燃气，这一我们日常生活中不可或缺的能源，按照其来源及生产方式，可大致分为四类：天然气、人工燃气、液化石油气以及生物气（沼气）。在这四种燃气中，天然气因其独特的性质和广泛的用途而备受瞩目。
天然气，通常被视为古代动植物遗体在特定地质条件下，经过生物化学和地质变质作用所生成的可燃气体。它通过迁移，在地下适宜的地质构造中聚集，形成矿藏，并储存在不同深度的地层中。天然气以低分子量烷烃为主要成分，同时含有少量的二氧化碳、硫化氢和氮气等。
天然气的开采系统基建投资相对较少，建设周期短，且见效迅速。新钻的气井往往在当年即可投入生产。相较于石油和煤炭，天然气的生产成本更低，按标准燃料计算，仅为石油的25%，煤炭的5%~5%。
此外，天然气在开采时具有较高的压力，非常适合远距离输送，且在送达用户时仍能保持这一高压状态。其热值高、燃烧效率好，使得它成为了一种优质的气体燃料。天然气不仅被广泛应用于能源领域，还是众多化工生产的重要原料。
在天然气的开采过程中，钻井是关键步骤。通过钻井将井眼深入到气层的预定深度，完成钻井后，即可从气井中采出天然气。随后，这些天然气会进入集输流程，其中涉及油气分离、处理、计量等多个环节，以确保天然气的质量和纯度。
此外，天然气的净化也是不可或缺的一环。在净化过程中，会去除天然气中的凝析油、水、硫化物及其他杂质，以满足管道输送和用户对天然气质量的要求。同时，净化过程还会与脱除物的回收相结合，实现资源的最大化利用。天然气液化技术是实现在远洋大规模输送天然气方面的最佳商业化选择。液态天然气的体积仅为气态的/，不仅便于储存和运输，还能经济高效地生产氦气等稀有气体。液化过程涉及换热以不断移除天然气的热量，此过程属于深度制冷。在液化前，必须先进行净化，以去除可能因深冷而固化的物质，如水、二氧化碳、硫化氢和重烃类，其净化标准高于一般管道输送天然气的要求。净化后的天然气主要成分为甲烷。
接下来，我们探讨另一种燃气——人工燃气。它是以固体或液体可燃物为原料，经过加工生产而成的气体燃料。其中，以煤为原料制得的燃气称为煤制气，而以石油及其副产品为原料制得的燃气则称为油制气。人工燃气可进一步细分为干馏煤气、气化煤气和油制气等类别。其净化目的主要包括降温、脱除水分、去除有害杂质以及回收有价值副产品。
再来看液化石油气，它主要是石油开采和加工过程中的副产品通常来源于炼油厂。液化石油气的主要成分有丙烷、丙烯、丁烷和丁烯等，常温下加压或常压降温即可变为液态，便于储存和运输，升温或减压后又能气化使用。其来源可以是油田或气田开采过程中获得的天然石油气，也可以是石油炼制过程中的副产品炼厂石油气。液化石油气的净化过程包括除去甲烷、乙烷、戊烷和重烃，以及除掉硫化物和干燥处理。它具有常温常压下呈气态的特性，但可以通过升压或降温实现液化。其临界压力较低，为3..45MPa（绝对压力），临界温度范围是℃。此外，液化石油气的热值也相对较高，低热值约为48.MJ/Kg或87..7MJ/m3。燃烧时需要混合大量空气，一般采用降压法将其转变为气态以确保完全燃烧。但需注意，液化石油气属于爆炸性气体，需谨慎处理。液化石油气的气态密度约为空气的.52倍，这使得它在大气中能够自然扩散，并倾向于向低洼区域流动。同时，液化石油气液态的密度约为水的一半，显示出其独特的物理性质。在特定温度下，如5℃时，液态丙烷的密度为0.kg/L，而气态丙烷在标准状态下的密度则为.90kg/m3。类似的，液态丁烷的密度为0.kg/L，气态丁烷在标准状态下的密度为2.45kg/m3。此外，液化石油气的密度还会受到其成分的影响，例如在G3：G4=5:5的比例下，液态石油气的密度为0.kg/L，而气态石油气在标准状态下的密度则为2.75kg/m3。
液化石油气的饱和蒸气压随着温度的升高而增大，这一特性在丙烷和丁烷中尤为明显。根据表格数据，我们可以清晰地看到不同温度下丙烷和丁烷的饱和蒸气压变化情况。此外，液化石油气在液态时具有显著的膨胀性，其体积膨胀系数远大于汽油、煤油和水，达到了水的6倍。因此，在实际应用中，为了确保安全，国家规定了液化石油气储罐、火车槽车、汽车槽车、气瓶等的充装量必须控制在85%以内，严禁超装。
