天然气加工工程(自己总结的)j

1.平衡湿容量：指新鲜吸附剂与一定温度的气体充分接触，最后水蒸气在固相和气相中达到平衡时的湿容量。

2.有效湿容量：指平衡湿容量和动态湿容量（分子筛相对湿度升高，吸附温度降低）都不能直接作为装置设计选用的湿容量。

3.高位发热量：指燃料中的水分在燃烧过程结束后以液态水形式存在时的燃料发热量。

4.低位发热量：指燃料中的水分在燃烧过程结束后以水蒸气形式存在时的燃料发热量。

5.水露点：在一定压力条件下，天然气与液态水平衡时的温度。

6.烃露点温度：在一定压力下天然气中析出第一滴液烃时的温度。

7.相对湿度：天然气绝对湿度与饱和湿度之比。

8.可燃性极限：可燃性气体和空气混合明火能引起爆炸的可燃性气体浓度范围。

9.催化剂老化：催化剂在使用过程中，由于内部结构变化，引起比表面积逐渐变小。

10.克劳斯直流法：当酸气H2S浓度高于50%左右时，可将全部酸气与计量的空气送入炉内燃烧并继以催化转化。

11.分流法：当酸气H2S浓度低于50%，高于15%时可将部分酸气入炉燃烧后与其余酸气一起催化转化。

12.轻烃：由碳氢两种元素组成的物质统称为轻烃。

13.伴生气：与原油共生，在油藏中与原油呈相平衡接触的气体。

14.非伴生气：气井气与凝析井气合称为非伴生气。

15.天然气水合物：，俗称可燃冰是一种天然气与水的类冰状固态结合物，是气体分子与水分子非化学计量的包藏配合物。

16.硫容量：单位质量或体积吸收溶剂能够吸收的硫的质量。

17.富液：吸收了酸气的醇胺溶液。

18.贫液：已完成再生的热醇胺溶液。

19.复叠式制冷：用一个制冷循环的蒸发器作为另一个温度更低的制冷循环的冷凝器。

20.天然气部分氧化制合成气：烃类在氧气不足的情况下，不完全燃烧生成氢气和一氧化碳。

21.NGL：从天然气中回收的且未经稳定处理的液体烃类混合物的总称。

（天然气凝液）
22.LNG:天然气经压缩、冷却，在-160度下液化而成。

（液化天然气）
23.浅冷分离：以回收C3+为主要目的NGL回收。

24.深冷分离：以回收C2+为主要目的NGL回收。

25.酸气负荷：单位体积或每摩尔溶剂所吸收的酸性组分体积或摩尔量。

26.等熵膨胀制冷：气体在膨胀机中绝热膨胀对外做功，由于同外界没有热量的交换，是个等熵过程，称为等熵膨胀，膨胀所做的功以内能的减少为补偿，于是温度就下降。

27.节流膨胀：气体在绝热条件下，其始末态分别保持压力恒定的膨胀过程。

28.等焓膨胀：与外界没有热量或机械能交换，焓值不变的膨胀。

29.相变制冷：利用液体在低温下的蒸发过程及固体在低温下的熔化或升华过程向被冷却物体吸收热量。

30.汽提：让废水与水蒸汽直接接触，使废水中的挥发性有毒有害物质按一定比例扩散到气相中去。

31.露点降：天然气脱水吸收塔操作温度与脱水后干气露点温度之差。

32.超级克劳斯：将常规克劳斯法与直接氧化法相结合的工艺。

33.亚露点克劳斯：把常规克劳斯装置和尾气处理装置结合一起的方法。

34.斯科特尾气处理：使尾气中的SO2和元素硫等在钴--钼加氢催化剂上加氢还原生成H2S。

35.选择性脱硫：天然气中同时存在H2S和CO2的条件下，几乎完全脱除H2S而仅吸收部分CO2的工艺。

36.天然气处理：为使天然气符合商品质量或管道输送要求而采取的那些工艺过程。

37.天然气加工：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。

二．问答题
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1.加工与处理的区别和范畴：天然气加工实质上将通过集气系统集中后的天然气经过一系列处理脱除其中的杂志使其达到一定得气质指标的过程，一般称为净化和处理（天然气脱硫脱水硫磺回收尾气处理）；而把轻烃回收、天然气液化与提氦过程称为加工。

2.天然气的主要气质指标：最小热值、含硫量、烃露点、水路点和含水量（二氧化碳含量）。

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3.反凝析现象：多组分体系在等温降压或等压升温过程中出现的液体凝析的现象。

直线1-2-3-4为一等温压缩过程，物质在1点时为气态，1到2的过程为正常的等温压缩，并在2点开始出现液体;2到3是液体逐渐增加达到一最大值，后又减少最后到达4时液量为0，这一过程叫反凝析现象。

