Khí thiên nhiên





NGUỒN KHÍ THIÊN NHIÊN, PHÂN LOẠI, THÀNH
NGUỒN KHÍ THIÊN NHIÊN, PHÂN LOẠI, THÀNH
PHẦN VÀ QUY LUẬT PHÂN BỐ
PHẦN VÀ QUY LUẬT PHÂN BỐ


TÍNH CHẤT VẬT LÝ
TÍNH CHẤT VẬT LÝ




ỨNG DỤNG CỦA KHÍ THIÊN NHIÊN
ỨNG DỤNG CỦA KHÍ THIÊN NHIÊN




KHÍ THIÊN NHIÊN Ở NƯỚC TA
KHÍ THIÊN NHIÊN Ở NƯỚC TA
1. Nguồn khí thiên nhiên
1. Nguồn khí thiên nhiên

Khí thiên nhiên là nguồn nguyên liệu quý giá trong đời sống và
Khí thiên nhiên là nguồn nguyên liệu quý giá trong đời sống và
trong công nghệ hoá học nay. Cho đến nay vẫn tồn tại hai giả
trong công nghệ hoá học nay. Cho đến nay vẫn tồn tại hai giả
thuyết cho rằng khí được hình thành do nguồn gốc hữu cơ và vô cơ.
thuyết cho rằng khí được hình thành do nguồn gốc hữu cơ và vô cơ.
Khí thiên nhiên có ở các mỏ riêng biệt với áp suất lớn, khoảng
Khí thiên nhiên có ở các mỏ riêng biệt với áp suất lớn, khoảng
200atm, có ở phần trên các mỏ dầu tạo thành các mỏ khí, trong dầu
200atm, có ở phần trên các mỏ dầu tạo thành các mỏ khí, trong dầu
lửa cũng có một lượng nhỏ khí hoà tan.
lửa cũng có một lượng nhỏ khí hoà tan.
I. NGUỒN KHÍ THIÊN NHIÊN, PHÂN LOẠI, THÀNH PHẦN
I. NGUỒN KHÍ THIÊN NHIÊN, PHÂN LOẠI, THÀNH PHẦN
VÀ QUY LUẬT PHÂN BỐ
VÀ QUY LUẬT PHÂN BỐ


Khí thiên nhiên còn hoà tan trong thuỷ quyển ngầm lớn gấp 3 – 4 lần
Khí thiên nhiên còn hoà tan trong thuỷ quyển ngầm lớn gấp 3 – 4 lần
trữ lượng trong dầu lửa và khí mỏ. Khí thiên nhiên có ở trong các mỏ
trữ lượng trong dầu lửa và khí mỏ. Khí thiên nhiên có ở trong các mỏ
than đặc biệt có trong các vỉa than. Khí thiên nhiên có cả ngay dưới
than đặc biệt có trong các vỉa than. Khí thiên nhiên có cả ngay dưới
đáy hồ ao hay còn gọi là khí bùn ao. Khí metan là thành phần quan
đáy hồ ao hay còn gọi là khí bùn ao. Khí metan là thành phần quan
trọng của khí quyển Hành tinh Hệ Mặt Trời.
trọng của khí quyển Hành tinh Hệ Mặt Trời.

Như vậy, khí thiên nhiên có ở trong lòng đất, trong thuỷ quyển ngầm,
Như vậy, khí thiên nhiên có ở trong lòng đất, trong thuỷ quyển ngầm,
trong vũ trụ với trữ lượng khổng lồ. Khí thien nhiên ở trong lòng đất
trong vũ trụ với trữ lượng khổng lồ. Khí thien nhiên ở trong lòng đất
dưới dạng mỏ khí và dầu mỏ được nghiên cứu nhiều đã và đang được
dưới dạng mỏ khí và dầu mỏ được nghiên cứu nhiều đã và đang được
đưa vào sử dụng
đưa vào sử dụng

Khí thiên nhiên còn hoà tan trong thuỷ quyển ngầm lớn gấp 3 – 4 lần
trữ lượng trong dầu lửa và khí mỏ. Khí thiên nhiên có ở trong các mỏ
than đặc biệt có trong các vỉa than. Khí thiên nhiên có cả ngay dưới
đáy hồ ao hay còn gọi là khí bùn ao. Khí metan là thành phần quan
trọng của khí quyển Hành tinh Hệ Mặt Trời.



