1、WORD摘要?jiǎng)倧木锊沙鰜?lái)的天然氣里充滿(mǎn)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)。天然氣被壓縮或冷卻時(shí)，水蒸汽會(huì)轉(zhuǎn)變成液態(tài)或固態(tài)。液態(tài)水會(huì)加速設(shè)備的腐蝕，降低輸氣效率；而固態(tài)的冰則會(huì)堵塞閥門(mén)、管件甚至輸氣管線。為避免出現(xiàn)這些問(wèn)題，在天然氣進(jìn)入輸氣管網(wǎng)之前，必須除掉其中的部份水蒸氣。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。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(jì)采用三甘醇脫水。濕氣通過(guò)入口分離器，除去液態(tài)烴和固態(tài)雜質(zhì)后，進(jìn)入吸收塔底部。 在吸收塔向上通過(guò)充滿(mǎn)甘醇的填料段或一系列泡帽或閥盤(pán)和甘醇充分接觸，被甘醇脫去水后

2、，再經(jīng)過(guò)吸收塔頂部的捕露網(wǎng)將夾帶的液體留下。最后脫水后的干氣離開(kāi)吸收塔，經(jīng)過(guò)貧甘醇冷卻器( 甘醇干氣熱交換器)后進(jìn)入銷(xiāo)售輸氣管網(wǎng)。貧甘醇沿沿不斷地被泵入吸收塔頂部，在塔經(jīng)溢流管向下依次流過(guò)每一個(gè)塔盤(pán)，將在塔向上流動(dòng)的天然氣中的水蒸汽吸收。吸滿(mǎn)了水的甘醇(富甘醇)從塔底排出，經(jīng)過(guò)貧甘醇緩沖器中的大的預(yù)熱盤(pán)管后，通過(guò)閃蒸罐過(guò)濾器后進(jìn)入重沸器上的精餾柱頂部。本次設(shè)計(jì)主要是脫水主要單體設(shè)備設(shè)計(jì)，包括吸收塔、閃蒸罐、過(guò)濾分離器、甘醇再生器等設(shè)備。設(shè)計(jì)包括各設(shè)備的尺寸、物料衡算、熱量衡算與設(shè)備選材。通過(guò)此設(shè)計(jì)工藝后的天然氣在設(shè)計(jì)條件下水露點(diǎn)-10。關(guān)鍵詞：天然氣加工；三甘醇脫水；設(shè)備設(shè)計(jì)31 / 37Ab

3、stractFilled 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 compressed or cooled, the water vapor into a liquid or solid form. Liquid water will accelerate corrosion of the equipment, reduce the tra

4、nsmission efficiency; 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 network.Expansion cooling method commonly used in the dehydration method of the natural gas industry, pressurized cooling meth

5、od, the solid sorbent assay, solvent absorption method. The world'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 abso

6、rber 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 network of the absorber to the top of the entrained liquid to stay the next. Finally after dehydration, the dry gas

7、leaving absorber, after cooler of the poor glycol (DEG dry gas heat exchanger) into the sales pipeline network.Poor glycol along along constantly being pumped into the absorber at the top of each tray in turn flow down the tower through the overflow pipe, the water vapor absorption in the tower upwa

8、rd flow of gas. Glycol (rich glycol) to suck in water discharged from the bottom into the reboiler on distillation capitals, after the preheat coil in poor glycol buffer through the flash tank filter department.This design is mainly the dehydration of the main monomer equipment design, including the

9、 absorber, flash tank, filter separators, glycol regeneration and other equipment.The design includes the size of all equipment, material balance, heat balance and equipment selection.the water dew point of natural gas -10 in this design process in the design conditions.Keywords: naturalgasprocessin

10、g; TEG dehydration; equipment design目錄1 緒論11.1設(shè)計(jì)的選題意義11.2國(guó)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)21.3設(shè)計(jì)容31.4方案選取41.5設(shè)計(jì)重點(diǎn)71.5.1 脫水主要單體設(shè)備設(shè)計(jì)71.5.2 確定脫水裝置運(yùn)行主要參數(shù)82 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算92.1建設(shè)規(guī)模92.2甘醇用量92.3物料衡算92.3.1貧甘醇濃度的確定92.3.2脫水量102.3.3 三甘醇貧液循環(huán)量112.3.4 三甘醇富液循環(huán)量122.4設(shè)備計(jì)算122.4.1吸收塔工藝參數(shù)計(jì)算122.4.1.1吸收塔塔板數(shù)的確定122.4.1.2吸收塔直徑的計(jì)算122.4.1.3泡罩塔板設(shè)計(jì)142.4.1.4吸

11、收塔壁厚計(jì)算172.4.1.5塔頂空間高度HD182.4.1.6塔板間距HT182.4.1.7塔底空間高度HB182.4.1.8吸收塔高度192.4.2 再生塔192.4.2.1 精餾柱192.4.2.2 重沸器192.4.2.3 重沸器火管的計(jì)算202.4.3 循環(huán)泵212.4.4 閃蒸罐212.4.5貧/富甘醇換熱器222.5熱量衡算222.5.1重沸器222.5.2貧/富甘醇換熱器233 脫水裝置選型243.1 主要工藝設(shè)備244 節(jié)能措施295 環(huán)境保護(hù)305.1 主要污染源和污染物305.2污染控制30心得體會(huì)32辭33參考文獻(xiàn)341 緒論1.1設(shè)計(jì)的選題意義 隨著世界經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，

12、人口急劇增加，能源消費(fèi)不斷增長(zhǎng)，溫室氣體和各種有害物質(zhì)排放激增，人類(lèi)生存環(huán)境受到極大挑戰(zhàn)。在這種形勢(shì)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(guó)改善環(huán)境和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的最佳選擇。天然氣燃燒后產(chǎn)生的溫室氣體只有煤炭的1/2、石油的2/3，對(duì)環(huán)境造成的污染遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于石油和煤炭。煤氣熱值為3000多大卡，而天然氣熱值高達(dá)8500大卡，可見(jiàn)天然氣是一種高效清潔的能源。 初步測(cè)算，全球天然氣可采儲(chǔ)量約為137億噸石油當(dāng)量，與石油基本相當(dāng)。隨著勘探、開(kāi)發(fā)和儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的進(jìn)步，過(guò)去20年，探明儲(chǔ)量平均每年增長(zhǎng)4.9%，產(chǎn)量平均每年增長(zhǎng)3.15%。有關(guān)專(zhuān)家預(yù)測(cè)，未來(lái)10年，全世界天

