黑色金子
由于种种原因,我国的天然气勘探开发直到20世纪90年代中期才进入高潮,尤其是西北部大气田的开发,为天然气的广泛应用奠定了坚实的物质基础。
天然气的利用,大致可以分为两个方面,一是作能源,二是作原料。
与煤炭、石油相比,天然气是更为洁净、价廉、优质的燃料。同等热值的天然气价格比原油的低,而且,天然气燃烧后的污染物(灰粉、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳)比煤、油燃烧后的生成物少。从质量上看,民用气的最终热效率是原油的1.2倍、煤的1.5倍,火电的2.8倍。而且天然气比煤气及液化石油气的火焰更稳定,所以天然气的地位在众能源中与日俱增。
作为燃料,天然气{sx}是供给民用,在发达国家中,英国民用气占消费气量的57.4%,法国占51-4%,荷兰占49.2%,美国占40.3%,原苏联84%的家庭用天然气作燃料。在中国,用天然气和液化石油气作燃料的比率虽然大幅度上升,但比起发达国家还有较大的差距。
以天然气作燃料的工业部门也较多,原苏联的钢铁工业中用天然气作燃料所占的比例曾高达94%。在美国、意大利、加拿大等国家,这一比例也相当高。
天然气可用作往复式(活塞式)及离心式发动机的燃料,目前世界上约一半以上的汽轮机使用的动力燃料是天然气,而且还有增加的趋势。天然气还是混烧柴油机和点火式内燃机的优质燃料,我国石油系统的工程技术人员已成功地改造了多种型号的重型汽车,使其成为使用柴油与天然气两种燃料的交通工具。这种类型的汽车不仅输出动力没有下降,更重要的是排出的杂质大大减少,是真正的节能环保型汽车,已在全国迅速推广开来。此外,纯粹使用天然气作动力的汽车已出现在市场上,包括小轿车、公共汽车和重型卡车。
天然气既可作动力又可作为发电厂的燃料。在美国,用于发电所消耗的天然气已占到天然气总消耗量的20%左右。
此外,利用低温冷藏的液态氢与氧的化学能发电,已成为航天工业、海洋钻井平台以及边远地区供电的一项重要技术,这种燃料系统又称流动电厂,其中的氢源绝大部分来源于天然气。
以天然气为原料的化学工程称为天然气化工,迄今已有100多年的发展历史,主要表现在以下几个方面:利用天然气获取高纯度的工业、制药、化工、精密仪器制造等方面急需的氦气,我国目前使用的氦气90%以上都来源于天然气。用天然气蒸气转化(或部分氧化)制取氢气,用于化肥、化学药品生产、石油炼制、金属焊接、电子工业、超导技术、食品工业、新型能源和燃料电池、航天工业的燃料,等等;天然气经蒸气转化或部分氧化可以制得合成气(CO+H,),用来生产氨,这是化肥生产的重要原料。
甲醇是用途十分广泛的基本有机化工原料,用它可以制取甲醛、农药、维尼纶、汽油及蛋白质等,全世界以天然气为原料制取的甲醇可占甲醇总产量的80%左右。在化工工业中,乙炔有“有机合成工业之母”的称号,它能与许多种物质进行化学反应,衍生出几十种有机化合物。在美国、德国等发达国家,以天然气为原料生产的乙炔可达乙炔总产量的近100%。
以天然气为原料,还可以制成三氯甲烷、xxxx(是制冷剂、聚氨酯泡沫塑料起泡剂、火箭推进剂、灭火剂等化工产品的主要来源)、硝基甲烷(可合成xx、农药、医药、活性剂、防腐剂、润滑剂等精细化工产品)、二硫化碳(广泛用于工业、农业、医药、冶金等领域)、乙烯(可以衍生出上千种化学产品,是化学工业的基础原料之一)、硫磺,等等。
而且,利用富含乙烷及其碳数更高烃类的天然气的分离、吸附、吸收,可以获得乙烷、丙烷和xx汽油。
天然气中含量{zd0}的是甲烷(分子式为CH。),是一种无色无臭的气体,不溶于水,比空气轻。甲烷的发热量大,1000立方米的天然气相当于1吨石油或2吨煤,而其重量还不到720千克。甲烷在空气中占有5%-14%的含量时,遇火就会发生爆炸。天然气的攫芹发生在1/1000-1/10000秒之间,可产生高达2000—3000℃的高温。
因此,在我国许多城市的居民都已逐渐以天然气为能源的形势下,更应严格按照安全规定操作,严防天然气管道泄漏,以防发生人员中毒、爆炸的惨剧。
随着我国天然气勘探开发的大发展,人们对环境保护的要求日益提高,天然气不仅已走进千家万户,而且在不远的将来,将会在民用、工业、农业、国防、科技等方面的应用中占到越来越重要的地位。