【正文】 換熱面積為：：100℃，離開(kāi)冷凝器的溫度為42℃；℃，出口溫度40℃； 總傳熱面積為： 平均溫差的計(jì)算用逆流換熱： ℃ 傳熱面積為： ：； ； 閃蒸罐的尺寸可以由液體的停留時(shí)間來(lái)決定，即 式中——閃蒸分離器中要求的沉降容積， ——胺液循環(huán)量， ——停留時(shí)間，因此用兩相分離器，停留時(shí)間為5～ 則： 又 假設(shè)分離器的直徑D=1m 則：可以計(jì)算出： 圓整為7m 此時(shí)體積 停留時(shí)間為：故在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。～6層板。為了避免液泛，要求控制降液管的清液層高度 1).——?dú)怏w通過(guò)每一層的壓降的液柱高度，前面計(jì)算出壓降為1392Kpa 2).——液體通過(guò)降液管的壓力損失 3).——板上清液層的高度 4).——板上液體引起的表面張力液柱高度 甚小，將其忽約。[12]根據(jù)MDEA的物性，取塔徑： ()∵甲烷的臨界壓力和臨界溫度分別為、 則在38℃,： 查《天然氣加工工程》得：∴ 將代入（62）中得： 按照標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整為： 塔的橫截面積： 實(shí)際空塔氣速為： ,在塔底，第8塊板及塔頂分別開(kāi)一個(gè)孔，取塔底，頂板與捕霧器的間距取1m。在原料氣溫度30℃，水露點(diǎn)8℃下查天然氣含水量可知Wi= Wo=[12]進(jìn)料氣水含量為干氣水含量為三甘醇在操作條件下的密度為進(jìn)料氣脫水量qw由式(42)求得： ()式中， qw——吸收塔脫水量， Wi——進(jìn)料氣水含量，Wo——干氣水含量，q——進(jìn)料氣流量，進(jìn)料氣帶入的水含量=，三甘醇循環(huán)流量按脫除進(jìn)料氣帶入的全部水量計(jì)算，此法雖然保守，但比較安全?！?，出口溫度為40℃。而,未能達(dá)到其解吸的能量而在閃蒸氣中沒(méi)有。4．出塔凈化氣中硫化氫的含量≤20mg/m3，二氧化碳≤3％（V）注：％（V）表示體積百分?jǐn)?shù)組分：組成總摩爾流量=各組分摩爾質(zhì)量各組分質(zhì)量組分摩爾質(zhì)量組分摩爾質(zhì)量H2SCO2N2He2C1C2C3C4C5C6H2S：CO2：N2： C1：C2：C3：C4：C5：C6： He：當(dāng)H2S的分壓： Ps==當(dāng)CO2的分壓： Ps==由于MDEA對(duì)CO2選擇性吸收，吸收因子為2～，由經(jīng)驗(yàn)值取3。(3) 建立優(yōu)化過(guò)程的數(shù)學(xué)模型和外部約束，確定優(yōu)化決策變量。上世紀(jì)50年代以前用于解決最優(yōu)化問(wèn)題的數(shù)學(xué)方法僅限于古典的微分法。由前面知，此項(xiàng)目初始投資為5億元，年銷(xiāo)售收入為7000萬(wàn)元，計(jì)算期為14年，年經(jīng)營(yíng)成本1152萬(wàn)元，綜合稅率為50%，計(jì)算內(nèi)部收益率(IRR)為：(1)方案第t年(t=11114)的凈現(xiàn)金流量CFt為：CFt=()(150%)+=而方案第零年的凈現(xiàn)金流量CF0為：CF0=5000萬(wàn)元(2)對(duì)應(yīng)于收益率I的方案凈現(xiàn)值計(jì)算公式為：=(3)取不同的收益率進(jìn)行試算i1=64%,NPV1=i2=65%,NPV2=由計(jì)算結(jié)果知，令i1=64%,i2=65%,則有NPV1=，NPV2=，i2i1=1%，說(shuō)明滿足線性插值法條件。