石油天然氣加工與工藝考試題

1、一、名詞解釋天然氣：能源、可燃?xì)怏w、石油煤炭、地下開采、H2S中毒干氣：每皿氣中，戊烴以上烴類（C5+）按液態(tài)計小于10ml的天然氣。濕氣：每m2氣中，戊烴以上烴類（C5+）按液態(tài)計大于10ml的天然氣。貧氣：每m2氣中，丙烷以上烴類（C3+）按液態(tài)小于100ml的天然氣。富氣：每m2氣中，丙烷以上烴類（C3+）按液態(tài)大于100ml的天然氣。熱值：1m3燃?xì)馔耆紵龝r所放出的熱量。烴露點(diǎn)：在一定壓力下，天然氣析出第一滴液烴時的溫度。水露點(diǎn)：在一定壓力下，天然氣與液態(tài)水平衡時的溫度。標(biāo)方：101.325KPa，0C作為天然氣體積計量的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)基方：101.325KPa，20C作為天然氣體積計量的

2、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)天然氣水合物：也稱為“可燃冰”“固體瓦斯”，是一種白色或灰色的晶體，外貌似松散的冰或致密的雪。過冷度：管道等體系內(nèi)實際操作溫度低于該體系水合物形成溫度之差值。露點(diǎn)降：脫水前含天然氣的露點(diǎn)與脫水后干氣的露點(diǎn)之差稱為露點(diǎn)降吸附質(zhì)：被吸附的氣體或液體稱為吸附質(zhì)吸附劑：吸附氣體或液體的固體稱為吸附劑。物理吸附：由范德華力引起吸附，速度快，熱量少，平衡快，條件變化容易脫附，可逆?；瘜W(xué)吸附：以未飽和鍵力作用，所需的活化能、吸附熱大，速度慢，不可逆。破點(diǎn)：當(dāng)分子篩吸附時，當(dāng)傳質(zhì)區(qū)的前沿到達(dá)床層底部，氣體中的吸附質(zhì)濃度突然升高到一定值輕烴回收：從天然氣中回收凝液的過程稱之為天然氣凝液回收活天然氣液回收

3、。冷劑：在制冷循環(huán)中工作的制冷工質(zhì)稱為制冷劑或簡稱冷劑。液化天然氣：LNG由天然氣液化制取的，以甲烷為主的液烴混合物壓縮天然氣：CNG 是經(jīng)過壓縮的高壓商品天然氣，其主要成分是甲烷第一章1、天然氣的組成分類組成：天然氣是由低分子飽和烴為主的烴類氣體與少量非烴類組成的混合氣體。分類：伴生氣、氣藏氣、凝析氣2、天然氣質(zhì)量要求項目一類二類三類高熱值，MJ/m331.4硫化氫，mg/m3W620460總硫，mg/m3100200460CO2(v),%3.0NH3CH3OHCH3SHH2SCOSCO2N2CH45、采用干氣做再生氣的流程并簡述（P82）濕氣在進(jìn)口分離器中除去液體與固體雜質(zhì)后自上而下進(jìn)入干

4、燥器脫除其中的水分后變?yōu)楦蓺馔廨敗Ｔ偕焊稍锲鲀?nèi)的吸附劑達(dá)到飽和前就需要對干燥器進(jìn)行切換再生。作為再生氣的一小部分干氣經(jīng)再生加熱器升溫后自 下而上流過再生干燥器。（這樣，一方面可以脫除靠近干燥器上部被吸附的物質(zhì)，使其不通過整個床層，另一方面可以確 保進(jìn)料濕氣最后接觸的床層得到充分的再生。）熱的再生氣將床層加熱，并使水在吸附劑上脫附。脫附出的水蒸氣隨再生 氣一起離開再生床層后進(jìn)入再生冷卻器，大部分水蒸氣在冷卻器中冷凝下來，并在再生分離器中分離。分離后出的再生 氣與進(jìn)料濕氣匯合后又去進(jìn)行脫水。6、吸附過程、再生過程及參數(shù)第六章1、天然氣輕烴回收的目的生產(chǎn)管輸氣滿足商品氣的質(zhì)量要求最大程度的回收天然