13、然氣消費(fèi)年均增長(zhǎng)率將保持3.9%，發(fā)展速度超過(guò)石油、煤炭和其他任何一種能源，特別是亞洲發(fā)展中國(guó)家的增長(zhǎng)速度會(huì)更快。 全世界天然氣儲(chǔ)采比很高（701），而且石油和煤炭消費(fèi)領(lǐng)域里有70以上都可以用天然氣取代。在全球圍，天然氣取代石油的步伐加快，尤其是在東北亞、南亞、東南亞和南美地區(qū)，隨著其輸送管網(wǎng)的建設(shè)，天然氣在21世紀(jì)初期將會(huì)有更快的發(fā)展。 天然氣將是21世紀(jì)消費(fèi)量增長(zhǎng)最快的能源，占一次性能源消費(fèi)的比重將越來(lái)越大。預(yù)計(jì)2020年前后，天然氣在全球能源結(jié)構(gòu)中的份額將超過(guò)煤炭、石油成為能源組成中的第一。 剛從井里采出來(lái)的天然氣里充滿(mǎn)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)。天然氣中有水汽存

14、在時(shí)，會(huì)減少輸氣管道對(duì)天然氣的輸送能力，降低天然氣的熱值。當(dāng)管輸壓力和環(huán)境溫度變化時(shí)，可能引起水汽從天然氣中析出形成液態(tài)水，在一定條件下還會(huì)與烷烴分子等形成固態(tài)水合物，這些物質(zhì)的存在會(huì)增加輸壓，減少管線的輸氣能力；嚴(yán)重時(shí)還會(huì)堵塞閥門(mén)、管線等，影響平穩(wěn)輸氣。在輸送含有酸性組分的天然氣時(shí)，液態(tài)水的存在還會(huì)加速酸性組分（H2S，CO2等）對(duì)管壁、閥件的腐蝕，減少管線的使用壽命；嚴(yán)重時(shí)還會(huì)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。 為避免出現(xiàn)這些問(wèn)題，在天然氣進(jìn)入輸氣管網(wǎng)之前，必須除掉其中的部份水蒸氣。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(lái)的工藝。1.2國(guó)外研究現(xiàn)

15、狀與發(fā)展趨勢(shì)1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。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(guó)普遍采用的是三甘醇法。 天然氣脫水的幾種主要方法： ( 1) 低溫冷凝脫水 該方法采用各種方法把高壓天然氣節(jié)流降壓致冷, 用低溫分離法從天然氣中回收凝析液。這種方法是國(guó)氣田中除三甘醇法外應(yīng)用較多的天然氣脫水工藝。長(zhǎng)慶采氣二廠、塔里木克拉2等均采用該方法, 它具有工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備較少等優(yōu)點(diǎn), 但也有耗能高、水露點(diǎn)高等缺點(diǎn)。 ( 2) J-T閥和透平膨脹機(jī) J-T 閥和透平膨脹機(jī)脫水屬于低溫冷凝方法脫水。對(duì)于高壓天然氣,冷卻脫水是非常經(jīng)濟(jì)的。

16、例如油田目前采用很多透平膨脹機(jī)脫水, 的臥龍河和中壩氣田則使用了J-T 閥脫水。這些方法的缺點(diǎn)是: 脫水循環(huán)的一部分處于水合物生成圍, 容易生成水合物, 因此需要采取添加抑制劑等防止水合物生成的措施，以與相應(yīng)配套的抑制劑回收系統(tǒng)；需要深度脫水時(shí)需配備制冷設(shè)備，會(huì)引起工程投資和使用成本的提高；透平膨脹機(jī)有高速運(yùn)動(dòng)部件，制造難度大、可靠性差。 ( 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。這種脫水系統(tǒng)包括分離器、吸收塔和三甘醇再生系統(tǒng)。存在的主要問(wèn)題是：系統(tǒng)比較復(fù)雜；三甘醇溶液再生過(guò)程的能耗比較大；三甘醇溶液會(huì)損失和被污染, 因此需要補(bǔ)充和凈化；三甘醇與空氣接

17、觸會(huì)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(guó)的橇裝三甘醇脫水系統(tǒng)多從國(guó)外引進(jìn)。雖然性能很好,但是也存在很多問(wèn)題。如一次性投資比較大；各種零配件和消耗品不易購(gòu)買(mǎi)，而且價(jià)格昂貴；計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)與我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)不同；測(cè)量系統(tǒng)不適合我國(guó)的天然氣性質(zhì)等。例如大天池天然氣輸送干線引進(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(guò)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(zhǎng)，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。 ( 4) 分子篩脫水2 分子篩脫水屬于固體吸附法脫水

18、，脫水系統(tǒng)主要包括2個(gè)或3個(gè)處于脫水、再生和冷卻狀態(tài)的干燥器，以與再生氣加熱系統(tǒng)。分子篩脫水法更適合于深度脫水，露點(diǎn)可以降低到-73以下。但是，對(duì)于大裝置，設(shè)備投資和操作費(fèi)用都比較高，如果脫水要求的露點(diǎn)一樣，建設(shè)1座處理量為28萬(wàn)m3/d的處理站, 分子篩脫水的投資比三甘醇多53%。另外,分子篩脫水的再生過(guò)程能耗比較大，干燥器下層的吸附劑需要經(jīng)常更換。 ( 5) 超音速脫水 作為新型脫水技術(shù)的超音速脫水，國(guó)外主要是在殼牌石油公司支持下開(kāi)展研究，包括計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬、實(shí)驗(yàn)室研究和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究。基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)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(jìn)行；現(xiàn)場(chǎng)的試驗(yàn)研究正在荷蘭( 199

