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天然气化工工艺学复习资料天然气化工工艺学复习资料 考试时间：11 月 9 日，14：3016：10 考试地点：明德楼 B303、B307、A304、A312 考试题型：名词解释、填空、选择、问答 说明：1.本资料根据上课 PPT 及教材归纳整理，第一、二、三章由化工 3 班蒋鹏同 学完毕，四、六、八章由化工 3 班李超同学完毕，五、六章由化工 4 班张颖超同 学完毕，旨在方便复习，减轻为考研和找工作的同学承担；2.红色标注的是未找到或者归纳得不全面的内容，有待进一步整理及优化；3.本资料整理的时间比较仓促，统稿完毕后迫不及待与大家分享，不也许完 全保证答案的对的性，仅仅为复习提供一个参考。Chapter 1 概述概述 1.天天然气的定义然气的定义?答：广义上看：指在自然界中天然生成的气体化合物。能源工业：专指岩石圈中生成并蕴藏的以气态烷烃混合物为主的可燃性气 体。2.干气、湿气、贫气、富气、凝析井气、伴气愤、气井气的定义？干气、湿气、贫气、富气、凝析井气、伴气愤、气井气的定义？答：干气与湿气：C5 界定法 干气(dry gas)：1Sm3 井口流出物中，C5 以上烃液含量13.5cm3 的天然气。湿气(wet gas)：1Sm3 井口流出物中，C5 以上烃液含量13.5cm3 的天然气。（注：Sm3 指基本立方米，标准参比条件，压力 101.325kPa、温度 20（CHN）或 15.6（GPA）贫气与富气：C3 界定法 贫气(lean gas)：1Sm3 井口流出物中，C3 以上烃液含量94cm3 的天然气。富气(rich gas)：1Sm3 井口流出物中，C3 以上烃液含量94cm3 的天然气。凝析井气(condensate gas)：在井口减压后可提成气、液两相，液相重要为凝 析油；除甲、乙烷外，还含一定量丙、丁烷及戊烷(C5+)以上烃类。伴气愤(associated gas)：随着原油共生并与原油同时被采出，亦称油田气(oil field gas)，在地层中为油、气两相。除甲、乙、丙、丁烷外，还具有戊、已烷，甚至 C9、C10 组分。气井气(gas well gas)：在气藏中天然气以气相形式在在；重要为甲烷，及少 量乙、丙、丁烷和非烃气体。3.酸性天然气的定义？酸性天然气的定义？答：含硫量高于 20mg/Sm3 的天然气，必须通过解决才干达成管输标准或商品气 气质指标。4.我国天然气重要产地有哪些？我国天然气重要产地有哪些？答：我国天然气重要分布在四川、鄂尔多斯、塔里木、柴达木、准格尔、松辽六 大盆地。5.天然气质量标准中对硫化物的规定？天然气质量标准中对硫化物的规定？答：分类 1：含硫气(0.3%1.0%)、中含硫气(1.0%5.0%)、高含硫气(5.0%)。分类 2：含硫气藏(2%5%)、高含硫气藏(5%20%)、特高含硫气藏(20%以上)、“纯”硫化氢气藏(80%以上)。6.天然气作为清洁能源有哪些优点？天然气作为清洁能源有哪些优点？答：1）天然气是高热值能源；2）天然气是清洁能源；3）运用效率高；4）天然 气是资源丰富的能源。7.我国最长的天然气输气管线有哪些？我国最长的天然气输气管线有哪些？答：1）西气东输：起点：西部的塔里木盆地、柴达木盆地、陕甘宁盆地以及川 渝盆地。