【正文】 時的氣體體積，以后計算時都按照此標準。性規(guī)劃問題的方法已相當成熟，通常采用單純形法。對于這類問題，人們經(jīng)過長期的數(shù)學歸納和提煉，形成了最優(yōu)化理論。生產(chǎn)規(guī)模：日處理量100萬方天然氣產(chǎn)品方案：全部用于供應生活用氣本項目擬半年建成，生產(chǎn)期按20年計算。貧液冷卻器：冷卻貧甘醇以達到需要的溫度貧/富液換熱器：控制進閃蒸罐和過濾器的富液溫度，并回收貧液的熱量。再生好的熱貧甘醇由重沸器流經(jīng)貧/富甘醇換熱器等冷換設備進行冷卻。這些雜質可以引起甘醇溶液氣泡、堵塞再生系統(tǒng)的精餾柱（通常是填料柱），還可使重沸器的火管結垢。由進口氣滌器頂部分出的濕天然氣進入吸收塔底部，向上通過各層塔板，與向下流過各層塔板的甘醇溶液逆向接觸時，使氣體中的水蒸氣被甘醇溶液所吸收。發(fā)泡通常是由于溶液中的雜質引起的。溶液中的懸浮固體即硫化鐵的侵蝕，以及溶液在換熱器管子和管路中高速流動，都會加快腐蝕。特別在使用MDEA溶液的裝置中，腐蝕隨著溶液中酸性氣體濃度的增加而增強。離開換熱器的富液溫度估計：為減輕腐蝕和富液酸氣的解吸，一般貧富液不需要大面積的換熱，設計時溫度一般取5594℃。，對主題設備進行選型，設計最優(yōu)的工藝流程，使天然氣被充分凈化，且MDEA溶液和TEG溶液達到最高的回收率。目前天然氣脫水中應用最多的是三甘醇工藝。天然氣脫硫工藝的選擇需要考慮很多可變因素，概括起來有如下幾點：、所含雜質的類型和濃度；；；；；；:的比率。20世紀90年代美國天然氣研究院提出的膜分離工藝，是根據(jù)含有水蒸汽、溶解氣的流動氣體通過聚合物薄膜發(fā)生的擴散或滲透，由于不同氣體有不同的溶解度和擴散系數(shù)，氣體通過膜具有不同的移動速度，從而達到分離的目的。美國Proses公司擁有的這項Proses技術，氣體處理越大，成本越低，世界上許多國家正在推廣這項技術。若以每千瓦小時的電費為0．05美元及每百萬大卡需要耗燃料費12美元計算，與三甘醇法相比較，IFPIEX—l每年可節(jié)約10萬美元的操作費用。1. IFPEX一1脫水工藝法國石油科學院開發(fā)的IFPEXOL工藝是氣體加工領域的一項新工藝，其突出的優(yōu)點是其經(jīng)濟性及對環(huán)境的安全性。但是該方法不能深度脫硫，常用于硫的粗脫，與其它方法配合使用。對于高容量的情況，所需要的硫容量是高于20的TPD ，所以胺溶液法加克勞斯硫磺回收法仍舊是最符合經(jīng)濟效益的選擇。再生出來的酸氣一般通過Cluas硫磺回收工藝將H2S轉化為單質硫，而將其回收利用。 經(jīng)濟因素主要是投資和操作成本，也包括原材料供應情況：盡管脫硫方法甚多，但對較大型的裝置醇胺法經(jīng)常是優(yōu)先考慮的。 商品天然氣的技術標準 （GB 178201999）項 目一 類二 類三 類高位發(fā)熱量MJ/m3＞總硫mg/ m3 ≤100 ≤200≤460H2S mg/ m3≤6≤20≤460二氧化碳 %(v)≤－水露點℃在天然氣交接點的壓力和溫度條件下，天然氣的水露點應比最低溫度低50℃。而且采用該方法設計出的天然氣脫硫裝置往往存在系統(tǒng)運行不協(xié)調、不經(jīng)濟的問題。因此，無論是從金屬防腐、環(huán)境保護、人員安全角度考慮，都必須從天然氣中脫除水分和酸氣組分。它作為一種高效、優(yōu)質、清潔能源，不僅在工業(yè)與城市民用燃氣中廣泛應用，而且在發(fā)電業(yè)中也越來越發(fā)揮重要作用。天然氣還是很好的化工原料，廣泛應用于合成氨、甲醇、氮肥工業(yè)、合成纖維工業(yè)等；天然氣合成油(GTL)技術，也是天然氣大規(guī)模利用的途徑之一；從天然氣中分離出來的硫磺還可作為硫酸工業(yè)原料。