【正文】 .............................................................32 塔徑 ...........................................................................................................................32 堰及降液管 ................................................................................................................34 浮閥計算 ....................................................................................................................35 塔板壓降 ...................................................................................................................36 塔附件設(shè)計 ................................................................................................................36 塔體總高度的設(shè)計 .....................................................................................................38 8 參數(shù)校核 .............................................................................................................................39 浮閥塔的流體力學校核 ....................................................................................................39 溢流液泛的校核 .........................................................................................................39 液泛校核 ....................................................................................................................39 液沫夾帶校核 ............................................................................................................39 第 4 頁 塔板負荷性能計算 ...........................................................................................................40 漏液線（ 氣相負荷下限線） ......................................................................................40 過量霧沫夾帶線 .........................................................................................................40 液相負荷下限線 .........................................................................................................41 液相負荷上限線 ........................................................................................................41 液泛線 ......................................................................................................................41 9 附屬設(shè)備及主要附件的選型和計算 ....................................................................................42 10 心得體會 ..........................................................................................................................43 參考文獻 ................................................................................................................................44 1 總論 項目名稱、建設(shè)單位、企業(yè)性質(zhì) 項目名稱：天然氣脫硫 建設(shè)單位：中石油儀隴凈化廠 企業(yè)性質(zhì)：國營企業(yè) 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，必須經(jīng)處理后才能達到管輸標準或商品氣氣質(zhì)指標的天然氣。潔氣是指硫化物和 CO2含量甚微或根本不含，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。酸性天然氣的危害有：酸性天然氣在水存在的條件下會腐蝕金屬；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可對人造成傷害 ； CO2含量過高會使天然氣熱值達不到要求。 項目背景和項目建設(shè)的必要性 第 5 頁 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)與城市民用燃氣中廣泛應(yīng)用，而且在發(fā)電業(yè)中也越來越重要作用，近 20 年來在我國呈現(xiàn)出快速發(fā)展的態(tài)勢。從 西氣東輸和川氣東送為標志的天然氣管道工程建設(shè)到 2021 年 11 月份 氣荒，都促進了天然氣市場的發(fā)展。 煤炭 在我國一次能源消費中的比例將近 70%，以煤為主的能源消費結(jié)構(gòu)二氧化碳排放過多，對環(huán)境壓力較大。