1、一、天然气天然气是指动、植物遗体通过生物、化学及地质变化作用，在不同条件下生成、转移，并在一定压力下储集，埋藏在深度不同的地层中的优质可燃气体。其主要成分是饱和烃，以甲烷为主，乙烷、丙烷、丁烷、戊烷含量不多，也含有少量非烃类气体，如一氧化碳、二氧化碳、氮气、氢气、硫化氢、水蒸气及微量的惰性气体氦、氩等。1. 密度和相对密度常温、常压下甲烷的密度为 0.7174kg/m3，相对密度为 0.5548。天然气的密度一般为 0.75 kg/m0.8kg/m，相对密度一般为0.580.62。2. 着火温度甲烷的着火温度为 540。3. 燃烧温度甲烷的理论燃烧温度为 1970。天然气的理论燃烧温度可达到
2、2030。4. 热值热值是指 1 标准立方米某种气体完全燃烧放出的热量，属于物质的特性，符号是 q，单位是焦耳每立方米，符号是 J/m。热值有高位热值和低位热值两种。高位热值是指一标准立方米气体完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度，而其中的水蒸气以凝结水状态排出时所放出的热量。低位热值是指一标准立方米气体完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度，但烟气中的水蒸气仍为蒸气状态时所放出的热量。燃气的高位热值在数值上大于其低位热值，差值为水蒸气的气化潜热。由于天然气是混合气体，不同的组分以及组分的不同比例，都会有不同的热值，表 1 为几个不同产地的天然气热值。表 1 不同种类的天然气热值热值 （MJ/Nm）天然
3、气种类 高热值 低热值四川干气 40.403 36.442大庆石油伴生气 52.833 48.383大港石油伴生气 48.077 43.6435. 爆炸极限可燃气体和空气的混合物遇明火而引起爆炸时的可燃气体浓度范围称为爆炸极限。在这种混合物中，当可燃气体的含量减少到不能形成爆炸混合物时的含量，称为可燃气体的爆炸下限，而当可燃气体含量一直增加到不能形成爆炸混合物时的含量，称为爆炸上限。表 2 为常见几种气体的热值表和爆炸极限。其中热值是在273.15K、101325Pa 条件下测定，其爆炸极限是在 293.15K、101325Pa 条件下测定。表 2 常见可燃气体的热值和爆炸极限气 体 分子式
4、高发热值（MJ/Nm 3） 低发热值（MJ/Nm 3） 爆炸下限 （%） 爆炸上限 （%）甲 烷 CH4 39.842 35.902 5.0 15.0乙 烷 C2H6 70.351 64.397 2.9 13.0乙 烯 C2H4 63.438 59.477 2.7 34.0丙 烷 C3H8 101.266 93.240 2.1 9.5丙 烯 C3H6 93.667 87.667 2.0 11.7正丁烯 C4H10 133.886 123.649 1.5 8.5异丁烷 C4H8 133.048 122.853 1.8 8.5正戊烷 C5H12 169.377 156.733 1.4 8.3一氧化
5、碳 CO 12.636 12.636 12.5 74.2氢 H2 12.745 10.786 4.0 75.9硫化氢 H2S 25.348 23.368 4.3 45.5由于天然气的组分不同，爆炸极限存在差异。大庆石油伴生气是4.2%14.2%、大港石油伴生气是 4.4%14.2%。通常将甲烷的爆炸极限视为天然气爆炸极限，因此天然气的爆炸极限约为 5%15%。二、压缩天然气压缩天然气（Compressed Natural Gas 简称 CNG）通常是指经净化后压缩到 20MPa25MPa 的天然气。CNG 的用途：压缩天然气在 20MPa 时体积约为标准状态下同质量天然气的1/200。由于 C
