三甘醇吸收法脫水工藝設(shè)計(jì)

1、三甘醇吸收法脫水工藝設(shè)計(jì) 目錄緒 論31.天然氣脫水的幾種主要方法3第一篇 設(shè)計(jì)說明書51.1概述51.1.1任務(wù)要求51.1.2設(shè)計(jì)原則51.1.3 遵循的規(guī)范51.2工藝流程51.2.1工藝流程選擇總則51.2.2工藝流程選擇51.2.3三甘醇脫水工藝流程簡述6（1）原料氣脫水6（2）teg富液再生61.2.4主要工藝設(shè)備6（1）原料氣分離器6（2）吸收塔7（3）天然氣/甘醇換熱器7（4）回流冷凝器和塔頂管線7（5）teg精餾柱7（6）teg再生塔7（7）閃蒸罐8（8）過濾器8（9）貧/富甘醇換熱器8（10）緩沖罐8（11）輸送管線81.2.5三甘醇脫水工藝流程圖81.3設(shè)備選型81.3.

2、1 原料氣過濾分離器81.3.2 干氣出口分離器91.3.3 吸收塔101.3.4 閃蒸罐111.3.5 三甘醇循環(huán)泵12第二篇 計(jì)算說明書122.1參數(shù)的確定132.1.1三甘醇循環(huán)量的確定132.1.1.1進(jìn)塔的貧三甘醇濃度的確定:132.1.1.2三甘醇循環(huán)量的確定：132.1.2物料衡算172.1.2.1脫水量172.1.2.2甘醇循環(huán)量172.1.2.3貧甘醇流量172.1.2.4富甘醇流量182.1.3.1吸收塔直徑182.1.3.2吸收塔高度192.1.4重沸器192.2.設(shè)備計(jì)算及選型202.2.1精餾柱202.2.1.1直徑202.2.1.2填料高度202.2.2甘醇泵202

3、.2.3閃蒸分離器20謝 辭22參考文獻(xiàn)23 緒 論1.天然氣脫水的幾種主要方法 (1) 低溫冷凝脫水該方法采用各種方法把高壓天然氣節(jié)流降壓致冷, 用低溫分離法從天然氣中回收凝析液。這種方法是國內(nèi)氣田中除三甘醇法外應(yīng)用較多的天然氣脫水工藝。長慶采氣二廠、塔里木克拉2等均采用該方法, 它具有工藝簡單、設(shè)備較少等優(yōu)點(diǎn), 但也有耗能高、水露點(diǎn)高等缺點(diǎn)。(2) j2t閥和透平膨脹機(jī)j2t閥和透平膨脹機(jī)脫水屬于低溫冷凝方法脫水。對(duì)于高壓天然氣,冷卻脫水是非常經(jīng)濟(jì)的。例如大慶油田目前采用很多透平膨脹機(jī)脫水, 四川的臥龍河和中壩氣田則使用了j2t閥脫水。這些方法的缺點(diǎn)是: 脫水循環(huán)的一部分處于水合物生成范圍

4、內(nèi), 容易生成水合物, 因此需要采取添加抑制劑等防止水合物生成的措施, 以及相應(yīng)配套的抑制劑回收系統(tǒng); 需要深度脫水時(shí)需配備制冷設(shè)備, 會(huì)引起工程投資和使用成本的提高; 透平膨脹機(jī)有高速運(yùn)動(dòng)部件, 制造難度大、可靠性差。(3) 三甘醇脫水三甘醇脫水屬于溶劑吸收法脫水, 在天然氣工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。這種脫水系統(tǒng)包括分離器、吸收塔和三甘醇再生系統(tǒng)。存在的主要問題是: 系統(tǒng)比較復(fù)雜; 三甘醇溶液再生過程的能耗比較大; 三甘醇溶液會(huì)損失和被污染, 因此需要補(bǔ)充和凈化; 三甘醇與空氣接觸會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng), 生成有腐蝕性的有機(jī)酸。所以, 三甘醇脫水的投資和運(yùn)行成本比較高。目前國內(nèi)的橇裝三甘醇脫水系統(tǒng)多從

