天然气化工工艺学

出版时间：2009-3  出版社：魏顺安 化学工业出版社 (2009-03出版)  作者：魏顺安 著  页数：218  

前言

天然气是人类的宝贵财富，与煤、石油共同构成世界能源和现代化学工业的三大支柱。面对当前石油资源日益枯竭、煤炭资源污染严重的资源和技术形势，天然气作为清洁、高效、方便的优质能源，在清洁能源和化工原料方面扮演着越来越重要的角色。 地球上蕴藏着极其丰富的天然气资源。据估计，仅常规天然气资源量约为600×1012m3，其中当前技术可采储量约160×1012m3，按照现在（2～3）×1012m3/年的开采速度，可供人类开发利用200~~300年。我国天然气资源也较丰富，根据第三轮全国油气资源评估结果，我国天然气总资源量为53×1012m3，常规资源量为14×1012m3，当前技术可采储量约22×1012m3。近年来我国天然气探明储量不断增加，海上气田的勘探和开发也有较大进展。随着国家对工业结构调整力度的加大和对环保要求的提高，我国天然气利用的地域和技术范围将大为拓宽，为我国的天然气化学工业带来很好的发展机遇。 本教材旨在提供一本本科生学习天然气化工工艺的教材，并兼顾工程技术人员的学习参考。介绍以天然气为初始原料的诸多化学工业过程的工艺、流程、设备、反应动力学、热力学、物性数据等方面的基础知识，内容包括天然气资源介绍、天然气脱硫与脱水净化、天然气到合成气的转化、甲醇及其衍生物、天然气制乙炔和炭黑、天然气的卤代和硝基化直接衍生物、液化天然气、吸附天然气、天然气制氦、天然气制合成油以及天然气应用新技术等。使学生通过对本课程的学习，了解天然气化学工业技术及产品的全貌，有助于提高学生的基础知识和工作能力。 本教材由重庆大学化学化工学院化学工程教研室集体编写完成，参加各章编写的人员有魏顺安(1、3章，4章部分内容)、董立春(2、9、10章，4、8章部分内容)、张红晶(5、6章)、谭世语(7章)、薛荣书(8章部分内容)。各章初稿完成后，由魏顺安和谭世语进行统稿并修改定稿。 由于编者水平有限,时间仓促，书中论述不当和不妥之处在所难免，恳请广大读者批评指正，并提出宝贵意见。

内容概要

　　天然气是世界三大支柱能源之一，不仅是一种清洁的能源，还是一种用途广泛的化工原料。天然气化工在我国涉及的地区广、产品品种多，很有区域性特点。　　本书介绍以天然气为初始原料的诸多化学工业过程的工艺、流程、设备、反应动力学、热力学、物性数据等方面的基础知识。内容包括天然气资源介绍、天然气脱硫与脱水净化、天然气到合成气的转化、甲醇及其衍生物、天然气制乙炔和炭黑、天然气的卤代和硝基化直接衍生物、液化天然气、吸附天然气、天然气制氦、天然气制合成油以及天然气应用新技术等。　　本书可作为化学工程与工艺、石油工程、油气储运工程等专业的本科生教材，也可供相关工程技术人员学习参考。