2）川气东送：从重庆忠县到湖北武汉。3）俄气南供。8.在我国天然气运用政策中，天然气运用分为哪在我国天然气运用政策中，天然气运用分为哪几类？几类？答：1）城市居民应用；2）天然气发电；3）天然气汽车；4）燃料电池 9.天然气化工运用有哪些？天然气化工运用有哪些？答：目前天然气运用以合成氨和甲醇为主。氨、甲醇、乙炔是天然气化工的三大 基础产品。Chapter 2 天然气转化天然气转化 1.合成气、空速、水碳比、硫容量、析碳的定义？合成气、空速、水碳比、硫容量、析碳的定义？答：合成气：CO 和 H2 的混合物。空速：单位时间单位催化剂所解决的进料量。水碳比：进口气体中水蒸气与烃原料中所含的碳的物质的量之比。硫容量：析碳：2.天然气转化前，脱硫的因素？脱硫方法？及各类的特点？天然气转化前，脱硫的因素？脱硫方法？及各类的特点？答：因素：1）硫化物是各种催化剂的毒物；2）硫化物腐蚀设备和管道。天然气 进入转化工序之前，必须进一步脱除硫化物，规定：硫化物含量0.5 10-6，甚 至 0.1 10-6。脱硫方法：脱硫方法可分干法脱硫（活炭法、氧化铁法、氧化锌法、氧化锰 法、分子筛法）和湿法脱硫（化学吸取法、物理化学吸取法：环丁砜、烷基醇胺 法、物理吸取法：低温甲醇法、Selexol 法、碳酸丙烯酯法等）3.氧化锌脱硫原氧化锌脱硫原理理?硫容量的大小受哪些因素影响？硫容量的大小受哪些因素影响？答：H2SZnO H2OZnS，将硫化氢转化为硫化锌固体。4.钴钴钼加氢能独立脱硫么？什么场合使用钴钼加氢能独立脱硫么？什么场合使用钴钼加氢？钼加氢？5.天然气蒸汽转换催化剂的活性组分？催化剂的使用操作需注意哪些？催化剂天然气蒸汽转换催化剂的活性组分？催化剂的使用操作需注意哪些？催化剂 中毒类型？中毒类型？答：活性组分：以镍为最佳，一般以 NiO 形式存在，含量约为 4%30%。使用时：1）使用前必须还原成为具有活性的金属镍；2）不采用纯 H2 还原，而是通入水蒸气和天然气混合物；3）还原后的催化剂不能与氧气接触，否则会 产生强烈的氧化反映，催化剂钝化。原料中的硫、砷、氯都是催化剂的毒物。催化剂中毒分为暂时性中毒和永 久性中毒。6.天然气转化生成合成气的方法？重要反映式？天然气转化生成合成气的方法？重要反映式？答：1）天然气水蒸气转化法：CH4+H2O=CO+3H2;CO+H2O=CO2+H2 2）天然气 CO2 转化：CH4+CO2=2CO+2H2 3)天然气部分氧化法：CH4+1/2O2=CO+2H2 4）联合转化制备合成气 7.分析甲烷水蒸气转化时，温度、压力、分析甲烷水蒸气转化时，温度、压力、H/C 对甲烷水蒸气转化过程的影响？对甲烷水蒸气转化过程的影响？答：1）压力 升高压力对于体积增长的甲烷转化反映不利，平衡转化率随着压 力的升高而减少。采用加压蒸汽转化；一般控制在 3.04.0MPa，最高已达 5MPa。2）温度 从化学平衡或反映速度考虑，温度对转化反映都是有利的。一 段转化炉出口温度温度决定出口气体组成，出口温度，可残余甲烷含量；温 度一般在 800860。二段转化炉出口温度：合成气的最终组成取决于二段转 化炉出口温度，一般在 10001200。3）水碳比 进入转化系统的水碳比，有助于甲烷平衡含量，有助于 反映速度，有也利于防止析炭。Chapter 3 合成氨及下游产品合成氨及下游产品 1.CO 变换、甲烷化以及氨合成过程的重要反映式？