1、天然气的组成LNG知识问答天然气是由烃类和非烃类组成的复杂混合物。

天然气中的烃类基本上是烷烃，通常以甲烷为主，还有乙烷、丙烷、丁烷、戊烷以及少量的己烷以上烃类（C6），在C6中有时还含有及少量的环烷烃（如甲基环戊烷、环己烷）及芳香烃（如苯、甲苯）。

天然气中的非烃类气体，一般为少量的氮气、氧气、氢气、二氧化碳、水蒸气、硫化氢, 以及微量的惰性气体如氦、氩、疝等。

2、何谓LNGLNG是液化天然气英文名称（Liquefied n atural gas）的缩写。

它是将天然气净化后通过冷却而成的低温液体，主要成份为甲烷，另外还含有少量的乙烷、丙烷、N＞或其它天然气中通常含有的物质。

LNG是由天然气转变的另一种能源形式。

3、LNG的原料气1、管道天然气2、煤层气3、焦炉煤气4、煤制气4、LNG的主要组份LNG的主要成分是甲烷，并可能含有少量乙烷、丙烷、氮和通常存在于天然气中的其它组分。

不同工厂生产的LNG具有不同的组份,主要取决于生产工艺和气源组份,按照欧洲标准EN1160的规定，LNG的甲烷含量应高于75%氮含量应低于5%表1所示为几个LNG工厂的组份数据，由此可以看出它们的各项性质有较大差别，因此，尽管LNG的主要组成是甲烷，但不能认为LNG等同于纯甲烷，对它的特性的分析和判断，在工程实践中大都要用气体处理软件进行计算，以得出符合实际的结果。

常用的计算软件有HYSIM 和P ROCESS等。

表1 LNG的组份和部分物性液化厂阿拉斯加阿尔及利亚SKIKDA阿尔及利亚ARZEW GL2L印尼BADAK马来西亚文莱阿布扎伊利比亚中原油田组份mol%N2 0.1 0.85 0.35 0.05 0.45 0.05 0.20 0.80 0.30 CH 99.8 91.5 87.4 90.0 91.1 89.4 86.0 83.0 95.88 C2H6 0.1 5.64 8.6 5.40 6.65 6.30 11.80 11.55 3.36 C3H8 1.50 2.4 3.15 1.25 2.90 1.80 3.90 0.34 n C4H0 0.25 0.5 1.35 0.54 1.30 0.20 0.40 0.05 iC4H0 0.25 0.73 0.30 0.05+C5 0.01 0.02 0.05 0.01 0.05 0.05 0.02温度c -160 -160 -160 -160 -160 -160 -160 -160 -146密度Kg/m3液体421 451 466 462 451 463 464 479 414 气体0.67 0.73 0.77 0.76 0.73 0.76 0.76 0.80 0.70气液体积比629 616 604 606 614 606 608 599 595 高热值J/Nm336.8 41.9 41.4 41.7 39.8 41.6 41.3 42.9 37.9 单位质量LNG汽化的体积Nm/t1493 1365 1297 1311 1362 1309 1310 1250 1437 注：气液体积比指LNG变为气体（标态：101.325kPa、20 C）时体积增长的倍数。

5、LNG的密度LNG的密度取决于其组份，通常为430〜470kg/m3，甲烷含量越高，密度越小。

密度还咸LB/GAL3,75 ~13.25XOO2.732M」125 *2,00LB/FT*P -2«0-220*200 -ISO是液体温度的函数，温度越高，密度越小，变化的梯度为 1.35Kg/3Eo LNG的密度可直接测量，但一般都是通过气体色谱仪分析的组份结果计算出密度。

6 LNG的温度LNG的沸腾温度也取决于它的组份，在大气压力下通常为-166〜-157 C, —般资料上介绍的-162.15 C是指纯甲烷的沸腾温度。

沸腾温度随蒸气压力升高而升高，变化梯度为1.25 X 10-4 C /Pa , LNG的温度通常是用铜/铜镍热电偶或铂电阻温度计进行测量。

12007、LNG 的气液体积比LNG 的气液体积比是指 LNG 汽化为标准状态的天然气体积与LNG 体积之比，通常所说的LNG 气液体积比为625是纯甲烷的气液体积比，且其标准状态为欧美标准（温度为15.5 C ）,按国内标准（温度为 20C ）纯甲烷的气液体积比应为 633。

LNG 的气液体积比也取决于它的组份，甲烷含量越高，气液体积比越大，气液体积比还是液体温度的函数, 温度越高，气液体积比越小。

8、单位质量LNG 汽化的体积单位质量LNG 汽化后的气体体积（标态）取决于它的组份，甲烷含量越高，单位质量LNG 汽化后的气体体积越大，其与液体的温度、饱和压力无关。

生成1496Nm 气态甲烷，1吨中原LNG 汽化后能生成1437N^天然气。

目前国内LNG 的交接 计量通常采用称重法，先用磅秤称出LNG 的重量，然后根据单位质量LNG 汽化后的气体体 积数（标态）计算出其相当于多少 Nm 的天然气。

不同温度（饱和压力）LNG 汽化后的气体体积见表 2和图4。

!1111111' --------- 压力 MPag0.20.40.60.81.0 1.2 1.4 1.6温度C1吨液态甲烷汽化后能下单位质量中原150014001300单位质量LNG 汽化的体积Nm/t1600图4单位质量LNG气化的体积----温度关系曲线9、LNG的汽化潜热LNG（纯甲烷）的汽化潜热为122Kcal/kg , LNG的汽化潜热也取决于它的组份，汽化潜热还是液体温度的函数，温度越高，汽化潜热越小。

