天然氣脫硫-大學(xué)工程設(shè)計(jì)(完)改

1、.WD.WD.WD.儀隴凈化廠天然氣脫硫工程工程設(shè)計(jì)任務(wù)書 院系：化學(xué)化工學(xué)院 班級(jí)：化學(xué)工程與工藝3班 學(xué)號(hào)：0804040305 姓名：劉玉婷目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc3188859921總論 PAGEREF _Toc318885992 h 3HYPERLINK l _Toc3188859931.1工程名稱、建設(shè)單位、企業(yè)性質(zhì) PAGEREF _Toc318885993 h 3HYPERLINK l _Toc3188859941.2編制依據(jù) PAGEREF _Toc318885994 h 3HYPERLINK l _Toc3188859951.3

2、工程背景和工程建設(shè)的必要性 PAGEREF _Toc318885995 h 3HYPERLINK l _Toc3188859961、4設(shè)計(jì)范圍 PAGEREF _Toc318885996 h 5HYPERLINK l _Toc3188859971、5編制原那么 PAGEREF _Toc318885997 h 5HYPERLINK l _Toc3188859981.6遵循的主要標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn) PAGEREF _Toc318885998 h 8HYPERLINK l _Toc3188859991.7 工藝路線 PAGEREF _Toc318885999 h 8HYPERLINK l _Toc31888

3、60002 根基數(shù)據(jù) PAGEREF _Toc318886000 h 8HYPERLINK l _Toc3188860012.1原料氣和產(chǎn)品 PAGEREF _Toc318886001 h 8HYPERLINK l _Toc3188860022.2 建設(shè)規(guī)模 PAGEREF _Toc318886002 h 9HYPERLINK l _Toc3188860032.3 工藝流程簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc318886003 h 9HYPERLINK l _Toc3188860042.3.1醇胺法脫硫原那么工藝流程： PAGEREF _Toc318886004 h 9HYPERLINK l _To

4、c3188860052.3.2直流法硫磺回收工藝流程： PAGEREF _Toc318886005 h 10HYPERLINK l _Toc3188860063 脫硫裝置 PAGEREF _Toc318886006 h 11HYPERLINK l _Toc3188860073.1 脫硫工藝方法選擇 PAGEREF _Toc318886007 h 11HYPERLINK l _Toc3188860083.1.1 脫硫的方法 PAGEREF _Toc318886008 h 11HYPERLINK l _Toc3188860093.1.2醇胺法脫硫的 基本原理 PAGEREF _Toc3188860

5、09 h 12HYPERLINK l _Toc3188860103.2 常用醇胺溶液性能比較 PAGEREF _Toc318886010 h 13HYPERLINK l _Toc3188860113.1.2.1幾種方法性質(zhì)比較 PAGEREF _Toc318886011 h 14HYPERLINK l _Toc3188860123.2醇胺法脫硫的 基本原理 PAGEREF _Toc318886012 h 17HYPERLINK l _Toc3188860133.3主要工藝設(shè)備 PAGEREF _Toc318886013 h 18HYPERLINK l _Toc3188860143.3.1主要設(shè)

6、備作用 PAGEREF _Toc318886014 h 18HYPERLINK l _Toc3188860153.3.2運(yùn)行參數(shù) PAGEREF _Toc318886015 h 19HYPERLINK l _Toc3188860163.3.3操作要點(diǎn) PAGEREF _Toc318886016 h 20HYPERLINK l _Toc3188860173.4乙醇胺降解產(chǎn)物的生成及其回收 PAGEREF _Toc318886017 h 21HYPERLINK l _Toc3188860183.5脫硫的開(kāi)、停車及正常操作 PAGEREF _Toc318886018 h 22HYPERLINK l

7、_Toc3188860193.5.1乙醇胺溶液脫硫的開(kāi)車 PAGEREF _Toc318886019 h 22HYPERLINK l _Toc3188860203.5.2保證乙醇胺溶液脫硫的正常操作 PAGEREF _Toc318886020 h 22HYPERLINK l _Toc3188860213.6胺法的一般操作問(wèn)題 PAGEREF _Toc318886021 h 23HYPERLINK l _Toc3188860223.6.1胺法存在的一般操作問(wèn)題 PAGEREF _Toc318886022 h 23HYPERLINK l _Toc3188860233.6.2操作要點(diǎn) PAGEREF

