为什么天然气第一条管道输送要加氮气？

天然气概述

天然气无色、无味、无毒、无腐蚀性。其主要成分是甲烷，但也含有一定量的乙烷、丙烷和重烃。还有少量的氮气、氧气、二氧化碳和硫化物。此外，在天然气管道中发现了湿气。

甲烷的分子结构由一个碳原子和四个氢原子组成，燃烧产物主要是二氧化碳和水。

CH4+2O2 → CO2+2H2O

与其他化石燃料相比，天然气燃烧时只排放少量的二氧化碳粉尘和极少量的一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物，因此天然气是一种清洁能源。

天然气利用的历史

天然气的发现和早期应用

公元前6000年至公元前2000年间，伊朗首次发现天然气从地表渗出。许多早期的作家都描述过中东地区，尤其是今天阿塞拜疆的巴库，原油从地表渗出的现象。渗出的天然气最开始可能是用来照明的，所以崇拜火的古代波斯人有一个“永恒的火炬”。中国在公元前900年左右使用天然气。中国在公元前211年钻出第一口天然气井。根据相关数据，深度为150米(500英尺)。在今天的重庆西部，人们通过不断地用竹竿击打来寻找天然气。天然气被用作干燥岩盐的燃料。后来，钻井深度达到1000米，到1900，已钻井1100多口。

直到1659年英国发现天然气，欧洲人才知道，但并没有广泛应用。自1790以来，燃气已成为欧洲街道和住宅照明的主要燃料。在北美，石油产品的第一个商业应用是天然气在纽约弗洛德的应用1821。他们通过小直径管道将天然气输送给用户，用于照明和烹饪。

天然气管道的改进

由于没有合适的方法长距离运输大量天然气，整个十九世纪天然气只在局部地区使用。工业发展中应用的能源主要是煤和石油。1890年，输气技术出现重大突破，发明了防漏管道连接技术。但材料和施工工艺依然复杂，以至于在距离气源160公里(100英里)的地方无法使用天然气。因此，生产城市煤气时，通常将伴生气烧掉(即在井口烧掉)，非伴生气留在地下。

由于管道技术的进一步发展，长距离天然气运输在19世纪20年代成为可能。从1927到1931，美国建成了十几个大型输气系统。每个系统都配备了直径约为51厘米(20英寸)的管道，距离超过320公里。二战后，修建了许多输送距离更长的管道。管道直径甚至可以达到142 cm。20世纪70年代初，最长的天然气管道在前苏联诞生。例如，从北极圈内的西西伯利亚气田向东欧输送天然气的管道长达5470公里，途经乌拉尔山脉和700条河流。因此，世界上最大的乌伦戈伊气田的天然气被输送到东欧，然后送往欧洲消费。另一条管道是从阿尔及利亚到西西里。虽然距离短，但施工难度也很大。这条管道的管径为51cm，沿途穿越地中海，有时所经过的海域深度超过600米。

当天然气在大气压下冷却到-162℃左右时，由气态变为液态，称为液化天然气(简称LNG)。LNG无色、无味、无毒、无腐蚀性。其体积约为同量气态天然气的1/600，重量仅为同体积水的45%左右。其热值为52 mmbtu/t(1 mmbtu = 2.52×108 cal)。

液化天然气链

天然气从气田产出，要经过处理、液化、装运、接收、再气化等几个环节，最后送到终端用户手中。液化可以净化天然气，去除氧气、二氧化碳、硫化物和水。这种处理工艺可以使天然气中甲烷的纯度接近100%。

天然气田开发

天然气田隐藏在地层中。一般通过地震学数据探测天然气田的结构和深度，通过磁力仪测量地球表面的磁场就可以找到天然气和石油。在现代石油工业中，开发天然气田的技术已经相当成熟。

天然气液化

天然气冷却到-162℃左右成为液体，会使其体积缩小600倍左右，便于储存和运输。

参考资料:

国王大道727号