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4.天然气水合物的形成和防止措施：在适宜的温度和压力下存在天然气，而压力足够高温度足够低；有游离水存在；相对密度发相平衡法；向气流中加入抑制剂；提高天然气的流动速度；降低压力至给定温度下水合物的生成压力；脱除天然气的水分。

5.请介绍天然气水合物动力学抑制剂的作用原理及常见的动力学抑制剂类型。

原理：通过显著降低水合物的成核速率，延缓乃至阻止临界晶核的生成，干扰水合物晶体的优先生长方向及影响水合物晶体的方向稳定性等方式来抑制水合物的生成。

类型：酪氨酸及其衍生物，N--乙烯基吡咯烷酮（NVP）的聚合物
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6.天然气脱硫脱碳的方法和原理：化学吸收（碱性溶液与酸性组分反应生成化合物）、物理吸收法（酸性组分在物理溶剂中溶解度的差异）、氧化还原法（使用的是醇安物理溶剂和水的混合物）、膜分离法（根据天然气酸性组分与烃组分在压力的推动下透过薄膜的传递速率不同而得以分离）。

7.醇胺法脱除酸性组分的基本流程：91
8.MDEA选择性脱硫的原因：当和酸性组分的天然气接触时，MDEA和H2S的反应是受气膜控制的瞬间反应而与CO2的反应是接近于物理吸收的慢反应，这种反应速率的差异构成的选择性吸收的基础。

9.砜安法的特点：酸气负荷高，消耗指标低，净化度高，有机硫脱除能力强，溶剂损失量小、对设备腐蚀比较轻微。

贵，凝固点高，吸收重听能力强，泄露。

缺点：吸收重烃能力强；环丁砜是良好溶剂易溶解设备上油漆；砜氨溶液价格高而且溶液变质产物复活困难，砜氨溶液凝固点高在寒冷地区要防止溶液凝固堵塞管道。

10.活化MDEA特点：再生能耗低，气体净化度高，腐蚀程度轻。

11.醇胺法的一般操作问题：1设备腐蚀2溶液发泡3溶剂损失4非酸性气体的夹带。

12.简要介绍氧化还原脱硫法原理，特点和适用范围，典型方法名称。

原理：以中性或微碱性溶液吸收H2S，其中的氧载体可将其转化为元素硫，利用空气再生溶液后，循环使用。

特点：H2S净化度高，将脱硫和硫回收合为一体，一般不脱除CO2；溶液循环量大，再生能耗低，有废液处理问题。

适用范围：适用于低H2S含量的天然气脱硫，也可处理贫H2S酸气。

典型方法：Lo--Cat法，SulFerox法，Stretford法。

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13.天然气中水的危害：含有CO2和H2S的天然气在有水的存在的情况下形成酸而腐蚀管路和设备；在一定条件下形成天然气水合物而堵塞阀门，管路和设备；降低管道输送能力，造成不必要的动力消耗。

脱水的方法：低温法、溶剂吸收法（利用吸收原理，采用一种吸水的溶剂与天然气充分接触，使水传递到溶剂中从而达到脱水的目的；春分子中有羟基和醚键，能与水形成氢键，对水有极强的亲和力，具有较高脱水深度）、固体吸附法、化学反应法、膜分离法。

14.TEG脱水装置：吸收系统和再生系统，核心吸收塔。

图147、149提高：汽提再生、共沸蒸馏。

15.对比TEG法与固体吸附法脱水的优缺点：优点：①投资较低②压降小③TEG法脱水为连续操作，而固体吸附法为间歇操作④采用TEG法脱水时补充比较容易，而采用固体吸附法脱水时，从吸附塔中更换固体吸附剂是较长⑤有些杂质会使固体吸附剂堵塞，但对TEG法脱水装置的操作影响甚小。

缺点：①天然气的露点要求低于-32。

C时，需要采用汽提法进行再生②甘醇受污染或分解后具有腐蚀性。

16.固体吸附法脱水的原理：当流体与多孔的固体表面接触时，由于流体分子与固体表面分子间的相互作用，流体分子会被吸附在固体表面上，导致流体分子在固体表面上含量增多。

物理吸护的作用力是范德华力，无选择性。

化学吸护是化学键作用的结果，有选择性。

17.天然气工业常用的吸附剂：硅胶、活性氧化铝、活性铝土矿和分子筛。

18.物理吸附和化学吸附：166
19.保持醇胺溶液清洁的主要措施：原料气分离，溶液过滤，溶剂复活，控制发泡。

20.吸附法脱水的工艺流程：吸附或干燥循环；加热或再生循环；冷却循环
21.分子筛的特点选择性吸附及吸附强弱168 169
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22.酸气处理的几种方式：将酸气混合物中的H2S转化为单质硫，及硫磺回收；利用酸气生产有机硫和无机硫化工产品；若H2S酸气浓度低其潜硫少，将其灼烧排放；将酸气混合物增压后重新回注地层。

