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(C+6），在C+6大丰三小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LNG
LNG是液化天然气英文名称（Liquefied natural 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、N2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PROCESSⅡ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 专业教育 | 0。05 | 香霉菌 0.45 | 0。05 | 0。20 | 0.80 | 0.30 |
CH4 | 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 | 循证医学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 |
nC4H10 | | 0。25 | 0。5 | 1。35 | 0。54 | 1。30 | 0。20 | 0.40 | 0。05 |
iC产能分析4H10 | | 0.25 | 0。73 | | | | | 0。30 | 0。05 |
C5+ | | 0.01 | 0.02 | 0.05 | 0。01 | 0。05 | | 0。05 | 0.02 |
| -160 | -160 | —160 | -160 | —160 | -160 | -160 | -160 | -146 |
密度Kg/m3 | 液体 | 421 | 451 | 466 | 462 | 451 | 463 | 464 | 南京梧桐树事件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/Nm3 | 36。8 | 41。9 | 41.4 | 41.7 | 39.8 | 41。6 | 41。3 | 42。9 | 37。9 |
| 1493 | 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℃）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.密度还是液体温度的函数,温度越高，密度越小，变化的梯度为1.35Kg/3℃.LNG的密度可直接测量，但一般都是通过气体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℃，一般资料上介绍的-162.15℃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1.25×10-4℃/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。
7、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℃）,按国内标准(温度为20℃）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。1吨液态甲烷汽化后能生成1496Nm3气态甲烷，1吨中原LNG汽化后能生成1437Nm3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Nm3的天然气。不同温度（饱和压力)下单位质量中原LNG汽化后的气体体积见表2和图4。
图4 单位质量LNG汽化的体积—---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/Nm3， 低热值为34.36kcal/Nm3,辛烷值ASTM约为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℃，比甲烷沸点—162℃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1～2×105Pa，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℃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，LNG下面的
水就会结成冰，蒸发速率下降至某个固定值。
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