天然气处理与加工工艺

天然气处理与加工工艺

第一章

1.天然气的分类

（1）按产状分类，游离气和溶解气

（2）按经济价值分类，常规天然气和非常规天然气

（3）按来源分类，于油有关的气，与煤有关的气，天然沼气，深源气，化合物气

（4）按组成分类，干气，湿气，贫气，富气或净气，酸气

（5）我国习惯分法，伴生气，气藏气和凝析气

2.天然气的主要产品；液化天然气，液化石油气，天然气凝液，天然气油，压缩天然气4.天然气处理与加工含义

（1）天然气加工是指从天然气中分离，回收某些组分，使之成为产品的那些工艺过程（2）天然气处理是指使天然气符合商品质量和管道运输要求所采取的工艺过程

5.烃露点；在一定压力下，天然气中烃类开始冷凝的温度

水露点；在一定压力下，天然气中水蒸气开始冷凝的温度

6.华白指数；是代表燃气特性的一个参数，是燃气互换性的一个判定指数

第二章

1.预测天然气水含量的方法：图解法和状态方程法

2.引起水合物形成的主要条件是：（1）天然气的温度等于或低于露点温度，有液态水存在（2）在一定压力和气体组成下，天然气温度低于水合物形成的温度（3）压力增加，形成水合物的温度相应增加

3.水合物形成的条件预测方法：相对密度法，平衡常数法，Baillie和Wichert法，分子热力学模型法，实验法

4.吸附负荷曲线（吸附波）：在吸附床层中，吸附质沿不同床层高度的浓度变化曲线

破点：床层出口气体中水的浓度刚刚开始发生变化的点

透过（穿透）曲线：从破点到整个床层达到饱和时，床层出口端流体中吸附质的浓度随时间的变化曲线

吸附剂平衡吸附量：当床层达到饱和时，吸附剂的吸附量

动态（有效）吸附（湿容）量：吸附过程达到破点时，吸附剂的吸附量

天然气绝对含水量：每标准立方米天然气的实际含水量

天然气饱和含水量：在一定温度压力下，天然气与液态水达到平衡时气体的绝对含水量

天然气的相对湿度：天然气中实际含水量与饱和含水量之比

天然气的水露点：在一定压力下，天然气中的水蒸汽开始冷凝的温度

第三章

热力学抑制剂，动力学抑制剂的作用机理及应用特点？

向天然气中加入水合物动力学抑制剂后，可以改变水溶液或水合物相的化学位，从而使水合物形成的条件向较低的温度或较高的压力范围；

动力学抑制剂注入水后在溶液中的浓度（w）很低（小于0.5%），且不影响水合物形成的热力学条件，但是，它们可以推迟水合物成核和晶体生长的时间，因此也可以起到防止水合物堵塞管道的作用

1.天然气脱水的方法有冷却法、吸收法和吸附法，其中冷却脱水的方法又可分为直接冷却法、加压冷却法、膨胀制冷冷却法、机械制冷冷却法。

2.天然气脱水常用的吸附剂为氧化铝，活性铝土，活性氧化铝，硅胶和分子筛

3.甘醇法脱水与吸附脱水其优缺点

1）投资费用。固体吸附剂脱水装置的投资和操作费用比甘醇脱水装置要高

2）再生费用。甘醇脱水装置的甘醇富液再生时，脱除1Kg水分所需的热量较少

3）甘醇法脱水压降较小，吸附法脱水压降较大

4）露点降。吸附法脱水后的干气露点降可低至-100℃

5）甘醇受污染或分解后具有腐蚀性

6）操作方式。甘醇法脱水为连续操作，而吸附法脱水为间歇操作

4.起泡的原因和预测方法；

原因:吸收塔内气体流速过高是甘醇起泡的物理原因，甘醇被固体杂质，盐分，缓蚀剂和液烃污染，则是其起泡的化学原因。

预测方法:天然气进入吸收塔之前先在入口气涤器中脱除液体和固体杂质，将甘醇进行过滤，提高气体和贫甘醇进塔温度使其高于气体中重烃的露点，也可注入消泡剂防止甘醇溶液起泡5.甘醇在使用过程中产生污染的原因：甘醇在使用过程中将会受到的污染；氧气串气系统，降解，PH值降低，盐污染，液烃，淤渣，起泡

