【正文】 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(hào)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(zhǎng)，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(guó)內(nèi)外天然氣的現(xiàn)狀與展望”.，第31卷，231—234頁(yè)。降液管底隙高度h0取 =則 hWh0==故降液管底細(xì)高度設(shè)計(jì)合理。安定區(qū)：通常取出口安定區(qū)寬度與入口安定區(qū)寬度相同。[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u(mài)max=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。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(mǎn)足換熱器需要。 根據(jù)MEDA物性，取 塔徑： （67） 此時(shí)Vs在操作條件下（℃，）時(shí)的氣體體積，由狀態(tài)方程： = 將Vs帶入上式（67）按照標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整為：D=塔的橫截面積為： 實(shí)際空塔氣速為： ，在塔底，第9塊板及塔頂分別開(kāi)一入孔（3個(gè)入孔），頂部塔板與捕霧器的間距取1m。= 圓整為14塊。所有設(shè)計(jì)浮閥塔的結(jié)果匯總于下表序號(hào)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(zhǎng)，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(kāi)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) ； ； ； 。 故氣體壓降為： 總的壓降為： ∴，因此不會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的漏液現(xiàn)象。將前面計(jì)算得到的數(shù)據(jù)帶入()。 ：由塔底壓力，由塔頂壓力則全塔的平均壓力為 ：由前面物料衡算和熱量衡算可知： 氣體：進(jìn)料25℃，進(jìn)化氣35℃ MDEA吸收塔塔頂35℃，塔底42℃ 則反應(yīng)熱全塔的平均溫度按胺液計(jì)算：38℃：其凈化氣的摩爾質(zhì)量見(jiàn)下表：組分組分組分摩爾質(zhì)量MDEA00水總計(jì)100∴塔頂凈化氣平均摩爾質(zhì)量： 組分組分組分摩爾質(zhì)量2MDEA水總計(jì)100∴ 貧液組分組分組分摩爾質(zhì)量MDEA水總計(jì)100∴富液 全塔氣體平均摩爾質(zhì)量： 全塔胺液的平均摩爾質(zhì)量： 天然氣在塔中的平均密度： 對(duì)于胺液的平均密度： 由45％MDEA的表面張力計(jì)算公式： 由45％MDEA的平均粘度計(jì)算公式： 38℃時(shí)： 得：轉(zhuǎn)化為絕對(duì)溫度為： 吸收塔采用扶閥板式塔，吸收塔的最大空塔氣速有公式可得： () 為了防止液泛和允許溶液起泡，氣速應(yīng)分別降低75％～25％，在由降低的氣速計(jì)算塔徑?！?，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(guò)氣體/貧甘醇換熱器后的降溫較小，其值可由熱量平衡確定。 露點(diǎn)降大于40℃因此，實(shí)際塔板數(shù)選用9塊，可滿(mǎn)足干氣露點(diǎn)為9℃的要求。 冷凝器的熱負(fù)荷由下列計(jì)算式可得： 式中：L——貧液循環(huán)量 則 水的用量為：胺冷卻器水的用量為： 酸氣冷卻器水的用量為： 則工段水的用量為：進(jìn)塔的貧三甘醇濃度的確定：按式()求出其平衡露點(diǎn)，再按平衡露點(diǎn)由《天然氣加工工程 》查得確定貧甘醇進(jìn)塔時(shí)的濃度。，貧液進(jìn)冷卻器的溫度為：65℃，出口溫度為35℃。溫度117℃。 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。 組成摩爾流量質(zhì)量流量 、的胺液，在與解吸塔底的富液換熱。, 溫度60℃下的平衡常數(shù)為： 由富液的組成可知：＜即惰性氣體組成全部為氣相，所以富液中的惰性氣體組分全部被蒸出。干氣組成：除上述吸收了的則為出塔干氣的流量 ： ： ： ： ： ： ： ： ： 干氣的總量為：+++++++++=根據(jù)安施尼方程式： ()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/(KJ3．入塔胺液（MDEA）的溫度：34℃，質(zhì)量分?jǐn)?shù)45％。5. 工藝計(jì)算1. 濕氣處理量：100104 Nm3/d 2. 濕氣溫度、壓力原料氣溫度：25℃；原料氣壓力：5480Kpa 由原料氣的組成和平均摩爾質(zhì)量計(jì)算公式51可計(jì)算出進(jìn)塔原料氣的平均摩爾質(zhì)量：