23.写出克劳斯硫回收化学反应式195，并对克劳斯硫回收方法。

3H2S+3/2O2=（催570--600k）3/xSx+3H2O +615 直流法和分流法和硫循环法。

24.直流法工艺流程196，并解释该法特点，适用范围。

特点：全部H2S气流通过反应炉和锅炉，严格配风，仅使1/3的H2S氧化成SO2，反应炉中生成大量硫磺。

适用范围：适于富原料气。

分流法特点，适用范围。

特点：只有1/3的H2S气流通过反应炉和锅炉，其余部分在转化器前与锅炉的出口气相混合，反应炉内无大量硫磺生成。

适于贫原料气。

25.超级克劳斯原理，特点，范围。

传统（转化、冷凝、分硫、过程气再热）原理：超级克劳斯硫磺回收工艺有三个转化器，前两级转化器使用常规克劳斯装置的催化剂，第三级转化器使用选择性氧化的催化剂，将H2S直接氧化成硫蒸气，总硫回收率可达99%或更高，尾气不用处理即可排放，满足环保要求。

特点：①空气和酸气比例控制范围增大②采用新型选择性氧化剂。

两个新概念：空气和酸气比例控制范围增大；采用了新型选择性氧化催化剂，是H2S直接生成硫而不是SO2。

26.MCRC硫回收法工艺原理，特点，范围。

工艺原理：根据克劳斯的反应平衡条件中，转化反应区得温度越低，对H2S和SO2反应生成元素硫越有利。

但降低转化反应温度往往受硫蒸气露点的限制，一旦低于露点影响其活性，硫蒸气冷凝，液硫凝聚在催化剂表面，使反应无法继续进行。

特点：末级转化器的温度应低于硫露点温度。

27.过程气再热方式：高温掺合法，酸气再热器法，燃料气再热法，水蒸气换热法。

28.克劳斯硫磺回收的设备及影响因素：反应炉、余热锅炉、转化器、再热器、冷凝器。

酸气体积分数、转化级数、操作温度、酸气中杂质含量、配风比、有机硫损失、硫蒸气损失和夹带琉损失。

29.天然气酸性组分脱除包括四种典型情况。

⑴同时脱硫脱碳工况对天然气中H2S和CO2含量要求都很严格时，可采用不具有选择性的MEDA等方法同时脱硫脱碳。

⑵选择性脱硫工况当天然气中CO2/H2S比高时，且不需要十分严格脱除气体中CO2时，可采用MEDA法选择性脱硫，该法目前应用较多，节能降耗明显。

⑶脱除H2S和有机硫工况有些天然气中有机硫含量较高时（如超过300ppm），醇胺法不易将有机硫脱除干净，易导致总硫超标，可采用砜胺法。

⑷天然气脱碳天然气中仅含有CO2酸性组分时，此时天然气净化主要任务是脱碳，可采用活化MDEA法或膜分离法。

30.尾气处理的方法：斯科特法（组成：尾气还原部分、醇胺吸收及再生部分）工艺流程225、尾气灼烧：热灼烧和催化灼烧。

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1.轻烃回收：将天然气中比甲烷或乙烷更重的组分以液态形式进行回收的过程。

目的：1是为了控制天然气的烃露点以达到商品气质量指标避免流体两相流动
2.回收的液烃有很大的经济价值可用作燃料或分离成乙，混合物和轻油，也可作为化工燃料。

方法：吸附法（利用具有多孔结构的固体吸附剂对烃类吸附能力的强弱的差异而使烃类气体得以分离的方法。

特点工艺流程简单、投资少；缺点运行成本高、产品局限性大、能耗大）、油吸收法（天然气各组分在吸收油中溶解度的差异而使不同烃类气体得以分离的方法。

优点系统压降小允许使用钢材、对原料气预处理不严格、单套处理能力大；缺点生产成本高、轻烃回收率低）和冷凝分离法（利用天然气中烃类各组分冷凝温度不同的特点。

通过制冷将天然气冷至一定温度从而将沸点较高的烃类冷凝分离，并将宁液分馏成合格产品的方法，特点需要提供较低温度的冷量而且轻烃回收率较高。

外冷法、内冷发、混合制冷发）
2.轻烃回收工艺中常采用的制冷方法：蒸气压缩制冷、节流膨胀制冷、膨胀机制冷、热分离机制冷、气体涡流制冷。

3.蒸气压缩制冷的四个过程及作用：压缩（外界对制冷剂做功题高制冷剂的的压力和温度）、冷凝（气态制冷剂冷却冷凝成液态，并在高温下向冷却介质放热）、膨胀（230和蒸发（液态制冷剂蒸发为气态制冷剂并在低温下从制冷对象吸热）。