6.甘醇脱水工艺流程：

原料天然气从吸收塔的底部进入，与从顶部进入的三甘醇贫液在塔内逆流接触，脱水后的天然气从吸收塔顶部离开，三甘醇富液从塔底排出，经过再生塔顶部冷凝器的排管升温后进入闪蒸罐，尽可能闪蒸出其中溶解的烃类气体，离开闪蒸罐的液相经过过滤器过滤后流入贫/富液换热器、缓冲罐，进一步升温后进入再生塔。在再生塔内通过加热使三甘醇富液中的水分在低压、高温下脱除，再生后的三甘醇贫液经贫/富液换热器冷却后，经甘醇泵泵入吸收塔顶部循环使用。

7.甲醇与甘醇类抑制剂的性能比较；

1）用甲醇作抑制剂时投资费用较低，操作费用较高，甘醇类抑制剂投资费用较高，操作费用较低

2）甲醇类抑制剂多用于低温场合

3）当温度低于-10℃时，一般不用二甘醇，操作温度高于-7℃时，可优先考虑二甘醇（

4）甲醇的抑制效果最好，其次是乙二醇，再次为二甘醇

5）甲醇具有中等程度的毒性，而甘醇类抑制剂无毒。

第五章

1.复合固体吸附剂的特点

（1）既可以减少投资，又可以保证干气露点

（2）活性氧化铝可以作为分子筛的保护层

（3）活性氧化铝再生时能耗比分子筛低

（4）活性氧化铝的价格较低

2.吸附剂床层内的吸附过程；吸附剂床层由吸附饱和区，吸附传质区和未吸附区三部分组成

1.天然气回收的目的与方法

从天然气中回收液烃的目的是

（1）生产管输气

（2）满足商品气的质量要求

（3）最大程度的回收天然气液

回收方法可以分为；吸附法，油吸收法和冷凝分离法三种

2.制冷方法，

（1）阶式制冷系统；由几个单独而又相互联系的不同温度等级冷剂压缩制冷循环组成

（2）混合冷剂；是指由甲烷至戊烷等烃类混合物组成的冷剂

3.节流膨胀与透平膨胀的区别；

（1）节流过程用节流阀，结构简单，操作方便，等熵膨胀过程用膨胀机，结构复杂

（2）膨胀机中实际上为多变过程，因而所得到的温度效应及制冷量比等熵过程的理论值小

（3）节流阀可以气液两相内工作 ，即节流阀出口可以允许有很大的带液量，而膨胀机出口允许的带液量有一定的限度

4.天然气凝液回收由哪几部分组成，其主要目的 ；

天然气回收工艺方法主要由原料气预处理，压缩，冷凝分离，凝液分馏，干气再压缩以及制冷等部分组成。

原料气预处理的目的是脱除原料气中携带的油，游离水和泥沙等杂质，以及脱除原料气中的水蒸气和酸性组分等

原料气压缩的目的是为了提高天然气的冷凝率

7.天然气凝液回收的工艺

先在原料气分离器中除去游离的油、水和其他的杂，然后去压缩机增压，增压后的原料气用水冷却至常温，然后经过气/气换热器预冷后进入冷剂蒸发器将原料气冷冻至-15~-25摄氏度。再将气液混合物低温分离器内进行分离，塔底油则进入稳定塔，稳定塔从塔顶脱除的丙、丁烷即为油气田液化石油气，塔底则稳定后的天然汽油。

8.阶式制冷系统的工艺流程：

第一级制冷阶丙烷做制冷剂，由丙烷压缩机来的丙烷蒸气先经冷却冷凝为液体，再经节流阀降压后在蒸发器及乙烯冷却器蒸发；第二级制冷阶乙烯做制冷剂，由乙烯压缩机来的乙烯蒸气先经冷却冷凝为液体，再经节流阀降压后在蒸发器及甲烷冷却器蒸发；第三级制冷阶甲烷做制冷剂，由甲烷压缩机来的甲烷蒸气先经冷却冷凝为液体，再经节流阀降压后在蒸发器中蒸发，使天然气进一步冷冻降温。

第七八章

二氧化碳含量过高，会降低天然气的热值

1. 天然气脱硫的方法；间歇法，化学吸收法，物理吸收法，化学-物理吸收法，直接转化

法，膜分离法

2. 写出醇胺法脱硫时，伯醇胺与硫化氢，二氧化碳的主要化学反应

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RNHCOOCNH CO RNH S

RNH S H RNH 32223222)(2⇔+⇔+