【正文】 ()式中，P——飽和蒸汽壓，mmHg T——溫度，℃ A，B，C——安施尼常數(shù)由天然氣加工工程查得水和MDEA的A、B、C、[11]物質(zhì)ABC水228MDEA 34℃時(shí)將A、B、C帶入54式可得飽和蒸汽壓為： 水： MDEA：入塔原料氣的組成與流量組分摩爾流量質(zhì)量流量（mol）％質(zhì)量％206426780MDEA0000水0000總計(jì)100100 吸收塔凈化氣的組成與流量組分摩爾流量質(zhì)量流量（mol）％質(zhì)量％1445MDEA0000水總計(jì)100100入塔胺液密度 流量組分摩爾流量質(zhì)量流量（mol）％質(zhì)量％MDEA總計(jì)100100塔底胺液組成及流量組分摩爾流量質(zhì)量流量（mol）％質(zhì)量％MDEA水總計(jì)100100組分ABCD103106102106103107103106102105102105102105 各組分在25℃的摩爾熱容： ()式中：Cp——?dú)怏w熱容，根據(jù)上述數(shù)據(jù)和熱容計(jì)算公式，可計(jì)算出氣體在0℃，25℃，34℃，43℃溫度，℃ 溫度段入塔0～25℃塔頂0～34℃ 入塔原料氣帶入的熱量：Q1=(++++++)(250)=106 ：由45％MDEA的熱容： 式中Cp——45％MDEA的熱容，KJ/(KJ溫度117℃。℃ ，故貧甘醇熱負(fù)荷=2376(8835)=由于出吸收塔干氣質(zhì)量流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于貧甘醇質(zhì)量循環(huán)流量，故干氣經(jīng)過氣體/貧甘醇換熱器后的降溫較小，其值可由熱量平衡確定。所有設(shè)計(jì)浮閥塔的結(jié)果匯總于下表序號項(xiàng)目數(shù)值備注1平均溫度 ℃382平均壓力 MPa3氣量流速 4液相流速 5實(shí)際塔板數(shù)，塊176有效段高度，m127塔徑，m8板間距，m9塔板益流形式單益流分塊式塔板10空塔氣速11降液管形式弓形12堰長，m0．9413堰高, m14板上液層高度，m15堰上液層高度，m16安定區(qū)寬度，m17邊緣區(qū)寬度，m18降液管底系，m19開孔區(qū)面積，m20閥孔數(shù)目11521閥孔直徑，m38重閥22孔心距，m同一橫排的孔心距23排間距，m24閥孔氣速，m25每層塔板壓降，Pa139226負(fù)荷上限液泛控制27負(fù)荷下限漏液控制28液沫夾帶29氣相負(fù)荷上限，30氣相負(fù)荷下限，31降液管內(nèi)清層高度，m32液體停留時(shí)間，s6 計(jì)算依據(jù) ； ； ； 。[16] 齒縫高度與泡罩直徑的關(guān)系[[18]泡罩直徑/齒縫高度/8020～3010025～3215035～，泡罩直徑80故由下式： 求得d=≈68由=≈26式中，——升氣管頂端距罩內(nèi)頂之間的距離，——泡罩直徑，——升氣管直徑，允許最大空塔氣速umax=體積流速為：Vm=umaxS== 最小齒縫面積由式(44)求得： ()式中 ——每層塔板的最小齒縫面積，——最大氣相負(fù)荷，——液相密度，——?dú)庀嗝芏?，——泡罩齒縫高度，——泡罩齒縫上底寬度與下底寬度的比值(矩形為1)故故所需最小泡罩?jǐn)?shù)個(gè)其中F4——單個(gè)泡罩的齒縫面積(每個(gè)泡罩有30個(gè)齒縫)F4=30=塔板上的泡罩采用三角形排列，液流方向與各排泡罩相垂直，以利于液相分布均勻。 天然氣三甘醇溶劑脫水系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果總表序號項(xiàng)目數(shù)值1出塔氣平衡露點(diǎn)，℃182要求的露點(diǎn)降，℃383三甘醇循環(huán)量，304進(jìn)料氣脫水量，955貧甘醇質(zhì)量循環(huán)流量，23766富甘醇質(zhì)量循環(huán)流量，24047吸收塔實(shí)際塔板數(shù)，塊98吸收塔直徑，9吸收塔板間距，10允許空塔氣速，11溢流形式單溢流12降液管形式弓形13安定區(qū)寬度，5014邊緣區(qū)寬度，5015堰長，16溢流堰高度，5317板上清液層高度，6018降液管底隙高度，1319泡罩直徑，10020泡罩齒縫形狀/高度， /寬度， /個(gè)數(shù)矩形/30/5/3621升氣管直徑，6822所需最小泡罩?jǐn)?shù)3623泡罩排列形式三角形排列24泡罩中心距，14025精餾柱直徑，40026精餾柱高度，27填料/高度，陶瓷Intalox填料/25 參考文獻(xiàn) [1] 陳膺良等：“國內(nèi)外天然氣的現(xiàn)狀與展望”.，第31卷，231—234頁。則： 解得： 由傳熱面積： 可得： 選用標(biāo)準(zhǔn)固定管板式換熱器， 能夠滿足換熱器需要。 故氣體壓降為： 總的壓降為： ∴，因此不會發(fā)生嚴(yán)重的漏液現(xiàn)象。 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。 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。3．入塔胺液（MDEA）的溫度：34℃，質(zhì)量分?jǐn)?shù)45％。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，大大提高設(shè)計(jì)效率，降低設(shè)計(jì)成本。防止或減緩甘醇損失過大和設(shè)備腐蝕的關(guān)鍵是保持甘醇潔凈，實(shí)際上，甘醇在使用過程中將會受到各種污染，具體方法如下：：含有氧氣會使甘醇氧化變質(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?；：富甘醇再生時(shí)，溫度過高會降解變質(zhì)。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。 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。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。 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% 。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。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。IFPEX—1工藝的操作費(fèi)用低。砜胺法溶液的酸氣負(fù)荷幾乎正比于氣相中酸氣分壓。目前國內(nèi)外己經(jīng)開發(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、等三大類工藝流程方法。同時(shí)本文的研究對降低管道、設(shè)備、儀表的腐蝕:減少大氣污染。據(jù)眾多國際權(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)”。世界上天然氣的儲量十分豐富，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。增強(qiáng)下游行業(yè)的天然氣深加工能力。[3]可再生溶劑吸收脫除H2S是目前最常用的方法。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。能量費(fèi)用占操作費(fèi)用的大部分。特殊的抗酸性分子篩的使用壽命長，能保持其脫水能力。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，簡單的統(tǒng)計(jì)就是兩者均能減少的反應(yīng)過程中的能量消耗。[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℃。第二個(gè)重要的腐蝕劑是溶劑的分解產(chǎn)物。來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)潤滑油及泥沙等物，所以，濕天然氣進(jìn)入裝置后，先經(jīng)過進(jìn)口氣滌器除去游離液體和固體雜質(zhì)?；亓骼淠骺梢圆捎每諝饫鋮s，也可以采用冷的富甘醇冷卻。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。上世紀(jì)50年代以前用于解決最優(yōu)化問題的數(shù)學(xué)方法僅限于古典的微分法。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CO2選擇性吸收，吸收因子為2～，由經(jīng)驗(yàn)值取3。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。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).——液體通過降液管的壓力損失