【正文】 特別是畢業(yè)設計過程中，當我遇到困難時，是他們總是幫助解決各種困難。同時也真誠地感謝院的領導和各位老師，是他們用汗水澆灌了我們的前程！在以后的工作學習中，我一定會以勤奮、嚴謹?shù)膽B(tài)度來要求自己，回報母校的教誨。當我們在設計中遇到困難時，冷老師耐心指導，實時的解答，給予了我以及其他同學專業(yè)上和專業(yè)外的幫助。謝辭在這兩個月的畢業(yè)設計過程中，十分感謝冷老師對我們的悉心指導！從一開始冷老師一直對我們組的同學就行十分關心，包括選題、設計過程、還有結局。同時在最后這段時間，對于我們所學的知識算是有了個很好的回顧掌握，真的是受益匪淺，通過自身的努力獨立運用所學解決困難。脫水方法采用三甘醇溶劑吸收法。完整的天然氣凈化工藝包括脫硫、脫水、硫磺回收、尾氣處理四類工藝。增加汽提氣至30m3/ h 后,對露點降的影響開始減小。從圖中可知, 即使是較小的汽提氣流量( 20m3/ h) 也能達到較好的T EG 再生效果。引入汽提氣產(chǎn)生的效果遠比增加再生溫度來提高T EG 濃度的效果好。在一個大氣壓下, 重沸器溫度達到200℃最大能獲得98. 7%的T EG 濃度 , 在此濃度下無法達到低露點要求。因此上游對天然氣預處理對TEG 脫水系統(tǒng)平穩(wěn)工作至關重要。實際工況中, 濕氣一般是含飽和水狀態(tài)的, 即本例中摩爾含水率在0. 0006, 含水量457. 2mg / m3 時的狀態(tài), 在這一含水量下, 脫水后的露點可以達到脫水要求。在N= 8, T EG % ( w t ) , T EG 循環(huán)量950L/ h, 天然氣入口壓力和溫度如表44 工況下, 如表45 所示, 含水量在304. 8mg/m3 時, 濕氣完全屬于氣相。由圖43的結果可知, 濕氣入口溫度控制在35℃以下較為合理。在N = 8, TEG 濃度99. 5% ( w t ) , TEG 循環(huán)量800L/ h 工況下, 濕氣入口溫度對脫水效果的影響如圖4 所示。在壓力一定的條件下, 隨濕氣入口溫度升高, 進塔濕氣的含水量也會增加, 進而T EG 溶液需脫出更多的水量才符合露點要求。由于再生溫度受T EG降解溫度的限制, 進一步提高脫水效果需引入汽提氣。而當塔盤數(shù)為8 塊時, 300L/ h 的三甘醇循環(huán)量就能使露點溫度達到0. 29℃, 露點降為24. 71℃。圖41 不同塔盤數(shù)量下對天然氣脫水效果的影響, 重沸器溫度固定為200℃由圖41 可見, 隨著塔盤數(shù)的增加脫除天然氣中的水量更多, 達到低露點時所需的貧三甘醇循環(huán)量更小。合理的塔盤數(shù)量是保證天然氣脫水效果的前提 。另外, 即使在N = 8, 再生溫度200℃4. 1　吸收塔塔盤數(shù)對脫水效果的影響吸收塔的塔盤是氣液傳熱與傳質(zhì)的場所, 合理的塔盤數(shù)量可以提高脫水的總效率。 圖42溫度對脫水的影響由圖2 可以看出, T EG 循環(huán)量在300L/ h 之前露點降的斜率較大, 此后T EG在400～700L/ h 時露點降緩慢上升, 在800～1000L/ h 時趨于平緩, 可認為此時氣液交換達到平衡態(tài), 再次增加TEG 循環(huán)量提高露點降的意義不大。在一個大氣壓下甘醇濃度到達96. 5%、97. 5%、9 8. 5% 所需要的再生溫度分別為180℃、190℃、2 00℃。若要將T EG %( w t ) 以上, 則需要引入汽提氣 。 