天然气开采与综合利用技术培训课件.pptx
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天然气及其化工利用专业教材教学课件
和应用领域。
介绍其他由天然气转化而来 的化工产品，如乙炔、丙烷、
丁烷等。
分析这些产品的工艺流程和 特点，包括原料气制备、压
缩、净化和转化等环节。
阐述这些化工产品在化学工 业、医药、农业等领域的应
用情况和市场前景。
谢谢
THANKS
天然气的开采与运
天然气的开采方式主要有自喷 开采和排水采气等，开采过程 中需要处理大量的水和气。
天然气运输主要通过管道和液 化天然气（LNG）方式进行， 管道运输成本较低，而LNG运 输灵活方便。
天然气的储存通常采用地下储 气库和液化天然气储罐等方式， 以满足不同用户的需求。
02 天然气化工利用技术
天然气化工污染物排放控制
介绍天然气化工生产过程中应采取的污染物排放控制措施，如废气、 废水、固体废物的处理和处置等。
天然气化工环保管理要求
介绍天然气化工生产过程中应加强的环保管理措施，如环境监测、环 境影响评价、环保设施运行管理等。
天然气化工环保法律法规要求
介绍相关的环保法律法规和标准，如《环境保护法》、《大气污染防 治法》、《水污染防治法》等。
清洁生产与可持续发展
分析清洁生产对实现可持续发 展的作用和意义，以及在天然 气化工行业的未来发展方向。
05 天然气化工利用实践与案例分析
CHAPTER
天然气合成氨生产实践
总结词
合成氨是天然气化工利用的重要领域，通过实践操作，学 生可以了解合成氨的工艺流程、设备操作和生产管理等方 面的知识。
设备操作
重点讲解合成氨生产中的关键设备，如压缩机、合成塔、 冷却器等，以及设备的结构、工作原理和操作注意事项。
工艺流程
介绍合成氨的工艺流程，包括原料气制备、压缩、净化和 合成等环节，以及各环节的原理和设备操作要点。
介绍其他由天然气转化而来 的化工产品，如乙炔、丙烷、
丁烷等。
分析这些产品的工艺流程和 特点，包括原料气制备、压
缩、净化和转化等环节。
阐述这些化工产品在化学工 业、医药、农业等领域的应
用情况和市场前景。
谢谢
THANKS
天然气的开采与运
天然气的开采方式主要有自喷 开采和排水采气等，开采过程 中需要处理大量的水和气。
天然气运输主要通过管道和液 化天然气（LNG）方式进行， 管道运输成本较低，而LNG运 输灵活方便。
天然气的储存通常采用地下储 气库和液化天然气储罐等方式， 以满足不同用户的需求。
02 天然气化工利用技术
天然气化工污染物排放控制
介绍天然气化工生产过程中应采取的污染物排放控制措施，如废气、 废水、固体废物的处理和处置等。
天然气化工环保管理要求
介绍天然气化工生产过程中应加强的环保管理措施，如环境监测、环 境影响评价、环保设施运行管理等。
天然气化工环保法律法规要求
介绍相关的环保法律法规和标准，如《环境保护法》、《大气污染防 治法》、《水污染防治法》等。
清洁生产与可持续发展
分析清洁生产对实现可持续发 展的作用和意义，以及在天然 气化工行业的未来发展方向。
05 天然气化工利用实践与案例分析
CHAPTER
天然气合成氨生产实践
总结词
合成氨是天然气化工利用的重要领域，通过实践操作，学 生可以了解合成氨的工艺流程、设备操作和生产管理等方 面的知识。
设备操作
重点讲解合成氨生产中的关键设备，如压缩机、合成塔、 冷却器等，以及设备的结构、工作原理和操作注意事项。
工艺流程
介绍合成氨的工艺流程，包括原料气制备、压缩、净化和 合成等环节，以及各环节的原理和设备操作要点。
天然气开采与综合利用技术
能够储存和渗滤流体的岩石称为储集岩，由储集 岩所构成的地层为储集层。含有工业价值油气流的储集 层分别称为油层、气层或油气层。储集层的天然气进一 步聚集起来形成天然气藏。
天然气在自然状况下在储集层中的赋存是一种资源。
2024/7/19
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4.1、天然气资源概念
4.1.2 天然气资源分布的地质特点 在世界上已进行勘探的400个盆地中，目前只有50
非常规天然气：煤层气（CBM）,天然气水合物 （NGH）,地下水圈溶解气，致密砂岩气（Tight Sands Gas）,深盆气等。
2024/7/19
2
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2、天 然 气 工 业 概 述
2.1、天然气工业概念：