Như vậy, khí thiên nhiên có ở trong lòng đất, trong thuỷ quyển ngầm,
trong vũ trụ với trữ lượng khổng lồ. Khí thiên nhiên ở trong lòng đất
dưới dạng mỏ khí và dầu mỏ được nghiên cứu nhiều đã và đang được
đưa vào sử dụng
2. Phân loại và thành phần

2.1 Theo nguồn gốc

Để nghiên cứu về nguồn khí thiên nhiên trong lòng đất, người ta
phân biệt ba loại khí sau:
Khí thiên nhiên: Là những khí thoát ra từ các mỏ khí. Thành phần

chủ yếu là metan khoảng 90% – 99%, còn lại là các đồng đẳng của
metan, CO
2
, N
2
, đôi khi còn có H
2
S. Những loại khí thiên nhiên nào có
chứa nhiều N
2
thường lại kèm theo He và Ar.

Khí ngưng tụ: Là những khí thoát ra từ những mỏ khí ngưng tụ, khác
với khí thiên nhiên, ngoài metan ở đây còn có đồng đẳng của nó cho
đến C
5
và trên nữa với một lượng khá lớn. Những Hiđrocacbon này
khi thoát ra ngoài do áp suất giảm, chúng sẽ ngưng tụ và có thành
phần như khí thiên nhiên
Khí thoát ra từ hồ
Khí thoát ra từ hồ




Khí đồng hành: Là khí nằm lẫn trong dầu mỏ, đươc hình
thành cùng với dầu, thành phần chủ yếu là các khí nặng như
propan, butan, pentan.

2.2 Theo hàm lượng axit



Khí ngọt: là khí có chứa rất ít hoặc không chứa khí axit,
Khí ngọt: là khí có chứa rất ít hoặc không chứa khí axit,
với hàm lượng H
với hàm lượng H
2
2
S < 1% Vol.
S < 1% Vol.



Khí chua: là khí có chứa hàm lượng H
Khí chua: là khí có chứa hàm lượng H
2
2
S > 1% thể tích và
S > 1% thể tích và
hàm lượng khí CO
hàm lượng khí CO
2
2
>2% thể tích.

>2% thể tích.
2.3 Theo hàm lượng C2
+

Khí khô: là khí có hàm lượng C2
Khí khô: là khí có hàm lượng C2
+
+
nhỏ hơn 10%.
nhỏ hơn 10%.

Khí ẩm: là khí có hàm lượng C2
Khí ẩm: là khí có hàm lượng C2
+
+
lớn hơn 10%.
lớn hơn 10%.
2.4 Theo hàm lượng C3
+



Khí béo: là khí khối lượng
Khí béo: là khí khối lượng
riêng lớn hơn 150 g/cm3, có
riêng lớn hơn 150 g/cm3, có
thể sản xuất ra khí tự nhiên
thể sản xuất ra khí tự nhiên
hóa lỏng GNL , khí dầu mỏ
hóa lỏng GNL , khí dầu mỏ

GPL và sản xuất một số
GPL và sản xuất một số
hydrocacbon riêng biệt cho
hydrocacbon riêng biệt cho
công nghệ tổng hợp hóa dầu.
công nghệ tổng hợp hóa dầu.