5、國外引進(jìn)。雖然性能很好, 但是也存在很多問題。如一次性投資比較大; 各種零配件和消耗品不易購買, 而且價(jià)格昂貴; 計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)與我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)不同; 測(cè)量系統(tǒng)不適合我國的天然氣性質(zhì)等。例如四川大天池天然氣輸送干線引進(jìn)的橇裝三甘醇脫水系統(tǒng), 1999年3月25日至7月27日試運(yùn)行過程中, 日平均三甘醇消耗量為1119 kg, 而且隨著裝置運(yùn)行時(shí)間延長, 三甘醇消耗逐漸增加。由于使用的三甘醇需要進(jìn)口, 價(jià)格為36元/kg, 因此三甘醇消耗量成為影響生產(chǎn)成本的重要因素。(4) 分子篩脫水分子篩脫水屬于固體吸附法脫水, 脫水系統(tǒng)主要包括2個(gè)或3個(gè)處于脫水、再生和冷吹狀態(tài)的干燥器, 以及再生氣加熱系統(tǒng)。分子篩

6、脫水法更適合于深度脫水, 露點(diǎn)可以降低到-73 以下。但是, 對(duì)于大裝置, 設(shè)備投資和操作費(fèi)用都比較高, 如果脫水要求的露點(diǎn)相同, 建設(shè)1座處理量為28萬m3 /d的處理站, 分子篩脫水的投資比三甘醇多53%。另外, 分子篩脫水的再生過程能耗比較大, 干燥器下層的吸附劑需要經(jīng)常更換。(5) 超音速脫水作為新型脫水技術(shù)的超音速脫水, 國外主要是在殼牌石油公司支持下開展研究, 包括計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬、實(shí)驗(yàn)室研究和現(xiàn)場試驗(yàn)研究。基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值模擬研究主要在荷蘭的埃因霍恩科技大學(xué)等幾所大學(xué)中進(jìn)行; 現(xiàn)場的試驗(yàn)研究正在荷蘭(1998年) 、尼日利亞(2000年)和挪威(2002年) 的天然氣氣田和海上

7、平臺(tái)進(jìn)行,主要驗(yàn)證系統(tǒng)長期穩(wěn)定工作的能力, 并在實(shí)際應(yīng)用中進(jìn)行不斷的改進(jìn)。所有的研究都取得了滿意的結(jié)果。目前, 這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用狀態(tài)。 第一篇 設(shè)計(jì)說明書1.1概述1.1.1任務(wù)要求某天然氣處理量為100×104m3/d，采用三甘醇吸收法脫水，含飽和水的原料氣在5.8mpa和35下進(jìn)入吸收塔，要求吸收后干氣露點(diǎn)溫度達(dá)到-5，已知?dú)怏w分子量為21，工況條件下的壓縮因子為0.85。 （1）制天然氣脫水工藝流程圖； （2）試確定工藝流程的主要工藝參數(shù)；（3）試對(duì)吸收和再生系統(tǒng)中主要設(shè)備進(jìn)行工藝計(jì)算，并確定主要設(shè)備的結(jié)構(gòu)尺寸和型號(hào)。1.1.2設(shè)計(jì)原則（1） 貫徹國

