第一篇 天然气加工过程的热力学基础及相平衡计算 1
第一章 天然气组成及加工方向 1
1.1 天然气的来源和种类 1
目录 1
1.2 天然气的化学组成与各项技术规定 2
1.3 天然气加工及其产品 9
1.4 天然气化工利用的基本概述 11
第二章 天然气相平衡热力学基础 14
2.1.2 状态和状态函数 15
2.1 基本概念 15
2.1.1 体系和环境 15
2.1.3 过程及途径 16
2.1.4 热和功的概念 16
2.2 热力学基本方程式和平衡判据 17
2.2.1 热力学第一、第二定律联合表达式 17
2.2.2 功函A和自由能G 17
2.2.3 热力学函数的基本数学关系式 19
2.3 均匀敞开体系 21
2.4 非均匀体系的相平衡 22
2.5 Gibbs—Duhem方程 23
2.6 相律 24
2.7 化学位 24
2.8 逸度和活度 25
2.9 热力学性质和P—V—T间的基本关系式 26
2.9.1 以P和T为独立变量的热力学性质计算式 27
2.9.2 以V和T为独立变量的热力学性质计算式 28
3.1 天然气体系的相态性质 31
3.1.1 单一组分（纯质）的相态 31
第三章 天然气的P—V—T关系及其热力学性质 31
3.1.2 多组分体系的相态——逆变现象 35
3.2 天然气的P—V—T关系 37
3.2.1 对比态原理及压缩因子Z 37
3.2.2 真实流体的状态方程 42
3.3 用状态方程计算天然气热力学性质 59
3.3.1 由R—K方程导出纯组分逸度系数（f/p）的计算公式 59
3.3.2 由R—K方程导出逸度系数φ1的算式 61
3.3.3 由R—K方程导出焓差（H—Ho）的计算式 62
3.3.4 理想气体焓Ho的计算 65
第四章 平衡计算 69
4.1 相平衡常数的计算 70
4.1.1 会聚压法 70
4.1.2 列线图法 72
4.1.3 相平衡常数的热力学模型 72
4.2 泡点、露点计算 80
4.2.1 独立变量和计算类型 80
4.2.2 应用简化K值的泡点、露点计算 81
4.2.3 假组分和假多元系的概念 83
4.2.4 严格的泡点、露点的计算机算法 88
4.3 平衡汽化与平衡冷凝计算 94
4.4 绝热闪蒸（节流）计算 100
4.4.1 采用简化K和H计算 101
4.4.2 绝热闪蒸的严格电算法 111
第二篇 天然气净化（脱水、脱酸性气体） 116
第五章 天然气——水体系 116
5.1 天然气含水量 116
5.2 烃—水体系的三相平衡计算 118
5.2.1 简化法 118
5.2.2 多元组分烃——水系统三相平衡电算模型 124
5.3 天然气水化物生成条件的预测 125
5.4 防止天然气水化物生成 134
5.4.1 抑制剂作用下天然气水化物生成温度降的定量关系 135
5.4.2 所需抑制剂量的确定 137
第六章 天然气脱水 139
6.1 溶剂吸收法脱水 139
6.2 三甘醇脱水工艺流程及操作中的问题 141
6.2.1 流程与主要设备 141
6.2.2 操作中存在的主要问题 145
6.3.1 吸收塔的工艺计算 146
6.3 三甘醇脱水装置的工艺计算 146
6.3.2 三甘醇再生系统的计算 156
6.4 固体吸附法脱水 159
6.4.1 天然气工业中常用的吸附剂 159
6.4.2 吸附法天然气脱水工艺流程 163
6.5 吸附法脱水装置工艺计算 165
6.5.1 吸附负荷曲线与透过曲线 165
6.5.2 吸附等温线与湿容量 168
6.5.3 吸附塔主要参数的确定 173
6.5.4 吸附剂再生和冷却过程计算 175
7.1 天然气脱硫方法的分类 178
第七章 天然气脱除酸性组分 178
7.2 化学吸收法净化天然气 180
7.2.1 脱硫溶剂选择 180
7.2.2 工艺流程 186
7.3 化学吸收塔的设计 186
7.3.1 吸收溶液循环量的估算 187
7.3.2 醇胺吸收塔塔径 196
7.3.3 醇胺吸收塔塔高 196
7.4.1 热负荷估算 203
7.4 解吸塔的设计 203
7.4.2 解吸塔塔高 205
7.5 物理吸收法净化天然气 205
7.6 复合法净化天然气 209
7.7 由酸性气体生产硫磺 211
第三篇 天然气分离 217
第八章 冷油吸收法 217
8.1 油吸收过程的特点及其工艺流程 217
8.2 多组分吸收计算 218
8.2.1 Kremser—Brown吸收因子法 219
8.2.2 Lewis—Sherwood图解梯级法 228
8.2.3 有效吸收因子法 230
8.3 逐板计算法 237
8.4 解吸（解脱或蒸出）过程及其计算 250
第九章 精馏 254
9.1 精馏塔设计计算的任务及内容 255
9.1.1 精馏塔设计计算的内容 255
9.1.2 设计变量与关键组分 255
9.2 简捷法多元组分精馏计算 257
9.2.1 全回流时Fenske方程式 257
9.2.2 用Underwood法计算最小回流比Rm 260
9.2.3 进料板位置 261
9.2.4 简捷法计算理论板数 262
9.3 逐板计算法 263
9.3.1 不清晰分割的物料衡算 263
9.3.2 逐板计算的模型塔及有关命名 265
9.3.3 Thiele—Geddes法 266
9.3.4 Lewis—Matheson法 280
9.4 多元组分精馏计算的矩阵法 289
9.4.1 多元组分精馏的数学模型 289
9.4.2 计算方法 295
9.4.3 计算机的计算步骤与框图 297
9.5.1 原油稳定的方法及流程 298
9.5 原油稳定 298
9.5.2 原油稳定工艺计算方法的特点 299
9.5.3 原油稳定装置计算示例 300
第十章 天然气低温分离液态烃 304
10.1 天然气液烃的回收方法 305
10.2 浅冷分离过程 306
10.2.1 浅冷分离工艺的应用及流程 306
10.2.2 相变制冷基本原理 310
10.3.1 温熵图与压焓图 313
10.3 利用热力学性质图表进行制冷过程的热力学分析及计算 313
10.4 逐级冷冻循环 322
10.5 深冷分离 324
10.5.1 大庆深冷分离装置工艺流程 324
10.5.2 直接膨胀制冷 327
10.5.3 做外功的等熵膨胀过程的热力学计算 331
10.6 天然气压缩过程的计算方法 335
10.6.1 按绝热压缩过程的计算公式 335
10.6.2 按多变压缩过程的计算公式 336
10.6.3 绝热指数和多变指数的计算公式和图表 337
第十一章 天然气加工过程的分析与综合 342
11.1 过程系统模拟的基本概念 343
11.1.1 基本定义 343
11.1.2 系统的模拟 343
11.2 系统结构的表示方法 346
11.2.1 组成系统各单元间的关系 346
11.2.2 图的矩阵表示法 347
11.3 化工大系统的分解 349
11.3.1 相邻矩阵的变换分解法 349
11.3.2 布尔矩阵分隔法 351
11.3.3 基于事件矩阵的识别方法 353
11.3.4 偶图法 354
11.3.5 环路子系统的裂解——环路物流矩阵分解法 356
11.3.6 信号流路图法 359
11.4 系统综合 364
11.4.1 分解法 365
11.4.2 试探法 367
11.4.3 直接最优法 372
11.4.4 调优法 374
附录 377