天然氣加工工程習(xí)題、指導(dǎo)與訓(xùn)練2011009

1、2.天然氣加工工程習(xí)題、指導(dǎo)與訓(xùn)練要求：考核范圍：系統(tǒng)掌握利用教材、講義核心內(nèi)容；注重訓(xùn)練：獨立完成和理解本作業(yè)與訓(xùn)練-1,注重理解，提高解決實際問題的能力;公平競爭：考核結(jié)果取決于你自己的努力；教師關(guān)注：考核質(zhì)量和及格率兩大問題！F=A*30%+B*70%+C*0%）作業(yè)與訓(xùn)練-1一、基本概念和原理1-1天然氣中的煌類主要包括三種：烷燒、環(huán)烷乙和芳煌,基本不含烯仁及煥煌。1-2氣田氣的重燒含量一般較彳氐，多數(shù)不超過10%,油田伴生氣的重燒含量相對較高,凝析氣田氣居中?！九判颉?【非燃氣體】氣田氣中常見的非燒氣有含硫物質(zhì)、含氧物質(zhì)及其它氣體。A）含硫物質(zhì):無機硫化合物（H2S）和有機硫化合物（

2、硫醇（RSH）、硫醍（RSR'、）二硫醍（RSSR'）默基硫（COS）、二硫化碳（CS2）、曝吩（C4H4S）等。B）含氧物質(zhì)：包CO2、CO（極少）、"O（g）。C）其它氣體:N2、H2、Hg蒸氣及He等惰性氣體，其中He是寶貴的惰性氣體資源。3天然氣分類（1）按照礦藏特點分類（2）按天然氣燒類組成分類：?【干氣】：1基方井口流出物中?【濕氣】：1基方井口流出物中?【貧氣】：1基方井口流出物中?【富氣】：1基方井口流出物中（3）按酸氣含量分類按酸氣含量的多少，天然氣可分為天然氣按礦藏特點不同可分為（1）純氣田天然氣、（2）凝析氣田天然氣和（3）油田伴牛氣C5以上重燃

3、液體含量低于v10cm3。C5以上重燃液體含量高于10cm3。C3以上燒類液體含量低于v100cm3。C3以上燒類液體含量高于>100cm3。酸性氣和潔氣,其中H2s含量>20mg/m3稱為酸性氣4氣體狀態(tài)方程1）理想氣體狀態(tài)方程：pV=nRTa一2）范德華氣體狀態(tài)方程：（p+）（Vm-b）=RTVm3）實際氣體壓縮因子：Z=電=上上RTnRTZ=1理想氣體；Z>1可壓縮性??；Z<1可壓縮性大4)Redlich-Kwong方程:RTaVm-bT1/2Vm(Vmb)a=JaR2Tc2.5/Pb="RTc/Pc5通常碉胺溶液配比？為什么先脫硫后脫水?（1）環(huán)丁碉（

4、SF）40%、甲基二乙醇胺（MDEA）45%、水15%（2）在碉胺溶液中，水作為醇胺的溶劑、粘度調(diào)節(jié)、傳熱載體、脫硫氣夾帶水蒸氣。6斯科特法尾氣處理催化劑：CoO-MoO3-Al2O37斯科特法尾氣處理化學(xué)原理：反應(yīng)式：SO2+3H2=H2S+2H2OH(560)=-214.2KJS8+8H2=8H2SH(560)=-294KJ催化水解：COS+H2O=H2S+CO2CS2+2H2O=CO2+2H2s8 .LNG概念：液化天然氣。NGL概念：由天然氣中回收的液燒混合物稱為天然氣凝液(NGL),組成上覆蓋C2C6+,又稱為輕嫌。9 .酸氣負荷和凈酸氣負荷？10 .碉胺法脫硫工藝的基本流程主要由吸

5、收、閃蒸、換熱、再生四部分構(gòu)成。11 .抑制劑質(zhì)量分數(shù)與天然氣水合物生成溫度降的關(guān)系(P78-81)Hanmmerschmidt方程打二上j(1-w)M?T:天然氣水合物生成溫度降，單位K;w:抑制劑質(zhì)量分數(shù)，M:抑制劑的相對分子量；K:抑制劑種類常數(shù)，其中K(甲醇)=1297、K(乙二醇)=222212 .冷凝分離的四大系統(tǒng)包括：(2)冷量獲得系統(tǒng)；(2)凈化系統(tǒng)；(3)分離及精儲系統(tǒng)；(4)熱量和冷量交換系統(tǒng)。13 .冷劑制冷法中，冷劑可以是氨、丙烷、乙烷，也可以是它們的混合物。制冷工質(zhì)中，氨制冷范圍：25c30C;丙烷制冷范圍：35c40Co14 .直接膨脹制冷法中，膨脹制冷設(shè)備主要有：