6、NG 生产工艺、技术、设备比较简单，运输装卸方便，而且在环境保护方面有明显优势，因此是值得大力推行的车用燃料及城镇居民用气。CNG 的特点：CNG 作为一种理想的车用替代能源，其应用技术比较成熟。它具有成本低、效益高、污染少及使用安全便捷等特点，CNG 作为城镇居民的替代气源，具有便携的特点，尤其在难觅优质民用燃料的城镇应用尤为显著。三、液化天然气天然气在常压下，当冷却至约-162时，则由气态变成液态，称为液化天然气（英文 Liquefied Natural Gas, 简称 LNG）。LNG 的主要成份为甲烷，还有少量的乙烷、丙烷以及氮等。天然气在液化过程中进一步得到净化，甲烷纯度更高，几乎不
7、含二氧化碳和硫化物，且无色、无味、无毒。LNG 的密度取决于其组分和温度，通常在 430 kgm470 kgm之间，但是在某些情况下可高达 520kgm。密度随温度的变化梯度约为 135 kg（m）。LNG 的体积约为同量气态天然气体积的 1/600。四、液化石油气液化石油气（Liquefied Petroleum Gas，简称 LPG）是开采和炼制石油过程中，作为副产品而获得的一部分碳氢化合物。其主要成分是丙烷、丙烯、丁烷，习惯上又称 C3、C4，即只用烃的碳原子（C）数表示。这些碳氢化合物在常温、常压下呈气态，当压力升高或温度降低时，很容易转变为液态。从气态转变为液态，其体积约缩小为气态时
8、的 1/250。1. 密度液化石油气的密度有气体密度和液体密度之分。对于气体密度，由于液化石油气密度随着温度和压力而变化，表示时必须注明温度和压力条件。气态液化石油气的密度随着温度及相应饱和蒸气压的升高而增加。在压力不变的情况下，气态物质的密度随着温度的升高而减小。标况下液化石油气的气态密度约为 1.9 kg/Nm2.5 kg/Nm。对于液体密度，液态液化石油气的密度受温度影响较大，温度升高，密度减小，同时体积膨胀。液化石油气的液态密度一般为 500 kg/m600 kg/m。2. 着火温度液态液化石油气中的着火温度约为 426537。3. 燃烧温度当液化石油气利用空气作助燃剂，其理论燃烧温度
9、可达到 1900。4. 热值由于液化石油气是混合气体，以 C3、C4 为主，组分比例不同，会造成不同的热值，表 1.2.4 是两类不同产地的天然气热值。表 1.2.4 两类液化石油气的热值热值 （MJ/Nm）液化石油气种类 高热值 低热值北京地区液化石油气 123.678 115.062大庆地区液化石油气 122.284 113.7805. 爆炸极限由于液化石油气的组分比例不同，爆炸极限存在差异。大庆液化石油气是1.7%9.7%，北京液化石油气是 1.6%9.7%。通常所采用的液化石油气的爆炸极限是 1.5%9.5%。五、人工煤气由固体燃料（煤、焦炭等）或液体燃料（重油等）经干馏、汽化或裂解等
10、过程所制得的气体，统称为人工煤气（或人工燃气）。人工煤气的主要成分为烷烃、烯烃、芳烃、一氧化碳和氢等可燃气体，并含有少量的二氧化碳和氮等不可燃气体。人工燃气中含有无色、无味、有剧毒的一氧化碳，尽管在城镇燃气质量要求中限制了一氧化碳的含量，但出现泄漏时，会导致中毒。1. 密度焦炉煤气主要由碳氢化合物和氢气组成，常压下焦炉煤气密度为 0.4686 kg/m，相对密度为 0.3623。2. 着火温度焦炉煤气的着火温度为 600-650。3. 燃烧温度焦炉煤气的理论燃烧温度为 1998。4. 热值焦炉煤气其低热值为 17.9MJ/m。5. 爆炸极限主要人工煤气的爆炸极限如表 1.2.6 所示。表 1.
