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【正文】 在，在少數(shù)情況下也會呈固態(tài)。 天然氣凈化的一個(gè)重要環(huán)節(jié)就是脫除液態(tài)水和氣態(tài)水，從而防止固 態(tài)水在輸送過程中的產(chǎn)生。液態(tài)水只需要通過簡單的氣液分離就能將其與天然氣分離開，氣態(tài)水用這種方法則不能被脫除。脫除天然氣中氣態(tài)水的方法目前主要有吸收法、吸附法、冷凝法以及超音速法，這一篇文章應(yīng)用的是吸收法脫水中的三甘醇脫水。文章根據(jù)三甘醇脫水的原理， 依據(jù)三甘醇脫水 工藝 流程 ， 結(jié) 合已知的天然氣日處理量和其它相關(guān)物理化學(xué)參數(shù)，經(jīng)過嚴(yán)密理論計(jì)算、嚴(yán)格執(zhí)行行業(yè)現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范 ,設(shè)計(jì)出了吸收塔、重沸器，并根據(jù)工藝要求選擇出了甘醇循環(huán)泵。 關(guān)鍵詞： 三甘醇脫水 吸收塔 重沸器 甘醇循環(huán)泵 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) ABSTRACT II ABSTRACT The water in the natural gas for transmission and use are harmful, therefore, in economic conditions allow as far as possible remove the water in the nature gas is necessary for gas transmission and use. The water in Natural gas usually of gas and liquid form existence, in a few instances will also is solid. One of the important process natural gas purification is removing liquid water and gas water, thus preventing solid water produced during pneumatic conveying. Liquid water only through simple gasliquid separation can separate it with natural gas, but gas water using this method cannot be removal. The methods removals of water vapor in nature gas have absorption, adhesion, condensation and supersonic, this article is the application absorption method of TEG dehydration. Article based on the principle of TEG dehydration, and the classic TEG dehydration process, then bined daily processing capacity with other relevant Physical Chemistry parameters of the known natural gas, after a rigorous theoretical calculation and strict implementation of the current industryrelated standards, designed the absorption tower, rebuilder, according to process requirements Selected the TEG circulation pump. Keywords: TEG dehydration。 absorption tower。 reboiler。 TEG circulation pump 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 目錄 III 目 錄 摘 要 ............................................................. I ABSTRACT .......................................................... II 1緒 論 ............................................................ 1 本課題的目的 ........................................................ 1 天然氣三甘醇脫水國內(nèi)外現(xiàn)狀 .......................................... 1 設(shè)計(jì)參數(shù) ............................................................ 