将自然存在的天然气开采出来，供给终端的用户作为燃 料、化工原料的生产系统称为天然气工业。
按储量埋藏深度分布：深层气集中在1500～3000m，占 储量的56.2％；其次是浅层气（<1500m）,占35.7％；深部 （>4000m）储量少，与勘探程度有关。
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11
4.1、天然气资源概念
4.1.3 天然气资源的分级概念 天然气资源分为两大类别：储量和资源量 储量：对于根据获得的参数和数据比较确定掌握的资源称
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第20页/共44页
4.2、世 界 天 然 气 资 源 状 况
全球天然气资源量的统计 TCM
地区 (1012m3探) 明可 附加可 预期可 潜在可
采储量 采储量 采储量 采储量
非洲 中东 亚洲和大洋洲 东欧和北亚 西欧和中欧 北美 南美
全球
10.0 51.0 15.9 56.9 6.2 8.5 5.9
1、天 然 气 是 什 么 ？
天然气在自然状况下在储集层中的赋存是一种资源。
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4.1、天然气资源概念
4.1.2 天然气资源分布的地质特点 在世界上已进行勘探的400个盆地中，目前只有50
非常规天然气：煤层气（CBM）,天然气水合物 （NGH）,地下水圈溶解气，致密砂岩气（Tight Sands Gas）,深盆气等。
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2、天 然 气 工 业 概 述
2.1、天然气工业概念：
将自然存在的天然气开采出来，供给终端的用户作为燃 料、化工原料的生产系统称为天然气工业。
按储量埋藏深度分布：深层气集中在1500～3000m，占 储量的56.2％；其次是浅层气（<1500m）,占35.7％；深部 （>4000m）储量少，与勘探程度有关。
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4.1、天然气资源概念
4.1.3 天然气资源的分级概念 天然气资源分为两大类别：储量和资源量 储量：对于根据获得的参数和数据比较确定掌握的资源称
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4.2、世 界 天 然 气 资 源 状 况
全球天然气资源量的统计 TCM
地区 (1012m3探) 明可 附加可 预期可 潜在可
采储量 采储量 采储量 采储量
非洲 中东 亚洲和大洋洲 东欧和北亚 西欧和中欧 北美 南美
全球
10.0 51.0 15.9 56.9 6.2 8.5 5.9
1、天 然 气 是 什 么 ？
石油天然气开采PPT课件
3、确定部分井段发现了探明经济可采储量的，应当将发现 探明经济可采储量的有效井段的钻井勘探支出结转为井及 相关设施成本，无效井段钻井勘探累计支出转入当期损益。
15
4、未能确定该探井是否发现探明经济可采储量的
应当在完井后一年内将钻探该井的支出予以暂时资本化。
在完井一年时仍未能确定该探井是否发现探明经济可采储量，同时满足下列条件的， 应当将钻探该井的资本化支出继续暂时资本化，否则应当计入当期损益： （1）该井已发现足够数量的储量，但要确定其是否属于探明经济可采储量，还需 要实施进一步的勘探活动； （2）进一步的勘探活动已在实施中或已有明确计划并即将实
6
二、矿区权益取得的会计处理
（一）矿区权益 矿区权益，是指企业取得的在矿区内勘探、开发和生产油
气的权利。 矿区权益分为探明矿区权益和未探明矿区权益。
探明矿区，是指已发现探明经济可采储量的矿区； 未探明矿区，是指未发现探明经济可采储量的矿区。
探明经济可采储量，是指在现有技术和经济条件下，根据 地质和工程分析，可合理确定的能够从已知油气藏中开采 的油气数量。
（二）油气资产的折耗费
油气开采企业通过计提折耗，将油气资产的价值随着开采工作的开展逐渐转移 到所开采的产品成本中。油气资产折耗是油气资源实体上的直接耗减，折耗费 用是产品成本的直接组成部分。
（二）油气资产的成本内容
取得探明经济可采储量的成本 暂时资本化的未探明经济可采储量的成本 全部油气开发支出 预计的弃置成本。
“累计折耗” 本科目核算企业（石油天然气开采）对油气资产计提的累计折耗。 本科目应当按照油气资产的类别、项目和不同矿区或油田进行明 细核算。
