天然氣分子篩脫水裝置工藝設(shè)計(jì)說明書

PAGE1天然氣分子篩脫水裝置工藝設(shè)計(jì)說明書1概述1.1設(shè)計(jì)要求原料氣壓力為4.5MPa，溫度30℃，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，已知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：繪制天然氣脫水工藝流程圖；確定工藝流程的主要工藝參數(shù)；對脫水系統(tǒng)中主要設(shè)備進(jìn)行工藝計(jì)算，并確定主要設(shè)備的結(jié)構(gòu)尺寸和型號。確定流程中主要管線的規(guī)格（材質(zhì)、壁厚、直徑）。編寫工程設(shè)計(jì)書。1.2設(shè)計(jì)范圍分子篩吸附塔裝置導(dǎo)熱油換熱單元過濾器再生氣分離器連接管道排污放空系統(tǒng)安全閥，調(diào)壓閥1.3設(shè)計(jì)原則貫徹國家建設(shè)基本方針政策，遵循國家和行業(yè)的各項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。貫徹“安全、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(yùn)行。根據(jù)高效節(jié)能、安全生產(chǎn)的原則，采用先進(jìn)實(shí)用的技術(shù)和自控手段，實(shí)行現(xiàn)代化的管理模式，實(shí)現(xiàn)工藝、技術(shù)成熟可靠、節(jié)省投資、方便生產(chǎn)。充分考慮環(huán)境保護(hù)，節(jié)約能源。1.4氣質(zhì)工況及處理規(guī)模氣體處理規(guī)模：100×104m3/d原料氣壓力：4.5MPa原料氣溫度：30℃脫水后含水量：≤1ppm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%0.730.1210.1560.0560.0520.2621.5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100×104m3/d（20℃、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(jìn)行比較，從而選擇出最佳方案。在兩塔流程中，一塔進(jìn)行脫水操作，另一塔進(jìn)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(jìn)行。表1-2三塔方案（常規(guī)）時間分配表吸附器0～8h8～16h16～24h分子篩脫水塔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0～8h8～16h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(yùn)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(diǎn)火、停爐頻繁，不利于裝置的長周期正常、平穩(wěn)運(yùn)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。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(fèi)用。由于設(shè)備數(shù)量的減少，操作維護(hù)費(fèi)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(shí)際上也相應(yīng)削減了管線、設(shè)備穿孔泄露的風(fēng)險，提高了安全可靠性。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(jìn)行干燥,塔1在進(jìn)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)原料氣過濾分離器,除去攜帶的液滴后自上而下地進(jìn)入分子篩脫水塔(塔2),進(jìn)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。且選用兩塔流程仍有擴(kuò)建空間。若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，部分分子篩被擊碎，并被原料氣攜帶進(jìn)入粉塵過濾器，造成粉塵過濾器濾網(wǎng)堵塞，裝置運(yùn)行不平穩(wěn)。則可對分子篩脫水工藝流程進(jìn)行改造，在原兩塔的基礎(chǔ)上增加一臺同規(guī)格的分子篩干燥塔，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(kuò)建。因此，本設(shè)計(jì)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(jìn)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(jìn)制冷單元。分子篩干燥器采用兩塔操作流程，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(jìn)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(jìn)行加熱，加熱到一定溫度后，進(jìn)入吸附塔再生。當(dāng)床層出口氣體溫度升至預(yù)定溫度后，則再生完畢。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(jìn)入再生氣分離器，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，不致動蕩。再生時，氣體從下向上流動，一方面可以脫除靠近進(jìn)口端被吸附的物質(zhì)，并且不使其流過整個床層。另外，可使床層底部干燥劑得到完全再生，因?yàn)榇矊拥撞渴菨裨蠚馕礁稍镞^程最后接觸的部位，直接影響流出床層的干燥天然氣質(zhì)量。1.6遵循的主要標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范SY/T0076-2003《天然氣脫水設(shè)計(jì)規(guī)范》HG/T20570.2-95《安全閥的設(shè)置和選用》SY/T0524-2008《導(dǎo)熱油加熱爐系統(tǒng)規(guī)范》GB/T8163-2008《輸送流體用無縫鋼管》GB/T17395-2008《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(jì)規(guī)范》GB50350-2005《油氣集輸設(shè)計(jì)規(guī)范》GB8770-1988《分子篩動態(tài)水吸附測定方法》GB/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(jì)規(guī)范》JB731-2008《鍋爐和壓力容器用鋼板》SY/T0515-2007《油氣分離器規(guī)范》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部分組成，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、再生氣分離器。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）分子篩堆積密度：660kg/m3分子篩比熱：0.96kJ/（kg·℃）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(jìn)口溫度為30℃，加熱爐出口溫度為275℃。由HYSYS軟件計(jì)算出的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)如下：原料氣壓力：4.5MPa原料氣溫度：30℃床層溫度：35℃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℃下的密度：33.89kg/m3天然氣在4.5MPa、30℃時粘度：0.0125cP再生加熱氣進(jìn)吸附器的壓力：4500kPa再生加熱氣進(jìn)吸附器的溫度：260℃再生加熱氣出吸附器的溫度：200℃再生氣在260℃、4500kPa下的密度：17.44kg/m3再生氣在260℃、4500kPa的熱焓：-3826kJ/kg再生氣在117.5℃、4500kPa的熱焓：-4226kJ/kg再生氣在275℃、4500kPa的熱焓：-3780kJ/kg干氣溫度：30℃干氣壓力：4500kPa干氣將床層冷卻到：30℃干氣在30℃、4500kPa的密度：33.88kg/m3干氣在30℃、4500kPa的熱焓：-4448kJ/kg干氣在130℃、4500kPa的熱焓：-4193kJ/kg干氣在30℃、4500kPa下的低位熱值：49210kJ/kg2.2物料平衡表表2-1100×104

