第5章天然气化工与煤化工5. 1天然气与煤5.2天然气化工5.3煤的化工利用5.4煤化工发展方向5.5温室气体的化学利用
第5章 天然气化工与煤化工 5.1 天然气与煤 5.2 天然气化工 5.3 煤的化工利用 5.4 煤化工发展方向 5.5 温室气体的化学利用
5.1.1.天然气资源与组成是埋藏在地下不同深度地层中的可燃性气体主要成分：甲烷其他成分：乙烷、丙烷、丁烷少量的戊烷（C）以上的重组分H2S、CO2、N2、H2等杂质干气与湿气：天然气中C.以上重质烃含量干气：低于0.00135%湿气高于0.00135%
5.1.1.天然气资源与组成 ◼ 是埋藏在地下不同深度地层中的可燃性气体. ◼ 主要成分: 甲烷 ◼ 其他成分: 乙烷、丙烷、丁烷 少量的戊烷(C5 )以上的重组分 H2S、CO2、N2、H2 等杂质。 ◼ 干气与湿气: 天然气中C5以上重质烃含量 干气: 低于 0.00135 % 湿气 高于 0.00135 %
(1)天然气资源的蕴藏形式气田：天然气单独蕴藏，甲烷含量高有的高达99%以上油田气（或油田伴生气）：天然气与石油共生，多为湿气*其中丙烷、丁烷能以“液化气体”的形式分离出来，称“液化石油气（LPG）。人“气体汽油”形*油田气中C.以上烷烃能以式分离出来，称为凝析油
天然气资源的蕴藏形式（1） ◼ 气田：天然气单独蕴藏，甲烷含量高, 有的高达99%以上。 ◼ 油田气(或油田伴生气)：天然气与石油 共生, 多为湿气. * 其中丙烷、丁烷能以“液化气体”的形式 分离出来，称“液化石油气（LPG）。 * 油田气中C5以上烷烃能以“气体汽油”形 式分离出来，称为凝析油
(2)天然气资源的蕴藏形式■煤层气（瓦斯气或煤层甲烷）：是非常规天然气的一种重要类型，储量大。1天然气水合物：存在于地球高纬度的冻土带和深度不到2000m的海底，由CH与H,0组成的具有确定晶体结构的笼形化合物，估计储量很大，但目前尚未得到利用
天然气资源的蕴藏形式（2） ◼ 煤层气(瓦斯气或煤层甲烷):是非常规天然气的 一种重要类型,储量大。 ◼ 天然气水合物: 存在于地球高纬度的冻土带和深 度不到2000m的海底, 由CH4与H2 O组成的具有确定 晶体结构的笼形化合物，估计储量很大，但目前 尚未得到利用
我国天然气蕴藏量1996年探明：天然气总储量为16697亿m3，居世界第16位：天然气产量为196.7亿m3，名列世界第21位资源：集中于四川盆地、陕甘宁盆地、塔里木盆地和柴达木盆地。海上的天然气主要以南海、东海海域为主。如：四川大庆、辽河、胜利、中原等油田。中国已探明的天然气储量只占资源蕴藏量的6.2%，勘探程度远低于石油。预计今后15-20年内中国天然气开发将进入高速增长期：自标：2020年产量将达到1200亿m3，2050年产量达到1600亿m3左右
我国天然气蕴藏量 ◼ 1996年探明: 天然气总储量为16697亿m3 ，居世界第16 位; 天然气产量为196.7 亿m3，名列世界第21位。 ◼ 资源: 集中于四川盆地、陕甘宁盆地、塔里木盆地和柴达木 盆地。海上的天然气主要以南海、东海海域为主。如: 四川、 大庆、辽河、胜利、中原等油田。 ◼ 中国已探明的天然气储量只占资源蕴藏量的6.2%，勘探程度 远低于石油。 ◼ 预计今后15-20年内中国天然气开发将进入高速增长期. 目 标: 2020年产量将达到1200亿m 3 ，2050年产量达到1600亿m 3 左右