注意：地震设备、建造设备、车辆、修理车间、仓库、供应站、通讯 设备、办公设施等辅助设备及设施，应当按照《企业会计准则第4 号——固定资产》处理。
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4、未能确定该探井是否发现探明经济可采储量的
应当在完井后一年内将钻探该井的支出予以暂时资本化。
在完井一年时仍未能确定该探井是否发现探明经济可采储量，同时满足下列条件的， 应当将钻探该井的资本化支出继续暂时资本化，否则应当计入当期损益： （1）该井已发现足够数量的储量，但要确定其是否属于探明经济可采储量，还需 要实施进一步的勘探活动； （2）进一步的勘探活动已在实施中或已有明确计划并即将实
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二、矿区权益取得的会计处理
（一）矿区权益 矿区权益，是指企业取得的在矿区内勘探、开发和生产油
气的权利。 矿区权益分为探明矿区权益和未探明矿区权益。
探明矿区，是指已发现探明经济可采储量的矿区； 未探明矿区，是指未发现探明经济可采储量的矿区。
探明经济可采储量，是指在现有技术和经济条件下，根据 地质和工程分析，可合理确定的能够从已知油气藏中开采 的油气数量。
（二）油气资产的折耗费
油气开采企业通过计提折耗，将油气资产的价值随着开采工作的开展逐渐转移 到所开采的产品成本中。油气资产折耗是油气资源实体上的直接耗减，折耗费 用是产品成本的直接组成部分。
（二）油气资产的成本内容
取得探明经济可采储量的成本 暂时资本化的未探明经济可采储量的成本 全部油气开发支出 预计的弃置成本。
“累计折耗” 本科目核算企业（石油天然气开采）对油气资产计提的累计折耗。 本科目应当按照油气资产的类别、项目和不同矿区或油田进行明 细核算。
注意：地震设备、建造设备、车辆、修理车间、仓库、供应站、通讯 设备、办公设施等辅助设备及设施，应当按照《企业会计准则第4 号——固定资产》处理。
大学课件天然气开采与综合利用技术(第五章天然气汽车)
汽车保有量及汽油消耗量的快速增长，将导致燃料汽车所带来的大目前空气和水污染每年造成的经济损失约占我国GDP的8%左右
香港过往深圳的大型柴油货柜车每天约2.7万 辆 ，污染严重未采取措施。
9
交通排放对环境形成巨大压力
Source: EPA
CO
79%
NOx
53%
VOCs 44%
6
经济快速发展，交通用能将持续增长
DOE/EIA人均小汽车拥有量预测（辆/千人）
700
641
645
689
600
500
400
中国
发展中国家
300
工业化国家
200
100
32 12
122 27 50
136
150
52 73
世界平均
0 1999
2010
2020
据预测汽车将10％以上速度增长，到2005年有可能达到2500万量左右。
3
CHALLENGES FACED BY OIL REFINERIES
Comparison of gasoline structure in US, Europe and China, %
Gasoline component
US
Europe China
FCC gasoline
36
27
78.9
Catalyst-reforming gasoline
2
CHALLENGES FACED BY OIL REFINERIES
Units supplying excellent gasoline such as catalyst reforming, alkylation, isomerization and hydrogen treating only account for less proportion. 生产优质汽油的单元如催化重整，烷基化、 异构化、加氢处理等却占很小的比例。
香港过往深圳的大型柴油货柜车每天约2.7万 辆 ，污染严重未采取措施。
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交通排放对环境形成巨大压力
Source: EPA
CO
79%
NOx
53%
VOCs 44%
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经济快速发展，交通用能将持续增长
DOE/EIA人均小汽车拥有量预测（辆/千人）
700
641
645
689