书籍目录

1 天然气资源11.1 天然气的形成和分布11.1.1 天然气的形成11.1.2 天然气的储存状态21.1.3 天然气资源和分布31.1.4 我国天然气概况41.1.5 我国天然气的利用现状51.1.6 我国天然气发展战略51.2 天然气的开采61.2.1 钻井设备71.2.2 完井结构81.2.3 海上钻井技术91.3 天然气的组成与性质91.3.1 天然气的组成101.3.2 天然气及其组分的物化性质111.3.3 天然气的热值111.3.4 天然气的爆炸极限111.4 天然气的应用及前景121.4.1 天然气的能源应用及前景121.4.2 天然气的化工应用15参考文献162 天然气净化172.1 天然气脱硫172.1.1 醇胺法和砜胺法182.1.2 天然气脱硫的其他方法222.2 硫磺回收与尾气处理242.2.1 克劳斯工艺242.2.2 克劳斯尾气处理工艺272.3 天然气脱水302.3.1 吸收法302.3.2 吸附法322.3.3 冷却法332.3.4 膜分离脱水方法35参考文献363 天然气转化373.1 天然气水蒸气转化法373.1.1 甲烷水蒸气转化反应的热力学分析383.1.2 甲烷水蒸气转化反应的动力学分析403.1.3 甲烷水蒸气转化反应催化剂423.1.4 甲烷水蒸气转化过程积炭及处理433.1.5 甲烷水蒸气转化的生产工艺443.1.6 甲烷水蒸气转化的工艺流程453.2 天然气CO2转化473.2.1 CH4CO2转化反应的热力学分析473.2.2 CH4CO2转化反应的动力学分析503.2.3 CH4CO2转化反应催化剂523.2.4 CH4CO2转化的生产工艺553.3 天然气部分氧化法563.3.1 POM反应的热力学分析563.3.2 POM反应的动力学分析573.3.3 POM反应催化剂积炭研究593.3.4 POM反应催化剂603.3.5 POM反应工艺613.3.6 POM反应器623.4 联合转化制合成气643.5 合成气的精制和分离653.5.1 低温分离法653.5.2 其他分离方法68参考文献684 甲醇及其衍生物694.1 甲醇694.1.1 甲醇的性质694.1.2 甲醇合成反应原理704.1.3 甲醇合成反应热力学714.1.4 甲醇合成催化剂与反应动力学724.1.5 甲醇合成工艺754.1.6 甲醇的用途824.2 甲醛834.2.1 性质和用途834.2.2 甲醇氧化法制甲醛844.3 醋酸884.3.1 醋酸的性质和用途884.3.2 甲醇高压羰基化合成醋酸894.3.3 甲醇低压羰基化合成醋酸894.4 碳酸二甲酯924.4.1 碳酸二甲酯的性质和用途924.4.2 光气甲醇法合成碳酸二甲酯合成工艺934.4.3 碳酸二甲酯的萃取蒸馏974.5 甲胺984.5.1 甲胺的性质和用途984.5.2 甲胺生产工艺994.6 二甲醚1024.6.1 二甲醚的性质和用途1024.6.2 二甲醚生产工艺合成热力学1024.6.3 甲醇脱水制二甲醚工艺1044.6.4 合成气直接制二甲醚工艺1054.7 甲酸甲酯1074.7.1 甲酸甲酯的性质和用途1074.7.2 甲醇羰基化法生产甲酸甲酯1084.7.3 甲醇脱氢法生产甲酸甲酯1094.8 低碳烯烃1104.8.1 反应的热力学1114.8.2 反应机理1114.8.3 催化剂1144.8.4 工艺流程114参考文献1175 天然气制乙炔1205.1 概述1205.1.1 乙炔的性质和用途1205.1.2 天然气乙炔工业概况1205.2 天然气乙炔的制备原理和方法1235.3 天然气乙炔的典型工艺介绍1245.3.1 甲烷部分氧化法1245.3.2 电弧法1265.3.3 乙炔生产方法的比较128参考文献1286 天然气制炭黑1296.1 概述1296.1.1 炭黑的分类1296.1.2 炭黑的性质1336.2 天然气制炭黑的生产方法1336.2.1 炭黑的生成机理1336.2.2 天然气槽法制炭黑的生产工艺1346.2.3 天然气半补强炉法炭黑生产工艺1376.2.4 炭黑的加工处理1396.3 国内外炭黑的发展情况和展望1396.3.1 国外炭黑的发展情况和展望1396.3.2 我国炭黑的生产状况和前景141参考文献1427 天然气的直接衍生物1447.1 甲烷的氯化物1447.1.1 甲烷氯化物性质与用途1447.1.2 甲烷的氯化反应1447.1.3 甲烷氯化生产工艺1477.2 甲烷的其他卤化物1497.2.1 甲烷的氟化物1497.2.2 甲烷的溴化物1537.2.3 甲烷的碘化物1557.2.4 甲烷的混合卤化物1567.3 天然气的硝化物1567.3.1 甲烷硝化物的性质和用途1567.3.2 甲烷硝化物的合成方法1577.3.3 天然气气相硝化法生产硝基甲烷的工艺1587.4 天然气的硫化物1587.4.1 二硫化碳的性质和用途1587.4.2 二硫化碳的生产方法1597.4.3 天然气制二硫化碳的生产工艺1597.5 天然气制氢氰酸1607.5.1 氢氰酸的性质和用途1607.5.2 天然气制氢氰酸的工艺161参考文献1628 天然气物理加工技术1638.1 液化天然气技术1638.1.1 概述1638.1.2 LNG装置的类型1648.1.3 天然气液化生产工艺1648.1.4 世界LNG工业发展趋势1688.1.5 液化天然气与天然气合成油的比较1698.1.6 我国天然气液化技术应用前景1698.2 吸附天然气技术1708.2.1 概述1708.2.2 ANG储存技术的基本原理和特点1708.2.3 ANG吸附剂1718.2.4 天然气吸附剂研究进展1768.2.5 ANG技术展望及研究方向1768.3 天然气制氦1778.3.1 氦的主要性质和用途1778.3.2 低温冷凝法天然气制氦工艺1778.3.3 膜分离法天然气制氦简介1798.3.4 天然气膜分离制氦的工艺181参考文献1829 天然气制合成油1839.1 概述1839.1.1 天然气制合成油的发展史1839.1.2 GTL的主要产品类别及特点1849.2 天然气制合成油技术与工艺1859.2.1 费托合成热力学分析1859.2.2 费托合成动力学分析1879.2.3 费托合成反应机理1889.2.4 费托合成产物分布1899.2.5 费托合成催化剂1899.2.6 费托合成工艺1909.2.7 天然气合成油加工精制工艺2009.3 各种天然气合成油技术总比较2009.3.1 工艺技术比较2009.3.2 经济性比较2019.4 发展天然气制合成油的前景分析203参考文献20410 天然气应用新技术20610.1 天然气等离子体转化技术20610.1.1 概述20610.1.2 甲烷等离子转化制乙炔20710.1.3 天然气等离子制氢20910.1.4 天然气等离子制甲醇21110.2 甲烷氧化偶联制乙烯21310.2.1 催化剂21310.2.2 反应流程21310.3 甲烷转化制芳烃214附表天然气各主要组分基础物性数据216参考文献218