m3/d

天然氣分子篩脫水裝置設(shè)計(jì)

物料表物料流1234567氣體分率11110.982510溫度，℃3035302603029.8729.87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熱流量，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0.90230.90790.90230.9968—0.90310.0317粘度,cp0.01250.01260.01250.0184—0.01240.7995組成（mol%）氫氣0.09690.09700.09700.09700.09520.09690.0000氦氣0.05190.05200.05200.05200.05100.05190.0000氮?dú)?.054940.55000.55000.55000.53970.54940.0003二氧化碳0.02600.02600.02600.02600.02550.02600.0004甲烷94.489894.595094.595094.595092.832094.48960.0000乙烷3.30133.30503.30503.30503.24343.30130.0000丙烷0.72920.73000.73000.73000.71640.72920.0000異丁烷0.12090.12100.12100.12100.11870.12090.0000正丁烷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(diǎn)要求控制較低的場合，其露點(diǎn)深度可達(dá)到-90℃，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，分子篩干燥器的設(shè)計(jì)制造要求嚴(yán)格，成本較高。運(yùn)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。氣體從外表面進(jìn)入濾芯，雜質(zhì)被阻擋在濾體表面和內(nèi)部，在濾芯表面形成一層均勻的濾餅，由于顆粒的架橋效應(yīng)，而進(jìn)一步提高了過濾精度。生產(chǎn)實(shí)踐中，工廠技術(shù)人員可根據(jù)氣質(zhì)條件及運(yùn)行時問長短來決定濾芯更換頻率。表2-2吸附器計(jì)算選型結(jié)果表吸附器內(nèi)徑（mm）DN1600設(shè)計(jì)壓力（MPa）5設(shè)計(jì)溫度（℃）300床層高度（mm）3700筒體壁厚（mm）39筒體材料16MnR（Q345R）操作周期（h）8（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類型立式筒體高度（mm）4500分子篩類型4A條形分子篩裝填順序由下至上分子篩厚度（mm）2500封頭內(nèi)徑（mm）1600材料16MnR低合金壓力容器用鋼厚度（mm）12質(zhì)量（kg）276.37裙座類型圓筒形裙座質(zhì)量（kg）473.7壁厚（mm）12外徑（mm）1624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(jìn)行精細(xì)過濾，除去粒徑≥1m的塵埃等。精細(xì)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(diǎn)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(yùn)動，較小的顆粒做布朗運(yùn)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(yùn)行后，濾芯的壓差會上升得很快，達(dá)到一定值時，就必須及時更換濾芯。在設(shè)備人口處設(shè)置隔離擋板，避免進(jìn)入設(shè)備的氣體接觸到已分離出的液體，并減少液體被重新帶人氣體中的機(jī)會。減少已分離液體的攜帶量是提高分離效率的有益補(bǔ)充。本設(shè)計(jì)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)安全、可靠運(yùn)行不可缺少的氣體凈化設(shè)備。具有結(jié)構(gòu)先進(jìn)、除塵效率高、操作維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。選型結(jié)果見表2-3。表2-3粉塵過濾器規(guī)格設(shè)備名稱工藝參數(shù)及幾何尺寸粉塵過濾器工作溫度，℃30工作壓力，kPa4500氣體體積流量，m3/h896.8過濾精度，μm5過濾器計(jì)算截面積，m20.097過濾器選用外徑，mm300過濾器型號SBFQ300-4.5/5C2.5再生氣加熱爐的選取本設(shè)計(jì)主要采用導(dǎo)熱油供熱系統(tǒng)進(jìn)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(diǎn)：