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中国
发展中国家
300
工业化国家
200
100
32 12
122 27 50
136
150
52 73
世界平均
0 1999
2010
2020
据预测汽车将10％以上速度增长，到2005年有可能达到2500万量左右。
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CHALLENGES FACED BY OIL REFINERIES
Comparison of gasoline structure in US, Europe and China, %
Gasoline component
US
Europe China
FCC gasoline
36
27
78.9
Catalyst-reforming gasoline
2
CHALLENGES FACED BY OIL REFINERIES
Units supplying excellent gasoline such as catalyst reforming, alkylation, isomerization and hydrogen treating only account for less proportion. 生产优质汽油的单元如催化重整，烷基化、 异构化、加氢处理等却占很小的比例。
天然气培训资料培训课件
建设地下储气库，利用地下盐穴、水层等构造储存天然气，以解决季
节性供需不平衡问题，提高天然气的调峰能力。
02
液化天然气（LNG）技术
通过低温液化工艺将天然气转化为LNG，方便天然气的储存和运输，
扩大天然气的应用范围。
03
管道运输技术
发展高压、大口径、长距离的管道运输技术，提高天然气的运输效率
和安全性。
提高我国天然气竞争力的思路与对策
降低生产成本
通过技术创新和优化生产流程，降低天然气的生产成本，提高 我国天然气的竞争力。
加强国内市场开发
加大对国内市场的开发力度，提高居民和工业用户对天然气的使 用率。
推动新能源技术的发展
通过推动新能源技术的发展，实现能源结构的多元化，提高我国 天然气的市场竞争力。
未来趋势
随着环保要求提高和能源结构调整，天然气市场 将保持增长。
天然气在能源转型中的作用
清洁能源
天然气燃烧产生的二氧化碳、 氮氧化物等污染物远低于煤和
石油。
能源安全
天然气可以作为可再生能源的补 充，降低对单一能源的依赖。
经济性
天然气的开采、运输和利用技术成 熟，成本相对较低。
03
天然气安全与环保
上游开采及生产环节分析
01
上游开采及生产环节是天然气产业链的起点，主要包括天然气 田的开发、钻井、采气等过程。
02
全球天然气储量丰富，不同地区的气田特点、开采难度和成本
存在差异。
上游开采及生产环节的技术进步和管理水平直接影响着天然气
03
的产量和成本。
中游储运环节分析
01
中游储运环节是连接上游和下游的关键环节，主要包括天然气的储存、运输和 配送等过程。
《石油、天然气的综合利用》PPT 人教课标版
中国正在积极从国外进口石油。 近年来，每年中国从俄罗斯进口原油超过1200万吨，
大约占到了中国石油进口总量的10%。随着中国经济的快 速向前发展，所需要的能源消耗也越来越多，因此中国必 须要正确制定能源战略，积极与多个国家进行能源合作。
中国正在积极寻找能源合作者
天然气的综合利用
阅读教材P96资料卡片—甲烷水合物。 用途：
▪
7．从自然生态的角度来看，生态平衡 的维护 就是要 维护其 生物物 种的多 样性， 所以维 护社会 和谐的 基础也 就是文 化的多 样性。
▪
8．作为最深层次的认同，文化的认同 在维护 民族团 结和和 睦之中 具有最 根本的 作用， 因此就 要建设 好各民 族共同 的精神 家园， 培养中 华民族 的共同 体意识 。
▪
2． 这个高台光滑突兀，陡峭高矗，十分危 险。听 老人们 说，这 个高台 从来就 没行人 能上去 过，上 去的人 从来就 没有能 活着回 来的。
▪
3．安南提交的报告如果能够得以通过 ，日本 就有希 望获得 常任理 事国席 位。对 此，曾 经深受 日本军 国主义 之害的 中、韩 等邻国 存有很 深的疑 虑。
3、白色污染的治理： A、废弃塑料的再利用（如直接作为材料、制
作单体和燃料油、制作气体等）； B、制造易降解材料。
思考与交流：
你认为应该限制生产、使用聚苯乙烯 塑料快餐盒，还是回收利用？
下列变化属于物理变化的是 （ B ）
Ａ、煤的气化 Ｃ、石油的裂解