3 遵循的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn) .................................................... 4 2吸收塔設(shè)計(jì) ........................................................ 5 吸收塔選型 .......................................................... 5 吸收塔工藝計(jì)算 ...................................................... 6 吸收塔設(shè)計(jì)結(jié)果 ..................................................... 24 3重沸器設(shè)計(jì) ....................................................... 26 重沸器選材 ......................................................... 26 重沸器設(shè)計(jì) ......................................................... 26 重沸器設(shè)計(jì)結(jié)果 ..................................................... 29 4 三甘醇泵的選型 ................................................... 30 ..................................................... 30 選泵結(jié)果 ........................................................... 30 5結(jié) 論 ........................................................... 32 參考文獻(xiàn) ........................................................... 33 致 謝 ............................................................ 34 附 錄 ............................................................ 35 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 緒論 1 1 緒 論 本課題的目的 在 學(xué)習(xí) 完本科 油氣儲運(yùn)工程專業(yè)課程之后， 我對油氣儲運(yùn)工程專業(yè)以后要從事的工作得以窺見一斑，也對油氣儲運(yùn)工程有了一定的認(rèn)識。油氣儲運(yùn)工程研究方向眾多，本課 題要研究的只是天然氣凈化中的脫水環(huán)節(jié)。目前天然氣的脫水方法主要有冷凝法、吸收法、吸附法 以及超音速法。本課題采用的是使用較為廣泛的三甘醇吸收法脫水。天然氣三甘醇脫水的主要設(shè)備有吸收部分的過濾分離器、吸收塔，再生部分的閃蒸分離器、三甘醇過濾器、甘醇換熱器、精餾柱、再生塔、重沸器 以及 甘醇循環(huán)泵 。 為了對 天然氣三甘醇脫水 有一個(gè)更加系統(tǒng)、全面的了解，綜合利用所學(xué)知識進(jìn)行2020104 m3/d 天然氣三甘醇脫水裝置工藝設(shè)計(jì)。通過學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，能入理解 三甘醇脫水的 基本理論和技術(shù)，掌握 三甘醇脫水的設(shè)計(jì)思路及方法，而 本課題的 主要目的 是通過對天然氣三甘醇脫水系統(tǒng)吸收塔、重沸器的設(shè)計(jì)以及泵的選型使 自己 對天然氣三甘醇脫水系統(tǒng)有更進(jìn)一步的認(rèn)識，對吸收塔、重沸器及泵的工作原理、尺寸結(jié)構(gòu)、運(yùn)行工況有一定的掌握，能夠根據(jù)三甘醇脫水系統(tǒng)的 工況 簡單分析一些在系統(tǒng)運(yùn)行中常見的問題，并給出相應(yīng)的解決方案 。 天然氣三甘醇脫水國內(nèi)外現(xiàn)狀 三甘醇脫水系統(tǒng) 三甘醇作為脫水劑其優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn)對比如表 11所示； 表 11三甘醇作為脫水劑其優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)對比 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) ① 具有 DEG的優(yōu)點(diǎn)， ② 理論熱分解溫度較DEG高， ③ 獲得露點(diǎn)降較大， ④ 蒸汽壓較 DEG低，蒸發(fā)損失小， ⑤ 投資及操作費(fèi)用較 DEG低。 ① 投資及操作費(fèi)用較 CaCl2水溶液法高， ②當(dāng)有液烴存在時(shí)，再生過程易起泡，有事需要加入消泡劑。 三甘醇脫水系統(tǒng)在天然氣工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。 