【正文】 的結(jié)構(gòu)參數(shù)，列于表 31泡罩直徑，應(yīng)用較小直徑的泡罩，能充分利用鼓泡區(qū)的面積，塔板效率高，但是造價較大。泡罩安裝在升氣管上放，在安裝良好和氣液負(fù)荷不過量的情況下，不會發(fā)生泄漏，因此泡罩塔板操作穩(wěn)定，彈性較大。對于板式塔型的三甘醇脫水吸收塔，計算塔徑時，可先按Brownsouder 公式算出允許的單位面積最大空氣質(zhì)量流速，在根據(jù)計算塔徑 計算公式如下： 公式14式中：——氣體的最大允許質(zhì)量流速， kg/（h*） ——吸收塔中液相密度，kg/ ——吸收塔中氣相密度，kg/ C——常數(shù)， 可查下表得出 公式14中的C值表按方程式14算出的最大允許質(zhì)量流速的07~。所以需要的實際塔板比理論塔板數(shù)多；實際板數(shù)與理論板數(shù)N之間的關(guān)系為： 公式12對于吸收塔，一般可取效率為20%~40%。為計算方便其間，可用單位體積氣體中水汽質(zhì)量表示氣體內(nèi)水汽濃度。計算中需要將其換算為摩爾分?jǐn)?shù)濃度。在給定三甘醇吸收塔進(jìn)料狀態(tài)和脫水要求的情況下，Kremserbrown方程及其吸收因子圖表示了吸收塔中吸收循環(huán)量和理論板間的關(guān)系。故三甘醇溶液的摩爾流量也趨于恒定。三甘醇貧液進(jìn)塔后，由上到下流動吸收了天然氣中的水汽，濃度不斷變化，因而K值沿吸收塔也是不斷變化的。該法利用相平衡關(guān)系，通過逐板作物料蘅算導(dǎo)出如下KremserBrown方程 公式4式中——進(jìn)吸收塔濕原料氣中水的摩爾分?jǐn)?shù)； ——離開吸收塔干氣中水的摩爾分?jǐn)?shù)； ——當(dāng)離干氣與進(jìn)塔貧三甘醇溶液處與平衡時，干氣中水的摩爾分?jǐn)?shù)N——吸收塔理論塔板數(shù)；A——吸收因子：而A= 公式5其中L——三甘醇溶液循環(huán)量mol/h V——原料氣天然氣流量。 有圖可見三甘醇溶液循環(huán)用量超過某一值后曲線趨于平緩，在增加三甘醇用量獲得的露點降變化不大。研究表明，貧三甘醇溶液的濃度，用量及吸收塔理論接觸段數(shù)與露點降是密切關(guān)聯(lián)的參數(shù)。實際上，吸收塔塔頂氣液兩相接觸時間不足以達(dá)到平衡，出塔干氣不能達(dá)到平衡水露點，出塔干氣的真實水露點溫度不平衡水露點溫度高，即， （公式1）式中—出吸收塔干氣真實水露點溫度，； —出吸收塔干氣平衡水露點溫度，； —偏差值，其大小取決于貧三甘醇溶液的循環(huán)量，塔徑，塔結(jié)構(gòu)等影響氣，液兩相接觸時間的諸因素，一般可取=8~11確定達(dá)到規(guī)定出塔干氣的實際水露點溫度所必須的最低貧三甘醇溶液濃度，可根據(jù)公式1算出平衡水露點溫度，再按圖5確定貧三甘醇溶液的濃度。甘醇脫水吸收塔的時間證明：當(dāng)吸收塔操作壓力小于16672KPa時，吸收塔塔頂出口干天然氣的露點溫度基本上和吸收塔的操作壓力無關(guān)，一般甘醇吸收塔的操作壓力遠(yuǎn)低于此值，故在計算干氣露點時可不考慮吸收塔操作壓力的影響。分離器進(jìn)口管直徑氣體流量Q= = =式中u在計算時一般進(jìn)口取15~25m/sD====84mm 分離器出口管直徑式中u在計算時一般出口取10~15m/s D===103mm 表：根據(jù)液體負(fù)荷約束得出直徑與長度的關(guān)系（立式分離器算例） 圖： 立式分離器算例 在給定原料氣的組成，流量，進(jìn)料狀態(tài)及吸收后干氣含水量或水露點要求的情況下，吸收塔的工藝計算包括：確定吸收劑的濃度，循環(huán)量，塔板數(shù)以及塔徑等吸收塔的尺寸。