6、(1)節(jié)流閥；(2)透平膨脹機；(3)熱分離機。15 .根據(jù)壓容圖和溫嫡圖，逆向卡諾循環(huán)可表示為四個過程：(1)絕熱(等嫡)壓縮;(2)等溫壓縮:(3)等嫡膨脹;(4)等溫膨脹。16 .冷凍機可逆循環(huán)系數(shù)：=Q1/(Q2-Q1)=Tj/(Tg-T1)17 .真實冷凍機非可逆循環(huán)系數(shù)：fQi/(Q2-Q1)<T/(T2-T1)18 .壓縮制冷系統(tǒng)包括4個階段：(1)壓縮；(2)冷凝；(3)節(jié)流；(4)蒸發(fā)。19 .可逆熱機效率(中)和可逆冷凍機系數(shù)(%)分別為：_£r=T1412!)和定=(-T0/T20 .天然氣提氨工藝包括：固體吸附法，溶劑吸收法，擴散法，膜滲透法,低溫冷凝法

7、。21 .給下列過程制冷量大小排序：(A)等嫡膨脹(Qs)；(B)等烙膨脹(Qh)；(C)靜態(tài)熱分離機(Qsts)；(D)旋轉(zhuǎn)式熱分離機(Qrts)。Qh<Qsts<Qrts<Qs22 .空氣中氨含量0.0005%(v/v),而富氨天然氣中含氨量He>0.1%(v/v)23 .進入液化裝置的天然氣滿足：(1) H2s<3.5mg/m3；COS<0.1mg/L；總硫量<50mg/m3。(2) CO2<100mg/L(3) H2O<0.1mg/L(4) Hg<0.01g/m24 .LNG工廠按使用目的主要可分為基地型(基本負荷型)和調(diào)峰型

8、兩類。二、選擇題訓(xùn)練1 .對天然氣水合物組成MnH2O(M=CH4、C2H6)和密度p表達正確的是()(A) CH46H2O,p>液態(tài)水)(B) CH46H2O或C2H67H2O,p<海嫌)(C) CH4(6-7)H2O,p>淹態(tài)水)(D) M(6-7)H2O,M=CH4,C2H6等，掖煌)<p<WS水)2 .在天然氣脫水過程中，描述天然氣脫水程度的工業(yè)指標是()(A)水露點；(B)露點降；(C)出塔干氣實際露點；(D)水合物含量；3 .內(nèi)插公式表達正確的是()(A)y=yi+(y2-yi)/(X2-xi)(x-x1)(B)y=y2+(y2-yi)/(X2-xi)

9、(x2-x)(C)y=y2+(y2-yi)/(x2-xi)(x-xi)013-1若飽和蒸汽壓與溫度滿足關(guān)系：lnp妙，則在溫度(設(shè)Ti<Ti<T2)下的酸氣分壓可表不為:()0-Tc000T1Tip2(A)lnPi=lnpi+nT1-T2)pi(B)100lnpi=Inp1T-Tp0T2-ln與Ti_T2pl(C)I0I0Inpi=Inp1''iT4W<1/-1/T2；p0(00Inpi=Inpi4 .天然氣凈化工藝的核心單元()(A)天然氣脫硫、脫碳和硫磺回收；(B)天然氣脫硫、脫碳及脫水；(C)天然氣脫硫、脫碳和尾氣處理單元；(D)天然氣脫硫、脫碳、脫水和

10、高級煌凝析5 .在下列醇胺法脫硫溶劑中堿性最強的是()(A)一乙醇胺(MEA);(B)二乙酉|胺(DEA)(C)二異丙醇胺(DIPA);(D)二甘酉|胺(DGA)6 .在下列對一乙醇胺(MEA)描述中，不正確的是()(A) MEA是最強的有機堿，與酸氣的反應(yīng)最迅速；(B) MEA與H2s的反應(yīng)速度快于CO2；(C) MEA與COS及CS2發(fā)生不可逆降解；(D)在實際運行中MEA具有高的選擇脫除H2s的能力;7 .導(dǎo)致甲基二乙醇胺(MDEA)溶液變質(zhì)的主要因素是()(A)厥基硫(COS)所致的醇胺降解反應(yīng)；(B)二硫化碳(CS2)所致的醇胺降解反應(yīng)；(C)由CO2所致的醇胺降解反應(yīng)及氧化降解；(

11、D)MDEA在吸收塔和再生塔中的發(fā)泡現(xiàn)象。【提示：HO-CH2-CH2-N(CH3)-CH2-CH2-OH8 .理論上具有較高選擇脫硫性能的方法是()(A)乙二醇二甲醛(Selexol)物理溶劑法(物理溶劑法)(B)甲基二乙醇胺(MDEA)為溶劑的醇胺法(化學(xué)溶劑吸收法，選擇性脫硫工況)(C)環(huán)丁碉-一乙醇胺為溶劑的碉胺法(物理化學(xué)吸收法)(D)直接氧化法(如綠磯和純堿配制的溶劑)9 .富液酸氣負荷與酸氣分壓基本成正比的脫硫方法是()(A)環(huán)丁碉為溶劑的物理溶劑法；(對有機硫有較好、甚至更好的親和力)(8) 一乙醇胺(MEA)為溶劑的化學(xué)吸收法；(C)環(huán)丁碉和一乙醇胺為復(fù)合溶劑的物理-化學(xué)吸收