8、 _Toc318886023 h 24HYPERLINK l _Toc3188860243.7選擇性脫硫工藝的開(kāi)展 PAGEREF _Toc318886024 h 25HYPERLINK l _Toc3188860254 節(jié)能 PAGEREF _Toc318886025 h 25HYPERLINK l _Toc3188860264.1裝置能耗 PAGEREF _Toc318886026 h 25HYPERLINK l _Toc318886027裝置中主要的能量消耗是在閃蒸罐、換熱器和再生塔。 PAGEREF _Toc318886027 h 25HYPERLINK l _Toc318886028

9、4.2節(jié)能措施 PAGEREF _Toc318886028 h 25HYPERLINK l _Toc3188860295 環(huán)境保護(hù) PAGEREF _Toc318886029 h 26HYPERLINK l _Toc3188860305.1建設(shè)地區(qū)的環(huán)境現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc318886030 h 26HYPERLINK l _Toc3188860315.2、主要污染源和污染物 PAGEREF _Toc318886031 h 26HYPERLINK l _Toc3188860325.3、污染控制 PAGEREF _Toc318886032 h 26HYPERLINK l _Toc318

10、8860336 物料衡算與熱量衡算 PAGEREF _Toc318886033 h 28HYPERLINK l _Toc3188860346.1天然氣的處理量 PAGEREF _Toc318886034 h 28HYPERLINK l _Toc3188860356.2 MDEA的循環(huán)量 PAGEREF _Toc318886035 h 29HYPERLINK l _Toc3188860367.天然氣脫硫工藝主要設(shè)備的計(jì)算 PAGEREF _Toc318886036 h 32HYPERLINK l _Toc3188860377.1MDEA吸收塔的工藝設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc318886037

11、 h 33HYPERLINK l _Toc3188860387.1.1選型 PAGEREF _Toc318886038 h 33HYPERLINK l _Toc3188860397.1.2塔板數(shù) PAGEREF _Toc318886039 h 33HYPERLINK l _Toc3188860407.1.3塔徑 PAGEREF _Toc318886040 h 33HYPERLINK l _Toc3188860417.1.4堰及降液管 PAGEREF _Toc318886041 h 35HYPERLINK l _Toc3188860427.1.5浮閥計(jì)算 PAGEREF _Toc31888604

12、2 h 36HYPERLINK l _Toc3188860437.1.6 塔板壓降 PAGEREF _Toc318886043 h 37HYPERLINK l _Toc3188860447.1.7塔附件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc318886044 h 38HYPERLINK l _Toc3188860457.1.8塔體總高度的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc318886045 h 40HYPERLINK l _Toc3188860467.2解吸塔 PAGEREF _Toc318886046 h 40HYPERLINK l _Toc3188860477.2.1 計(jì)算依據(jù) PAGEREF _To

13、c318886047 h 40HYPERLINK l _Toc3188860487.2.2塔板數(shù)確實(shí)定 PAGEREF _Toc318886048 h 41HYPERLINK l _Toc3188860497.2.3解吸塔的工藝條件及有關(guān)物性的計(jì)算 PAGEREF _Toc318886049 h 41HYPERLINK l _Toc3188860507.2.4解吸塔的塔體工藝尺寸計(jì)算 PAGEREF _Toc318886050 h 42HYPERLINK l _Toc3188860518參數(shù)校核 PAGEREF _Toc318886051 h 43HYPERLINK l _Toc3188860

14、528.1浮閥塔的流體力學(xué)校核 PAGEREF _Toc318886052 h 43HYPERLINK l _Toc3188860538.1.1溢流液泛的校核 PAGEREF _Toc318886053 h 43HYPERLINK l _Toc3188860548.1.2液泛校核 PAGEREF _Toc318886054 h 43HYPERLINK l _Toc3188860558.1.3液沫夾帶校核 PAGEREF _Toc318886055 h 44HYPERLINK l _Toc3188860568.2塔板負(fù)荷性能計(jì)算 PAGEREF _Toc318886056 h 45HYPERLI

