天然氣的應(yīng)用論文

1、天然氣的應(yīng)用作者:任鴻江 學(xué)號:200910440939班級:09級應(yīng)化九班 學(xué)校：西華師范大學(xué)目錄:一. 天然氣的發(fā)現(xiàn)及早期應(yīng)用二天然氣的優(yōu)越性三天然氣的儲存與運輸3.1 lng的儲存3.2 lngl儲存中的安全問題3.3 lng的運輸四中國天然氣應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景4.1 我國能源結(jié)構(gòu)的特點4.2天然氣發(fā)展現(xiàn)狀 4.3天然氣應(yīng)用前景五結(jié)論天然氣的應(yīng)用作者：任鴻江摘要：本文概述了液化天然氣的優(yōu)越性,分析了目前天然氣主要的儲運技術(shù),介紹了我國天然氣利用的現(xiàn)狀和發(fā)展前景, 就天然氣的應(yīng)用發(fā)展前景進行了探討。對綜合利用天然氣提出了建議。關(guān)鍵詞：天然氣 儲存運輸 發(fā)展 一.天然氣的發(fā)現(xiàn)及早期應(yīng)用；在公

2、元前6000年到公元前2000年間，伊朗首先發(fā)現(xiàn)了從地表滲出的天然氣。許多早期的作家都曾描述過中東有原油從地表滲出的現(xiàn)象，特別是在今日阿塞拜疆的巴庫地區(qū)。滲出的天然氣剛開始可能用作照明，崇拜火的古代波斯人因而有了永不熄滅的火炬。中國利用天然氣是在約公元前900年。中國在公元前211年鉆了第一個天然氣氣井，據(jù)有關(guān)資料記載深度為150米（500英尺）。在今日重慶的西部，人們通過用竹竿不斷的撞擊來找到天然氣。天然氣用作燃料來干燥巖鹽。后來鉆井深度達到1000米，至1900年已有超過1100口鉆井。 直到1659年在英國發(fā)現(xiàn)了天然氣，歐洲人才對它有所了解，然而它并沒有得到廣泛應(yīng)用。從1790年開始，煤

3、氣成為歐洲街道和房屋照明的主要燃料。在北美，石油產(chǎn)品的第一次商業(yè)應(yīng)用是1821年紐約弗洛德尼亞地區(qū)對天然氣的應(yīng)用。他們通過一根小口徑導(dǎo)管將天然氣輸送至用戶，用于照明和烹調(diào)。 由于還沒有合適的方法長距離輸送大量天然氣，天然氣在整個十九世紀(jì)只應(yīng)用于局部地區(qū)。工業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用能源主要還是煤和石油。1890年，燃氣輸送技術(shù)發(fā)生了重大的突破，發(fā)明了防漏管線連接技術(shù)。然而，材料和施工技術(shù)依然較復(fù)雜，以至于在離氣源地160公里（100英里）的地方，天然氣仍無法得以利用。因而，當(dāng)生產(chǎn)城市煤氣時，伴生氣通常燒掉（即在井口燃燒掉），非伴生氣則留在地下。由于管線技術(shù)的進一步發(fā)展，十九世紀(jì)二十年代長距離天然氣輸送成為

4、可能。1927年至1931年，美國建設(shè)了十幾條大型燃氣輸送系統(tǒng)。每一個系統(tǒng)都配備了直徑約為51厘米（20英寸）的管道，并且距離超過320公里。在二戰(zhàn)之后，建造了許多輸送距離更遠、更長的管線。管道直徑甚至可以達到142厘米。十九世紀(jì)七十年代初，最長的一條天然氣輸送管線在前蘇聯(lián)誕生。例如，將位于北極圈的西西伯利亞氣田的天然氣輸送到東歐的管線，全長5470公里，途經(jīng)烏拉爾山和700條大小河流。結(jié)果，世界最大的urengoy氣田的天然氣輸送到東歐，然后再送到歐洲消費。另外一條管線是從阿爾及利亞到西西里島，雖然距離較短，但施工難度也很大，該管線管徑為51厘米，沿途要穿越地中海，所經(jīng)過的海域有時深度超過6