19、8年)、尼日利亞( 2000年)和挪威( 2002年) 的天然氣氣田和海上平臺(tái)進(jìn)行，主要驗(yàn)證系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定工作的能力, 并在實(shí)際應(yīng)用中進(jìn)行不斷的改進(jìn)。所有的研究都取得了滿(mǎn)意的結(jié)果。目前，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用狀態(tài)。 通過(guò)多年的自身努力和引進(jìn)消化吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，國(guó)天然氣脫水工藝已基本配套，能在一定圍較合理點(diǎn)資源條件選擇脫水方案，能滿(mǎn)足國(guó)絕大多數(shù)氣田的建設(shè)。國(guó)中石油股份公司天然氣集輸系統(tǒng)采用的脫水設(shè)備主要有長(zhǎng)慶油田的三甘醇脫水凈化系統(tǒng)；西南油氣田分公司的J-T閥低溫分離系統(tǒng)；油田的透平膨脹脫水系統(tǒng)；塔里木氣田的分子篩脫水與低溫分離脫水系統(tǒng)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和提高，在傳統(tǒng)的天然氣脫水方法得到

20、改進(jìn)和完善的同時(shí)，更具有工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的脫水技術(shù)，如膜分離脫水和超音速脫水技術(shù)，將成為天然氣脫水技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。1.3設(shè)計(jì)容（1） 設(shè)計(jì)規(guī)模天然氣處理量：500×104m3/年（2） 原料氣組成如表1-1:表1-1 原料氣代表性組成（mol%）組分CO2H2OC1C2C3N2組成1.26.0590.131.00.51.12（3）設(shè)計(jì)邊界條件原料氣的壓力：4.0MPa（表），原料氣的溫度： 20（4） 產(chǎn)品氣要求如表1-2：表1-2 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(jì)）mg/m3CO2含量（mol）水露點(diǎn)在4.0MPa(g)條件下烴露點(diǎn)在4.0

21、MPa(g)條件下200×104423.94.2202003%-10-101.4方案選取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。對(duì)于甘醇脫水來(lái)講，由于三甘醇水露點(diǎn)降大、成本低和運(yùn)行可靠，在各種甘醇化合物中其經(jīng)濟(jì)效益最好，因而在國(guó)外廣為采用。此設(shè)計(jì)采用三甘醇脫水法,表1-3為脫水方法比較。其優(yōu)點(diǎn)為：1）投資較低2）壓降較小，甘醇脫水的壓降為3570kpa3）為連續(xù)操作，補(bǔ)充甘醇較容易4）甘醇富液再生時(shí)，脫除1kg水所需熱量較少5）甘醇脫水裝置可將天然氣中水含量降低到0.008g/m3，如有貧液氣提柱，利用氣提再生，天然氣的水含量至少降到0.004g/m3三甘醇性質(zhì):

22、A.主要物理性質(zhì)顏色：無(wú)色或稍帶淡黃色的粘稠液體；分子量：150.2，沸點(diǎn)：285.5比重：1.1254（一物理大氣壓，20）理論熱分解溫度：206.7冰點(diǎn)：-7.2；蒸氣壓（25）： 1.33Pa可燃極限：0.9-9.2%表1-3 脫水方法比較方法名稱(chēng)分離原理脫水溶劑特點(diǎn)應(yīng)用情況低溫法高壓天然氣節(jié)流膨脹降溫能同時(shí)控制水露點(diǎn)、烴露點(diǎn)適宜于高壓天然氣溶劑吸收法天然氣與水在脫水溶劑中溶解度的差異氯化鈣水溶液費(fèi)用低，需更換，腐蝕嚴(yán)重，露點(diǎn)降較低（1025）適宜于高壓天然氣氯化鋰水溶液對(duì)水有高的容量，露點(diǎn)降為2236適宜于邊遠(yuǎn)、寒冷、氣井等不宜建脫硫廠的情況甘醇-胺水溶液同時(shí)脫除水、H2S、CO2，攜

23、帶損失大，再生溫度要求高，露點(diǎn)降低于三甘醇水溶液僅限于酸性天然氣脫水二甘醇水溶液（DEG）對(duì)水有高的容量，溶液再生容易，再生質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過(guò)95%；露點(diǎn)降低于三甘醇水溶液，攜帶損失大應(yīng)用較多三甘醇水溶液（TEG）對(duì)水有高的容量，再生容易，質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)98.7%，蒸汽壓低，攜帶損失小，露點(diǎn)降較高（2858）應(yīng)用最普遍固體吸附法利用多孔介質(zhì)對(duì)不同組分吸附作用的差異活性氧化鋁濕容量較活性鋁土礦高，干氣露點(diǎn)可達(dá)-73，能耗高不易處理含硫天然氣分子篩高濕容量，高選擇性，露點(diǎn)降大于120，投資與操作費(fèi)用高于二甘醇與三甘醇適用于深度脫水化學(xué)反應(yīng)法利用與H2O的化學(xué)反應(yīng)可使氣體完全脫水但再生困難用于水分測(cè)定膜分離

24、法利用H2O與烴類(lèi)滲透通過(guò)薄膜性能的差異高分子薄膜工藝簡(jiǎn)單，能耗低，露點(diǎn)降較低（-20），存在烴的損失問(wèn)題國(guó)外已有工業(yè)裝置運(yùn)行粘度（60）：9.6×10-3Pa·SB.分子式甘醇有兩個(gè)羥基（-OH），與水分子形成氫鍵，對(duì)水有較強(qiáng)的親和力。三甘醇脫水主要工藝流程，可分為兩個(gè)： 低溫高壓(天然氣脫水) 系統(tǒng) ；高溫低壓(甘醇再生) 系統(tǒng)三甘醇脫水工藝流程3：天然氣流程如圖1-1：圖1-1 天然氣脫水流程 濕氣通過(guò)入口分離器，除去液態(tài)烴和固態(tài)雜質(zhì)后，進(jìn)入吸收塔底部。 在吸收塔向上通過(guò)充滿(mǎn)甘醇的填料段或一系列泡帽或閥盤(pán)和甘醇充分接觸，被甘醇脫去水后，再經(jīng)過(guò)吸收塔頂部的捕霧器將夾帶的