15、NK l _Toc3188860578.2.1漏液線氣相負(fù)荷下限線 PAGEREF _Toc318886057 h 45HYPERLINK l _Toc3188860588.2.2 過(guò)量霧沫夾帶線 PAGEREF _Toc318886058 h 45HYPERLINK l _Toc3188860598.2.3 液相負(fù)荷下限 PAGEREF _Toc318886059 h 45HYPERLINK l _Toc3188860608.2.4 液相負(fù)荷上限 PAGEREF _Toc318886060 h 45HYPERLINK l _Toc3188860618.2.5 液泛線 PAGEREF _Toc

16、318886061 h 46HYPERLINK l _Toc3188860629 附屬設(shè)備及主要附件的選型和計(jì)算 PAGEREF _Toc318886062 h 47HYPERLINK l _Toc31888606310.心得體會(huì) PAGEREF _Toc318886063 h 49HYPERLINK l _Toc31888606411.參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc318886064 h 501總論1.1工程名稱、建設(shè)單位、企業(yè)性質(zhì)工程名稱：天然氣脫硫建設(shè)單位：中石油儀隴凈化廠企業(yè)性質(zhì)：國(guó)營(yíng)企業(yè)1.2編制依據(jù)天然氣可分為酸性天然氣和潔氣。酸性天然氣指含有顯著量的硫化物和CO2等酸性氣體，

17、必須經(jīng)處理后才能到達(dá)管輸標(biāo)準(zhǔn)或商品氣氣質(zhì)指標(biāo)的天然氣。潔氣是指硫化物和CO2含量甚微或 基本不含，不需要凈化就可以外輸和利用的天然氣。天然氣中存在的硫化物主要是H2S，此外還可能含有一些有機(jī)硫化物，如硫醇、硫醚、COS及二硫化碳等；除硫化物外，二氧化碳也是需要限制的指標(biāo)。酸性天然氣的危害有：酸性天然氣在水存在的條件下會(huì)腐蝕金屬；污染環(huán)境；含硫組分有難聞的臭味、劇毒；硫可能使下游工廠的催化劑中毒；H2S可對(duì)人造成傷害；CO2含量過(guò)高會(huì)使天然氣熱值達(dá)不到要求。1.3工程背景和工程建設(shè)的必要性天然氣是一次能源中最為清潔、高效、方便的能源，不僅在工業(yè)與城市民用燃?xì)庵袕V泛應(yīng)用，而且在發(fā)電業(yè)中也越來(lái)越重要

18、作用，近20年來(lái)在我國(guó)呈現(xiàn)出快速開(kāi)展的態(tài)勢(shì)。從西氣東輸和川氣東送為標(biāo)志的天然氣管道工程建設(shè)到2009年11月份氣荒，都促進(jìn)了天然氣市場(chǎng)的開(kāi)展。煤炭在我國(guó)一次能源消費(fèi)中的比例將近70%，以煤為主的能源消費(fèi)構(gòu)造二氧化碳排放過(guò)多，對(duì)環(huán)境壓力較大。合理利用天然氣，充分凈化天然氣，可以優(yōu)化能源消費(fèi)構(gòu)造，改善大氣環(huán)境，提高人民生活質(zhì)量，對(duì)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)、建設(shè)環(huán)境友好型社會(huì)具有重要意義。天然氣是指自然界中天然存在的一切氣體，包括大氣圈、水圈、生物圈和巖石圈中各種自然過(guò)程形成的氣體。而人們長(zhǎng)期以來(lái)通用的“天然氣是從能量角度出發(fā)的狹義定義，是指氣態(tài)的石油，轉(zhuǎn)指在巖石圈中生成并蘊(yùn)藏于其中的以低分子飽和烴為主的烴

19、類氣體和少量非烴類氣體組成的可燃性氣體混合物。它主要存在于 HYPERLINK :/baike.baidu /view/44153.htm t _blank 油田氣、氣田氣、煤層氣、泥火山氣和生物生成氣中。天然氣是一種多組分的混合氣體，主要成分是烷烴，其中 HYPERLINK :/baike.baidu /view/34133.htm t _blank 甲烷占絕大多數(shù)，另有少量的 HYPERLINK :/baike.baidu /view/139630.htm t _blank 乙烷、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/126187.htm t _blank 丙烷和

20、HYPERLINK :/baike.baidu /view/151934.htm t _blank 丁烷，此外一般還含有 HYPERLINK :/baike.baidu /view/149186.htm t _blank 硫化氫、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/17816.htm t _blank 二氧化碳、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/24009.htm t _blank 氮和 HYPERLINK :/baike.baidu /view/623357.htm t _blank 水氣，以及微量的 HYPERLINK :/baike.

