c天然氣分子篩脫水裝置工藝設(shè)計

1、1.1設(shè)計要求原料氣壓力為4.5MPa,溫度30C ,工藝流程要求脫水后含水量在1ppm以下質(zhì), 采用球形4A分子篩吸附脫水,4A分子篩的顆粒直徑為3.2mm,堆密度為 660kg/m3,吸附周期采用8小時.其具體內(nèi)容如下：1 .繪制天然氣脫水工藝流程圖；2 .確定工藝流程的主要工藝參數(shù)；3 .對脫水系統(tǒng)中主要設(shè)備進行工藝計算,并確定主要設(shè)備的結(jié)構(gòu)尺寸和型號.4 .確定流程中主要管線的規(guī)格材質(zhì)、壁厚、直徑.5 .編寫工程設(shè)計書.6 .2設(shè)計范圍分子篩吸附塔裝置導(dǎo)熱油換熱單元過濾器再生氣別離器連接管道排污放空系統(tǒng)平安閥,調(diào)壓閥7 .3設(shè)計原那么1貫徹國家建設(shè)根本方針政策,遵循國家和行業(yè)的各項技術(shù)

2、標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn).2貫徹“平安、可靠的指導(dǎo)思想,緊密結(jié)合上、下游工程,以保證中央處理廠安 全、穩(wěn)定地運行.3根據(jù)高效節(jié)能、平安生產(chǎn)的原那么,采用先進實用的技術(shù)和自控手段,實行現(xiàn)代化 的治理模式,實現(xiàn)工藝、技術(shù)成熟可靠、節(jié)省投資、方便生產(chǎn).4充分考慮環(huán)境保護,節(jié)約能源.8 .4氣質(zhì)工況及處理規(guī)模氣體處理規(guī)模：100X104 m3/d原料氣壓力：4.5MPa原料氣溫度：30 C脫水后含水量： 4 Ppm天然氣氣質(zhì)組成見表1-1.表1-1天然氣組成表干基組分H2HeN2CO2C1C2mol%0.0970.0520.550.02694.5953.305組分C3iC4nC4iC5nC5C6+mol%0.730

3、.1210.1560.0560.0520.2621.5分子篩脫水工藝流程1.5.1 流程選擇本裝置所處理的濕凈化氣流量為 100X104m3/d 20C、101.325kPa標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下 對于這樣規(guī)模較大的分子篩脫水裝置,可以采用2個吸附塔或3個吸附塔兩種方案分 別簡稱兩塔方案、三塔方案.而相同工藝不同方案的操作情況與投資數(shù)據(jù)卻完全不 同,現(xiàn)將兩塔方案、三塔方案的操作情況與投資情況進行比擬, 從而選擇出最正確方案.在兩塔流程中,一塔進行脫水操作,另一塔進行吸附劑的再生和冷卻,然后切換 操作.在三塔或多塔流程中,切換的程序有所不同,通常三塔流程采用一塔吸附、一 塔再生、一塔冷吹同時進行.表1-2三

4、塔方案常規(guī)時間分配表吸附器08h8 16h16 24h分子篩月水塔A吸附加熱冷卻分子篩脫水塔B冷卻吸附加熱分子篩脫水塔C加熱冷卻吸附由表1-1可以看出,在三塔方案中,加熱爐連續(xù)工作,并且冷吹再生時間長,期 間的加熱、冷卻功率相對較小,三塔流程靈活性較高.表1-3兩塔方案常規(guī)時間分配表吸附器08h8 16h分子篩脫水塔A吸附加熱/冷卻分子篩脫水塔B加熱/冷卻吸附由表1-2可以看出,分子篩兩塔脫水裝置運行時,始終保持一塔處于吸附狀態(tài), 另一塔處于再生狀態(tài).因此,加熱爐操作不連續(xù),點火、停爐頻繁,不利于裝置的長 周期正常、平穩(wěn)運行,且會造成一定的熱損失.但兩塔流程簡單,其吸附時間增長,能耗大大降低.