另外，從充分回收利用硫資源的角度考慮，天然氣中脫除下來的酸性組分可通過克勞斯硫磺回收工藝生產(chǎn)優(yōu)質硫磺。因此天然氣脫硫裝置優(yōu)化設計是當前迫切需要解決的問題。該工藝是依據(jù)西南石油大學化學化工學院畢業(yè)設計任務書，按照化學工業(yè)部1988年6月發(fā)布的“化工工廠初步設計內容深度的規(guī)定”進行設計的。這類方法技術成熟，溶劑來源方使，對上述三個方面的影響因素有很大的適應性．是天然氣工業(yè)上最重要的—類方法：據(jù)有關資料介紹，今世界2000多套氣體脫硫裝置中，醇胺法裝置占55％以上。常用的可再生溶劑主要有化學溶劑(胺類溶劑和熱碳酸鉀)、物理溶劑、混合溶劑等三大類。[5][6]所示:脫硫方法MDEASulfinolDSulfinolDMEAMEA化學溶劑MDEADIPAMDEAMEAMEA物理溶劑—環(huán)丁砜環(huán)丁砜——氨液濃度%( m)20～5030～5030～5015～2530～40酸氣負荷mol/mol～＞＞～＞脫有機硫效率，%差80～9580～95差差選擇脫硫能力有無有無無溶解烴量少較多較多少少再生易難程度易較易較易難較難腐蝕性弱較弱較弱強較強國外裝置數(shù)，套＞50＞140＞140幾百套＞65 2. Sulfinol法工藝砜胺法凈化天然氣的工藝流程與醇胺法相同，差別僅僅是使用的吸收溶液不同。 膜分離技術適合處理原料氣流量較低、含酸氣濃度較高的天然氣，對原料氣流量或酸氣濃度發(fā)生變化的情況也同樣適用，但不能作為獲取高純度氣體的處理方法。IF—PEXOL的基礎是在低溫下使用單一的甲醇溶劑，其技術原理則是利用天然氣凝液回收中的氣體冷卻來同時完成脫水和酸氣脫除中的溶劑處理。目前天然氣脫水中應用最多的是三甘醇工藝。分子篩能脫除天然氣中的水、硫化物和其他雜質，也可用于酸性天然氣的干燥。工業(yè)上早期使用的氣體分離膜，成本高、分離能力低，大規(guī)模使用受到限制，隨著膜分離系統(tǒng)分離能力的改進和費用的降低，1987年Permea公司工業(yè)上首先使用膜裝置干燥器來干燥壓縮空氣，能使壓縮空氣的含水量低于lppm。MDEA法是目前相對較好的脫硫工藝方法，它具有：，具有很好的選擇吸收能力；，兼有物理和化學吸收，溶劑負載量大，凈化度高；，MDEA溶液與酸性氣體的溶解熱最低，吸收與再生間溫差小，再生溫度低，故能耗低。在新概念的指導下，這項脫水工藝又有所發(fā)展。，然后畫出天然氣脫硫脫水車間的工藝流程圖。這里取60℃。游離的或化合的CO2能引起嚴重腐蝕，而在高溫以及有水存在時尤其嚴重。在此條件下，阻止了硫化鐵的形成，并且鐵由于和H2S反應而被連續(xù)的脫落下來。溶液發(fā)泡會導致脫硫裝置處理能力嚴重下降，胺液再生不合格，脫硫效率達不到設計標準，凈化氣中H2S含量超標，溶液損失增加等。吸收塔頂部設有捕霧氣（除沫器），用來脫除出口氣中攜帶的甘醇溶液液滴，減少甘醇損失。由纖維過濾器和活性炭過濾器來的富甘醇經(jīng)貧/富甘醇換熱器預熱后，進入重沸器上部的精餾柱中。當采用裝有換熱盤管的緩沖罐時，熱貧甘醇則由重沸器的溢流管流入緩沖罐中，與流經(jīng)緩沖罐內換熱盤管的冷富甘醇換熱。一般讓富液升溫至148℃左右進再生塔，以減輕重沸器的熱負荷?；窘ㄔO投資5000萬元，資金全部由信托公司和財政貸款，%。優(yōu)化設計理論和方法用于工程設計是在60年代后期開始的，國內則從70年代中期才開始有關研究。求解非線性問題的方法分為兩大類:即按照目標函數(shù)極值點的必要條件，用數(shù)學分析的方法求或者按照充分條件和問題的實際物理意義間接地確定最優(yōu)解。 