8、家建設(shè)基本方針政策，遵循國家和行業(yè)的各項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。（2） 貫徹“安全、可靠”的指導(dǎo)思想，以保證設(shè)備安全、穩(wěn)定地運(yùn)行。（3） 遵循“高效節(jié)能、安全生產(chǎn)”的設(shè)計(jì)原則。（4） 充分考慮環(huán)境保護(hù)，節(jié)約能源。1.1.3 遵循的規(guī)范 1 sy/t 0602-2005.甘醇型天然氣脫水裝置規(guī)范 2 syt_0003-2012 石油天然氣工程制圖標(biāo)準(zhǔn) 3 syt0077-2008 天然氣凝液回收設(shè)計(jì)規(guī)范 4 gb17820-2012 天然氣 5 gb50350-2005 油氣集輸設(shè)計(jì)規(guī)范 6 syt0076-2008 天然氣脫水設(shè)計(jì)規(guī)范1.2工藝流程1.2.1工藝流程選擇總則 三甘醇溶液具有熱穩(wěn)定性好、

9、易于再生、吸濕性很高、蒸汽壓低、攜帶損失量小、可靠等優(yōu)點(diǎn)。三甘醇脫水裝置主要分為吸收和再生兩部分, 應(yīng)用了吸收、分離、氣液接觸、傳質(zhì)、傳熱和抽提等原理, 露點(diǎn)降通?？蛇_(dá)到3060,最高可達(dá)85 。1.2.2工藝流程選擇 本裝置所采用的teg脫水工藝具有以下特點(diǎn)： （1）teg脫水工藝流程簡單、技術(shù)成熟，與其它脫水法相比具有可獲得較大露點(diǎn)降、熱穩(wěn)定性好、易于再生、損失小、投資和操作費(fèi)用省等優(yōu)點(diǎn)； （2）采用高效過濾分離器分離原料氣中固、液顆粒，減少甘醇污染； （3）在富液管道上設(shè)置過濾器，以除去溶液系統(tǒng)中攜帶的機(jī)械雜質(zhì)和降解產(chǎn)物， 保證溶液清潔，防止溶液起泡，有利于裝置長周期平穩(wěn)運(yùn)行； （4）t

10、eg再生所采用的直接火管加熱方法成熟、可靠、操作方便； （5）為了增強(qiáng)天然氣脫水裝置的適應(yīng)性，在貧液精餾柱上設(shè)有氣提氣注入，氣提氣起源使用干氣。1.2.3三甘醇脫水工藝流程簡述 三甘醇脫水工藝流程主要由天然氣吸收脫水、三甘醇富液再生兩部分組成。其工藝設(shè)備主要有進(jìn)口分離器、甘醇-氣體吸收塔、氣體-貧甘醇換熱器、三甘醇再生塔及重沸器、三甘醇循環(huán)泵、過濾器、貧/富液換熱器和三甘醇閃蒸分離器等。 （1）原料氣脫水 濕天然氣進(jìn)入原料氣過濾分離器，分離固體雜質(zhì)、游離水等后進(jìn)入teg吸收塔底部，與吸收塔上部注入的貧teg溶液逆流接觸而脫除水分，吸收塔頂部出來的天然氣經(jīng)干氣/貧甘醇換熱器換熱后進(jìn)入產(chǎn)品氣分離器

11、，分離出少量三甘醇溶液后，從干氣分離器中分離出的氣相小部分做為燃料氣補(bǔ)充氣，大部分為產(chǎn)品氣外輸。 （2）teg富液再生 teg吸收塔底部排出的三甘醇富液與teg再生塔頂部換熱后進(jìn)入teg閃蒸罐，盡可能閃蒸出其中所溶的烴類，閃蒸后的三甘醇富液經(jīng)過teg過濾器除去固體、液體雜質(zhì)，進(jìn)入teg換熱罐提高三甘醇進(jìn)teg再生塔的溫度，從再生塔中部進(jìn)料，經(jīng)teg重沸器加熱再生，再生后的三甘醇貧液經(jīng)teg換熱罐和teg后冷器冷卻，冷卻后的三甘醇貧液由teg循環(huán)泵輸送到干氣/貧甘醇換熱器與吸收塔頂部出來的天然氣換熱后進(jìn)入吸收塔，實(shí)現(xiàn)三甘醇貧液的循環(huán)利用。1.2.4主要工藝設(shè)備（1）原料氣分離器進(jìn)入吸收塔的原料氣