5、兩塔流程較三塔流程減少1座吸附塔,大大節(jié)約了設(shè)備采購費用.由 于設(shè)備數(shù)量的減少,操作維護費用也將大大降低.同時,由于減少了設(shè)備、工藝管線 的數(shù)量,實際上也相應(yīng)削減了管線、設(shè)備穿孔泄露的風(fēng)險,提升了平安可靠性.且吸 附、再生、冷卻過程為密閉過程,對環(huán)境污染少.兩塔流程由裝填有分子篩的兩個塔組成,假設(shè)塔2在進行枯燥,塔1在進行再生. 在再生期間,所有被吸附的物質(zhì)通過加熱而被脫吸,為該塔的下一個吸附周期作準(zhǔn)備. 濕原料氣一般經(jīng)原料氣過濾別離器,除去攜帶的液滴后自上而下地進入分子篩脫水塔 塔2,進行脫水吸附過程.脫除水后的干氣一般經(jīng)產(chǎn)品氣粉塵過濾器除去分子篩粉塵 后,作為本裝置產(chǎn)品氣輸送出去.且選用兩

6、塔流程仍有擴建空間.假設(shè)以后天然氣處理量逐步增大,可能導(dǎo)致分子篩 床層內(nèi)氣體流速增大,局部分子篩被擊碎,并被原料氣攜帶進入粉塵過濾器, 造成粉 塵過濾器濾網(wǎng)堵塞,裝置運行不平穩(wěn).那么可對分子篩脫水工藝流程進行改造, 在原兩 塔的根底上增加一臺同規(guī)格的分子篩枯燥塔,將 兩塔流程改為三塔流程,同時增 加配套的自控系統(tǒng),以完成擴建.因此,本設(shè)計中采取分子篩兩塔吸附脫水流程.1.5.2 分子篩脫水工藝流程介紹附圖1為吸附法脫水流程.原料氣自上而下流過分子篩吸附塔進行吸附脫水,脫水后的干氣含水小于1ppm,分子篩出口原料氣經(jīng)分子篩出口過濾器除去其中夾帶的 分子篩粉塵和雜質(zhì)后進制冷單元.分子篩枯燥器采用兩

7、塔操作流程,8小時自動切換1次,原料氣切換到已再生完 畢的分子篩吸附塔進行吸附脫水, 水飽和的吸附塔經(jīng)再生、冷吹完成再生過程.再生 氣可以用干氣或原料氣,將氣體用熱油導(dǎo)熱的方式進行加熱, 加熱到一定溫度后,進 入吸附塔再生.當(dāng)床層出口氣體溫度升至預(yù)定溫度后,那么再生完畢.此時將加熱器停 用,再生氣經(jīng)旁通入吸附塔,用于冷卻再生床層.當(dāng)床層溫度冷卻到要求溫度時又可 開始下一循環(huán)的吸附.吸附塔出再生氣經(jīng)再生氣冷卻器冷卻, 進入再生氣別離器,分 出游離水后作為生活及裝置用氣.吸附操作時塔內(nèi)氣體流速最大,氣體從上向下流動,這樣可使吸附劑床層穩(wěn)定, 不致動亂.再生時,氣體從下向上流動,一方面可以脫除靠近進

8、口端被吸附的物質(zhì), 并且不使其流過整個床層.另外,可使床層底部枯燥劑得到完全再生,由于床層底部是濕原料氣吸附枯燥過程最后接觸的部位,直接影響流出床層的枯燥天然氣質(zhì)量.1.6遵循的主要標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)SY/T0076-2003?天然氣脫水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?HG/T20570.2-95?平安閥的設(shè)置和選用?SY/T0524-2021?導(dǎo)熱油加熱爐系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)?GB/T8163-2021?輸送流體用無縫鋼管?GB/T17395-2021?無縫鋼管尺寸、外形、重量及允許偏差?GB50251-2003?輸氣管道工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?GB50350-2005?油氣集輸設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?GB8770-1988?分子篩動態(tài)水吸附測定方法?GB

9、/T9019-2001?壓力容器公稱直徑?GB150-1998?鋼制壓力容器?SH3098-2000?石油化工塔器設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?JB731-2021?鍋爐和壓力容器用鋼板?SY/T0515-2007?油氣別離器標(biāo)準(zhǔn)?HGT21618-1998?絲網(wǎng)除沫器?2工藝參數(shù)及設(shè)備選型2.1工藝參數(shù)優(yōu)選分子篩脫水由吸附和再生兩局部組成, 吸附采用雙塔流程,再生加熱氣和冷吹氣 采用干氣,加熱方式采用導(dǎo)熱油爐加熱.其主要設(shè)備由分子篩吸附器、再生氣加熱爐、 再生氣冷卻器、再生氣別離器.選用4A分子篩脫水,其特性如下：分子篩粒子類型：直徑3.2mm球形分子篩的有效濕容量：8kg (水)/100kg (分子篩)分子篩

