化工工艺学课件（薛荣书、谭世语 主编） 第6章 天然气化工.ppt

第6章 天然气化工Chemical engineering of natural gas 6.1 天然气的组成与加工利用 6.2 天然气的分离与净化 6.3 天然气提氦 6.4 天然气制炭黑 6.5 天然气转化合成甲醇 6.6 天然气氧化加工 6.7 天然气的氯化加工 6.8 天然气的其它直接化学加工 6.1 天然气的组成与加工利用The components of natural gas and its application 6.1.1 天然气的组成与分类 6.1.1.1. 组成 主要成份：烷烃 CH4, C2H6 次要成份：非烃气体CO2，H2S，H2，He 微量成份：烯烃、环烷烃、芳香烃 有害成份：硫化氢等。  6.1.1.2. 分类 原油伴生气 根据矿藏特点，是否含 非伴生气 原油伴气来划分。 干气 按含C5以上重烃液体多少来 湿气 划分 贫气 按含C3以上烃类液体多少来 富气 划分 酸性气 按是否显著含有H2S, CO2 洁气 等酸性气体来划分 6.1.2 天然气的物理化学性质 略讲。 6.1.3 天然气的加工利用途径 略讲。 突出天然气作为化工原料比直接作为燃料的经济价值高得多。 插入天然气加工利用图6.1. 6.2 天然气的分离与净化Separation and purification of natural gas 6.2.1 采出气的分离 分离目的：分离采出气中的液体、固体杂质。 重力分离法 分离方法： 旋风分离法 其它分离法 6.2.1.1. 重力分离 重力分离器工作3个主要步骤： 沿切线进入分离器时有部分液、 固体由于离心力作用可进行初步离心分离。 由于重力作用进行沉降分离(主要分离阶段)。 除雾(上部设除雾器除去雾滴)。 除雾器主要形式：折流式和网状式 折流式除雾器工作原理 改变流体流动方向，由于惯性作用使液滴被折流板吸附，再沿板面流入搜集器中。 网状式除雾器工作原理 主要使液滴在流动中与网碰撞接触后凝结。 重力分离器的工艺计算 (1) 重力沉降速度 化工原理课程已得出重力沉降速度公式： (6.2.1) 注意：使用时需注意单位。 滞流区： 过渡区： 湍流区： (2) 允许气速 允许气速由实验得出的经验关系计算： u=(0.7?0.8)ut (3)重力分离器的直径 由流量关系加经验系数得出 立式： 注意：经验公式的物理量的单位！ 卧式： 式中的Q1与前式中的Q不同！这里是工作条件下的气体流量，前式是标准体积流量。 (4) 顶部丝网除雾器 水平丝网的最大允许气速 注意： u表示气速。 实际气速约为最大气速的3/4. u=0.75u ? 丝网横截面直径可由气速求 (5)分离器的高度和长度 高度： H= (4?6)D 长度： L= (4?6)D (6) 进出口管径 常用重力分离器的结构：插入 立式和卧式重力分离器. 6.2.1.2. 旋风分离 离心分离原理和旋风分离器的操作在化工原理都讲过。简要复习。 旋风分离器直径可由流量及阻力损失计算。 (标准旋风分离器? =8.0) 注意式中系数是按公式中所用单位换算来的。 实际计算过程：由D及经验值分别计算最小流速、最小流量、压力损失及最大流速、最大流量、压力损失(max)，再比较范围。 设?P/?g=70m(55-180m)，计算出直径D。 计算气速 u=4Q1/(?D2) 计算压力降 计算旋风分离器的工作范围 根据D再取?P/?g=55m，计算最小流速umin, Qmin, ?Pmin; 取压降大值计算umax, Qmax, ?Pmax . 计算进出气管径 正常范围：进口流速 15-25 m/s 出口流速 5-