但還是 存在 著一些 問 題 ：系統(tǒng)比較復(fù)雜；三甘醇溶液再生過程的能耗比較大；三甘醇溶液會損失和被污染，因此需要補(bǔ)充和 凈化；三甘醇與空氣接觸會發(fā)生氧化反應(yīng)，生成有腐蝕性的有機(jī)酸。所以， 三甘醇脫水的投資和運(yùn)行成本比較高。 目前國內(nèi)的橇裝三甘醇脫水系統(tǒng)多從國外引進(jìn)。雖然性能很好，但是也存在很多問題。如一次性投資比較大；各種零配件和消耗品不易購買，而且價(jià)格昂貴；計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)與我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)不同；測量系統(tǒng)不適合我國的天然氣性質(zhì)等。例如四川大天池天然氣輸送重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 緒論 2 干線引進(jìn)的橇裝三甘醇脫水系統(tǒng)， 1999 年 3 月 25 日至 7 月 27 日試運(yùn)行過程中，日平均三甘醇消耗量為 1119 kg，而且隨著裝置運(yùn)行時(shí)間延長，三甘醇消耗逐漸增加。由于使用的三甘醇需要進(jìn)口， 價(jià)格 較高 ，因此三甘醇消耗量成為影響生產(chǎn)成本的重要因素。 吸收塔 吸收塔是三甘醇脫水裝置最主要的設(shè)備，通常由底部的進(jìn)口氣滌器（洗滌器）、中部的吸收段和頂部的捕露器 3部分組成。由于液體流量小，同時(shí)又不是塔尺寸計(jì)算的一個(gè)決定性因素，吸收塔的直徑主要由氣體流速與空塔速度決定 ， 塔內(nèi)的塔板數(shù)和所占空間則決定了吸收塔的高度。 吸收塔分為板式塔和填料塔 2 種類型。前者通常采用泡罩 (帽 )塔板，在確定了進(jìn)料氣所要求的露點(diǎn)降、吸收塔的溫度和壓力等參數(shù)后，可根據(jù)貧三甘醇濃度、三甘醇循環(huán)量和露點(diǎn)降之間的關(guān)系，來選擇合適的貧三 甘醇濃度和吸收塔塔板數(shù)。實(shí)踐證明，任何泡罩式甘醇吸收塔至少要有 4塊實(shí)際塔板數(shù)才能有良好的脫水效果，一般采用 4～ 12 塊。填料塔主要采用瓷質(zhì)鞍形填料和不銹鋼環(huán)，一般根據(jù)填料效率和填料系數(shù)選擇填料的尺寸。 在國外塔的發(fā)展方向主要是：“要求在提高處理能力和筒化結(jié)構(gòu)”的前提下，保持一定的 彈性 操作和適當(dāng)?shù)膲毫?，并盡量提高塔盤的效率。至于新型材料的研究，則希望找到有利于 氣液 分布均勻、高效和制造方便的填料。 目前，我國常用的板式塔型 仍為 泡罩塔、浮閥塔、篩板塔和舌形塔等，填料種類除拉西環(huán)、鮑爾環(huán)外，階梯環(huán)以及波紋填料、金屬 絲網(wǎng)填料等規(guī)整填料也常采用。近年來，參考國外塔設(shè)備技術(shù)的發(fā)展動向，加強(qiáng)了對篩板塔的研制工作，提出了斜孔塔和浮動噴射塔等新塔型。對多降液管塔盤、導(dǎo)向篩板、網(wǎng)孔塔盤等，也都作了較多的研究，并推廣應(yīng)用于生產(chǎn)。其它多種塔形和金屬鞍環(huán)填料的流體力學(xué)性能、傳質(zhì)性能和幾何結(jié)構(gòu)等方面的試驗(yàn)工作，也在進(jìn)行，有些已取得了一定的成果或用于生產(chǎn)。 重沸器 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(shí)提供回流熱負(fù)荷及補(bǔ)充散熱損失。 按照水力學(xué)特性，精餾柱的重 沸器一般可以分為一下兩類： ① 池式沸騰設(shè)備，如釜式重沸器和內(nèi)置式重沸器； ② 高速一次通過式和循環(huán)式設(shè)備，如熱虹吸式重沸器和泵強(qiáng)制輸送式重沸器。 在三甘醇脫水系統(tǒng)中 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(dāng)采用火管直 接 加熱方法時(shí)，要注意將重沸器安裝在平臺下風(fēng)向一個(gè)安全的地方當(dāng)采用水蒸氣或熱油作熱源時(shí)，熱流密度由熱源溫度控制，熱源溫度的推薦值為 232℃ ，有時(shí)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(yīng)比頂部傳熱管高 150mm。 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 緒論 3 甘醇循環(huán)泵 由于天然氣系統(tǒng)壓力高、三甘醇再生溫度高等原因，在三甘醇脫水系統(tǒng)中泵甘醇循環(huán)泵的泄漏較為普遍，這無疑就會增加三甘醇損耗量。 CQ 系列磁力離心 泵和 KIMRAY三甘醇泵 都能夠有效地解決泄漏問題， KIMRAY 三甘醇泵 還能節(jié)能減耗。 CQ 系列磁力離心 泵泵體逐漸是由主動和從動永磁鋼組成的磁性聯(lián)軸器，外磁鋼和電動機(jī)相連為主動件，內(nèi)磁鋼和葉輪相連為被動件，當(dāng)電動機(jī)啟動后，通過磁力耦合驅(qū)動葉輪同步工作。泵的結(jié)構(gòu)要點(diǎn)以靜密封取代動密封，使泵的過 流部件完全處于密封狀態(tài)，從而保證介質(zhì)與外界的隔絕，徹底解決了機(jī)械密封不能解決的跑、冒、滴、漏等弊端。 KIMR