25、液體留下。最后脫水后的干氣離開(kāi)吸收塔，經(jīng)過(guò)貧甘醇冷卻器( 甘醇干氣熱交換器)后進(jìn)入銷(xiāo)售輸氣管網(wǎng)。天然氣脫水系統(tǒng)： 原料氣過(guò)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(jì)量調(diào)壓輸氣管線甘醇流程： 貧甘醇不斷地被泵入吸收塔頂部，在塔經(jīng)溢流管向下依次流過(guò)每一個(gè)塔盤(pán)，將在塔向上流動(dòng)的天然氣中的水蒸汽吸收。吸滿(mǎn)了水的甘醇(富甘醇)從塔底排出，經(jīng)過(guò)貧甘醇緩沖器中的大的預(yù)熱盤(pán)管后，通過(guò)閃蒸罐過(guò)濾器后進(jìn)入重沸器上的精餾柱頂部。重沸器中產(chǎn)生的蒸氣，將通過(guò)精餾柱中的填料層向下流動(dòng)的富甘醇中的水蒸汽提走。上升蒸氣夾帶的甘醇在柱頂回流段冷凝后重新流回重沸器，而未冷凝的蒸氣則從精餾柱頂部出來(lái)，

26、被送入灼燒爐。再生出的甘醇溢過(guò)重沸器中的擋板流入甘醇緩沖罐，然后通過(guò)甘醇泵將甘醇?jí)毫μ岣叩轿账膲毫?，?jīng)過(guò)甘醇冷卻器后進(jìn)入吸收塔頂部開(kāi)始新一輪循環(huán)。TEG循環(huán)系統(tǒng)： 貧甘醇吸收塔（變成富液）液位調(diào)節(jié) 緩沖罐（一次換熱）閃蒸罐（閃蒸）活性炭過(guò)濾器機(jī)械過(guò)濾器精餾柱（二次換熱）緩沖罐（三次換熱）甘醇再生器（精餾柱、重沸器）緩沖罐貧/富液換熱水浴冷卻器甘醇泵（升壓）貧甘醇/干氣換熱器吸收塔（脫水）。1.5設(shè)計(jì)重點(diǎn)1.5.1 脫水主要單體設(shè)備設(shè)計(jì)41吸收塔： 作用：氣液傳質(zhì)的場(chǎng)所，也就是使氣相中的水蒸氣被甘醇吸收的場(chǎng)所。 種類(lèi)：吸收塔分為板式塔（逐級(jí)接觸式）和填料塔（微分接觸式）。塔板結(jié)有浮閥、泡罩和

27、篩孔。 結(jié)構(gòu)：板式塔由一個(gè)園柱形的殼體與其中按一定間距水平設(shè)置的若干塊塔板組成。主要有泡罩塔板和浮閥塔板。 2 閃蒸罐3 過(guò)濾分離器4甘醇再生器： 重沸器：提供熱量，通過(guò)簡(jiǎn)單的分離（利用水與甘醇沸點(diǎn)差）使甘醇與水分離的設(shè)備。 精餾柱：通常是一個(gè)填料塔，裝在重沸器的頂部，利用甘醇沸點(diǎn)通過(guò)分餾將甘醇和水分離。 緩沖罐：提濃TEG，給TEG貧液，富液提供熱交換的場(chǎng)所。 汽提柱：通常也是一個(gè)填料塔，裝在重沸器與緩沖罐之間，是利用汽提氣對(duì)甘醇進(jìn)行提濃的場(chǎng)所。1.5.2 確定脫水裝置運(yùn)行主要參數(shù)1溫度脫水裝置的脫水效率對(duì)來(lái)氣的溫度特別敏感。在常壓下，來(lái)氣溫度升高，氣中的水含量亦升高。入口溫度升高，甘醇的蒸

28、發(fā)損失也增大。10被認(rèn)為是甘醇脫水的最低操作溫度。 貧甘醇進(jìn)入吸收塔的溫度至少應(yīng)高于天然氣入口溫度10，以防烴類(lèi)在吸收塔冷凝而引起發(fā)泡。貧甘醇溫度太高常造成甘醇損失增大和脫水不深。重沸器的溫度和壓力決定著貧甘醇的濃度，在204 以下，重沸器的溫度提高有利于再生出高濃度的貧甘醇。 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(huì)開(kāi)始冷凝而流回精餾柱，高于120度，甘醇的損失就會(huì)增大。2壓力 在常溫下，壓力降低，入口天然氣中水的含量增加。然而在正常操作圍，甘醇脫水裝置的壓力并不十分重要。應(yīng)注意閃蒸罐的壓力和吸收塔的壓差。3循環(huán)量

29、 吸收塔的塔盤(pán)數(shù)和甘醇的濃度一定，飽和天然氣的露點(diǎn)降就成為甘醇循環(huán)量的函數(shù)。脫去1kg水需要25-60L三甘醇。 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(diǎn)降。如果循環(huán)量太大，特別是超過(guò)裝置的設(shè)計(jì)能力，會(huì)使重沸器過(guò)載而降低甘醇的再生的濃度，同時(shí)也造成塔氣液兩相接觸又不充分和增加泵的維護(hù)工作量。循環(huán)量過(guò)樣會(huì)造成甘醇的損失量升高。 4濃度 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(diǎn)降。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。進(jìn)入吸收塔的甘醇濃度越高，它的脫水效果就越好。2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算2.1建設(shè)規(guī)模本設(shè)計(jì)天然氣處理規(guī)模為500萬(wàn)方/年。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)停車(chē)估算，年開(kāi)工時(shí)間按3

30、00天計(jì)，天然氣天處理量為16667方/天。2.2甘醇用量1對(duì)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。在甘醇循環(huán)量和塔板數(shù)一定的情況下，三甘醇的濃度越高，天然氣露點(diǎn)降就越大。因此，降低出塔干氣露點(diǎn)的主要途徑是提高三甘醇貧液濃度。根據(jù)溶液吸收原理，循環(huán)量、濃度與塔板數(shù)的相互關(guān)系如下：循環(huán)量和塔板數(shù)固定時(shí)，三甘醇濃度愈高則露點(diǎn)降愈大；循環(huán)量和三甘醇濃度固定時(shí)，塔板數(shù)愈多則露點(diǎn)降愈大；塔板數(shù)和三甘醇濃度固定時(shí)，循環(huán)量愈大則露點(diǎn)降愈大，但循環(huán)量升到一定程度后，露點(diǎn)降的增加值明顯減少，而且循環(huán)量過(guò)大會(huì)導(dǎo)致重沸器超負(fù)荷，動(dòng)力消耗