合理利用天然氣，充分凈化天然氣，可以優(yōu)化能源消費結(jié)構(gòu)，改善大氣環(huán)境，提高人民生活質(zhì)量，對實現(xiàn)節(jié)能減排目標、建設(shè)環(huán)境友好型社會具有重要意義。 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程形成的氣體。而人們長期以來通用的 “ 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 巖石圈中生成并蘊藏于其中的以低分子飽和 烴 為主的烴類氣體 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 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 甲烷 占絕大多數(shù)，另有少量的 乙烷 、 丙烷 和 丁烷 ，此外一般還含有 硫化氫 、 二氧化碳 、 氮 和 水氣 ，以及微量的 惰性氣體 ，如 氦 和 氬 等。在標準狀況下，甲烷至丁烷以氣體狀態(tài)存在，戊烷 以上為 液體 。 從礦藏中開采出來的天然氣是組分非常復(fù)雜的烴類混合物，且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)備的嚴重腐蝕。天然氣中的硫化物及其燃燒物會破壞周圍環(huán)境，損害人類健康。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)中普通采用的凈化、回收硫的基本技術(shù)路線。此外，當硫磺回收裝置的尾氣不符合大氣排放標準時，還應(yīng)建立尾氣處理裝置。因此，天然氣中的 H2S量受到嚴格限制，開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。歐美發(fā)達國家制定的商品天然氣氣質(zhì)標準規(guī)定： H2S 控制含量在 5mg/m3天然氣左右；總硫控制含量為 100mg/m3天然氣（以硫計）左右；我國國家標準規(guī)定：Ⅰ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）。故而一個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。 第 6 頁 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)處理后才能達到管輸標準或商品氣氣質(zhì)指標的天然氣。潔氣是指硫化物和CO2含量甚微或根本不含，不需凈化就可外輸或使用的天然氣。來自地下儲層的天然氣通常不同程度地含有 H2S、 CO2和有機硫化物（ RSH、 COS、 RSSR， ）等酸性組分，在開采、集輸和處理時會造成設(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，會污染環(huán)境和威脅人身安全（ 少量硫化氫就具有劇毒 ， 雖然硫化氫在濃度極低時就能檢測到，但 由于嗅疲勞，在接觸后幾分鐘內(nèi)就會喪失嗅覺，從而無法感覺到硫化氫的危險濃度。 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)會掩蓋其刺激作用 ）；當天然氣用作化工原料時，還會引起催化劑中毒；同時， CO2的含量過高將降低天然氣的熱值。 綜上所述，天然氣在使用前必須進行脫硫處理，嚴格控制酸性氣體的含量，使其硫含量滿足 GB173201999 天然氣標準規(guī)定的天然氣的技術(shù)指標，才能成為合格的使用天然氣。 設(shè)計范圍 （ 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）物料流程圖 （ 4）工藝流程圖 （ 5）脫硫裝置 （ 6）建設(shè)規(guī)模 編制原則 通過加工的天然氣所達到的氣質(zhì)指標，各國各地區(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)濟政策等各不相同所造成的。 由于化工生產(chǎn)所需要的原料氣對有害物質(zhì)特別是硫及其化合物的含量要求比較嚴格（硫含量一般為 12mg/m3），天然氣通常需要經(jīng)過二次處理才能符合要求，而且這部分氣量相對較小，故在制定商品天然氣氣質(zhì)指標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)中的安全運行，減少設(shè) 備、管線的腐蝕，滿足環(huán)境保護和第 7 頁 衛(wèi)生以及良好的燃料性能等方面規(guī)定對商品天然氣的質(zhì)量要求。隨著天然氣在能源結(jié)構(gòu)中的比例上升，輸氣管道壓力升高，距離增長，對氣質(zhì)的要求也趨于嚴格。在西方發(fā)達國家，氣質(zhì)指標除了管輸指標外，往往還必須根據(jù)用戶與公司簽訂的銷售合同的有關(guān)條款來實行質(zhì)量要求，以滿足用戶的需要。 商品天然氣氣質(zhì)指標主要有： (1)最小熱。值為了使天然氣用戶能適當確定其加熱設(shè)備，必須確定最小熱值。這項規(guī)定主要要求控制天然氣中的 N2和 CO2等不可燃氣體的含量。 (2)含硫量。主要是為了控制天然氣的腐蝕性和出于對人 類自身健康和安全的考慮，常以 H2S含量或總硫（ H2S及其他形態(tài)）含量來表示。 (3)烴露點。烴露點即在一定壓力條件下天然氣中析出的第一滴液烴時的溫度，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)，目前許多國家都對商品天然氣規(guī)定了脫油除塵的要求，規(guī)定在一定條件下天然氣的最高允許烴露點。 (4)水露點與含水量。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 所含的水汽量來表示的，有時也用天然氣的水露點來表示。天然氣的水露點是指在一定的壓力條件下，天然氣與液態(tài)水平衡時（此時，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比輸氣管線可能達到的最低溫度還低 56℃。 此外，往往還要求輸送溫度不超過 49℃，對輸送壓力無嚴格要求。 GB 178201999 依據(jù)不同用戶的要求并結(jié)合我國天然氣資源的實際組成，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)的腐蝕和保證居民健康，分貝規(guī)定其硫含量不大于 6mg/m3（ CHN） 和 20mg/m3（ CHN）：三類天然氣主要作為工業(yè)原料和燃料。 GB178201999 同時規(guī)定高位發(fā)熱量大于 （ CHN），二氧化碳體積分數(shù)不大于 3%，在天然氣交接點的壓力和溫度條件下，天然氣的水露點應(yīng)比最低環(huán)境溫度低 5℃?？紤]個別用戶對天然氣質(zhì)量有不同要求， GB 178201999 的附錄同時規(guī)定；在滿足國家有關(guān)安全衛(wèi)生等標準的前提下，對上述三個類別以外的天然氣，允許供需雙方合同或協(xié)議來確定其具體質(zhì)量要求。 我國商品天然氣氣質(zhì)技術(shù)標準如下表： 表 1