5、氣液2、天然氣回收的方法及原理吸附法 利用固體吸附劑對各種烴類的吸附容量不同，從而使天然氣中一些組分得以分離的方法油吸收法 利用不同烴類在吸收油中的溶解度不同，從而使天然氣中一些組分得以分離的方法冷凝分離法利用在一定壓力下天然氣中各組分的揮發(fā)度不同，將天然氣冷卻至露點(diǎn)溫度以下，得到一部分富含較重 烴類的天然氣液，并使其與氣體分離的過程。3、冷凝制冷法的適用范圍，常用冷劑以控制外輸氣露點(diǎn)為主，并同時回收部分凝液的裝置原料氣較富，但其壓力和外輸壓力只見沒有足夠壓差可供利用， 或為回收凝液必須將原料氣適當(dāng)增壓，所增壓力和外輸氣壓力之間沒有壓差可供利用，而且采用冷劑制冷可經(jīng)濟(jì)的達(dá)到 所要求的凝液收率。

6、4、冷凝分離的四個系統(tǒng)1）、冷量獲得系統(tǒng)2）、凈化系統(tǒng)3）、分餾及精餾系統(tǒng)4）、熱交換系統(tǒng)5、淺冷分離工藝流程（P143圖）原料氣中C3+含量較多，天然氣凝液回收C3+為目的，且對丙烷的收率要求不高。工藝條件1、壓力：兩級往復(fù)增壓1.62.4MPa2、制冷后溫度：-15-25C6、淺冷工藝選擇考慮因素因地制宜，從原料的組成、裝置建設(shè)的目的、產(chǎn)品回收率要求、生產(chǎn)成本和工程投資等方面綜合比較。1）、天然氣（伴生氣）組成較富，處理量較小，裝置建成的目的是回收C3,且產(chǎn)品的回收率要求不高時，宜選用淺冷分 離工藝。2）氣體組成較貧、處理量較大、希望回收較多乙烷時，應(yīng)采用深冷分離工藝。3）在滿足工藝要求的

7、制冷量的條件下，首先立足采用膨脹機(jī)制冷，必要時考慮采用設(shè)置外冷源制冷。4）對回收率也要制定一個適宜的指標(biāo)。C2深冷6085%回收率比較合適C3淺冷5080%回收率比較合適第七章1、天然氣中酸性組分的危害1）、開采、集輸、處理時會造成設(shè)備腐蝕2）、含硫氣體有臭味、污染環(huán)境、威脅人身安全。3）、造成催化劑中毒4）、CO2含量高，降低天然氣熱值2、脫酸氣的方法及優(yōu)缺點(diǎn)1）、干法（間歇法）反應(yīng)或吸附過程都是間歇進(jìn)行的海綿鐵法氧化鐵漿法鋅鹽漿法苛性鈉法特點(diǎn)：脫硫劑在使用后失效（反應(yīng)不可逆），適用于H2S含量很低，流量很小的場所。分子篩法特點(diǎn)：有很高的凈化度，硫醇脫除效果好，但再生氣硫含量不均勻，較難處理

8、。2）、化學(xué)吸收法以堿性溶液為吸收劑，與天然氣中的酸性組分反應(yīng)生成某種化合物。這種反應(yīng)以可逆反應(yīng)為基礎(chǔ)。吸收了酸性組分的富液在溫度升高，壓力下降的情況下，會分解釋放出酸性組分。這種方法也叫醇胺法3）、物理吸收法采用有機(jī)化合物為吸收溶劑，對天然氣中的酸性組分進(jìn)行物理吸收。利用溶解度的差異將酸性組分脫除。再生：汽提、真空閃蒸優(yōu)點(diǎn)：溶劑不易變質(zhì)、比熱容小，腐蝕性小、能脫有機(jī)硫缺點(diǎn)：對重?zé)N有較大的溶解度溶劑較貴（凈化度不高）適用于：酸性組分分壓較高的天然氣脫硫4）、聯(lián)合吸收法化學(xué)吸收+物理吸收颯胺法：環(huán)丁颯+DIPA水溶液環(huán)丁颯+MDEA水溶液兼有物理吸收和化學(xué)吸收的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：凈化度高，有機(jī)硫脫除率高