21、baidu /view/101737.htm t _blank 惰性氣體，如 HYPERLINK :/baike.baidu /view/20669.htm t _blank 氦和 HYPERLINK :/baike.baidu /view/39145.htm t _blank 氬等。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，甲烷至丁烷以氣體狀態(tài)存在， HYPERLINK :/baike.baidu /view/121542.htm t _blank 戊烷以上為 HYPERLINK :/baike.baidu /view/115153.htm t _blank 液體。從礦藏中開(kāi)采出來(lái)的天然氣是組分非常復(fù)雜的烴類混合物，且

22、含有少量的非烴類雜質(zhì)。其中，非烴類雜質(zhì)常常含有H2S、CO2和有機(jī)硫化物。由于水的存在，這些氣體組分將生成酸或酸溶液，造成輸氣管道和設(shè)備的嚴(yán)重腐蝕。天然氣中的硫化物及其燃燒物會(huì)破壞周圍環(huán)境，損害人類安康。而像H2S和硫醇這樣的硫化物， 并使之轉(zhuǎn)化為可供工業(yè)應(yīng)用的元素硫，便構(gòu)成一條天然氣工業(yè)中普遍采用的凈化、回收硫的 基本技術(shù)路線。此外，當(dāng)硫磺回收裝置的尾氣不符合大氣排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，還應(yīng)建設(shè)尾氣處理裝置。因此，天然氣中的H2S量受到嚴(yán)格限制，開(kāi)采出的天然氣往往須經(jīng)脫硫預(yù)處理，以滿足傳輸及使用要求。歐美興旺國(guó)家制定的商品天然氣氣質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：H2S控制含量在5mg/m3天然氣左右；總硫控制含量為100m

23、g/m3天然氣以硫計(jì)左右；我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：類商品天然氣H2S含量6 mg/m3，總硫含量100 mg/m3天然氣以硫計(jì)。故而一個(gè)完整的天然氣脫硫廠應(yīng)包括脫硫裝置、硫磺回收裝置和尾氣處理裝置。天然氣可分為酸性天然氣和潔氣。酸性天然氣指含有顯著的硫化物和CO2等酸性氣體必須經(jīng)處理后才能到達(dá)管輸標(biāo)準(zhǔn)或商品氣氣質(zhì)指標(biāo)的天然氣。潔氣是指硫化物和CO2含量甚微或 基本不含，不需凈化就可外輸或使用的天然氣。來(lái)自地下儲(chǔ)層的天然氣通常不同程度地含有H2S、CO2和有機(jī)硫化物RSH、COS、RSSR，等酸性組分，在開(kāi)采、集輸和處理時(shí)會(huì)造成設(shè)備和管道腐蝕；而且含硫組分往往有毒、有害并具有難聞的臭味，會(huì)污染環(huán)境和威

24、脅人身安全少量硫化氫就具有劇毒，雖然硫化氫在濃度極低時(shí)就能檢測(cè)到，但由于嗅疲勞，在接觸后幾分鐘內(nèi)就會(huì)喪失嗅覺(jué)，從而無(wú)法感覺(jué)到硫化氫的不安全濃度。吸入濃度為幾百ppm的硫化氫可能導(dǎo)致急性中毒，而且，雖然這種氣體具有刺激性，但血液中吸收硫化氫所產(chǎn)生的全身效應(yīng)會(huì)掩蓋其刺激作用；當(dāng)天然氣用作化工原料時(shí)，還會(huì)引起催化劑中毒；同時(shí)，CO2的含量過(guò)高將降低天然氣的熱值。綜上所述，天然氣在使用前必須進(jìn)展脫硫處理，嚴(yán)格控制酸性氣體的含量，使其硫含量滿足GB17320-1999天然氣標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的天然氣的技術(shù)指標(biāo)，才能成為合格的使用天然氣。1、4設(shè)計(jì)范圍1天然氣脫硫的必然性2天然氣脫硫的方法及工藝路線的選擇3物料流程

