2022年天然气化工工艺学复习资料.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - Chapter 1 1、自然气利用领域归纳为四大类：城市燃气、工业燃料、自然气发电和自然气化工（填空题）自然气利用分类：优先类、答应类、限制类和禁止类2、制乙炔、甲醇、甲醛、醋酸、甲胺、烯烃、芳烃3、自然气定义：专指岩石圈中生成并隐藏的以气态烷烃混合物为主的可燃性气 体；C5界定法（挑选题）干气： 1Sm3井口流出物中, C5 以上烃液含量 13.5cm3 的自然气；湿气： 1Sm3井口流出物中, C5 以上烃液含量 13.5cm3 的自然气；C3界定法（问答题）贫气： 1Sm3井口流出物中, C3 以上烃液含量 94cm3 的自然气；富气：

2、1Sm3井口流出物中, C3 以上烃液含量 94cm3 的自然气；酸性自然气定义：含硫量高于20mg/Sm3 的自然气,必需经过处理才能达到管输标准或商品气气质指标；4、川渝地区、新疆地区、鄂尔多斯 5、a.自然气是高热值能源 b.自然气是清洁能源 c.利用效率高 d.自然气是资源丰 富的能源 问答题 6、西气东输工程川气东送工程涩宁兰管道 陕京线 陕京二线忠武线等Chapter 2 1、合成气： CO和H2的混合物 空速的定义：单位体积的催化剂在单位时间内所通过的原料标准体积流量 水碳比：进口气体中水蒸气与烃原料中所含碳的物质的量之比；硫容量：（问答题）2、缘由：硫化物是各种催化剂的毒物；硫

3、化物腐蚀设备和管道 脱硫方法：干法脱硫（活炭法氧化铁法氧化锌法氧化锰法分子筛法加氢转化 法水解转化法）和湿法脱硫（化学吸取法物理化学吸取法物理吸 收法）特点：（问答题）3、4、5、Ni ,使用前要活化,停车检修时要钝化,使用中要防止毒物（挑选题）6、自然气水蒸气转化法,自然气 成气CO2转化,自然气部分氧化法,联合转化制合7、主反应 CH4+H2OgCO +3H2,CO+H2 O g CO2+ H2副反应 CH4=2H2+C,2CO=CO2+C,CO+H2=H2O+C 影响因素：温度：甲烷蒸汽转化反应是可逆吸热反应,温度,甲烷平稳含量；反之,甲烷平稳含量；名师归纳总结 压力：甲烷蒸汽转化为体积

4、的可逆反应,压力, 甲烷平稳含量也随之；第 1 页,共 7 页水碳比：在肯定的 T、p条件下,水碳比,甲烷平稳含量；综合考虑甲烷蒸汽转化反应尽可能在高温、高水碳比以及低压下进行；（问答题）- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - Chapter 3 1、CO变换 COH2OCO2H2甲烷化 CO3H2CH4H2O CO24H2CH42H2O 氨的合成 N23H22NH32、CO2、CO是合成氨催化剂的一种毒物 采纳吸取法如 Benfield法、aMDEA 法、Selexol法除 CO23、铁触媒；氧及氧的化合物：CO、CO2、H2O,可逆毒物,中毒为临时性的；

5、硫及硫的化合物： H2S、SO2 磷及磷的化合物：磷化氢等砷及砷的化台物氯及氯的化合物其它：润滑油、铜液等；硫、磷、砷、氯及其化合物都能与 -Fe作 用生成稳固的化合物,使催化剂造成永久性的中毒；4、节能型的转化流程水碳比的掌握指标在 2.52.75（挑选题）5、利用水蒸气把 CO变换为 H2和易清除的 CO2；中变流程：进变换炉温度约在 380；出第一段变换床层的温度在 480-500；离开第三段床层的温度在 400 ；采纳电炉升温, 操作简洁、平稳、省时、节能的成效；中变串低变流程（耐硫变换催化剂）全低变流程（耐硫变换催化剂） ：进变换炉温度在 180200,出第一段变换床层的温度在 35

6、0（挑选题）6、中温变换催化剂活性组分：新催化剂为 Fe2O3,需在使用前仍原为 Fe3O4；低温变换催化剂活性组分：金属铜微晶,使用前需仍原为铜；耐硫变换催化剂活性组分：钴钼的硫化物；使用前为钴钼氧化物,使用时要硫化操作；7、R2R NCO2 不反应 R2R NCO2H2OR2RNH +HCO3- 慢反应（问答题）名师归纳总结 8、（1）温度和压力影响：压力,温度,KPp数值,y*NH3 随之；第 2 页,共 7 页（2）氢氮比影响：在 =3时, y* NH3具有最大值；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - （3）惰性气体的影响 y* NH3随y1* 的

