天然气公司天然气加工处理考试题库含答案

天然气公司天然气加工处理考试题库含答案一、单项选择题（共20题，每题2分，共40分）1.天然气的主要成分是（）A.乙烷B.甲烷C.丙烷D.二氧化碳答案：B解析：天然气是一种多组分混合气体，其中甲烷（CH₄）占比通常为70%-90%，是最主要成分；乙烷、丙烷等为次要成分，二氧化碳为杂质气体。2.天然气中硫化氢（H₂S）的主要危害不包括（）A.腐蚀设备管道B.降低天然气热值C.毒性危害人体D.导致水合物形成答案：D解析：H₂S是酸性气体，具有强腐蚀性（与水反应生成酸）、高毒性（浓度超过50ppm可致命），但不会直接导致水合物形成；水合物形成主要与温度、压力及水蒸气含量相关。3.三甘醇（TEG）脱水工艺中，贫液的浓度通常控制在（）A.85%-90%B.95%-99%C.80%-85%D.70%-75%答案：B解析：三甘醇脱水效率与贫液浓度直接相关，工业上通常将再生后的贫液浓度控制在95%-99%（质量分数），以保证对天然气中水蒸气的高效吸收。4.胺法脱硫工艺中，最常用的脱硫剂是（）A.二乙醇胺（DEA）B.甲醇C.氢氧化钠D.碳酸钾答案：A解析：胺法属于化学吸收法，常用醇胺类化合物（如MEA、DEA、MDEA）作为脱硫剂；甲醇多用于防冻，氢氧化钠腐蚀性强，碳酸钾用于热钾碱法脱硫。5.LNG（液化天然气）的临界温度约为（）A.-82.5℃B.-162℃C.-268℃D.-196℃答案：A解析：甲烷的临界温度为-82.5℃，临界压力为4.59MPa；LNG的主要成分是甲烷，其液化需将温度降至-162℃（常压下沸点），但临界温度是气体能被液化的最高温度。6.天然气压缩工艺中，往复式压缩机与离心式压缩机相比，主要优势是（）A.流量大B.压力范围广C.结构简单D.维护成本低答案：B解析：往复式压缩机通过活塞往复运动压缩气体，适合高压（可达30MPa以上）、小流量场景；离心式压缩机靠叶轮旋转离心力压缩，适合大流量、中低压场景。7.天然气脱水的主要目的是（）A.提高硫化氢含量B.防止水合物堵塞管道C.增加二氧化碳浓度D.降低甲烷纯度答案：B解析：天然气中的水蒸气在高压低温条件下易与烃类形成水合物（固态结晶），堵塞管道和设备；脱水可将水蒸气含量降至露点以下，避免水合物生成。8.以下不属于天然气净化工艺的是（）A.脱硫B.脱碳C.脱水D.液化答案：D解析：净化工艺指去除杂质（硫、二氧化碳、水等）的过程；液化（LNG生产）是将净化后的天然气降温加压至液态的工艺，属于加工而非净化。9.天然气热值的常用单位是（）A.kJ/m³B.kg/m³C.m³/hD.MPa答案：A解析：热值指单位体积或质量燃料完全燃烧释放的热量，天然气为气体燃料，常用体积热值（kJ/m³或MJ/m³）。10.分子筛脱水工艺中，再生温度通常控制在（）A.50-80℃B.120-150℃C.280-320℃D.400-450℃答案：C解析：分子筛是高效吸附剂，吸附饱和后需高温再生以脱附水分；工业上再生温度一般为280-320℃，过低无法完全脱附，过高可能破坏分子筛结构。11.天然气中二氧化碳（CO₂）的主要危害是（）A.增加爆炸风险B.降低管道压力C.导致设备低温脆裂D.与水反应腐蚀设备答案：D解析：CO₂溶于水生成碳酸（H₂CO₃），会腐蚀金属管道和设备；其本身不可燃，不会增加爆炸风险；低温脆裂与材料特性相关，与CO₂无关。12.以下属于物理吸收法脱硫的工艺是（）A.MDEA法B.砜胺法C.环丁砜法D.热钾碱法答案：C解析：物理吸收法利用溶剂对H₂S的物理溶解（无化学反应），环丁砜（Sulfolane）是典型物理溶剂；MDEA（化学吸收）、砜胺法（物理+化学）、热钾碱法（化学吸收）均涉及化学反应。