10、堆積密度：660kg/m3分子篩比熱：0.96kJ/ (kg C)瓷球比熱：0.88kJ/ (kg )操作周期為8小時,再生加熱時間為4.5小時,再生冷卻時間為3.2小時,操作 切換時間為0.3小時.加熱爐進口溫度為30C,加熱爐出口溫度為275C.由HYSYS軟件計算出的根底數(shù)據(jù)如下：原料氣壓力：4.5MPa原料氣溫度：30 C床層溫度：35 C天然氣氣體流量：29743.34kg/h飽和含水量：34.76kg/h天然氣相對濕度：100%天然氣在4.5MPa、30 c下的密度：33.89kg/m3天然氣在4.5MPa、30c時粘度：0.0125cP再生加熱氣進吸附器的壓力：4500kPa再生

11、加熱氣進吸附器的溫度：260c再生加熱氣出吸附器的溫度：200c再生氣在260C、4500kPa下的密度：17.44kg/m3再生氣在 260C、4500kPa 的熱始：-3826kJ/kg再生氣在 117.5C、4500kPa 的熱始：-4226kJ/kg再生氣在 275C、4500kPa 的熱始：-3780kJ/kg干氣溫度：30C干氣壓力：4500kPa干氣將床層冷卻到：30 C干氣在 30 C、4500kPa的密度：33.88 kg/m3干氣在 30C、4500kPa的熱始：-4448kJ/kg干氣在 130 C、4500kPa 的熱始：-4193kJ/kg干氣在30 C、4500kP

12、a下的低位熱值：49210kJ/kg2.2物料平衡表表2-1100 X104?m 3/d?天然氣分子篩脫水裝置設(shè)計 ？物料表物料流1234567氣體分率11110.982510溫度,C3035302603029.8729.87壓力,KPa4500450045004500448044504450摩爾流量,kmol/h1736.8351734.903180.8180.8180.8177.6283.172質(zhì)量流量,kg/h29743.3529708.553096.033096.033099.033041.8957.14液體體積流量,m3/h95.6595.619.969.969.849.780.06

13、熱流里,kJ/h-1.33E+08-1.32E+08-1.38E+07-1.18E+07-1.45E+07-1.36E+07-9.06E+05質(zhì)量密度,kg/m317.12517.12417.12417.12417.14117.12518.015分子量33.8933.1333.8817.4434.3333.491005.01壓縮因子0.902310.90790.902310.9968一0.90310.0317:粘度,cp0.01250.01260.01250.0184一0.01240.7995組成(mol%)氫氣0.096910.09700.097010.09700.09520.09690.0

14、0001氨氣0.05190.05200.05200.05200.05100.05190.0000氮氣0.054940.55000.55000.55000.53970.54940.0003 1二氧化碳0.02600.02600.02600.02600.02550.02600.0004甲烷94.4898 94.595094.595094.595092.832094.48960.00001乙烷3.30133.30503.30503.30503.24343.30130.0000丙烷0.72920.73000.73000.73000.71640.72920.0000異丁烷0.12090.12100.12

15、100.12100.11870.12090.0000止烷0.15580.15600.15600.15600.15310.15580.0000異戊烷0.05590.05600.05600.05600.05500.05590.0000正戊烷0.05190.05200.05200.05200.05100.05190.0000正己烷0.25970.26000.26000.26000.25520.25970.0000水0.11120.00000.00000.00001.86370.111499.99932.3分子篩吸附器的選型分子篩脫水屬于吸附法脫水,一般用于水露點要求限制較低的場合, 具露點深度可達

16、到-90C,保證含水量在1ppm以下.分子篩脫水有兩塔和三塔流程之分. 由于分子篩 的吸附和再生過程中的溫度 壓力的循環(huán)變化,分子篩枯燥器的設(shè)計制造要求嚴格, 本錢較0運行一段時問后,分子篩出口氣體中往往攜帶分子篩粉塵, 可利用多濾芯的粉塵 過濾器凈化天然氣.氣體從外外表進入濾芯,雜質(zhì)被阻擋在濾體外表和內(nèi)部,在濾芯 外表形成一層均勻的濾餅,由于顆粒的架橋效應(yīng),而進一步提升了過濾精度.生產(chǎn)實 踐中,工廠技術(shù)人員可根據(jù)氣質(zhì)條件及運行時問長短來決定濾芯更換頻率.表2-2吸附器計算選型結(jié)果表吸附器內(nèi)徑mmDN1600設(shè)計壓力MPa5設(shè)計溫度C300床層局度mm3700筒體壁厚mm39筒體材料16MnR