計算長徑比（/d）（見表），在最常用的3~4范圍內(nèi)選擇長徑比。因此計算顆粒沉降速度w時，取水滴直徑100微米作為根據(jù)。根據(jù)API規(guī)范推薦，對油氣分離器而言，油液在分離器內(nèi)的滯留時間如下：原油比重指數(shù)(API) 滯留時間，min大于35。分離器氣體流速為：=Q/Ag 公式（7）式中．Q：天然氣工況下流量立方米/秒；Ag分離器橫截面平方米； 令t=vg，vt按計算最后可得：令公式（8）得公式（9）當(dāng)dm=100微米時，公式（10）式中，：氣體工況下密度千克/立方米 ：D：分離器計算直徑米，：液體密度千克/立方米 ；Z：氣體壓縮因子；Qn氣體流量立方米/天(P=0．01325Mpa t=20)；T：分離溫度K ；P：分離壓力(絕)MPa；Dm液體直徑 微米 CD：阻力系教：K：分離器設(shè)計系數(shù)．可剩用氣液分離的實用公式進(jìn)行計算或查相關(guān)圖表獲得。S通常在計算中，當(dāng) Re≤2時，認(rèn)為液滴在氣流中韻沉降處于層流狀態(tài)，可取CD=24／Re；在過度區(qū)2Re500時，可取CD=；在紊流區(qū)500Re2x 時，可取CD=；當(dāng)Re2x 時，可取CD=。后者實際上產(chǎn)生于液滴對氣流的相對運動，當(dāng)液滴所受重力等于氣流對液滴的攜帶力時，液滴運動加速度為零．此時的氣體與液滴之問的相對運動速度叫做液滴的臨界氣流速度(Vt)。雖然旋風(fēng)分離器體積小，效率高，但它的分離效果對流速很敏感，因而一般要求旋風(fēng)分離器的處理負(fù)荷應(yīng)相對穩(wěn)定，這就限制了旋風(fēng)分離器在集輸系統(tǒng)中的應(yīng)用。由圓周運動的離心力公式：F= mv*v／r可知，當(dāng)氣流與液滴以相同的切線速度進(jìn)入分離器后，由于氣液質(zhì)量的不同，所產(chǎn)生的離心力亦不相同。液體儲存段(積液段)，此段設(shè)計常需考慮液體必須在分離器內(nèi)的停留時間．一股儲存高度按D/2考慮泥沙儲存段一這段實際上在積液段下部，主要是由于在水平簡體的底部，泥砂等污物有45 ～60 的靜止角，因排污比立式分離器困難，有時此段需增設(shè)兩個以上的排污口。(2)臥式重力分離器臥式重力分離器的主體為一臥式圓筒體，氣流一端進(jìn)入．另一端流出，其作用原理與立式分離器大致相同，如圖所示，分為下列部分。分離器的液體排放控制系統(tǒng)也是積液段的主要內(nèi)容．為了防止排液時的氣體旋渦，除了保留一段液封外，也常在排液口上設(shè)置擋板類的破旋裝置。在分離器設(shè)計計算過程中，本分離段的各種流動參數(shù)是決定分離器計算直徑的關(guān)鍵因素，也是分離器工藝藝計算的立足點。2 分離器基本結(jié)構(gòu)及工作原理2 1 重力分離器(1)立式重力分離器立式重力分離器的主體為一立式圓筒體，氣流一般從該簡體的中段進(jìn)入，項部為氣流出口．底部為液體出口，結(jié)構(gòu)與分離作用如圖。旋風(fēng)分離器旋風(fēng)分離器的主要特點是天然氣和被分離液體沿分離器簡體壁切線方向以一定速度進(jìn)入分離器．并沿筒體內(nèi)壁作旋轉(zhuǎn)運動。若蒸餾柱頂?shù)臏囟茸兊奶?，就會有更多的水冷凝，這樣無疑要增加再沸器的熱負(fù)荷。