在標準狀況下（ 0℃ 1atm ）1氣體的體積為，則一般在壓力，溫度下的體積由一下公式得： () ()式中：T——溫度 0℃ P——壓強 N——氣體的物質的量 V——氣體的體積 Q——氣體的體積流量 F——氣體的摩爾流量 1．塔氣的組成由設計任務書可得，由組成可求得各組分的流量。K) T——溫度 34℃時熱容為： KJ/(KJ 閃蒸液的流量組成摩爾質量質量流量MDEA水℃，組成和流量與閃蒸液相同，出口溫度93℃。 、。 ()式中，te——出塔吸收干氣的平衡露點，℃tr——出塔吸收干氣的實際露點，℃t——偏差值，一般為8～11℃，此處取10℃。干氣摩爾流量= ，由熱量平衡確定干氣溫降為=35=℃ 凈化氣中≤，轉化為摩爾百分數(shù)。得到： 則板上清液高度為：+= 3).弓形降液管寬度和截面積 由 由《化工原理課程設計》查得： 及 故弓形降液管面積為： 弓形遣溢流管寬度為：經(jīng)驗公式：==12s3s 降液管符合要求。 ℃，出塔貧液溫度117℃； ，制造方便，價格低；塔板開孔率大，生產(chǎn)能力大，操作彈性大，塔板效率較高等優(yōu)點，故吸收塔采用浮閥塔。 故解吸塔的高度為： ℃，組成和流量與閃蒸液相同。～，=100=140。選用凹形受液盤，深度=50 吸收塔直徑，共9層塔板，高度=進口氣滌器高度(1D)=貧甘醇進口至塔頂捕霧器高度(1D)=吸收塔總高度H=+++=直徑按式()來確定，即 ()式中，D——精餾柱直徑， (可取400)，內填充25的陶瓷Intalox填料。0=，故可求得：傳熱面積=選擇固定管板式換熱器，管徑為， 固定管板式換熱器規(guī)格公稱直徑（）管程數(shù)中心排管數(shù)量換熱管長度（）換熱管面積（）5001142（閃蒸罐）閃蒸分離器的尺寸可根據(jù)液體的停留時間來確定，若液體在閃蒸分離器的停留時間為10，富甘醇溶液進入閃蒸罐的溫度為140，查圖知： 富甘醇溶液在140下的密度為1206，故： 富甘醇溶液的體積流量為= [17] 由公式，代入數(shù)據(jù)，可得： ，按30%的設計裕量來計，則： 現(xiàn)選擇分離器的直徑為，由圓柱體體積公式，代入數(shù)據(jù)，可得：，因此，為了滿足分離要求，需選擇的閃蒸分離器（閃蒸罐）為重力臥式分離器，長度為 。因塔徑D=，選用單溢流弓形降液管，采用凹形受液盤。查得：，故： ℃ 換熱面積為： 因取管內流動速度為，設所需的單管程數(shù)為n, 。則：實際有效塔板數(shù)為： 4247。開孔區(qū)面積的計算： () 則： = 取閥孔的動能因子：由 可計算的空速： 每層板的閥孔數(shù)目N為： 個 浮閥采用等腰三角形叉排，同一橫排的空心距： 則排間距： 以塔的截面積為基準，塔板的開孔率為： ％ 氣體通過一層塔板的壓降為：1).板上液層阻力 充氣系數(shù)的計算 由通過有效傳質區(qū)的氣速： 由氣相動能因子： 由《化工原理課程設計》查得： ∴2).干板阻力壓降：由臨界閥孔氣速關聯(lián)式： 3).板上液體引起的表面張力的壓降甚小，將其約去。原料氣中的含量： ∴的吸收率為：％ 可根據(jù)實際經(jīng)驗，對于胺溶液的吸收塔選取5塊理論板數(shù)，板效率取30％∴塔板數(shù)為：塊，圓整為17塊。，℃，(絕)，(絕)，(絕)及31℃時的露點降為： 露點降小于40℃(板效率為25%時，實際塔板數(shù)為10塊)可獲得露點降為：由《天然氣處理與加工》查得，吸收溫度為38℃時露點降為44℃；吸收溫度為27℃時℃；由內插法近似求得吸收溫度為31℃℃。K)——胺液的體積流量 ——塔底和塔頂?shù)臏夭? 則： 解吸塔內解吸出的酸氣和