10、LNG的热值、辛烷值热值是表示燃料质量的重要指标之一，可分为高热值和低热值，辛烷值是表示车用燃料抗爆性的重要指标之一，可分为研究法辛烷值和马达法辛烷值。

LNG的热值、辛烷值与LNG的组分有关，纯甲烷的高热值为37.03MJ/Nm3,低热值为33.36MJ/Nm3，辛烷值ASTM为130 （研究法）。

中原LNG的高热值为37.94MJ/Nm,低热值为34.36kcal/Nm 3，辛烷值ASTM勺为130 （研究法）。

11毒性LNG和天然气是无毒的。

12气味LNG蒸气是无气味的。

13、LNG的蒸发特性当LNG从已有的压力降低至沸点对应压力以下时，例如流经阀门，部分液体蒸发，同时温度也将降低到该压力下的新沸点，这种现象称为闪蒸。

闪蒸气的组成与液相的组成有较大差别，闪蒸气中低沸点组分的比例较多，例如氮的沸点为-196 °C，比甲烷沸点-162 °C低，比甲烷更易汽化进入气相。

有人对储罐中气液两相的组成进行过测定，在液相中氮的浓度为0.3%、甲烷的浓度为87.7% （mol），而在气相中氮的浓度达9.7%、甲烷的浓度为90.3% （mol），氮在气相中的浓度为液相中浓度的32倍。

若LNG压力为1〜2X 105Pa,温度为其沸点，估算时可认为压力每降低1kPa, 1m3液体由于闪蒸能产生0.4kg的气体。

这些蒸发气外泄时，由于温度很低，常在-100 C左右，气体密度大于空气。

从环境吸热升温后，密度减少。

在标准状态下，蒸发气的密度约为空气密度的0.6 倍。

14、LNG的泄露特性发生泄露时，LNG将与环境迅速换热、发生快速相变而汽化,单位体积的LNG能产生约600倍体积的气体。

LNG泄露至地面上时，最初会猛烈沸腾，然后蒸发速率将迅速衰减至某个固定值。

如果LNG泄露至大量的水中，水与LNG之间的热传递速率非常高，LNG将激烈地沸腾并伴随巨大的爆炸声、喷出水雾，这种现象称为冷爆炸。

如果LNG泄露至少量的水中，LNGF面的水就会结成冰，蒸发速率下降至某个固定值。

LNG—旦发生泄漏，最初汽化的气体温度与LNG的温度相同，其密度大于空气的密度。

这样，气体就会首先在地面上形成一个层流，并从环境中吸收热量。

当温度上升到-113 C （对纯甲烷而言）或-80 C （对LNG而言，由其组份决定）时，它就比周围空气密度小。

该气体空气混合物就会整体上升。

对于少量的LNG泄漏，气体云团将很快随空气扩散掉，而对于大量的泄漏，气体云团的泄漏膨胀及扩散是比较复杂的过程，通常得应用计算机模式进行分析预测。

LNG发生泄漏之后，大气中的水蒸气被冷凝而形成云雾，当这团云雾能看见时，可以作为蒸发气体移动方向的指南。

同时，云雾也可作为气体空气混合物可燃性的指示。

天然气/空气云团中天然气的体积浓度达到5〜15%寸，就能被点燃。

因为LNG装置一般都设置在一个围堰中，即使着火，其燃烧范围也可控制在围堰范围内。

如果在封闭空间内着火，就会发生爆炸。

15、LNG的储存LNG的储存方式LNG在储罐内会出现分层现象，即密度不同的LNG占有不同的层位。

分层的原因可能是新装入储罐的LNG和残留在储罐内的LNG密度不同，或LNG中氮含量较高（如》3%，对流使氮组分移动至储罐液体表层，形成含氮量高的液体表层。

储罐受热产生的自然对流又力求使罐内LNG密度均匀，这就产生了所谓的“翻滚”现象。

翻滚使LNG在短时间内产LNG的含氮量使生大量蒸气，导致储罐压力增高，有时造成安全阀开启。

经验说明，控制之不超过1%是防止罐内LNG翻滚的有效措施，此外还应采取措施使罐内液体混合均匀。

分别贮存在不同的罐里，如果条件不允许，则需在罐充装时对它们进行充分的混合。

罐中2的含量高，也可导致在罐充装间歇后产生翻滚， 经验表明，这种类型的翻滚可通过 将LNG 中N 2的含量保持在1%以下以及密切监控汽化率来控制。

16、低温容器的蒸发率低温容器的蒸发率是指在标准状态(101.3kPa,0 r)下，储存适量的低温液体，在达 到热平衡后的蒸发速率。

一般以 24hr 计，故又称日蒸发率，它指一天(24hr )内蒸发的 数量与储液容器的公称容器之比。

目前常用于测量低温容器蒸发率的有称重法和蒸气流量 测量法两种。

17、LNG 的安全特性对LNG 也许会有许多错误的观点，事实上LNG 是非常安全的燃料，这主要表现在以下几个方面：LNG 的燃点为650r ，比汽、柴油的燃点高，点火能也高于汽柴油，所以比 汽柴油更难点燃；LNG 的爆炸极限为4.7〜15% -106.7 C 以上的LNG 蒸汽比空气轻，因而稍有泄漏立即挥发飞散，很难形成遇火燃烧爆炸的浓度。

无论是LNG 还是它的蒸汽都不会 在一个不封闭的环境下爆炸。

从LNG 的基本特性可以看出丄NG 的潜在危险主要来源于以下三个方面:(1)在大气压力下丄NG 的沸腾温度约为-160 r ,在这一温度下,其蒸气密度高于周围空气的密度；(2)少量的液体可转换为大量的气体，1个体积的LNG 液体大约可转换为600个体积的气体;(3) 天然气与空气混合时,其体积浓度为5〜15%寸是易燃易爆的。