变换、甲烷化以及氨合成过程的重要反映式？答：CO 变换：CO+H2O=CO2+H2 甲烷化：CO+3H2=CH4+H2O;CO2+4H2=CH4+2H2O 氨的合成：N2+3H2=2NH3 2.在氨合成中，为什么要脱除在氨合成中，为什么要脱除 CO2 中的中的 CO？有哪些方法？有哪些方法？答：CO2 也合成氨催化剂的一种毒物，需要脱除。采用吸取法如 Benfield 法、aMDEA 法、Selexol 法。3.氨合成时催化剂的活性成分？毒物有哪些？氨合成时催化剂的活性成分？毒物有哪些？答：铁系催化剂活性成分：Fe；未还原前：氧化铁和氧化亚铁，Fe2+/Fe3+约 0.5，催化剂重要可视为 Fe3O4，具有尖晶石结构。毒物：1）氧及氧的化合物：CO、CO2、H2O，可逆毒物，中毒为暂时性的。2）硫及硫的化合物：H2S、SO2 3）磷从磷的化合物：磷化氢等 4）砷及砷的化台物 氯及氯的化合物 5）其它：润滑油、铜液等。4.以天然气为原料的节能型合成氨工艺中以天然气为原料的节能型合成氨工艺中 H20/C 控制多少？控制多少？5.CO 变换目的？变换流程的类型及重要设备？变换目的？变换流程的类型及重要设备？答：CO 是合成氨催化剂的毒物，运用水蒸气把 CO 变换为 H2 和易清除的 CO2。1）中变流程及设备名称。2）中变串低变流程 6.CO 变换使用的催化剂？变换使用的催化剂？答：1）中温变换催化剂 活性组分：新催化剂为 Fe2O3，需在使用前还原为 Fe3O4 2）低温变换催化剂 活性组分：金属铜微晶，使用前需还原为铜。3）耐硫变换催化剂 活性组分：钴钼的硫化物。7.aMDEA 脱脱 CO2 的原理，工艺流程，标注重要设备名称？的原理，工艺流程，标注重要设备名称？答：R2RNCO2H2O=R2RNH+HCO3-纯 MDEA 不能与 CO2 发生化学反映，仅 MDEA 水溶液对 CO2 有吸取作用。为加快反映速率，需加入 2%5%左右的活化剂：二乙醇胺、嗪、咪唑、甲基咪 唑等。工艺流程图如下所示。8.合成工段中，影响氨含量的因素有哪些？合成工段中，影响氨含量的因素有哪些？答：1）温度和压力影响 压力，温度，KPp 数值，y*NH3 随之。2）氢氮比影响 在=3 时，y*NH3 具有最大值。3）惰性气体的影响 y*NH3 随 y1*的而。9.氨的基本性质？氨的基本性质？答：理化性质如下。1）无色气体，比空气密度小，具有刺激性气味 2）常温下稳定，但在高温下可分解成氢和氮 3）遇热、明火难以点燃危险性较低；但与空气混合物达成某浓度(爆炸极限 1625%，最易引燃浓度 17%)遇明火会燃烧和爆炸。4）氨极易溶于水，可生产含氨 15%30%(质量)的氨水，水溶液呈碱 性。有毒性如下。具有特殊性恶臭的有毒气体，最高允许浓度：25ppm(18mg/m3)。对粘膜和 皮肤有碱性刺激及腐蚀作用，可导致组织溶解性坏死；高浓度可引起反射性呼吸 停止和心脏停搏。危险性如下。不能与下列物质共存：乙醛、丙烯醛、硼、卤素、环氧乙烷、次氯酸、酸、汞、氯化银、硫、锑、双氧水等。10.影响氨的合成因素有哪些？氨如何分离？影响氨的合成因素有哪些？氨如何分离？答：（1）压力 操作压力利于平衡氨含量和氨合成速度，生产能力，有利 于简化氨分离流程。合成氨适宜的操作压力：30MPa。（2）温度 工业生产中，应控制两点温度：床层入口温度、热点温度。