Khí gầy: là khí khối lượng
Khí gầy: là khí khối lượng
riêng nhỏ hơn 50 g/cm3, làm
riêng nhỏ hơn 50 g/cm3, làm
nhiên liệu cho công nghiệp và
nhiên liệu cho công nghiệp và
đời sống.
đời sống.
2.5 Thành phần – đặc tính của khí


Gồm 2 nhóm
Gồm 2 nhóm
:
:




Có thể thấy rõ sự khác nhau qua những số liệu về thành
Có thể thấy rõ sự khác nhau qua những số liệu về thành

phần khí của mỏ khí và khí mỏ dầu ỏ Liên Xô
phần khí của mỏ khí và khí mỏ dầu ỏ Liên Xô
Tên mỏ
Tên mỏ
CH
CH
4
4
C
C
2
2
H
H
6
6
C
C
3
3
H
H
8
8
C
C
4
4
H
H

10
10
C
C
5
5
H
H
12
12
CO
CO
2
2
N
N
2
2
H
H
2
2
S
S
Khí mỏ dầu ở mỏ Dusavơ
Khí mỏ dầu ở mỏ Dusavơ
97,8
97,8
0,5
0,5

0,2
0,2
0,1
0,1
0,05
0,05
0,05
0,05
1,3
1,3
0,1
0,1
Khí mỏ dầu ở mỏ Rômaskinski
Khí mỏ dầu ở mỏ Rômaskinski
39,1
39,1
18,7
18,7
21,4
21,4
9,5
9,5
4,1
4,1
0,4
0,4
6,7
6,7
0,2
0,2





II. TÍNH CHẤT VẬT LÝ
1. Áp suất hơi bão hòa
1. Áp suất hơi bão hòa


Là áp suất ở trạng thái hơi cực đại khi tốc độ bay hơi và tốc độ
Là áp suất ở trạng thái hơi cực đại khi tốc độ bay hơi và tốc độ
ngưng tụ trên bề mặt chất lỏng bằng nhau.
ngưng tụ trên bề mặt chất lỏng bằng nhau.



Vậy áp suất hơi bão hòa càng lớn sẽ gây ra áp suất hơi bão hòa
Vậy áp suất hơi bão hòa càng lớn sẽ gây ra áp suất hơi bão hòa
riêng càng lớn, áp suất hơi bão hòa lớn khi chúa nhiều chất dễ bay
riêng càng lớn, áp suất hơi bão hòa lớn khi chúa nhiều chất dễ bay
hơi.
hơi.


2. Nhiệt trị:
2. Nhiệt trị:

Là năng lượng sinh ra Kcal khí đốt cháy 1 đơn vị thể tích m3.
Là năng lượng sinh ra Kcal khí đốt cháy 1 đơn vị thể tích m3.
3. Hàm ẩm và điểm sương của khí
3. Hàm ẩm và điểm sương của khí



Hàm lượng hơi nước có trong hỗn hợp khí phụ thuộc vào áp
Hàm lượng hơi nước có trong hỗn hợp khí phụ thuộc vào áp
suất, nhiệt độ và thành phần khí.
suất, nhiệt độ và thành phần khí.
•


Độ ẩm tuyệt đối: là lượng hơi nước có trong 1 đơn vị thể
Độ ẩm tuyệt đối: là lượng hơi nước có trong 1 đơn vị thể
tích(g/m3).
tích(g/m3).
•


Độ ẩm tương đối: là tỉ số giữa khối lượng hơi nước có trong khí
Độ ẩm tương đối: là tỉ số giữa khối lượng hơi nước có trong khí
và khối lượng hơi nước tối đa có thể có trong khí ở điều kiện bão
và khối lượng hơi nước tối đa có thể có trong khí ở điều kiện bão
hòa.
hòa.
•