17、 (Q345R)操作周期h8 再生加熱時間4.5,冷吹時間3.2,切換時間0.3 封頭類型橢圓式封頭回立式筒體高度mm4500分子篩類型4A條形分子篩裝填順序由卜至上分子篩厚度mm2500封頭內(nèi)徑mm1600材料16MnR低合金壓力容器用鋼厚度mm12質(zhì)里kg276.37裙座回圓筒形裙座質(zhì)里kg473.7壁厚mm12外徑mm1624高度m 12.4粉塵過濾器的選型吸附塔單元后,設(shè)置粉塵過濾器,對天然氣進行精細過濾,除去粒徑1 m勺塵埃等.精細過濾設(shè)備選擇由多層高密度網(wǎng)格材料形成的、兼?zhèn)浜穸刃秃婉薨櫺吞攸c的聚結(jié)濾芯,考慮到不同大小的雜質(zhì)在氣流中表現(xiàn)出的不同特性較大的顆粒呈直線運動,較小的顆粒做布

18、朗運動,采用篩、擋和阻的方式,捕捉雜質(zhì)微粒.在氣質(zhì)惡化 或長時問運行后,濾芯的壓差會上升得很快,到達一定值時,就必須及時更換濾芯.在設(shè)備人口處設(shè)置隔離擋板,防止進入設(shè)備的氣體接觸到已別離出的液體,并減少液體被重新帶人氣體中的時機.減少已別離液體的攜帶量是提升別離效率的有益補充.本設(shè)計采用兩個SBFQ系列型粉塵過濾器并聯(lián)使用.SBFQ型氣體過濾器是一種 新型、高效氣體除塵設(shè)備,廣泛用于石油、天然氣工業(yè)部門一般含塵量的氣體主管線 和旁通管.亦是城市天然氣、煤制氣輸配系統(tǒng)平安、可靠運行不可缺少的氣體凈化設(shè) 備.具有結(jié)構(gòu)先進、除塵效率高、操作維護方便等優(yōu)點.選型結(jié)果見表2-3.表2-3粉塵過濾器規(guī)格-

19、J設(shè)備名稱 工幺參數(shù)及幾何尺寸粉塵過濾器工作溫度,C30工作壓力,kPa4500氣體體積流量,m3/h896.8過濾精度,5過濾器計算截面積,m20.097過濾器選用外徑,mm300過濾器型號SBFQ300-4.5/5 C2.5再生氣加熱爐的選取本設(shè)計主要采用導(dǎo)熱油供熱系統(tǒng)進行加熱.導(dǎo)熱油供熱系統(tǒng)以導(dǎo)熱油為載熱體.導(dǎo)熱油在爐中加熱后,利用熱油泵將其送給 各用熱設(shè)備,再返回爐中重新加熱,從而形成閉路循環(huán).導(dǎo)熱油作為工業(yè)傳熱介質(zhì)具有 以下特點：在幾乎常壓的條件下,可以獲得很高的操作溫度.即可以大大降低高溫加 熱系統(tǒng)的操作壓力和平安要求,提升了系統(tǒng)和設(shè)備的可靠性；可以在更寬的溫度范圍 內(nèi)滿足不同溫度

20、加熱、冷卻的工藝需求,或在同一個系統(tǒng)中用同一種導(dǎo)熱油同時實現(xiàn) 高溫加熱和低溫冷卻的工藝要求.即可以降低系統(tǒng)和操作的復(fù)雜性；省略了水處理系 統(tǒng)和設(shè)備,提升了系統(tǒng)熱效率,減少了設(shè)備和管線的維護工作量.即可以減少加熱系 統(tǒng)的初投資和操作費用；在事故原因引起系統(tǒng)泄漏的情況下,導(dǎo)熱油與明火相遇時有 可能發(fā)生燃燒,這是導(dǎo)熱油系統(tǒng)與水蒸氣系統(tǒng)相比所存在的問題. 但在不發(fā)生泄漏的 條件下,由于導(dǎo)熱油系統(tǒng)在低壓條件下工作,故其操作平安性要高于水和蒸汽系統(tǒng).2.5.1 工藝流程主要設(shè)備有：導(dǎo)熱油爐、熱油主循環(huán)泵、熱油輔循環(huán)泵、膨脹罐.整個供熱系統(tǒng)主要由導(dǎo)熱油爐、燃燒器、膨脹罐、儲油罐、熱油循環(huán)泵、供熱管網(wǎng)和熱用戶

