【正文】 教 授 題目： 天然氣三甘醇脫水工藝設(shè)計(jì)—— 吸收塔及重沸器設(shè)計(jì)、泵的選型 （任務(wù)起止日期 2022 年 02 月 21 日至 2022 年 06 月 24 日） 系 主 任 年 月 日設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容：1．依據(jù)相關(guān)工藝參數(shù)建立工藝流程2．確定工藝流程中涉及的吸收塔、重沸器及泵的工作參數(shù)，型式及結(jié)構(gòu)；3．完成吸收塔、重沸器及泵的工藝設(shè)計(jì)及選型4．繪制工藝流程圖及平面布置圖設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)要求：1．認(rèn)真收集資料，詳細(xì)了解三甘醇脫水的方法及其優(yōu)缺點(diǎn)；2．以科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)思路及計(jì)算正確無誤；3．工藝流程圖清晰，正確，美觀； 4．論文寫作，文字流暢，語句通順、規(guī)范；主要參考文獻(xiàn)（由指導(dǎo)教師指定）：［1］ 曾自強(qiáng)，[M]. 北京: 石油工業(yè)出版社,2022.［2］ 油田油氣集輸設(shè)計(jì)技術(shù)手冊(cè)》編寫組. 《油田油氣集輸設(shè)計(jì)技術(shù)手冊(cè)》[M]. 北京:石油工業(yè)出版社, 2022. ［3］ 三甘醇脫水方面的論文同組設(shè)計(jì)者及分工：注：該任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫，在畢業(yè)設(shè)計(jì)開始前一周下達(dá)給學(xué)生，一式二份，專業(yè)教研室、每個(gè)學(xué)生各一份。重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 附錄35附 錄附件 1．工藝流程圖。（3）塔板數(shù)的確定方法有很多種，但是這些方法都有一些不足之處。 [7]一直以來，腐蝕就是化工設(shè)備最頭痛的危害之一，稍有不慎，輕則損壞設(shè)備，重則造成事故甚至引發(fā)災(zāi)難。 重沸器設(shè)計(jì)結(jié)果重沸器設(shè)計(jì)結(jié)果如下表所示：表 31熱負(fù)荷，kW 額定熱負(fù)荷， kW 80熱通量， kW/m2 20換熱面積，m 2 火管規(guī)格， mm Φ4508火管長(zhǎng)度， mm 3000殼體規(guī)格， mm Φ8008重沸器殼體長(zhǎng)度， mm 4500重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 三甘醇泵選型304 三甘醇泵的選型 影響選泵的因素泵選型依據(jù)，應(yīng)根據(jù)工藝流程，三甘醇輸送要求，從三個(gè)方面加以考慮，既液體輸送量、裝置揚(yáng)程、液體性質(zhì)等。根據(jù)工藝，查 GB1501998《鋼制壓力容器》得低合金鋼 16MnR，試驗(yàn)溫度下的屈服點(diǎn) σs=345Mpa，試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力 [σs]=170Mpa，在 200℃許用應(yīng)力[σ s]t=168MPa，將相關(guān)數(shù)據(jù)帶入公式 35，得到，火管的厚度如下： .??????經(jīng)圓整過后，筆者決定選擇 δ=8mm。則三甘醇的定性溫度就可以按照下式計(jì)算： 31)(2120tt??式中 t0——三甘醇的定性溫度，℃；t1——三甘醇進(jìn)入重沸器的溫度，℃；t2——三甘醇在重沸器內(nèi)達(dá)到的最高溫度，℃。一般為了滿足設(shè)備的操作壓力和操作溫度，即從設(shè)備的強(qiáng)度和鋼來考慮，是比較容易達(dá)到的，但對(duì)材料的耐蝕性能，有時(shí)往往成為一個(gè)復(fù)雜的問題。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 mme? 43計(jì)算截面的橫截面積 mm2eiDA??? 189028計(jì)算截面的斷面系數(shù) mm3iZ24 107續(xù)表最大彎矩 N?mm℃max?109操作壓力引起的軸向應(yīng)力 MpaeicDP??41? 重力引起的軸向應(yīng)力 MpaAFgV℃02?壓應(yīng)力 拉應(yīng)力 彎矩引起的軸向應(yīng)力 MpaZ3max?最大組合壓應(yīng)力 Mpa204][??????tcrKB?204最大組合拉應(yīng)力 Mpa31??t 204計(jì)算截面的風(fēng)彎矩 Mpa℃107液壓試驗(yàn)時(shí)，計(jì)算截面以上塔的質(zhì)量 ℃Tmkg15541壓力引起的軸向應(yīng)力 Mpa)(41PaDTeic??? 重力引起的軸向應(yīng)力 MpaAg℃2 彎矩引起的軸向應(yīng)力 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 吸收塔設(shè)計(jì)23周向應(yīng)力 )()(( .el???????RDpeeiT液 柱 靜 壓 力 液壓時(shí)最大組合壓應(yīng)力力 Mpa04][813????tcrKB?204液壓時(shí)最大組合拉應(yīng) )( ????el 計(jì)算 時(shí)，在壓應(yīng)力中取“+” ，在拉應(yīng)力中取“”經(jīng)驗(yàn)算，ⅡⅡ截面實(shí)驗(yàn)時(shí)的壓應(yīng)力和拉應(yīng)力均小于操作溫度和壓力下材料的許應(yīng)力，截面強(qiáng)度符合要求。 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。 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） 。 塔盤形式的選擇1）液流型式的選擇 正確設(shè)計(jì)溢流型塔盤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；然而噴射型塔盤利用氣相推動(dòng)液流向前，液面落差很小。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 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。②貧甘醇用量計(jì)算 29aGV?39。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。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。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℃。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。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。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)，再生過程易起泡，有事需要加入消泡劑。 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)。：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件） 。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。本課題采用的是使用較為廣泛的三甘醇吸收法脫水。所以， 三甘醇脫水的投資和運(yùn)行成本比較高。吸收塔分為板式塔和填料塔 2 種類型。對(duì)多降液管塔盤、導(dǎo)向篩板、網(wǎng)孔塔盤等，也都作了較多的研究，并推廣應(yīng)用于生產(chǎn)。CQ 系列磁力離心泵和KIMRAY 三甘醇泵都能夠有效地解決泄漏問題，KIMRAY 三甘醇泵還能節(jié)能減耗。原料氣組成如表 12 所示（mol%） （干基）：表 12 原料天然氣組分組分 mol%N2 CO2 He Methane Ethane Propane 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 緒論4iButane 續(xù)表nButane iPentane nPentane nHexane nHeptanes nOctane nNonane nDecane nC11 nC12 nC13 nC14 Total 遵循的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)[1] SY/T 05151997 《油氣分離器規(guī)范》 [2] SY/T 00762022 《天然氣脫水設(shè)計(jì)規(guī)范》[3] SY/T 06022022 《甘醇型天然氣脫水設(shè)計(jì)規(guī)范》 [4] SY/T00101996 《氣田集氣工程設(shè)計(jì)規(guī)范》 [5] SH 30982022 《石油化工塔器設(shè)計(jì)規(guī)范》[6] JBT 47371995