Điểm sương: nếu giảm nhiệt độ khí bão hòa hơi nước còn áp
Điểm sương: nếu giảm nhiệt độ khí bão hòa hơi nước còn áp
suất không đổi, thì 1 phần hơi nước bị ngưng tụ, nhiệt độ tại đó
suất không đổi, thì 1 phần hơi nước bị ngưng tụ, nhiệt độ tại đó
hơi nước có trong không khí bắt đầu ngưng tụ được gọi là điểm
hơi nước có trong không khí bắt đầu ngưng tụ được gọi là điểm
sương.
sương.
4. Độ nhớt
4. Độ nhớt
•
Là đại lượng đặc trưng cho mức cản trở giữa 2 lớp chất
Là đại lượng đặc trưng cho mức cản trở giữa 2 lớp chất
lưu khi chúng chuyển động tương đối với nhau. Đơn vị
lưu khi chúng chuyển động tương đối với nhau. Đơn vị
(cst)
(cst)
•
Độ nhớt của hydrocacbon ở thể khí tăng nhiệt độ tăng,
Độ nhớt của hydrocacbon ở thể khí tăng nhiệt độ tăng,
giảm khi phân tử lượng tăng.
giảm khi phân tử lượng tăng.
•
Sự tăng áp suất làm tăng của hydrocacbon.
Sự tăng áp suất làm tăng của hydrocacbon.
5. Trọng lượng riêng

khí metan nhẹ hơn không khí.

Khí LPG nặng hơn không khí.


Do đó nếu rò rỉ khỏi ống dẫn khí metan có xu hướng bay lên cao
Do đó nếu rò rỉ khỏi ống dẫn khí metan có xu hướng bay lên cao
và phân tán, còn LPG chìm xuống đất tập trung chỗ thấp nhất.
và phân tán, còn LPG chìm xuống đất tập trung chỗ thấp nhất.
6. Lượng không khí cần cho sự cháy
•


là lượng không khí cần thiết cho sự cháy được tính bằng
là lượng không khí cần thiết cho sự cháy được tính bằng
m3/Kcal.
m3/Kcal.
7. Điểm tới hạn
•


Khi t > t giới hạn thì sẽ tồn tại ở trạng thái 1 pha khi đó dù có
Khi t > t giới hạn thì sẽ tồn tại ở trạng thái 1 pha khi đó dù có
thể thay đổi giá trị của bất kỳ tổ hợp các thông số không thể đưa
thể thay đổi giá trị của bất kỳ tổ hợp các thông số không thể đưa
về trạng thái 2 pha.
về trạng thái 2 pha.


III. ỨNG DỤNG CỦA KHÍ THIÊN NHIÊN
III. ỨNG DỤNG CỦA KHÍ THIÊN NHIÊN


1. Khí thiên nhiên được dùng làm nhiên liệu

1. Khí thiên nhiên được dùng làm nhiên liệu


Khí thiên nhiên đã chứng tỏ là dạng nhiên liệu hấp dẫn và hiệu
Khí thiên nhiên đã chứng tỏ là dạng nhiên liệu hấp dẫn và hiệu
quả nhất. Nó được dùng làm nhiên liệu trong nhiều lĩnh vực
quả nhất. Nó được dùng làm nhiên liệu trong nhiều lĩnh vực


Người ta đang nghiên cứu sử dụng metanol và khí thiên nhiên
Người ta đang nghiên cứu sử dụng metanol và khí thiên nhiên
hoá lỏng làm nhiên liệu ôtô. Nó được dùng làm nhiên liệu sản xuất
hoá lỏng làm nhiên liệu ôtô. Nó được dùng làm nhiên liệu sản xuất
điện cũng như nhiên liệu để đun nấu, thắp sáng ở nhà và đường
điện cũng như nhiên liệu để đun nấu, thắp sáng ở nhà và đường
phố.
phố.






Sạch và kinh tế, khí thiên nhiên đã thực sự trở thành loại nhiên liệu
Sạch và kinh tế, khí thiên nhiên đã thực sự trở thành loại nhiên liệu
thay thế hiện nay. Khí thiên nhiên đang được các nhà chức trách, các
thay thế hiện nay. Khí thiên nhiên đang được các nhà chức trách, các
hãng chế tạo ôtô, các nhà sản xuất và phân phối khí và dầu mỏ ủng hộ
hãng chế tạo ôtô, các nhà sản xuất và phân phối khí và dầu mỏ ủng hộ
và đưa ra sáng kiến để đưa vào sử dụng trong công nghiệp.

