【正文】 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、再生和冷卻狀態(tài)的干燥器，以及再生氣加熱系統(tǒng)。雖然性能很好,但是也存在很多問題。這種脫水系統(tǒng)包括分離器、吸收塔和三甘醇再生系統(tǒng)。對于高壓天然氣,冷卻脫水是非常經(jīng)濟(jì)的。 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。 為避免出現(xiàn)這些問題，在天然氣進(jìn)入輸氣管網(wǎng)之前，必須除掉其中的部份水蒸氣。水蒸汽可能是天然氣中最令人討厭的雜質(zhì)。在全球范圍內(nèi)，天然氣取代石油的步伐加快，尤其是在東北亞、南亞、東南亞和南美地區(qū)，隨著其輸送管網(wǎng)的建設(shè)，天然氣在21世紀(jì)初期將會(huì)有更快的發(fā)展。 初步測算，全球天然氣可采儲量約為137億噸石油當(dāng)量，與石油基本相當(dāng)。 equipment design目錄1 緒論 1 1 2 3 4 7 脫水主要單體設(shè)備設(shè)計(jì) 7 確定脫水裝置運(yùn)行主要參數(shù) 82 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算 9 9 9 9 9 10 三甘醇貧液循環(huán)量 11 三甘醇富液循環(huán)量 12 12 12 12 12 14 17 18 18 18 19 再生塔 19 精餾柱 19 重沸器 19 重沸器火管的計(jì)算 20 循環(huán)泵 21 閃蒸罐 21 22 22 22 233 脫水裝置選型 24 主要工藝設(shè)備 244 節(jié)能措施 295 環(huán)境保護(hù) 30 主要污染源和污染物 30 30心得體會(huì) 32謝辭 33參考文獻(xiàn) 341 緒論 隨著世界經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，人口急劇增加，能源消費(fèi)不斷增長，溫室氣體和各種有害物質(zhì)排放激增，人類生存環(huán)境受到極大挑戰(zhàn)。關(guān)鍵詞：天然氣加工；三甘醇脫水；設(shè)備設(shè)計(jì)35 / 41AbstractFilled with saturated water vapor in the gas collected from the well out. Water vapor may be the most unpleasant impurities in natural gas. When the gas is pressed or cooled, the water vapor into a liquid or solid form. Liquid water will accelerate corrosion of the equipment, reduce the transmission efficiency。吸滿了水的甘醇(富甘醇)從塔底排出，經(jīng)過貧甘醇緩沖器中的大的預(yù)熱盤管后，通過閃蒸罐過濾器后進(jìn)入重沸器上的精餾柱頂部。濕氣通過入口分離器，除去液態(tài)烴和固態(tài)雜質(zhì)后，進(jìn)入吸收塔底部。液態(tài)水會(huì)加速設(shè)備的腐蝕，降低輸氣效率；而固態(tài)的冰則會(huì)堵塞閥門、管件甚至輸氣管線。摘要?jiǎng)倧木锊沙鰜淼奶烊粴饫锍錆M了飽和水蒸氣。為避免出現(xiàn)這些問題，在天然氣進(jìn)入輸氣管網(wǎng)之前，必須除掉其中的部份水蒸氣。 在吸收塔內(nèi)向上通過充滿甘醇的填料段或一系列泡帽或閥盤和甘醇充分接觸，被甘醇脫去水后，再經(jīng)過吸收塔內(nèi)頂部的捕露網(wǎng)將夾帶的液體留下。本次設(shè)計(jì)主要是脫水主要單體設(shè)備設(shè)計(jì)，包括吸收塔、閃蒸罐、過濾分離器、甘醇再生器等設(shè)備。 solid ice is clogged valve, pipe or gas pipeline. To avoid these problems, and must get rid of part of the water vapor before the gas into the pipeline network.Expansion cooling method monly used in the dehydration method of the natural gas industry, pressurized cooling method, the solid sorbent assay, solvent absorption method. The world39。在這種形勢下，清潔的、熱值高的天然氣能源正日益受到重視，發(fā)展天然氣工業(yè)成為世界各國改善環(huán)境和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的最佳選擇。隨著勘探、開發(fā)和儲運(yùn)技術(shù)的進(jìn)步，過去20年內(nèi)，%，%。 天然氣將是21世紀(jì)消費(fèi)量增長最快的能源，占一次性能源消費(fèi)的比重將越來越大。天然氣中有水汽存在時(shí)，會(huì)減少輸氣管道對天然氣的輸送能力，降低天然氣的熱值。天然氣脫水工程就是采用一定的方法使天然氣中飽和的水蒸氣脫除出來的工藝。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。