13.LNG生产中，常用的制冷循环是（）A.单级蒸汽压缩循环B.混合冷剂循环（MRC）C.空气压缩循环D.氨吸收式循环答案：B解析：混合冷剂循环（由氮气、甲烷、乙烷等组成）是LNG生产中最常用的制冷工艺，具有效率高、能耗低的特点；单级蒸汽压缩循环多用于小型制冷。14.天然气加臭的主要目的是（）A.提高热值B.便于泄漏检测C.减少水分D.降低硫含量答案：B解析：天然气本身无色无味，泄漏时难以察觉；加臭（常用四氢噻吩）可通过气味快速识别泄漏，保障安全。15.以下关于天然气水合物的描述错误的是（）A.形成条件为高压低温B.主要成分是甲烷和水C.密度比水小D.加热可分解为气水答案：C解析：天然气水合物（可燃冰）密度约为0.9g/cm³，略小于水（1g/cm³），但“密度比水小”的描述不准确（接近而非明显更小）；其形成需高压（>3MPa）、低温（<10℃），加热至20℃以上可分解。16.离心式压缩机的“喘振”是指（）A.流量过大导致振动B.流量过小导致气流周期性逆流C.转速过高引发共振D.润滑油不足造成磨损答案：B解析：喘振是离心式压缩机的危险工况，当流量低于最小允许值时，气流在叶轮内产生分离，引发周期性逆流和振动，严重时损坏设备。17.天然气压缩因子（Z）的物理意义是（）A.实际体积与理想气体体积的比值B.压力与温度的比值C.密度与空气密度的比值D.热值与标准煤的比值答案：A解析：压缩因子Z=V实际/V理想（同温同压），用于修正理想气体状态方程，反映天然气偏离理想气体的程度（Z=1为理想气体）。18.三甘醇脱水装置中，再生塔的作用是（）A.吸收天然气中的水分B.将富液中的水分蒸发分离C.储存贫液D.过滤杂质答案：B解析：三甘醇吸收水分后变为富液，需在再生塔中加热（190-200℃）使水分蒸发，再生为贫液循环使用。19.以下不属于天然气加工处理核心指标的是（）A.硫化氢含量≤20mg/m³B.水露点≤-5℃（输气压力下）C.二氧化碳含量≤3%D.甲烷含量≤50%答案：D解析：商品天然气要求甲烷含量≥90%（管输气）或更高（LNG），硫化氢≤20mg/m³（一类气≤6mg/m³），水露点低于输气温度5-10℃，二氧化碳≤3%（防止腐蚀）。20.天然气液化（LNG）过程中，关键的能量消耗环节是（）A.脱硫B.脱水C.制冷D.储存答案：C解析：LNG生产中，制冷系统（将天然气从常温降至-162℃）能耗占总能耗的60%-70%，是最主要的能量消耗环节。二、多项选择题（共10题，每题3分，共30分，少选得1分，错选不得分）1.天然气中的酸性气体杂质包括（）A.甲烷B.硫化氢C.二氧化碳D.氮气答案：BC解析：酸性气体指溶于水呈酸性的气体，H₂S（弱酸）、CO₂（碳酸）属于此类；甲烷（中性）、氮气（惰性）为非酸性气体。2.胺法脱硫工艺中，常见的醇胺类溶剂有（）A.一乙醇胺（MEA）B.二乙醇胺（DEA）C.甲基二乙醇胺（MDEA）D.三甘醇（TEG）答案：ABC解析：MEA、DEA、MDEA均为醇胺类脱硫剂；TEG是脱水剂，不用于脱硫。3.天然气脱水的常用方法包括（）A.冷却法B.溶剂吸收法（如TEG）C.固体吸附法（如分子筛）D.膜分离法答案：ABCD解析：工业常用脱水方法包括冷却法（降低温度使水冷凝）、溶剂吸收（TEG）、固体吸附（分子筛、活性氧化铝）、膜分离（高分子膜选择性渗透）。4.LNG的主要特性包括（）A.体积约为气态的1/600B.常压下沸点-162℃C.无色无味无毒D.密度比水大答案：ABC解析：LNG体积约为气态的1/600，便于运输；常压沸点-162℃，无色无味（未加臭时），主要成分甲烷无毒；LNG密度约420-470kg/m³，小于水（1000kg/m³）。