1、天然气是一种洁净的能源，主要成分是甲烷，燃烧后的主要生成物为二氧化碳和水，其产生的温室气体只有煤炭的12，是石油的23。天然气汽车则是以天然气作为燃料的汽车，按照天然气的化学成分和形态，可分为压缩天然气(CNG)汽车、液化天然气(LNG)汽车和液化石油气(LPG)汽车3种。近年来，天然气汽车在全球发展很快，在应用与运营方面比较成功。,第一章 天然气的性质及其处理,环境负效应小（污染小）安全性好对发动机的工作有利资源丰富运行费用低,1.1天然气作为汽车燃料的特点,不同燃料车辆对环境影响的比较（以汽油为100）,安全性好,密度最小，极易散逸； 自燃点高，达700，是所有燃料中最高的； 爆炸极限也很
2、高，在自然条件下，不易形成爆炸混合物。,对发动机的工作有利,辛烷值高达130，不易爆燃； 燃烧完善不易形成炭粒，可减少气缸磨损； 燃烧后剩余碳氢化合物少，对润滑污染物少； 由于天然气是气态与空气混合，低温启动性能好； 发动机压缩比可提高，由此提高了循环的效率。,资源丰富,地球上蕴藏着极其丰富的天然气资源。初步估计常规天然气储量约为6000亿立方米，可供人类利用200300年。 此外，人们已经发现海底蕴藏有大量甲烷水合物（俗称“冰甲烷”），如果其开发技术获得解决，当会使此种燃料获得更充分的供应。,1.2 天然气的组成,烷烃,非烃气体：H2S、CO2、CO、N2、H2O蒸汽等 少量稀有气体：氦(H
3、e)和氩(Ar),天然气低分子饱和烷烃少量非烃气体组成,1.3天然气的分类,按矿藏特点分类 按矿藏特点的不同可将天然气分为气井气（gas well gas）、凝析井气（condensate gas）和油田气（oil field gas）。前两者合称非伴生气（unassociated gas）后者也称为伴生气（associated gas）。气井气又称为纯气藏天然气，凝析井气又称为凝析气藏天然气，,按天然气的烃类组分关系分类 按天然气的烃类组分（即按天然气中重烃气含量）的多少来分类。（1）C2界定法 干、湿气的划分。 根据天然气中C2以上的烃含量的多少，划分为干气（dry gas）和湿气（wet
4、 gas）C2+含量超过或等于5%称为湿气， C2+含量低于5%称为干气。,（2）C3界定法贫、富气的划分。根据天然气中C3及以上烃类的含量多少，用C3界定法划分为贫气（lean gas）和富气（rich gas）。 C3+含量小于100mL/m3称为贫气， C3+含量大于100mL/m3称为富气。,按酸气含量分类 按酸气（acid gas，指CO2和硫化物）含量多少，天然气可分为酸性天然气和洁气。 酸性天然气（sour gas）指含有显著量的硫化物和CO2等酸气，这类气体必须经处理后才能达到管输商品气要求的天然气。 洁气（sweet gas）是指硫化物含量甚微或根本不含酸气，它不需净化就可外
5、输和利用。,1.4 天然气的物理性质,天然气的物理性质取决于构成它的主要成分烃类的物性。物质的物理性质主要取决于物质的分子性质。,天然气的平均相对分子质量,空气的相对分子质量为28.97。,定义：标态下1kmol（0、1atm、22.4m3）天然气具有的质量。单位：kg/kmol又称平均分子量、视分子量 u确定方法：,定义(density) 在一定温度压力下，单位体积天然气的质量。,天然气的密度,（Kg/m3）,u计算方法,在理想条件下，,实际气体，,定义：在20，0.101MPa下天然气的密度与干燥空气的密度比。,天然气的相对密度,u计算方法,思考题：如何得到？,气 相,C1, C2, C3
6、,u已知：天然气的摩尔组成如下,u求：天然气的分子量和相对密度,气 相,C1, C2, C3,l天然气的分子量:,l天然气的相对密度:,天然气的比容,定义单位质量天然气所占据的体积,（m3/Kg）,u计算方法,在理想条件下，,实际气体，,天然气的压缩因子状态方程(Equations of State),理想气体的假设条件：,1.气体分子无体积，是个质点；,2.气体分子间无作用力；,3.气体分子间是弹性碰撞；,理想气体状态方程：,天然气处于高温、高压状态多组分混合物，不是理想气体,压缩因子,压缩因子compressibility factor ：,一定温度和压力条件下，一定质量气体实际占有的体积与在相同条件下理想气体占有的体积之比。,实际气体的状态方程：,压缩因子Z的物理意义：,实际气体与理想气体的差别。,