4.单级制冷系统：233
5.冷凝分离法原则流程图：2500
6.冷凝分离所使用的制冷方法：制冷剂制冷、膨胀制冷、混合制冷。

分为四个系统：冷量获得系统、净化系统、分凝和精馏系统、热交换系统。

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1.天然气液化厂按使用目的分为：基地型和调峰型。

2.天然气液化厂分为：原料天然气的预处理（是指脱除天然气中的硫化氢、CO2、水分，重烃和汞等杂质）、天然气净化和储存三部分。

3.液化天然气的气化设备：常温空气加热汽化器、直间接加热式汽化器。

4.天然气提氦的方法：深冷分离法、膜分离法。

5.深冷分离法提氦的三个工序：天然气净化、粗氦提浓和粗氦精制。

6.深冷分离法提氦所需要的冷量可采用节流制冷、膨胀制冷、氨预冷等方法获得，
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31.请写出天然气制乙炔的反应式，其反应条件是怎么样的？2CH4→C2H2+3H2 反应条件：高温，短时间反应。

32.天然气合成气方法，请写出反应式。

转化法：CH4+H2O=CO+3H2 部分氧化法：CH4+1/2O2=CO+2H2
33.三甘醇循TEG环量对天然气露点降影响是怎么样的，原因何在？循环量过大会使重沸器超载，且会妨碍三甘醇的再生，重沸器所需的热量同循环量成正比。

因此，增加循环量就有可能减少重沸器的温度。

只有当重沸器温度保持恒定时，增加循环量才会降低气体的露点。

34.引进装置的尾气处理单元工艺由几部分构成，化学反应原理如何？工艺流程：加热段，还原段，冷却段，吸收段，再生段。

原理：用还原性气体将尾气中的含硫化合物于钴钼催化剂上还原成H2S，再用醇胺溶液吸收H2S，解吸的H2S 返回硫磺回收装置。

35.净化厂管线水经常发生的部位在哪些地方，防止水击发生的措施有哪些？部位：蒸气系统；工艺管线中的放空系统。

措施：蒸气管线：①在管线低位设输水气②蒸汽系统开产时要排除凝结水③管道升温的速度要均匀。

放空管线：①在管线低点设排水阀②在放空火炬下面设置分离器。

工艺管线的防水措施：①在管线低点设排液阀（气相管线）②在管线高点设排气阀（液相管线）③阀门操作时避免猛开猛关。

36.窜气的原因有哪些，后果如何，怎样采取措施防止窜气？原因：高压系统与低压系统相连时，如果压力失控或液位失控，阀的误操作都可能引起窜气。

后果：容器爆炸。

措施：①高压系统要保证液位调节正常②低压系统设备超压泄放和连锁报警系统③与高压系统相连的空气蒸气等管线应安装单相阀。

37.脱硫目的：⑴天然气含硫组分有毒，易造成大气，环境污染；一定浓度的酸气会引起人体中毒或死亡故必须脱除⑵酸气溶于水易形成酸液，腐蚀金属⑶硫化氢等的存在可使催化剂中毒⑷充分回收硫磺资源。

38.物理溶剂法的原理及特点：原理：利用H2S和CO2等酸性杂质与烃类在物理溶剂中溶解度的巨大差异完成天然气的脱硫脱碳任务。

特点：传质速率慢；达到高的H2S净化度较为困难；溶剂再生的能耗低；具有选择脱硫能力；优良的脱有机硫能力；可实现同时脱硫脱水；烃类溶解量多，特别是重烃；酸气负荷与酸气分压大体成正比；基本上不存在溶剂变质问题。

39.天然气的含义，组成，分类。

含义：天然生成，并以一定压力蕴藏于地下岩层或缝隙中的混合气体。

天然气是由低分子饱和烃为主的烃类气体与少量飞烃类气体组成的混合气体。

分类：按照矿藏特点分类；按天然气烃类组成分类；按酸气含量分类。

40.分子筛脱水的特点：⑴分子筛能根据分子大小和构型选择性的吸收⑵对于不饱和分子，极性分子和易极化分子具有较强吸附作用，露点可降至-100。

C，湿容量大⑶在吸附质浓度很低或较高温度下，分子筛仍有很大吸附能力。

41.硫磺回收意义：保护环境及人类身心健康；充分利用硫资源。