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绪论1

第一章 天然气的性质9

1-1 基本概念9

一、系统与环境9

二、状态与状态参数及其分类10

三、状态变化与过程11

四、封闭系统与间歇过程12

五、敞开系统与连续过程12

六、始态、终态及循环过程13

1-2 气体的基本状态参数13

一、压力13

二、温度15

三、体积与比容17

一、 理想气体与真实气体18

1-3 理想气体的实验定律18

四、天然气的标准状态与基准状态18

二、摩尔与摩尔数19

三、理想气体的实验定律20

四、理想气体状态方程式22

1-4 理想气体混合物27

一、气体混合物27

二、混合气体的组成及其表示方法27

三、混合气体的平均分子量29

四、道尔顿分压定律29

五、阿未格分容定律30

六、r1、g1及N1之间的关系31

七、混合气体的气体常数R混32

1-5 加压后天然气的P、V、T关系33

一、理想气体与真实气体的偏差33

三、天然气的临界状态与临界参数34

二、真实气体状态方程式--理想气体状态方程式的修正34

四、天然气的对比参数与对应关系42

五、天然气压缩因子的求取43

1-6 天然气的比重、重度、密度和粘度49

一、密度49

二、重度49

三、比重50

四、粘度51

1-7 天然气的含水量与水化物55

一、天然气中水的来源55

二、天然气含水的危害56

三、天然气的含水量56

四、天然气中的水化物59

1-8 天然气的可燃性与易爆性63

一、热值63

二、天然气的易爆性与爆炸极限64

1-9 天然气的比热66

一、比热及其表示方法66

二、各种比热间的关系67

三、平均比热68

四、天然气比热计算68

1-10 天然气的节流效应70

一、节流现象70

二、节流后温度求算71

三、节流效应在天然气加工中的应用及危害71

思考题74

习题76

第二章 天然气的矿场集输79

2-1 天然气矿场集输流程及其选择79

一、矿场集输的任务79

二、矿场集输的工艺流程79

三、矿场集输流程的选择88

一、集输气管线的分类90

二、矿场集输管网的类型90

2-2 天然气矿场集输管网90

三、集气管网的特点93

2-3 集气管网压降与压力调节94

一、降压与调节方式94

二、自力式调节器96

三、自力式调节器设备选用和计算98

四、安装、操作与故障排除102

2-4 天然气的预处理105

一、天然气中机械杂质的消除105

二、防止和解除水化物的方法简介108

三、加热法工艺计算110

四、注防冻剂的工艺计算117

五、排水器122

一、通球清管的典型流程125

2-5 通球清管工艺125

二、清管通球工艺的设备127

三、通球故障及处理129

四、通球工艺参数的计算130

2-6 低压气集输133

一、利用滑片压缩机进行低压集气133

二、利用小型活塞压缩机进行低压集气136

三、利用燃气引擎压缩机进行低压集气138

2-7 原油稳定工艺141

一、原油稳定的目的141

二、原油稳定原理和方法142

三、典型流程144

四、原油稳定的操作146

五、收率计算150

一、典型流程153

2-8 油罐气回收153

二、国内实验装置介绍155

2-9 天然气注采工艺157

一、地下储气库的选择158

二、气井设备159

三、注采工艺流程159

四、注采气管理161

思考题161

第三章 输气管道计算163

3-1 输气用管163

一、输气管的类型和材质163

二、输气管道的规格163

3-2 输气管道的强度计算163

3-3 简单输气管的流量计算171

一、简单输气管的流量计算171

二、简单输气管路流量公式的分析172

三、输气管道的近似计算173

四、地形起伏地区输气管道的流量计算173

五、低压输气管流量计算176

3-4 输气管中压力及温度的计算177

一、输气管中压力的变化规律177

二、输气管中的平均压力179

三、输气管温度180

3-5 当量输气管181

一、气阻的概念181

二、当量输气管182

3-6 串联输气干线185