12、法；(D)固體吸附法、膜分離等干法10 .脫出的酸氣中高級燃物理夾帶量的排序是()(A)碉胺法>醇胺法>物理溶劑法；(B)醇胺法>碉胺法>物理溶劑法；(C)物理溶劑法>碉胺法>醇胺法；(D)不確定11 .天然氣中僅有CO2酸性組分時，天然氣凈化主要任務(wù)是脫碳，適合此工況的方法是()(A)使用冷甲醇、碳酸丙烯酯等物理吸收法(脫碳)(B)熱堿鉀法(選擇性脫硫)(C)碉胺法(同時脫硫脫碳)(D)活化MDEA法或膜分離法(天然氣脫碳)()(B)分子篩(D)硅膠()(B)分子篩(露點降最大)(D)硅膠12 .工業(yè)上天然氣脫水的常用吸收溶劑是(A)三甘醇(TEG)(C)

13、活性鋁土礦或活性氧化鋁13 .適合于天然氣深度脫水的吸收劑是(A)三甘醇(TEG)(C)活性鋁土礦或活性氧化鋁14 .克勞斯法硫回收化學(xué)原理主要包括以下兩個反應(yīng):(1) 2H2s+302-2H2O+2SO2,CH4+O2-2H2O(2) 3H2S+3/2SO2-3H2O+3/xSxX=2-10,H0298=47.45kJ/mol其中對反應(yīng)(2)的描述正確的是()(A)在所有操作溫度下，反應(yīng)(2)H°(T)>0;(B)在所有操作溫度下，反應(yīng)(2)AH0(T)<0;(C)在T>627C時，H0(T)<0,而在T<527C時，H0(T)>0;(D)在催化

14、轉(zhuǎn)化區(qū)，當反應(yīng)溫度高于硫露點30C時，H2s可近于100%轉(zhuǎn)化。15 .一般要求灌輸天然氣H2s含量和CO2體積分數(shù)分別低于()(A)H2S:10%/m3、CO2：1%(B)“S:50%/m3、CO2：78%(C)H2S:20mg/m3、CO2：3%(D)H2S:1.0mg/m3、CO2：3%32mg/m16 .作為化工原料的天然氣，一般要求H2s含量低于()(A)H2S:10Pg/m3(B)H2S:20Mg/m3(C)H2S:1mg/m3(D)H2S:17 .在天然氣脫酸氣過程中，基本不為COS及CS2所降解醇胺溶液為(A)乙醇胺(MEA)(C)二異丙醇胺(DIPA)18.在天然氣脫酸氣過程

15、中，最容易與(A)乙醇胺(MEA)(C)二異丙醇胺(DIPA)19在天然氣脫酸氣過程中，基本不為(A)乙醇胺(MEA)(C)二異丙醇胺(DIPA)(B)二乙醇胺(DEA)(D)甲基二乙醇胺(MDEA)COS及CS2發(fā)生不可逆降解的醇胺溶液為(B)二乙醇胺(DEA)(D)二甘醇胺(DGA)CO2所降解醇胺溶液為()(B)二乙醇胺(DEA)(D)甲基二乙醇胺(MDEA)20 .在天然氣脫酸氣過程中，導(dǎo)致甲基二乙醇胺水溶液變質(zhì)的主要因素是()(A)COS、CS2發(fā)生水解反應(yīng)；(B)CO2所致的醇胺降解反應(yīng)；(C)甲基二乙醇胺氧化降解；(D)酸性雜質(zhì)與甲基二乙醇胺形成熱穩(wěn)定鹽21 .酸氣吸收塔和再生塔

16、是最容易發(fā)泡的部位，下列陳述不是導(dǎo)致吸收液發(fā)泡的因素為()(A)活性炭粉化；(B)設(shè)備腐蝕產(chǎn)生的固體顆粒(C)氧進入系統(tǒng)引起吸收液降解；(D)溶液再生不合格而霧漠夾帶嚴重22 .深冷分離溫度為：()(A)-20C35C;(B)35C40C;(C)40C一45C;(C)40C一100C23 .加拿大Delta公司研發(fā)的溫克勞斯(MCRC)工藝，其特點是：()。(A)吸附液態(tài)硫的催化劑在硫露點以下再生；(B)最后一級或兩級轉(zhuǎn)化溫度在硫露點與凝固點之間；(C)最后一級轉(zhuǎn)化器溫度降至凝固點以下；(D)硫回收率達到99.5%以上；24 .以下均是對超級克勞斯硫磺回收工藝特征的描述，其中不正確的是：()(

17、A)空氣和酸氣比例控制范圍增大；(B)設(shè)有預(yù)加氫裝置，提高了有機硫轉(zhuǎn)化能力；(C)在第三級選擇性氧化轉(zhuǎn)化器中H2s直接生產(chǎn)S單質(zhì)；(D)硫回收率大于99.5%,嚴格滿足環(huán)保要求；25 .卡諾熱機逆循環(huán)構(gòu)成：(A)理想的熱機；(B)熱效率最高；(C)理想的冷凍機；(D)實際冷凍機26 .熱分離機工作過程包括：()(A)系統(tǒng)獲得熱量，所以系統(tǒng)氣體溫度升高；(B)從系統(tǒng)移除熱量，所以系統(tǒng)氣體溫度降低；(C)對外做功，所以系統(tǒng)氣體溫度降低；(D)系統(tǒng)因節(jié)流膨脹和移除熱量而降低溫度。27 .斯科特法尾氣處理工藝包括還原、吸收兩個工段，錯誤操作描述為：()(A)用H2+CO氣體還原SO2,并使得COS和C