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JT 閥脫水。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。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；測量系統(tǒng)不適合我國的天然氣性質(zhì)等。分子篩脫水法更適合于深度脫水，露點(diǎn)可以降低到73℃以下。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平臺進(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)。國內(nèi)中石油股份公司內(nèi)天然氣集輸系統(tǒng)采用的脫水設(shè)備主要有長慶油田的三甘醇脫水凈化系統(tǒng)；西南油氣田分公司的JT閥低溫分離系統(tǒng)；大慶油田的透平膨脹脫水系統(tǒng)；塔里木氣田的分子篩脫水及低溫分離脫水系統(tǒng)。此設(shè)計(jì)采用三甘醇脫水法,表13為脫水方法比較。 在吸收塔內(nèi)向上通過充滿甘醇的填料段或一系列泡帽或閥盤和甘醇充分接觸，被甘醇脫去水后，再經(jīng)過吸收塔內(nèi)頂部的捕霧器將夾帶的液體留下。重沸器中產(chǎn)生的蒸氣，將通過精餾柱中的填料層向下流動(dòng)的富甘醇中的水蒸汽提走。 脫水主要單體設(shè)備設(shè)計(jì)[4]1．吸收塔： 作用：氣液傳質(zhì)的場所，也就是使氣相中的水蒸氣被甘醇吸收的場所。主要有泡罩塔板和浮閥塔板。 汽提柱：通常也是一個(gè)填料塔，裝在重沸器與緩沖罐之間，是利用汽提氣對甘醇進(jìn)行提濃的場所。10℃被認(rèn)為是甘醇脫水的最低操作溫度。 精餾柱頂部的溫度也很重要，它關(guān)系到水的蒸發(fā)和甘醇的回流，不應(yīng)太高和太低，建議柱頂溫度為107度，低于105度水蒸氣就會(huì)開始冷凝而流回精餾柱，高于120度，甘醇的損失就會(huì)增大。3．循環(huán)量 吸收塔的塔盤數(shù)和甘醇的濃度一定，飽和天然氣的露點(diǎn)降就成為甘醇循環(huán)量的函數(shù)。循環(huán)量過大同樣會(huì)造成甘醇的損失量升高。2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算 本設(shè)計(jì)天然氣處理規(guī)模為500萬方/年。因此，降低出塔干氣露點(diǎn)的主要途徑是提高三甘醇貧液濃度。即飽和水汽量。 ：偏差值，一般為8—11℃，此處取8℃。 則三甘醇貧液用量為： 在25℃，%的情況下，查得三甘醇溶液密度為1120kg/m3，則三甘醇貧液用量為： 三甘醇富液循環(huán)量三甘醇富液循環(huán)量為貧液甘醇量加上吸收的水量。 對于板式塔，計(jì)算塔徑時(shí)，可先按BrownSouder公式計(jì)算出允許最大空塔氣速，計(jì)算公式如下： 其中：——?dú)怏w的最大允許氣速，m/s。 ——?dú)怏w在塔內(nèi)的實(shí)際流量。由于結(jié)構(gòu)原因，塔盤上液層較高，兩相接觸時(shí)間較長。通常根據(jù)塔徑大小選擇（表22）。本設(shè)計(jì)選擇矩形齒縫，齒縫寬度范圍是3—15mm,常用取4mm，本設(shè)計(jì)取4mm。表23齒縫高度與泡罩直徑的關(guān)系泡罩直徑/mm齒縫高度/mm8020～3010025～3215035（3）泡罩底隙 泡罩底隙是指泡罩底部與塔板的間隙。以此泡罩直徑?jīng)Q定升氣管的直徑，并且確定升氣管頂至泡罩內(nèi)頂垂直距離。則中心距： 相鄰泡罩邊緣間的距離為：（7）版面布置[9]溢流裝置計(jì)算塔徑D=，可選用單溢流弓形降液管，采用凹形受液盤安定區(qū)邊取 緣區(qū)寬度 取堰長取===溢流堰高度 由=選用平直堰，堰上液層高度，由弗蘭西斯公式計(jì)算 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式E=1，則： 取板上清夜高度，則 根據(jù)《常用壓力容器手冊》 選用材料16MnR鋼，壁厚公式得： 式中：P——設(shè)計(jì)壓力， ， ——材料最大許用應(yīng)力，157MPa C1——鋼板負(fù)偏差，（根據(jù)《常用壓力容器手冊》） C2——吸附塔腐蝕裕量，取1mm ——焊縫系數(shù)，則由計(jì)算可得：所以壁厚取13mm。 塔板間距HT的大小與液汽和霧沫夾帶有密切關(guān)系。人孔數(shù)目S是根據(jù)物料清潔程度和塔板安裝方便而確定。若塔的進(jìn)料段設(shè)有緩沖時(shí)間的容量，則塔底容量可較??；對于塔底產(chǎn)量大的塔，塔底容量也可取小些，有時(shí)僅取3～5min的儲量。甘醇和水的沸點(diǎn)差別很大，又不生成共沸物，故較易分離。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18一25，最高不超過3l ，由于甘醇在高溫會(huì)分解變質(zhì)，因此，重沸器溫度最高不能超過204℃。由上式算出， m2。 3009，長850mm。對大型裝置選擇電動(dòng)泵、水平或正位移泵。如果原料氣中所含重?zé)N和TEG溶液形成了乳狀液就會(huì)導(dǎo)致溶液發(fā)泡，此時(shí)應(yīng)使溶液升溫約65℃，停留時(shí)間達(dá)到20min左右才能使之破乳而閃蒸出烴類。則： 貧/富液換熱器是用來控制閃蒸罐和過濾器的富液溫度，并回收貧液的熱量，使富液升到一定溫度后進(jìn)入再生塔，以減輕重沸器的熱負(fù)荷。采用三甘醇脫