【正文】 點(diǎn)降較大，④蒸汽壓較 DEG 低，蒸發(fā)損失小，⑤投資及操作費(fèi)用較 DEG 低。本課題采用的是使用較為廣泛的三甘醇吸收法脫水。 reboiler。脫除天然氣中氣態(tài)水的方法目前主要有吸收法、吸附法、冷凝法以及超音速法，這一篇文章應(yīng)用的是吸收法脫水中的三甘醇脫水。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者（簽字）： 王加偉 2022 年 6 月 8 日重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 摘要I摘 要天然氣中的水對(duì)于天然氣的輸送和使用都是有害的，因此，在經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下，盡可能的脫去天然氣中的水，不論對(duì)于天然氣輸送還是使用都非常的有必要。：任務(wù)書(shū)、開(kāi)題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件） 。、圖表要求：1）文字通順，語(yǔ)言流暢，書(shū)寫(xiě)字跡工整，打印字體及大小符合要求，無(wú)錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請(qǐng)他人代寫(xiě)2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。天然氣中的水通常以氣態(tài)和液態(tài)兩種形式存在，在少數(shù)情況下也會(huì)呈固態(tài)。文章根據(jù)三甘醇脫水的原理，依據(jù)三甘醇脫水工藝流程，結(jié)合已知的天然氣日處理量和其它相關(guān)物理化學(xué)參數(shù)，經(jīng)過(guò)嚴(yán)密理論計(jì)算、嚴(yán)格執(zhí)行行業(yè)現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范,設(shè)計(jì)出了吸收塔、重沸器，并根據(jù)工藝要求選擇出了甘醇循環(huán)泵。 TEG circulation pump重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 目錄III目 錄摘 要 ....................................................................IABSTRACT.................................................................II1 緒 論...................................................................1 本課題的目的 .........................................................1 天然氣三甘醇脫水國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 ...........................................1 設(shè)計(jì)參數(shù) .............................................................3 遵循的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn) .....................................................42 吸收塔設(shè)計(jì)...............................................................5 吸收塔選型 ...........................................................5 吸收塔工藝計(jì)算 .......................................................6 吸收塔設(shè)計(jì)結(jié)果 ......................................................243 重沸器設(shè)計(jì)..............................................................26 重沸器選材 ..........................................................26 重沸器設(shè)計(jì) ..........................................................26 重沸器設(shè)計(jì)結(jié)果 ......................................................294 三甘醇泵的選型 .........................................................30 