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第五章天然气脱水1

第一节 溶剂吸收法脱水2

一、用甘醇做溶剂的天然气脱水装置3

(一)甘醇类化合物的主要物理性质4

(二)甘醇脱水装置的工艺流程14

(三)三甘醇脱水装置吸收塔的工艺计算16

(四)三甘醇脱水装置溶液再生系统的计算24

(五)装置运转和操作中存在的问题34

(六)酸性天然气的三甘醇脱水过程35

(七)甘醇——乙醇胺脱水脱硫流程36

二、用氯化钙水溶液做溶剂的天然气脱水工艺37

第二节 固体吸附法脱水38

一、吸附的基本过程39

二、天然气工业常用的吸附剂42

(一)活性铝土矿(Activated Bauxute)44

(二)活性氧化铝(Actiated Alumina)44

(三)硅胶(Silica Gel)44

(四)分子筛45

三、吸附法天然气脱水工艺流程49

(五)复式固体吸附剂49

四、吸附法脱水装置工艺计算51

(一)依据52

(二)吸附塔(器)的设计57

(三)吸附剂再生和冷却过程中的工艺计算61

(四)气体通过吸附床的压降计算66

第三节 其它吸附法净化天然气过程69

一、吸附法脱除天然气中的水汽和含硫化合物69

二、吸附法脱除天然气中水汽并回收重烃类73

(一)烃类的吸附过程74

(二)吸附剂的再生和烃液体的回收77

(三)关于装置设计的说明78

三、多塔吸附净化天然气流程79

第六章天然气脱硫及硫磺回收82

第一节 脱硫装置82

一、脱硫方法分类82

二、化学吸收法(用醇胺类化合物做溶剂的化学吸收法)86

(一)吸收用溶剂86

(二)过程的化学反应87

(三)醇胺溶液的基本物化数据92

(四)过程溶液的选择113

(五)工艺流程120

(六)设计与操作121

三、物理吸收法153

(一)多乙二醇醚法153

(二)砜胺法169

四、直接氧化法194

(一)铁碱法194

(二)蒽醌法195

五、干法脱硫过程201

一、硫磺回收的意义203

第二节 硫磺回收装置203

二、元素硫和硫化氢制硫过程中的含硫化合物205

三、硫磺回收过程的工艺流程212

(一)工艺流程的选择212

(二)过程气的再热方式216

四、硫磺回收过程中的化学反应和化学平衡216

(一)硫磺回收过程中的化学反应216

(二)硫化氢制硫的化学平衡219

五、影响硫磺回收率的因素220

六、酸气质量对硫磺回收装置的影响224

七、硫磺回收催化剂225

(一)硫磺回收催化剂的组成226

(二)硫磺回收催化剂的类型226

(三)硫磺回收催化剂的活性衰退和再生措施229

八、液硫的处理和成型233

(一)液硫脱气233

(二)液硫输送238

(三)硫磺成型239

第三节 克劳斯装置的尾气处理240

(一)斯科特法尾气净化工艺245

一、还原-吸收法245

(二)比文法尾气净化工艺252

二、克劳斯泼尔法尾气净化工艺(IFP法)253

三、冷床吸附(CBA)法和萨弗林法260

四、魏尔曼-洛德法264

五、化学吸收处理法265

六、尾气的灼烧267

第七章天然气贮运272

第一节 输气管道的工艺计算274

一、输气管道水力计算基本公式的导出274

二、输气管道的水力摩阻系数275

三、管道的局部阻力系数和压力损失279

四、关于管道通过能力的实用计算式283

(一)魏玛斯公式283

(二)全苏气体科学研究所公式283

(三)潘汉德公式284

五、管道线路高程变化对通过能力的影响285

六、输气管道的压力分布，平均压力和均压时间287

七、输气管道的温度分布，平均温度和总传热系数288

八、管系的水力计算291

九、管道的贮气能力296

第二节 输气管道的管材和强度计算299

一、输气管道材质的基本要求300

(一)管材的强度300

(二)管材的韧性300

(三)可焊性300

二、管子的外形规格301

(一)管子的直径与壁厚301

三、输气管道的强度计算302

(一)管子壁厚计算公式302

(三)管子的不圆度和端面平整度302

(二)管子的长度302

(二)输气管道的应力计算308

(三)输气管道的强度校核309

第三节 天然气的管道增压输送与压缩机站310

一、增压输送管道压缩机站的压比、布局和最佳参数分析311

(一)增压输送时的压比ε311

