《天然气化工工艺学》复习资料
考试时间：11 月 9 日，14：30～16：10 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 学完成，四、六、八章由化工 3 班李超同学完成，五、六章由化工 4 班张颖超同 学完成，旨在方便复习，减轻为考研和找工作的同学负担；
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，统稿完成后迫不及待与大家分享，不可能完 全保证答案的正确性，仅仅为复习提供一个参考。
Chapter 1 概述 1. 天
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、伴生气、气井气的定义？ 答：干气与湿气：C5 界定法
①干气(dry gas)：1Sm 3 井口流出物中，C5 以上烃液含量＜13.5cm 3 的天然气。 ②湿气(wet gas)：1Sm 3 井口流出物中，C5 以上烃液含量＞13.5cm 3 的天然气。 （注：Sm 3 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
①贫气(lean gas)：1Sm 3 井口流出物中，C3 以上烃液含量＜94cm 3 的天然气。 ②富气(rich gas)：1Sm 3 井口流出物中，C3 以上烃液含量＞94cm 3 的天然气。 凝析井气(condensate gas)：在井口减压后可分成气、液两相，液相主要为凝 析油；除甲、乙烷外，还含一定量丙、丁烷及戊烷(C5+)以上烃类。
伴生气(associated gas) ：伴随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，还含有戊、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；主要为甲烷，及少 量乙、丙、丁烷和非烃气体。
3. 酸性天然气的定义？
答：含硫量高于 20mg/Sm3 的天然气，必须经过处理才能达到管输标准或商品气 气质指标。
4. 我国天然气主要产地有哪些？ 答：我国天然气主要分布在四川、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要求？
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？ 答：1）天然气是高热值能源；2）天然气是清洁能源；3）利用效率高；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？ 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. 在我国天然气利用政策中，天然气利用分为哪几类？ 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. 天然气化工利用有哪些？ 答：目前天然气利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
1. 合成气、空速、水碳比、硫容量、析碳的定义？ 答：
合成气：CO 和 H 2 的混合物。
空速：单位时间单位催化剂所处理的进料量。 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，脱硫的原因？脱硫方法？及各类的特点？ 答：原因：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，要求：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（化学吸收法、物理化学吸收法：环丁砜、烷基醇胺 法、物理吸收法：低温甲醇法、Selexol 法、碳酸丙烯酯法等） 3. 氧化锌脱硫原理? 硫容量的大小受哪些因素影响？
答：H 2S ＋ZnO ＝ H 2O ＋ZnS ，将硫化氢转化为硫化锌固体。
4. 钴—钼加氢能独立脱硫么？什么场合使用钴—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 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 H 2 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 产生强烈的氧化反应，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？主要反应式？ 答：1）天然气水蒸气转化法：CH 4+H2O=CO+3H2;CO+H2O=CO2+H2
2）天然气 CO 2 转化：CH 4+CO2=2CO+2H2
3) 天然气部分氧化法：CH 4+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、H/C 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加的甲烷转化反应不利，平衡转化率随着压 力的升高而降低。采用加压蒸汽转化；一般控制在 3.0～4.0MPa ，最高已达 5MPa 。
2）温度 从化学平衡或反应速度考虑，温度对转化反应都是有利的。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 800～860℃。 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 1000～1200℃。
3）水碳比 进入转化系统的水碳比，有利于甲烷平衡含量，有利于 反应速度，有也利于防止析炭。
Chapter 3 合成氨及下游产品
1.CO 变换、甲烷化以及氨合成过程的主要反应式？
答：CO 变换：CO+H2O=CO2+H2
甲烷化：CO+3H2=CH4+H2O;CO 2+4H2=CH4+2H2O
氨的合成：N 2+3H2=2NH3
2. 在氨合成中，为什么要脱除 CO2 中的 CO ？有哪些方法？
答：CO 2 也合成氨催化剂的一种毒物，需要脱除。采用吸收法如 Benfield 法、 aMDEA 法、Selexol 法。
3. 氨合成时催化剂的活性成分？毒物有哪些？ 答：铁系催化剂活性成分：Fe ；未还原前：氧化铁和氧化亚铁，Fe 2+/Fe3+约 0.5， 催化剂主要可视为 Fe 3O 4，具有尖晶石结构。
