【正文】 實際塔板（取板效率為 25%）為 6 塊。由上述可知，脫水量 ，貧液三甘醇循環(huán)量為 ， 綜上 三甘醇富液循環(huán)量為： 62 5. 40 8 11 .1 6 63 6 .5 68 ( / ) 26 .5 24 ( / )k g d k g h? ? ? 三甘醇富液濃度為： 6 2 5 . 4 0 8 0 . 9 8 7 1 0 0 % 9 6 .9 7 %6 2 5 . 4 0 8 1 1 .1 6? ??? 吸收塔工藝參數(shù)計算 吸收塔塔板數(shù)的確定 [5] 經(jīng)過幾十年的實踐， GPSA 做出了吸收溫度為 38℃ 時，吸收塔的實際塔板數(shù)（總板效率 20%左右）、吸收 1kg 水所需三甘醇的量、三甘醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與氣體露點降的關(guān)系如圖。在此通過先確定脫水量再用經(jīng)驗公式確定三甘醇貧液用量： Vˊ =a? G, 3m /d 式中： a—— 天然氣中每吸收 1kg水所需要的三甘醇溶液量， m3,一般取 ，此處取 。 圖 21 不同三甘醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)下出塔干氣平衡露點與吸收溫度的關(guān)系 脫水量 [1] 吸收裝置單位時間所需要的三甘醇貧液用量可根據(jù)給定的工藝參數(shù)，先計算出單位時間的脫水量 G（ kg/d） ，再確定三甘醇溶液用量 V 1000/)39。 t? ：偏差值，一般為 8— 11℃ ，此處取 8℃ 。實際上，吸收塔塔頂氣 液兩相接觸時間不足以達到平衡，出塔干氣不能達到平衡水露點，而出塔干氣的真實水露點比平衡水露點略高，即： ttt re ??? 其中： et ：出塔吸收干氣的平衡露點， ℃ 。即飽和水汽量。 三甘醇循環(huán)量是控制脫除天然氣中總水量，必須保證甘醇與氣體接觸較好的最小循環(huán)率，一般從天然氣中脫 除 1 kg 水需要 25 L～ 60L 三甘醇。因此，降低出塔干氣露點的主要途徑是提高三甘醇貧液濃度。 [1] 對于三甘醇脫水工藝，影響脫水效果的關(guān)鍵參數(shù)是三甘醇貧液濃度、三甘醇循環(huán)量、吸收塔和再生塔的塔板數(shù)、再生塔溫度、再生方式 。 500萬方 /年天然氣脫水裝置的工藝設(shè)計 9 2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計算 本設(shè)計天然氣處理規(guī)模為 500 萬方 /年。甘醇脫水的脫水深度主要取決于被重沸器蒸發(fā)掉的水量。循環(huán)量過大同樣會造成甘醇的損失量升高。 提高甘醇的濃度比增加甘醇的循環(huán)量更容易獲得大的露點降。 3．循環(huán)量 吸收塔的塔盤數(shù)和甘醇的濃度一定，飽和天然氣的露點降就成為甘醇循環(huán)量的函數(shù)。然而在正常操作范圍內(nèi)，甘醇脫水裝置的壓力并不十分重要。 精餾柱頂部的溫度也很重要，它關(guān)系到水的蒸發(fā)和甘醇的回流，不應(yīng)太高和太低，建議柱頂溫度為 107 度，低于 105 度水蒸氣就會開始冷凝而流回精餾柱，高于 120度，甘醇的損失就會增大。貧甘醇溫度太高常造成甘醇損失增大和脫水不深。 10℃被認(rèn)為是甘醇脫水的最低操作溫度。在常壓下，來氣溫度升高，氣中的水含量亦升高。 西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 8 汽提柱：通常也是一個填料塔，裝在重沸器與緩沖罐之間，是利用汽提氣對甘醇進行提濃的場所。 精餾柱：通常是一個填料塔，裝在重沸器的頂部，利用甘醇沸點通過分餾將甘醇和水分離。主要有泡罩塔 板和浮閥塔板。塔板結(jié) 有浮閥、泡罩和篩孔。 脫水主要單體設(shè)備設(shè)計 [4] 1．吸收塔： 作用：氣液傳質(zhì)的場所，也就是使氣相中的水蒸氣被甘醇吸收的場所。再生出的甘醇溢過重沸器中的擋板流入甘醇緩沖罐，然后通過甘醇泵將甘醇壓力提高到吸收塔的壓力，經(jīng)過甘醇冷卻器后進入吸收塔頂部開始新一輪循環(huán)。重沸器中產(chǎn)生的蒸氣，將通過精餾柱中的填料層向下流動的富甘醇中的水蒸汽提走。 天然氣脫水系統(tǒng)： 原料氣→過濾分離器（除去液固雜質(zhì)）→吸收塔（與甘醇逆流接觸脫水）→干氣 /貧甘醇換熱器→計量調(diào)壓→輸氣管線 甘醇流程： 500萬方 /年天然氣脫水裝置的工藝設(shè)計 7 貧甘醇不斷地被泵入吸收塔頂部，在塔內(nèi)經(jīng)溢流管向下依次流過每一個塔盤，將在塔內(nèi)向上流動的天然氣中的水蒸汽吸收。 在吸收塔內(nèi)向上通過充滿甘醇的填料段或一系列泡帽或閥盤和甘醇充分接觸，被甘醇脫去水后，再經(jīng)過吸收塔內(nèi)頂部的捕霧器將夾帶的液體留下。