5、00米。當(dāng)天然氣在大氣壓下，冷卻至約-162時，天然氣由氣態(tài)轉(zhuǎn)變成液態(tài)，稱為液化天然氣（liquefied natural gas，縮寫為lng）。lng無色、無味、無毒且無腐蝕性，其體積約為同量氣態(tài)天然氣體積的1/600，lng的重量僅為同體積水的45%左右，熱值為52mmbtu/t（1mmbtu=2.52108cal）。二天然氣的優(yōu)越性； 利用天然氣使環(huán)境效益優(yōu)越；與煤和石油相比，天然氣作燃料可以 明顯減少環(huán)境污染，天然氣的燃燒排放量低于石油和煤的燃燒排放量 。 （2）天然氣是優(yōu)質(zhì)能源；由于天燃氣組份不含一氧化碳，這就減少了泄露對人畜生命照成的危害性，而煤制氣含有20%30%的一氧化碳，如

6、因管道泄露，會引起人畜中毒甚至死亡。 天然氣是高效能源；天然氣在聯(lián)合循環(huán)發(fā)電利用中，熱能利用中，熱能利用率可達55%，高于原油和煤的熱能利用率。 天然氣是安全能源；天然氣著火溫度高，爆炸界限窄，相對密度空氣輕，安全性能好。 天然氣資源豐富；全球豐富全球豐富地天然氣資源完全可以滿足人類較長時期的需求。 使用方便；天然氣供居民作燃料具有方便、節(jié)省時間和勞動力的優(yōu)越性。三天然氣的儲存與運輸；在液化天然氣（lng）工業(yè)鏈中，lng的儲存和運輸是兩個重要環(huán)節(jié)。無論資本負(fù)荷型液化裝置還是調(diào)峰型裝置，液化后的天然氣都要儲存在液化站內(nèi)的儲存罐或儲存槽內(nèi)。在衛(wèi)星型液化站和lng接收站，都有一定數(shù)量和不同規(guī)模的儲

7、存罐和儲存槽。世界lng貿(mào)易主要是通過海運，因此lnd槽船是主要的運輸工具。從lng接收站或衛(wèi)星型裝置，將lng轉(zhuǎn)運都需要lng槽車。 天然氣是易燃易爆的燃料，lng的儲存溫度很底，對其儲存設(shè)備和運輸工具就提出了安全可靠、高效的嚴(yán)格要求。1,lng的儲存 (i).lng儲罐(槽)一般可以按容量，隔熱，形狀及罐的材料進行分類。 a.按容量分類 小型儲罐容量：550m3, 常用于燃氣氣化站，lng汽車加注站等場合。 中型儲罐容量：50100m3, 常用于衛(wèi)星式液化裝置、工業(yè)燃氣氣化站等場合。 大型儲罐容量：100100m3, 常用于小型lng生產(chǎn)裝置。 大型儲槽容量：1000040000m3, 常

8、用于基本負(fù)荷和調(diào)峰型液化裝置。 特大型儲槽容量：40000200000m3, 常用于lng接受站。b. 按圍護結(jié)夠的隔熱分類 真空粉末隔熱：常見于小型lng儲罐。 正壓堆積隔熱：廣泛應(yīng)用于大中型lng儲罐和儲槽。 高真空多層隔熱：很少采用，限用于小型lng儲槽。c. 按儲罐的形狀分類 球型罐：一般用于中小容量的儲罐，但有些工程的大型lng儲槽也有采用球型的。 圓柱形罐（槽）：廣泛用于各種容量的儲罐和儲槽。d. 按罐的放置分類 地上型。 地下型。包括如下三種形式：半地下型，地下型，地下坑型。e. 按罐的材料分類 雙金屬：指內(nèi)罐和外殼均用金屬材料。一般內(nèi)罐采用耐低溫的不銹鋼或鋁合金。如下表，列出常

9、用的幾中內(nèi)罐材料。外殼采用黑色金屬。目前采用較多的是壓力容器用鋼。 預(yù)應(yīng)力混凝土：指大型儲槽采用預(yù)應(yīng)力混凝土外殼，而內(nèi)筒采用低溫的金屬材料。 薄膜型：指內(nèi)筒采用厚度為0.81.2mm的36ni鋼。e. 按罐的圍護結(jié)構(gòu)分類 單圍護系統(tǒng)。儲存槽只有一個流體力學(xué)承載層，所以必須在儲存槽周圍留出一塊安全空間。 雙圍護系統(tǒng)。 全封閉圍護系統(tǒng)。 薄膜型圍護系統(tǒng)。雙圍護系統(tǒng)、全封閉圍護系統(tǒng)和薄膜型圍護系統(tǒng)，都有可靠的流體力學(xué)承載層，所以就不必在儲存槽周圍留出一塊空余空間，土地利用效率就高。在薄膜型圍護系統(tǒng)中，由于薄膜層不能承載，所以對外簡體要求很高。(2).lngl儲存中的安全問題 lng在儲存期間，無論隔