影響選泵的因素 ......................................................30 選泵結(jié)果 ............................................................305 結(jié) 論..................................................................32參考文獻(xiàn) .................................................................33致 謝 ...................................................................34附 錄 ...................................................................35重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 緒論11 緒 論 本課題的目的在學(xué)習(xí)完本科油氣儲(chǔ)運(yùn)工程專業(yè)課程之后，我對(duì)油氣儲(chǔ)運(yùn)工程專業(yè)以后要從事的工作得以窺見(jiàn)一斑，也對(duì)油氣儲(chǔ)運(yùn)工程有了一定的認(rèn)識(shí)。天然氣三甘醇脫水的主要設(shè)備有吸收部分的過(guò)濾分離器、吸收塔，再生部分的閃蒸分離器、三甘醇過(guò)濾器、甘醇換熱器、精餾柱、再生塔、重沸器以及甘醇循環(huán)泵。①投資及操作費(fèi)用較 CaCl2 水溶液法高，②當(dāng)有液烴存在時(shí)，再生過(guò)程易起泡，有事需要加入消泡劑。目前國(guó)內(nèi)的橇裝三甘醇脫水系統(tǒng)多從國(guó)外引進(jìn)。由于使用的三甘醇需要進(jìn)口，價(jià)格較高，因此三甘醇消耗量成為影響生產(chǎn)成本的重要因素。前者通常采用泡罩(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，可根據(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(lái)選擇合適的貧三甘醇濃度和吸收塔塔板數(shù)。至于新型材料的研究，則希望找到有利于氣液分布均勻、高效和制造方便的填料。其它多種塔形和金屬鞍環(huán)填料的流體力學(xué)性能、傳質(zhì)性能和幾何結(jié)構(gòu)等方面的試驗(yàn)工作，也在進(jìn)行，有些已取得了一定的成果或用于生產(chǎn)。當(dāng)采用火管直接加熱方法時(shí)，要注意將重沸器安裝在平臺(tái)下風(fēng)向一個(gè)安全的地方當(dāng)采用水蒸氣或熱油作熱源時(shí)，熱流密度由熱源溫度控制，熱源溫度的推薦值為 232℃，有時(shí)也可用260℃。CQ 系列磁力離心泵泵體逐漸是由主動(dòng)和從動(dòng)永磁鋼組成的磁性聯(lián)軸器，外磁鋼和電動(dòng)機(jī)相連為主動(dòng)件，內(nèi)磁鋼和葉輪相連為被動(dòng)件，當(dāng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，通過(guò)磁力耦合驅(qū)動(dòng)葉輪同步工作。②泵吸入和排出的三甘醇流量一致，因此脫水塔不需要液位顯示和控制裝置，使脫水裝置的投運(yùn)和日常操作、維護(hù)變得十分便利，提高了脫水裝置的可靠性。板式塔之間的比較式一個(gè)十分復(fù)雜的問(wèn)題，要考慮的問(wèn)題很多，而且每一種方法都存在一些不足的地方，綜合考慮各方面因素后，對(duì)板式塔的評(píng)價(jià)具體可以從以下幾個(gè)方面比較：①生產(chǎn)能力；②塔板效率；③操作彈性；④氣體通過(guò)塔盤(pán)的壓力降；⑤造價(jià)；⑥操作是否方便。根據(jù)公式 23，24 計(jì)算得出： 、64.? 25r/ 26pcpr式中 Ppr——天然氣擬對(duì)比壓力，Mpa；Tpr——天然氣擬對(duì)比溫度，K。由于離開(kāi)吸收塔的氣體的實(shí)際露點(diǎn)一般比平衡露點(diǎn)高 ～℃，所以本課題中選擇要到達(dá)的露點(diǎn)為14℃。②貧甘醇用量計(jì)算 29aGV?39。?