5.天然气压缩工艺中，往复式压缩机的主要部件包括（）A.气缸B.活塞C.叶轮D.气阀答案：ABD解析：往复式压缩机由气缸、活塞、气阀（吸气阀、排气阀）、曲轴连杆等组成；叶轮是离心式压缩机的核心部件。6.天然气净化过程中，脱硫的目的包括（）A.防止设备腐蚀B.满足环保排放要求C.提高天然气热值D.避免中毒事故答案：ABD解析：脱硫可去除H₂S，防止其与水反应腐蚀设备（A正确）；H₂S是有毒气体（D正确），排放需符合环保标准（B正确）；H₂S热值低于甲烷，脱除后热值可能略有提高，但非主要目的（C错误）。7.以下关于分子筛脱水的描述正确的是（）A.对水的吸附选择性高于烃类B.可同时脱除部分硫化氢C.再生后可重复使用D.适用于深度脱水（露点-70℃以下）答案：ABCD解析：分子筛（如4A、5A型）具有强极性，对水的吸附能力远高于烃类（A正确）；可吸附极性分子H₂S（B正确）；高温再生后恢复吸附能力（C正确）；可将天然气水露点降至-70℃以下，用于超深度脱水（D正确）。8.天然气加工处理中，常见的安全措施包括（）A.安装可燃气体检测仪B.设备接地防止静电C.操作人员佩戴防毒面具（含H₂S场合）D.管道设置水合物抑制剂注入点答案：ABCD解析：以上均为天然气加工的安全措施：检测仪监测泄漏（A），接地防止静电引燃（B），H₂S环境需防毒面具（C），注入甲醇等抑制剂防止水合物堵塞（D）。9.以下属于天然气物理性质的是（）A.密度B.热值C.爆炸极限D.临界温度答案：AD解析：物理性质指无需化学变化即可表现的性质（密度、临界温度）；热值（燃烧放热）、爆炸极限（与氧气反应）属于化学性质。10.三甘醇脱水装置运行中，可能出现的异常情况有（）A.贫液浓度下降B.再生塔温度过高C.吸收塔压力波动D.甘醇损耗量增大答案：ABCD解析：贫液浓度下降（再生效果差）、再生塔温度过高（可能导致甘醇分解）、吸收塔压力波动（影响脱水效率）、甘醇损耗增大（泄漏或蒸发）均为常见异常。三、判断题（共10题，每题1分，共10分）1.天然气的相对密度是指其密度与同温同压下空气密度的比值。（）答案：√解析：相对密度（比重）定义为气体密度与参考气体（通常为空气）密度的比值，天然气相对密度约0.55-0.75（小于空气）。2.胺法脱硫中，富液再生是指通过加热使吸收了H₂S的胺液释放酸性气体，恢复脱硫能力。（）答案：√解析：胺液吸收H₂S后变为富液，在再生塔中加热（100-130℃），发生可逆反应释放H₂S，再生为贫液循环使用。3.天然气水合物只能在管道中形成，不会在设备内形成。（）答案：×解析：水合物形成条件为高压低温，凡满足条件的管道、阀门、分离器等设备内均可能形成，如未保温的节流阀后易发生。4.LNG储存罐必须采用常压低温储存，不能加压。（）答案：×解析：LNG储存有常压低温（-162℃，0.1MPa）和压力低温（如-140℃，1.0MPa）两种方式，后者通过加压提高沸点，降低制冷能耗。5.离心式压缩机适合用于需要高压比（单级压缩比>10）的场景。（）答案：×解析：离心式压缩机单级压缩比通常为1.2-2.0，高压比需多级压缩；往复式压缩机可实现更高单级压缩比（如3-5）。6.天然气脱水后，水露点应低于输气管道最低运行温度5-10℃，以防止水合物形成。（）答案：√解析：水露点是天然气中水蒸气开始冷凝的温度，需低于管道最低温度，一般控制露点差5-10℃，确保运行安全。7.三甘醇的沸点（约285℃）高于水的沸点（100℃），因此再生时水先蒸发，甘醇留在液相。