31、過(guò)大。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。2.3物料衡算2.3.1貧甘醇濃度的確定 當(dāng)吸收塔塔頂氣體與吸收劑充分接觸達(dá)到平衡時(shí)，離塔干氣的水露點(diǎn)是可能達(dá)到的最低露點(diǎn)，即干氣的平衡露點(diǎn)；而干氣中所含水汽量為塔頂吸收溫度、壓力下可能達(dá)到的最低水汽量。即飽和水汽量。此時(shí)，進(jìn)塔貧三甘醇溶液的濃度即為達(dá)到最低干氣露點(diǎn)所必須的最低濃度。實(shí)際上，吸收塔塔頂氣-液兩相接觸時(shí)間不足以達(dá)到平衡，出塔干氣不能達(dá)到平露點(diǎn)，而出塔干氣的真實(shí)水露點(diǎn)比平露點(diǎn)略高，即：其中：出塔吸收干氣的平衡露點(diǎn)，。: 出塔吸收干氣的實(shí)際露點(diǎn)，

32、。：偏差值，一般為811，此處取8。因?yàn)樵蠚膺M(jìn)料溫度為20，設(shè)原料氣進(jìn)口溫度為20，而吸收溫度比原料氣溫度高38，此處取5，因此設(shè)吸收溫度為25，則由不同三甘醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)下出塔干氣平衡露點(diǎn)與吸收溫度的關(guān)系圖2-1可得：進(jìn)塔貧甘醇濃度為98.7%。圖2-1不同三甘醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)下出塔干氣平衡露點(diǎn)與吸收溫度的關(guān)系2.3.2脫水量1吸收裝置單位時(shí)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(jì)算出單位時(shí)間的脫水量G（kg/d），再確定三甘醇溶液用量V式中：G脫出的水量，kg/d V進(jìn)入吸收塔天然氣的量，y進(jìn)入吸收塔的天然氣含水量， y離開(kāi)吸收塔的干氣含水量，由已知條件可得：當(dāng)進(jìn)口原料氣溫度為20，壓力

33、為4.0MPa時(shí)，查天然氣含水量圖可知，y=0.75；出口干氣溫度為-10，壓力為4.0MPa時(shí)，查天然氣水含量圖2-2可知，y=0.08；則可求得：圖2-2天然氣含水量圖2.3.3 三甘醇貧液循環(huán)量天然氣中吸收1kg水需要2560升三甘醇溶液，低于該值可能造成塔板上液封不夠或不能潤(rùn)濕填料，高于此值則可能會(huì)過(guò)多地增加動(dòng)力消耗和冷卻水的消耗。在此通過(guò)先確定脫水量再用經(jīng)驗(yàn)公式確定三甘醇貧液用量：V=aG,/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0.025-0.06，此處取0.05m3。則三甘醇貧液用量為：在25，三甘醇濃度為98.7%的情況下，查得三甘醇溶液密度為112

34、0kg/m3，則三甘醇貧液用量為：2.3.4 三甘醇富液循環(huán)量三甘醇富液循環(huán)量為貧液甘醇量加上吸收的水量。由上述可知，脫水量11.16kg/d，貧液三甘醇循環(huán)量為619.824kg/d，綜上三甘醇富液循環(huán)量為：三甘醇富液濃度為：2.4設(shè)備計(jì)算2.4.1吸收塔工藝參數(shù)計(jì)算2.4.1.1吸收塔塔板數(shù)的確定5 經(jīng)過(guò)幾十年的實(shí)踐，GPSA做出了吸收溫度為38時(shí)，吸收塔的實(shí)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(diǎn)降的關(guān)系如圖。圖中縱坐標(biāo)為脫水率，其中為原料天然氣中的含水量，為干氣的含水量。三甘醇循環(huán)量選擇0.05/kg水，時(shí)，查圖得脫水率小于0.89，時(shí)，查

35、圖得脫水率為0.93，符合脫水要求，所以實(shí)際塔板（取板效率為25%）為6塊。2.4.1.2吸收塔直徑的計(jì)算對(duì)于板式塔，計(jì)算塔徑時(shí)，可先按Brown-Souder公式計(jì)算出允許最大空塔氣速，計(jì)算公式如下：其中：氣體的最大允許氣速，m/s;吸收塔中液相密度，;吸收塔中氣相密度，;C經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，可由表查得；D塔徑，m;氣體在塔的實(shí)際流量，;三甘醇貧液的密度為1120kg/,所以;氣體在操作條件下的密度求取：由已知條件，根據(jù)公式求得天然氣分子量可視為：查臨界常數(shù)和偏心因子表得：，因此， 由，查圖得知壓縮因子設(shè)塔板間距為600mm，則查表2-1可得C=0.045m/s表2-1 設(shè)計(jì)吸收塔推薦的C值吸收塔類(lèi)

36、型C，m/s泡罩間距，mm5000.0436000.0457000.052填料類(lèi)型規(guī)整填料0.0910.122亂堆填料2.5cm鮑爾環(huán)0.0400.0555cm鮑爾環(huán)0.0580.079進(jìn)料氣在操作條件下的體積流量：則塔徑：因此取徑1.0m2.4.1.3泡罩塔板設(shè)計(jì)6泡罩塔盤(pán)所用的氣液接觸元件是泡罩，它的結(jié)構(gòu)形式有圓形與槽形兩類(lèi)。泡罩安裝在升氣管上方，在安裝良好和氣液負(fù)荷不過(guò)量的情況下，不會(huì)發(fā)生泄漏，因此泡罩塔板操作穩(wěn)定，彈性較大。由于結(jié)構(gòu)原因，塔盤(pán)上液層較高，兩相接觸時(shí)間較長(zhǎng)。但是亦由此而導(dǎo)致壓力降較高，霧沫夾帶增多，以與塔盤(pán)上液面落差較大等缺點(diǎn)。（1）泡罩直徑泡罩直徑，應(yīng)用較小直徑的泡罩，