10、熱效果如何好，總要產(chǎn)生一定數(shù)量的蒸發(fā)氣體。儲罐容納這些氣體的數(shù)量是有限的，當(dāng)儲罐內(nèi)的工作壓力達到允許最大值時，蒸發(fā)的氣體繼續(xù)增加，會使儲罐內(nèi)的壓力上升，超過設(shè)計壓力。lng儲罐的壓力控制對安全儲存有非常重要的意義。涉及到lng的安全充注數(shù)量，壓力控制與保護西聽和儲存的穩(wěn)定性等諸多因素。 lng儲存安全技術(shù)主要有以下幾個方面： 1） 儲罐材料。材料的物理特性應(yīng)適應(yīng)在低溫條件下工作，如材料在低溫工作狀態(tài)下的抗拉和抗壓等機械強度、低溫沖擊韌性和熱膨脹系數(shù)等。 2） lng充注。儲罐的充注管路設(shè)計應(yīng)考慮在頂部和地部均能沖灌，這樣能防止lng產(chǎn)生分層，或消除已經(jīng)產(chǎn)生的分層現(xiàn)象。 3） 儲罐的地基。應(yīng)能經(jīng)

11、受得起與lng直接接觸的低溫，在意外情況下萬一lng產(chǎn)生漏瀉或溢出，lng與地基直接接觸，地基應(yīng)不會損壞。 4） 儲罐的隔熱。隔熱材料必須是不可燃的，并有足夠的牢度，能承受消防水的沖擊力。當(dāng)火蔓延到容器外殼時，隔熱層不應(yīng)出現(xiàn)熔化或沉降，隔熱效果不應(yīng)迅速下降。 5） 安全保護系統(tǒng)。儲罐的安全防護系統(tǒng)必須可靠，能實現(xiàn)對儲液位、壓力的控制和報警，必要時應(yīng)該有多級保護。2lng的運輸 對于液化天然氣的運輸，目前有海上槽船運輸，公路和鐵路槽車運輸及管道運輸三大類。海上運輸液化天然氣的槽船容積一般為2.512.5萬米每立方，槽船設(shè)有多個球形，圓柱形或菱矩形儲槽。目前槽船的最大容積已達二十多萬米每立方。 公

12、路和鐵路運輸使用的液化天然氣槽車的結(jié)構(gòu)域液氧槽車相識，只是液化天然氣的相對密度比液氧小二分之一左右，因而貯槽容積相應(yīng)增大，其載液量將受到車輛外形尺寸和重心的限制。 對于大量液化天然氣的輸送，以采用液體管道運輸較為經(jīng)濟。當(dāng)采用管道運輸時，應(yīng)盡量避免兩相流動，在輸送時應(yīng)提高輸送壓力使液體過冷。同時應(yīng)盡可能減少周圍環(huán)境的熱量導(dǎo)入管內(nèi)。液化天然氣輸送管道通常采用1.5ni鋼制作，采用真空絕熱保溫。四中國天然氣應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景1，我國能源結(jié)構(gòu)的特點1）.我國能源資源比較豐富, 按目前的規(guī)?？煞謩e使用的年份為: 煤600 年以上, 石油和天然氣100 年以上, 水電可以長期使用。另外, 還有豐富的地?zé)崮?/p>

13、、風(fēng)能、潮汐能和取之不盡的太陽能有待開發(fā)。 2）、我國能源資源是煤和水電豐富, 而石油和天然氣相對偏少, 每年可以利用的水電為1. 10gt 標(biāo)準(zhǔn)煤, 剛好等于1993 年我國能源生產(chǎn)的總量。因此, 可以說我國油氣資源兩者相差不大, 但遠不如煤和水電資源豐富。 3）、我國能源資源分布不平衡我國能源資源分布極不平衡, 煤主要分布在華北、東北, 水利資源主要在西南, 石油在東北、西北、華北和近海, 天然氣主要在四川、南海、西北。總之, 我國北方能源豐富, 東南地區(qū)能源相對不足。目前, 我國天然氣在能源 結(jié)構(gòu)中所占比重較小,如表所 示, 約2% , 比世界平均值低一 個數(shù)量級, 與其儲量也很不相 稱