Ｂ、石油的分馏 Ｄ、煤的干馏
▪
1．城市发展论坛的与会专家普遍认为 ：我国 城镇化 研究主 要集中 在预测 城镇化 速度和 趋势上 ，而对 城镇化 过程中 公共政 策的负 面影响 则明显 被忽视 。
天然气培训资料培训课件
天然气加工与转化
天然气经过加工可以转化为合成 气、甲醇、乙烯等产品，用途广
泛。
天然气在能源结构中的地位与前景
天然气在能源结构中的地位
天然气作为一种清洁、高效的能源，在能源结构中的地位日益重 要。
天然气前景展望
随着环保要求的提高和技术的进步，天然气的应用领域将进一步扩 大，如新能源汽车、分布式能源等。
天然气主要成分是甲烷，具有易 燃、易爆的特性，在空气中浓度 达到5%-15.4%时遇到火源可引
起爆炸。
天然气具有窒息性，特别是在密 闭环境中，能够导致人体窒息。
天然气管道或设备损坏时，大量 泄漏的天然气能够引起人员中毒
和爆炸。
天然气泄漏预防措施
定期检查天然气管道 和设备，确保其完好 无损，及时发现并处 理泄漏点。
天然气的性质与用途
天然气性质
天然气是一种无色、无味、无毒的气体，具有高热值和低碳排放等优点。
天然气用途
天然气广泛用于民用燃气、工业燃气、汽车燃料以及发电等领域。
02
天然气开采与加工
天然气开采流程
钻井
利用钻井设备在地下钻探，以 打通天然气蕴藏层。
排采
通过抽油杆将天然气从井底升 至地面。
探测与评估
天然气组成
天然气主要由甲烷组成，其含量在90%以上，其余为乙烷、 丙烷、丁烷等烃类气体，以及二氧化碳、氮气等非烃类气体 。
天然气的形成与储存
天然气形成
天然气是由地下深层由于地质作用，在高温、高压条件下，经过一系列的化学 反应形成的。
天然气储存
天然气通常储存在地下多孔隙岩层中，这些岩层具有很好的渗透性，使得天然 气能够聚集并储存起来。
天然气培训资料培训课件
汇报人： 日期:
石油天然气的开采与开发课件
CHAPTER 03
石油天然气的开发过程
油田勘探
1 2
地质调查
通过地质调查了解地层、构造、岩性、古生物等 地质信息，预测油气藏的可能分布。
地球物理勘探
利用地震波、电磁波等方法探测地下地质构造和 油气藏，为钻井提供精确的井位和深度。
3
钻井勘探
钻井是油田勘探的重要手段，通过钻井可以获取 地下岩心、岩屑、油气样品等实物资料，进一步 了解地下油气藏的情况。
和地下水造成严重污染。
土壤污染
石油和天然气开采过程中产生的 油泥、废油等污染物，长期滞留 在土壤中，会导致土壤污染和生
态破坏。
石油天然气的安全生产管理
安全生产责任制
建立完善的安全生产责任制 ，明确各级管理人员和操作 人员的安全职责，确保各项 安全措施得到有效执行。
安全培训
定期对员工进行安全培训， 提高员工的安全意识和技能 水平，确保员工能够熟练掌 握各种安全操作规程。
对油田经济效益进行评估，包括成本核算 、产值计算、利润分配等方面，为油田开 发决策提供依据。
CHAPTER 04
石油天然气的处理与运输
石油天然气的分离与提纯
分离技术
利用物理或化学方法将石油和天然气 从原始混合物中分离出来，得到高纯 度的石油和天然气。
提纯技术
对分离出的石油和天然气进行进一步 的提纯，以满足不同用户的需求。
海上石油开采技术
总结词
海上石油开采技术是在海洋中建立石油平台，通过钻井的方式开采海底石油。
详细描述
海上石油开采技术需要克服海洋环境的影响，建立稳定的石油平台。钻井阶段与陆地石油开采类似，建立地下油 层与平台之间的通道；采油阶段同样是通过油井泵将石油抽出平台；集输阶段是将采出的石油通过管道输送到海 上油轮或陆地终端。
天然气能源技术及其利用
Scene of Pellet Storage
PPT文档演模板
天然气能源技术及其利用
• 储气量大，1m3的天然气水合物可储存150-180 m3 的天然气 ；
• 水合物的形成条件不苛刻，在0~10℃，2~6MPa即 可生成，工业上很容易实现；
• 天然气水合物在常压下大规模储存和运输是不必 冷却到平衡温度以下，而是将水合物冷冻到水的 冰点以下(-15～-5 ℃)，保持完全绝热，水合物就
PPT文档演模板
天然气能源技术及其利用
气体水合物的类型
晶体类型 I型
水分子数 晶穴种类 晶穴数 晶穴结构
46
小
2
512
大
6 51262
II型
136
小 大
16
512
8 51264
小
3
512
H型
34
中
2 435663
大
1 51268
PPT文档演模板
天然气能源技术及其利用
我国天然气水合物成藏远景区