18、S2催化水解；(提示：殘留的S單子也被還原)(B)以H2s形式回收克勞斯尾氣中的硫物種，但并不直接生產(chǎn)硫磺；(C)用甲基二乙醇胺(MDEA)液吸收(H2S);(D)解吸H2s返回克勞斯工藝，而吸收塔頂氣可灼燒排空。28 .斯科特法尾氣處理工藝包括還原、吸收兩個工段，錯誤操作描述為：()(A)用H2+CO氣體還原SO2和S單子；(B)使得COS和CS2催化水解；(C)用甲基二乙醇胺(MDEA)液吸收(H2S);(D)回收的H2s經(jīng)選擇性氧化直接生產(chǎn)硫磺。(提示：回收H2s只能返回克勞斯硫回收裝置)29 .斯科特法尾氣處理工藝還原段催化劑：()(A)天然氣鋁磯土或活性Al2O3；(B)TiO2-S

19、iO2(C)ZnO2;(D)CoO-MoO3/Al2O3(提示：對不同硫物種具有催化還原活性)30 .在超級克勞斯硫回收催化劑的失活原因中，描述不正確的是()(A)老化(B)硫沉積和炭沉積(C)硫酸鹽化(D)COS、CS2中毒(提示：CoO-MoO3/Al2O3催化COS、CS2還原和水解)31 .對于油吸收法NGL回收方工藝的描述，其中不正確的是()(A)常溫油吸收一般在30c操作，回收C3為主要目的；(B)中溫油吸收一般在一20c以上，回收C3為目的；(C)低溫油吸收一般在一40c左右，回收C2C3煌為目的。(D)富吸收油進入富油穩(wěn)定塔，脫出C2+煌類。32 .根據(jù)冷凍系數(shù)定義Qi/Al=

20、Qi/(Q2-Qi),對真實冷凍機制冷量表達不正確的是：(A)Qi;(B)l；(C)a?(Qi-Q2);(D)Ti(Q2-Qi)/T2-Ti33 .根據(jù)冷凍系數(shù)定義Qi/Al=Qi/(Q2Qi),對真實冷凍機制冷量的正確表達是：(A)Q2；(B)Q2T1/T2；(C)5?(Qi-Q2);(E)Ti(Q2-Qi)/T2-Ti34 .天然氣通過氣嘴等節(jié)流部件后，氣體溫度降()(A)降低(B)升高(C)不變(D)無任何變化規(guī)律35 .天然氣的節(jié)流過程是一個()過程(A)可逆(B)不可逆(C)等溫(D)近似絕熱36 .天然氣的偏差系數(shù)又稱壓縮因子(Z),是指()(A)在相同溫度、壓力下，真實氣體的體積

21、與理想氣體的體積之比值(B)在相同溫度、壓力下，真實氣體的體積與相同量理想氣體的體積之比值(C)在相同溫度、壓力下，理想氣體的體積與相同量真實氣體的體積之比值(D)PVm/RT一137 .天然氣的相對壓力pr-0時；壓縮因子(Z)(A)Z一0(B)Z1.0(C)Z<1;(D)Z一0.238 .采用MEA的醇胺脫硫過程，與酸氣負荷有關(guān)的是()(A)貧液中MEA與H2s摩爾數(shù)之比；(B)富液中MEA與H2s摩爾數(shù)之比；(C)貧液中MEA與酸氣(H2s+CO2)摩爾數(shù)之比；(D)富液中MEA與酸氣(H2s+CO2)摩爾數(shù)之比39 .吸收液酸氣殘余量是指()(A)凈化氣中的酸氣濃度；(B)富液中

22、的酸氣濃度(C)貧液中的酸氣濃度；(D)再生塔出口氣中的酸氣濃度40 .在MEA醇胺脫硫過程中與凈酸氣負荷有關(guān)的是()(A)富液與貧液中的酸氣濃度之差；(B)貧液與富液中的酸氣濃度之差；(C)原料氣與凈化氣的酸氣濃度之差；(D)富液與貧液中的n(H2s+CO2)/n(MEA)之差41 .對已知濃度的醇胺吸收液，酸氣負荷與吸收液循環(huán)量的關(guān)系()(A)酸氣負荷越高，則吸收循環(huán)量越??；(B)酸氣負荷越高，則吸收液循環(huán)量越大;(C)酸氣負荷與吸收液循環(huán)量成正比；(D)酸氣負荷與吸收液循環(huán)量無關(guān)42 .酸氣負荷與凈化天然氣中H2s含量的關(guān)系()(A)酸氣負荷越高，H2s含量越??；(B)酸氣負荷越高，H2

23、s含量越大；(C)酸氣負荷與H2s含量成正比；(D)酸氣負荷與H2s含量無關(guān)43 .天然氣水露點與露點降的關(guān)系()(A)露點越高，則露點降越大；(B)露點越低，則露點降越大；(C)露點降越大，則露點越低；(D)露點與露點降無關(guān)【C提示：工業(yè)上，計算露點降的起始溫度以井口環(huán)境溫度為繼基準?！?4 .可獲得最大露點降的方法是()(A)低溫脫水；(B)溶劑吸收法；(C)固體分子篩吸附法；(D)不確定45 .天然氣脫硫裝置上，吸收塔的實際塔板數(shù)（A）實際塔板數(shù)比理論塔板數(shù)多4快；（B）實際塔板數(shù)在理論塔板數(shù)4倍以上;（C）理論塔板數(shù)等于實際塔板數(shù)25%【提示：為了克服發(fā)泡，還需要考慮設(shè)置洗滌塔板?！?