毒物：1）氧及氧的化合物：CO 、CO 2、H 2O ，可逆毒物，中毒为暂时性的。
2）硫及硫的化合物：H 2S 、SO 2
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 H 20/C 控制多少？
5.CO 变换目的？变换流程的类型及主要设备？
答：CO 是合成氨催化剂的毒物，利用水蒸气把 CO 变换为 H 2 和易清除的 CO 2。
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？
答：1）中温变换催化剂 活性组分：新催化剂为 Fe 2O 3，需在使用前还原为 Fe 3O 4
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 CO2 的原理，工艺流程，标注主要设备名称？
答：R 2R’N＋CO 2＋H 2O =R2R′NH+＋HCO 3-
纯 MDEA 不能与 CO 2 发生化学反应，仅 MDEA 水溶液对 CO 2 有吸收作用。 为加快反应速率，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？
答：1）温度和压力影响
2）氢氮比影响
3）惰性气体的影响
9. 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；但与空气混合物达到某浓度(爆炸极限 16～25%，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。
压力，温度，KPp 数值， y*NH3 随之。 在 γ=3 时， y*NH3 具有最大值。 y*NH3 随 y1*的而。
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，可造成组织溶解性坏死；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？氨怎样分离？
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 10000～20000h -1
（4）入塔气体的组成 ①氢氮比，生产实践表明：进塔气中适宜的氢氮比 是 2.8～2.9，若含钴催化剂其适宜氢氮比在 2.2 左右。②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 16％～20％，以原料气消耗量。③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，利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？ 答：生产中采取放
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：H 2、N 2、NH 3、CH 4、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. 列举三种主要的合成氨工艺？ 答：天然
气制氨、石脑油制氨、重油制氨。 13. 氨合
成塔的基本要求及类型有哪些？
答：基本要求：①催化床层温度分布合理 ②容积利用率高 ③正常操作时，反应
能维持自热 ④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，大致分为： 连续换热式、采用内
冷管式，利用管内未反应的气体移走反应热、多段间接换热式 、多段冷激式。
14. 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应
有哪些？ 答：CO 2 和 NH 3 合成尿素的主反应为
两个步骤：
2NH 3+CO2=NH2COONH 4
NH 2COONH 2=CO(NH2) 2+H2O
副反应：副反应是生成缩二尿的综合反应：
2CO(NH2) 2=NH2CONHCONH2+NH3
Chapter 4 甲醇合成及其衍生物
1. 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. 合成气制取甲醇的主要反应及副反应，
CO 2 对甲醇的合成有哪些影响？ 答：主反应：1）
CO+2H2=CH3OH;2)CO 2+3H2=CH3OH
副反应：1）CO+3H2=CH4+H2O;2)2CO+4H2=C2H 5OH+H2O;
3)CO+H2=HCHO;4)2CO+4H2=CH3OCH 3+H2O;
4)2CH 3OH=HCOOCH3+2H2;5)CH 3OH+CO=HCOOCH3
CO 2 一般维持在 2%~6%对甲醇合成有益：一定的 CO 2 可促进甲醇合成速率； 适量的 CO 2 可使催化剂呈现高活性，可降低甲醇合成热效应，催化床层温度易 控制；CO 2 存在，可降低甲醇合成热效应，催化床层温度易控制；CO 2 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？ 答：热点温度：在催化剂上层，反应气中反应物的浓度最高，生成物的浓度最低， 此时反应最剧烈，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加，反应物浓度的降低，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渐降低。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应器中进行放热反应时，在催化剂层间注入冷的 原料，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，称为冷激。
飞温：反应器处在非稳定的操作状态下，当操作参数有小的扰动，反应器的 局部地方或整个反应器中的温度便会大幅度地上升的现象。飞温是由于反应系统 在操作条件下处于“多态”状况所致，它在很大程度上是由反应热效应与传热过程 的相互作用产生的。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，不仅造成了资源浪费，而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，降低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，从而降低甲醇生产成本，提高经济效益.