12、一般都含有固體和液體雜質(zhì)。實(shí)踐證明，即使吸收塔與原料氣分離器位置非常近，也應(yīng)該在二者之間安裝入口分離器。此分離器可以防止新鮮水或鹽水、液烴、化學(xué)劑或水合物抑制劑以及其他雜質(zhì)等大量和偶然進(jìn)入吸收塔中。即使這些雜質(zhì)數(shù)量很少，也會(huì)給吸收和再生系統(tǒng)帶來很多問題：、溶于甘醇溶液中的液烴可降低溶液的脫水能力，并使吸收塔中甘醇溶液起泡。不溶于甘醇溶液的液烴也會(huì)堵塞塔板，并使重沸器表面結(jié)焦；游離水增加了甘醇液循環(huán)流率、重沸器熱負(fù)荷和燃料用量；攜帶的鹽水（隨天然氣一起來自地層水）中所含鹽類，可使設(shè)備和管線產(chǎn)生腐蝕，沉積在重沸器火管表面上還可使火管表面局部過熱產(chǎn)生熱斑甚至燒穿；化學(xué)劑（例如緩沖劑、酸化壓裂液）可使

13、甘醇溶液起泡，并具有腐蝕性。如果沉積在重沸器火管表面上，也可使其局部過熱；固體雜質(zhì)（例如泥沙、鐵砂）可使溶液起泡，使閥門、泵受到侵蝕，并可堵塞塔板或填料。（2）吸收塔濕天然氣氣流中含有較高的co2，不能使用碳鋼。推薦使用碳鋼內(nèi)襯316l，不銹鋼，依據(jù)工藝提供的計(jì)算模型依據(jù)，確定內(nèi)襯的最高位置，一般到1/2位置，接觸塔頂不需要內(nèi)襯，那里的干氣腐蝕性較弱。（3）天然氣/甘醇換熱器該換熱器一面是貧甘醇，另一側(cè)是脫水氣，兩種流體的腐蝕性都很弱。因此，碳鋼加3mm腐蝕性就滿足要求。（4）回流冷凝器和塔頂管線回流冷凝器和塔頂管線有水或甘醇水溶液冷凝，因此腐蝕嚴(yán)重。除水蒸氣外，塔頂?shù)臍饬髦羞€含有co2，以及

14、被蒸出的甘醇輕度降解產(chǎn)物。這些物質(zhì)溶解于冷凝水中，形成腐蝕性溶液。需要耐腐蝕性金屬來控制腐蝕，推薦使用奧氏體不銹鋼316l。而304l和304l有過失敗的事例，不推薦采用304l材質(zhì)。雖然馬氏體材質(zhì)同樣具有良好的抗co2腐蝕的性能，但由于馬氏體材質(zhì)的焊接性能較弱，不推薦采用馬氏體不銹鋼。（5）teg精餾柱考慮到精餾柱中的溫度高于100 ºc，此時(shí)有少量的水蒸氣和溶解的氣體，有一定的腐蝕性，推薦不使用不銹鋼316l。（6）teg再生塔重沸器內(nèi)通常只有輕微的腐蝕性，因?yàn)榇蟛糠炙腿芙獾臍怏w在閃蒸罐中北蒸發(fā)。但是，如果有固體沉積，在重沸器底部和火管上會(huì)產(chǎn)生腐蝕，可采用增加過濾設(shè)備的方法解決

