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1、天然气处理与加工课程综合复习资料一、单选题1.天然气凝液在国内习惯上称为（）.A.轻煌B.轻油C.轻汽油D.粗汽油2.天然气凝液回收（又名轻煌回收）是指从天然气中回收（）。A.乙烷及更重的泾类B.丙烷及更重的泾类C.丁烷及更重的泾类D.戊烷及更重的泾类3.常用的天然气凝液回收方法包括（）。吸附法，吸收法，冷凝分离法，电沉降法，膜分离法，萃取法。A.B.C.D.4.在LNG生产过程中，目前常见的制冷方法包括（）制冷。节流阀，透平膨胀剂，热分离机，半导体热电效应，吸附法。A.B.C.D.E.5.常见的制冷技术包括O制冷.节流阀，透平膨胀剂，热分离机，半导体热电效应和吸附法，膨胀制冷，利用物质相变吸
2、热效应。A.B.C.D.E.6.液化天然气体积比液化前体积小得多，故有利于（）。A.加工B.储存和运输C.作为应急气源D.提供冷量制冷7.对于低压原料气进行压缩的目的是（）。A.提高原料气的的冷凝率B.满足脱水工艺压力要求C.满足冷剂制冷要求8.在深冷冷凝分离过程中对原料气进行脱除汞的目的是（）。A.防止汞挥发，人员中毒B.降低压缩功C.提高脱水效率D.防止化学腐蚀9.在天然气回收NGL的工艺中，天然气脱水主要是为防止水在低温下（）堵塞设备和管道。A.生成固体水合物B.大量生成固态冰C.与泾类反应生成物D.防止化学腐蚀10.凝液分馆系统常用的分离流程包括顺序分离流程、前脱乙烷流程和前脱丙烷流程
3、，其中最常用的流程是（）。A.顺序分离流程B.前脱乙烷流程C.前脱丙烷流程D.三种方法差不多U.天然气轻运回收工艺中，一般反作用式透平膨胀机的效率（）冲动式透平膨胀机的效率。A.大于B.小于C.等于D.不确定12.环境温度一定的前提F，蒸气压缩制冷过程中随着制冷温度的降低，获得单位制冷量所消耗的净功将（MA.增加B.减小C.不变D.不确定13.由于液化天然气生产一般包括（）、液化和储存三个部分。A.压缩B.制冷C.预处理D.调峰14.世界非常规天然气资源量比常规天然气资源量大（）倍。A.23B.45C.67D.8915.在用甘醇类抑制剂来抑制水合物生成的工艺中，应保证抑制剂水溶液中甘醇的浓度在
4、（）之间.A.10%20%B.30%40%C.50%60%D.60%70%16.天然气中的水能和天然气组分形成I型、II型和H型三种类型的水合物，其中组分（）能形成I型水合物。A.甲烷B.丙烷C.异戊烷17.天然气中的水能和天然气组分形成I型、H型和H型三种类型的水合物，其中组分O能形成11型水合物。A.甲烷B.丙烷C.异戊烷18.天然气中的水能和天然气组分形成I型、II型和H型三种类型的水合物，其中组分（）只能形成H型水合物A.甲烷B.丙烷C.异戊烷19.在天然气甘醇法吸收脱水和乙醇胺法脱酸性气体的工艺中，为了防止天然气中的重煌冷凝，吸收溶液进塔的温度应比塔内气体温度高O,C.A.12B.1
5、10C.29D.3820.天然气体积计量的参比压力是O；对于参比温度，我国一般用（），英、美等国则多采用O。A.Iatm,20,C,30,CB.lat,15.6*C,20C.Ibar,1（C,15.6,CD.Iatm120C,15.6,C21.MDEA溶液用于选择性脱天然气中的HS时，宜使用O的吸收温度。A.较高B.较低C.不变22.当天然气中含有酸性组分（如LS、C0等）时，则酸性天然气饱和含水量会（）。A.增加B.降低C.不变D.不确定23.改良克劳斯法是将H,S的氧化分为两个阶段：（），即在此阶段将1/3体积的HS燃烧生成SOz,并放出大量热量，酸气中的泾类也全部在此阶段燃烧；催化反应段