11、2.6 主要人工煤气的爆炸极限爆炸极限（空气中体积%） 焦炉煤气 高炉煤气 水煤气 催化油制气 热烈油制气下限 4.5 4.9 6.2 4.7 3.7上限 35.8 40.9 70.4 42.9 25.7六、沼气沼气，顾名思义就是沼泽里的气体。人们经常看到，在沼泽地、污水沟或粪池里，有气泡冒出来，如果我们划着火柴，可把它点燃，这就是自然界天然发生的沼气。沼气，是各种有机物质，在隔绝空气（还原条件），并在适宜的温度、湿度下，经过微生物的发酵作用产生的一种可燃烧气体。沼气是混合气体，主要成分是甲烷，其性质与天然气相似。沼气由 5080甲烷(CH4)、2040二氧化碳(CO2) 、05氮气(N2)、
12、小于 1的氢气(H2)、小于 0.4的氧气(O2)与 013硫化氢(H2S)等气体组成 。由于沼气含有少量硫化氢，所以略带臭味。沼气的爆炸极限约8.620.8。沼气的热值约 20.823.6 MJ/m1、液化石油气的来源液化石油气是在石油天然气开采和炼制过程中，作为副产品而取得到的以丙烷、丁烷为主要成分的碳氢化合物。在常温常压下为气体，只有在加压或降温的条件下，才变成液体，故称为液化石油气。常温下，液化石油气中的乙烷、乙烯、丙烷、丁烯、丁烷等均为无色无嗅的气体，他们都比水轻，且不溶于水。液化石油气中的刺鼻味是由在运输及储存过程中特意加入的硫醇和醚等成分产生的，便于液化石油气泄漏时使用者察觉判断
13、。2、液化石油气的组成主要成分：丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)少量成分：甲烷、乙烷、丙稀、丁烯。残液：液化石油气钢瓶里总有微量液体用不完，该部分液体称为残液，其主要成分为戊烷及戊烷以上碳氢化合物。液化石油气国家标准规定残液含量不大于3%。二、液化石油气的用途1、民用燃气：烹调、烧水、取暖等。2、工业用：干燥、定型、发泡、熔化金属、烘烤等。3、农业生产：烘烤、采暖、催熟等。三、液化石油气的物理化学性质1、密度：在标准状态下(0、1 个大气压)单位体积物质所具有的质量。单位：气态：Kg/Nm3 液态：KG/升丙 烷 丙 烯 正丁烷 异丁烷 丁烯1 异丁烯气态密度 2.01 1.93 2.70
14、 2.69 2.50 2.50液态密度 0.52970.54540.60100.58100.6177 0.6165混合气气态密度为各组分在同一状态下的密度与各组分体积百分数之和。2、比重：一物质的密度与某一标准物质的密度之比。气态的液化石油气比重是空气的 1.52 倍，它扩散后处于空气的下部，可以由高处流向低洼的地方，积存在通风不好和不易扩散的地方。液态液化石油气比水轻，其比重在 0.50.6 之间。3、体积膨胀系数液体一般受热膨胀，温度越高膨胀得越厉害。液化石油气的膨胀系数是水的 16倍左右。因此，容器灌装时必须要留出一定的空间。液化石油气充装系数为 85%(在常温常压的条件下是安全的)。4
15、、饱和蒸气压正常的液化石油气钢瓶内的压力，就是液化石油气的饱和蒸气压。所谓的饱和蒸气压，是指在一定的温度下，液化石油气的气态、液态互相平衡时的蒸气压力，即液体的蒸发速度同气体的凝聚速度相等时的压力。液化石油气的饱和蒸气压随着温度的变化而变化的，温度升高，饱和蒸气压变大。民用液化石油气钢瓶设计温度为+6040，是以液化气在+60的饱和蒸气压力来设计压力的，即以 1.57MPa 为设计压力。5、气化潜热液体气化时要吸热，单位重量的液体气化所需的热量称为气化潜热。气化潜热比较直观的表现是钢瓶大量供气时，由于其液体蒸发所需大量蒸发潜热，会使钢瓶温度降低，如果周围温度不太高，来不及提供所需大量热量，钢瓶
16、的温度就会继续降低以至把周围的水蒸气凝结为露或霜，一旦发现钢瓶上有露或有白霜，即应适当提高室内空气温度或降低液化石油气的用气量，否则液化石油气压力会因室温低而降下来，以至影响正常供气。1 千克液化石油气由液态变为气态时，需要吸收约 96.117Kcal 的热量(一个物理大气压沸点时)。6、闪点在一定的温度下，液化石油气由液态蒸发为气态，而这种气体与空气混合后可以形成可燃的混合气体，当这种气体与火焰接触时，能产生瞬间火花，这种火花即为一瞬间发生的燃烧，称为闪燃。气体能发生闪燃的最低温度就称为该气体的闪点。液化石油气的主要成分闪点都很低，如丙烷为104、丁烷为82、丙烯67、丁烯类约80，即使是残