床层 入口温度应等于或略高于催化剂活性温度的下限；热点应小于或等于催化剂使用 温度的上限。（3）空速 1000020230h-1（4）入塔气体的组成 氢氮比，生产实践表白：进塔气中适宜的氢氮比 是 2.82.9，若含钴催化剂其适宜氢氮比在 2.2 左右。惰性气体含量，惰性气 含量过低，需大量排放循环气，而损失氢氮气，原料气耗量。循环气中惰性 气含量宜在 1620，以原料气消耗量。入口气体中氨含量，入塔氨含 量的高低，取决于氨分离的方法。分离方法：冷凝法，运用氨气在高压下易于被冷凝的原理而进行。11.合成氨中驰放气排放的目的？组成？如何回收？合成氨中驰放气排放的目的？组成？如何回收？答：生产中采用放掉一部分循环气的办法，放掉的气体称为驰放气。1）目的：防止惰性气积累，维持系统组成稳定。2）驰放气组成：H2、N2、NH3、CH4、Ar 等。3）驰放气如何回收 膜分离法、变压吸附法、深冷法、储氢合金法。12.列举三种重要的合成氨工艺？列举三种重要的合成氨工艺？答：天然气制氨、石脑油制氨、重油制氨。13.氨合氨合成塔的基本规定及类型有哪些？成塔的基本规定及类型有哪些？答：基本规定：催化床层温度分布合理 容积运用率高 正常操作时，反映 能维持自热 气体在催化床层分布均匀，压降小。类型：按从催化剂床层移热的方式不同，大体分为：连续换热式、采用内 冷管式，运用管内未反映的气体移走反映热、多段间接换热式、多段冷激式。14.氨的下游产品？氨的下游产品？答：尿素、碳酸氢铵、硝酸、三聚氰胺。15.尿素合成的基本原理及化学反映尿素合成的基本原理及化学反映有哪些？有哪些？答：CO2 和 NH3 合成尿素的主反映为两个环节：2NH3+CO2=NH2COONH4 NH2COONH2=CO(NH2)2+H2O 副反映：副反映是生成缩二尿的综合反映：2CO(NH2)2=NH2CONHCONH2+NH3 Chapter 4 甲醇合成及其衍生物甲醇合成及其衍生物 1.天然气制甲醇由那几个部分构成？天然气制甲醇由那几个部分构成？答:合成器水冷器甲醇分离器循环机油水分离器新鲜气 粗甲醇 2.合成气制取甲醇的重要反映及副反映，合成气制取甲醇的重要反映及副反映，CO2 对甲醇的合成有哪些影响？对甲醇的合成有哪些影响？答：主反映：1）CO+2H2=CH3OH;2)CO2+3H2=CH3OH 副反映：1）CO+3H2=CH4+H2O;2)2CO+4H2=C2H5OH+H2O;3)CO+H2=HCHO;4)2CO+4H2=CH3OCH3+H2O;4)2CH3OH=HCOOCH3+2H2;5)CH3OH+CO=HCOOCH3 CO2 一般维持在 2%6%对甲醇合成有益：一定的 CO2 可促进甲醇合成速率；适量的 CO2 可使催化剂呈现高活性，可减少甲醇合成热效应，催化床层温度易 控制；CO2 存在，可减少甲醇合成热效应，催化床层温度易控制；CO2 含量过高，会导致甲醇中水含量增多。3.热点温度、冷激、飞温的定义？热点温度、冷激、飞温的定义？答：热点温度：在催化剂上层，反映气中反映物的浓度最高，生成物的浓度最低，此时反映最剧烈，所以催化剂床层的温度沿轴线上升。到某一温度最高，此后，随着生成物浓度的增长，反映物浓度的减少，反映渐趋缓慢，同时，热量被插入 催化剂床层的冷管带走温度又逐渐减少。习惯上把沿合成塔轴线上温度最高的一 点称为热点。