21、組成.其加熱原理是燃料經(jīng)燃燒器充分燃燒后產(chǎn)生的高溫火焰和煙氣,通過輻射和對流方式加熱爐管中的導(dǎo)熱油, 熱油到達設(shè)定的溫度后在主循環(huán)泵的驅(qū)動下 將熱能帶出,一局部以液相方式直接輸至再生氣加熱器加熱再生氣,另一局部那么通過溫度限制流量調(diào)節(jié)閥與回流低溫?zé)嵊蜏p溫混合到達低溫位熱用戶其中低溫位系統(tǒng)設(shè) 獨立的熱油輔循環(huán)泵提供系統(tǒng)循環(huán)動力.該系統(tǒng)中各工藝用熱設(shè)備內(nèi)的導(dǎo)熱油以自身的顯熱方式與用戶進行熱交換,梯級利用后,經(jīng)熱油主循環(huán)泵回輸至導(dǎo)熱油爐繼續(xù)加熱,形成一個完整的閉合回路,往復(fù) 循環(huán)使用.導(dǎo)熱油受熱膨脹時的體積增加量由膨脹罐來吸收, 儲油罐主要是用來存儲 系統(tǒng)導(dǎo)熱油和接收膨脹罐溢流出的導(dǎo)熱油.2.5.2

22、 導(dǎo)熱油的選型導(dǎo)熱油爐的流速,國外文獻推薦為 24m/s.由于油品儲運加熱系統(tǒng)負荷波動較 大,因此要求在導(dǎo)熱油供回油管道上設(shè)一旁通閥或壓控閥組,當(dāng)外界負荷降低時,導(dǎo)熱油的循環(huán)量下降,為了保證導(dǎo)熱油爐內(nèi)的流速,可翻開旁通閥或壓控閥組,將一部 分導(dǎo)熱油通過旁路回到導(dǎo)熱油爐,以增加進入爐內(nèi)的導(dǎo)熱油流量.國內(nèi)目前設(shè)計導(dǎo)熱油流速一般取 2.53m/s,此設(shè)計中取導(dǎo)熱油流速為 3m/s,經(jīng) 比擬YDX系列,X6D系列,JD系列導(dǎo)熱油的比熱,密度及熱功率后,導(dǎo)熱油型號 選才？YD325導(dǎo)熱油,由于它的比熱更大,密度較輕且發(fā)熱功率更大.表2-4導(dǎo)熱油系統(tǒng)選型結(jié)果表導(dǎo)熱油爐型號QX1.2 (125) -Y/Q-

23、1200KW導(dǎo)熱油型號YD325導(dǎo)熱油流速(m/s)3總循環(huán)油量(m3/h)32.6另附導(dǎo)熱油爐 QX1.2 (125) -Y/Q-1200KW 和導(dǎo)熱油YD325的技術(shù)參數(shù):表2-5導(dǎo)熱油爐技術(shù)參數(shù)Hit 設(shè)備Z稱額定熱功率(MW)熱效率(%)設(shè)計壓力(MPa)最高介質(zhì) 溫度(C)循環(huán)油量 (m3/h)QX1.2(100)-Y/Q1.280135065表2-6 YD 325導(dǎo)熱油工藝參數(shù)表j-溫度.(C) 物理新性50100150200250300350密度(kg/m3)1007972936910874845821比熱 C(kJ/kg C )1.8842.06662.23952.41242.

24、58532.75832.896熱功率(MW )1.65732.6再生氣別離器的選型根據(jù)100萬方分子篩脫水工藝流程圖,本裝置中含有一個再生氣別離器,其中液量較少,從經(jīng)濟效益出發(fā),選用立式重力別離器.計算結(jié)果及選型結(jié)果見表2-7表2-7再生別離器計算結(jié)果及選型結(jié)果一設(shè)備名稱X2參藪及幾何尺寸_再生氣別離器操作溫度,C30操作壓力,MPa4.48原 始工況下氣體流量,m/s0.0251工況下氣相密度,kg/m333.85數(shù) 據(jù)工況下液相密度,kg/m31005工況下氣體粘度,mPa s0.01247工況下氣體的壓縮因子0.9025型式立式重力式計算f - ( Re2)0.00274阻力系數(shù)54值液