15、。推薦使用碳鋼材質(zhì)3mm腐蝕裕量。（7）閃蒸罐預(yù)熱后的富甘醇將被閃蒸以去除溶解于teg溶液中烴類氣體、co2和水。由于閃蒸氣中含有游離的水和co2腐蝕就會(huì)發(fā)生，因此，推薦使用碳鋼內(nèi)襯316l不銹鋼。（8）過濾器固體過濾器和活性炭過濾器中的溫度比較高、co2的摩爾分?jǐn)?shù)較大及高含水量，腐蝕較嚴(yán)重。推薦使用碳鋼加不銹鋼316l襯里或者全部316l。（9）貧/富甘醇換熱器在設(shè)計(jì)壽命年限較長時(shí)，為降低維護(hù)頻率，推薦使用不銹鋼316l，如果建造施工允許的情況下，貧液端可以采用碳鋼材質(zhì)。（10）緩沖罐在該容器中不含有任何濕的腐蝕性介質(zhì)，甘醇緩沖罐內(nèi)為貧甘醇，因此可以認(rèn)為是無腐蝕性的。因此，推薦使用碳鋼材質(zhì)加

16、3mm腐蝕裕量。但考慮到建造調(diào)試階段存在著大氣腐蝕，因此在投產(chǎn)前應(yīng)采取有效的措施來保證內(nèi)壁不受腐蝕，如添加干燥劑或刷涂防銹油等。（11）輸送管線輸送富甘醇的管線，由于其降解產(chǎn)物如有機(jī)酸，會(huì)降低甘醇ph值，產(chǎn)生較強(qiáng)腐蝕環(huán)境，但對(duì)于從吸收塔到富液精餾柱換熱盤管的富甘醇管線，其溫度相對(duì)較低，還沒達(dá)到降解溫度，所以其ph值在安全的范圍-這與實(shí)際檢測(cè)結(jié)果相吻合，腐蝕性不強(qiáng)，推薦使用碳鋼材質(zhì)加3mm腐蝕裕量；輸送干氣和貧甘醇的管線使用碳鋼加1.5腐蝕裕量即可。1.2.5三甘醇脫水工藝流程圖 三甘醇脫水工藝流程圖見附圖。1.3設(shè)備選型1.3.1 原料氣過濾分離器原料氣過濾分離器是濕天然氣所接觸的第一個(gè)設(shè)備，

17、只要濕天然氣中含有液態(tài)水、烴及固體雜質(zhì)（石蠟、沙子、鉆井泥漿）等物質(zhì)中的任何一種，就會(huì)造成以下影響：1)降低甘醇溶液的脫水能力,使甘醇溶液起泡;2)引起甘醇較高的損失;3)增加甘醇溶液的循環(huán)量,降低吸收塔的吸收效率,增加吸收塔的維修量。過濾分離器的作用就是在濕天然氣脫水之前將這些液態(tài)和固態(tài)的雜質(zhì)分離出來。過濾分離器通常分為臥式或立式2種類型， 海洋平臺(tái)一般采用臥式兩相或三相雙桶分離器，因?yàn)樗c立式分離器相比易使液/液得到較好的分離，且內(nèi)部構(gòu)造較為簡單。氣體處理量可根據(jù)修改的stokes定律來確定，液體處理量則主要取決于液體在容器中的停留時(shí)間。在85萬方三甘醇脫水工藝流程中設(shè)有原料氣過濾分離器和

18、產(chǎn)品氣分離器。原料氣過濾分離器和產(chǎn)品氣分離器的工藝參數(shù)由hysys 2004軟件計(jì)算得出。原料氣過濾分離器作用是分離氣流中的液體和固體顆粒。原料氣過濾分離器的工藝參數(shù)及規(guī)格如表3-1所示。表3-1 原料氣過濾分離器工藝參數(shù)及要求工藝參數(shù)技術(shù)指標(biāo)工作溫度，35結(jié)構(gòu)型式臥式工作壓力，kpa（絕）5800過濾效率，%99.98%（固）、98%（液）最大氣相流量，m3/h2020最大壓降，kpa501.3.2 干氣出口分離器為除去干氣中的少量三甘醇液滴，工藝中設(shè)置有干氣出口分離器。由于干氣出口分離器進(jìn)料中甘醇量相對(duì)較少，氣相流量較大，從經(jīng)濟(jì)效益出發(fā)，選用臥式重力分離器。干氣出口分離器的直徑按gb 50