甘醇泵將泵放在地面，對單位重量流體列伯努力方程其中u1=u2，略去，則該流量下泵的壓頭為：兩臺泵串聯(lián)工作，則串聯(lián)泵的揚程為單臺的兩倍H=泵的有效功率為：故選兩臺泵串聯(lián)，IS10065315型單級單吸離心泵參數(shù)[8]如表310：表310 IS10065315型單級單吸離心泵參數(shù)表轉(zhuǎn)速r/min流量m3/h揚程m效率/%軸功率kw電機功率kw必須汽蝕余量m質(zhì)量(泵/底座)kg29001201186775180/295 脫水段數(shù)據(jù)匯總表311 脫水段數(shù)匯總表序號項目數(shù)值 1出塔氣平衡露點，℃19 2要求的露點降，℃40 3三甘醇循環(huán)量，L/kg30 4進料氣脫水量，kg/h 5貧甘醇質(zhì)量循環(huán)流量，kg/h 6富甘醇質(zhì)量循環(huán)流量，kg/h 7吸收塔實際塔板數(shù)，塊98吸收塔直徑，m 9吸收塔板間距，m10允許空塔氣速，m/s11溢流形式單溢流12降液管形式弓形13安定區(qū)寬度，mm5014邊緣區(qū)寬度，mm5015堰長，mm16溢流堰高度，mm續(xù)表311序號項目數(shù)值17板上清液層高度，mm6018降液管底隙高度，mm19泡罩直徑，mm8020泡罩齒縫形狀/高度，mm /寬度，mm /個數(shù)矩形/25/53121升氣管直徑，mm5422所需最小泡罩數(shù)3123泡罩排列形式三角形排列24泡罩中心距，mm10425精餾柱直徑，mm25026精餾柱高度，m27填料/高度，mm陶瓷Intalox填料/2528閃蒸分離器沉降容積為，m34三甘醇脫水影響因素分析 重沸器的再生溫度直接影響再生三甘醇的濃度, 進而影響天然氣脫水效果。貧甘醇在平均溫度63℃ kJ/(kgK)，故貧甘醇熱負荷=(8838)=129857kJ/h（2） 氣體降溫由于出吸收塔干氣質(zhì)量流量遠遠大于貧甘醇質(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，其值可由熱量平衡確定。（2）貧甘醇熱負荷貧甘醇在平均溫度143℃(kgK)，故貧甘醇熱負荷=(19988)=。 吸收塔高度吸收塔直徑D=，共9層塔板，高度=進口氣滌器高度(1D)=貧甘醇進口至塔頂捕霧器高度(1D)=吸收塔總高度H=+++= 熱量衡算 重沸器重沸器的熱負荷按經(jīng)驗法確定：根據(jù)脫水量由式()估算，即 ()式中 QR——脫除1kg水所需的重沸器熱負荷，kJ/kg水；LG——甘醇循環(huán)量，L/kg水； kJ/kg水。圖38液流收縮系數(shù)汁算圖近似取E=1，則mm＝取板上清液層高度hL=60mm故 hw==弓形降液管寬度Wd和截面積Af由查圖39[4]，得圖39弓形降液管的參數(shù) 故 ===㎡===，即 故降液管設計合理降液管底隙高度h0取 =則 hWh0==故降液管底細高度設計合理。 板面布置（1） 塔板溢流形式的選擇[9]因塔徑D=，選用單溢流弓形降液管，采用凹形受液盤?！?，=80=104mm。齒縫高度的選擇查表37[6]，由泡罩直徑80mm故齒縫高度取28mm。 富三甘醇流量富甘醇中的三甘醇量= kg/ h富甘醇中的水量=+= kg/ h故富甘醇流量=+=富甘醇的濃度＝ 吸收塔 直徑三甘醇在操作下的密度1115kg/ m3 氣體在操作條件的密度的求?。禾烊粴庖暦肿恿浚?