và đưa ra sáng kiến để đưa vào sử dụng trong công nghiệp.
2. Khí thiên nhiên được dùng làm nguyên liệu
2. Khí thiên nhiên được dùng làm nguyên liệu


Ngoài việc là nguồn nhiên liệu quý giá, khí thiên nhiên còn được
Ngoài việc là nguồn nhiên liệu quý giá, khí thiên nhiên còn được
dùng làm nguyên liệu cho các ngành sản xuất. Cụ thể:
dùng làm nguyên liệu cho các ngành sản xuất. Cụ thể:


Metan là thành phần chính của khí thiên nhiên dùng để sản xuất
Metan là thành phần chính của khí thiên nhiên dùng để sản xuất
amoniac, phân bón, metanol, chất dẻo cũng như bồ hóng và cao su
amoniac, phân bón, metanol, chất dẻo cũng như bồ hóng và cao su
tổng hợp.
tổng hợp.






Etan, propan, butan là các hiđrocacbon nhẹ
Etan, propan, butan là các hiđrocacbon nhẹ


có trong khí thiên nhiên đã được
có trong khí thiên nhiên đã được

đưa vào sản xuất eten, propen và đem
đưa vào sản xuất eten, propen và đem


polime hoá để được các
polime hoá để được các


vật liệu quan trọng.
vật liệu quan trọng.


Những thành phần còn lại trong
Những thành phần còn lại trong


khí thiên nhiên được tách và
khí thiên nhiên được tách và
ứng dụng đa dạng
ứng dụng đa dạng


3. Tổ hợp nhiệt và điện từ khí thiên nhiên
3. Tổ hợp nhiệt và điện từ khí thiên nhiên


Tổ hợp nhiệt và điện đã được biết từ lâu, nhưng chỉ được ứng dụng
Tổ hợp nhiệt và điện đã được biết từ lâu, nhưng chỉ được ứng dụng
rộng rãi trong khoảng hơn hai thập kỉ trở lại đây. Tổ hợp nhiệt và điện

rộng rãi trong khoảng hơn hai thập kỉ trở lại đây. Tổ hợp nhiệt và điện
là công nghệ rất có tiềm năng, đặc biệt ở những nơi có sẵn nguồn
là công nghệ rất có tiềm năng, đặc biệt ở những nơi có sẵn nguồn
nguyên liệu tương đối rẻ như khí thiên nhiên. Đây là những vấn đề để
nguyên liệu tương đối rẻ như khí thiên nhiên. Đây là những vấn đề để
xem xét cơ hội cũng như trở ngại khi ứng dụng tổ hợp nhiệt và sử
xem xét cơ hội cũng như trở ngại khi ứng dụng tổ hợp nhiệt và sử
dụng khí thiên nhiên tại Việt Nam.
dụng khí thiên nhiên tại Việt Nam.






Một trong những ứng dụng của nó như:
Một trong những ứng dụng của nó như:


Dùng vào việc nâng cao hiệu suất, nó có thể làm cho hiệu suất đạt tới
Dùng vào việc nâng cao hiệu suất, nó có thể làm cho hiệu suất đạt tới
90%, tiết kiệm năng lượng khoảng 15% đến 40% so với sản xuất riêng
90%, tiết kiệm năng lượng khoảng 15% đến 40% so với sản xuất riêng
từ trạm phát điện và nhiệt từ nồi hơi truyền thống
từ trạm phát điện và nhiệt từ nồi hơi truyền thống


Nó còn được cung cấp dưới những dạng trung gian khác nhau như
Nó còn được cung cấp dưới những dạng trung gian khác nhau như
nước ấm cho các hệ thống sưởi ấm và nước nóng hay hơi nước hoặc

nước ấm cho các hệ thống sưởi ấm và nước nóng hay hơi nước hoặc
không khí nóng cho sử dụng trong thương mại và công nghiệp.
không khí nóng cho sử dụng trong thương mại và công nghiệp.