5. 按照压力分类，甲醇合成工艺有哪些？ 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。 其发展长期以来处于停顿状态。 低压法(5.0～
8.0MPa) ： 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(9.8～12.0MPa) ：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？
答：锌-铬催化剂：活性温度高，低温和高压有利于反应正向进行。 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 O 2
可使合成具有高活性是由于产生了适量 CO 2 的缘故。
7. 影响甲醇合成的因素？
答：1）温度 温度影响反应平衡和速率。
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：反应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 ①氢碳比。最佳反应速率时的气体组成并不是化学计量组成。 比化学计量要求(H2-CO2)/(CO+CO2)的摩尔比 2.05～2.15 要高一些。② CO 2 的含 量。一般认为 CO 2 的存在对甲醇合成有益，一般维持 2%～6%。③惰性气体含量。 惰性气体含量，会反应速率，单位产量的动力消耗。
5）催化剂颗粒尺寸 催化剂颗粒小，内表面利用率大，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，有利于甲醇合成。
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？ 答：甲醇合成反应产生的粗甲醇产品中含有许多杂质，含有机杂质（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：①物理方法：蒸馏；②化学方法：处理还原性杂质，采用氧化法。 三塔工艺流程如下所示。
9. 叙述甲醇合成工艺（Lurgi ）基本工艺流程？绘出甲醇合成工段的流程图？工 艺特点及合成塔的类型？
答：工艺流程图如下所示。
在该流程中，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。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。混合气在进入反应器前后与反应器的出 塔气体换热，升温至 220℃左右，然后进入管壳式合成塔。反应热传给壳程的水， 产生蒸汽进入汽包，出塔气体温度约为 250℃，含有甲醇 7%左右，经过换热冷 却至 85℃，然后用空气和水分别冷却，温度将至 40℃，冷凝的粗甲醇经过分离 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：①适合于高含 CO 的情况，副产中压蒸汽； ②能较好地回收能 量，能耗低； ③出口气体中甲醇含量为 7%左右。 ④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：管壳型反应器
10. 甲醇制取二甲醚的化学反应？ 答：气相甲醇
脱水制二甲醚（DME ）的反应为：
2CH 3OH(g) → H3COCH 3(g)＋H2O(g)
11. 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,H 2,CH 3OH,CO 2,H 2O 等
最佳氢碳比：当原料气中 CO 和 CO 2 同时存在是，碳氢比表达为：
H - CO = 2.10 2.15 f CO + CO 2 H 2 = 2.0 2.05 M = CO +1.5CO 2 12. 甲醇的下游产品有哪些？
答：甲醛、二甲醚、碳酸二甲酯、醋酸、甲胺
Chapter 5 天然气制乙炔
1. 乙炔生产的主要方法？乙炔基本性质？ 答：乙炔生产的主要方法有电弧法、
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；乙炔本身无毒，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能安全运输和贮存； 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主要化学反应？乙炔尾气的组成部分有哪些及怎样 利用？
答：总反应式为：2CH 4 →C 2H 2+H2；
乙炔尾气组成为：尾气中 CO 和 H 2 的含量达到 90%以上；H 2/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、盐城天然气开发利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?
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不足之处有哪些？ 答：部分氧化法的不足之处：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，而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给氧气，因有氧气参加反应，使生产运行处于 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，增加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，从而增加了运行成本。 6. 天然气部分氧化制乙炔工艺的构成？ 答：天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 天然气制炭黑和制氢 1. 生产炭黑的原料有
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？ 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？
答：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. 炭黑生产技术的改进体现在哪两方面？ 答：主要体现在：（1）加油富化：向炉内喷蒽油或煤焦油，可提高产量，降低成 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？
答：有自热转化法和蒸汽转化法两种工艺。 6. 天然气自
热转化法和蒸汽转化法制氢的主要化学反应？ 答：天然
气自热转化法的化学反应主要有：
CH 4+1/2O2=CO+2H2，△ H=-36kJ/mol；
CH 4+H2O=CO+3H2 ，△ H=+206kJ/mol ；
CH 4+2H2O=CO2+3H2 ，△ H=+165kJ/mol
天然气蒸汽转化法的化学反应主要有：
CH 4+H2O=CO+3H2 ，△ H=+206.29kJ/mol；
CH 4+2H2O=CO2+4H2，△ H=+165.27kJ/mol ；
CO+H2O=CO2+H2 ，△ H=-41.19kJ/mol；
CO 2+CH4=2CO+2H2 ，△ H=+247.30kJ/mol
7. 天然气制氢过程由哪几部分构成？ 答：主要由原料气处理、蒸汽
转化、CO 变换和 H 2 提纯等单元构成。 8.H 2 提纯用什么方法？基本
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
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）
答：GTL(gas to liquid) 产品分类及分类： C 5 ~ C 9 ：石脑油馏分； C 10 ~ C 16 ：煤油 馏分（特点：不含硫、氮化合物，燃烧性能非常好）；C 17 ~ C 23 ：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）； C 23 以上：石蜡馏分 质量甚 佳。
天然气合成润滑油基础油是由 GTL 石蜡馏分经过加氢异构-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？目前采用哪种方法？
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—托法合成油的催化剂的活性组分？反应的温度、压力范围？ 答：
催化剂：高温使用铁基催化剂、低温使用钴基催化剂。
反应条件：压力 2~3MPa，温度 200~300℃。 4. 制合成油采用的反应器有哪些类型？ 答：反应器类型：ATR （氧）造气浆态床反应器、POX 造气固定床反应器、ATR
（空气）造气浆态床反应器。 5. 列
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
1.MTO 、MTP 、低碳混合醇的定义
答：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？ 答：主要有三种方法：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 UOP/Hydro 的 MTO 工艺，标注主要设备名称？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？
答：1) 甲醇制烯烃在国外已引起极大的重视，并且被认为是有前途和不久可以工 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， 开发工作很有意义。
5. 列举 3 种国外低碳烯烃混合醇的合成工艺？
答：
6. 天然气等离子体技术有哪些应用？
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。