19、350-2005油氣集輸設(shè)計(jì)規(guī)范中有關(guān)氣液分離器直徑計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算。干氣出口分離器的工藝參數(shù)及規(guī)格列于表3-2。表3-2 干氣出口分離器工藝參數(shù)及規(guī)格設(shè)備名稱干氣出口分離器選用值選用公稱直徑，mm1200筒體長度，mm6000捕霧器厚度，mm150材質(zhì)16mnr分離器壁厚，mm301.3.3 吸收塔 吸收塔（接觸塔）是二甘醇脫水裝置最主要的設(shè)備，通常由底部的進(jìn)口氣滌器（洗滌器）、中部的吸收段和頂部的捕霧器3部分組成。由于液體流量小，同時(shí)又不是塔尺寸計(jì)算的一個(gè)決定性因素，吸收塔的直徑主要由氣體流速與空塔速度決定；塔內(nèi)的塔板數(shù)和所占空間則決定了吸收塔的高度。吸收塔分為板式塔和填料塔2種類型。前者

20、通常采用泡罩（帽）塔板，在確定了進(jìn)料氣所要求的露點(diǎn)降、吸收塔的溫度和壓力等參數(shù)后，根據(jù)貧三甘醇濃度、三甘醇循環(huán)量和露點(diǎn)降之間的關(guān)系，來選擇合適的貧三甘醇濃度和吸收塔塔板數(shù)。實(shí)踐證明，任何泡罩式甘醇吸收塔至少要有4塊實(shí)際塔板數(shù)才能有良好的脫水效果，一般采用4-12塊。填料塔主要采用瓷質(zhì)鞍形填料和不銹鋼環(huán)，一般根據(jù)填料效率和填料系數(shù)選擇填料的尺寸。填料塔和板式塔的優(yōu)缺點(diǎn)比較如下表3-3： 表3-3填料塔和板式塔的優(yōu)缺點(diǎn)比較型式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)備注板式塔 1） 可在氣液比較低時(shí)使用，當(dāng)氣體流量較低時(shí)不會(huì)發(fā)生2）漏液或排干塔板上的液體3）技術(shù)發(fā)展成熟，應(yīng)用廣泛當(dāng)氣體流量過大時(shí)塔板上的“吹液”現(xiàn)象會(huì)惡化填料塔當(dāng)

21、處理量較高時(shí)，由于液體以潤濕膜的形式流過填料表面，不受“吹液”現(xiàn)象響由于液體受氣體攪動(dòng)程度相對(duì)低，有利于處理三甘醇溶液的起泡現(xiàn)象1）若三甘醇流量較低，塔內(nèi)填料不能完全濕潤，會(huì)降低接觸效率2）使用不廣泛當(dāng)塔徑小于300mm時(shí)，宜于選用 根據(jù)100×104 m3/d三甘醇脫水工藝流程圖，本工藝中設(shè)置有teg吸收塔。teg吸收塔采用板式塔。由于三甘醇溶液循環(huán)量很小，為有利于氣-液傳質(zhì)，保證塔板液封，增加操作彈性，故采用泡罩塔。本工藝選用的吸收塔型號(hào)如下表3-4。表3-4 teg吸收塔工藝數(shù)據(jù)設(shè)備名稱甘醇吸收塔選用值選用公稱直徑，mm900吸收塔壁厚，mm58捕霧器厚度，mm150塔板數(shù)，塊