•我国天然气水合物成藏远景区： 南海海区、青藏高原冻土区、东 海部分海域。据推测，我国南海 资源量可达700亿吨。
PPT文档演模板
天然气能源技术及其利用
• 2009年9月中国地质部门公布，在青藏高原发现了一种名为 可燃冰(又称天然气水合物)的环保新能源，预计十年左右能 投入使用。这是中国首次在陆域上发现可燃冰，使中国成 为加拿大、美国之后，在陆域上通过国家计划钻探发现可 燃冰的第三个国家。初略的估算，远景资源量至少有350亿 吨油当量。
PPT文档演模板
天然气能源技术及其利用
• 由于可燃冰在常温常压下不稳定，因此开采 可燃冰的方法设想有： • ①热解法 ②降压法。 ③二氧化碳置换法。
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压力：烃类蒸汽转化为体积增大的可逆反应，增加压力，甲烷平衡含 量也随之增大。
14
South China University of Technology
2.1、合成氨生产工艺
（2）甲烷蒸汽转化的反应动力学 从热力学方面衡量，甲烷蒸汽转化反应尽可能在高
温、高水碳比及低压的条件下进行。但是，在相当高的 温度下反应的速度仍然很慢，需要催化剂来加快反应。
8
South China University of Technology
一、合成氨及尿素的发展特点
1、新建装置多建于盛产天然气的地区 从70年代起，我国相继从美国、日本、法国、丹麦、德国等国家
引进了大型合成氨装置17套（Kellogg公司8套）；“九五”期间又有 海南等地的天然气大化肥投产，大都在天然气、油田气丰富的地方。 2、不同原料的合成氨装置投资及能耗比不同，与其他原料（如煤、 重油等）相比，以天然气作合成氨原料装置投资最省，能耗最低。当 建于气价比较便宜的地区时，产品成本低廉而具有很大的经济优势。
天然气开采与综合利用
Natural Gas Exploitation and Utilization Technologies
李亚军 31955956 , 13570408408 liyajun@
South China University of Technology
第六章、天然气的化工利用
影响甲烷蒸汽转化反应平衡组成的因素(37)：
水碳比：是指天然气蒸汽转化制合成气原料气中水蒸气与含烃原料中 碳分子总数之比。水碳比大小表示天然气蒸汽转化工艺中所用的工艺 蒸汽量的多少。在一定条件下，水碳比越高，甲烷平衡含量愈低，即 转化率越高。
温度：烃类蒸汽转化是吸热的可逆反应，温度增加，甲烷平衡含量下 降。（反应炉管不能承受太高温度时，解决办法；提高水碳比）
10
South China University of Technology
二、天然气制合成氨
2.1、合成氨生产工艺
2.1.1、工艺原理 以天然气为原料合成氨需经若干步工序，其中所涉及
的主要化学反应有：经过脱硫的天然气转化制合成气、合 成气中CO的变换、CO2的脱除、微量碳氧化物的除去以 及核心反应氨的合成。
天然气化工利用－合成氨及尿素
热电联产和联合循环发电系统原理和意义
“总能系统”：为了节约能源，合理安排工厂能量的利用，提 高天然气等能源的利用率，依据工程热力学理论，借助系统 工程的方法，综合研究整个工厂中能量传递、转化和利用的 全过程，按能量的品位高低，安排用于发电(或做动力)和供 热，不同温度的热能按应用要求进行合理分配，做到热电结 合，实现不同品位的能量梯级利用，达到最大限度地提高能 源利用率。
其中，以合成氨及甲醇最为重要，全世界84％的氨和90％的甲醇 都是以天然气为原料生产的。生产化肥消耗的天然气约占天然气化工 利用的94％。
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South China University of Technology
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South China University of Technology
第一节、天然气制合成氨及尿素
前言
天然气化工利用的地位及结构： 1872年天然气制炭黑工业化，可认为是天然气化工利
用的开端；20世纪20年代，合成氨的工业化为天然气化工 利用开辟了广阔前景。
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South China University of Technology
天然气化工利用----前言
