天然气是怎样开采的

【专家解说】：由于天然气和石油同属埋藏地下的烃类资源，有时且为共生矿藏，其加工工艺及产品相互有密切的关系，故也可将天然气化工归属于石油化工。天然气化工一般包括天然气的净化分离、化学加工。净化分离包括从地下采出的天然气，在气井现场，经脱水、脱砂与分离凝析油后，根据气体组成情况进行进一步的净化分离加工。富含硫化物的天然气，必须经过脱硫处理，以达到输送要求，副产品硫黄用以生产硫酸、二硫化碳等一系列硫化物。脱硫后，天然气经过深冷分离，可得到液化天然气；若天然气是富含乙烷以上烷烃的湿气，则可同时得到天然气凝析液，后者常采用精馏的方法，以回收乙烷、丙烷、丁烷，并且还有一部分凝析油。化学加工包括在高温下进行的天然气热裂解，主要生产乙炔和炭黑；天然气蒸气转化或天然气的部分氧化，可制得合成气；天然气经过氯化、硫化、硝化、氨化氧化、氧化可制得甲烷的各种衍生物；湿性天然气中的乙烷、丙烷、丁烷和天然气凝析液等，经蒸气裂解或热裂解可生产乙烯、丙烯和丁二烯；丁烷脱氢或氧化可生产丁二烯或醋酸、甲基乙基酮、顺丁烯二酸酐等。 1 天然气的用途： 化工燃料，居民生活燃料，汽车燃料，联合发电，热泵、燃料电池等。nqP 2 液化天然气：: 天然气的主要成分为甲烷，其临界温度为190.58K，LNG储存温度为112K（-161℃）、压力为0.1MPa左右的低温储罐内，其密度为标准状态下甲烷的600多倍，体积能量密度为汽油的72%。 3 LNG工厂主要可分为基本负荷型、调峰型两类。液化流程以APCI（美国空气液化公司）流程为主。（丙烷预冷混合制冷剂液化流程） 4 我国天然气仅占能源总耗的2.6%，到2010年，这一比值预期达到7%—8% 5 中国的LNG工厂：20世纪90年代末，东海天然气早期开发利用，在上海建设了一座日处理为10万立方米的天然气事故调峰站。2001年，中原石油勘探局建造第一座生产型的液化天然气装置，日处理量为15万立方米。2002年新疆广汇集团开始建设一座处理量为150万立方米的LNG工厂，储罐设计容量为3万立方米。. 6 LNG接收终端：深圳大鹏湾，福建湄州湾，浙江、上海等地。 7 天然气的预处理：脱除天然气中的硫化氢、二氧化碳、水分、重烃和汞等杂质，以免这些杂质腐蚀设备及在低温下冻结而阻塞设备和管道。!,_&K= 8 脱水：若天然气中含有水分，则在液化装置中，水在低于零度时将以冰或霜的形式冻结在换热器的表面和节流阀的工作部分，另外，天然气和水会形成天然气水合物，它是半稳定的固态化合物，可以在零度以上形成，它不仅可能导致管线阻塞，也可以造成喷嘴合分离设备的堵塞。 9 目前常用的脱水方法有：冷却法、吸收法、吸附法等。 10 冷却脱水是利用当压力不变时，天然气的含水量随温度降低而减少的原理实现天然气脱水，此法只适用于大量水分的粗分离。 11 吸附脱水：利用吸湿液体（或活性固体）吸收的方法。三甘醇脱水，适用于大型天然气液化装置中脱出原料气所含的大部分水分。 12 吸附脱水：主要适用的吸附剂有：活性氧化铝、硅胶、分子筛等。现代LNG工厂采用的吸附脱水方法大都是采用分子筛吸附。在实际使用中，可分子筛同硅胶或活性氧化铝、串联使用。 13 脱硫：酸性气体不但对人体有害，对设备管道有腐蚀作用，而且因其沸点较高，在降温过程中易呈固体析出，必须脱除。 14 在天然气液体装置中，常用的净化方法有：醇胺法，热钾碱法，砜胺法。M@xZhT 15 天然气液化流程： 级联式液化流程、混合制冷剂液化流程、带膨胀机的液化流程。 16 天然气液化装置有基本负荷型和调峰型，基本负荷型天然气液化装置是指生产供当地使用或外运的大型液化装置，其液化单元常采用级联式液化流程和混合制冷剂液化流程。