天然气的主要成分为烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷， 此外一般还有硫化氢、二氧化碳、氮、水气和少量一氧化碳及微量的稀有气体，如氦 和氩等。天然气的气样组成与产地有关，不同产地的天然气组成有较大差别。天然气 中甲烷含量大于 90%称为贫气，甲烷含量小于 90%称为富气，某富气和贫气的成分 如表 1-1 所示。针对表中富气和贫气的成分差别，本文对天然气成分进行简化：只考 虑其中的甲烷、乙烷、丙烷组分，取相应的摩尔分数分别为 95%、3%、2%，同时下 文中若无特殊说明均采用此组分构成的 LNG 作为研究对象（由 REFPROP8。0 查得其 两相临界温度 Tr 为-68。16℃，Pr 临界压力 Pr 为 5。74MPa）。

表 1-1 天然气的组成

组分 CH4 C2H6 C3H8 iC4H10 nC4H10 N2 合计

富气 89。39 5。76 3。3 0。78 0。66 0。11 100

贫气 96。64 1。97 0。34 0。07 0。08 0。90 100

单位

mol%

mol%

mol%

mol%

mol%

mol%

mol%

LNG 是天然气经液化等处理得到的温度为-162℃，压力 0。1MPa 的混合液体，其

具有便于储存、运输以及能量密度高等优点。密度为标准状态下甲烷的 600 多倍，体 积能量密度约为汽油的 72％，其主要物性见表 1-2 所示。

表 1-2 常压下 LNG 的物性

沸点（℃） -157～-163

密度（103 ㎏/m³） 0。47～0。53

凝固点（℃） -185。2

热值（103MJ/m3) 25～34

其他 无色、无味、无毒、无腐蚀

如今，研究 LNG 燃料动力船已成为全球各大造船巨头的重要发展方向之一。LNG 动力船的发展主要是为应对排放控制区的要求，其动力来自航运业本身，多以新建船 为主，虽然其技术标准高、价格昂贵的弊端明显，但是由于 LNG 动力船具有经济性、 环保性等特点，使得 LNG 动力船发展前景依然光明。船舶是油耗的大户，排放是否 能达标是影响航线以及港口停泊的重要指标之一，主要涉及到 COx、NOx 和 SOx 等 的排放。国际海事组织于 2011 年 7 月通过的 MARPOL 公约要求 2020 年船舶动力燃 料含硫量必须低于 0。5％，对于特殊排放控制区到 2015 年其燃油的含硫量必须低于 0。1％，这些标准都说明国际减排的标准日益严格。与传统燃油相比，采用 LNG 作为 船舶动力燃料在相同条件下产生的污染要少很多。各燃料产生的主要排放物如表 1-3：

表 1-3 LNG 主要排放物指标 (g/KWh)