25、圖4工藝流程圖5脫硫裝置6建設(shè)規(guī)模1、5編制原那么通過(guò)加工的天然氣所到達(dá)的氣質(zhì)指標(biāo)，各國(guó)各地區(qū)都不同，這是由于天然氣資源和礦藏處理水平、供銷狀況及有關(guān)的經(jīng)濟(jì)政策等各不一樣所造成的。由于化工生產(chǎn)所需要的原料氣對(duì)有害物質(zhì)特別是硫及其化合物的含量要求比較嚴(yán)格硫含量一般為1-2mg/m3，天然氣通常需要經(jīng)過(guò)二次處理才能符合要求，而且這局部氣量相對(duì)較小，故在制定商品天然氣氣質(zhì)指標(biāo)是多以符合燃料要求為依據(jù)，主要從保證天然氣在輸配系統(tǒng)中的安全運(yùn)行，減少設(shè)備、管線的腐蝕，滿足環(huán)境保護(hù)和衛(wèi)生以及良好的燃料性能等方面規(guī)定對(duì)商品天然氣的質(zhì)量要求。隨著天然氣在能源構(gòu)造中的比例上升，輸氣管道壓力升高，距離增長(zhǎng)，對(duì)氣質(zhì)的

26、要求也趨于嚴(yán)格。在西方興旺國(guó)家，氣質(zhì)指標(biāo)除了管輸指標(biāo)外，往往還必須根據(jù)用戶與公司簽訂的銷售合同的有關(guān)條款來(lái)實(shí)行質(zhì)量要求，以滿足用戶的需要。商品天然氣氣質(zhì)指標(biāo)主要有：(1)最小熱。值為了使天然氣用戶能適當(dāng)確定其加熱設(shè)備，必須確定最小熱值。這項(xiàng)規(guī)定主要要求控制天然氣中的N2和CO2等不可燃?xì)怏w的含量。(2)含硫量。主要是為了控制天然氣的腐蝕性和出于對(duì)人類自身安康和安全的考慮，常以H2S含量或總硫H2S及其他形態(tài)含量來(lái)表示。(3)烴露點(diǎn)。烴露點(diǎn)即在一定壓力條件下天然氣中析出的第一滴液烴時(shí)的溫度，它與天然氣的壓力和組成有關(guān)。為了防止天然氣在輸配管線中有液烴凝結(jié)，目前許多國(guó)家都對(duì)商品天然氣規(guī)定了脫油除塵

27、的要求，規(guī)定在一定條件下天然氣的最高允許烴露點(diǎn)。(4)水露點(diǎn)與含水量。在地層溫度和壓力條件下，水在天然氣中通常以飽和水蒸汽的形式存在，水蒸氣的存在往往給天然氣的輸集帶來(lái)了一系列的危害。因此，規(guī)定天然氣的含水量是十分必要的。天然氣的含水量以單位體積天然氣中所含的水汽量來(lái)表示的，有時(shí)也用天然氣的水露點(diǎn)來(lái)表示。天然氣的水露點(diǎn)是指在一定的壓力條件下，天然氣與液態(tài)水平衡時(shí)此時(shí)，天然氣的含水量為最大含水量，即飽和含水量的溫度。一般要求天然氣水露點(diǎn)比輸氣管線可能到達(dá)的最低溫度還低5-6。此外，往往還要求輸送溫度不超過(guò)49，對(duì)輸送壓力無(wú)嚴(yán)格要求。GB 17820-1999依據(jù)不同用戶的要求并結(jié)合我國(guó)天然氣資源