9、，高分壓下能耗低于醇胺法缺點(diǎn)：溶液價格較貴5）、直接氧化法利用氧化還原原理。借助氧載體的催化作用H2S-S優(yōu)點(diǎn)：脫硫與硫回收為一體，H2S凈化度高缺點(diǎn)：不除CO2，有廢液處理問題適合于原料壓力低，處理量不大的場合6） 、膜分離法原理：選擇性滲透 特點(diǎn)：能耗低，適用于粗脫3、脫酸氣的方法及選擇原則、考慮因素1）天然氣中酸性組分的類型和含量2）天然氣中烴類的組成3）對脫除酸氣后，凈化氣及所獲得的酸氣的要求4）對需要脫除的酸性組分的選擇性要求5）原料氣的處理量6）原料氣的溫度、壓力及凈化氣所要求的溫度、壓力、選擇原則按照天然氣中硫含量的規(guī)模大小，從技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，脫硫方法一般選擇是：較大規(guī)模脫硫裝

10、置采用溶劑吸收法 工藝（主要是胺法）；小規(guī)模脫硫裝置采用固體氧化鐵干法工藝；而介于兩者之間的中低規(guī)模天然氣處理的方法選用較為 困難，通?？刹捎醚趸€原及微生物脫硫等工藝技術(shù)。4、醇胺法脫酸氣原理以及各醇胺特點(diǎn)原理：醇胺分子至少有一個羥基和胺基，羥基一降低化合物的蒸氣壓，增加化合物在水中的溶解度。胺基一呈堿性 ，胺與氨相似，水溶液呈堿性，這是因為胺分子上的氮原子上的未公用電子對能接受水中的H+離子，使溶液中的OH- 濃度增大，所以溶液呈堿性。堿性可使醇胺分子在常溫下與H2S和CO2反應(yīng)，然后升溫降壓再生放出酸氣。特點(diǎn)1）凈化度高，既可完全脫除H2S和CO2，又可以選擇性脫除H2S 2）烴溶解性小

11、3）工業(yè)經(jīng)驗豐富5、醇胺法脫酸氣的工藝流程氣體：含有酸性氣組分的天然氣經(jīng)入口分離器除去液固雜質(zhì)后進(jìn)入吸收塔底部，自下而上與甘醇溶液逆流接觸，除去其 中的酸性組分。凈化氣離開吸收塔頂部，經(jīng)出口分離器除去攜帶的甘醇液滴后出裝置。液體：吸收了酸氣的醇胺溶液（富液）由吸收塔底流出，降至一定壓力后進(jìn)入閃蒸罐，使富液中溶解或夾帶的烴類閃蒸 出來，閃蒸氣可作為裝置的燃料氣。閃蒸后的富液經(jīng)過過濾器后進(jìn)入貧/富換熱器，被加熱后進(jìn)入再生塔的頂部進(jìn)行再生。再生塔內(nèi)，從塔下部上升的熱蒸汽既加熱胺液又汽提出溶液中的酸氣，所以也常將再生塔稱為汽提塔。胺液流至再 生塔下部時所吸收的酸氣已解析出絕大部分，此時可稱為半貧液。半