只有當(dāng)再沸器溫度保持恒定時，增加循環(huán)率才會降低氣體的露點，故甘醇循環(huán)量不宜超過33L/kg水。 循環(huán)率過大會使用再沸器超載，且還會妨礙甘醇的再生。八，甘醇循環(huán)率 當(dāng)吸收塔的塔板數(shù)和貧甘醇濃度確定之后，飽和露點降就是甘醇循環(huán)率的函數(shù)了。圖7：再沸器真空度對甘醇濃度的影響七，汽提氣 甘醇同汽提氣的接觸能降低離開再沸器的貧甘醇濃度，在常溫常壓下，常使用被水蒸氣飽和的濕氣作為汽提氣。此外，使用汽提氣，一般較便宜。六，再沸器的壓力 再沸器的壓力高于大氣壓時，可明顯地降低貧甘醇的濃度及脫水效率。 圖5：吸收塔的操作溫度，進(jìn)塔貧三甘醇濃度和流出的T天然氣平衡水露點關(guān)系（虛線表示204攝氏度，） 圖6：三甘醇濃度，循環(huán)速率對露點降的影響 （基于一個平衡塔板，四個實際塔板） 在沸器的溫度可以控制水在貧甘醇中溫度，溫度越高，貧甘醇濃度也越大。多數(shù)設(shè)計要求貧甘醇溫度較吸收塔出口氣體溫度高10度。由于再沸器的熱負(fù)荷與甘醇的循環(huán)有直接的關(guān)系，故所需要的塔板數(shù)愈多，節(jié)約燃料愈多。二，吸收塔的塔板數(shù)在各級塔板上，三甘醇并沒有都達(dá)到平衡狀態(tài)。這樣氣體在較高的壓力下脫水，被清除的水就不多。低于15~21度，三甘醇就會同氣體中的液烴類形成穩(wěn)定的乳化液，并在塔內(nèi)導(dǎo)致發(fā)泡。入口氣體溫度超過48度，會導(dǎo)致三甘醇的損失增大。一，入口氣體溫度在恒定壓力條件下，當(dāng)入口氣體溫度升高時，入口氣體的含水量增加。共沸劑在閉路中循環(huán)，損失量很小，此法無大氣污染問題，節(jié)省了有用的氣提氣，增加的僅是共沸劑汽化所需的熱量和共沸劑分離器 圖3 圖4吸收塔 2再生塔 3換熱器 1再沸器 2再生塔 3冷卻器 4三甘醇循環(huán)泵 4共沸物分離器 5循環(huán)泵 6換熱罐 到目前為止，國外設(shè)計的一些三甘醇吸收脫水裝置仍采用汽提氣再生的方法。共沸再生是70年代初發(fā)展起來的，該法采用共沸劑應(yīng)具有不溶于水和三甘醇，同水能形成低沸點共沸物，無毒，蒸發(fā)失小等性質(zhì)，最常用的是異辛烷。氣體氣提是將甘醇溶液同熱的氣提接觸，以降低溶液表面的水蒸氣的分壓，%（質(zhì)），此法是現(xiàn)行三敢醇脫水裝置中應(yīng)用較多的再生方法。為了提高三甘醇的貧液濃度，目前常用的再生方法有三種：減壓再生。因而，多年來的三甘醇脫水改進(jìn)都已提高甘醇貧液濃度增加露點降為目的。在吸收塔內(nèi)，以逆流方式的流動使得氣體將顯著傳送給甘醇及與最貧的甘醇濃度相平衡。 圖11分離器 2吸收塔 3霧液分離器 4換冷器 5甘醇循環(huán)泵 6甘醇儲罐 7貧富甘醇溶液換熱器 8閃蒸罐 9過濾器 10再生塔圖2所示為一典型的裝有塔盤的吸收塔，再吸收塔內(nèi)，氣體湖液體以逆流方式流動。在吸收塔內(nèi)原料氣自下而上流經(jīng)各塔板，與自塔頂向下六的貧甘醇液逆流接觸，甘醇液吸收天然氣中的水汽經(jīng)脫水后的天然氣的從塔頂流出。再生塔和重沸器主要有再生塔和重沸器組成的溶液再生系統(tǒng)，其功能是蒸出富TEG溶液中的水分使之被提濃。前者為纖維制品，紙張或者玻璃纖維為濾料，除去5微米以上粒子。如果原料器中所含重?zé)N和TFG溶液形成了乳狀液就會導(dǎo)致溶液發(fā)泡，此時應(yīng)使溶液升溫約65攝氏度，停留時間達(dá)到20min左右才能使之破乳而閃蒸出烴類?？