天然气不太好控制,可燃冰也是不太好控制的,所以不能用可燃冰开采天然气。
天然气是存在于地下岩石储集层中以烃为主体的混合气体的统称,比重约0.65,比空气轻,具有无色、无味、无毒之特性。天然气主要成分烷烃,其中甲烷占绝大多数,另有少量的乙烷、丙烷和丁烷,此外一般有硫化氢、二氧化碳、氮和水气和少量一氧化碳及微量的稀有气体,如氦和氩等。天然气在送到最终用户之前,为助于泄漏检测,还要用硫醇、四氢噻吩等来给天然气添加气味。
天然气不溶于水,密度为0.7174kg/Nm3,相对密度(水)为0.45(液化)燃点(℃)为650,爆炸极限(V%)为5-15。在标准状况下,甲烷至丁烷以气体状态存在,戊烷以上为液体。甲烷是最短和最轻的烃分子。有机硫化物和硫化氢(H?S)是常见的杂质,在大多数利用天然气的情况下都必须预先除去。含硫杂质多的天然气用英文的专业术语形容为"sour(酸的)"。
天然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0.55。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。
可燃冰的开采和储存
可燃冰,即天然气水合物(Natural Gas Hydrate,简称Gas Hydrate),是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中,由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧,所以又被称作“可燃冰”(Combustible ice)或者“固体瓦斯”和“气冰”。其实是一个固态块状物。天然气水合物在自然界广泛分布在大陆永久冻土、岛屿的斜坡地带、活动和被动大陆边缘的隆起处、极地大陆架以及海洋和一些内陆湖的深水环境。2013年6月至9月,在广东沿海珠江口盆地东部海域首次钻获高纯度天然气水合物样品,并通过钻探获得可观的控制储量。2014年2月1日,南海天然气水合物富集规律与开采基础研究通过验收,建立起中国南海“可燃冰”基础研究系统理论。
基本信息
中文名:天然气水合物
别名:可燃冰、固体瓦斯
英文名:Natural Gas Hydrate
化学式:CH4·8H2O
外观:甲烷气体和水分子形成的笼状结晶
密度:0.9 g/cm?
主要成分:甲烷
状态:固态块状物
存在环境:低温高压的环境
干冰
页岩
天然气
纳米材料
页岩气
沼气
死亡冰柱
氯化银
煤气
火石
雷酸汞
碳酸
钾
核裂变
核聚变
煤炭
液化石油气
石油
原油
冷泉
组成结构
可燃冰正在加载可燃冰
天然气水合物(Natural Gas Hydrate,简称Gas Hydrate),也称为可燃冰、甲烷水合物、甲烷冰、天然气水合物、“笼形包合物”(Clathrate),分子式为:CH4·nH2O,现已证实分子式为CH4·8H2O。。因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧,所以又被称作“可燃冰”(英译为:Flammable ice)或者“固体瓦斯”和“气冰”。形成天然气水合物有三个基本条件:温度、压力和原材料。
天然气水合物是一种白色固体物质,有极强的燃烧力,主要由水分子和烃类气体分子(主要是甲烷)组成,它是在一定条件(合适的温度、压力、气体饱和度、水的盐度、PH值等)下由水和天然气在中高压和低温条件下混合时组成的类冰的、非化学计量的、笼形结晶化合物(碳的电负性较大,在高压下能吸引与之相近的氢原子形成氢键,构成笼状结构)。一旦温度升高或压强降低,甲烷气则会逸出,固体水合物便趋于崩解。
“天然气水合物”,是天然气在0℃和30个大气压的作用下结晶而成的“冰块”。“冰块”里甲烷占80%~99.9%,可直接点燃。可用mCH4·nH2O来表示,m代表水合物中的气体分子,n为水合指数(也就是水分子数)。组成天然气的成分如CH4、C2H6、C3H8、C4H10等同系物以及CO2、N2、H2S等可形成单种或多种天然气水合物。形成天然气水合物的主要气体为甲烷,对甲烷分子含量超过99%的天然气水合物通常称为甲烷水合物(Methane Hydrate)。每单位晶胞内有两个十二面体(20 个端点因此有 20 个水分子)和六个十四面体(tetrakaidecahedral)(24 个水分子)的水笼结构。其水合值(hydratation value)20 可由 MAS NMR 来求得。 甲烷气水包合物频谱于 275 K 和 3.1 MPa下记录,显示出每个笼形都反映出峰值,且气态的甲烷也有个别的峰值。
字太多了
“可燃冰”这个叫法在国内比在国际上叫的更响、更普遍。实际上“可燃冰”这个叫法是一个比较科普的,也就是说在国际专业文献中也很少用的。之所以这么说就是它的英文名称叫天然气水合物或者天然气,因为纯净的天然气水合物外观是呈白色的,形状就像冰或者是雪,要么大块的冰,要么是斑斑点点分散在沉淀物当中,所以很通俗、形象的称为“可燃冰”,这么叫就因为它纯净。
它是怎么构成的呢?天然气水合物是天然气的分子,我们知道天然气主要是甲烷,天然气分子和水分子在特殊的温度和压力的条件下,低温、高压下形成的,当然有特定的场所形成这么一种固态的,严格讲是笼状包合物,又不是水合物也不是化合物,就是独特的温压条件下一个甲烷分子周围若干个水分子,我们叫笼状包合物,这是最规范、最科学的叫法。
这种东西形成的有天然气、有水、有介质,他们在介质中孔隙里边就形成了水合物,当然外界条件是低温高压。不要理解天然气水合物就是可燃冰就是冰雪,肉眼基本看不到。
可燃冰一种可燃气体和水结合在一起的固体化合物,因外形与冰相似,所以叫它“可燃冰”。这种可燃冰的形成有两条途径:一是气候寒冷致使矿层温度下降,加上地层的高压力,使原来分散在地壳中的碳氢化合物和地壳中的水形成气—水结合的矿层。二是由于海洋里大量的生物和微生物死亡后留下的遗尸不断沉积到海底,很快分解成有机气体甲烷、乙烷等,这样,它们便钻进海底结构疏松的沉积岩微孔,和水形成化合物。
可燃冰年复一年地积累,形成延伸数千至数万里的矿床。它每立方米中含有200立方米的可燃气体,已探明的储量比煤炭、石油和天然气加起来的储量还要大几百倍