37、能充分利用鼓泡區(qū)的面積，塔板效率高，但是造價(jià)較大。根據(jù)我國(guó)泡罩標(biāo)準(zhǔn)（1212-1999），泡罩公稱(chēng)直徑有DN80，DN100，DN150三種規(guī)格。通常根據(jù)塔徑大小選擇（表2-2）。當(dāng)塔徑小于1.2m時(shí),多選用DN80的泡罩，當(dāng)塔徑為1.23.0m時(shí)，可選用DN100的泡罩；當(dāng)塔徑超過(guò)3.0m時(shí)，可選用DN150的泡罩。則本設(shè)計(jì)由塔徑為1.0m,選用泡罩的直徑為DN80。表2-2泡罩塔直徑的選擇塔徑/m泡罩直徑/mm1.0以下801.031003.0以上150（2）泡罩齒縫的形狀和尺寸7泡罩齒縫有矩形，梯形，和三角形三種，通常選用矩形齒鍵。本設(shè)計(jì)選擇矩形齒縫，齒縫寬度圍是315mm,常用取4mm

38、，本設(shè)計(jì)取4mm。齒縫高度較小時(shí)，處理能力較??；齒縫高度較大時(shí)，壓降較大，泡罩齒縫下部可帶有緣圈或者是敞開(kāi)式的。前者泡罩的強(qiáng)度較好，不易變形，后者超負(fù)荷能力較大。齒縫高度的選擇查表2-3，本設(shè)計(jì)泡罩直徑80mm，因此齒縫高度取25mm。表2-3齒縫高度與泡罩直徑的關(guān)系泡罩直徑/mm齒縫高度/mm802030100253215035（3）泡罩底隙泡罩底隙是指泡罩底部與塔板的間隙。泡罩底隙較大時(shí)，液面梯度較小，當(dāng)液面梯度較小時(shí)，液體流動(dòng)阻力較大，且易幾句沉淀物，泡罩底隙一般在540mm圍，對(duì)于清潔無(wú)聊可取較小值，對(duì)于存在沉淀物，宜取較大值。我國(guó)泡罩標(biāo)準(zhǔn)中，選取泡罩底隙為10mm。（4）升氣管直徑和

39、高度升氣管主要是為使氣體流經(jīng)泡罩的阻力較小，通常使泡罩的環(huán)形面積略大于升氣管的面積，升氣管上部的回轉(zhuǎn)面積略大于環(huán)形面積。以此泡罩直徑?jīng)Q定升氣管的直徑，并且確定升氣管頂至泡罩頂垂直距離。此外，還應(yīng)考慮升氣管頂高出齒縫頂1012mm，以免液體進(jìn)入升氣管。由泡罩塔與升氣管之間的環(huán)形面積與升氣管面積之比為1.11.4，本設(shè)計(jì)取1.25，泡罩塔直徑為80mm，由下式得：所以 考慮到升氣管頂高出齒縫頂1012mm，本設(shè)計(jì)取10mm，則最終升氣管的高度為:（5）所需最小泡罩?jǐn)?shù)允許最大空塔氣速：體積流速為：最小齒縫面積為：其中：每層塔板的最小齒縫面積，：最大氣相負(fù)荷，：液相密度，：氣相密度，h：泡罩齒縫高度，

40、mr：泡罩齒縫上底寬/下底寬（矩形為1）則：最小泡罩?jǐn)?shù)：其中：F4：?jiǎn)蝹€(gè)泡罩的齒縫面積（每個(gè)泡罩有30個(gè)齒縫） 所以：（6）泡罩排列與中心距8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。適宜的泡罩中心距t為其外徑的1.251.5倍，本設(shè)計(jì)取1.4倍。則中心距： 相鄰泡罩邊緣間的距離為：（7）版面布置9溢流裝置計(jì)算塔徑D=1.0m，可選用單溢流弓形降液管，采用凹形受液盤(pán)安定區(qū)邊取緣區(qū)寬度取堰長(zhǎng)取=0.6D=0.6×1.0=0.60m溢流堰高度 由=選用平直堰，堰上液層高度，由弗蘭西斯公式計(jì)算根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式E=1，則：取板上清夜高度，則2.4.1.4吸收塔壁厚計(jì)算

41、根據(jù)常用壓力容器手冊(cè) 選用材料16MnR鋼，壁厚公式得：式中：P設(shè)計(jì)壓力， ，取4.4MPa材料最大許用應(yīng)力，157MPa C1鋼板負(fù)偏差，取1.2mm（根據(jù)常用壓力容器手冊(cè)）C2吸附塔腐蝕裕量，取1mm 焊縫系數(shù)，無(wú)縫鋼管取0.9，焊接鋼管取0.8則由計(jì)算可得：所以壁厚取13mm。2.4.1.5塔頂空間高度HD塔頂空間高度的作用是安裝塔板和開(kāi)人孔的需要，也使氣體中的液滴自由沉降，減少塔頂出口氣體中液沫夾帶，必要時(shí)還可以節(jié)省破沫裝置。塔頂空間高度HD一般取1.01.5m，塔徑大時(shí)可適當(dāng)增大。本設(shè)計(jì)中HD=1200mm。2.4.1.6塔板間距HT塔板間距HT的大小與液汽和霧沫夾帶有密切關(guān)系。板間

42、距大，可允許氣體流速較高，塔徑可小些；反之，多需要的塔徑就要增大。一般來(lái)說(shuō)，取較大的板間距對(duì)提高操作彈性有利，安裝檢修方便，但會(huì)增加塔的造價(jià)，因此，HT可根據(jù)表2-4進(jìn)行適當(dāng)選擇。表2-4板間距與塔徑間關(guān)系塔徑 D,mm300500500800800160016002400板間距HT，mm200,250,300250,300,350300,350,400,450,500400,450,500,550,600但當(dāng)設(shè)計(jì)到開(kāi)有人孔的板間距時(shí)，其上下兩塔板間的間距HT應(yīng)等于或大于600mm。人孔數(shù)目S是根據(jù)物料清潔程度和塔板安裝方便而確定。對(duì)于易結(jié)垢、結(jié)焦的物料，應(yīng)經(jīng)常清洗，每隔46塊塔板就要開(kāi)一個(gè)人

