【文章內(nèi)容簡介】 20 0 88 ) 2. 86 13 84 26 .2 88 /k J h? ? ? ? 計算富甘醇出口溫度 : 假定富甘醇出口溫度為 148℃ 富甘醇（ %）在 ℃時的比熱容為 / ( )kJ kg K? 由熱量平衡確定富甘醇的出口溫度，經(jīng)迭代計算得： ( 29)t? ? ? ? ? 氣體 /貧甘醇換熱器 貧甘醇負荷 貧甘醇進口溫度為 880C ，出口溫度為 380C 貧甘醇在平均溫度為 630C 時的比熱容為 /( * )kJ kg k ， 貧甘醇負荷為： ( 88 38 ) /k J h? ? ? ? 氣體溫降 由于出吸收塔的干氣質(zhì)量流量遠大于貧甘醇質(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，其值可由熱量平衡來確定。 干氣摩爾流量為： 41 3 . 4 1 0 2 7 3 . 1 5 2 3 5 . 7 9 /( 2 7 3 . 1 5 1 5 . 6 ) 2 2 . 4 2 4 k m o l h?? ?? ? ? 西南石油大學 化學化工學院 工程設計報告 16 干氣的摩爾熱容為 / ( * )kJ kmol k ，由熱量平衡確定干氣溫降 t? 為： 5 0 5 6 1 .6 2 3 5 .7 9 3 7 .7 t? ? ? ? ?? 設備計算及選型 吸收塔 直徑 三甘醇在操作條件下的密度為 31125 /kg m 氣體在操作條件下的密度求?。? 由已知條件，根據(jù)公式求得天然氣分子量可視為： 2 /iiM y M g m ol???查臨界常數(shù)和偏心因子表得： ? ， MPa? 因此 / ( 273 .15 32) / 191 .84 T T k? ? ? ?， / / P P? ? ? 由 rT ， rP 查圖得知壓縮因子 ? 32 1 0 0 1 6 . 2 2 1 3 . 7 0 /0 . 9 8 8 . 3 1 4 ( 2 7 3 . 1 5 3 2 )g PM k g mZR T? ?? ? ?? ? ? 由于三甘醇易發(fā)泡板間距取 ，由式（ 13）計算吸收塔允許氣體流速： 0 . 5 0 . 51 1 2 5 1 3 . 7 0( ) 0 . 0 4 8 8 ( ) 0 . 4 4 /1 3 . 7 0lgggu K m s???? ?? ? ? ? （ 24） 式中： gu ：允許空塔氣速， m/s l? ：甘醇在操作條件下的密度， g? ：氣體在操作條件下的密度， K：經(jīng)驗常數(shù)，有板間距為 600mm，故取 K 為 西南石油大學 化學化工學院 工程設計報告 17 圖 23 兩參數(shù)普遍化壓縮因子圖（低壓段） 表 21 板間距與 K值的關系 板間距， mm K 值 450 560 600 進料氣在操作條件下的體積流量 vq ： 1 3311 3 4 1 0 0 0 0 . 5 6 0 . 1 0 1 3 ( 2 7 3 . 1 5 3 2 ) 3 8 2 5 . 4 / 0 . 0 4 4 /( 2 7 3 . 1 5 1 5 . 6 ) 2 . 1govoq r p Tq m d m sTp? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? 其中，相密度： gr ?? 吸收塔直徑： 4 4 0 . 0 4 3 0 . 3 5 83 . 1 4 0 . 4 4vgqDmu? ?? ? ??，因此取內(nèi)徑為 西南石油大學 化學化工學院 工程設計報告 18 泡罩塔板主要結構參數(shù)及選用 a 泡罩直徑 由塔內(nèi)徑為 ，查表 22 可知泡罩塔的直徑為 80mm。 表 22 泡罩塔直徑的選擇 塔徑 /m 泡罩直徑 /mm 以下 80 ～ 3 100 以上 150 b 泡罩齒縫的形狀和尺寸 泡罩齒縫選擇矩形，齒縫寬度范圍是 315mm，這里取 5mm。齒縫高度的選擇查表 23，由泡罩直徑 80mm，因此齒縫高度取 25mm。 表 23 齒縫高度與泡罩直徑的關系 泡罩直徑 /mm 齒縫高度 /mm 80 20～ 30 100 25～ 32 150 35 c 升氣管直徑和高度 由泡罩 塔與升氣管之間的環(huán)形面積與升氣管面積之比為 ～ ，本工程取 ，泡罩塔直徑為 80mm，由下式得： 22244 1. 2 544Ddd m md????? ? ? 由 220. 32 5 * ( ) / 21bh D d d m m? ? ? d 所需最小泡罩數(shù) 允許最大空塔氣速： max /u m s? 最大體積流速為： 23m a x 0 . 4 4 0 . 4 0 . 0 5 5 /4mV u S m s?? ? ? ? ? ? 最小齒縫面積由式（ 25）求得： 西南石油大學 化學化工學院 工程設計報告 19 ()gms s l gVA Ch??????? ????? （ 25） 式子中 0 .6 7 3 ( 2 )1s rC r? ? ? ? sA ：每層塔板的最小齒縫面積， 2m mV ：最大氣相負荷， 3/ms l? ：液相密度， 3/kgm g? ：氣相密度， 3/kgm h：泡罩齒縫高度， m r：泡罩齒縫上底寬 /下底寬（矩形為 1） 20 . 0 5 5 1 3 . 