小课堂 | 天然气的演化、开采和应用

在上一期《烷烃和烯烃》中，我们了解了烷烃和烯烃的结构和化学键，也学会了根据分子式推导烷烃和烯烃的同系物结构。

甲烷是烷烃的代表物质，也是天然气的主要成分。天然气从地下开采而出，在民用和工业领域都发挥着巨大的作用。今天的小课堂就来讲讲天然气的来源、分类和加工，以及它又是如何进入到我们的日常生活中的。

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天然气的演化、开采和应用

天然气的演化

天然气由甲烷和少量其他碳氢化合物组成。

它是在数百万年前由死亡的生物沉入海底并被埋在沉积岩的沉积物中而形成的。

在高温高压下，这些生物生物经历了转化，在数百万年后变为天然气。

发现甲烷的地下岩层称为储层，储层岩石具有很多微小空间（也称为孔隙），能够容纳水、天然气和石油。

天然气被不透水的岩石（也称为盖层）困在地下，直到被开采而出。

天然气的组成和加工

天然气可以分为干气和湿气。干气的主要成分是甲烷，而湿气中除甲烷外还包含其他化合物，如乙烷和丁烷。

这些天然气液体（简称为NGLs）可以被分离、固化用于多种用途，如生产制冷剂，以及生产塑料等产品。

常规天然气可以通过钻井提取，而页岩气，致密气，酸气和煤层气等非常规天然气则需要特定的提取技术。

在含油的储层中也会发现天然气，这种天然气称为伴生气，有时会与石油一起被开采。过去伴生气通常作为废产物被直接燃烧处理，但如今这些伴生气可以被捕获利用。

提取的天然气通过称为收集管线的小型管道输送至加工厂，将各种碳氢化合物和流体与纯天然气分离后，可以得到符合管道质量的干天然气，然后再被运输。

天然气加工通过四个主要步骤去除各种杂质，分别是去除油和冷凝液、去除水、分离天然气液体以及脱除硫和二氧化碳。

在某些情况下，天然气被液化并由大型油轮跨洋运输，这种被称为液化天然气或LNG。

天然气的应用

天然气主要用于家庭、工业加热和发电。它也可以压缩后用于汽车燃料，以及用作肥料、氢燃料电池和其他化学工艺的原料。

由于水平钻井和水力压裂技术的进步，天然气的开发，尤其是在美国得到了巨大的发展。

天然气的环境影响

与其他化石燃料相比，天然气燃烧时会产生更少的温室气体排放和空气污染物。实际上，当用于发电时，天然气的碳排放大约仅为煤炭的一半。

尽管碳排放更少，天然气仍是CO2的来源之一。此外，甲烷本身就是一种强温室气体，其温室效应是二氧化碳的近24倍。

在开采和运输过程中，天然气会逸散到大气中，并导致气候变化。天然气泄漏对附近社区也很危险，因为它是无色无味的剧毒和爆炸性气体。

这就是天然气，你是不是对它有了更多的认识呢？通过前面几期课程的学习，相信您已经对原油、天然气、烃类等有了基础的了解。从下期开始，小课堂将带来对阀门、泵、换热器等各种工艺设备的介绍，敬请期待！

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