中国石油大学天然气集输期末复习题

天然气集输第1页共1页《天然气集输》课程综合复习资料一、判断题1．天然气脱酸气工艺中常用的醇胺类吸收剂主要有一乙醇胺、二乙醇胺、二甘醇胺、二异丙醇胺和甲基二乙醇胺，其中二异丙醇胺和甲基二乙醇胺的凝固点低，适宜在高寒地区使用。答案：错2．甘醇脱水工艺主要由甘醇高压吸收和常压再生两部分组成。答案：对3．井口防冻，即防止采气过程中生成水合物。国内较多采用注入防冻剂法，其次是加热法防止水合物生成。答案：错4．燃烧是一种同时有热和光发生的强烈氧化反应。燃烧必需具备两个条件：有可燃物质，以及能导致着火的火源。答案：错5．凝液回收率指回收装置单位时间内凝液的摩尔量与原料气摩尔量之比，用来描述回收装置从天然气内脱出凝液的能力。凝液回收率与气体组成、压力和制冷温度有关，且温度愈低、气体内含可液化组分愈多、压力愈高，则凝液回收率愈高。答案：对6．工业上常用提馏塔或分馏塔对天然气凝液进行稳定处理，分馏稳定塔与提馏稳定塔相比能够回收较多的中间组分，且所得稳定凝析油数量和质量都优于提馏稳定塔。答案：对7．通常集气站中的节流阀将全站操作压力分成两个等级。凡有压力变化的系统，在低一级的压力系统应设置超压泄放安全阀。答案：对8．凝析气田处理站布站方式中的分散处理是建设几个具有部分或全部相同功能的处理站，每个站处理若干口井的物流。答案：对9．在天然气冷凝分离轻烃回收工艺中，节流膨胀制冷、冷剂制冷和透平膨胀机制冷均可达到所需要的制冷温度。答案：对10．采气管道的限压保护一般通过井场装置的安全阀来实现。另外，天然气集气站进站前管道上设置的紧急放空阀和超压报警设施，对采气管道的安全也能起保证作用。答案：对二、填空题1．天然气的体积系数是指天然气在地层条件下所占体积与其在地面条件下的体积之比，天然气体积系数可视为仅是气藏压力的函数。天然气体积系数的倒数称之（）。答案：天然气膨胀系数2．根据天然气中C3以上烃类液体的含量多少，把天然气划分为贫气和（）。答案：富气3．天然气的溶解度是指（）。答案：在一定压力下单位体积石油或水中所溶解的天然气量4．气田集输系统的工作内容包括：收集天然气，并经过降压、分离、净化、（）使天然气达到符合管输要求的条件，然后输往长距离输气管道。答案：轻烃回收5．在可燃气体与空气的混合物中加入足够量的惰性气体，可以达到消除爆炸可能性的目的。在工业上常用的惰性气体有氮、二氧化碳、（）。在开工前及停工后，用惰性气体对系统进行吹扫或置换，以防止事故的发生。答案：水蒸汽6．绝对湿度是指每立方米湿天然气所含水蒸汽的克数。若湿天然气中水蒸汽的分压达到饱和蒸汽压，天然气中含有最大的水蒸汽量，此时的绝对湿度称为饱和绝对湿度，在同样温度下，绝对湿度与其之比，称为（）。答案：相对湿度7．可燃气体与空气构成的混合物，只有在爆炸极限范围内才是可燃或可爆的。可燃气体在空气中足以使火焰蔓延的最低浓度为（）。答案：爆炸下限8．保持压力开发是提高凝析油采收率的主要方法。从世界凝析气藏开发的实践来看，保持压力可分为四种情况：早期保持压力、后期保持压力、全面保持压力和（）。答案：部分保持压力9．根据硅铝比不同，分子筛分为三种类型：A型、X型和（）型。答案：Y10．按天然气中酸气含量的多少可将天然气分为酸性天然气和（）。答案：洁气11．低温分离集气站的功能有四个：常温分离工艺流程收集来自气井的天然气；对收集的天然气在站内进行低温分离以回收液烃；对处理后的天然气进行压力调控以满足集气管线输压要求；（）。答案：计量12．砜胺法是一种混合溶剂吸收法，兼具有物理吸收和（）作用。答案：化学吸收13．SiO2分子数与Al2O3分子数之比称为（）。答案：硅铝比14．采气树是由闸阀、四通（或三通）等部件构成的一套管汇，还有节流阀，压力、温度检测仪表及（）设备。答案：加热或注醇15．在吸收-解吸系的再生部分，通过解吸使富液释放吸收的溶质，恢复其吸收剂原有的吸收能力，再生后、恢复吸收能力的溶液称为（）。答案：贫液16．