某分子篩吸附脫水工藝設(shè)計(jì)——再生工藝計(jì)算(完整版)
【正文】 300～400KPa(絕)，經(jīng)加熱爐或別個(gè)加熱設(shè)備加熱到250～270℃進(jìn)入需再生的吸附塔，自下而上流經(jīng)床層。降壓脫附雖有能耗低、再生時(shí)間短、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，但由于被吸附的產(chǎn)品氣體在脫附時(shí)不能回收，且還需部分產(chǎn)品氣作為吹掃之用，因而收率低，在產(chǎn)品的純度與收率間存在矛盾，工業(yè)上使用不多。當(dāng)吸附劑的較上層部位由水飽和時(shí)，濕氣流中的水就開始置換在較低床層原來吸附的烴類。為了保證干氣的連續(xù)生產(chǎn)必須循環(huán)操作，要用許多個(gè)并聯(lián)的吸附床。 分子篩的性質(zhì)型號(hào)孔徑濕容量（在175mmHg25℃）%二氧化硅與氧化鋁的比值吸附質(zhì)分子排除的分子應(yīng)用范圍3A202直徑小于3A的分子如H2O、NH3等乙烷等直徑大于3A的分子飽和及不飽和烴脫水。雖然硅膠的脫水能力很強(qiáng)，但易于被水飽和，且與液態(tài)水接觸很易爆裂，產(chǎn)生粉塵。循環(huán)使用物化性能變化不大。目前其主要產(chǎn)品都掌握在歐美等國(guó)家，如美國(guó)UOP公司的天然抗酸性分子篩AW300、500型，可實(shí)現(xiàn)對(duì)HCl、H2O、NO2等酸性氣體的吸收。天然氣預(yù)處理主要目的有：①避免低溫下水與烴類組分凍結(jié)而堵塞設(shè)備和管道，降低管線的輸氣能力；②提高天然氣的熱值，滿足氣體質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；③保證天然氣在深冷條件下液化裝置能正常運(yùn)行；④避免腐蝕性雜質(zhì)腐蝕管道及設(shè)備。而本文的固體吸附劑以分子篩作為探討的對(duì)象。天然氣中水分的存在往往會(huì)造成嚴(yán)重的后果：含有CO2和H2S的天然氣在有水存在的情況下形成酸而腐蝕管路和設(shè)備；在一定條件下形成天然氣水合物而堵塞閥門、管道和設(shè)備；降低管道輸送能力，造成不必要的動(dòng)力消耗。本文主要研究固體吸附法脫水。從今后我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展看，加快天然氣的開發(fā)利用，對(duì)改善能源結(jié)構(gòu)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，提高人民生活質(zhì)量，具有十分重要的戰(zhàn)略意義。分子篩脫水法屬于固體吸附法，吸附劑是人工合成沸石，是一種由SiO4和AlO4四面體組成的硅鋁酸鹽晶體。活性氧化鋁是一種極性吸附劑，它對(duì)多數(shù)氣體和蒸汽都是穩(wěn)定的，是沒有毒性的堅(jiān)實(shí)顆粒，浸入水或液體中不軟化、溶脹或破裂，抗沖擊和抗磨損的能力強(qiáng)。硅膠對(duì)極性分子和不飽和烴具有明顯的選擇性，因此可用于天然氣脫水。因其具有很大的表面積和孔容量，可以吸附大量的流體，尤其對(duì)水，即使在很低的分壓和濃度下，任有相當(dāng)高的吸附容量。4A分子篩不僅可以吸附水同時(shí) 還可以吸附COH2S等雜質(zhì)。然后，濕天然氣自上而下流經(jīng)吸附塔。 再生過程吸附劑的再生過程是保證吸附劑能夠循環(huán)正常使用的關(guān)鍵。冷卻過程通常都以冷氣流進(jìn)行冷卻。再生溫度取決于吸附劑的性質(zhì)和干氣要求的露點(diǎn)（或再生后床層的殘余水含量），且因使用的吸附劑的不同而不同。最終的冷卻溫度一般在40℃～55℃，通常為50℃～52℃。當(dāng)再生時(shí)間大于4h時(shí)，離開干燥器的氣體出口溫度達(dá)到180～230℃，床層加熱完畢。℃)；(kg冷吹氣量和熱吹氣量不等。參考文獻(xiàn)[1] 梁平，天然氣集輸技術(shù)[M］，石油工業(yè)出版社,200805：186；[2] 油田油氣技術(shù)設(shè)計(jì)技術(shù)手冊(cè)[M]，石油工業(yè)出版社，199412: 515665；[3] SY0076T天然氣脫水設(shè)計(jì)規(guī)范200821。再生時(shí)再生氣壓力，原則上根據(jù)外輸系統(tǒng)壓力決定，經(jīng)過吸附器壓降一般在10～20KPa?！?；再生氣在260℃/：－ kJ/kg再生氣在115℃/：－再生熱負(fù)荷的計(jì)算如下：再生加熱所需的熱量為Q，所以： （） 式中 Q1——加熱分子篩的熱量，kJ；Q2——加熱吸附器本身（鋼材）的熱量，kJ； Q3——脫附吸附水的熱量，kJ；Q4——加熱鋪墊的瓷球的熱量，kJ （） （） （）
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