一、天然气的气体属性
天然气组分包括：CH4、C2H6、C3H8、iC4、nC4、iC5、nC5、C6+、CO2、N2等。
二、天然气的物理属性
天然气是优质洁净能源，但是由于开采、气液转化等过程也会含有一定量杂质，主要的杂质有气体、液体和固体杂质；需要预处理进行处理，以避免对分析设备造成损伤。
1、液体杂质：水和油,、重烃；
2、固体杂质：泥沙、岩石颗粒、硫化亚铁等；
3、气体杂质：H2S、CO2等。
三、目前主要的天然气热值测量方式，和优劣势
天然气目前的检测主要有两种方式，第一种是通过仪器测出天然气组分，进而通过组分、体积计算出来的热值；二是直接用热值仪测量出的热值。实践效果检测天然气组分的分析方法的精密度更高，重复性更好；在天然气检测中得到更加普及的采用。天禹智控研发的在线天然气分析仪、便携天然气分析仪及在线天然气分析系统可以良好的监测天然气各组分气体的浓度及热值，以实现各种场景下天然气工艺的优化控制及安全监控。
|
天然气浓度热值检测方法 |
测量精度 |
操作便捷性 |
经济成本 |
维护量 |
测量实时性 |
防爆要求 |
|
激光法 |
高 |
简单 |
适中 |
少 |
高 |
满足 |
|
光声光谱法 |
高 |
简单 |
适中 |
少 |
高 |
满足 |
|
红外法 |
中 |
简单 |
便宜 |
少 |
高 |
满足 |
|
色谱法 |
高 |
复杂 |
高昂 |
多 |
低 |
本身不满足，需要配备防爆小屋，成本高昂 |
|
燃烧法
（直接测热值）
|
高 |
复杂 |
高昂 |
多 |
低 |
本身不满足 |
四、天然气热值计算相关的公式和法规
|
天然气物性计算 |
|||||||||||
|
一.天然气的组分 |
|||||||||||
|
序号 |
组分名称 |
体积含量 |
摩尔质量
(Kg/Kmol)
|
摩尔分数 |
20℃，101.325KPa |
高位热值
MJ/m3
|
高位热值
MJ/m3
|
||||
|
Z |
b1/2 |
||||||||||
|
1 |
甲烷（CH4) |
0.9332 |
16.043 |
0.93282 |
0.9981 |
0.0436 |
37.044 |
33.367 |
|||
|
2 |
乙烷（C2H6) |
0.064 |
30.07 |
0.06437 |
0.992 |
0.0894 |
64.91 |
59.39 |
|||
|
3 |
丙烷（C3H8) |
0.0002 |
44.097 |
0.0002 |
0.9834 |
0.1288 |
92.29 |
84.94 |
|||
|
4 |
丁烷（C4H10) |
0 |
58.123 |
0 |
0.9682 |
0.1783 |
119.66 |
110.47 |
|||
|
5 |
戊烷（C5H12) |
0 |
72.15 |
0 |
0.945 |
0.2345 |
147.04 |
136.01 |
|||
|
6 |
苯（C6H6) |
0 |
78.114 |
0 |
0.936 |
0.253 |
137.27 |
131.76 |
|||
|
7 |
二氧化碳（CO2) |
0 |
44.01 |
0 |
0.9997 |
0.0173 |
|
|
|||
|
8 |
氮（N2) |
0.00260 |
28.0135 |
0.00261 |
0.9944 |
0.0728 |
|
|
|||
|
9 |
合计 |
1.00000 |
|
||||||||
|
二.天然气的压缩因子计算 |
|||||||||||
|
|
0.99782 |
||||||||||
|
三.天然气密度计算 |
|||||||||||
|
|
0.7075 |
Kg/m3 |
|||||||||
|
式中：R=8.314510J.mol-1.K-1
T=20+273.15=293.15K
|
|||||||||||
|
1吨LNG的气化率: |
1413 |
m3 |
|||||||||
|
四.天然气相对密度计算 |
|||||||||||
|
|
0.585 |
||||||||||
|
式中：Mair=28.9626Kg/Kmol
Zair(20oC，101.325KPa)=0.99963
|
|||||||||||
|
五、高地位热值计算（体积发热量，20oC，101.325KPa） |
|||||||||||
|
|
高位热值 |
38.837 |
MJ/m3 |
||||||||
|
低位热值 |
35.042 |
MJ/m3 |
|||||||||
|
六、沃泊指数计算（20oC，101.325KPa） |
|||||||||||
