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。

1 天然气资源
1.1 天然气的形成和分布
1.1.2 天然气的储存状态
天然气依其成因和储存状态可分为常规天然气和非常规天然气。常规天然气指有机成因气。按所处热演化阶段不同可分为生物化学气和热解化学气;按成烃母质不同,分为石油演化系列的油成气和煤演化系列的煤成气,包括单一相态气藏气、油藏溶解气。非常规天然气为当前科学技术、经济不具备开发条件的资源,包括致密岩石中的天然气、煤层气、天然气水合物和深层气等。
(1)致密岩石气 在产气层段内,其平均渗透率小于0.1mD(毫•达西,1cm2=9.8×104达西)的储集层,或者产量低于美国联邦能源法规委员会(Federal Energy Regulation(20mmittee,FERC)规定的各深度层段的产量。
(2)煤层气又称煤层甲烷气,俗称“瓦斯”。是一种储存在煤层的微空隙中、基本上未移出生气母岩的天然气,属典型的自生自储式非常规天然气藏。由于煤层一般致密、透气性差、吸附性强,不易解析出气体。在适当的地质条件下亦可形成工业性气藏。
(3)水溶性天然气溶于地下卤水的天然气,储集层为海相或泻湖相。伴生的卤水可含有较多的碘化物。水溶性天然气藏在日本开采*多,历史*长。
(4)天然气水合物 又称笼形包合物,它是在一定的条件(合适的温度、压力、气体饱和度、水的盐度、pH值等)下由水和天然气组成的类似冰状的、非化学计量的笼形结晶化合物,遇火可自燃。形成天然气水合物的主要气体为甲烷,甲烷分子含量超过99%的天然气水合物称为甲烷水合物(Methane Hydrate)。天然气水合物多呈白色或淡灰色晶体,外貌似冰雪,也称“可燃冰”。天然气水合物在自然界广泛分布,在大陆和岛屿的斜坡地带、大陆边缘的隆起处、大陆架以及海洋和一些内陆湖的深水环境中都可存在。在我国标准(20℃,0.101325MPa)下,一单位体积的天然气水合物分解*多可产生164单位体积的甲烷气体,因而它是一种重要的潜在资源。
……

1 天然气资源
1.1 天然气的形成和分布
1.1.1 天然气的形成
1.1.2 天然气的储存状态
1.1.3 天然气资源和分布
1.1.4 我国天然气概况
1.1.5 我国天然气的利用现状
1.1.6 我国天然气发展战略
1.2 天然气的开采
1.2.1 钻井设备
1.2.2 完井结构
1.2.3 海上钻井技术
1.3 天然气的组成与性质
1.3.1 天然气的组成
1.3.2 天然气及其组分的物化性质
1.3.3 天然气的热值
1.3.4 天然气的爆炸极限
1.4 天然气的应用及前景
1.4.1 天然气的能源应用及前景
1.4.2 天然气的化工应用
参考文献
2 天然气净化
2.1 天然气脱硫
2.1.1 醇胺法和砜胺法
2.1.2 天然气脱硫的其他方法
2.2 硫磺回收与尾气处理
2.2.1 克劳斯工艺
2.2.2 克劳斯尾气处理工艺
2.3 天然气脱水
2.3.1 吸收法
2.3.2 吸附法
2.3.3 冷却法
2.3.4 膜分离脱水方法
参考文献
3 天然气转化
3.1 天然气水蒸气转化法
3.1.1 甲烷水蒸气转化反应的热力学分析
3.1.2 甲烷水蒸气转化反应的动力学分析
3.1.3 甲烷水蒸气转化反应催化剂
3.1.4 甲烷水蒸气转化过程积炭及处理
3.1.5 甲烷水蒸气转化的生产工艺
3.1.6 甲烷水蒸气转化的工艺流程
3.2 天然气CO2转化
3.2.1 CH4CO2转化反应的热力学分析
3.2.2 CH4CO2转化反应的动力学分析
3.2.3 CH4CO2转化反应催化剂
3.2.4 CH4CO2转化的生产工艺
3.3 天然气部分氧化法
3.3.1 POM反应的热力学分析
3.3.2 POM反应的动力学分析
3.3.3 POM反应催化剂积炭研究
3.3.4 POM反应催化剂
3.3.5 POM反应工艺
3.3.6 POM反应器
3.4 联合转化制合成气
3.5 合成气的精制和分离
3.5.1 低温分离法
3.5.2 其他分离方法
参考文献
4 甲醇及其衍生物
4.1 甲醇
4.1.1 甲醇的性质
4.1.2 甲醇合成反应原理
4.1.3 甲醇合成反应热力学
4.1.4 甲醇合成催化剂与反应动力学
4.1.5 甲醇合成工艺
4.1.6 甲醇的用途
4.2 甲醛
4.2.1 性质和用途
4.2.2 甲醇氧化法制甲醛
4.3 醋酸
……
5 天然气制乙炔
6 天然气制炭黑
7 天然气的直接衍生物
8 天然气物理加工技术
9 天然气制合成油
10 天然气应用新技术
附表天然气各主要组分基础物性数据
参考文献