7 0 . 0 2 31 . 6 8 2 5 0 . 0 2 5 ( 1 1 2 5 1 3 . 7 )sAm??? ? ?????? 最小泡罩數(shù)：40 .0 2 3 70 .0 0 3 8sAn F? ? ? 個 4F ：單個泡罩的齒縫面積（每個泡罩有 30 個齒縫） 24 0 .0 2 5 0 .0 0 5 3 0 0 .0 0 3 8Fm? ? ? ? ? e、泡罩排列及中心距 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，以利于液相均勻分布 適宜的泡罩中心距 t 為其外徑的 ～ 倍，取 倍。 中心距： 80 112t mm? ? ? 相鄰泡罩邊緣間的距離為： 11 2 80 32t D mm? ? ? ? 板面布置 溢流裝置計算 塔徑 D=，可選用單溢流弓形降液管，采用凹形受液盤 安定區(qū) SW 邊 取 39。 50SSW W mm?? 西南石油大學 化學化工學院 工程設計報告 20 緣區(qū)寬度 CW 取 65CW mm? 堰長 wl 取 wl == = 溢流堰高度 wh 由 wh = L owhh? 選用平直堰，堰上液層高度 owh ，查圖得 圖 24 弗蘭西斯關聯(lián)圖 2 4 ()1000 howwLhEl? 根據(jù)經(jīng)驗，取 E=1 則 2 32 .8 4 0 .3 61 ( ) 0 .0 0 3 61 0 0 0 0 .2 4owhm? ? ? ? 取板上清液高度 60Lh mm? ， wh == 弓形降液管寬度 dW 和截面積 fA 西南石油大學 化學化工學院 工程設計報告 21 由 D? 查 弓形降液管的參數(shù)圖得 圖 25 弓形降液管的參數(shù) TAA ? ? ? ∴ 20 .0 5 8 0 .0 9 8 0 .0 0 5 7f ? ? ? 6dWm? ? ? 液體在降液管中停留時間即： 3600 3 6 0 0 0 . 0 0 5 7 0 . 6 3 4 . 2 50 . 3 6fThAH ssL? ??? ? ? ? 故降液管設計合理 降液管底隙的高度 0h 西南石油大學 化學化工學院 工程設計報告 22 0 39。03600hwLh lu? 取 39。0 /u m s? 則 0 0 .3 6 0 .0 0 5 23 6 0 0 0 .2 4 0 .0 8hm???? 0 564 052 512 06wh h m m? ? ? ? ? 故降液管底隙高度設計合理 選用凹形受液盤，深度 39。 50Wh mm? 吸收塔高度 吸收塔直徑： D= 吸收塔內(nèi)塔板間距為： 共 7 層塔板，高度為： 進口氣洗滌器高度（ 1D）為： 貧甘醇進口至捕霧器高度（ 1D）為： 裙座高度取 吸收塔總高度為： H=+++= 精餾柱 1)直徑 直徑按式（ 26）來確定，即 lDq? （ 26） 式中 D：精餾柱直徑， mm 247 .7 84 153 .49D m m? ? ?(可取 160mm) 2)填料高度 精餾 柱高取 ，內(nèi)填充 25mm的陶瓷 InLalox 填料 甘醇泵 將泵放在地面，對單位重量流體列伯努利方程， 西南石油大學 化學化工學院 工程設計報告 23 其中 1u = 2u ，略去1fH? — 2，則該流量下的泵壓頭為： 621 ( 2 . 1 0 . 1 0 1 3 ) 1 0H = 7 . 1 1 8 8 . 2 1 8 91 1 2 5 9 . 8 1PPz m mg?? ??? ? ? ? ?? 泵的有效功率為： 1 8 9 4 3 2 . 1 5 1 1 2 5 9 . 8 1N = 2 2 2 . 5 7 0 . 2 2 21 1 2 5 3 6 0 0evH q g w k w? ? ? ?? ? ?? . 4 閃蒸分離器 尺寸可根據(jù)液體停留時間來確定，即 60lqtV? （ 27） V：閃蒸分離器中要求的沉積容積， 3m lq ：甘醇溶液循環(huán)流量， 3/mh t：停留時間， min 。對兩相分離器停留時間為 510 min 故閃蒸分離器中要求的沉積容積為： 30 . 3 8 4 1 0 0 . 0 6 46 0 6 0lqtVm?? ? ? 氣體 /貧甘醇換熱器 天然氣與有機溶劑間的傳熱系數(shù)經(jīng)驗值為 21200 w m k????，熱負荷考慮 10%的裕量，即氣體 /貧甘醇換熱器熱負荷為： 50 56 55 61 6 / 15 .45k J h k w? ? ? 01212 6 lnln 6mtttCtt? ? ? ?? ? ? ??? 其中， 01 1 2 T t C? ? ? ? 02 2 1 38 32 6t T t C? ? ? ? ? ? 215449 3 . 6 9 m2 0 0 2 0 . 9 2mQA Kt? ? ? ?? ? ? 西南石油大學 化學化工學院 工程設計報告 24 設備一覽表 脫水裝置主要設備表 設備名稱 數(shù)量 單位 直徑 類型 備注 TEG 吸收塔 1 個 m 泡罩塔 7 層塔板，板間距 ； 塔高 ； 泡罩直徑選 80mm TEG 重沸器 1 臺 m 火管式重沸器 傳熱面積 2 2m TEG 閃蒸罐 1 臺 重力臥式分離器 長度為 原料氣分離器 1 臺 不帶捕霧氣的重力臥式分離