天然气凝液回收中，浅冷法主要用于控制（），防止输送管线内产生气液两相；或以回收C3+为目的。答案：天然气烃露点17．当天然气相对密度>0.6时，会使天然气饱和水含量（）。答案：降低18．气体水合物晶体结构中，气体分子起（）作用。答案：稳定19．气体水合物晶体结构有三种类型：I型、II型和（）。答案：H型20．溶解于地下水中的天然气与地下水一起运移，在水流停滞带形成（）。答案：水溶性气藏21．根据所用吸收剂的不同，醇胺法又有多种方法，其中（）法适于高寒、沙漠缺水地区使用。答案：二甘醇胺（DGA）法22．脱除天然气中酸性气体的砜胺法是一种混合溶剂吸收法，以（）为物理溶剂与二异丙醇胺(DIPA)或甲基二乙醇胺(MDEA)配制成水溶液。答案：环丁砜23．冷剂制冷浅冷工艺流程有多种设计，不同主要有三个方面：换热方式、塔顶气排出方式、（），塔底产品为C3+。答案：稳定塔类型24．酸气回注主要有三个阶段：酸气增压、管线输送、（）。答案：注入地层25．应用改良克劳斯法进行硫回收，H2S的部分氧化分为两个阶段：燃烧反应段和（）段。答案：催化反应26．根据天然气中C5以上的烃液含量的多少，把天然气划分为干气和（）。答案：湿气27．天然气的主要成分是（）及少量乙烷、丙烷、丁烷、戊烷及以上烃类气体。答案：甲烷28．NGL回收的主要方法有油吸收法；固定床吸附法和冷凝分离法，冷凝分离法根据冷凝温度的不同分为浅冷、中冷和（）。答案：深冷29．对于矿场采气管线和集气管线要防止水合物的生成的方法主要有（）和注入水合物抑制剂。答案：加热30．蒸气压缩制冷分为一级制冷、分级制冷、（）和混合冷剂制冷。答案：阶式制冷31．净化后达到管输要求的天然气称为（）。答案：净化气32．开发凝析气藏的方式包括衰竭式开发、保持压力开发（）三种。答案：油环凝析气藏开发33．分子筛是一种人工合成的碱金属或（）的硅铝酸盐晶体。答案：碱土金属34．井场装置具有三种功能：调控气井的产量、然气的输送压力和（）。答案：防止生成天然气水合物35．醇胺脱酸气系统在运行中常遇到溶液损失的问题，溶液损失包括正常损失、非正常损失和降解损失，其中（）损失最高。答案：降解36．一般湿天然气，相对湿度为（）。答案：0～137．天然气工业中广泛应用醇胺法和（）脱除天然气中的酸性气体。答案：砜胺法38．冷凝分离轻烃回收工艺广泛应用于天然气的轻烃回收，其主要包括两方面：（）和冷凝液的分离。答案：制冷39．膜分离法是根据气体中各组分（）实现组分气体的分离。答案：渗透速度的不同40．天然气冷凝分离工艺主要由制冷和（）两部分组成。答案：分离三、问答题1．画图说明固定床吸附塔的内部结构和作用。答案：支撑隔栅：支撑吸附剂和瓷球重量。瓷球：使气流比较均匀分布，再生时顶部瓷球还有压住吸附剂、防止吸附剂被吹跑的作用。支撑隔栅上的丝网：防止瓷球漏下。吸附剂床层上、下丝网：防止吸附剂漏出。2．画图说明我国目前常用的常温分离单井集气站流程。答案：常温分离单井集气站通常是设置在气井井场。两种流程不同之处在于分离设备的类型不同，前者为三相分离器，后者为气液两相分离器，因此其使用条件各不相同。前者适用于天然气中液烃和水含量均较高的气井，后者适用于天然气中只含水、或液烃较多和微量水的气井。3．画图说明吸附床层从开始吸附到停止使用而再生，不同时期吸附床层的吸附情况。答案：吸附床层从开始吸附到停止使用而再生，在吸附过程的不同时期，吸附床层的吸附情况是不同的。图中阴影部分为吸附传质段，吸附剂仍然有吸附脱水作用；在吸附传质段后边线BB上方的吸附剂已被水饱和，称饱和吸附段；在吸附传质段前边线AA下方，吸附剂尚未吸附水汽，称未吸附段。随含水气体不断通过吸附床，吸附传质段不断向下移动，当传质段前边线AA达到床层出口端，即吸附过程转效点达到出口端时，流出床层的气体中，水浓度开始迅速上升。4．试述气井井场装置的作用，目前现场通常采用的比较典型的气田井场装置流程有哪几种？画图并加以说明。