24、6 .傳統(tǒng)克勞斯硫回收二級轉(zhuǎn)化器的溫度控制在（）（A）350C以上；（B）204260c;（C）180200C（D）亞硫露點溫度47.低溫克勞斯硫回收末級轉(zhuǎn)化器的溫度控制在（）（A）350C以上；（B）204260c;（C）180200C（D）亞硫露點溫度48 .NGL回收中，淺冷工藝用于回收（）（A）C2+為主要目的；（B）C3+為主要目的；（C）天然氣凝析液；（D）液化天然氣（LNG）49 .常壓下甲烷液化溫度（）（A）-162c;（B）-196C;（C）-269C50 .斯科特法將回收的H2S（）（A）直接氧化成硫單質(zhì)；（B）送回克勞斯裝置；（C）催化灼燒三、簡答或闡述（一）簡答1.【實

25、驗設(shè)計】碘量法是經(jīng)典的含硫物測定方法，屬還原法。1）【實驗原理】碘量法測定天然氣中含硫化合物的原理原理是讓硫化物高溫催化加氫還原成H2S,用Zn（Ac）2溶液吸收H2S,生成ZnS沉淀，加碘液（碘過剩）反應(yīng)，以淀粉作指示劑用Na2s2O3標準液回滴。碘量法反應(yīng)式：ZnS（s）+I2=ZnI2+S隱含Zn2+（aq）+H2s（g）=ZnS（s）+2H+（aq）2Na2s2O3+I2=2NaI+Na2s4O6（連四硫酸鈉）2）含硫量計算：Ws=（Vf-V）N1/2（S2O32-）>Es上式中Ws：含硫量（mg）;V:回滴時所用Na2s2O3標準液的體積（ml）;Vf：空白試驗所耗Na2s2O

26、3體積（ml）；Es：S分子量，N：摩爾濃度。3）實驗步驟；2 .利用右圖所示反凝析現(xiàn)象，可以回收天然氣凝析液。試闡述：1）反凝析現(xiàn)象包括四種情況：等壓反凝析（7-8）;等壓反蒸發(fā)（8-7）等溫反凝析（4-3）;等溫反蒸發(fā)（3-4）2）等溫反凝析過程與（絕熱）節(jié)流膨脹過程的區(qū)別。等溫反凝析過程：反凝析現(xiàn)象的運用是在天然氣開采中實現(xiàn)。天然氣開采多屬等溫降壓過程（4-3）,當天然氣從高壓井口噴出時，壓力下降，出現(xiàn)反凝析現(xiàn)象，得到凝析液適當控制壓力（點3）可最大限度采出天然氣凝析液。節(jié)流膨脹過程：-3 .描述天然氣水合物的結(jié)構(gòu)和形成條件。如何防治管輸天然氣中的天然氣水合物生成？天然氣水合物也叫可燃冰

27、，它是由非極性或弱極性氣體分子與接近冰點的水接觸，水分子靠氫鍵作用將形成有別于冰晶格的籠形晶格并將氣體分子包絡(luò)其中。脫水：脫水后天然氣的露點降滿足管輸要求;添加抑制劑和防聚劑：a）熱力學(xué)抑制劑，如NaCl,CaCl2等無機鹽電解質(zhì)或醇類，如甲醇，乙二醇；b）動力學(xué)抑制劑；如酪氨酸及其衍生物、N-乙烯基口比咯烷酮（NVP）的聚合物；c）防聚劑，如烷基芳香族磺酸鹽、烷基聚昔。4 .什么是露點、什么是露點降？為什么要對管輸天然氣進行嚴格的脫酸氣和脫水？5 .什么是天然氣選擇性脫硫、選擇性脫碳？6-1吸收液酸氣負荷的選擇對原料氣凈化度和吸收液循環(huán)量的影響?！疽c】酸氣負荷與凈化度成反比，采用低酸氣負荷

28、有利于保證凈化度；（2分）酸氣負荷與收液循環(huán)量成反比，在保證酸氣脫除質(zhì)量前提下，適當提高酸氣負荷，可減少循環(huán)量，境地能耗。6-2斯科特酸氣對克勞斯裝置的影響P226（二）闡述1、用圖示比較直流法與分流法工藝1）直流法：自行總結(jié)2）分流法：原料酸氣1/3進入燃燒爐，使燒類完全燃燒，H2s全部氧化成SO2,經(jīng)廢熱鍋爐后與另外2/3原料酸氣混合進入催化轉(zhuǎn)化器，再冷卻和進入次級的催化轉(zhuǎn)化。燃燒爐廢熱的加燃燒爐暖熱斜爐苴流法分流法8、已知酸氣中H2s含量，請選擇適合的克勞斯硫回收工藝O原料氣中H2s含量適合的克勞斯硫回收工藝2530%1025%<10%直流法分流法硫循環(huán)法2、試比較傳統(tǒng)克勞斯和超級