25、滴沉降速度,m/s0.026別離器直徑計算值,m0.039捕霧器氣流允許速度,m/s0.43捕霧器面積計算值,m20.059續(xù)表2-7設(shè)備名稱再生氣別離器選 用 值選用公稱直徑,mm600筒體長度,mm1800捕霧器厚度,mm150材質(zhì)16MnR型號LE0.6X1.8-4.48/2后效容積,m30.62.7平安閥的選型根據(jù)HG/T20570.2-95?平安閥的設(shè)置和選用?和油?氣田常用閥門手冊?選用A42Y-64型彈簧封閉全啟式平安閥.其主要參數(shù)如表2-8:表2-7再生別離器計算結(jié)果及選型結(jié)果 -然名稱X 2參藪會冗何尺寸- J再生氣別離器原 始 數(shù) 據(jù)操作溫度,C30操作壓力,MPa4.48

26、工況下氣體流量,m/s0.0251工況下氣相密度,kg/m333.85工況下液相密度,kg/m31005工況下氣體粘度,mPa s0.01247工況下氣體的壓縮因子0.9025型式立式重力式平安閥類型A42Y-64 型省噌封閉全啟式平安閥泄放量kg/h29743.34開啟壓力MPa4.95MPa826通道截面積mm2公稱通徑(mm)DN35公稱壓力(MPa)6.4平安閥類型A42Y-64型彈簧封閉全啟式平安閥泄放量,kg/h29743.34開啟壓力,MPa4.95MPa通道截回積,mm2826公稱通徑,mmDN35公稱壓力,MPa6.4表2-12平安閥的選型結(jié)果2.8 管線的選型根據(jù)?輸送流體

27、用無縫鋼管?(GB/T8163-2021),選擇系統(tǒng)內(nèi)用無縫鋼管管材 為無縫鋼管20號.缶為245MP.那么可根據(jù)?無縫鋼管尺寸、外形、重量及允許偏差? (GB/T17395-2021)選擇較為適宜的無縫鋼管外徑及標(biāo)準(zhǔn)壁厚.管線選型結(jié)果如表2-9所示.表2-9管線選型結(jié)果管線原料氣進塔 管線原料氣出塔 管線再生氣進塔 管線再生氣出爐 管線再生氣出塔 管線再生氣進分 離器管線再生氣出分 離器氣相 管線再生氣出分 離器液相管 線流體介質(zhì)天然氣天然氣天然氣天然氣天然氣天然氣天然氣水基設(shè)計溫度,C505050250250505050礎(chǔ)數(shù)設(shè)計壓力,Mpa55555555據(jù)工況下的輸量,m3/s0.243

28、80.24910.02540.04930.04340.02550.02521.6E-05經(jīng)濟流速,m/s101010101010101計計算管線內(nèi)徑,mm17717857807557574.5算 數(shù)計算管線壁厚,mm4.154.172.032.442.352.042.061.1據(jù)計算管線外徑,mm185.3186.3461.0684.8879.761.0861.126.7選取管線外徑,mm19019060898960608選 型選取管線壁厚,mm772.2442.22.21.7結(jié) 果管線規(guī)格 190X7 190X7 60X2.2 89X4 89X4 60X2.2 60X2.2 10X 1.5管

29、線材質(zhì)無縫鋼管20#無縫鋼管20#無縫鋼管20#無縫鋼管20#無縫鋼管20#無縫鋼管20#無縫鋼管20#無縫鋼管20#實際流速,m/s10.0310.2410.479.578.4310.5110.590.962.9 材料設(shè)備表表2-10材料設(shè)備附表廳P名稱及規(guī)格單位數(shù)量一工藝設(shè)備1埋地臥式儲油罐15 m3個330 m3個12立式重力別離器個13天然氣壓縮機個14籃式過濾器SBL14臺25污水罐座16調(diào)壓計量撬裝套17高壓儲氣井口68臥裝籃式過濾器SBL-W臺19調(diào)壓器1/-NPT-627PN4.0MPa臺11/-NPT-HSRPN1.6MPa臺110配套閥門管線套1一閥門1不銹鋼閘閥Z41WP

30、N1.6DN80只10Z41WPN1.6DN20只102高壓閘閥Z41H-40CPN25DN25只223高壓焊接球閥PN25DN25只204焊接球閥PN1.6DN14只13PN1.6DN16只8PN1.6DN18只8續(xù)表2-10廳P名稱及規(guī)格單位數(shù)量PN1.6DN20只45平安閥A42Y-16CPN1.6DN80只1A42Y-320PN25DN25只26不銹鋼螺紋截止閥PN1.6DN80只5三儀表1不銹鋼雙金屬溫度計(徑向)測量范圍：0400 c只12全不銹鋼壓力表Y-50B-Z 測量范圍-0.10.9MPa只8Y-100B 測量范圍-0.140MPa只83計算書3.1吸附計算3.1.1吸附器

