天然气的物理性质

Question

如题所述

Answer 1

天然气是一种多组分的气态混合物，主要成分包括甲烷、乙烷、丙烷等烃类，以及二氧化碳、硫化氢等非烃类气体。在常温常压下，天然气以气态存在的烃类有甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、异丁烷及新戊烷等；非烃类气体则包括氢、氮、二氧化碳、硫化氢和惰性气体。在地下高温高压下，C5—C7烷烃和部分环烷烃、芳烃及有机硫化物也可以呈气态存在。
天然气的物理性质多方面，主要包括密度与相对密度、临界温度和临界压力、溶解性、黏度、吸着作用、扩散、热值以及甲烷气水合物等。
密度与相对密度方面，天然气的密度定义为单位体积气体的质量。其密度随重烃含量尤其是高碳数的重烃气含量增加而增大，也随CO2和H2S的含量增加而增大。相对密度则是指在标准状况下，单位体积天然气与同体积空气质量之比，一般与相对分子量成正比。
临界温度和临界压力方面，纯物质的临界温度系指气相物质(通过加压)能维持液相的最高温度，而临界压力是指气态物质液化所需要的最低压力。天然气常见组分的临界温度和临界压力如表所示。
溶解性方面，天然气能不同程度地溶解于水和油两类溶剂中，具体数量取决于天然气和溶剂的成分以及气体的压力、温度。
黏度方面，黏度是指流体分子间相对运动所产生的内摩擦力的大小。天然气的黏度很小，远比水(1mPa·s)和油(1～n×10mPa·s)的黏度低。
吸着作用方面，气体与固体表面接触所发生的关系，可以有吸收作用，也可以只有吸附作用，或兼而有之。
扩散方面，气体扩散是自然界常见的一种物理化学现象，按引起扩散的主导因素可分为浓度扩散和温度扩散。
热值方面，热能是天然气主要经济价值所在。天然气的热值与组成天然气的成分有关，含烃气比例越高，热值越高。
甲烷气水合物方面，天然气在冰点附近的特殊温度和压力条件下与水结合形成结晶水合物(固体气)，这是天然气的重要性质。固体气为密度在(0.88～0.90)g/cm3的固体结晶物质，像雪或冰，通式为M·H2O，式中M为形成水合物的气体分子。