【文章內(nèi)容簡介】 kPa1010物性參數(shù)定性溫度℃密度kg/m31037比熱（KJ/kg℃) 閃蒸罐三甘醇溶液在吸收塔的操作壓力和溫度下除了吸收濕天然氣中水蒸氣外，還會吸收少量的天然氣，尤其是包括芳香烴在內(nèi)的重烴，而烴類在三甘醇內(nèi)的溶解量與壓力有關，壓力愈高則溶解量愈大。閃蒸分離器的作用就是在低壓下分離出富三甘醇中吸收的這些烴類氣體，以減少三甘醇損失量，防止三甘醇溶液發(fā)泡。其頂部分離出的氣體一般用作燃料或進入放空系統(tǒng)，閃蒸出來的液態(tài)烴進人閉式式排放系統(tǒng)進行集中處理。閃蒸分離器采用立式或臥式均可。當進料氣為貧氣時，由于氣體中所含重烴粒少，在閃蒸分離器中經(jīng)常沒有液烴存在，因此可選用兩相（氣體和三甘醇溶液）分離器。液體在閃蒸分離器中的停留時間為510min；當進料氣為富氣時，由于氣體所含重烴較多，故應選用三相（氣體、液烴和三甘醇溶液）分離器，此時為防止重烴使三甘醇溶液乳化和起泡，應使溶液升溫至約65℃，停留時間定為10~15min左右。為保證閃蒸分離后的富三甘醇有足夠的壓力流過過濾器及貧／富三甘醇換熱器等設備，~。 TEG閃蒸罐的工藝和物性參數(shù)由HYSYS 2004軟件計算得出， m3/h，TEG停留時間為10 min。閃蒸罐的選型結(jié)果如下表36：表36 閃蒸分離器規(guī)格設備名稱閃蒸罐選用值選用公稱直徑，mm1000閃蒸罐壁厚，mm5形式立式材質(zhì)16MnR閃蒸罐總高，mm2400 再生系統(tǒng)三甘醇脫水裝置的再生系統(tǒng)主要由再生塔和重沸器組成。由吸收塔來的富三甘醇經(jīng)閃蒸后在再生塔精餾柱和重沸器內(nèi)進行再生（提濃），富三甘醇的再生過程實質(zhì)上是甘醇和水二組分混合物的簡單蒸餾過程。富三甘醇中吸收的水由精餾柱頂部排放大氣，再生后的貧甘醇由再生塔流出。精餾柱頂部設有冷卻盤管，可使部分水蒸氣冷凝，成為精餾柱頂?shù)幕亓鳎瑥亩怪敎囟鹊玫娇刂?，并可減少三甘醇損失量。當三甘醇溶液所吸收的重烴中含有芳香烴時，應將放空氣引至地面，使其在罐中冷凝，排放的冷凝物應符合苯的排放規(guī)定；對于含硫化氫的放空氣，可采用灼燒的方法進行處理。精餾柱的直徑可根據(jù)其底部所需的氣、液負荷來確定。重沸器的作用是用來提供熱量將富三甘醇加熱至一定溫度，使富三甘醇中所吸收的水分汽化并從精餾柱頂排放，同時提供回流熱負荷及補充散熱損失，再生塔的作用是使三甘醇溶液在此得到提濃。三甘醇溶液和水的沸點相差很大，且不生成共沸物，較易分離。重沸器通常為臥式容器，采用釜式結(jié)構(gòu)，一般采用火管直接加熱、水蒸氣或熱油間接加熱、電加熱以及廢氣加熱等4種加熱形式。當采用直火式加熱方法時，要注意將重沸器安裝在乎臺下風向一個安全的地方；當采用水蒸氣或熱油作熱源時，熱流密度由熱源溫度控制，熱源溫度的推薦值為232℃，有時也可用260℃。不論采用何種熱源，重沸器內(nèi)三甘醇溶液液位應比頂部傳熱管高150 mm。再生系統(tǒng)主要設備選型結(jié)果如下表338：表37 三甘醇再生塔主體部分規(guī)格表富液精餾柱直徑，mm700填料高度，mm1800貧液精餾柱直徑，mm600填料高度，mm1200再生塔重沸器熱負荷，kW熱通量，kW/m220換熱面積，m2火管規(guī)格216。5009火管長度，mm5900殼體規(guī)格DN10006500富液精餾柱頂部冷卻盤管平均有效溫差，℃?zhèn)鳠嵯禂?shù)，W/（m2℃）100換熱面積，m2管內(nèi)流體種類甘醇富液盤管規(guī)格Φ325 間距，mm42盤管內(nèi)徑，mm300圈數(shù)60主體材質(zhì)20R 表38 三甘醇緩沖罐部分規(guī)格表設備名稱緩沖罐選用值選用公稱直徑，mm900材質(zhì)16MnR型式立式緩沖罐總高，mm3600緩沖罐壁厚，mm5 過濾器甘醇富液過濾器常采用濾芯過濾器和活性碳過濾器串聯(lián)組成。兩者都是利用富液差壓進行過濾。濾芯過濾器（F101）用來除去三甘醇中的固體雜質(zhì)，%。在甘醇再生系統(tǒng)中采用活性碳過濾器（F102）以除去甘醇中的重烴，以減小泡沫的產(chǎn)生。過調(diào)研對比，選用上海旭憶化工科技有限公司金屬篩網(wǎng)折疊濾芯，濾芯過濾器技術要求如下表39：表39 濾芯過濾器（F1201）技術要求設備名稱濾芯過濾器（F101）工藝參數(shù)及幾何尺寸工作溫度，℃工作壓力，kPa195三甘醇體積流量， m3/h過濾精度，μm2 濾芯直徑，mm80濾芯長度，mm762濾芯數(shù)量2殼體材質(zhì)，mmSS304所選型號SM08030SSHT活性碳過濾器用以除去甘醇中的重烴，以減小泡沫的產(chǎn)生。