Trong tương lai, khí thiên nhiên từ những khối đá được thu
Trong tương lai, khí thiên nhiên từ những khối đá được thu
lượm về từ đáy đại dương và dưới tầng đất đóng băng ở Bắc cực
lượm về từ đáy đại dương và dưới tầng đất đóng băng ở Bắc cực
có thể làm khí đốt cho ô tô, ứng dụng trong lò sưởi và phục vụ các
có thể làm khí đốt cho ô tô, ứng dụng trong lò sưởi và phục vụ các
nhà máy năng lượng. Các nhà nghiên cứu của chính phủ đang
nhà máy năng lượng. Các nhà nghiên cứu của chính phủ đang
tiến hành làm báo cáo về chất khí gọi là “Hydrat”, dưới dạng
tiến hành làm báo cáo về chất khí gọi là “Hydrat”, dưới dạng
đóng băng của khí tự nhiên sẽ bùng cháy khi có lửa, điều này
đóng băng của khí tự nhiên sẽ bùng cháy khi có lửa, điều này
chứng minh cho lời hứa chắc chắn về một nguồn năng lượng sạch,
chứng minh cho lời hứa chắc chắn về một nguồn năng lượng sạch,
dồi dào và ổn đinh, chưa hề bị khai thác.
dồi dào và ổn đinh, chưa hề bị khai thác.
4. Ứng dụng của khí thiên nhiên trong vận tải hành khách
4. Ứng dụng của khí thiên nhiên trong vận tải hành khách


Đã có nhiều doanh nghiệp, công ty Cổ phần kinh doanh khí hoá lỏng
Đã có nhiều doanh nghiệp, công ty Cổ phần kinh doanh khí hoá lỏng
ứng dụng khí thiên nhiên (CNG – Compressed NaturalGas, là khí

ứng dụng khí thiên nhiên (CNG – Compressed NaturalGas, là khí
thiên nhiên nén, thành phần chủ yếu là metane (CH4) được lấy từ các
thiên nhiên nén, thành phần chủ yếu là metane (CH4) được lấy từ các
mỏ khí thiên nhiên, qua xử lý và nén ở áp suất cao 250 atm) thay cho
mỏ khí thiên nhiên, qua xử lý và nén ở áp suất cao 250 atm) thay cho
dầu diesel và xăng trong vận tải hành khách công cộng
dầu diesel và xăng trong vận tải hành khách công cộng






Hiện nay ở TPHCM đang thử nghiệm xe bus chạy khí CNG. Bước
Hiện nay ở TPHCM đang thử nghiệm xe bus chạy khí CNG. Bước
đầu đã có nhiều kết quả khá khả quan. Cho đến nay hiện đã có khoảng
đầu đã có nhiều kết quả khá khả quan. Cho đến nay hiện đã có khoảng
30 xe bus sử dụng khí CNG thay cho dầu diesel. Và mục tiêu của
30 xe bus sử dụng khí CNG thay cho dầu diesel. Và mục tiêu của
TPHCM đến năm 2015 sẽ đưa vào sử dụng 350 xe chạy bằng khí
TPHCM đến năm 2015 sẽ đưa vào sử dụng 350 xe chạy bằng khí
CNG.
CNG.




IV. KHÍ THIÊN NHIÊN Ở NƯỚC TA
IV. KHÍ THIÊN NHIÊN Ở NƯỚC TA

Nước ta có thềm lục địa rộng, có cả dải đất ven biển theo chiều dài
Nước ta có thềm lục địa rộng, có cả dải đất ven biển theo chiều dài
của đất nước với nhiều dấu hiệu có mỏ khí và mỏ dầu.
của đất nước với nhiều dấu hiệu có mỏ khí và mỏ dầu.


Ở vùng thềm lục địa nước ta có ba loại khí, đó là khí thiên nhiên (mỏ
Ở vùng thềm lục địa nước ta có ba loại khí, đó là khí thiên nhiên (mỏ
khí), khí ngưng tụ và khí mỏ dầu.
khí), khí ngưng tụ và khí mỏ dầu.