31、直徑計算通過HYSYS軟件,處理量為1736.8kmol/h原料氣在4500kPa 30c的飽和含水量為0.1112% (摩爾分數(shù)).按全部脫去考慮,需脫水量：0.001112 1736.8 1000 0.018 34.76kg/h.吸附周期T=8h,總共脫水：8 34.76 278.12kg.操作條件(30C, 4.5MPa)下氣體體積流量：Q=877.74m3/h操作條件(30C, 4.5MPa)下氣體質(zhì)量流量：Gg 2974334kg/h.分子篩密度 b 660kg/m3,分子篩Dp 0.0032m.即可根據(jù)雷督克斯的半經(jīng)驗公式求得吸附塔直徑,半經(jīng)驗公式如下：G C b gDp 0.5(

32、3.1)式中G允許的氣體質(zhì)量流速,kg/(m2 s)；C系數(shù),氣體自上向下流動,取 0.250.32;自下向上流動,取0.167;b分子篩的堆密度,kg/m3;g氣體在操作條件下的密度,kg/m3;Dp分子篩的平均直徑(球形)或當(dāng)量直徑(條形),m.分子篩密度 b 660kg/m3,分子篩Dp 0.0032m.因此,吸附塔的截面積：2F 29743 .34 16401 .5251 .8134 m .直徑：_一 _05_D (1.8134/0.785).1.52m,取 1600mm,那么 F=2.0096m2.3.1.2吸附器高徑比計算分子篩有效吸附容量取8kg (水)/100kg (分子篩)吸

33、附塔需裝分子篩：那么分子篩的體積為：3V 3589 /660 5.44m取20%的裕量,1.2V=1.2 5.44=6.528m3床層高：1.2V6.528hT 3.248m ,取 3.2m,圖徑比約 3.2/1.6 2.F 2.00963.1.3吸附傳質(zhì)區(qū)長度hz的計算由?天然氣脫水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?：hz1.41A0.7895q0.55060.2646vg(3.2)式中Hz吸附傳質(zhì)區(qū)長度,m；A系數(shù),分子篩A=0.6,硅膠A=1,活性氧化鋁A=0.8;q床層截面積的水負荷,kg/(m2 h)；vg空塔線速,m/min；進吸附塔氣體相對濕度,%.q=34.76/2.0096=17.30kg/(m2

34、h)氣體流速：可見,無論是床層界面的水負荷或空塔流速都無問題,hT都大于2hz03.1.4吸附劑的有效吸附容量校核由?天然氣脫水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?：xh t XShT0.45hZXS(3.3)式中XX sHt hz-吸附劑的有效吸附容量,kg水/100kg吸附齊動態(tài)平衡濕容量,kg水/100kg吸附劑；吸附塔床層高度,m；傳質(zhì)區(qū)長度,Xsm.0.08 3.23.2 0.45 0.79610.0901 (kg水/kg 分子篩)吸附劑的動態(tài)平衡濕容量 Xs大于吸附劑的有效吸附容量( 層圖度滿足要求.X=8%),那么分子篩床3.1.5轉(zhuǎn)效點計算由?天然氣脫水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?：0.01X bhT (3.4) q式中

35、(B到達轉(zhuǎn)效點時間,h;3分子篩的堆密度,kg/m3;x選用的分子篩有效吸附容量,%;hT整個床層長度,m；q床層截面積的水負荷,kg/(m2 h)8=660kg/m3; x=8%; hT=3.2m； q=17.30kg/(m2 h)0.01 8 660 3.2B17 .39.77 h 8h,符合設(shè)計要求.3.1.6吸附塔壓力降計算由?天然氣脫水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?： 計算式如下：P/L2 , vg C gvg (3.5)式中4P壓降,kPa；L床層Hj度,m -體本度,mPa s；vg氣體流速,m/min；pg氣體操作狀態(tài)下的密度, 分子篩選用3.2mm直徑球形,kg/m3查得那么 B=4.155,