43、孔；對(duì)于無(wú)需經(jīng)常清洗的清潔物料，可每隔810塊板設(shè)置一個(gè)人孔；若塔板上下都可拆卸，可隔15塊板設(shè)置一個(gè)人孔。對(duì)于本設(shè)計(jì)，考慮到人孔設(shè)置，本塔有人孔板間距為600mm，其余為300mm,板上下可拆卸，所以人孔開(kāi)在第一塊板上方。2.4.1.7塔底空間高度HB塔底空間高度HB具有中間貯槽的作用，塔釜料液最好能在塔底有1015min的儲(chǔ)量，以保證塔底料液不致排完。若塔的進(jìn)料段設(shè)有緩沖時(shí)間的容量，則塔底容量可較小；對(duì)于塔底產(chǎn)量大的塔，塔底容量也可取小些，有時(shí)僅取35min的儲(chǔ)量。對(duì)于易結(jié)焦物料，塔底停留時(shí)間則應(yīng)按工藝要求而定，HB可按儲(chǔ)量和塔徑計(jì)算。本設(shè)計(jì)HB=1000mm。2.4.1.8吸收塔高度吸收

44、塔直徑：D=1.0m吸收塔塔板間距為：300mm共6層塔板，高度為：塔頂空間高度為（含捕霧器）：1.2m塔底空間高度為：1m裙座取1.5m吸收塔總高度為：H=1.8+1.2+1+1.5=5.5(m)2.4.2 再生塔2.4.2.1 精餾柱富甘醇再生過(guò)程實(shí)質(zhì)上是甘醇和水兩組分混合物的蒸餾過(guò)程。甘醇和水的沸點(diǎn)差別很大，又不生成共沸物，故較易分離。因此，精餾柱的理論板數(shù)一般為3塊，即底部重沸器、填料段和頂部回流冷凝器各1塊。富甘醇中吸收的水分由精餾柱頂排放大氣，再生后的貧甘醇由重沸器流出。精餾柱一般選用不銹鋼填料，其直徑D可根據(jù)柱操作條件下的氣速和噴淋密度計(jì)算，也可按下式來(lái)估算：其中：D精餾柱直徑，

45、mm；LT甘醇循環(huán)流率，水；qw吸收塔的脫水量，kg/h；則由前可得：2.4.2.2 重沸器10重沸器通常為臥式容器，既可采用火管直接加熱也可以采用水蒸氣或熱油間接加熱。采用三甘醇脫水，重沸器火管傳熱表面熱流密度的正常圍是18一25，最高不超過(guò)3l ，由于甘醇在高溫會(huì)分解變質(zhì)，因此，重沸器溫度最高不能超過(guò)204。根據(jù)脫水量由下式（21）估算：式中 ：脫除1kg水所需的重沸器熱負(fù)荷，：甘醇循環(huán)量，水吸收1kg水所需三甘醇量：重沸器熱負(fù)荷為：考慮50%的設(shè)計(jì)裕量，故重沸器的熱負(fù)荷取3.0KW重沸器火管傳熱表面的熱流密度取，故重沸器火管傳熱面積為：2.4.2.3 重沸器火管的計(jì)算重沸器火管傳熱面積按

46、下式進(jìn)行計(jì)算：其中：重沸器的供熱量，kW；重沸器火管表面平均熱通量。該流程選用重沸器采用間接火管加熱，重沸器熱負(fù)荷為3kW。SY/T 0076-2003天然氣脫水設(shè)計(jì)規(guī)中規(guī)定重沸器火管表面平均熱通量的正常圍是1825 kW/m2，故重沸器火管表面平均熱通量采用20.5 kW/m2。由上式算出，重沸器火管傳熱面積為0.1463 m2?？紤]富裕熱負(fù)荷取熱負(fù)荷為3.0kw。殼體設(shè)計(jì)壓力取0.25mpa,殼體規(guī)格500850mm，壁厚不小于10mm.火筒直徑300mm,爐管直徑89mm，設(shè)計(jì)壓力2.5mpa。煙囪直徑300mm.查SY/T 0540加熱爐型式與基本參數(shù)選用碳鋼20，在250許用應(yīng)力11

47、0Mpa火管壁厚取火管Ø 300×9，長(zhǎng)850mm。2.4.3 循環(huán)泵11循環(huán)泵是脫水裝置中唯一的轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備，它使甘醇貧液增壓后進(jìn)入吸收塔。常用的循環(huán)泵有三種驅(qū)動(dòng)方式：高壓氣體驅(qū)動(dòng)、高壓液體驅(qū)動(dòng)和電驅(qū)動(dòng)。一般設(shè)置兩臺(tái)泵，每臺(tái)泵的能力都要滿(mǎn)足全部甘醇循環(huán)的需求，一開(kāi)一備。對(duì)大型裝置選擇電動(dòng)泵、水平或正位移泵。對(duì)小型的邊遠(yuǎn)裝置，經(jīng)常選用高壓液體或氣體驅(qū)動(dòng)的循環(huán)泵。將泵放在地面，對(duì)單位重量流體列伯努利方程，其中：=，略去，則該流量下的泵壓頭為：泵的有效功率為：2.4.4 閃蒸罐閃蒸罐的功能是閃蒸出溶液在TEG溶液中的烴類(lèi)，以防止溶液發(fā)泡。閃蒸罐的操作壓力為0.350.53MPa,溶

48、液在罐停留時(shí)間為520min，對(duì)于重?zé)N含量低的天然氣，一般停留10min左右。如果原料氣中所含重?zé)N和TEG溶液形成了乳狀液就會(huì)導(dǎo)致溶液發(fā)泡，此時(shí)應(yīng)使溶液升溫約65，停留時(shí)間達(dá)到20min左右才能使之破乳而閃蒸出烴類(lèi)。本設(shè)計(jì)停留時(shí)間取10min。閃蒸罐的尺寸可根據(jù)停留時(shí)間來(lái)確定，即：其中：V閃蒸罐中要求的沉積容積，;甘醇溶液循環(huán)量，；t停留時(shí)間，min。則：2.4.5貧/富甘醇換熱器貧/富液換熱器是用來(lái)控制閃蒸罐和過(guò)濾器的富液溫度，并回收貧液的熱量，使富液升到一定溫度后進(jìn)入再生塔，以減輕重沸器的熱負(fù)荷。最常用的為管殼式換熱器。貧/富甘醇進(jìn)口與出口溫度：貧甘醇進(jìn)口溫度199，出口溫度88；富甘醇進(jìn)