重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 吸收塔設(shè)計(jì)8圖 21 天然氣壓縮因子圖版圖 22 吸收塔操作溫度、進(jìn)料貧 TEG 濃度和流出的干天然氣平衡水露點(diǎn)的關(guān)系 天然氣平衡時(shí)水露點(diǎn)，℃重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 吸收塔設(shè)計(jì)9圖 23 天然氣水露點(diǎn) 吸收塔塔板數(shù)的確定利用標(biāo)準(zhǔn)的 KremserBrown 吸收因子法 [2]，由相平衡關(guān)系，通過(guò)逐板做物料衡算導(dǎo)出如下 KremserBrown 方程： 210101????NNAW式中 WN+1——進(jìn)入吸收塔濕天然氣中含水汽的量，kg/Mm 3；W1——離開(kāi)吸收塔干天然氣中含水汽的量，kg/Mm 3；W0——當(dāng)離開(kāi)干氣與進(jìn)塔貧 TEG 溶液處于平衡時(shí)，干氣中含水汽的量，kg/Mm 3；重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 吸收塔設(shè)計(jì)10N——吸收塔理論塔板數(shù)；A——吸收因子。TEG 貧液進(jìn)塔后，由上至下流動(dòng)，吸收了天然氣中的水汽，濃度不斷變化，因而 K 值沿吸收塔也是變化的。圖 24TEG水溶液中水的活性系數(shù) 甘醇中水含量常用含水質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示，計(jì)算中需要將其換算為摩爾分?jǐn)?shù)濃度，其可按下列公式進(jìn)行換算； 214yW803?式中 W——天然氣中水汽含量，kg/Mm 3；y——天然氣中水汽含量，水的摩爾分?jǐn)?shù)。所以實(shí)際需要的塔板數(shù)比理論塔板數(shù)要多，實(shí)際塔板數(shù)與理論塔板數(shù)之間的關(guān)系如下： 218PN?? 對(duì)于吸收塔，一般可取效率 η 為 25%～40%。TEG 吸收塔塔徑計(jì)算，可先算出允許的單位面積最大空塔氣體質(zhì)量流量，在根據(jù)最大空塔氣體質(zhì)量流量計(jì)算塔徑，計(jì)算公式如下： ])/[(]8~[ glCGD???式中 D——TEG 吸收塔直徑，m； G——?dú)庀噘|(zhì)量流量，kg/h；ρl——吸收塔中液相密度，kg/m 3；ρg——吸收塔中氣相密度，kg/m 3；C——常數(shù)，與甘醇吸收塔板間距有關(guān)。 塔盤(pán)形式的選擇1）液流型式的選擇 正確設(shè)計(jì)溢流型塔盤(pán)的液流形式非常的重要，行程長(zhǎng)有利于氣液兩相的接觸，但是會(huì)引起液面落差大和造成液流短路，影響板效率；然而噴射型塔盤(pán)利用氣相推動(dòng)液流向前，液面落差很小。氣速太低時(shí)，霧滴成飄浮狀，沒(méi)有撞擊網(wǎng)絲，即會(huì)隨著氣流通過(guò)絲網(wǎng)；氣速太高時(shí)，聚集的霧滴不易從絲網(wǎng)上降落，又被氣流重新帶走。 吸收塔塔體強(qiáng)度計(jì)算根據(jù)工藝要求由《固定式壓力容器》 ，塔壁和上、下封頭材料選用16MnR 合金鋼 [4]（σ s=285Mpa，[σ] t=170Mpa） 。 吸收塔高度的確定板式塔如圖 25 所示，其高度主要由主體高度 Hz、塔頂部空間高度 Ha、底部空間高度 Hb、裙座高度 Hs 幾部分組成。 塔體常由裙座支撐，裙座的形式分為圓柱形和圓錐形兩種，本課題中選擇圓柱形裙座。所以加上頂部封頭高度及厚度之后，塔的總高度為 H 如下： m910465301954013????HsbHza圖 25 板式塔的高度組成 吸收塔強(qiáng)度校核1)吸收塔質(zhì)量的計(jì)算 [3]圓筒壁、封頭和裙座質(zhì)量計(jì)算： )( 30 ?????附屬件質(zhì)量的計(jì)算： ?塔內(nèi)構(gòu)件質(zhì)量的計(jì)算：重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 吸收塔設(shè)計(jì)18????物料質(zhì)量的計(jì)算： .203 水壓試驗(yàn)質(zhì)量的計(jì)算： kgmw 1078)(??????塔的操作質(zhì)量的計(jì)算： kga 2041364803201 ?? 塔的最大質(zhì)量的計(jì)算： maw 3971801403201ax ????塔器最小質(zhì)量的計(jì)算： kgma ???將塔沿高分成 5 段，裙座分為 2 段，筒體均勻分成 3 段，各段質(zhì)量如表 24 所示：表 24 kg段號(hào) 1 2 3 4 5m01+ma 2447 1426 4894 4894 4894m02 0 0 m03 0 0 mw 0 0 m0 2447 1426 6057 6057 6057mmax 2447 1426 mmin 2447 1426 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 吸收塔設(shè)計(jì)19240701224024m12m3m4m5h12h3hh0Ⅰ ⅠⅡ Ⅱ圖 26 吸收塔分段圖2）塔器的基本基本自振周期計(jì)算由于本課題中采用的是等直徑，等壁厚的吸收塔，其自振周期按下式進(jìn)行計(jì)算： ???iDEmHT?式中 H——塔體高度，mm；m——塔設(shè)備的總質(zhì)量，kg；δ——塔體的厚度，mm；Di——塔體內(nèi)徑，mm。表27計(jì)算截面 Ⅱ Ⅱ計(jì)算截面以上塔的操作質(zhì)量 kg℃0m17181塔殼有效厚度