天然氣

自然氣是一種可燃的、天然存在的氣體混合物，存在于地下沉積物中。 它通常與石油有關，因為它的形成方式相似。 自然氣主要由高能甲烷組成，但具體成分取決于沉積物。

有時有必要對原始氣體進行處理，以分離有毒、腐蝕性、化學惰性或不易燃的成分，或濃縮甲烷。 當“自然氣”一詞在一般情況下或在技術上下文中使用時，它通常表示消費者質量中富含甲烷的自然氣。

自然氣是一種化石燃料。 它主要用于為建筑物供熱，作為貿易和工業熱過程的熱源（例如在大型面包店、玻璃廠、磚廠、水泥廠以及采礦和重工業），用于發電以及作為船舶和汽車的燃料汽車。 此外，作為化學過程中的反應物，在數量上也有重要的應用，其中也使用其能量含量。

天然（原油）自然氣是一種烴類氣體混合物，其化學成分在不同地點之間差異很大，這是由于在礦床中形成、遷移和停留期間的普遍條件。

主要成分通常是甲烷。 在許多自然氣礦床中其比例在75-99 mol%之間。 乙烷（1% 至 15%）、丙烷（1% 至 10%）、丁烷、乙烯和戊烷含量增加的原氣稱為濕自然氣，指這些氣態碳氫化合物，在壓力下很容易液化，也稱為天然氣液體 (NGL) 被稱為。 術語濕自然氣也用于水蒸氣含量相對較高的原料氣（干自然氣通常含有較低含量的易凝氣體，無論是液化天然氣還是水蒸氣）。 甲烷含量極低（例如 30%）的原料氣稱為貧氣。

原始氣體的其他次要成分可以是：硫化氫（通常在 0% 和 35% 之間）、氮氣（通常在 0% 和 15% 之間，在極端情況下高達 70%）和二氧化碳（通常在 0% 和 10% 之間） ). 含有大量硫化氫的原料氣稱為酸氣。 此外，它可能含有大量有強烈氣味的有機硫化合物（烷硫醇、硫化羰）。 此外，原始的自然氣含有惰性氣體。 含有高達 7% 氦氣的原料氣具有巨大價值，是氦氣生產的主要來源。

必須首先使用氣體洗滌（尤其是脫硫）等工藝分離硫化氫、二氧化碳和水，因為其中一些有毒、燃燒形成環境污染物（例如二氧化硫）、具有腐蝕作用或傾向于形成水合物更多比甲烷。

除了上述氣體外，原料氣還可能含有固體成分，例如來自儲層巖石的沙粒或粘土顆粒，以及一些元素硫（每立方米幾克）和汞（每立方米幾毫克）。 這些物質也必須事先分離，因為它們有毒和/或對輸送機和運輸系統造成損壞。

自然氣是一種易燃、無色且通常無味的氣體，著火溫度約為 600 °C。 它的密度低于空氣。 1立方米的自然氣完全燃燒大約需要10立方米的空氣。 燃燒過程中，主要反應產物是水和二氧化碳。 還會產生少量的氮氧化物、二氧化硫、一氧化碳和粉塵。 為了能夠聞到可能的線路泄漏，經過處理的自然氣在被送入網絡之前會散發香味。 在這種加臭中，硫醚（例如四氫噻吩）或鏈烷硫醇（例如乙硫醇和叔丁硫醇）以最小量加入。 這些香味，而不是自然氣的主要成分，是產生經典氣體氣味的原因。

從技術上講，自然氣是一種燃氣。 在可燃氣體中，根據 DVGW 工作表 G260 對氣體族 2（富含甲烷的氣體）進行計算。 它們根據沃泊指數分為兩種類型，沃泊指數是能量含量（能量密度）的量度，取決于氣體的確切成分： H 氣體（來自英文高氣體，高能量含量，也稱為自然氣重) 含有較高比例的碳氫化合物和雞蛋NEN對應的惰性氣體（在自然氣中尤其是氮氣和二氧化碳）的比例較低，而L-gas的惰性氣體比例較高。

原油自然氣通常是通過導致石油形成的相同地質過程形成的。 原油和自然氣因此經常一起出現在一個礦床中。 這種自然氣是在地質時期由大量死亡和沉沒的海洋微生物（主要是單細胞藻類）形成的，這些微生物首先在海底無氧條件下轉化為腐爛的污泥（腐泥）。 在數百萬年的過程中，這種沉降可以沉入上地殼的更深區域并暴露于高壓，最重要的是高溫，這確保了有機物質轉化為自然氣（另見石油的形成). 煤層也含有自然氣。 這種氣體在煤礦開采中代表著惡劣天氣的巨大危險。作為煤層氣，它是通過鉆探深層硬煤層（另見礦床類型）獲得的。

然而，由于現場有機沉積物的微生物分解，即沒有顯著的熱過程和沒有顯著的遷移，也可能產生具有經濟價值的自然氣量。

自然氣中所含的氦來自沉積盆地基底火成巖中作為礦物成分所含元素的放射性α衰變。 流動性很強的氦氣，就像氣態碳氫化合物一樣，在巖石的孔隙和裂隙中向地球表面方向遷移，并在常規的自然氣沉積物中積累。