28、的實(shí)際組成，將商品天然氣分成三類。一類和二類天然氣主要用作民用燃料，為了防止輸配系統(tǒng)的腐蝕和保證居民安康，分貝規(guī)定其硫含量不大于6mg/m3CHN和20mg/m3CHN：三類天然氣主要作為工業(yè)原料和燃料。GB17820-1999同時(shí)規(guī)定高位發(fā)熱量大于31.46MJ/m3CHN，二氧化碳體積分?jǐn)?shù)不大于3%，在天然氣交接點(diǎn)的壓力和溫度條件下，天然氣的水露點(diǎn)應(yīng)比最低環(huán)境溫度低5?？紤]個(gè)別用戶對(duì)天然氣質(zhì)量有不同要求，GB 17820-1999的附錄同時(shí)規(guī)定；在滿足國(guó)家有關(guān)安全衛(wèi)生等標(biāo)準(zhǔn)的前提下，對(duì)上述三個(gè)類別以外的天然氣，允許供需雙方合同或協(xié)議來(lái)確定其具體質(zhì)量要求。我國(guó)商品天然氣氣質(zhì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下表：表

29、 1 商品天然氣氣質(zhì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) GB17820-1999工程一類二類三類高位發(fā)熱量MJ/m33.14總硫mg/m3100200460H2S含量mg/m3620460CO2%V3.0水露點(diǎn)在天然氣交接點(diǎn)的壓力和溫度條件下，天然氣的水露點(diǎn)應(yīng)比最低溫度低5此外，按照用途不同，典型天然氣氣質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表2。表2 典型天然氣氣質(zhì)指標(biāo)指標(biāo)LNG管道銷售氣NGLH2S胺法處理3.5mg/m33.5mg/m310mg/m3H2S堿法處理銅片實(shí)驗(yàn) 1A/1BCO2 50mg/m3 優(yōu)化5-20mg/m3總硫 20mg/m320mg/m3檢硫?qū)嶒?yàn)為負(fù)燃料氣中總硫300mg/m3300mg/m3300mg/m3燃燒爐出口

30、SO2釋放量 250mg/m3250mg/m3硫純度 99.9%wt 99.9%wt硫回收率 95-99.9%9599.9%枯燥器出口含量 0.5mg/m30.5mg/m30.5mg/m3LNG中汞含量6mm，所以不能采用平堰故應(yīng)縮短堰長(zhǎng)或改用齒形堰另取，由上圖得E=1.09驗(yàn)證正確。綜上堰高：7.1.5浮閥計(jì)算1選用重33g的型浮閥，其孔徑為，取閥孔動(dòng)能因子2由 那么可得氣速故每層塔板上的浮閥個(gè)數(shù)為：，取N=12903浮閥排列采用等邊三角形叉排。鼓泡區(qū)面積：，取孔間距t=75mm，那么：開(kāi)孔總面積所以，作等邊三角形排列的閥孔中心距為：符合標(biāo)準(zhǔn)孔間距GB1118故：有效傳質(zhì)區(qū)的開(kāi)孔率為7.1.

31、6 塔板壓降其中：氣象通過(guò)塔板的壓降：干板壓降：液層阻力浮閥塔的計(jì)算公式閥孔全開(kāi)前閥孔全開(kāi)后聯(lián)立上兩式求臨界孔速，即解得又閥孔速度故：，既浮閥全開(kāi).那么，所以有：液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間的核算液體在降液管內(nèi)實(shí)際停留時(shí)間又，其中：=0.054m=0.06005m=0.08233m為板上液面落差，對(duì)浮閥塔而言很小，一般可忽略。取降液管端部與塔板的間隙高度=0.04m液體在降液管內(nèi)的最大停留時(shí)間 綜上計(jì)算符合，可行。7.1.7塔附件設(shè)計(jì)接收直徑原料天然氣進(jìn)料口大小氣相流量為，取管內(nèi)流速為查標(biāo)準(zhǔn)系列選取b濕凈化天然氣出口查標(biāo)準(zhǔn)系列選取c.MEDA輸送管線，取MEDA流速為0.5m/s除沫器由工藝條件知需