，Pc=，Tr=T/Tc=304/=，Pr=P/Pc=由Tr 、Pr查圖35[7]得壓縮因子z= kg/ m3，由式()計算吸收塔允許氣體速度： m/s ()式中 vg——允許空塔氣速，m/s；——甘醇在操作條件下的密度，kg/ m3 ；——氣體在操作條件下的密度，kg/ m3；K——經(jīng)驗常數(shù)，；圖35兩參數(shù)普遍化壓縮因子圖(低壓段)進料氣在操作條件下的體積流量qv： m3/d＝ m3/s其中，相密度：吸收塔截面積：㎡吸收塔直徑：m， 泡罩塔板主要結構參數(shù)及選用本設計脫水段吸收塔采用的是板式塔，泡罩塔型[8]（1）泡罩直徑[6]可知泡罩直徑選80mm。故貧甘醇中的三甘醇量== kg/ h。故其質(zhì)量循環(huán)流量== kg/ h。故三甘醇循環(huán)流量=30=。圖32 吸收塔溫度、進塔TEG貧液濃度和出塔干氣平衡露點關系圖33估計27℃、(絕)下的露點降(a)1塊理論版(b) (c) 2塊理論版(d) 圖34 估計38℃、(絕)下的露點降(a)1塊理論版(b) (c) 2塊理論版(d) 脫水量在原料氣溫度30℃，水露點9℃下查天然氣含水量[6]可知Wi = 800kg水/106m3 Wo= 進料氣水含量為800g 水/1000 m3=800kg水/106m3干氣水含量=120g水/1000 m3=120 kg水/106m3進料氣脫水量qw由式()求得： ()式中 qw——吸收塔脫水量，kg/hWi——進料氣水含量，kg/103m3Wo——干氣水含量，kg/103m3q——進料氣流量，103m3/d 三甘醇循環(huán)流量進料氣帶入的水量= kg水/h三甘醇循環(huán)流量按脫除進料氣帶入的全部水量計算。，℃，(絕)，(絕)，(絕)及31℃時的露點降為： (小于40℃)（2）(板效率為25%時，實際塔板數(shù)為10塊)估計可獲得露點降為：由圖34，吸收溫度為38℃時露點降為44℃；由圖33，吸收溫度為27℃時℃；由內(nèi)插法近似求得吸收溫度為31℃℃。 ℃，吸收塔操作溫度為31℃，因此查圖（41）%。3脫水工藝計算（1）原料氣來自天然氣凈化廠脫硫裝置的濕凈化氣,其氣質(zhì)條件如下：表31 原料氣組成 組分%（mol）C1C2C3C4N2CO2H2SH2O合計注：原料氣不含有機硫。適合單井集氣工藝的井口、多井集氣工藝的集氣站的天然氣脫水，取代加熱、注醇、低溫分離和三甘醇脫水等系統(tǒng)。防止輸送和節(jié)流過程中生成水合物，常采取加熱、注醇和低溫分離等措施。 ⑤天然氣超音速脫水系統(tǒng)投資少，操作方便，可靠性高，不需外加動力，故其運行費用低。 ③超音速脫水技術利用天然氣本身的壓力工作，能夠在瞬間啟動和停止工作，且不需要大量的外部能源供應。由于天然氣高速通過脫水系統(tǒng)，因此在相同處理能力下，其體積較小。目前，國內(nèi)在這方面的研究較少。使天然氣在自身壓力作用下加速到超音速，這時天然氣的溫度和壓力會急劇下降，使天然氣中的水蒸氣冷凝成小液滴，然后在超音速下產(chǎn)生強烈的氣流旋轉(zhuǎn)將小液滴分離出來，并對于氣進行再壓縮。國外的膜分離生產(chǎn)和研發(fā)技術已走在我國的前面，我國的天然氣行業(yè)雖然起步晚，但發(fā)展勢頭猛勁，更需要開發(fā)和應用先進的工藝方法。各種集成技術的研究和開發(fā)，必將為膜分離技術在天然氣工業(yè)中的應用開拓廣闊的天地。應用前景：膜法脫水不僅適用于凈化廠集中脫水和集氣站小站脫水，同時也能夠靈活方便地應用于邊遠井站單井脫水。小規(guī)模試