一、串联输气干线的流量计算公式185

二、两级串联变径管的计算186

三、为增大原输气量而改建变径管的计算187

一、并联输气干线的计算188

3-7 并联输气干线188

二、具有平行副管的输气干线计算189

三、为增加原输气量而增设平行副管的计算190

3-8 沿线有气体流入或流出的输气干线的计算192

一、同径分支输气干线的计算192

二、变径分支干线的计算194

习题198

第四章 天然气净化201

4-1 天然气净化概述201

一、天然气净化目的与内容201

二、对天然气质量的要求202

三、我国天然气净化概况203

4-2 天然气中凝析油的脱除203

一、压缩法204

二、吸收法205

三、吸附法206

四、低温分离法207

五、凝析油稳定207

4-3 天然气脱硫208

一、醇胺法209

二、物理吸收法210

三、直接转化法211

四、脱硫方法的选择213

4-4 液体吸收法脱水214

一、吸收剂214

二、甘醇脱水原理221

三、典型流程222

四、流程分析与比较227

五、操作要点230

4-5 固体吸附脱水法231

一、吸附剂231

二、典型流程233

三、操作要点234

4-6 低温分离脱水235

一、低温分离脱水原理235

二、典型流程236

三、操作要点及经济技术比较242

4-7 氨制冷工艺247

一、制冷剂--氨247

二、氨制冷原理247

三、典型流程249

四、氨制冷的操作与控制251

4-8 脱水装置的主要设备253

一、塔253

二、换热器258

4-9 脱水装置的工艺计算261

三、从天然气中脱出的水量262

四、吸收塔的计算262

二、露点温度的确定262

一、已知条件262

五、防冻剂浓度的确定267

六、水分馏塔的计算269

4-10 天然气脱水装置的试运276

一、试运目的276

二、试运前的准备工作276

三、吹净工作277

四、强度试压与气密试验278

五、机泵单体试车279

六、真空试验279

七、空气置换280

八、联动试车281

思考题281

一、基本概念283

第五章 天然气分离283

5-1 吸附分离法283

二、吸附分离法基本原理284

三、吸附分离法的典型流程285

四、吸附分离法的操作286

5-2 油吸收法287

一、吸收机理287

二、吸收剂及其选择290

三、典型流程293

四、主要参数的选择301

五、冷冻吸收装置的操作问题304

5-3 阶式制冷深冷分离305

一、复迭制冷循环306

二、制冷剂及其选择306

三、典型流程308

5-4 膨胀机深冷分离310

一、膨胀机制冷分离原理311

二、典型流程311

三、操作问题318

5-5 透平膨胀机319

一、透平膨胀机的分类319

二、透平膨胀机的结构321

三、膨胀机的降温原理322

四、气体在膨胀机中流动过程概述326

五、膨胀机性能计算327

六、膨胀机结构中的几个问题328

5-6 天然气分离装置主要设备333

一、脱甲烷塔333

二、冷箱334

思考题337

一、安全教育339

6-1 生产中的安全339

第六章 安全技术339

二、装置开工安全注意事项340

三、装置正常生产中安全注意事项341

四、装置停工检修时的安全工作341

6-2 设备的维护检修345

一、基本要求345

二、加热炉、塔、换热器、罐、泵等设备的维护检修346

三、锅炉维护检修351

四、受压容器和安全阀检修353

6-3 安全防火制度355

一、厂区防火规定355

二、厂区用火管理制度356

三、生产装置防火、防爆规定357

四、罐区防火358

六、安全灭火359

五、消防器材管理359

七、输气管线安全规定360

6-4 防毒362

一、中毒与救护362

二、防毒规定364

6-5 消防器具与防毒用具365

一、消防水带和水枪365

二、消防斧、铁铣、构杆365

三、手提式泡沫灭火机和泡沫灭火车365

四、四氯化碳灭火机368

五、二氧化碳灭火机369

六、干粉灭火机370

七、过滤式防毒面具371

八、隔离式防毒面具372

附表373