章节摘录

插图：合成塔出口气经热交换器换热，再经水冷分离，得到粗甲醇，未反应气返回循环机升压，完成一次循环。为了使合成回路中的惰性气体含量维持在一定范围内，在进循环机前弛放一股气体作为燃料。粗甲醇在闪蒸器降压至0．35MPa，闪蒸出的溶解气体也作为燃料使用。ICI低压法甲醇合成工艺的特点如下。①由于采用低压法，合成气压缩机可选用离心式压缩机。若以天然气、石脑油为原料，蒸汽转化制气的流程中，可以用副产的蒸汽驱动透平，带动离心式压缩机，降低了能耗，改善了全厂技术经济指标。离心压缩机排气压力仅5MPa，设计制造容易。而且，驱动蒸汽透平所用蒸汽的压力为4～6MPa，压力不高，因此蒸汽系统较简单。②ICI工艺采用ICl51-1型铜基催化剂，这是一种低温催化剂，操作温度230～270可在低压下（5MPa）操作，抑制强放热的甲烷化反应及其他副反应。粗甲醇中杂质含量低，使精馏负荷减轻。另一方面，由于采用低压法，使动力消耗减至高压法的一半，节省了能耗。③采用该公司专制的多段冷激式合成塔，结构简单，催化剂装卸方便，通过直接通人冷激气调节床层温度，效果良好，设计的菱形分布器补入冷激气，使冷热气体混合均匀。床层温度得到控制，延长了催化剂的寿命。（2）Lurgi低压法甲醇合成工艺流程图4-3所示为德国Lurgi公司开发的低压法甲醇合成工艺流程。该流程采用管壳型反应器，催化剂装在管内，反应热由管间的沸腾水带走，并副产中压蒸汽。

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《天然气化工工艺学》可作为化学工程与工艺、石油工程、油气储运工程等专业的本科生教材，也可供相关工程技术人员学习参考。

用户评论 (总计1条)

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