29、克勞斯工藝的異同，它們分別主要用于處理何種含硫氣體。1）相同點；吸收塔：醇胺溶液吸收H2S;再生塔：富液再生和H2s解吸。2）不同點：?與傳統(tǒng)克勞斯相比，超級克勞斯不同之處在于空氣和酸氣比例控制范圍增大；而且采用了新型選擇性氧化催化劑，使硫化氫直接生成硫，而非SO2。收率達9999.5%（高）。?R2:SO2完全轉(zhuǎn)化；?R（加氫）：加氫轉(zhuǎn)化有機硫；?R3:選擇性氧化，直接生產(chǎn)S單質(zhì)（無尾氣處理）。3）傳統(tǒng)克勞斯：主要用于處理含硫天然氣；超級克勞斯更適合于含硫尾氣處理。卜圖是逆向卡諾循環(huán)（冷凍循環(huán)）的壓容圖和溫嫡5BCsirn優(yōu)部環(huán)TW闈3、冷凍機是天然氣液化和深冷制氨氣的主要設(shè)備，圖。試完成如

30、下命題：（1）分別敘述P-V圖（左）四個變化過程；（2）在T-S圖（右）上，標記熱效應(yīng)Qi和Q2的對應(yīng)變化過程；（3）給出計算制冷量Q'和冷凍機冷凍系數(shù)的數(shù)學(xué)表達式?！緟⒖即鸢浮浚?）1-2為絕熱（等嫡）壓縮；2-3為等溫壓縮（Q2）3-4為等嫡膨脹4-1為等溫膨脹（Qi）,由此四個過程完成一次循環(huán)。（2）制冷量-Q=Qi=皿=堞（Q2-Qi）（3）冷凍系數(shù)e=Qi/Al=Qi/（Q2Qi）對于可逆冷凍循環(huán)£=Ti/（T2-Ti）4、天然氣按礦藏特點不同可分為：純氣田天然氣、凝析氣田天然氣和油田伴生氣。在加工過程中，哪些種類的天然氣適合于天然氣凝液（NGL）回收？為什么？答：

31、油田伴生氣和凝析氣田天然氣因為含有較豐富的C2以上成分，是理想的NGL回收對象；純氣田天然氣由于一般甲烷含量較高，C2以上組分含量少，從經(jīng)濟性上考慮，通常不進行NGL回收。由天然氣中回收的液燃混合物稱為天然氣凝液（NGL）,組成上覆蓋C2C6+,又稱為輕嫌。5、克勞斯硫回收的典型設(shè)備及功能或用途：（i）燃燒爐和廢熱鍋爐；（2）轉(zhuǎn)化器；（3）再熱爐；（4）硫磺回收冷凝器。6、6、斯科特酸氣對克勞斯裝置的影響。P22667、何謂制冷，比較膨脹機膨脹制冷和熱交換機制冷的原理。【獨立完成】根據(jù)如下單級制冷機原理示意圖，闡述壓縮蒸汽冷凍機工作原理?！緟⒖即鸢浮啃枰珶挘╥）壓縮機A將具有溫度Ti的冷凍劑

32、蒸汽吸入，等嫡壓縮至冷凝器B的壓強。由于外功AL?的消耗，冷凍劑的能量增加，溫度由Ti增加到T2；絕熱壓縮、消耗外功AL2、升溫到T2（2）此時冷劑保持過飽和狀態(tài)并在冷凝器中液化，放出冷凝熱Q2,為冷卻水吸收，冷凝溫度不變；T2等溫液化、放熱Q2（3）液化后的冷劑經(jīng)膨脹機進行絕熱膨脹，且作外功ALi溫度由T2降低到Ti；絕熱膨脹、作外功AL1、降溫到T1（4）在蒸發(fā)器中，冷凍劑在等溫與等壓下汽化，自被冷物體中取出Qi的熱量，當冷劑循環(huán)回A后，此循環(huán)即告結(jié)束。等溫等壓汽化、吸熱Q1四、工藝流程：（第四-六章）1、總結(jié)繪制天然氣原料氣預(yù)處理和加工單元原則流程（框圖），并簡要說明各單元的加工目的。i

33、.天然氣處理：D原料氣預(yù)處理單元2）脫硫、脫碳單元：（i）醇胺法脫硫（吸收和再生）；（2）脫碳3）脫水單元：4）硫磺回收與單元：（i）克勞斯硫回收單元；（2）硫磺成型單元（輔助）5）尾氣處理單元：（1）斯科特法尾氣處理；2.天然氣加工：1）天然氣凝液回收（NGL）;2）天然氣液化（LNG）3）天然氣提氨2、醇胺法脫硫（化學(xué)吸收法）2.1 醇胺脫硫的化學(xué)原理RNH2+H2s-RNH3+HS-2RNH2+CO2fRNH3+RNHCOO-RNH2+CO2+H2O-RNH3+HCO3-2.2 選擇性脫硫P93【例題】已知醇胺脫硫基本流程如下圖所示。試說明：1）醇胺脫硫化學(xué)原理；2）解釋吸收塔、閃蒸罐、