煤资源与组成5.1.2■煤：是蕴藏在地下的固态有机可燃矿物，由古植物为主，经过复杂的生物化学、物理化学和地球化学作用，经过漫长地质年代的天然煤化作用而生成的。煤类型划分：腐殖煤、腐殖腐泥煤和腐泥煤。腐殖煤工业价值最大。它又可分为褐煤、烟煤和无烟煤，是近代煤综和利用和化学加工的主要煤种
5.1.2 煤资源与组成 ◼ 煤: 是蕴藏在地下的固态有机可燃矿物，由古植 物为主，经过复杂的生物化学、物理化学和地球 化学作用，经过漫长地质年代的天然煤化作用而 生成的。 ◼ 煤类型划分: 腐殖煤、腐殖腐泥煤和腐泥煤。 ◼ 腐殖煤工业价值最大。它又可分为褐煤、烟煤和 无烟煤，是近代煤综和利用和化学加工的主要煤 种
煤资源世界煤的资源占世界可燃矿物资源的第一位1989年14届国际能源会议资料表明，世界煤炭总资源量约为15万亿吨。中国为1145亿吨，占世界总储量的11.1%，居世界第三位。中国是世界上最早发现、利用和开采煤炭的国家西汉时期人们已开始地下采煤，并用于冶铁。煤炭资源主要集中在普、陕、内蒙及新疆地区
煤资源 ◼ 世界煤的资源占世界可燃矿物资源的第一位。 ◼ 1989年14届国际能源会议资料表明，世界煤炭总 资源量约为15万亿吨。 ◼ 中国为1145亿吨，占世界总储量的11.1%，居世界 第三位。 ◼ 中国是世界上最早发现、利用和开采煤炭的国家， 西汉时期人们已开始地下采煤，并用于冶铁。煤 炭资源主要集中在晋、陕、内蒙及新疆地区
表5-5煤的元素组成元素分析煤的种类C (%)H(%)（%）60-705-623-35泥褐烟煤煤煤5-670-8015-2580-904-55-151-31-3无烟煤90-98煤中有机质主要由五种元素组成，以碳、氢、氧为主，总和占煤中有机质的95%以上，其次是氮和硫
煤的种类 元素分析 C（%） H（%） O（%） 泥 煤 褐 煤 烟 煤 无烟煤 60-70 70-80 80-90 90-98 5-6 5-6 4-5 1-3 23-35 15-25 5-15 1-3 表5-5 煤的元素组成 煤中有机质主要由五种元素组成，以碳、氢、氧为主， 总和占煤中有机质的95%以上，其次是氮和硫
5.1.3天然气与煤的能源利用天然气和煤均是重要的能源煤多油少是我国能源资源的现状，在中国现今能源资源结构中，煤炭占到73.4%，水力占22.2%，石油和天然气仅为4.4%，由于中国以煤为主的能源结构，造成较严重的环境污染和较低的能源利用效率。天然气自前的最大用途是用作工业加热燃料和家用燃料。由于天然气的热值高、污染少，是一种清洁能源
5.1.3 天然气与煤的能源利用 ◼ 天然气和煤均是重要的能源。 ◼ 煤多油少是我国能源资源的现状，在中国现今能 源资源结构中，煤炭占到73.4%，水力占 22.2%，石油和天然气仅为4.4%. ◼ 由于中国以煤为主的能源结构，造成较严重的环 境污染和较低的能源利用效率。 ◼ 天然气目前的最大用途是用作工业加热燃料和家 用燃料。由于天然气的热值高、污染少，是一种 清洁能源
5.2天然气化工5.2.1概述甲烷堪称化学结构最为稳定的有机分子，故甲烷化学转化要比石油困难得多一般C-H键平均键能为99Kcal/mol，而甲烷中CH3-H的离解能高达104Kcal/mol。采用常规技术难以使甲烷进行有效的化学转化。天然气化工产品的经济成本一般远高于石油化工产品
5.2 天然气化工 5.2.1 概述 ◼ 甲烷堪称化学结构最为稳定的有机分子，故甲烷化学转化 要比石油困难得多。 ◼ 一般C-H键平均键能为99 Kcal/mol，而甲烷中CH3-H 的离 解能高达104 Kcal/mol。采用常规技术难以使甲烷进行有 效的化学转化。 ◼ 天然气化工产品的经济成本一般远高于石油化工产品