重沸器的溫度低于℃；：當(dāng)天然氣中有硫化氫或二氧化碳時(shí)，通常應(yīng)先脫硫，后脫水。再沸器：加熱富液，進(jìn)行蒸餾?；亓骼淠骺梢圆捎每諝饫鋮s，也可以采用冷的富甘醇冷卻。底層塔板的溢流管上裝有液封槽，用以對(duì)塔板進(jìn)行液封。來(lái)自脫硫裝置的濕凈化天然氣經(jīng)原料分離器自吸收塔下部進(jìn)入吸收塔，由于進(jìn)入吸收塔的氣體不允許含有游離液體（水與液烴）、化學(xué)劑、壓縮機(jī)潤(rùn)滑油及泥沙等物，所以，濕天然氣進(jìn)入裝置后，先經(jīng)過(guò)進(jìn)口氣滌器除去游離液體和固體雜質(zhì)。在循環(huán)胺液中加入苛性鈉，可使腐蝕顯著減輕。第二個(gè)重要的腐蝕劑是溶劑的分解產(chǎn)物。從塔頂出來(lái)的達(dá)到凈化要求的35℃凈化氣完成此工藝。[8]凈化氣出吸收塔的溫度估計(jì)：一般比原料氣進(jìn)吸收塔溫度高817℃或比貧液溫度高08℃。結(jié)構(gòu)填料提供了更大的吸收率、更高的處理量及較低的壓降。MDEA溶劑能吸收更多的酸性氣體，在部分高壓力的吸收塔中能再生被吸收的氣體，簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)就是兩者均能減少的反應(yīng)過(guò)程中的能量消耗。近幾年來(lái)，挪威AirProducts公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)出適用于海洋開(kāi)發(fā)平臺(tái)的天然氣脫水裝置。特殊的抗酸性分子篩的使用壽命長(zhǎng)，能保持其脫水能力。目前已進(jìn)行了兩種類(lèi)型的結(jié)構(gòu)填料測(cè)試。能量費(fèi)用占操作費(fèi)用的大部分。國(guó)外在此方面已作了許多有益的嘗試。因此，處理高酸氣分壓的氣體時(shí)，砜胺法比化學(xué)吸收法有較高的酸氣負(fù)荷。清除小規(guī)模的低于1520噸硫化氫，氧化還原法或胺溶解法已被證明是一個(gè)很合適的方法。[3]可再生溶劑吸收脫除H2S是目前最常用的方法。這些因素基本上不取決于脫硫和脫水方法本身。增強(qiáng)下游行業(yè)的天然氣深加工能力。[2]該方法不僅設(shè)計(jì)技術(shù)手段落后。世界上天然氣的儲(chǔ)量十分豐富，103m3,而非常規(guī)天然氣資源估計(jì)有13971012—44301012m3,這為天然氣成為一種優(yōu)質(zhì)清潔能源和重要的化工原料提供了資源保障。 目錄 1 1 1 2 2 3 3 3 3 3 3 3 經(jīng)濟(jì)因素 4 4 4 4 6 7 7 8 8 8 8 9 9 9 12 13 13 13 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 15 16 16 165. 工藝計(jì)算 17 17 17 17 19 1計(jì)算依據(jù) 19 19 24 26 26 26 27 27 28 28 28 28 29 30 30 30 30 30 30 31 31 32 32 32 33 33 33 34 34 34 34 37 38 41 44 計(jì)算依據(jù) 44 44 44 解吸塔的塔體工藝尺寸計(jì)算 46 47 47 47 47 48 48 48 48 48 48 48 48 49 49 49 直徑 49 50 52 54 54 54（閃蒸罐） 55 55致謝 57參考文獻(xiàn) 5857 100104m3/d天然氣脫硫脫水工藝設(shè)計(jì)1 緒論天然氣(Natural Gas)是地表下孔隙性地層中天然生成的以低分子飽和烴為主的烴類(lèi)氣體和少量非烴類(lèi)氣體組成的可燃性氣體混合物，它常常和原油伴生在一起。