22、7材質(zhì)16mnr吸收塔總高，mm8100 1.3.4 閃蒸罐 三甘醇溶液在吸收塔的操作壓力和溫度下除了吸收濕天然氣中水蒸氣外，還會(huì)吸收少量的天然氣，尤其是包括芳香烴在內(nèi)的重?zé)N，而烴類在三甘醇內(nèi)的溶解量與壓力有關(guān)，壓力愈高則溶解量愈大。閃蒸分離器的作用就是在低壓下分離出富三甘醇中吸收的這些烴類氣體，以減少三甘醇損失量，防止三甘醇溶液發(fā)泡。其頂部分離出的氣體一般用作燃料或進(jìn)入放空系統(tǒng)，閃蒸出來的液態(tài)烴進(jìn)人閉式式排放系統(tǒng)進(jìn)行集中處理。 閃蒸分離器采用立式或臥式均可。當(dāng)進(jìn)料氣為貧氣時(shí)，由于氣體中所含重?zé)N粒少，在閃蒸分離器中經(jīng)常沒有液烴存在，因此可選用兩相（氣體和三甘醇溶液）分離器。液體在閃蒸分離器中的

23、停留時(shí)間為5-10min；當(dāng)進(jìn)料氣為富氣時(shí)，由于氣體所含重?zé)N較多，故應(yīng)選用三相（氣體、液烴和三甘醇溶液）分離器，此時(shí)為防止重?zé)N使三甘醇溶液乳化和起泡，應(yīng)使溶液升溫至約65，停留時(shí)間定為1015min左右。為保證閃蒸分離后的富三甘醇有足夠的壓力流過過濾器及貧富三甘醇換熱器等設(shè)備，閃蒸分離器的操作壓力最好在0.350.52mpa之間。閃蒸罐的選型結(jié)果如下表3-5：表3-5 閃蒸分離器規(guī)格設(shè)備名稱閃蒸罐選用值選用公稱直徑，mm1000閃蒸罐壁厚，mm5材質(zhì)16mnr閃蒸罐總高，mm24001.3.5 三甘醇循環(huán)泵 甘醇循環(huán)泵是用來泵送甘醇溶液進(jìn)入吸收塔進(jìn)行循環(huán)的，泵的選型與甘醇循環(huán)量和吸收塔設(shè)計(jì)壓力

24、有關(guān)。由計(jì)算知，甘醇循環(huán)量為0.956m3/h左右。算得所需揚(yáng)程為530m。根據(jù)常用泵選型手冊(cè)泵的選型結(jié)果如表3-6： 表3-6 甘醇循環(huán)泵設(shè)計(jì)參數(shù)及選型結(jié)果序號(hào)項(xiàng)目名稱參數(shù) 1處理量， m3/h0.956 2功率，kw1.54 第二篇 計(jì)算說明書2.1參數(shù)的確定2.1.1三甘醇循環(huán)量的確定2.1.1.1進(jìn)塔的貧三甘醇濃度的確定:按式（2-1）求其平衡露點(diǎn)， （2-1）式中：出塔干氣的平衡露點(diǎn)， : 出塔干氣的實(shí)際露點(diǎn)， ：偏差值，一般為5-11，此處取11。 取為-5，則： 再按平衡露點(diǎn)確定貧三甘醇溶液進(jìn)塔時(shí)的濃度。取吸收塔操作溫度為 35，由此查得：進(jìn)塔的貧三甘醇濃度為99%。 2.1.1

25、.2三甘醇循環(huán)量的確定：三甘醇的比循環(huán)量一般為12到33l/kg這里選用30l/kg水。吸收塔塔板數(shù)的確定：選用泡罩塔，板效率為25%。要求的露點(diǎn)降為： 35-（-5）=40在5.8mpa下按1.5塊理論板（板效率為25%。實(shí)際塔板數(shù)為6塊）估計(jì)可獲得露點(diǎn)降為：由圖2-1，吸收溫度為38時(shí)的露點(diǎn)降為36，由圖2-2，吸收溫度為27時(shí)露點(diǎn)降為38，用內(nèi)插法求得，吸收溫度為35時(shí)的露點(diǎn)降為36.5。(小于40）同理在5.8mpa下按2塊理論板（板效率為25%。實(shí)際塔板數(shù)為8塊）估計(jì)可獲得露點(diǎn)降為：由圖2-1，吸收溫度為38時(shí)的露點(diǎn)降為41.5，由圖2-2，吸收溫度為27時(shí)的露點(diǎn)降為42.5，用內(nèi)插