12、貧液進(jìn)入重沸器以器內(nèi)，與發(fā)生的蒸汽進(jìn)一 步汽提，使所吸收的殘余酸氣析出而成為貧液。離開重沸器的貧液經(jīng)貧富換熱器冷卻回收熱量后，經(jīng)加壓、過濾，進(jìn)一 步冷卻至適當(dāng)溫度，然后由溶液循環(huán)泵送至吸收塔頂部，完成溶液循環(huán)。酸氣：離開再生塔頂部的酸性組分和水蒸氣進(jìn)入冷凝器，冷凝出大部分水蒸氣，冷凝液作為回流返回再生塔頂部，以回 收被酸氣帶出的醇胺蒸氣，酸氣送至硫磺回收裝置。6、醇胺法中遇到的問題及措施1）、設(shè)備腐蝕措施：從設(shè)計和操作兩方面考慮合理選用材質(zhì)采用保護(hù)涂層控制管線中溶液流速，減小湍流程度 和局部應(yīng)力。設(shè)置固體過濾器和活性炭過濾器2）溶液發(fā)泡入口分離器吸收塔頂貧液溫度大于凈氣出口溫度采用過濾器有效的

13、閃蒸加入泡沫抑制劑3）溶劑損失是一個嚴(yán)重的操作問題溶液蒸發(fā)醇胺溶液降解夾帶醇胺溶液在液烴中的溶解4）溶液中非酸性氣體夾帶對于進(jìn)一步利用酸性氣體非常不利，設(shè)計一個或多個閃蒸罐第八章1、元素S的物理性質(zhì)硫也叫硫磺，是一種淡黃色晶體，性脆易碎，是熱和電的不良導(dǎo)體。不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2。熔融硫在444.6 （101.321KPa）下沸騰，變成黃色的硫蒸氣，將硫蒸氣急速冷卻可得到黃色粉末的硫。2、液S粘度隨溫度的變化從熔點(diǎn)起液態(tài)硫的粘度隨溫度的升高而降低，大約在157C時粘度降到最低值，然后隨著溫度的升高，粘度又開始增加， 到187 C時達(dá)到最高值，然后粘度又隨著溫度的升高而降低。3、克勞

14、斯反應(yīng)方程（反應(yīng)爐、轉(zhuǎn)化器）3H S+ 3O2 一 3S +3H2O AH （298K） =_ 615.0 （KJ mol-1）2xr m2x4、克勞斯熱力分析（P184）5、克勞斯法選擇依據(jù)關(guān)鍵根據(jù)進(jìn)料氣中h2s含量來選取。選用的關(guān)鍵是反應(yīng)爐內(nèi)燃燒H2S所放出的熱量必須維持反應(yīng)爐內(nèi)的火焰處于穩(wěn)定狀態(tài)，否則將無法進(jìn)行反應(yīng)。6、直通法、分流法工藝流程的特點(diǎn)、異同點(diǎn)（作業(yè)本）7、硫磺回收的主要設(shè)備及條件反應(yīng)爐、余熱鍋爐、轉(zhuǎn)化器、冷凝器、再熱器8、影響S回收率的因素主要：進(jìn)料氣中H2S含量轉(zhuǎn)化級數(shù)操作溫度酸氣中雜質(zhì)含量配風(fēng)比有機(jī)硫損失硫蒸氣損失夾帶硫損失9、硫磺催化劑的失活原因及防治失活：活性降低

15、表現(xiàn)：硫磺回收率降低 床層溫升下降1、老化 催化劑在使用過程中，由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化，引起比表面積逐漸變小的過程，不能恢復(fù)。2、硫沉積措施:采用提高床層溫度的方法，使被吸附的硫脫附并揮發(fā)到過程氣中。3、碳沉積燒炭措施在除硫后進(jìn)行溫度：450500C，不能超過550C4、硫酸鹽化10、硫磺回收新工藝特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)11、硫磺的脫酸氣及工藝一、填空1、 天然氣作為燃料與其它燃料相比，具有（）、（）（）（）等優(yōu)點(diǎn)。2、 吸收法脫水過程中，濕氣從塔底進(jìn)入，（）與貧甘醇逆流接觸，脫除其中的水分，塔頂貧甘醇的入口溫度（）干 氣出口溫度38C。再生塔的塔頂溫度控制在（）C（沒有汽提氣的情況下），重沸器的溫度控制在不大