另一方面，液化石油气的热值也是一个重要的物理参数。在25℃，Pa（大气压）的条件下，丙烷和丁烷的气态和液态热值均有所不同。同时，我们还需注意液化石油气的导热系数与温度的关系。气态导热系数随温度升高而增大，而液态则相反。这些物理参数的了解对于液化石油气的安全使用和高效利用至关重要。气态导热系数/（W·m-·K-）液态导热系数/（W·m-·K-）丙烷丁烷丙烷丁烷.5K5.....5K5.....5K6....78
5.比热容液化石油气的比热容随温度上升而增加，且存在比定压热容和比定容热容两种。同时，其蒸发潜热随温度上升而减少，具体数据见表4-4。表4-4丙烷、丁烷在不同温度下的比定压热容和蒸发潜热名称比定压热容/（J·kg-·K-）蒸发潜热/（J·g-）0℃00℃4.4℃60℃丙烷68....3丁烷88....3
6．粘度液化石油气液态的粘度随分子量增加而增加，随温度上升而减少。具体数据见表4-5。表4-5丙烷、丁烷在不同温度下的运动粘度表名称-40℃-0℃5℃25℃50℃丙烷的运动粘度/（m2·s-）20250278丁烷的运动粘度/（m2·s-）7液化石油气饱和碳氢化合物气体，在经历冷却或加压过程时，会凝结成露，此时的温度即为露点或液化点。值得注意的是，露点会随着压力的升高而增大。例如，丙烷在3.×05Pa（3.7大气压）下的露点是-0℃，然而在8.06×05Pa（8大气压）时，露点则上升为20℃。此外，液化石油气的着火温度相对较低，通常介于~℃之间，且其爆炸极限较窄，为.5%~9.5%。值得注意的是，液化石油气的爆炸下限低于其他燃气，因此具有较高的危险性，任何小火花都可能引发其燃烧或爆炸。
液化石油气在完全燃烧时，其反应方程式如下（以丙烷为例）：C3H8+5O2=3CO2↑+4H2O。与一般城市煤气相比，液化石油气燃烧时需要更多的空气量，大约需要23~30倍的空气量。
综上所述，液化石油气具有一系列独特的物理和化学性质，这些性质在很大程度上决定了其在实际应用中的行为和安全特性。了解这些性质对于有效使用和安全处理液化石油气至关重要。
沼气是一种由有机物经微生物厌氧消化产生的可燃性气体。其成分复杂，主要包含甲烷，同时还有二氧化碳、氮、氢和硫化氢等。沼气的特性与天然气相似，当空气中沼气含量达到8.6～20.8%（按体积计）时，便会形成爆炸性混合气体。沼气在炊事、烘干农副产品、供暖、照明和气焊等方面有广泛应用，同时也可作为内燃机的燃料，甚至用于生产甲醇、福尔马林、四氯化碳等化工原料。此外，经过沼气装置发酵后的料液和沉渣，富含多种营养物质，可用作肥料和饲料。
沼气的产生是在一定的温度、湿度和酸度条件下，通过微生物在厌氧环境中的发酵作用实现的。发酵过程大致分为两个阶段：首先，微生物将复杂的有机物质如糖类、脂肪和蛋白质降解为简单的物质；随后，甲烷菌种进一步将这些简单物质转化为甲烷。为了确保沼气能够正常产生，必须为微生物提供适宜的生长和繁殖条件，包括密闭的沼气池、适宜的温度、充足的养分以及适量的水分和pH值。这些条件共同构成了沼气产生的关键要素。沼气的主要成分是甲烷，它占据了沼气成分的50%~80%。除此之外，沼气还含有20%~40%的二氧化碳、0%~5%的氮气、小于%的氢气、小于0.4%的氧气以及0.%3%的硫化氢。正因这些成分，沼气略带臭味，但其特性与天然气颇为相似。当空气中沼气的含量达到8..8%（按体积计）时，便会形成极具爆炸性的混合气体。
甲烷，作为沼气的主要成分，是一种理想的气体燃料。它无色无味，在与适量空气混合后极易燃烧。每立方米纯甲烷的发热量高达千焦，而每立方米沼气的发热量则约为-23千焦。换言之，立方米沼气完全燃烧后，能产生的热量相当于0.7千克无烟煤的热量。与其他燃气相比，沼气的抗爆性能更为出色，无疑是一种优质的清洁燃料。
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