7、而；9、无色气体,比空气密度小,具有刺激性气味,常温下稳固,但在高温下可分 解成氢和氮,遇热、明火难以点燃危急性较低； 但与空气混合物达到某浓度 爆 炸极限 1625%,最易引燃浓度 17%遇明火会燃烧和爆炸；氨极易溶于水,可生产含氨 15%30%质量 的氨水,水溶液呈碱性；有毒气体,对粘膜和皮 肤有碱性刺激及腐蚀作用10、压力：压力,正反应速度,逆反应速度,压力 rNH3增加幅度较大；氢氮比：反应初期正确氢氮比为 1；随反应进行,氨含量不断,如 rNH3保持 最大值,正确氢氮比应随之； 当反应趋于平稳时, 氢氮比接近于 3；惰性气体影响：随惰性气体含量,正反应速度,逆反应速度,最终导 致rN

8、H3,即反应速度随惰性气体含量而；温度影响：最相宜温度与组成、压力和催化剂的活性有关；冷凝11、目的：防止惰性气积存,维护系统组成稳固；驰放气组成： H2、N2、NH3、CH4、Ar 等；驰放气如何回收：膜分别法、变压吸附法、深冷法、储氢合金法（问答题）12、高压法、中压法、低压法合成氨 13、不考 14、尿素碳酸氢铵硝酸三聚氰胺 15、主反应 CO2和NH 3合成尿素的反应为两个步骤：2NH3+CO2=NH 2COONH 4 NH2COONH2=CONH 22+H2O Chapter 4 1、造气、净化、压缩、分馏四部分 2、CO+2H2=CH3OHCO2+3H2=CH3OH+H2O 过量的

9、 CO2将过分占据活性中心,反而对甲醇合成反应不利；肯定的 CO2可促进甲醇合成速率；适量的 CO2可使催剂剂出现高活性；CO2存在,可降低甲醇合成热效应,催化床层温度易掌握；CO2含量过高,会导致甲醇中水含量增多（问答题）3、热点温度：在催化剂上层,反应气中反应物浓度最高,生成物浓度最低,此 时反应最猛烈, 就床层温度沿轴线上升； 到某一温度最高, 此后,随着生成物浓 度的,反应物浓度的, 反应渐趋缓慢, 同时,热量被插入催化剂床层的冷管带走温度又逐步；热点：把沿合成塔轴线上温度最高的一点；热点是判定合成催化剂活性的依据；冷激：在多层固定床绝热反应器中进行放热反应时,在催化剂层间注入冷的原料

10、,与高温的反应物混合,以直接换热的方式降低反应物的温度；4、甲烷蒸气转化时氢碳比接近3.0,对合成甲醇而言 H2为过剩 即H/C比高了 5、生产工艺可分高压法、低压法和中压法6、锌铬催化剂（ ZnO）铜基催化剂（铜）7、温度、压力、空速、气体组成（氢碳比、剂颗粒尺寸、循环气中甲醇含量CO2的含量、惰性气体含量）催化名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 8、二甲醚、乙醛、甲酸甲酯、乙醇、水等；有些杂质因存在碳碳双键和碳氧双键,简洁被氧化,影响其稳固性,而质 量和使用价值；物理方法： 蒸馏 （单塔、双塔、三塔精馏以及带有高锰

11、酸钾反应的精馏工艺）化学方法：处理仍原性杂质,采纳氧化法以；（问答题）9、合理的碳氢比：原料气中CO和CO2同时存在是,碳氢比表达为合理的 CO2与CO比例、毒物与杂质的要求、补碳 10、名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 11、比化学计量要求 H 2-CO2/CO+CO2的摩尔比 2.052.15要高一些 （挑选题）12、甲醛、二甲醚、碳酸二甲酯、醋酸 、甲胺Chapter 5 1、电弧法、部分氧化法、热裂解法、等离子法2、尾气：CO和H2的含量达到 90%以上；H2/CO比约2.11H2-CO2/CO+CO2 1.

12、75 应用：合成甲醇、二甲醚以及合成油的良好原料；（问答题）3、四川维尼纶厂、青海海西化工公司 4、烃类裂解生产乙烯必需满意以下三个重要的条件：供应大量的反应热；反应区温度要求很高；反应时间特殊短（问答题）0.01 0.001s 以下）5、1）部分氧化法是通过甲烷部分燃烧作为热源来裂解甲烷,因此形成的 高温环 境温度受限 ,而且单吨产品消耗的 自然气量过大 ； 2 ）部分氧化法必需建立空分装置以供应氧气,因有氧气参与反应, 使生产运 行处于担心全范畴内 ,因而须增设复杂的防爆设备； 氧的存在仍使裂解气 中有氧化物存在,增加了分别和提浓工艺段的设备投资；3）裂化气组成比较复杂, C2H2为8.5