6、，即将前段中燃烧生成的Sd与酸气中其余2/3体积的S在催化剂上反应生成元素硫，放出的热量较少。A.热反应段B.克劳斯反应段C.催化转化段D.氧化还原段24.在克劳斯工艺中，第一级催化转化器中操作温度最高的主要原因是（）.A.获得满意的反应速率B.促进COS和CSz充分水解C.不需要更高的硫转化率D.获得更高的硫转化率25.克劳斯工艺硫收率的影响因素O。原料气中比S含量，原料气和过程气中杂质含量，风气比，催化剂，反应炉温度，焚烧方式。A.B.C.（DD.26.HS在液硫中的溶解度随温度的升高而O。HS在液硫中的含最随着温度升高而O。A.增大，减小B.增大，增大C.减小，增大D.减小，减小27.常
7、见的冷剂包括（）几类。氯化碳，氯代泾，屋类冷剂，无机化合物冷剂，共沸溶液冷剂，NHA.B.C.D.怎）E.28.如果原料气中C；泾类含量比较高, 常采用（）工艺。A.常温 B.高温 C.浅冷29.如果原料气中以泾类含量比较高, 时多采用O制冷法。装置以回收C；运类为目的,我深冷装置以回收C；运类为目的,并且对丙烷收率要求不高时，通并且对丙烷收率要求不高时，此A.节流膨胀B.膨胀机C.水冷D.冷剂30.如果原料气中C；泾类含量比较高，装置以回收C；泾类为目的，并且对丙烷收率要求较高时，此时多采用O制冷法。A.节流膨胀B.膨胀机C.水冷D.冷剂31.如果原料气中C；泾类含量比较高，装置以回收C；泾
8、类为目的，并且对丙烷收率要求较高时，通常采用（）工艺。A.常温B.高温C.浅冷D.深冷32.不是CJ凝液回收工艺中常用的制冷方法是O工艺。A.两级膨胀机B.混合冷剂制冷C.阶式制冷D.单级膨胀机二、问答题1.简述引起水合物形成的3个主要条件。2.请说明常用的两种脱水方法以及它们的原理和使用场合。3.什么是液化石油气？4.简述动力学水合物抑制剂的作用机理。5.简述在甘醇吸收法天然气脱水过程中，甘醇的浓度及循环量对脱水过程的影响.6.简述分子筛吸附剂与活性氧化铝和硅胶相比对水蒸气吸附特性。7.什么是干气？8什么是富气？9.什么是直流法？10.什么是风气比？11.什么是沃泊指数？12.什么是燃烧势？
9、13.什么是天然气处理？14.什么是脱硫脱碳？15.常用醇胺溶剂性能比较16.简述吸收法天然气脱水工艺中，提高甘醇纯度的方法及效果。17.超级克劳斯法的主要改进措施。18.影响硫收率的因素。19.风气比对克劳斯装置操作的影响。20.天然气中含酸性气含量量对含水量的影响.三、综合题1.下图是一张膨胀机制冷法从天然气中回收LPG的流程简图（冷凝回收和稳定部分），请叙述工艺流程原理，并说明各设备名称及作用。2.请说明反应温度对克劳斯反应平衡转化率的影响。3.现在车用燃料中，压缩天然气的比重越来越大，请分析其原因。天然气处理与加工课程综合复习资料参考答案一、单选题注目12345678910答案AADE
10、EBADAA题目11121314151617181920答案AACACAISCDD题目21222324252627282930答案BAABCCACDB题目3132答案DD二、问答题1.答案：天然气处于水蒸汽过饱和状态或由液态水存在。有足够的高压力和足够低的温度。在条件满足的情况下，气体压力产生波动、流向突然改变而产生扰动、或有品种存在都会促进产生水合物。2.答案：(1)吸收法：利用吸收剂对天然气中水分的选择性吸收能力，比较适合于天然气长输；(2)吸附法：利用吸附剂对天然气中水分的选择性吸附能力，比较适合于天然气处理加工厂的轻泾回收工艺。3.答案：液化石油气(LiqUefiedPeIrOieUm
11、gas,LPG)也称为液化气，是指主要由碳三和碳四烽类组成并在常温下处于液态的石油产品。按其来源分为炼厂液化石油气和油气田液化石油气两种。炼厂液化石油气是由炼油厂的二次加工过程所得，主要由丙烷、丙烯、丁烷和丁烯等组成。4.答案：动力学抑制剂：在水合物成核和生长的初期吸附于水合物颗粒的表面，防止颗粒达到临界尺寸或者使已达到临界尺寸的颗粒缓慢生长，从而推迟水合物成核和晶体生长的时间，因而可起到防止水合物堵塞管道的作用。特点是用量少(小于0.5%),但价格较贵，效果不如热力学抑制剂。5.答案：甘醇浓度越高，天然气在理论上所能达到的露点越低。在相同甘醇浓度下，甘醇的循环量越大，天然气的露点越低。当循环