32、設(shè)置除沫器，以減少液體夾帶損失，確保氣體純度，保證后續(xù)設(shè)備的正常操作。本設(shè)計(jì)采用絲網(wǎng)除沫器，其具有比外表積大、質(zhì)量輕、空隙大及使用方便等優(yōu)點(diǎn)。設(shè)計(jì)氣速選?。?，其中系數(shù)故除沫器直徑選取不繡鋼除沫器，類型：標(biāo)準(zhǔn)型；規(guī)格40-100；材料：不繡鋼絲網(wǎng)；絲網(wǎng)尺寸：圓絲。封頭封頭分為橢圓形封頭、蝶形封頭等幾種，本設(shè)計(jì)采用橢圓形封頭，由公稱直徑，查得總深度，內(nèi)外表積，容積。裙座塔底常用裙座支撐，裙座的構(gòu)造性能好，連接處產(chǎn)生的局部阻力小，所以它是塔設(shè)備的主要支座形式，為了制作方便，一般采用圓筒型。由于裙座內(nèi)徑，故裙座壁厚取。根基環(huán)內(nèi)徑：根基環(huán)外徑：圓整得：，對(duì)于根基環(huán)厚度，考慮到腐蝕余量取裙座高度取，地腳螺

33、栓直徑取人孔人孔是安裝或檢修人員進(jìn)出塔的唯一通道，人孔的設(shè)置應(yīng)便于進(jìn)入任何一層塔板，由于設(shè)置人孔出塔間距離大，且人孔設(shè)備過(guò)多會(huì)使過(guò)多制造時(shí)塔體的彎曲度難以到達(dá)要求，由?氣田天然氣凈化廠設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?知，對(duì)的吸收塔為安裝檢修的需要，一般每隔層塔設(shè)一人孔，人孔直徑一般為。故本文擬定每7層設(shè)一人孔，選用的人孔，共4個(gè)。分別設(shè)在第1、8、15層塔板上和20層塔板下。每個(gè)人孔直徑為。在設(shè)置人孔處，板間距為，裙座上應(yīng)開(kāi)2個(gè)人孔，直徑為，人孔伸入塔徑應(yīng)與塔內(nèi)壁修平，其邊緣需倒棱和磨圓。人孔法蘭的密封面形狀及墊片用材，一般與塔德接收法蘭一樣，本設(shè)計(jì)也是如此。7.1.8塔體總高度的設(shè)計(jì)塔總高度不含塔裙座由下式?jīng)Q定：

34、塔頂高度，m. 取=1.8m：踏板間距，m. 取=0.45m：開(kāi)有人孔的塔板間距.=800mm=0.8m：進(jìn)料段高度(吸收塔，從塔底進(jìn)料),可忽略.：塔底空間，取=3mN：實(shí)際塔板數(shù)，N=20.S：人孔數(shù)目不包括塔頂空間和塔底空間的人孔數(shù)，取S=4.綜上：7.2解吸塔7.2.1 計(jì)算依據(jù) 1.入塔胺液流量； 2.出塔酸氣的組成和流量見(jiàn)前面物料衡算； 3.塔底貧液流量和組成與吸收塔的進(jìn)料胺液一樣； 4.操作壓力180Kpa; 5.入塔富液的溫度85，出塔貧液溫度110；6.由于浮閥塔的構(gòu)造簡(jiǎn)單，制造方便，價(jià)格低；塔板開(kāi)孔率大，生產(chǎn)能力大，操作彈性大，塔板效率較高等優(yōu)點(diǎn)，故吸收塔采用浮閥塔。7.2

35、.2塔板數(shù)確實(shí)定 1.根據(jù)以有的經(jīng)歷數(shù)據(jù)選取4塊理論塔板數(shù)； 2.板效率為2540，設(shè)計(jì)中選用30。那么：實(shí)際有效塔板數(shù)為： 40.3=13.3塊 圓整為14塊。3.為了降低胺液的蒸發(fā)損失應(yīng)該在進(jìn)料上部有26層板?？紤]MDEA的蒸發(fā)損失較小所以3塊。所以解吸塔的實(shí)際塔板數(shù)為：7.2.3解吸塔的工藝條件及有關(guān)物性的計(jì)算 1.操作壓力：180Kpa； 2.操作溫度：塔頂85，塔底110；全塔由反響熱全塔的平均溫度按胺液計(jì)算得：97.5 3.平均摩爾質(zhì)量的計(jì)算 塔頂氣體流量為：回流比 那么水的流量為：表7-1解吸塔塔頂氣體平均摩爾質(zhì)量組分質(zhì)量流量kg/min136.1634.08215.2844.0