热点是判断合成催化剂活性的依据，催化剂活性好则热点位置高，活性差则热点位置低。冷激：在多层固定床绝热反映器中进行放热反映时，在催化剂层间注入冷的 原料，与高温的反映物混合，以直接换热的方式减少反映物的温度，称为冷激。飞温：反映器处在非稳定的操作状态下，当操作参数有小的扰动，反映器的 局部地方或整个反映器中的温度便会大幅度地上升的现象。飞温是由于反映系统 在操作条件下处在“多态”状况所致，它在很大限度上是由反映热效应与传热过程 的互相作用产生的。它常导致正常运转的破坏，甚至把催化剂烧毁。4.以天然以天然气为原料制取甲醇时，为什么要补充气为原料制取甲醇时，为什么要补充 C？答：由于天然气原料存在“氢多碳少”的特性，虽然过程中部分氢得到回收，但还 有过量的氢需要在循环中排放，不仅导致了资源浪费，并且导致甲醇生产成本增 高，为了获得适宜合成甲醇用的合成气，人们不断地进行 CH4-H2O-CO2,，以部 分 CO2,代替水蒸气，减少甲烷水蒸气转化过程的水碳比，制得符合合成甲醇用 的合成气，从而减少甲醇生产成本，提高经济效益.5.按照压力分类，甲醇合成工艺有哪些？按照压力分类，甲醇合成工艺有哪些？答：生产工艺可分高压法、低压法和中压法。高压法(20MPa)：德国 BASF 公司于 1923 年发明，建成了世界上第一套 3000t/a 的高压生产装置。其发展长期以来处在停顿状态。低压法(5.08.0MPa)：ICI 公司于 1966 年开发成功，以 ICI 工艺和 Lurgi 工艺为典型代表。中压法(9.812.0MPa)：随甲醇规模大型化，采用低压法导致工艺管道和设 备较大，故在低压法的基础上适当合成压力。6.甲醇合成催化剂有哪些？各自的活性成分？甲醇合成催化剂有哪些？各自的活性成分？答：答：锌-铬催化剂：活性温度高，低温和高压有助于反映正向进行。铜基催化剂：活性温度低，活性组分是溶解于氧化锌中的铜离子，微量 O2 可使合成具有高活性是由于产生了适量 CO2 的缘故。7.影响甲醇合成的因素？影响甲醇合成的因素？答：1）温度 温度影响反映平衡和速率。2）压力 甲醇合成体积，故压力有利平衡；催化剂的强度。3）空速 低空速：反映器出口气体与平衡组成相近；高空速：压力降，床层温度不能维持。空速一般控制在 10000-30000h-1 4）气体组成 氢碳比。最佳反映速率时的气体组成并不是化学计量组成。比化学计量规定(H2-CO2)/(CO+CO2)的摩尔比 2.052.15 要高一些。CO2 的含 量。一般认为 CO2 的存在对甲醇合成有益，一般维持 2%6%。惰性气体含量。惰性气体含量，会反映速率，单位产量的动力消耗。5）催化剂颗粒尺寸 催化剂颗粒小，内表面运用率大，可催化剂用量；但粒度减小，催化床层压降，从而动力消耗。6）循环气中甲醇含量 循环气与入塔气中甲醇含量，有助于甲醇合成。8.粗甲醇有哪些杂质？为什么要精制？精制的方法？粗甲醇的三塔工艺流程？粗甲醇有哪些杂质？为什么要精制？精制的方法？粗甲醇的三塔工艺流程？答：甲醇合成反映产生的粗甲醇产品中具有许多杂质，具有机杂质（如醇、醛、酮、酸、醚以及烷烃等），水，还原性杂质。有些杂质因存在碳碳双键和碳氧双键，容易被氧化，影响其稳定性，而质 量和使用价值，故需精制。精制方法：物理方法：蒸馏；化学方法：解决还原性杂质，采用氧化法。三塔工艺流程如下所示。9.叙述甲醇合成工艺（叙述甲醇合成工艺（Lurgi）基本工艺流程？