34、換熱器、再生塔主要設(shè)備的作用。2.3 醇胺脫硫基本流程（P91圖4-1）（1）繪制醇胺脫硫基本流程圖；2.4 碉胺法原理：（P98圖4-5）2.5 下圖為不同種類溶液酸性氣體的吸附等溫線。試根據(jù)圖所示結(jié)果，闡述每一條等溫線的物理意義,并由此推出天然氣碉胺法脫硫的優(yōu)點和缺點。2mc/OK，壓20020406080100120140160180平衡吸收量,m3/m3086420864211111不同種類溶液酸性氣體的吸附等溫線P98圖4-5和P97臼行扼要總結(jié)。3、繪制天然氣甘醇吸收脫水工藝流程圖，并說明主要設(shè)備的作用。?吸收塔：氣液傳質(zhì)場所，氣相中水份轉(zhuǎn)入TEG中10?閃蒸罐：使富液閃蒸除去進入

35、富液的輕組份，減輕再生塔負荷?貧/富液換熱器：使貧液溫度下降，富液溫度提高，充分利用熱能?緩沖罐：儲存液體?過濾器：除去腐蝕產(chǎn)物，減少發(fā)泡的可能性?吸收塔的操作溫度和壓力：T=26-48C,p=3.458.27MPa.TEG脫水工藝流程圖（圖5-10P147）4.繪制斯科特法工藝流程，并加以簡要描述（P225圖6-27）。工藝描述：被催化還原的氣體經(jīng)除去水、冷卻，進入吸收塔，用MDEA液吸收，經(jīng)再生后酸氣進硫磺回收裝置，吸收塔頂氣可灼燒排空。方法特點：1）操作靈活；2）工藝成熟；3）無水、空氣等二次污染；4）脫硫性能好（回收率在99.8%,煙道氣中SO2含0.03%。5、氣井天然氣處理和化工過

36、程圖）。（以氣井原料為主，繪制天然氣酸氣處理和加工單元原則流程（框氣井流出物氣井天然氣處理和加工過程116、氣田、油田伴生氣天然氣處理和化工過程氣井流出物油井.流出物天然氣處理和加工過程7,掌握淺冷分離工藝、深冷分離工藝流程、輕脛分播流程(參見教材基本流程)8.繪制階式(級聯(lián)式)制冷循環(huán)液化工藝流程示意框圖；(*圖8-2級聯(lián)式-工藝流程示意圖)各級獨立循環(huán)制冷劑、獨立循環(huán)制冷溫度(對應(yīng)壓力)(-45C;-100c;-160C)五、計算1、某天然氣組成為Ci:0.9117,C2:0,0627,C3:0,0163,n-C4：0.0034,i-C0.0036,C5+:0.00101)試估算并判斷此天

37、然氣是貧氣還是富氣？2)計算平均分子量。2、已知天然氣在10c時的相對密度0,6和0.7,則其在相同溫度下形成天然氣水合物的最低壓力分別為3300kPa和2280kPa。試用內(nèi)插法求相對密度為0.62的天然氣在10C時最低形成壓力是多少？解：則比重為0.62的天然氣水合物最低形成壓力可按下式計算：內(nèi)插公式:y=y+(y2-y1)/(X2-X1)(x-x。貝U：P=P1+(P2P1)/(7/)(L下)=3300-(3300-2280)/(0.7-0.6)(0.62-0.6)=3100kPa3、【例題P81Hammerschmidt公式法(Hammerschmidt常數(shù)：K(甲醇)=1297;K(

38、乙二醇)=2222)某天然氣在15C、12.79MPa時形成天然氣水合物。試用Hammerschmidt公式法，估算當溫度降低10c時，需要加入甲醇或乙二醇來抑制水合物生成的含量(已知Hammerschmidt常數(shù)：K(CH3OH)=1297;K(HOC2H4OH)=2222)。解：(1)計算甲醇含量M(CH3OH)=32.042,K(CH3OH)=1297,?T=10KKw，口由Hanmmerschmidt方程&T=得(1-w)M1232.04210127932.04210=19.8wt%即所需甲醇質(zhì)量分數(shù)約為20w%。（2）計算乙二醇含量=2222,?T=10KM(HOC2H4OH

39、)=62.07,K(HOC2H4OH)由Hanmmerschmidt方程二T二上上（1-w）M62.0710222262.0710-21.83wt%即所需乙二醇質(zhì)量分數(shù)約為22w%。4、（8分）某一來自海上的含水天然氣樣品，由于不同地域的管輸需要，用CH30H或HOC2H4OH抑制天然氣水合物的形成。當該抑制劑在水溶液相的質(zhì)量分數(shù)（Wr）分別約為22%、30%、36%時,檢測到形成天然氣水合物的溫度降（T）分別為10C、15c和20C。（已知Hammerschmidt常數(shù)：公式法做出1/Wr1/ATK（CH3OH）=1297;K（HOC2H4OH）=2222）。（1）試根據(jù)Hammerschm