调峰型液化装置指为调峰负荷或补充冬季燃料供应的天然气液化装置，通常将低峰负荷时过剩的天然气液化储存，在高峰时或紧急情况下在汽化使用。其液化单元常采用带膨胀机的液化流程和混合制冷剂液化流程。 17 目前世界上80%以上的基本负荷型天然气液化装置中，采用了丙烷预冷混合制冷剂液化流程。流程由三部分组成：混合制冷剂循环，丙烷预冷循环，天然气液化回路。在此液化流程中，丙烷预冷循环用于预冷混合制冷剂和天然气，而混合制冷剂循环用于深冷和液化天然气。 18 法国燃气公司开发的整体结合式级联型液化流程（CII流程）代表天然气液化技术的发展趋势。在上海建造的CII液化流程是我国第一座调峰型天然气液化装置中所采用的流程。 19 带膨胀机的液化流程：利用高压制冷剂通过透平膨胀机绝热膨胀的克劳德循环制冷实现天然气液化的流程。气体在膨胀机中膨胀降温的同时，能输出功，可用于驱动流程中的压缩机。投资适中，适合用于液化能力较小的调峰型天然气液化装置。 20 典型级联式液化流程的比功耗为0.33KW•h/kg。丙烷预冷单级混合制冷剂液化流程为其1.15倍。 21 天然气液化装置由天然气预处理流程、液化流程、储存系统、控制系统及消防系统等组成。 我国天然气开采有着悠久的历史。据《史记》载，在公元前三世纪，当时担任蜀郡太守的水利专家李冰就曾在今天的四川邛崃一带凿井汲卤，并利用开采盐井过程中取得的天然气煮卤熬盐。到了距今一千七百多年前的东汉时期，四川的盐井已遍及临邛、成都、南充等地十多个县，利用天然气做饭熬盐随着也普及到上述地区。 从公元13世纪开始，我国古代劳动人民已能够对四川自贡、富顺和荣县一带的浅层天然气进行大规模的开发和利用。为了克服天然气运输的困难，并且严防泄漏而造成的危害，在缺少金属材料的情况下，我国古代劳动人民发挥了聪明才智，因地制宜，利用当地唾手可得的竹子和木材，创造性地制造出一种叫做“笕”的运输管线。“笕”能翻山越岭，还能穿河过湖，把天然气和盐水输送到一二十公里以外的地方。到明朝中期，自流井天然气的开发规模已相当庞大，地面的输送管线已能形成比较完善的集输系统。这不仅在当时是一项令人惊叹的工程，今天看来，仍然闪烁着智慧的光芒。 从历史回到今天的现实，我们不能不说我国的天然气还是弱小的，在能源中只是一个不起眼的小弟弟。近年来，我国天然气虽然在不断加速发展，但无论是在绝对产量、速度增长，还是在能源构成中的比例，都远远落后于发达国家。这与我们这样一个人口众多的资源大国的地位极不相称。为此，有人说中国是一个石油大国，但是一个天然气小国。不过我们应该在这句话后边加上一行注脚：这只是一种暂时性的现象。到21世纪中叶，我国将成为一个发达的天然气大国。 1949年新中国成立以前，我国只有3个小气田，年产量仅为1000万立方米。开采方法落后简陋，在能源生产和消费中所占比重微乎其微，不具备工业规模，根本谈不上有什么天然气工业。 新中国成立以来，随着石油工业的发展，我国天然气获得了相应的发展。到2003年底，已发现天然气田380个，已探明天然气储量38735亿立方米。2004年我国的天然气产量已达到408亿立方米。 随着天然气工业的快速发展，产量和消费量不断增长，它们在我国一次能源生产和消费结构中所占的比重将会发生变化。2003年我国天然气的产量在一次能源生产结构中占2.8％，消费量在一次能源消费结构中占2.7％。预计划2020年产量在一次能源生产结构中所占比重上升至6.1％，消费量在一次能源消费结构中所占比重上升至8.7％。这将导致我国的能源结构逐步得到改善。