天然气主要用在燃料利用，因属于碳一原料，一次 加工范围较窄，化工利用率较低。就世界范围而言，化 工利用的比例约10％～12％；但其绝对量相当可观，以 7%计，则每年化工利用的天然气量即超过1400亿m3。
天然气产业链下游：分配应用
天然气的应用有两种方向：属于能源种类的气体燃料和作为化工 基本原料。
天然气的化工利用：
天然气制合成氨及尿素 天然气制甲醇及下游产品 天然气制乙炔及下游产品 富乙烷、丙烷天然气用于裂解制乙烯 天然气制合成油 天然气合成低碳烯烃
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South China University of Technology
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一、合成氨及尿素的发展特点
3、天然气制合成氨既是一个十分成熟的技术又是一个不断发展的技 术，为达到提高效益的目的，装置规模向大型化、单系列，致力于回 收利用不同能级能量，以降低能耗的方向发展。
合成氨生产是高耗能过程，故其技术进步系以降低装置 的能耗为中心。20世纪80年代以来进步显著，吨氨的综合 能耗已从传统的37.7~41.8GJ降至28.4~29.3GJ。目前，大型 合成氨厂能耗（设计值）：天然气28 GJ/t 氨；重油（渣油 ）38 GJ/t 氨；煤48 GJ/t 氨
a、甲烷转化本征动力学 b、烃类转化宏观动力学（表观动力学）
（1）、甲烷蒸汽转化的反应热力学 天然气转化制合成气是整个合成氨装置的关键工序，
烃类的蒸汽转化是一复合吸热的可逆反应，故甲烷的转化 率受热力学平衡的限制。
合成氨生产一般要求转化产物中残余的甲烷体积分数不 超过0.5%。
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2.1、合成氨生产工艺
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天然气化工利用-----前言
目前，以天然气为原料生产的产品已超过1.6亿t，在化学工业中占 有重要地位。一次产品有氨、甲醇、合成油、氢气、乙炔、氯甲烷、 二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、炭黑、氢氰酸、二硫化碳、硝基甲 烷及单细胞蛋白等十几种；由氨、甲醇、乙炔和其他一次产品又可衍 生出大量二次及三次产品。
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2.1、合成氨生产工艺
2.1.1.1、甲烷蒸汽转化制合成气
在一定条件下，甲烷蒸汽转化制合成气过程还伴有生 成炭黑的副反应发生。
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2.1、合成氨生产工艺
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2.1、合成氨生产工艺
（2）甲烷蒸汽转化的反应动力学 从热力学方面衡量，甲烷蒸汽转化反应尽可能在高
温、高水碳比及低压的条件下进行。但是，在相当高的 温度下反应的速度仍然很慢，需要催化剂来加快反应。
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一、合成氨及尿素的发展特点
1、新建装置多建于盛产天然气的地区 从70年代起，我国相继从美国、日本、法国、丹麦、德国等国家
引进了大型合成氨装置17套（Kellogg公司8套）；“九五”期间又有 海南等地的天然气大化肥投产，大都在天然气、油田气丰富的地方。 2、不同原料的合成氨装置投资及能耗比不同，与其他原料（如煤、 重油等）相比，以天然气作合成氨原料装置投资最省，能耗最低。当 建于气价比较便宜的地区时，产品成本低廉而具有很大的经济优势。
天然气开采与综合利用
Natural Gas Exploitation and Utilization Technologies
李亚军 31955956 , 13570408408 liyajun@
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第六章、天然气的化工利用
影响甲烷蒸汽转化反应平衡组成的因素(37)：
水碳比：是指天然气蒸汽转化制合成气原料气中水蒸气与含烃原料中 碳分子总数之比。水碳比大小表示天然气蒸汽转化工艺中所用的工艺 蒸汽量的多少。在一定条件下，水碳比越高，甲烷平衡含量愈低，即 转化率越高。