12、量达到一定值后，再增加循环量时，露点降变化很小。6.答：选择性强；在吸附质分压低时也具有较高的吸附容量；对吸附质吸附选择性高（避免吸附重运）；不易被液态水所破坏；再生时能耗高；价格高.7.答案：在储集层中呈气态，采出后一般在地面设备和管线的温度、压力卜中不析出液泾的天然气。按CS界定法是指每m（指20C,101.325kPa参比条件下的体积，下同）气中G以上液运含量按液态计小于13.5cm的天然气。8.答案：每1m气中丙烷及以上泾类（V含量按液态计大于IOoCm的天然气.9.答案：直流法也称直通法、单流法或部分燃烧法。此法特点是全部原料气都进人反应炉，而空气则按照化学计量配给，仅供原料气中1/
13、3体积Hf及全部泾类、硫醇燃烧，从而使原料气中的H*部分燃烧生成SO2,以保证生成的过程气中HzS与SO?的摩尔比为2.10.答案：凤气比是指进入反应炉的空气与酸气的体积比。在反应炉内由于复杂的化学反应（例如少最HZS裂解等副反应），使总的风气比略低于化学计量要求。至于在转化器内，由于HnS与SO?是按摩尔比为2进行反应，故风气比应保证进入转化器的过程气中Hf/Sd的摩尔比在2左右.U.答案：沃泊指数是代表燃气特性的一个参数。沃泊指数（形）的定义为W=H/存12.答案：燃烧势也称德布尔（Delbourg）指数.是反映内焰高度的指数，其计算公式为：CP=KX1.0Hj+0.6（CH.+CO）+0
14、.3CHJdv213.答案：天然气处理是指为使天然气符合商品质量指标或管道输送要求而采用的那些工艺过程，例如脱除酸性气体（也称脱硫脱碳，即脱除天然气中的酸性组分如Co号HS和有机硫化物等）、脱水、脱凝液（含天然气凝液回收，下同）和脱除固体颗粒等杂质，以及发热量调整、硫横回收和尾气处理等过程.14.答案：从酸性天然气中脱除酸性组分的工艺过程统称为脱硫脱碳或脱酸气.如果此过程主要是脱除HS和有机硫化物则称之为脱硫；主要是脱除Ca则称之为脱碳。15.答案：醇胺法特别适用于酸气分压低和要求净化气中酸气含量低的场合.由于采用的是水溶液可减少重运的吸收最，故此法更适合富含重煌的气体脱硫脱碳。通常，MEA法
15、、DEA法、DGA法又称为常规醇胺法，基本上可同时脱除气体中的H*、Cd；MDEA法和DIPA法又称为选择性醇胺法，其中MDEA法是典型的选择性脱HB法，DIPA法在常压下也可选择性地脱除ILS。此外，配方溶液目前种类繁多，性能各不相同，分别用于选择性脱HS,在深度或不深度脱除HS的情况下脱除一部分或大部分Ca,深度脱除CO2,以及脱除COS等。16.答案：最常用的是汽提法和负压法.DRlZo法：提高甘醇浓度，不需要额外气提气，可以回收芳泾，控制CO2的排放CLEANOL+法：提高甘醇浓度，不使用外部气体蒸汽，无芳屋和二氧化碳的排放；CoLDFINGER法：提高甘醇浓度，不使用额外气提气。17
16、.答案：高HzS/S（比,高空气配比,增设加氢反应段,提高有机硫转化率。18.答案：原料气中HzS含量、原料气和过程气中杂质、风气比和催化剂。19.答案：风气比是指进入反应炉的空气与酸气的体积比。在反应炉内由于复杂的化学反应，使总的风气比略低于化学计量要求。至于在转化器内，由于HS与SO?是按摩尔比为2进行反应，故风气比应保证进入转化器的过程气中HzS/SO：的摩尔比在2左右。风气比的微小偏差，即空气不足或过剩都会导致HzS/SO-的摩尔比不当，使硫平衡转化率损失剧增，尤其是空气不足时对硫平衡转化率损失的影响更大。当克劳斯装置之后设有低温克劳斯尾气处理装置时，严格控制风气比更为重要。20.答案