答案：在井场上，最主要的装置是采气树，它是由闸阀、四通（或三通）等部件构成的一套管汇。还有节流阀，压力、温度检测仪表及加热或注醇设备等。井场装置具有三种功能：①调控气井的产量；②调控天然气的输送压力；③防止生成天然气水合物。比较典型的井场装置流程，也是目前现场通常采用的，有两种类型：一种是加热天然气防止生成水合物的流程；另一种是向天然气中注入抑制剂防止生成水合物的流程。加热防冻井场装置原理流程1—气井；2—采气树针形阀；3—加热炉；4—气井产量调控节流阀；5—加热炉；6—气体输压调控节流阀。如图所示，天然气从针形阀出来后进入井场装置，首先通过加热炉3进行加热升温，然后经过第一级节流阀（气井产量调控节流阀）4进行气量调控和降压，天然气再次通过加热器5进行加热升温，和第二级节流阀（气体输压调控节流阀）6进行降压以满足采气管线起点压力的要求。注抑制剂防冻井场装置原理流程1—抑制剂注入器如图所示，流程图中的抑制剂注入器1替换了上图中的加热炉3和5，流经注入器的天然气与抑制剂相混合，一部分饱和水汽被吸收，天然气的水露点随之降低。经过第一级节流阀（气井产量调控阀）进行气量控制和降压。再经第二级节流阀（气体输压调控阀）进行降压以满足采气管线起点压力的要求。5．画图说明气田井场装置的限压保护原理流程。答案：l--采气树；2--采气树针形阀；3--高低压安全截断阀；4--气井产量调节控制节流阀；5、8--压力泄放安全阀；6--气体压力调节控制节流阀；7一截断阀。高低压安全截断阀，如图中的3所示，它是一种以气体为动力的活塞式高低压截断阀。当采气管道的压力高于上限或低于下限时，安全截断阀3即自动关闭。采气管道超过上限压力，一般是因为采气管道堵塞或集气站事故情况下紧急关闭进站截断阀而造成的。采气管道低于下限压力，一般是因为采气管道发生事故破裂所致。压力泄放安全阀，如图中5、8所示，是一种超压泄放设备。管道系统具有不同压力等级时，为防止上一级压力失控，保护下一级压力系统的设备和管道，一般须装设泄压安全阀。6．用框图的形式表示天然气的净化和加工流程，并加以说明。答案：天然气的净化和加工包括天然气脱酸性气体、天然气脱水和凝液回收。首先是天然气脱酸性气体，主要目的是为了脱出天然气中的H2S和CO2气体。脱出的CO2可以放空或销售。脱出的H2S可以灼烧后排放，或增压回注，或硫回收生产硫磺。之后是天然气脱水，降低天然气水露点，满足天然气管输和加工的要求。最后是天然气凝液回收，对天然气进行冷凝和分离回收天然气中的重组分，对凝液进行稳定切割形成各种各样最具有价值的产品。7．以下是两类常温分离多井集气站原理流程，请分析二者的区别及适用工况。常温分离多井集气站原理流程图(一)常温分离多井集气站原理流程图(二)答案：常温分离多井集气站两种流程的不同点在于前者的分离设备是三相分离器，后者的分离设备是气液两相分离器。两者的适用条件不同，前者适用于天然气中油和水的含量均较高的气田，后者适用于天然气中只有较多的水或较多的液烃的气田。8．凝液的稳定和切割时天然气加工的最后工序，若天然气浅冷，请画图说明凝液的稳定切割流程。答案：浅冷法得到C3+凝液。如图所示，可生产丙烷、丁烷和天然汽油。按各种烃的挥发度递减顺序排列各塔，这是最常见的一种塔的排列方法——顺序流程。9．说明什么是天然气的绝对湿度和相对湿度，试述不同数值的相对湿度说明了什么。答案：描述天然气中含水量的多少，统一用绝对湿度和相对湿度（水蒸汽的饱和度）表示。绝对湿度是指每立方米湿天然气所含水蒸汽的克数。若湿天然气中水蒸汽的分压达到饱和蒸汽压，天然气中含有最大的水蒸汽量，此时的绝对湿度称为饱和绝对湿度。在同样温度下，绝对湿度与饱和绝对湿度之比，称为相对湿度度。绝对干燥的天然气，相对湿度度为0；当湿天然气达到饱和时，相对湿度度为1，一般湿天然气，0<相对湿度度<1。10．论述天然气水合物的生成条件是什么，以及采气管线产生水合物问题的原因是什么；并试述可以采取哪些方法防止采气管线水合