49、口溫度25，出口溫度t貧甘醇熱負(fù)荷貧甘醇在平均溫度為143的比熱容為2.82，貧甘醇熱負(fù)荷為：計(jì)算富甘醇出口溫度假定富甘醇出口溫度為121富甘醇（97.01%）在85.5時(shí)的比熱容為2.64由熱量平衡確定富甘醇的出口溫度，經(jīng)迭代計(jì)算得：則貧富液換熱器熱負(fù)荷為2.2980kw.h。2.5熱量衡算2.5.1重沸器重沸器通常為臥式容器，既可采用火管直接加熱也可以采用水蒸氣或熱油間接加熱。采用三甘醇脫水，重沸器火管傳熱表面熱流密度的正常圍是18一25，最高不超過(guò)3l ，由于甘醇在高溫會(huì)分解變質(zhì)，因此，重沸器溫度最高不能超過(guò)204。根據(jù)脫水量由下式估算：其中：脫除1kg水所需的重沸器熱負(fù)荷，：甘醇循環(huán)量

50、，水吸收1kg水所需三甘醇量：重沸器熱負(fù)荷為：考慮50%的設(shè)計(jì)裕量，故重沸器的熱負(fù)荷取3.0KW重沸器火管傳熱表面的熱流密度取20.5，故重沸器火管傳熱面積為：2.5.2貧/富甘醇換熱器 貧/富液換熱器是用來(lái)控制閃蒸罐和過(guò)濾器的富液溫度，并回收貧液的熱量，使富液升到一定溫度后進(jìn)入再生塔，以減輕重沸器的熱負(fù)荷。最常用的為管殼式換熱器。貧/富甘醇進(jìn)口與出口溫度：貧甘醇進(jìn)口溫度199，出口溫度為88；富甘醇進(jìn)口溫度為25，出口溫度設(shè)為t，貧甘醇熱負(fù)荷：貧甘醇在平均溫度為143的比熱容為2.82，貧甘醇熱負(fù)荷為：計(jì)算富甘醇出口溫度：假定富甘醇出口溫度為121富甘醇（97.01%）在85.5時(shí)的比熱容為

51、2.64由熱量平衡確定富甘醇的出口溫度，經(jīng)迭代計(jì)算得：則貧富液換熱器熱負(fù)荷為2.2980kw.h。其中：3 脫水裝置選型3.1 主要工藝設(shè)備（1）原料氣過(guò)濾分離器原料氣過(guò)濾分離器是濕天然氣所接觸的第一個(gè)設(shè)備，只要濕天然氣中含有液態(tài)水、烴與固體雜質(zhì)（石蠟、沙子、鉆井泥漿）等物質(zhì)中的任何一種，就會(huì)造成以下影響：1)降低甘醇溶液的脫水能力,使甘醇溶液起泡;2)引起甘醇較高的損失;3)增加甘醇溶液的循環(huán)量,降低吸收塔的吸收效率,增加吸收塔的維修量。過(guò)濾分離器的作用就是在濕天然氣脫水之前將這些液態(tài)和固態(tài)的雜質(zhì)分離出來(lái)。過(guò)濾分離器通常分為臥式或立式兩種類(lèi)型，海洋平臺(tái)一般采用臥式兩相或三相雙桶分離器，因?yàn)樗?/p>

52、與立式分離器相比易使液/液得到較好的分離，且部構(gòu)造較為簡(jiǎn)單。氣體處理量可根據(jù)修改的Stokes定律來(lái)確定，液體處理量則主要取決于液體在容器中的停留時(shí)間。表2-5為原料氣過(guò)濾器工藝參數(shù)要求。表2-5原料氣過(guò)濾分離器工藝參數(shù)與要求工藝參數(shù)技術(shù)指標(biāo)工作溫度，20工作壓力，kPa（絕）4000工況下氣相粘度Pa·s1.29×10-5結(jié)構(gòu)型式臥式工況下氣相流量，m3/h694.46所用材料16MnR工況下氣相密度，kg/m345.05過(guò)濾效率，%99.98%（固）、98%（液）（2）干氣出口分離器為除去干氣中的少量三甘醇液滴，工藝中設(shè)置有干氣出口分離器。由于干氣出口分離器進(jìn)料中甘醇量

53、相對(duì)較少，氣相流量較大，從經(jīng)濟(jì)效益出發(fā)，選用臥式重力分離器。干氣出口分離器的直徑按GB 50350-2005油氣集輸設(shè)計(jì)規(guī)中有關(guān)氣液分離器直徑計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算。干氣出口分離器的工藝參數(shù)與規(guī)格列于下表2-6。（3）吸收塔吸收塔（接觸塔）是二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霧器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(lèi)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、吸啦塔的溫度和壓力等參數(shù)后，根據(jù)貧

54、三甘醇濃度、三甘醇循環(huán)量和露點(diǎn)降之間的關(guān)系，來(lái)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。填料塔和板式塔的優(yōu)缺點(diǎn)比較如下表2-7：由于三甘醇溶液循環(huán)量很小，為有利于氣-液傳質(zhì)，保證塔板液封，增加操作彈性，故本設(shè)計(jì)采用泡罩塔。工藝數(shù)據(jù)如表2-8。表2-6干氣出口分離器工藝參數(shù)與規(guī)格設(shè)備名稱(chēng)干氣出口分離器選用值選用公稱(chēng)直徑，mm1200筒體長(zhǎng)度，mm6000捕霧器厚度，mm130材質(zhì)16MnR分離器壁厚，mm10表2-7 填料塔和板式塔的優(yōu)缺點(diǎn)比較9型式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)備注板式塔 1） 可在氣液比較低時(shí)使用，當(dāng)氣體流量較低時(shí)不會(huì)發(fā)生2）漏液或排干塔板上的液體3）技術(shù)發(fā)展成熟，應(yīng)用廣泛當(dāng)氣體流量過(guò)大時(shí)塔板上的“吹液”現(xiàn)象會(huì)惡化填料塔1） 當(dāng)處理量較高時(shí)，由于液體以潤(rùn)濕膜的形式流過(guò)填料表面，不受“吹液”現(xiàn)象響2） 由于液體受氣體攪動(dòng)程度相對(duì)低，有利于處理三甘醇溶液的起泡現(xiàn)象