36、C=0.00135o=0.0125mPa,- s溫度30C,壓力4500kPa的操作條件下, pg=33.89kg/m3, 氣體流速 vg=7.278m/min.標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定吸附時氣體通過床層的壓降宜小于等于0.035MPa,不宜高于0.055MPa,否那么應(yīng)重新調(diào)整空塔氣速.此處所算壓降滿足標(biāo)準(zhǔn)要求,無須重新調(diào)整空塔氣速.再生加熱和冷卻時壓降都很小,可不計算.3.1.7吸附器平安閥的計算根據(jù)HG/T20570.2-95?平安閥的設(shè)置和選用?計算：(1)平安閥的泄放量平安閥的泄放量應(yīng)根據(jù)具體工藝過程來確定.本設(shè)計平安閥的泄放量均認為單位 時間內(nèi)流過設(shè)備的氣體質(zhì)量流量,即 Gg=Gg 29743.3

37、4kg/h 0(2)平安閥的設(shè)定壓力(或開啟壓力)平安閥開始起跳時的進口壓力稱為平安閥的開啟壓力或設(shè)定壓力.它應(yīng)等于或小于受壓設(shè)備或管道的設(shè)計壓力.可按下面方法確定：當(dāng) P0 1.8MPaP寸,Po=P+0.18MPa當(dāng) 1.8MPa7.5MPa 時,Po=1.05P(3.6)式中P被保護設(shè)備或管道操作絕對壓力,MPa；P0平安閥設(shè)定壓力,MPa吸附塔操作壓力 P=4.5MPa,由于1.8MPa 4500kPa 的熱燃：-3826kJ/kg. 每千克再生氣給出熱量：qH h 260 h 117.538264226400 kJ/kg每小時需再生氣量：q 831939.5/400 2079.8kg

38、/h換算成標(biāo)準(zhǔn)條件下(20C, 101.325kPa)的體積流量為2913.7m3/h. 加熱氣所需面積效核：再生加熱氣4500kPa, 260c下的pg=17.44kg/m3,氣體從下往上流那么 C取0.167, 加熱氣允許質(zhì)量流量：_050 5G C b gDp 0.167 660 17.44 0.00322.48kg/ (m2 s)再生加熱氣所需面積：l q 2079.82F - 0.233 mG 2.48 3600吸附器的床層面積為2.0096m2,所以滿足要求.3.3.3 冷卻氣量計算將床層溫度自230c冷卻到30C,那么冷卻熱負荷如下：Q14244.3 0.96(23030)814

39、905.6 kJQ211277.7 0.5(23030)1127770 kJQ42021.6 0.88(23030)353689.6 kJ加上10%的裕量:Q冷1.1( QiQ2Q4)2526001 .72 kJ設(shè)冷卻時間3.2小時,每小時移去熱量2526001.72/3.2 789375.5kJ/h0 冷卻氣進口溫度30C,壓力4500kPa,其熱始為-4448kJ/kg.而出口平均溫度 4 0.5 230 30130 C,壓力4500kPa,其熱始為-4193kJ/kg每千克再生氣給出熱量：qHh130 h 3041934448 255kJ/kg每小時需冷卻氣量：q 789375 .5/2

40、553095.6kg/h換算成標(biāo)準(zhǔn)條件下(20C, 101.325kPa)的體積流量為4336.8m3/h. 冷卻氣所需面積效核：冷卻氣4500kPa, 30c下的 卬為33.88 kg/m3,氣體從下往上流那么 C取0.167,加 熱氣允許質(zhì)量流量：_050 59.G C b gDp 0.167 660 33.88 0.00323.457kg/ (m2s)再生加熱氣所需面積：q 3095.62F0.2487m2G 3.457 3600吸附器的床層面積為2.0096 m2,所以滿足要求.冷吹氣量和熱吹氣,不等.實際操作中考慮到氣量波動,為了使裝置操作平穩(wěn), 冷吹氣量和熱吹氣量均采用 4336.

41、8m3/h (20C, 101.325kPaj).根據(jù)SY.T0076-2003?天然氣脫水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?介紹,床層不能有任何摩擦和振動, 所以吸附與再生進行切換時應(yīng)限制升壓與泄壓速度,一般要求小于0.3MPa/min.此設(shè)計的吸附塔吸附、再生、冷卻均在4.5MPa的操作壓力下進行,床層運行穩(wěn)定.3.4 熱油導(dǎo)熱工藝計算及設(shè)備選型3.4.1 導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng)設(shè)計負荷計算設(shè)進加熱爐干氣溫度30 C,出加熱爐氣體溫度比進吸附器溫度再高15 C,即275 C, 4500kPa的熱始為-3780kJ/kg,在 30 C、 4500kPa 的熱始為-4448kJ/kg.4448 /3600 574.4 kWQ1 q