温度时,物系相态的变化符合正常的凝结和蒸发的概念。例如,25℃时随压力增加,物系中凝析的液体逐渐增多,当压力达到18MPa时(C1点),完全被液化。
当埋藏深度增大,地层温度介于临界温度和临界凝结温度之间,如82.5℃时,低压下物系以气态为主,气液两相平衡,随压力上升液相逐渐增多,符合正常凝结的概念。但当压力达到15.5MPa(B2点)后,随压力增大,液相反而减少,气相则增加到达B1点完全气化。这与正常蒸发概念完全相反,称之为逆蒸发。反之,从B1到B2点的凝结,称为逆凝结,凝析气藏的形成,就是逆蒸发的相态转变的结果。
图2-15 多组分烃类物系的相图
(四)溶解性
天然气溶于石油和水。在相同条件下,天然气在石油中的溶解度远远大于在水中的溶解度,例如甲烷在石油中的溶解度比在水中大10倍。天然气中重烃增多,或者石油中的轻馏分较多时,都可增加天然气在石油中的溶解度。另外,降低温度或增大压力,也可得到同样效果。在石油中溶有天然气时,可以降低石油的相对密度、黏度及表面张力。
(五)热值
单位体积(或单位质量)的天然气燃烧时所发出的热量,称为热值,单位为kJ/m3或kJ/kg,也可用kcal/m3 。天然气的热值变化很大,氢可达142256kJ/m3,而甲烷为37112kJ/m3。天然气中湿气的热值较高,可达83680kJ/m3。而煤和石油的热值分别为16736kJ/m3及41840kJ/m3。
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