温度：烃类蒸汽转化是吸热的可逆反应，温度增加，甲烷平衡含量下 降。（反应炉管不能承受太高温度时，解决办法；提高水碳比）
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二、天然气制合成氨
2.1、合成氨生产工艺
2.1.1、工艺原理 以天然气为原料合成氨需经若干步工序，其中所涉及
的主要化学反应有：经过脱硫的天然气转化制合成气、合 成气中CO的变换、CO2的脱除、微量碳氧化物的除去以 及核心反应氨的合成。
天然气化工利用－合成氨及尿素
热电联产和联合循环发电系统原理和意义
“总能系统”：为了节约能源，合理安排工厂能量的利用，提 高天然气等能源的利用率，依据工程热力学理论，借助系统 工程的方法，综合研究整个工厂中能量传递、转化和利用的 全过程，按能量的品位高低，安排用于发电(或做动力)和供 热，不同温度的热能按应用要求进行合理分配，做到热电结 合，实现不同品位的能量梯级利用，达到最大限度地提高能 源利用率。
其中，以合成氨及甲醇最为重要，全世界84％的氨和90％的甲醇 都是以天然气为原料生产的。生产化肥消耗的天然气约占天然气化工 利用的94％。
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第一节、天然气制合成氨及尿素
前言
天然气化工利用的地位及结构： 1872年天然气制炭黑工业化，可认为是天然气化工利
用的开端；20世纪20年代，合成氨的工业化为天然气化工 利用开辟了广阔前景。
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天然气化工利用----前言
天然气主要用在燃料利用，因属于碳一原料，一次 加工范围较窄，化工利用率较低。就世界范围而言，化 工利用的比例约10％～12％；但其绝对量相当可观，以 7%计，则每年化工利用的天然气量即超过1400亿m3。
天然气产业链下游：分配应用
天然气的应用有两种方向：属于能源种类的气体燃料和作为化工 基本原料。
天然气的化工利用：
天然气制合成氨及尿素 天然气制甲醇及下游产品 天然气制乙炔及下游产品 富乙烷、丙烷天然气用于裂解制乙烯 天然气制合成油 天然气合成低碳烯烃
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一、合成氨及尿素的发展特点
3、天然气制合成氨既是一个十分成熟的技术又是一个不断发展的技 术，为达到提高效益的目的，装置规模向大型化、单系列，致力于回 收利用不同能级能量，以降低能耗的方向发展。
合成氨生产是高耗能过程，故其技术进步系以降低装置 的能耗为中心。20世纪80年代以来进步显著，吨氨的综合 能耗已从传统的37.7~41.8GJ降至28.4~29.3GJ。目前，大型 合成氨厂能耗（设计值）：天然气28 GJ/t 氨；重油（渣油 ）38 GJ/t 氨；煤48 GJ/t 氨
a、甲烷转化本征动力学 b、烃类转化宏观动力学（表观动力学）
（1）、甲烷蒸汽转化的反应热力学 天然气转化制合成气是整个合成氨装置的关键工序，
烃类的蒸汽转化是一复合吸热的可逆反应，故甲烷的转化 率受热力学平衡的限制。
合成氨生产一般要求转化产物中残余的甲烷体积分数不 超过0.5%。
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2.1、合成氨生产工艺
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天然气化工利用-----前言
目前，以天然气为原料生产的产品已超过1.6亿t，在化学工业中占 有重要地位。一次产品有氨、甲醇、合成油、氢气、乙炔、氯甲烷、 二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、炭黑、氢氰酸、二硫化碳、硝基甲 烷及单细胞蛋白等十几种；由氨、甲醇、乙炔和其他一次产品又可衍 生出大量二次及三次产品。
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2.1、合成氨生产工艺
2.1.1.1、甲烷蒸汽转化制合成气
在一定条件下，甲烷蒸汽转化制合成气过程还伴有生 成炭黑的副反应发生。
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