16、于（）C。3、天然氣水合物形成的主要條件是（）（）。4、 天然氣中的烴類有（）、非烴類（）5、 氣井氣藏中的天然氣以（）相存在，通過氣井開采出來，這類氣井氣中（）含量高，屬于干氣。6、凝析氣田天然氣，在氣藏中以()相存在，采出地面為()兩相。7、油田氣與原油共生，在油藏中與原油呈()接觸的氣體，隨原油的開采以一定的()采出。8、我國天然氣國家標(biāo)準(zhǔn)GB17820-1999中，天然氣按照硫和CO2含量分為三類，一類氣的硫化氫()mg/m3，二類氣( )mg/m3，三類氣()mg/m3。 TOC o 1-5 h z 9、熱值是指1m3燃?xì)?)時放出的熱量，單位()。10、 華白指數(shù)是()的一個判斷指

17、數(shù)，在兩種燃?xì)饣Q時允許的變化不大于土 5%10%。11、 烴露點(diǎn)是指在一定壓力下，天然氣()時的溫度，它的高低與()有關(guān)。12、水露點(diǎn)是指在一定壓力下()時的溫度。13、硫含量包括()含量，天然氣中硫的危害是()()。14、 天然氣水合物由90%的()和10% ()外觀呈()狀。二、選擇題()1、天然氣不是按礦藏特點(diǎn)分類的是？A、氣井氣 B、凝析氣C、酸氣D、油田氣()2、一般不形成天然氣水合物的是？A、CH4B、C2H6C、C3H8D、nC4H1()3、防止水合物形成的最常用的方法是()人、加入抑制劑 B、提高天然氣的流動溫度C、降低壓力。、脫除天然氣中的水分()4、解決天然氣中水合物形成

18、的最積極的方法是？人、加入抑制劑 B、提高天然氣的流動溫度C、降低壓力。、脫除天然氣中的水分()5、TEG與DEG相比，最大的優(yōu)點(diǎn)是A、有羥基和醚基B、壓降小C、連續(xù)操作D、有更大的露點(diǎn)降()6、吸收法脫水過程中，對干氣的露點(diǎn)降影響最大、最直接的因素是A、吸收塔的塔板數(shù) B、TEG的循環(huán)量C、重沸器的再生溫度 D、TEG的質(zhì)量分?jǐn)?shù)()7、下列哪個工藝屬于天然氣加工范疇A、天然氣脫水 B、天然氣輕烴回收C、天然氣脫硫 D、尾氣處理()8、在注入抑制劑的低溫分離法流程中，氣體從節(jié)流閥流出后進(jìn)入哪個設(shè)備A、過濾器B、低溫分離器C、穩(wěn)定塔。、氣/氣換熱器()9、在注入抑制劑的低溫分離法流程中，在哪個設(shè)

19、備前注入抑制劑A、過濾器B、低溫分離器C、穩(wěn)定塔。、氣/氣換熱器()10、三甘醇脫水工藝中，在哪個設(shè)備中，貧甘醇變?yōu)楦桓蚀?？A、緩沖罐B、吸收塔 C、重沸器D、閃蒸罐()11、三甘醇脫水工藝中，在哪個設(shè)備中，富甘醇變?yōu)樨毟蚀?？A、緩沖罐B、吸收塔 C、重沸器D、閃蒸罐三、判斷題()1、每基準(zhǔn)m3天然氣中，戊烷以上烴類按液態(tài)計大于100mL為富氣()2、每基準(zhǔn)m3天然氣中，戊烷以上烴類按液態(tài)計小于100mL為貧氣。()3、天然氣處理與加工的方法可能相同，但目的不同。()4、為保證抑制劑效果，甲醇類抑制劑必須用霧化泵注入到系統(tǒng)里。()5、如果加入的抑制劑為甲醇，系統(tǒng)就不用設(shè)置回收和再生系統(tǒng)，也沒有霧化設(shè)備。()6、1標(biāo)