14、, 預(yù)計10年內(nèi)將會有一個 大發(fā)展, 比重將達10% 左右。2，天然氣發(fā)展現(xiàn)狀據(jù)最新的石油與勘探開發(fā)介紹;目前,我國天然氣工業(yè)正處于發(fā)展高峰時期,且發(fā)展速度越來越快,這由兩個標(biāo)志體現(xiàn)出來:其一,天然氣探明儲量日益增長,到2008年年底,我國探明天然氣總地質(zhì)儲量為6.4萬億立方米,近6年平均探明天然氣儲量為5105億立方米,目前年均探明儲量相當(dāng)于1949年至1988年40年的累計探明儲量。其二,天然氣年產(chǎn)量日益增多,2008年全國天然氣產(chǎn)量為760億立方米,平均日產(chǎn)氣量遠遠大于1958年全國年產(chǎn)氣量。 我國天然氣年產(chǎn)量從1976年的100億立方米增長到200億立方米,共用了20年時間.此后,年產(chǎn)

15、量每增加100億立方米的時間跨度越來越小,從600億立方米增長到700億立方米時只用了0.997年。中國科學(xué)院院士戴金星說：用歷史的眼光看,近10年是中國天然氣高速發(fā)展的時期。從美國、俄羅斯等國天然氣發(fā)展的經(jīng)歷看，天然氣高速發(fā)展時期都達到20至30年，中國目前還只有10年的高速發(fā)展期,因此，我國天然氣發(fā)展還有相當(dāng)一段時間的高速發(fā)展期。 3，天然氣應(yīng)用前景 據(jù)了解，為促進天然氣發(fā)展，我國將采取多項措施助推天然氣發(fā)展：第一，健全監(jiān)管體制，完善標(biāo)準(zhǔn)體系和管理辦法，為提高天然氣比重保駕護航。第二，依靠豐富的天然氣資源基礎(chǔ)，做好整體系統(tǒng)的規(guī)劃，加強天然氣基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，加大科研力度，提高我國天然氣生產(chǎn)開發(fā)

16、技術(shù)，力求使我國天然氣市場上、中、下游的產(chǎn)、供、銷協(xié)調(diào)發(fā)展。第三，使天然氣價格逐步與國際價格接軌。天然氣作為一種更清潔、更優(yōu)質(zhì)、更經(jīng)濟的清潔能源和化工原料，已被國際社會認(rèn)同，大力發(fā)展天然氣符合世界能源發(fā)展的趨勢。大力發(fā)展天然氣業(yè)務(wù)，也是滿足我國天然氣需求必須做出的努力，因此，從我國社會和經(jīng)濟發(fā)展要求的角度來看，天然氣業(yè)務(wù)的發(fā)展是一項具有戰(zhàn)略性的工程。 天然氣作為能源的利用, 目前可以重點關(guān)注下諸方面的技術(shù)與問題: (1) 直接用天然氣作汽車燃料 我國天然氣資源豐富, 分布廣泛, 發(fā)展天然氣汽車具有廣闊的前景, 特別是四川輸氣管網(wǎng)已經(jīng)建成, 具備了使用壓縮天然氣的基本條件。現(xiàn)已從國外引進cn g

17、 加氣站和汽車改裝技術(shù), 經(jīng)過示范、消化, 可加速我國cn g 汽車的發(fā)展。 (2) 天然氣制甲醇燃料和合成燃料 天然氣合成甲醇的技術(shù)相當(dāng)成熟, 生產(chǎn)規(guī)模愈來愈大, 我國甲醇汽油摻合燃料已進入實用階段, 并投入批量生產(chǎn), 現(xiàn)在要抓緊配套推廣的工作。由天然氣合成液體燃料在經(jīng)濟上合算,技術(shù)上比從煤出發(fā)容易, 并將為煤合成燃料打下基礎(chǔ)。 (3) 工業(yè)燃料用氣 天然氣是最清潔的工業(yè)燃料, 涉及到各個行業(yè), 用量很大。在天然氣產(chǎn)量不能滿足需要的時候, 要根據(jù)需要和可能及經(jīng)濟和社會效益的大小, 實行計劃分配, 一般可以先輕工業(yè), 后重工業(yè)。 (4) 擴大民用氣 作為民用燃料, 天然氣是最具經(jīng)濟和社會效益的, 近年來我國民用氣的比例在上升,但上