據(jù)眾多國(guó)際權(quán)威機(jī)構(gòu)和專家預(yù)言：天然氣將逐漸取代石油在能源消耗結(jié)構(gòu)中的地位，到21世紀(jì)中期將進(jìn)入“天然氣世紀(jì)”。目前對(duì)天然氣脫硫裝置設(shè)計(jì)一般采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，該方法在給定工藝指標(biāo)的前提下，由個(gè)人經(jīng)驗(yàn)與手工查圖相結(jié)合的辦法，手算出脫硫裝置中各設(shè)備的參數(shù)。同時(shí)本文的研究對(duì)降低管道、設(shè)備、儀表的腐蝕:減少大氣污染。 、能量衡算、能量衡算如原料氣的組成、壓力、溫度、凈化氣要求的凈化度、壓力、溫度；以及由此而要求的技術(shù)條件（如再生蒸汽壓力、貧液入塔溫度等等）。目前國(guó)內(nèi)外己經(jīng)開(kāi)發(fā)出許多天然氣脫硫處理工藝方法，這些方法主要分為可再生溶劑法、固定床吸附法、膜分離方法、等三大類(lèi)工藝流程方法。因?yàn)榇藭r(shí)H2S等酸氣的脫除過(guò)程主要是受化學(xué)過(guò)程控制，而較少依賴于組分的分壓，而且化學(xué)溶劑對(duì)烴類(lèi)的溶解度很小，不會(huì)造成大的烴損失。砜胺法溶液的酸氣負(fù)荷幾乎正比于氣相中酸氣分壓。但膜分離技術(shù)作為一種脫除大量酸氣的處理工藝，或者與傳統(tǒng)工藝混合使用，則為含高濃度酸氣的天然氣處理提供了一種可行的方法。IFPEX—1工藝的操作費(fèi)用低。ARCO油氣公司證實(shí)，在采用三甘醇脫水相同的工藝條件下，結(jié)構(gòu)填料能夠?qū)⑺囊?guī)模減小，容器重量減少，內(nèi)部零件減少，費(fèi)用降低。在分子篩干燥氣體時(shí)，同時(shí)吸附了硫化氫，但需注意，在有CO2存在時(shí)，H2S可能被催化反應(yīng)為碳基硫。美國(guó)Grace公司利用卷式膜組件開(kāi)發(fā)了天然氣水分和酸性氣體脫除的工業(yè)試驗(yàn)裝置，并在加拿大等地現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了試驗(yàn)，取得了良好效果。MEA ， MDEA（甲基二乙醇胺）和許多其他化學(xué)溶劑也是特殊的胺化學(xué)溶劑，二氧化碳接觸胺溶液時(shí)，硫化氫和二氧化碳均被胺溶液吸收，并盡量減少能源的消耗。目前已進(jìn)行了兩種類(lèi)型的結(jié)構(gòu)填料測(cè)試。 原料氣規(guī)格表組分摩爾百分?jǐn)?shù) %CH4C2H6C3H8iC4H10n C4H10i C5H12n C5H12C6+CO2HeH2SN2 設(shè)計(jì)要求凈化氣氣質(zhì)條件：H2S≤20mg/m3，CO2含量≤3% 。[8]℃后進(jìn)入吸收塔上端，進(jìn)行吸收—再生的循環(huán)過(guò)程。同時(shí)發(fā)現(xiàn)在主要處理CO2的裝置中，有很少H2S存在時(shí)，的確可以減少腐蝕作用。使所有會(huì)暴露在大氣的溶液界面上有一層惰性氣體覆蓋，并使泵的入口處維持適當(dāng)正壓。 