17、液戊烷的闪点也是40，闪点低意味着危险程度大，液化石油气比汽油、煤油等轻质油品引起火灾的危险性大。7、燃点气态液化石油气与空气混合后，与明火接触能发生连续燃烧的最低温度，就称为它的燃点，也就是它的着火温度。常压下液化石油气的燃点为 470510之间。8、沸点液体的温度升高，液体的蒸气压也随之升高直到蒸气压与外界压力相等，如果温度升高到一定数值，液体内部也发生气化，这种现象叫沸腾，沸腾时的温度叫沸点。沸点随外界压力的上升而增大，随压力下降而降低，比如高山上空气稀薄，压力小于 1 个大气压，水的沸点低于 100，水的沸点在一个大气压的情况下是 100，而液化石油气中的丙烷在一个大气压的情况下的沸点
18、为42，而当所受压力增加到 8 个大气压时，其沸点提高到+20。9、露点气态液化石油气在冷却或加压时，会凝结成露液，此刻的温度叫露点。在 1 个大气压时，丙烷的露点为42，8 个大气压时，露点值为+20，即由此温度继续下降，则开始由气态变为液态。从数字上可以看出，液态液化石油气的沸点和气态的露点，在同一压力的情况下是同一数值，实际上即为液化石油气的饱和压力值下的饱和温度值。10、爆炸极限当液化石油气与空气混合并达到一定浓度，遇到明火就会引起爆炸，这种能爆炸的混合气体中所含燃气的浓度极限称为爆炸极限，一般用体积百分数表示。在混合气体中当燃气减少到不能形成爆炸混合物时的那一浓度，称为可燃气体的爆炸
19、下限，而当燃气增加到不能形成爆炸混合物时的那一浓度，称为爆炸上限。液化石油气的爆炸极限范围为 1.59.5%。四、液化石油气的特性及其危险性1、液化石油气的特性易挥发液化石油气在常温常压下吸热立即挥发成为气体，体积骤然膨胀约 250300 倍，急剧扩散蔓延。易燃、易爆液化石油气的闪点低，为14040,危险性大，液化石油气气体与空气接触后，可被微小火星点燃，其燃烧值较高，为 2.101042.90104Kcal/ m3，高于天然气的燃烧值。液化石油气的燃烧速度为 0.380.5m/s。低腐蚀性液化石油气含硫量低，一般没有腐蚀性，但能使橡胶软化，使那些油脂的油漆和脂膏溶解。所以液化石油气使用的是专
20、用高压胶管。微毒性液化石油气在空气中的浓度低于 1%时，对人体健康没有危险，但是，长时间接触浓度较高的液化石油气，对神经系统会产生不良影响；空气中液化石油气浓度超过 10%时，会使人窒息。热胀冷缩液化石油气和其它物体一样，也具有热胀冷缩的性能，液化石油气的膨胀系数比水大 16 倍左右。根据计算，钢瓶在装满液化石油气的情况下，温度每升高1，压力就会上升 23Mpa。所以，只要温度升高 35，内压就会超过普通钢瓶的 8Mpa 的胀裂限度。所以，严禁超装是液化石油气安全操作必须严格遵守的规程。2、液化石油气的危险性爆炸火灾危险性液体闪点越低，火灾危险性越大，由于液化石油气的闪点低，不论在寒冬或炎夏都
21、无需加热，遇火即能燃烧。液化石油气属一级火灾危险等级。液化石油气爆炸下限低，爆炸范围大，遇火源就有燃烧、爆炸的危险，其爆炸速度为20003000 m/s，火焰温度高达 2000。液化石油气热值很高，液体低发热值达 11000kcal/ kg，气体低发热值为 2200026000kcal/ m3，是一种很好的燃料。但是，一旦发生着火爆炸事故，就会造成严重的破坏。由于它比空气重，容易停滞和积聚在地面的空间、坑、沟、下水道和墙角等低洼处，一时不易被风吹散，与空气混合形成爆炸性物质，遇火源便可引起爆炸。因此，液化石油气应储存在通风良好的场所。冻伤危险性液化石油气的沸点范围较低，低温或经加压而成液体，通
22、常贮存在贮罐或钢瓶内，一旦泄漏，液化气体大量喷出，由液态急剧变为气态，便从周围的环境中大量吸热而造成低温，若管道阀门处泄漏，会在泄漏处形成低温、结冰，严重的可能影响阀门的关闭。若检修时，有可能出现大量喷液情况，如喷溅到人体上，会造成冻伤。此外，当身上喷有液态液化石油气时感到很冷，没有及时脱换衣服，如遇火、可能“引火烧身”遇到这种情况，应立即用湿布或水灭火，严防事故扩大。中毒危险性液化石油气具有微毒性的特性，高浓度的液化石油气被人吸入体内，对人的中枢神经有麻醉作用，会使人昏迷、呕吐，严重时可使人窒息死亡。此外，液化石油气燃烧需要 2533 倍的空气，缺氧导致燃烧不完全，也会产生一氧化碳等有毒气体。
