天然气及其组分的物理化学性质

　　评论：　更新日期：2012年11月16日

天然气中有机硫化物的主要性质见表1-3-2。

表1-3-2 天然气中有机硫化合物的主要性质

名称	分子式	相对分子质量	相对密度	熔点/℃	沸点/℃	临界温度/℃	临界压力/MPa	临界密度/(kg/L)	溶解性能
名称	分子式	相对分子质量	相对密度	熔点/℃	沸点/℃	临界温度/℃	临界压力/MPa	临界密度/(kg/L)	水	醇	醚
甲硫醇	CH₃SH	48.1	d₀=0.896	-121	5.8	196.8	7.14	0.323	溶	极易溶	极易溶
乙硫醇	C₂H₅SH	62.13	d₄²⁰=0.839	-121	36～37	225.25	5.42	0.301	1.5g/100 g	溶	溶
正丙硫醇	C₃H₇SH	76.15	d₄²⁵=0.836	-112	67～68	—	—	—	难溶	溶	溶
异丙硫醇	(CH₃)₂CHSH	76.15	d₄²⁵=0.809	-130.7	58～60	—	—	—	极难溶	无限溶	无限溶
正丁硫醇	C₄H₉SH	90.18	d₄²⁵=0.837	-116	97～98	—	—	—	微溶	易溶	易溶
2-甲基丙硫醇	(CH₃)₂CHCH₂SH	90.18	d₄²⁰=0.836	＜-79	88	—	—	—	极微深	易溶	易溶
叔丁硫醇	(CH₂)₂CSH	90.18	—	—	65～67	—	—	—	—	—	—
甲硫醚	(CH₃)₂S	62.13	d₄²¹=0.846	-83.2	37.3	229.9	0.306	0.306	不溶	溶	溶
乙硫醚	(C₂H₅)₂S	90.18	d₄²⁰=0.837	-99.5	92～93	283.8	.0279	0.279	0.31g/100g	无限溶	无限溶
硫化羰	COS	60.07	2.79g/L	-138.2	-50.2	105.0	—	—	800mg/100mg	溶	溶
噻吩	C₄H₄S	84.13	d₄¹⁵=1.070	-30	84	317.0	—	—	不溶	溶	—
硫	S	32.06	—	120	444.6	1040.0	—	—	—	—	—

三、天然气中其他组分的性质

1. 氦

氦是少数气藏天然气中可能存在的微量组分。天然气中氦含量一般在0.01%～1.3%，但个别气藏中氦含量达到8%～9%。如美国维尔得克特气田Santaffe8号井，天然气中氦含量高达9.5%，我国四川盆地威远气田震旦系气藏天然气中氦含量在0.25%～0.35%。行业标准将天然气组分中含氦量达到0.1%以上者称为含氦气藏。

由于氦气的特殊性质，沸点极低3.2K(-269.8℃)，临界温度为3.35K(-269.95℃)，是无色、无臭的化学惰性气体，在工业和国防上具有特殊的用途，如作低温致冷剂、潜艇中的人造空气，用于氦气球、氦飞船等。含氦气藏开发利用已得到高度重视。

2. 氡

氡是一种放射性元素，也称为镭射气，相对分子质量为222，半衰期为3.8d，为无色气体，凝点-71℃、沸点-61.8℃、密度9.73kg/m³。由于氡的沸点靠近丙烷，因此，它趋向于在丙烷气流中富集。当氡含量高于2000Bq/m³时，存在放射性危害。荷兰某天然气井的氡含量达到167Bq/m³。我国少数气井的天然气中也有氡的显示，但含量极低。

3. 水蒸气或凝析水

天然气中常含有一定量的水蒸气或凝析水，其含量高低取决于天然气的压力和温度。当天然气被水饱和时，会析出水滴，即凝析水。凝析水往往是造成腐蚀和形成水化物的主要因素。

4. 汞

某些天然气中含有微量汞，在1～1000ng/m³之间，荷兰某天然气井中汞含量为4ng/m³，我国松辽盆地中央坳陷北部三肇凹陷北部汪家屯气田下白垩统扶、杨气藏天然气中汞蒸气含量高达2027ng/m³。

汞是一种重金属元素，俗称水银，常温下呈液态，银白色，易流动，密度13.596g/cm3，凝点-39℃，沸点356℃。在常温下能与硫化合生成硫化汞。汞不溶于水，能溶于硝酸，不被盐酸和冷硫酸侵蚀，汞蒸气对人体有毒。阈限值(TLV)为50ng/m³时，汞蒸气会导致铝热交换器和管道产生严重腐蚀。

5. 粉尘

由于天然气在开采、输送和分配管网的腐蚀所夹带的固体粒子，主要成分是携入的泥沙、矿物粉尘、因腐蚀形成的氧化铁等。这些粉尘的粒度为1～50μm。粉尘会导致压缩机、控制系统和计量装置出现故障。