绘出甲醇合成工段的流程图？工）基本工艺流程？绘出甲醇合成工段的流程图？工 艺特艺特点及合成塔的类点及合成塔的类型？型？答：工艺流程图如下所示。在该流程中，采用管壳型反映器，催化剂装在管内，反映热由管间的沸腾水 带走，并副产中压蒸汽。流程说明：甲醇合成原料气在离心式透平压缩机内加压 至 5.2MPA 与循环气 1：5 的比例混合。混合气在进入反映器前后与反映器的出 塔气体换热，升温至 220左右，然后进入管壳式合成塔。反映热传给壳程的水，产生蒸汽进入汽包，出塔气体温度约为 250，具有甲醇 7%左右，通过换热冷 却至 85，然后用空气和水分别冷却，温度将至 40，冷凝的粗甲醇通过度离 器分离。分离粗甲醇后的气体适当放空，控制系统中惰性气体的含量。这部分放 空气体用作燃料，大部分气体进入透平压缩机加压后返回合成器。合成塔副产的 蒸汽及外部补充的高压蒸汽一起进入过热器，过热至 500，带动透平。透平后 的低压蒸汽作为甲醇精制工段所需的热源。工艺特点：适合于高含 CO 的情况，副产中压蒸汽；能较好地回收能 量，能耗低；出口气体中甲醇含量为 7%左右。因列管长度受到限制，要 生产只有管数，使合成塔的直径，给设计和制造带来很大困难。合成塔类型：管壳型反映器 10.甲醇制取二甲醚的化学反映？甲醇制取二甲醚的化学反映？答：气相甲醇脱水制二甲醚（DME）的反映为：2CH3OH(g)H3COCH3(g)H2O(g)11.甲醇合成中，合成塔内气体的组成？最佳氢碳比？甲醇合成中，合成塔内气体的组成？最佳氢碳比？答;合成塔内的气体组成：CO,H2,CH3OH,CO2,H2O 等 最佳氢碳比：当原料气中 CO 和 CO2 同时存在是，碳氢比表达为：f H2 CO2 CO CO2 2.10 2.15 M 12.甲醇的下游产品有哪些？甲醇的下游产品有哪些？H2 CO 1.5CO2 2.0 2.05 答：甲醛、二甲醚、碳酸二甲酯、醋酸、甲胺 Chapter 5 天然气制乙炔天然气制乙炔 1.乙炔生产的重要方法？乙炔基本性质？乙炔生产的重要方法？乙炔基本性质？答：乙炔生产的重要方法有电弧法、部分氧化法、热裂解法、等离子法等。乙炔的基本性质：在常温常压下为无色、可燃性气体；乙炔自身无毒，具有麻醉 性，在高浓度时会引起窒息；比空气轻，极易燃烧和爆炸；易溶于酒精、丙酮、苯、乙醚等，微溶于水。乙炔溶解在丙酮等溶剂及多孔物中才干安全运送和贮存；装入钢瓶内应存放在阴凉通风干燥之处，库温不宜超过 30。2.天然气部分氧化制乙炔的重要化学反映？乙炔尾气的组天然气部分氧化制乙炔的重要化学反映？乙炔尾气的组成部分有哪些及如何成部分有哪些及如何 运用？运用？答：总反映式为：2CH4 C2H2+H2；乙炔尾气组成为：尾气中 CO 和 H2 的含量达成 90%以上；H2/CO 比约 2.11；(H2-CO2)/(CO+CO2)1.75。是合成甲醇、二甲醚以及合成油的良好原料。3.目目前我国天然气制乙炔的生产厂家有哪些？前我国天然气制乙炔的生产厂家有哪些？答：目前仅有中石化集团四川维尼纶厂一家，采用天然气部分氧化法，产能 6.75 万吨/年，不到全国乙炔产量的 5。在建的有新疆美克公司与四川维尼纶厂合资 的装置、青海海西化工公司 4.5 万吨/年装置，其他乙炔相关项目有新疆阿克苏地 区天然气制乙炔项目、盐城天然气开发运用有限公司聚氯乙烯（PVC）项目、青 海石油局 12 万吨/年 PVC 项目、洛阳石化天然气化工项目、宁夏石嘴山市天然气 盐化工。