40、idt線性方程；（2）用作圖法給出該線性方程的斜率，并估計該抑制劑的種類。解：(1)由Hammerschmidt公式MdT得線性方程DwRMwr一1AT+1K+MdTt/k101520wr0.220.300.361/AT0.10.0670.051/wr4.583.392.79M=K（甲醇）/35.798=1297/35.798=36.23M=K（乙二醇）/35.798=2222/35.798=62.07由分子量判斷：所加抑制劑為乙二醇HOC2H40H273.2K）,至少需要對系334.7kJ/kg。5、【例題】對某一循環(huán)態(tài)的冷凍機，若使1.00kg298.2K的液態(tài)水變成冰（統(tǒng)做多少功若？冷凍

41、機對環(huán)境放熱若干？設(shè)室溫為298.2K,冰的熔化熱為解：（1）根據(jù)£=QI/Al=Q1/（Q2Q1）=T14T2-T1）(334.7kJ/kg)1.00kg_273.2KAL(298.2-273.2)K13得Al=30.63kJ(2)放給高溫熱源的熱量(-Q2')因即所以Q1/Al=Q1/(Q2Q1)Al=(Q2Qi)-Q2'Q2=Qi+Al=(334.7kJ/kg)X1.00kg+30.63kJ=365.33kJ6-7、醇胺溶液循環(huán)量計算P127P127-129;8.掌握教材中的例題計算(典型例題部分)尤其是P80-81;9.【工藝計算】克勞斯硫磺回收工藝計算參考P

42、215-220【例題1】某天然氣脫硫裝置，采用15%(w)乙醇胺(MEA)水溶液作為吸收劑，天然氣處理量為1.42106m3/d(天)，吸收塔操作壓力0.63MPa(表壓)，天然氣中含H2s0.5%(v)、CO2為5%(v),凈化氣要求H2s含量在6mg/m3(標準)以下。設(shè)天然氣溫度為32C,一乙醇胺溶液入塔溫度為40C,富液離開吸收塔的溫度為50C；已知貧液總酸量為0.130kmol/kmol(MEA),吸收塔底富液總酸量為0.415kmol/kmol(MEA)。由計算中可能用到得基礎(chǔ)數(shù)據(jù)列入下表。項目數(shù)據(jù)MEA分子量61.08設(shè)再生1m3的MEA溶液用蒸汽0.12t貧液中殘余H2s濃度0

43、.2054g/L貧液中殘余CO2濃度13.7g/L15%(w)MEA溶液密度(3050C),3997kg/m1kPa735.6mmHg試計算：(1)MEA貧液中殘余酸氣總量；(2)塔底富液總酸氣濃度；(3)MEA溶液的最低循環(huán)量。解：1)MEA溶液中未蒸脫的酸氣量n(H2S)/n(CO2)=0.25mol/mol3H2S濃度：0.205/34.076=0.006kmol/mH2S濃度：13.7/44.01=0.3113kmol/m3貧液殘余總酸氣量：0.006+0.3113=0.3173kmol/m3315w%MEA(40C)密度：997X15%=149.6kg/m15w%MEA摩爾濃度149

44、.6/61.08=2.449kmol/m32)塔底富液總酸氣濃度IkmolMEA貧液中殘余酸氣總量:0.3173/2.449=0.1296kmol/molP(H2S)=0.005(63+1)735.6=235.4mmHgP(CO2)=0.02(63+1)735.6=941.6mmHgRv=P(H2S)/P(CO2)=0.253)MEA溶液的最低循環(huán)量天然氣處理量：1.42106/(2460)=986m3/minH2S含量(流率):986>0.005=4.93m3/minH2S摩爾含量：4.93/22.4=0.22kmol/min14CO2含量(流率)：986X0.02=19.72m3/m

45、inCO2摩爾含量：19.72/22.4=0.88kmol/min不考慮凈化氣中H2s和CO2含量，則脫出總酸氣量：0.22+0.88=1.1kmol/min所需MEA量：1.1/0.285(凈負荷)=3.86kmol/minMEA循環(huán)量：3.86/2.45=1.58m3/min考慮貧液酸氣殘留和安全裕度，設(shè)計MEA循環(huán)量：2m3/min例題2某天然氣脫硫裝置，采用15%(w)乙醇胺(MEA)水溶液作為吸收劑，天然氣處理量為1.42M106m3/d(天)，吸收塔操作壓力0.63MPa(表壓)，天然氣中含H2s0.5%(v)、CO2為5%(v),凈化氣要求H2s含量在6mg/m3(標準)以下，天

46、然氣溫度為32C,一乙醇胺溶液入塔溫度為40C。若已知貧液總酸量為0.130kmol/kmol(MEA),吸收塔底富液總酸量為0.415kmol/kmol(MEA)。試求：(1)MEA溶液凈酸氣負荷；(2)MEA溶液的最低循環(huán)量。解：(1)MEA溶液凈酸氣負荷天然氣n(H2S)/n(CO2)=0.25mol/mol3MEA摩爾濃度：997X15%(w)/61.08=2.45kmol/m凈酸氣負荷：0.415-0.130=0.285kmol/kmol(MEA)(2)MEA溶液的最低循環(huán)量天然氣處理量：1.42106/(2460)=986m3/minH2s含量(流率):986>0.005=4.93m3/minH2s摩爾含量：4.93/22.4=0.22kmol/minCO2含量(流率)：986X0.02=19.72m3/minCO2摩爾含量：19.72/22.4=0.88kmol/min不考慮凈化氣中H2s和CO2