36、1水302.8818總計(jì)454.32塔頂氣體平均摩爾質(zhì)量： 由于MDEA的沸點(diǎn)大，塔底氣相組成大局部為水： 塔底氣體平均摩爾質(zhì)量為： 全塔氣體平均摩爾質(zhì)量： 4.平均密度塔中氣相平均密度： 對(duì)于胺液的平均密度： 5.液體平均外表張力 由45MDEA的外表張力計(jì)算公式：7.2.4解吸塔的塔體工藝尺寸計(jì)算 1.塔徑的計(jì)算 吸收塔采用浮閥塔板式塔，吸收塔的最大空塔氣速由公式： 得： 為了防止液泛和允許溶液起泡，氣速應(yīng)分別降低為7525，和25然后在由降低的氣速計(jì)算塔徑。 根據(jù)MEDA物性，取 塔徑： 6-7此時(shí)Vs在操作條件下97.5，0.18Kpa時(shí)的氣體體積，由狀態(tài)方程：= 將Vs帶入上式6-7

37、按照標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整為：D=1m塔的橫截面積為： 實(shí)際空塔氣速為： 2.解吸塔有效塔高的計(jì)算 取板間距為0.35m，在塔底，第9塊板及塔頂分別開(kāi)一入孔3個(gè)入孔，取其間距為0.6m，頂部塔板與捕霧器的間距取1m。 故解吸塔的高度為：8參數(shù)校核8.1浮閥塔的流體力學(xué)校核8.1.1溢流液泛的校核因故不會(huì)發(fā)生漏液，不用校核。8.1.2液泛校核降液管到下塔板間距：液體通過(guò)降液管底部的阻力：液柱為防止液泛現(xiàn)象發(fā)生應(yīng)使：一般取，但由于發(fā)泡嚴(yán)重的物質(zhì)一般取較小值，故在這里取。校核：所以符合要求，不會(huì)發(fā)生液泛現(xiàn)象。8.1.3液沫夾帶校核由其中：液相外表張力，前面也算。=51.5232mN/m:氣速=0.45 m3/

38、s：板上液層高度.綜上：故液沫夾帶量在允許范圍內(nèi)。8.2塔板負(fù)荷性能計(jì)算8.2.1漏液線氣相負(fù)荷下限線以作為氣相最小負(fù)荷的標(biāo)準(zhǔn)。那么由得，故：8.2.2 過(guò)量霧沫夾帶線以為標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)前面霧沫夾帶校核可知，對(duì)于大塔，取泛點(diǎn)率F = 0.8，求的關(guān)系。由得：8.2.3 液相負(fù)荷下限由于堰上液層高度較小，會(huì)使堰上的液體分布不均勻，影響傳質(zhì)效果，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)大于6mm，對(duì)于平直堰，取堰上液層高度作為最小液體負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)。取由得：8.2.4 液相負(fù)荷上限液體的最大流量應(yīng)保證在降液管中停留時(shí)間不低于35s，取作為液體在降液管中停留時(shí)間的下限，那么：由8.2.5 液泛線為防止發(fā)生液泛現(xiàn)象，應(yīng)滿。令 由 ；聯(lián)立得：忽略，將與L，與L，與V的關(guān)系式代入上式得：式中： 故 ： 操作負(fù)荷性能圖由此可見(jiàn)，此塔板操作負(fù)荷上下限受漏液線1及過(guò)量霧沫夾帶線2的控制。分別從圖中A、B兩點(diǎn)讀得氣相流量的下限及上限，于是可求得該塔的操作彈性。操作彈性=9 附屬設(shè)備及主要附件的選型和計(jì)算吸收塔入口別離器的設(shè)計(jì)如下：原料氣：由HYSYS軟件模擬工藝流程的結(jié)果有：原料氣氣體密度： 液體密度： 質(zhì)量流量： 微粒直徑： 粘度：由?天然氣地面工程?書中公式68計(jì)算阿基米德準(zhǔn)數(shù)Ar故液體在給定別離條件下出于過(guò)渡區(qū)由其利用表表61中ArRe的關(guān)系求得由公式69得由HYSYS模擬結(jié)果知?dú)怏w流量為：取L=4D由公式將別離