(二)压缩机站的布局312

(三)输气管道最佳参数分析313

(一)压缩机和原动机316

二、压缩机站的主要设备316

(二)天然气的冷却装置319

三、压缩机站的辅助设备320

(一)空气滤清机320

(二)压缩机的润滑系统320

(三)离心式压缩机的轴密封系统321

(四)压缩机站的油冷却系统321

四、往复式压缩机站323

(一)往复式压缩机站的工艺流程323

(二)几种用于输气管道的往复式压缩机组323

(三)往复式压缩机及管汇中的气体脉冲328

(一)离心式压缩机站的工艺流程329

五、离心式压缩机站329

(二)离心式压缩机332

(三)离心式压缩机的防喘振装置338

六、离心式压缩机与管道的联合工作339

(一)压缩机站的特性342

(二)管道特性和压缩机站与管道的联合工作点342

(三)离心式压缩机的调节方法342

一、管道分水器344

(一)输气管道中饱和水的凝析过程和凝析量的计算344

第四节 输气管道的主要工艺设施344

(二)分水器的布局346

(三)分水器的类型及特征348

二、气体除尘器351

(一)湿式除尘器(涤尘器)351

(二)球形涤尘器355

(三)多管旋风除尘器355

(四)气体过滤器357

三、清管器和清管工艺360

(一)清管器的分类和特性360

(二)清管器探测仪器366

(三)清管器收发装置367

(四)清管器的发送和接收368

(五)清管的几项工艺参数371

(六)清管工艺制度的几点原则372

(七)输气管道内壁光洁度对输送因素的影响372

(八)管道内壁清理和内涂工艺简介376

四、输气管线的干线切断阀376

(一)干线切断阀及其驱动方式的类型376

(二)球阀拨叉滑块驱动机构的特性380

(三)球阀密封结构的型式383

(四)输气管道干线阀门的紧急关闭系统385

(五)输气管道阀门标准392

(六)干线切断阀的安装393

五、输气管道的调压计量站和配气站395

第五节 输气管道的生产管理396

一、输气管道生产管理的一般原则396

二、输气管道生产管理的几项基本技术指标396

三、管输天然气的气质标准398

四、输气管道的压力试验和吹扫398

五、输气管道线路部分的主要管理对象402

六、输气管道线路部分的维护管理措施404

七、输气管道的维修工作406

一、天然气液化工艺过程413

第六节 天然气液化、贮存和再气化过程413

(一)不需机械功的天然气液化过程414

(二)消耗机械功的天然气液化过程415

(三)低温气体再液化过程419

二、液化天然气的贮运420

(一)液化天然气贮罐420

(二)液化天然气的运输424

三、液化天然气的再气化427

四、设计和操作要点430

(三)绝热材料432

(一)低温过程对材质的要求432

(二)热交换器432

(四)其它设计和操作中应注意的问题434

第八章腐蚀与防蚀435

第一节 腐蚀分类及影响因素435

一、金属腐蚀分类436

二、金属的化学腐蚀438

三、金属的电化学腐蚀438

(二)硫化氢腐蚀的特点440

(一)硫化氢的腐蚀机理440

四、硫化氢腐蚀440

(三)影响硫化氢腐蚀的因素441

五、二氧化碳腐蚀448

六、氧腐蚀450

第二节 气田开发设备的腐蚀概况和测试方法452

一、采气设备的腐蚀452

二、集输管线腐蚀453

三、脱硫及硫磺回收设备腐蚀459

四、甘醇脱水装置的腐蚀463

六、生产装置腐蚀监控方法465

五、现场腐蚀测试方法465

(一)工业挂片466

(二)电阻探针467

(三)探氢针469

(四)测径规470

(五)声发射471

(六)铁含量的测定472

七、腐蚀率单位换算473

八、设备-破坏记录473

一、腐蚀裕量的选择475

第三节 防蚀设计和工艺防蚀475

二、安全系数476

三、防止残留水分腐蚀的结构476

四、避免异种金属的接触腐蚀479

五、焊接481

六、腐蚀介质的脱除482

七、钻探设备工艺防蚀措施483

八、集输管线工艺防蚀措施484

九、脱硫及硫磺回收装置工艺防蚀措施485

十、甘醇脱水装置的工艺性防蚀486

第四节 耐蚀材质的选择487

一、耐蚀材质选择的原则487

二、常用金属材质的耐蚀情况487

三、对用于含硫油气田的碳钢及低合金钢的要求487

四、评定材料抗硫性能的试验方法490