S 甘醇有兩個羥基 （ OH）， 與水分子形成氫鍵，對水有較強的親和力。此設(shè)計采用三甘醇脫水法 ,表 13為脫水方法比較。 （ 1） 設(shè)計規(guī)模天然氣處理量： 500 104m3/年 （ 2） 原料氣組成如表 11: 表 11 原料氣代表性組成（ mol%） 組分 CO2 H2O C1 C2 C3 N2 組成 （ 3）設(shè)計邊界條件 原料氣的壓力： （表），原料氣的溫度： 20℃ （ 4） 產(chǎn)品氣要求如表 12： 西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 4 表 12 產(chǎn)品氣要求 外輸量 m3/年 溫度 ℃ 壓力 MPa(g) H2S 含量 mg/m3 總硫含量（以硫計） mg/m3 CO2含量 （ mol） 水露點 在 (g)條件下 烴露點 在(g)條件下 200104 ≤ 42 ～ ≤ 20 ≤ 200 ≤ 3% ≤ 10℃ ＜ 10℃ [2] 甘醇法脫水與固體吸附法脫水是目前采用的兩種天然氣脫水方法。國內(nèi)中石油股份公司內(nèi)天然氣集輸系統(tǒng)采用的脫水設(shè)備主要有長慶油田的三甘醇脫水凈化系統(tǒng)；西南油氣田分公司的 JT 閥低溫分離系統(tǒng)；大慶油田的透平膨脹脫水系統(tǒng)；塔里木氣田的分子篩脫水及低溫分離脫水系統(tǒng)。目前，這項技術(shù)已經(jīng)進入商業(yè)應(yīng)用狀態(tài)。基礎(chǔ)的實驗研究和數(shù)值模擬研究主要在荷蘭的埃因霍恩科技大學(xué)等幾所大學(xué)中進行；現(xiàn)場的試驗研究正在荷蘭 ( 1998年 )、尼日利亞 ( 2021年 )和挪威 ( 2021年 ) 的天然氣氣田和海上平臺進行，主要驗證系統(tǒng)長期穩(wěn)定工作的能力 , 并在實際應(yīng)用中進行不斷的改進。另外 ,分子篩脫水的再生過程能耗比較大，干燥器下層的吸附劑需要經(jīng)常更換。分子篩脫水法更適合500萬方 /年天然氣脫水裝置的工藝設(shè)計 3 于深度脫水，露點可以降低到 73℃ 以下。由于使用的三甘醇需要 進口，價格為 36元 /kg，因此三甘醇消耗量成為影響生產(chǎn)成本的重要因素。如一次性投資比較大；各種零配件和消耗品不易購買，而且價格昂貴；計量標(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。目前國內(nèi)的橇裝三甘醇脫水系統(tǒng)多從國外引進。存在的主要問題是：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酸。 ( 3) 三甘醇脫水 三甘醇脫水屬于溶劑吸收法脫水，在天然氣工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。例如大慶油田目前采用很多透平膨脹機脫水 , 四川的臥龍河和中壩氣田則使用了 JT 閥脫水。 ( 2) JT閥和透平膨脹機 JT 閥和透平膨脹機脫水屬于低溫冷凝方法脫水。這種方法是國內(nèi)氣田中除三甘醇法外應(yīng)用較多的天然氣脫水工藝。目前世界上天然氣脫水應(yīng)用最多的方法是溶劑吸收法中的甘醇法 , 而國內(nèi)普遍采用的是三甘醇法。天然氣脫水工程就是采用一定的方法使天然氣中飽和的水蒸氣脫除出來的工藝。在輸送含有酸性組分的天然氣時，液態(tài)水的存在還會 加速酸性組分（ H2S， CO2等）對管壁、閥件的腐蝕，減少管線的使用壽命；嚴(yán)重時還會引起管道破裂等突發(fā)事件，造成天然氣的大量泄漏和安全事故。天然氣中有水汽存在時，會減少輸氣管道對天然氣的輸送能力，降低天然氣的熱值。 剛從井里采出來的天然氣里充滿了飽和水蒸氣。 天然氣將是 21世紀(jì)消費量增長最快的能源，占一次性能源消費 的比重將越來越大。 全世界天然氣儲采比很高（ 70∶ 1），而且石油和煤炭消費領(lǐng)域里有 70％ 以上都可以用天然氣取代。隨著勘探、開發(fā)和儲運技術(shù)的進步，過去 20年內(nèi)，探明儲量平均每年增長 %，產(chǎn)量平均每年增長 %。煤氣熱值為 3000多大卡，而天然氣熱值高達 8500大卡，可見天然氣是一種高效清潔的能源。在這種形勢下，清潔的、熱值高的天然氣能源正日益受到重視，發(fā)展天然氣工業(yè)成為世界各國改善環(huán)境和促進經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的最佳選擇。 TEG dehydration。 