三甘醇脫水由高壓吸收系統(tǒng)及低壓再生系統(tǒng)兩部分組成。經(jīng)氣體/貧甘醇換熱器冷卻后的貧甘醇進(jìn)入吸收塔頂部，由頂層塔板依次經(jīng)各層踏板流至底層塔板。精餾柱頂部裝有回流冷凝器，以在精餾柱頂部產(chǎn)生部分回流。甘醇泵：輸送設(shè)備，輸送貧甘醇入吸收塔。防止或減緩甘醇損失過(guò)大和設(shè)備腐蝕的關(guān)鍵是保持甘醇潔凈，實(shí)際上，甘醇在使用過(guò)程中將會(huì)受到各種污染，具體方法如下：：含有氧氣會(huì)使甘醇氧化變質(zhì)，生成腐蝕性有機(jī)酸，上部空間應(yīng)該采用微正壓的干氣或氮?dú)庖悍猓唬焊桓蚀荚偕鷷r(shí)，溫度過(guò)高會(huì)降解變質(zhì)。按生產(chǎn)費(fèi)用要素直接計(jì)算天然氣脫硫脫水的成本原料名稱規(guī)格 單耗( m3/ m3)單價(jià)（元/ m3） 單位原料成本（元/m3）原料氣≥% 原料成本估算表年燃燒動(dòng)力費(fèi)為100萬(wàn)元固定資產(chǎn)形成率按90%計(jì)固定資產(chǎn)原值=基本建設(shè)投資90%=5000090%=45000萬(wàn)元根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查得，故年銷(xiāo)售收入=107=7000萬(wàn)元銷(xiāo)售費(fèi)按銷(xiāo)售收入的1%計(jì)，則銷(xiāo)售費(fèi)=70001%=70萬(wàn)元表32 總成本估算表單位：萬(wàn)元序號(hào)項(xiàng)目估算方法成本（1）原料費(fèi)單價(jià)消耗定額年產(chǎn)量（2）包裝材料費(fèi)單價(jià)消耗定額年產(chǎn)量（3）燃料動(dòng)力費(fèi)單價(jià)消耗定額年產(chǎn)量100（4）工人工資及附加費(fèi)年平均工資定員人數(shù)88（5）車(chē)間固定資產(chǎn)基本折舊固定資產(chǎn)原值折舊率（6）大修理基金固定資產(chǎn)原值（3%—6%）（7）車(chē)間經(jīng)費(fèi)（1+2+3+4+5+6）2%（8）車(chē)間成本（1+2+3+4+5+6+7）1011（9）企業(yè)管理費(fèi)（8）(6%—9%)71（10）工廠成本（8）+（9）1082（11）銷(xiāo)售費(fèi)用銷(xiāo)售收入1%70（12）固定成本（10）+（11）1152社會(huì)折現(xiàn)率：該參數(shù)與銀行貸款利息有關(guān)，%，%。該方法不僅可以降低工程投資費(fèi)用、縮短設(shè)計(jì)周期，而且使設(shè)計(jì)者從大量繁瑣的計(jì)算中解脫出來(lái)，大大提高設(shè)計(jì)效率，降低設(shè)計(jì)成本。(2) 確定優(yōu)化目標(biāo)，建立目標(biāo)函數(shù)與過(guò)程變量之間的關(guān)系。3．入塔胺液（MDEA）的溫度：34℃，質(zhì)量分?jǐn)?shù)45％。, 溫度60℃下的平衡常數(shù)為： 由富液的組成可知：＜即惰性氣體組成全部為氣相，所以富液中的惰性氣體組分全部被蒸出。 高溫傳熱的熱量損失可按照5﹪計(jì)算，即： 即則： ℃ 取83℃為貧液的出口溫度。，貧液進(jìn)冷卻器的溫度為：65℃，出口溫度為35℃。 露點(diǎn)降大于40℃因此，實(shí)際塔板數(shù)選用9塊，可滿足干氣露點(diǎn)為9℃的要求。 ：由塔底壓力，由塔頂壓力則全塔的平