17、:纯COz和HzS气体中的水含量远高于无硫天然气的水含量,室温下当压力超过4.8VPa（绝）时更为显著。当天然气中含C0?和/或Hf大于5%,压力高于4.8MPa（绝）时，则需校正CO人HS对其水含量的影响。C0八HS含量和压力越高，这种校正尤为重耍。在CO或压S中加入少量CH,或Nz时，其水含量较纯CO外HS明显减少。三、综合题1.答案：叙述憎程：原料气经压缩机1升压后进入干气换热器2充分回收干气中的冷量；进入丙烷制冷冷冻器3干气换热器4进一步降温后，进入气液分离罐6。分离罐的液相经过节流阀5节流膨胀降温后与原料在换热器4中与原料进行换热后进入脱甲烷塔10中。分离罐6出来的气相膨胀机7膨胀制
18、冷进一步降温后的气液两相进入气液分离罐8分成气液两相。从分寓罐8出来的气相经过换热器9、4和2复热后，经升压机升压后外输。从分离罐8出来的液相作为脱甲烷塔的进料。经脱甲烷塔分离后，塔顶气相与外输干气在换热器9换热后进入气液分离罐8.塔底液相部分外输作为回收轻烽，另一部分经再沸器返回脱甲烷塔塔底部。编号名称作用1压缩机增加液收，提高膨胀比2,4换热器冷冻原料气、回收干气冷量、为脱甲烷塔提供传质气相3蒸气压缩制冷冷却器外来制冷循环换热器，冷冻原料气5节流阀节流制冷6,8气液分离罐分离气液两相，初步分离效果7膨胀机干气膨胀剂制冷9换热器脱甲烷塔塔顶气体和干气换热，充分回收冷量10脱甲烷塔回收轻煌2.
19、答案：平衡转化率曲线约在550C：时出现最低点，以此点可将克劳斯反应分为两部分，即右侧的火焰反应区（热反应区）和左侧的催化反应区。在火焰反应区，Hs通过燃烧转化为元素硫，其平衡转化率随温度升高而增加，但一般不超过70%；在催化反应区，其平衡转化率随温度降低而增加，直至接近完全转化。温度和压力对HS转化率的影响可用硫蒸气中不同形态硫分子来解释。在火焰反应区，硫蒸气中主要是S2,由反应（4-5）可知，该反应是吸热的，并且由3摩尔反应物生成3.5摩尔产物，因而温度升高、压力降低有利于反应进行。在催化反应区，硫蒸气中主要是S6和S8,反应是放热的，同时反应物的摩尔数大于产物的摩尔数，因而温度降低、压力
20、升高有利于反应进行。从反应动力学角度看，随着反应温度降低，反应速度也在逐渐变慢，低于350C时的反应速度己不能满足工业要求，而此温度下的平衡转化率也仅80%、85幻因此，必须使用催化剂加速反应，以便在较低的温度下达到较高的转化率。热反应区的反应炉和催化反应区各级转化器出口过程气中除含有硫蒸气外，还含有N4Co2、H20、也以及未反应的HzS和Sd、COS、CS,等硫化物。由于降低硫蒸气分压有利于反应进行，而且硫蒸气又远比过程气中其他组分容易冷凝，故可在反应炉和各级转化器后设置硫冷凝器，将反应生成的元素硫从过程气中冷凝与分离出来，以便提高平衡转化率.此外，从过程气中分出硫蒸气后也可相应降低下一级
21、转化器出口过程气的硫露点，从而使下一级转化器可在更低温度卜操作。虽然在催化反应区中温度较低对反应有利，但为了有较高的反应速度，并确保过程气的温度高于硫露点，过程气在进入各级转化器之前必须进行再热。从化学平衡来看，氧气用量过剩并不能增加转化率，因为多余的氧气将和H*反应生成一Sd,而不是元素硫.然而，提高空气中的氧气含量（富氧空气）和酸气中的HS含量则有利于增加转化率。3.答案：资源存储量、污染问题都说明液态燃料的缺陷，而气态燃料拥有以下优点正好可以克服液态燃料所存在的问题。研究法辛烷值高达100以上，抗爆性能强，发动机噪音降低40%；CNG是气态，它与空气混合均匀，燃烧完全，气缸不积炭，发动机磨损少，大修时间可延长L5倍，提高效率10%以上；发动机排出的废气中，CO?减少24%,CO减少97%,泾类化合物减少72%,NoX减少39%,S0减少90%,苯、铅含量减少100%,颗粒杂质减少41.67%；进入发动机气缸内的气态天然气，对润滑油无冲刷稀释作用，故可节省润滑油；汽车发动机的压缩比从7增加到1012。发动机的效率可提高25-30%!燃料费仅为汽油汽车的2/3,维修费可降低30%。