13、4%、CO为25.65%、CO 2为3.32%、CH4为5.68% 和H2为55%；这给分别提浓工艺的消耗及人员配置等诸方面都带来了麻烦,从而增加了运行成本 ；6、自然气部分氧化热解制乙炔的工艺包括两个部分,一是稀乙炔制备,另一个 是乙炔的提浓；Chapter 6 1、碳黑：气态或液态的碳氢化合物在空气不足的条件下进行不完全燃烧或热裂 分解生成的无定形碳,为疏松、质轻而极细的黑色粉末；（挑选题）2、炭黑的生产原料（挑选题）气体原料：自然气、矿坑瓦斯、炼油尾气、电石气等 液体原料：煤焦油、石油炼制的馏分油等 固体原料：萘,蒽等 3、按制造方法分类（接触法炭黑；炉法炭黑；热裂法炭黑）按用途和使用特

14、点分类（橡胶用炭黑；非橡胶用炭黑）色素炭黑、导电炭黑、塑料用炭黑以及其他专用炭黑（合成革用炭黑、黑色 农膜用炭黑）等；4、炭黑的生成机理：目前基本公认的炭黑生成历程包括如下几个阶段：（1）在高温下形成气态的炭黑先质（2）晶核形成（3）粒子的长大和集合（4）表面长大过程（5）附聚过程（6）集合体的气化 5、技术改进：加油富化和富氧生产名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 6、自热转化 CH4+1/2O2=CO+2H2CH4+H2O=CO+3H2 CH4+2H2O=CO2+3H2 蒸汽转化 CH4+H2O=CO+3H2 CH

15、 4+2H2O=CO2+4H2 CO+H2O=CO2+H2CO2+CH4=2CO+2H2 7、过程：原料气处理、蒸汽转化、CO变换和 H2提纯等单元（挑选题）8、低温冷凝法、膜分别法 高压吸附、低压再生Chapter 7 1、C5C9：石脑油馏分 C10C16：煤油馏分 C17C23：柴油馏分 C23以上：石蜡馏分GTL柴油是自然气制合成油中最重要产品；GTL产品特点：GTL柴油具有十六烷值高、硫含量低、不含或低含芳烃等特点；GTL煤油不含硫、氮化合物,燃烧性能特别好；GTL石蜡产品质量甚佳；自然气合成润滑油基础油不含硫,粘度指数高,可高度生物降解；（问答题）2、GTL技术可分为两大类：直接转

16、化和间接转化（间接转化是目前公认的比较可行的工业化 GTL技术；间接转化法分为甲醇路线和 3、铁基或钴基催化剂,活性组分为铁或钴 反应条件：压力 23MPa ,温度 200300F-T合成路线）4、管式固定床 TFB、疏相流化床 CFB、密相流化床 FFB 及浆态床四种工艺 5、F-T合成工艺：高温 F-T合成 HTFT 和低温 F-T合成 LTFT AGC-21工艺和 GTL工艺 Chapter 8 1、MTO技术：利用甲醇生产乙烯、丙烯和丁二烯等烯烃产品；MTP技术：利用甲醇生产单一的丙烯产品；低碳混合醇：从甲醇到己醇的混合物（问答题）2、当前自然气制烯烃的讨论开发主要有三种方法：一步法：

17、自然气直接合成制烯烃二步法：自然气经合成气制烯烃三步法：自然气经甲醇或二甲醚制烯烃3、（问答题）名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 工艺特点：可在最大乙烯和最大丙烯之间进行自由调剂；4、甲醇制烯烃在国外已引起极大的重视,并且被认为是有前途和不久可以工业 化的新过程；目前各国讨论开发的重点是研制活性高、挑选性好、寿命长且价格低廉的催 化剂；甲醇制烯烃的竞争才能取决于将来石脑油与甲醇的价格,关键是能否从煤制 取大量低价的甲醇；尽管目前甲醇制烯烃尚不能与石脑油制乙烯相竞争,但它具有潜在力气,开 发工作很有意义；5、清洁汽油添加剂,液体燃料和代油品,化学品及化工原料,作为煤液化手段 之一,实现煤的烷基化和可溶化及有效运输,作为 LPG代用品,直接作为通 用化学溶剂及用于高效发电等 6、意大利 Snam公司的 MAS 工艺,法国 IFP工艺,美国 DOW化学公司和 UCC联合开发的 Sygmol工艺,Lurgi公司低碳混合醇生产流程（Octamix工艺）7、等离子体：由大量带电粒子组成的中性非凝结系统,是部分或全部电离的气 体；甲烷等离子转化制乙炔自然气等离子制氢自然气等离子制甲醇 甲烷转化制芳烃（甲烷在无氧条件下的直接芳构化的挑选性较高）名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 7 页