（）答案：√解析：再生塔中加热至190-200℃（低于甘醇沸点），水分蒸发分离，甘醇因沸点高保持液态，实现再生。8.天然气中二氧化碳含量越高，其热值越高。（）答案：×解析：CO₂不可燃，含量增加会稀释可燃组分（甲烷等），导致整体热值降低。9.分子筛脱水装置中，吸附塔切换周期越长，脱水效率越高。（）答案：×解析：吸附塔切换周期需根据分子筛吸附容量和天然气流量确定，过长会导致分子筛吸附饱和，穿透后失去脱水效果，效率下降。10.压缩天然气（CNG）的储存压力通常为20-25MPa，需采用高压储气瓶组。（）答案：√解析：CNG是将天然气压缩至20-25MPa（常温），体积缩小至1/200-1/250，储存在高压钢瓶或复合材料气瓶中。四、简答题（共5题，每题6分，共30分）1.简述胺法脱硫的基本原理及主要工艺步骤。答案：胺法脱硫基于醇胺（如MEA、DEA、MDEA）与酸性气体（H₂S、CO₂）的可逆化学反应。基本原理：在吸收塔中，贫胺液与含硫天然气逆流接触，H₂S、CO₂与胺液反应生成胺盐（如RNH₂+H₂S→RNH₃HS）；富胺液进入再生塔加热（100-130℃），胺盐分解释放酸性气体（再生），贫胺液循环使用。主要步骤：①吸收（酸性气体被胺液吸收）；②再生（富液加热释放酸性气体）；③胺液循环（贫液冷却后返回吸收塔）。2.天然气脱水的目的是什么？常用的脱水方法有哪些（至少列举4种）？答案：脱水目的：①防止水蒸气与烃类形成水合物，堵塞管道设备；②减少水蒸气冷凝后与酸性气体（H₂S、CO₂）反应，降低设备腐蚀；③满足商品天然气质量标准（如管输气水露点≤-5℃）。常用方法：①溶剂吸收法（三甘醇TEG）；②固体吸附法（分子筛、活性氧化铝）；③冷却法（通过膨胀或换热降低温度使水冷凝）；④膜分离法（高分子膜选择性渗透水分）。3.解释LNG生产中“预净化”的必要性，并说明主要净化步骤。答案：预净化必要性：LNG生产需将天然气冷却至-162℃，若含有水、H₂S、CO₂等杂质，会在低温下凝固（水→冰，CO₂→干冰），堵塞设备管道；H₂S还会腐蚀设备。主要净化步骤：①脱硫（脱除H₂S至≤1ppm）；②脱碳（脱除CO₂至≤50ppm）；③脱水（脱除水蒸气至≤1ppm）；④脱汞（防止汞腐蚀铝制设备，尤其含汞气田需脱除）。4.往复式压缩机与离心式压缩机在应用场景上的主要区别是什么？答案：①流量范围：往复式适合小流量（≤5000m³/h），离心式适合大流量（≥10000m³/h）；②压力范围：往复式可实现高压（≤30MPa），离心式适合中低压（≤8MPa）；③介质适应性：往复式对含液、含杂质气体容忍度高，离心式需清洁气体（避免叶轮磨损）；④维护成本：往复式运动部件多（活塞、气阀），维护频繁；离心式结构简单，维护成本低；⑤效率：往复式在小流量高压场景效率更高，离心式在大流量中压场景效率更优。5.简述天然气水合物的形成条件及预防措施。答案：形成条件：①低温（低于水合物生成温度，通常<25℃）；②高压（压力越高，生成温度越高）；③天然气中含有足够水蒸气（湿度≥60%）；④存在扰动（如气流冲击、阀门节流）提供结晶核。预防措施：①脱水（降低水蒸气含量至水露点以下）；②注入抑制剂（甲醇、乙二醇，降低水合物生成温度）；③加热（提高管道温度至水合物分解温度以上）；④降压（降低压力至水合物生成压力以下）；⑤避免管道内积液（减少水蒸气冷凝）。五、计算题（共3题，每题10分，共30分）1.某天然气脱硫装置入口H₂S浓度为3500mg/m³，出口浓度为15mg/m³，计算该装置的脱硫效率（保留2位小数）。答案：脱硫效率η=（入口浓度-出口浓度）/入口浓度×100%η=（3500-15）/3500×100%=3485