4.烃类裂解生产乙烯满足的重要条件烃类裂解生产乙烯满足的重要条件?答：烃类裂解制乙炔，必须在高温条件下进行。但是否能获得乙炔，决定于它 们在动力学上的竞争。5.天然气部分氧化制乙炔的局限性之处有哪些？天然气部分氧化制乙炔的局限性之处有哪些？答：部分氧化法的局限性之处：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，并且单吨产品消耗的天然气量过大；2）部分氧化法必须建立空分装置以供应氧气，因有氧气参与反映，使生产运营处在 不安全范围内，因而须增设复杂的防爆设备。氧的存在还使裂解气中有氧化物 存在，增长了分离和提浓工艺段的设备投资；3）裂化气组成比较复杂。这给分 离提浓工艺的消耗及人员配置等诸方面都带来了麻烦，从而增长了运营成本。6.天然气部分氧化制乙炔天然气部分氧化制乙炔工艺的构成？工艺的构成？答：天然气部分氧化热解制乙炔的工艺涉及两个部分，一是稀乙炔制备，另一个 是乙炔的提浓。Chapter 6 天然气制炭黑和制氢天然气制炭黑和制氢 1.生产炭黑的原料有生产炭黑的原料有哪些？哪些？答：气体原料有天然气、矿坑瓦斯、炼油尾气、电石气等；液体原料有煤焦油、石油炼制的馏分油等；固体原料有萘、蒽等。2.炭黑产品的分类？炭黑产品的分类？答：（1）按制造方法分类有接触法炭黑、炉法炭黑、热裂法炭黑。（2）按用途和使用特点分类有橡胶用炭黑、非橡胶用炭黑（特种炭黑）。3.炭黑的生成机理有哪些？炭黑的生成机理有哪些？答：炭黑生成历程涉及如下几个阶段：（1）在高温下形成气态的炭黑先质；（2）晶核形成；（3）粒子的长大和聚集；（4）表面长大过程；（5）附聚过程；（6）聚 集体的气化。4.炭黑生产技术的改善体现在哪两方面？炭黑生产技术的改善体现在哪两方面？答：重要体现在：（1）加油富化：向炉内喷蒽油或煤焦油，可提高产量，减少成 本；（2）富氧生产：通入富氧空气代替空气生产炭黑。5.天然气制氢有哪几种工艺？天然气制氢有哪几种工艺？答：有自热转化法和蒸汽转化法两种工艺。6.天然气自天然气自热转化法和蒸汽转化法制氢的重要化学反映？热转化法和蒸汽转化法制氢的重要化学反映？答：天然气自热转化法的化学反映重要有：CH4+1/2O2=CO+2H2，H=-36kJ/mol；CH4+H2O=CO+3H2，H=+206kJ/mol；CH4+2H2O=CO2+3H2 ，H=+165kJ/mol 天然气蒸汽转化法的化学反映重要有：CH4+H2O=CO+3H2，H=+206.29kJ/mol；CH4+2H2O=CO2+4H2，H=+165.27kJ/mol；CO+H2O=CO2+H2，H=-41.19kJ/mol；CO2+CH4=2CO+2H2 ，H=+247.30kJ/mol 7.天然气制氢过程由哪几部分构成？天然气制氢过程由哪几部分构成？答：重要由原料气解决、蒸汽转化、CO 变换和 H2 提纯等单元构成。8.H2 提纯用什么方法？基本提纯用什么方法？基本原理是什么？原理是什么？答：采用 PSA(变压吸附)工艺。其原理是在高压下进行吸附，在低压(或真空)下 使吸附组分解吸。Chapter 7 天然气制合成油天然气制合成油 1.天然气制备合成油有哪些产品及特点？（与炼油工业中的油品对比）天然气制备合成油有哪些产品及特点？