26、法求得，吸收溫度為32時(shí)的露點(diǎn)降為41.7。（大于40）所以實(shí)際塔板數(shù)選用7塊，可滿足露點(diǎn)降為40的要求。圖2-1估計(jì)5.8mpa，38下的露點(diǎn)降圖2-2估計(jì)5.8mpa，27下的露點(diǎn)降（a）1塊理論板（b）1.5塊理論板（c）2塊理論板（d）2.5塊理論板2.1.2物料衡算2.1.2.1脫水量在原料氣溫度為35，原料氣壓力取5.8mpa，干氣水露點(diǎn)在-5查圖天然氣含水量圖查得可知： 進(jìn)料氣含水量為： 干氣含水量為： 原料氣處理量為： 1000×10³m3/d吸收塔的脫水量由式（12）求得： （22）式中： ：吸收塔脫水量， ：進(jìn)料氣含水量， ：干氣含水量， ：進(jìn)料氣流量，

27、2.1.2.2甘醇循環(huán)量進(jìn)料氣帶入的水量為: （23）三甘醇循環(huán)量按脫除進(jìn)料氣帶入的全部水量計(jì)算，此法雖然保守，但卻比較安全。 因此三甘醇循環(huán)流量為： （24） 貧甘醇濃度為99.0%（），在吸收操作溫度35下的密度為1.114kg/l因此其質(zhì)量循環(huán)流量為：1125×1.114=1253.25kg/h （25）2.1.2.3貧甘醇流量貧甘醇濃度為99.0%（），流量為1253.4kg/h因此貧甘醇中的三甘醇量為：1253.4×0.99=1240.8kg/h （26） 貧甘醇中的水量為：1253.4-1240.8=12.6kg/h （27）2.1.2.4富甘醇流量富甘醇中的三

28、甘醇量為：1240.8kg/h 富甘醇中的水量為：12.6+37.5=50.1kg/h （28）因此富甘醇流量為：1240.8+50.1=1290.9kg/h （29）富甘醇濃度為： （210）2.1.3吸收塔2.1.3.1吸收塔直徑三甘醇在操作條件下的密度為1114 kg/m3氣體在操作條件下的密度求?。河梢阎獥l件，天然氣分子量m=21，壓縮因子z=0.85，有公式可知： （211） 由于三甘醇易發(fā)泡板間距取0.600m，由式（1-3）計(jì)算吸收塔允許氣體流速： （212） 式中： ：允許空塔氣速，m/s ：甘醇在操作條件下的密度， ：氣體在操作條件下的密度， k：經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，取板間距為600m

29、m，故k為0.0488 表2-1板間距與k值的關(guān)系板間距，mmk值4500.03665600.04576000.0488 進(jìn)料氣在操作條件下的體積流量：m3/d=0.15m3/s （213）其中，相密度： 吸收塔直徑：，因此取內(nèi)徑為0.9m2.1.3.2吸收塔高度吸收塔直徑：d=0.9m吸收塔內(nèi)塔板間距為：0.6m共7層塔板，高度為：4.8m進(jìn)口氣洗滌器高度（1d）為：0.9m貧甘醇進(jìn)口至捕霧器高度（1d）為：0.9m裙座高度取1.5m吸收塔總高度為：h=4.8+0.9+0.9+1.5=8.1m2.1.4重沸器重沸器通常為臥式容器，既可采用火管直接加熱也可以采用水蒸氣或熱油間接加熱。采用三甘醇脫水，重沸器火管傳熱表面熱流密度的正常范圍是18kw/25kw/，最高不超過3lkw/，由于甘醇在高溫會(huì)分解變