過濾器的筒體長度與直徑比宜為3～5。通過市場調(diào)研，選用上海旭憶化工科技有限公司碳棒式活性碳濾芯，其外形尺寸如表310所示。 表310 活性碳過濾器（F1202）規(guī)格設備名稱活性碳過濾器（F102）工藝參數(shù)及幾何尺寸工作溫度，℃工作壓力，kPa105甘醇富液流量，m3/h每平米截面積甘醇富液流量，L/s濾芯直徑，mm80濾芯長度，mm762濾芯數(shù)量2殼體材質(zhì)，mmSS304所選型號XC00030S 三甘醇循環(huán)泵甘醇循環(huán)泵是用來泵送甘醇溶液進入吸收塔進行循環(huán)的，泵的選型與甘醇循環(huán)量和吸收塔設計壓力有關。有HYSYS知。算得所需揚程為566m。根據(jù)《常用泵選型手冊》泵的選型結(jié)果如表311： 表311 甘醇循環(huán)泵設計參數(shù)及選型結(jié)果序號項目名稱參數(shù)1處理量， m3/h 2功率，KW3泵入口壓力，KPa溫度，℃4泵出口壓力，KPa6100溫度，℃5泵的型號電驅(qū)動齒輪泵GS11164 三甘醇脫水主要裝置選型三甘醇脫水主要裝置和工藝管線選型見附表。第二篇 計算說明書1 引言根據(jù)導師下達的任務書，主要是對站內(nèi)設備、及管線進行計算和選型。設計中所選設備及管線材質(zhì)（特殊件除外）均采用20號優(yōu)質(zhì)碳素鋼，屈服強度。工藝計算步驟：在進行三甘醇脫水裝置工藝計算時，首先需要確定5個基礎數(shù)據(jù)：1）進料氣流量；2）進料氣溫度；3）吸收塔操作壓力；4）進料氣組成或相對密度；5）要求的露點降或出吸收塔干氣的露點（或水含量）。在已知這些數(shù)據(jù)后，可根據(jù)下面步驟進行計算：1)確定應除去的水量；2）確定露點降；3）確定三甘醇循環(huán)量；4）選定需要的三甘醇進吸收塔的最低濃度；5）計算貧／富三甘醇換熱器尺寸；6）計算氣體／三甘醇換熱器尺寸；7）確定重沸器類型并計算尺寸；8）計算三甘醇泵的功率；9）確定吸收塔類型并計算塔的直徑；10)確定閃蒸分離器類型并計算具體尺寸；11）確定過濾器尺寸。計算的基礎數(shù)據(jù)與要求如下:天然氣三甘醇脫水裝置工藝設計處理量： 400104 m3/d進站壓力： MPa進站溫度： 30 ℃ 干氣水露點要求：≤5 ℃天然氣氣質(zhì)組成見表11。表11 天然氣組成表（干基）組分N2CO2H2SC1C2mol%組分C3iC4nC4iC5nC5mol% 各物料點的工藝參數(shù)由HYHYS模擬給出，見附圖一：400萬方天然氣TEG脫水裝置工藝物料平衡圖。2主要設備的計算和選型 三甘醇吸收塔設計計算(C1101)（1）吸收塔塔徑計算TEG吸收塔（C1101）工藝計算數(shù)據(jù) 設備名稱工藝參數(shù)TEG吸收塔（C1101）氣相質(zhì)量流量，kg/h吸收塔中液相密度，kg/m3吸收塔中氣相密度，kg/m3TEG吸收塔塔徑計算，可先算出允許的單位面積最大空塔氣體質(zhì)量流量，在根據(jù)最大空塔氣體質(zhì)量流量計算塔徑，計算公式如下： ()式中: —氣體的最大允許質(zhì)量流量，kg/（hm2）； —吸收塔中液相密度，kg/m3； —吸收塔中氣相密度，kg/m3； —常數(shù)，與甘醇吸收塔板間距有關，該流程中取為500。代入數(shù)據(jù)得： （）式中：—甘醇塔直徑，m代入數(shù)據(jù)得：故選取甘醇吸收塔為DN 2500 mm。（2）吸收塔塔板選擇由HYSYS軟件模擬可知，甘醇吸收塔有2塊理論塔板，%，故實際共有8塊塔板。甘醇吸收塔采用泡罩塔，甘醇吸收塔為DN 2500 mm。甘醇吸收塔塔板間距取610 mm，8塊塔板，甘醇吸收塔塔板總高為4880 mm，取5000mm。所以選用吸收塔的規(guī)格為DN25005000。（3）吸收塔除沫器面積甘醇吸收塔塔頂安裝絲網(wǎng)除沫器。除沫器流通面積由分離器內(nèi)的氣體通過絲網(wǎng)除沫器的設計速度與氣相流量計算得出，通過絲網(wǎng)除沫器的氣體設計速度一般取絲網(wǎng)最大允許速度的75%。氣體通過絲網(wǎng)最大允許速度 （）其中：——桑德斯布朗系數(shù)。代入數(shù)據(jù)得：捕霧器面積S: （）代入數(shù)據(jù)得：