梢圆捎锰盍纤蛘甙迨剿?，塔頂應(yīng)設(shè)置除沫器。其功能是分離掉原料氣中夾帶的固體液體，如沙子，管線腐蝕物，液態(tài)烴以及井下作業(yè)使用的化學(xué)藥劑等。除此之外，三甘醇的熱穩(wěn)定性好，其黏度和液烴中的溶解度較低等因素，也促使它成為最為廣泛使用的天然氣脫水溶劑。在設(shè)計該部分工藝時，可把甘醇循環(huán)泵設(shè)置在兩級換熱器之間，這樣既可以降低甘醇泵入口流阻，又可以加大二級換熱器的換熱面積，同時嚴(yán)格計算一級換熱器阻力損失和甘醇泵安裝高度，以防止抽空，改造后的裝置最大限度地回收了貧三甘醇余熱，降低了能耗。全自動正壓鼓風(fēng)式燃燒器安全性能好，能自動調(diào)節(jié)空氣燃?xì)獗壤?，火焰溫度較高(可達(dá)1900~C)，較大地提高了加熱爐的熱效率。三甘醇脫水系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文目錄1. 進(jìn)塔貧甘醇溶液濃度的確定222. 吸收劑貧三甘醇溶液用量的確定233. 吸收塔塔板數(shù)的確定254. 甘醇吸收塔的選型和塔徑以及各種參數(shù)計算30：天然氣三甘醇脫水系統(tǒng)中的主要工藝設(shè)備有三甘醇吸收塔、三甘醇加熱爐、三甘醇再生塔、三甘醇循環(huán)泵、貧富甘醇換熱器、水冷(空冷)、閃蒸罐等。目前，國內(nèi)較多采用的是負(fù)壓引風(fēng)式燃燒器，空氣燃?xì)獗壤灰渍{(diào)節(jié)，往往造成火焰溫度偏低，降低了加熱爐的熱效率。再生后的貧三甘醇通過二級換熱，經(jīng)甘醇泵增壓后進(jìn)入天然氣脫水塔，如果考慮減少能耗，加大熱量回收，必須增加換熱器面積，但是這樣會造成貧三甘醇進(jìn)泵阻力增加(因為加熱爐為常壓)，甘醇泵容易發(fā)生抽空現(xiàn)象，如果采用較小的換熱面積來減少泵阻力，則熱量回收率低，加熱爐負(fù)荷要相應(yīng)增大，增大了裝置能耗。二：工藝流程的特點： 三甘醇（TEG）學(xué)名三乙二醇醚，分子式為OH（CH2）.O（CH2）2O（CH2）2OH，是環(huán)氧乙烷水合制度乙二醇的副產(chǎn)品，也可由環(huán)氧乙烷和乙二醇的作用而得，起主要特性如下，從其分之結(jié)構(gòu)可以看出三甘醇的親水特性之所以較好是因為還有三個游離的氧原子，能夠與水中的氫原子形成氫鍵。 設(shè)備：。~，溶液在罐內(nèi)停留的時間為5~20MIN ，對于重?zé)N含量低的貧天然氣，一般停留10MIN就足夠了。常用的有固體過濾器和活性炭過濾器兩種。最常用的是管殼式換熱器。含水天然氣（濕氣）先假如進(jìn)口分離器，以出去氣體中攜帶的液體和固體雜質(zhì)，然后進(jìn)入吸收塔。流程中設(shè)置了閃蒸罐，可使部分溶解到富甘醇溶液中的烴類氣體在閃蒸罐中分出，以減少再生塔中烴蒸汽的含量，富甘醇在再生塔提濃后，進(jìn)入儲罐內(nèi)，然后由泵打如吸收塔循環(huán)使用。在連續(xù)的各級塔盤上，貧甘醇可將氣體中的攜帶的水蒸氣吸收掉。 三甘醇脫水的各種工藝流程，其吸收部分大致相同，所不同的是甘醇富液的再生方法，由于貧甘醇的濃度直接影響裝置的脫水效率。相應(yīng)的露點降為35攝氏度。氣體氣提。共沸再生。 %（質(zhì)），干氣露點達(dá)73度。四：三甘醇脫水的工藝參數(shù)選取三甘醇脫水是基于吸收原理而實現(xiàn)的，影響脫水的效果因素包括：貧三甘醇