（与炼油工业中的油品对比）答：答：GTL(gas to liquid)产品分类及分类：C5 C9：石脑油馏分；C10 C16：煤油 馏分（特点：不含硫、氮化合物，燃烧性能非常好）；C17 C23：柴油馏分（具有 十六烷值高、硫含量低、不含或低含芳烃等特点）；C23 以上：石蜡馏分 质量甚 佳。天然气合成润滑油基础油是由 GTL 石蜡馏分通过加氢异构-脱蜡后得到的，不含硫，粘度指数高，可高度生物降解。2.天然气制备合成油的方法及分类？天然气制备合成油的方法及分类？目前采用哪种方法？目前采用哪种方法？答：答：分类：直接转化、间接转化，间接转化法分为甲醇路线和 F-T 合成路线。目前采用 F-T，F-T 合成是经催化剂（铁或钴）将合成气（CO+H2）转化成 液体燃料和相关石化产品的工艺。3.费费托法合成油的催化剂的活性组分？反映的温度、压力范围？托法合成油的催化剂的活性组分？反映的温度、压力范围？答：答：催化剂：高温使用铁基催化剂、低温使用钴基催化剂。反映条件：压力 23MPa，温度 200300。4.制合成油采用的反映器有制合成油采用的反映器有哪些类型？哪些类型？答：反映器类型：ATR（氧）造气浆态床反映器、POX 造气固定床反映器、ATR（空气）造气浆态床反映器。5.列列举几种典型的制合成油的装置？举几种典型的制合成油的装置？答：1）Sasol 公司 SSPD 技术 2）Exxon Mobile 公司 AGC-21 技术 3）Shell 公司 SMDS 技术 4）Syntroleum 公司技术 Chapter 8 天然气化工新技术天然气化工新技术 1.MTO、MTP、低碳混合醇的定义、低碳混合醇的定义 答：MTO 技术：运用甲醇生产乙烯、丙烯和丁二烯等烯烃产品。MTP 技术：运用甲醇生产单一的丙烯产品。低碳混合醇：从甲醇到乙醇的混合物。用途：（1）用作汽油掺和剂或汽油待 用燃料（2）可分离为单独醇类，作有机化工原料。2.简述天然气制取低碳烯烃的技术途径有哪些？简述天然气制取低碳烯烃的技术途径有哪些？答：重要有三种方法：一步法，天然气直接合成制烯烃；二步法，天然气经合成 气制烯烃；三步法，天然气经甲醇或二甲醚制烯烃。3.画出画出 UOP/Hydro 的的 MTO 工艺，标注重要设备名称？该工艺有哪些特点？工艺，标注重要设备名称？该工艺有哪些特点？该工艺的特点：可在最大乙烯和最大丙烯之间进行自由调节。4.试分析天然气制取烯烃的前景？试分析天然气制取烯烃的前景？答：答：1)甲醇制烯烃在国外已引起极大的重视，并且被认为是有前程和不久可以工 业化的新过程；2)目前各国研究开发的重点是研制活性高、选择性好、寿命长且价格低廉的 催化剂。3)甲醇制烯烃的竞争能力取决于未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。4）尽管目前甲醇制烯烃尚不能与石脑油制乙烯相竞争，但它具有潜在力量，开发工作很故意义。5.列举列举 3 种国外低碳烯烃混合醇的合成工艺？种国外低碳烯烃混合醇的合成工艺？答：答：6.天然气等离子体技术有哪些应用？天然气等离子体技术有哪些应用？答：答：甲烷作为天然气最重要的成分，其结构极其稳定（C-H 键平均键能为 415kJ/mol,CH3-H 键离解能高达 435kJ/mol）。甲烷等离子转化制乙炔、甲烷等离子制氢、天然气（甲烷）等离子制甲醇、甲烷转化制芳烃。