天然气的组成和分类

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1、天然气的组成和分类化学三班Contents目录认识天然气天然气的组成天然气的分类PartOne认识天然气011-1天然气的定义从广义来说，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（包括油田气、气田气、泥火山气、煤层气和生物生成气等）。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，其主要成分是烷烃，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。1-2天然气的应用天然气与

2、煤炭、石油并称目前世界一次能源的三大支柱。天然气的蕴藏量和开采量都很大，它除了是廉价的化工原料外，主要作为燃料使用，它不仅作为居民的生活燃料，而且还被用作汽车、船舶、飞机等交通运输工具的燃料，还可用于制造炭黑、化学药品和液化石油气，由天然气生产的丙烷、丁烷是现代工业的重要原料，由于天然气热值高，燃烧产物对环境污染少，被认为是优质洁净燃料。PartTwo天然气的组成02天然气是一种以饱和碳氢化合物为主要成分的混合气体，对已开采的世界各地区的天然气分析化验结果证实，不同地区、不同类型的天然气，其所含组分是不同的。下面分别介绍天然气的主要组分。据有关资料统计，各

3、类天然气中包含的组分有一百多种，将这些组分加以归纳，大致可以分为三大类，即烃类组分、含硫组分和其它组分。2-1天然气的组成我们知道，只有碳和氢两种元素组成的有机化合物，称为碳氢化合物，简称烃类化合物。烃类化合物是天然气的主要组分，大多数天然气中烃类组分含量为60%~90%天然气的烃类组分中，烷烃的比例最大，其中最简单的是甲烷，其分子式为CH4，一般来说，大多数天然气的甲烷含量都很高，通常70%~90%。甲烷是无色无臭比空气轻的可燃气体，是优良的气体燃料。甲烷的化学性质相当稳定，但经过热裂解、水蒸气转化、卤化及硝化等反应后，可以制造出化肥、塑料、橡胶及人造纤

4、维等，即甲烷同时又是一种用途广泛的化工原料。甲烷是天然气最主要的组分，其含量相当高，故通常将天然气作为甲烷来处理。2-2烃类组分天然气中除甲烷组分外，还有乙烷、丙烷、丁烷(含正丁烷和异丁烷），它们在高温常压下都是气体。有些天然气中，乙烷、丙烷和丁烷的含量较高，而丙烷、丁烷常可以适当加压或降温而液化，这就是常说的液化石油气，简称为液化气。液化气可以进行加工制成许多化工产品，是很宝贵的化工原料，同时也可以装入煤气罐内，供城镇居民生活中使用。2-2烃类组分天然气中常含有一定量的戊烷（碳五)、已烷(碳六)、庚(碳六)、辛烷(碳八）、王烷（碳九）、和癸烷(碳十），这

5、些含碳量较多的烷烃，简称为碳五以上组分，它们在常温常压下是液体，是汽油的主要成分。在天然气开采中，上述组分凝析为液右而被回收，称为凝析油，是一种天然汽油，可以用作汽车的燃料。含碳量更高的烷烃，天然气中的含量极少。不饱和烃烯烃和炔烃，在天然气中的含量很少，大多数天然气中不饱和烃的总含量小于1%。有的天然气中含有少量的环戊烷和环已烷。有的天然气中含有少量的芳香烃，其多数为苯、甲苯和二甲苯，上述组分常常可以和凝析油一起从天然气中分离出来2-3含硫组分无机有机天然气中的含硫组分，可分为无机硫化物和有机硫化物两类无机硫化物组分，只有硫化氢，分子式为HS。硫化氢是一种

6、比空气重、可燃、有毒、有臭鸭蛋气味的气体。硫化氢的水溶液叫硫氢酸，显酸性，故称硫化氢为酸性气体。有水存在的情况下，硫化氢对金属有强烈的腐蚀作用，硫化氢还会使化工生产中常用的催化剂中毒而失去活性（催化能力减弱）。因此，天然气中含有硫化氢时，必须经过脱硫净化处理，才能进行管输和利用。由脱硫工艺可知，在进行天然气脱硫的同时，可回收硫化氢并将它转换为硫碳及进一步加工为硫化工产品。天然气中有时含有少量的有机硫化物组分，例如流醇、硫醛、二硫醚、二硫化碳、球基硫、腰酚、硫酚等。有机酸化物对金属的腐蚀不及硫化氢严重，但对化工生产中的催化剂的毒害作用与硫化氢一样，使催化剂失

7、去活性。大多数有机硫有毒、具有臭味、会污染大气，因此，对天然气中的有机硫，也应该通过净化处理，尽量脱除。天然气中，除去烃类和含硫组分之外，相对而言，较为多见的组分，还有二氧化碳及一氧化碳、氧和氮、氢、氨、氟以及水汽。2-4其他组分二氧化碳是无色、无臭、比空气重的不可燃气体，溶于水生成碳酸，故二氧化碳是酸性气体。有水存在时，二氧化碳对金属设备腐蚀严重，通常在天然气脱硫工艺中，将二氧化碳同硫化氢一起尽量脱除。二氧化碳在天然气中的含量，对于个别气井而言，可高达10%以上，一氧化碳在天然气中的含量甚微。在某些天然气中发现有微量氧，大多数天然气中含有氮，一般情况下，

8、其含量都在10%以下，也有高达50%、甚至更多的。如美国某气田生产