五、常用抗硫材料508

六、防硫采气井口、阀门及主要零部件选材513

七、集气站、脱硫及硫磺回收装置设备选材514

八、抗硫仪表选材518

一、缓蚀剂519

第五节 缓蚀剂保护519

二、缓蚀剂作用原理520

三、缓蚀剂的评定522

四、天然气采输及净化厂用缓蚀剂523

(一)含硫气井用缓蚀剂523

(二)输气管线用缓蚀剂524

(三)天然气脱硫厂用缓蚀剂524

(四)甘醇脱水装置用缓蚀剂525

(五)油气井酸化缓蚀剂的使用527

(六)酸洗缓蚀剂的应用527

一、涂层防蚀的优点及涂料的选用原则530

第六节 防蚀涂层530

二、防蚀涂料的品种及性能537

三、涂层的施工537

四、埋地管线外壁防蚀涂层537

五、地面(或管沟内)管线及设备的防蚀涂层539

六、输气管线内壁涂层539

第七节 阴极保护542

一、阴极保护的原理542

二、阴极保护判断标准548

三、长输管线的外加电源阴极保护549

(一)阴极保护站接线图549

(二)长输管道的阴极保护站设计550

(三)阴极保护站的设备552

(四)增长保护范围的措施558

(五)阴极保护站管理558

四、牺牲阳极保护560

(一)常用牺牲阳极560

(二)决定输气管道牺牲阳极间距及数量563

(三)管线采用牺牲阳极保护时应注意的几个问题566

五、阴极保护方法的选择566

六、杂散电流与干扰腐蚀566

第九章天然气的综合利用572

第一节 天然气做燃料的应用573

一、天然气的燃烧特性573

二、用天然气做燃料的燃烧器577

三、天然气的供应方式581

四、天然气燃料的应用584

(一)家庭或商业用584

(二)在冶金工业中的应用586

(三)在水泥工业中的应用588

(四)在玻陶工业中的应用589

(五)天然气用做发电厂燃料590

(六)天然气用做燃气轮机燃料591

(七)其它方面的应用593

第二节 天然气提氦594

一、氦气的性质和用途594

二、氦的生产594

(一)天然气低温冷凝法提氦595

(二)薄膜提氦597

一、炭黑的性质598

二、炭黑的用途598

第三节 天然气制造炭黑598

(三)氦资源保护598

三、炭黑的生产工艺600

(一)炭黑的生产方法概述600

(二)天然气槽法炭黑生产工艺603

(三)天然气半补强炉法炭黑生产工艺604

(四)炭黑的加工处理606

第四节 以天然气为原料的无机和有机合成工业606

一、合成氨610

(一)流程和说明613

(二)主要原材料及消耗指标616

二、天然气制甲醇616

(一)合成甲醇的制备原理617

(二)合成甲醇的生产618

三、天然气制乙炔及乙炔二次加工的主要产品621

(一)制备原理622

(二)生产流程图及说明624

(三)主要原材料消耗625

(四)由乙炔合成的主要产品625

四、天然气制甲醛627

(一)制备原理629

(二)生产流程和说明629

(一)甲烷的氯化反应630

(三)主要原材料消耗630

五、甲烷氯化产品的生产和利用630

(二)甲烷氯化物生产方法632

(三)天然气氯化产品的性质和用途638

六、天然气合成氢氰酸640

(一)主要生产方法概述640

(二)安氏法合成氢氰酸生产过程641

(三)主要原材料消耗642

七、天然气硝化制硝基甲烷642

(一)硝基甲烷的生产643

(二)主要原材料消耗644

附录646

一、单位换算646

1.单位换算因子646

2.温度换算公式647

3.天然气体积单位换算表647

4.天然气比重S(空气S＝1)，分子量及在基准条件下的重度换算表648

5.硫化氢浓度单位换算表649

(1)H2S体积百分数(％)和克H2S/标米3649

(3)谷H2S/100英基英尺3和毫克H2S/标米3650

(2)H2S百万分之一体积(ppm)和毫克H2S/标米3650

6.二氧化碳体积百分浓度(％)和克CO2/标米3换算651

二、烷烃混合物的热焓和汽-液平衡常数652

1.烷烃混合物的热焓652

2.汽-液平衡常数K值(公制单位)657

三、天然气工业中有害物质的排放标准663

1.主要有害气体排放标准663

2.居住区大气中主要有害气体最高允许浓度663

3.车间空气中有害气体的最高允许浓度664

4.工业“废水”最高允许排放标准664

主要参考书665