solid ice is clogged valve, pipe or gas pipeline. To avoid these problems, and must get rid of part of the water vapor before the gas into the pipeline work. Expansion cooling method monly used in the dehydration method of the natural gas industry, pressurized cooling method, the solid sorbent assay, solvent absorption method. The world39。通過此設(shè)計工藝后的天然氣在設(shè)計條件下水露點≤ 10℃。 本次設(shè)計主要是脫水主要單體設(shè)備設(shè)計，包括吸收塔、閃蒸罐、過 濾分離器、甘醇再生器等設(shè)備。 貧甘醇沿沿不斷地被泵入吸收塔頂部，在塔內(nèi)經(jīng)溢流管向下依次流過每一個塔盤，將在塔內(nèi)向上流動的天然氣中的水蒸汽吸收。 在吸收塔內(nèi)向上通過充滿甘醇的填料段或一系列泡帽或閥盤和甘醇充分接觸，被甘醇脫去水后，再經(jīng)過吸收塔內(nèi)頂部的捕露網(wǎng)將夾帶的液體留下。目前世界上天然氣脫水應(yīng)用最多的方法是溶劑吸收法中的甘醇法 , 此次設(shè)計采用三甘醇脫水。為避免出現(xiàn)這些問題，在天然氣進入輸氣管網(wǎng)之前，必須除掉其中的部份水蒸氣。天然氣被壓縮或冷卻時，水蒸汽會轉(zhuǎn)變成液態(tài)或固態(tài)。 摘要 剛從井里采出來的天然氣里充滿了飽和水蒸氣。水蒸汽可能是天然氣中最令人討厭的雜質(zhì)。液態(tài)水會加速設(shè)備的腐蝕，降低輸氣效率；而固態(tài)的冰則會堵塞閥門、管件甚至輸氣管線。 天然氣工業(yè)常用的脫水方法有膨脹冷卻法、加壓冷卻法、固體吸附劑吸附法、溶劑吸收法等。 濕氣通過入口分離器，除去液態(tài)烴和固態(tài)雜質(zhì)后，進入吸收塔底 部。最后脫水后的干氣離開吸收塔，經(jīng)過貧甘醇冷卻器 ( 甘醇─干氣熱交換器 )后進入銷售輸氣管網(wǎng)。吸滿了水的甘醇 (富甘醇 )從塔底排出，經(jīng)過貧甘醇緩沖器中的大的預(yù)熱盤管后，通過閃蒸罐過濾器后進入重沸器上的精餾柱頂部。設(shè)計包括各設(shè)備的尺寸、物料衡算、熱量衡算及設(shè)備選材。 關(guān)鍵詞 ：天然氣加工；三甘醇脫水；設(shè)備設(shè)計 Abstract Filled with saturated water vapor in the gas collected from the well out. Water vapor may be the most unpleasant impurities in natural gas. When the gas is pressed or cooled, the water vapor into a liquid or solid form. Liquid water will accelerate corrosion of the equipment, reduce the transmission efficiency。s largest natural gas dehydration applications in the solvent absorption method glycol method, the design uses a TEG dehydration. Moisture through the inlet separator to remove liquid hydrocarbons and solid impurities into the absorber at the bottom of. Glycol filler segment or a series of bubble cap or valve plate and glycol in the absorber within the full access to, glycol take off the water after capture gel work of the absorber to the top of the entrained liquid to stay the next. Finally after dehydration, the dry gas leaving absorber, after cooler of the poor glycol (DEG ─ dry gas heat exchanger) into the sales pipeline work. Poor glycol along along constantly being pumped into the absor