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)的操作壓力和安全要求，提高了系統(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(shí)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，提高了系統(tǒng)熱效率，減少了設(shè)備和管線的維護(hù)工作量。即可以減少加熱系統(tǒng)的初投資和操作費(fèi)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，故其操作安全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，熱油達(dá)到設(shè)定的溫度后在主循環(huán)泵的驅(qū)動下將熱能帶出，一部分以液相方式直接輸至再生氣加熱器加熱再生氣，另一部分則通過溫度控制流量調(diào)節(jié)閥與回流低溫?zé)嵊蜏p溫混合達(dá)到低溫位熱用戶其中低溫位系統(tǒng)設(shè)獨(dú)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(jìn)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導(dǎo)熱油的選型導(dǎo)熱油爐的流速，國外文獻(xiàn)推薦為2~4m/s。由于油品儲運(yùn)加熱系統(tǒng)負(fù)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(fù)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，可打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(jìn)入爐內(nèi)的導(dǎo)熱油流量。國內(nèi)目前設(shè)計(jì)導(dǎo)熱油流速一般取2.5~3m/s，此設(shè)計(jì)中取導(dǎo)熱油流速為3m/s，經(jīng)比較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)熱油型號選擇YD—325導(dǎo)熱油，因?yàn)樗谋葻岣?，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-1200KW導(dǎo)熱油型號YD—325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YD—325的技術(shù)參數(shù)：表2-5導(dǎo)熱油爐技術(shù)參數(shù)參數(shù)設(shè)備名稱額定熱功率(MW)熱效率(%)設(shè)計(jì)壓力（MPa）最高介質(zhì)溫度（℃）循環(huán)油量（m3/h）QX1.2(100)-Y/Q1.280135065表2-6YD—325導(dǎo)熱油工藝參數(shù)表溫度（℃）物理特性50100150200250300350密度（kg/m3）1007972936910874845821比熱C(kJ/kg·℃)1.8842.06662.23952.41242.58532.75832.896熱功率（MW）1.65732.6再生氣分離器的選型根據(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分離器，其中液量較少，從經(jīng)濟(jì)效益出發(fā)，選用立式重力分離器。計(jì)算結(jié)果及選型結(jié)果見表2-7。表2-7再生分離器計(jì)算結(jié)果及選型結(jié)果設(shè)備名稱工藝參數(shù)及幾何尺寸再生氣分離器原始數(shù)據(jù)操作溫度，℃30操作壓力，MPa4.48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型式立式重力式計(jì)算值f·（Re2）0.00274阻力系數(shù)54液滴沉降速度，m/s0.026分離器直徑計(jì)算值，m0.039捕霧器氣流允許速度，m/s0.43捕霧器面積計(jì)算值，m20.059續(xù)表2-7設(shè)備名稱再生氣分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LE0.6×1.8-4.48/2有效容積，m30.62.7安全閥的選型根據(jù)HG/T20570.2-95《安全閥的設(shè)置和選用》和油《氣田常用閥門手冊》選用A42Y-64型彈簧封閉全啟式安全閥。其主要參數(shù)如表2-8：表2-7再生分離器計(jì)算結(jié)果及選型結(jié)果設(shè)備名稱工藝參數(shù)及幾何尺寸再生氣分離器原始數(shù)據(jù)操作溫度，℃30操作壓力，MPa4.48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型式立式重力式安全閥類型A42Y-64型彈簧封閉全啟式安全閥泄放量（kg/h）29743.34開啟壓力（MPa）4.95MPa通道截面積（mm2）826公稱通徑（mm）DN35公稱壓力（MPa）6.4安全閥類型A42Y-64型彈簧封閉全啟式安全閥泄放量，kg/h29743.34開啟壓力，MPa4.95MPa通道截面積，mm2826公稱通徑，mmDN35公稱壓力，MPa6.4表2-12安全閥的選型結(jié)果2.8管線的選型按照《輸送流體用無縫鋼管》（GB/T8163-2008），選擇系統(tǒng)內(nèi)用無縫鋼管管材為無縫鋼管20號。σs為245MP。則可根據(jù)《無縫鋼管尺寸、外形、重量及允許偏差》（GB/T17395-2008）選擇較為合適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(jìn)塔管線原料氣出塔管線再生氣進(jìn)塔管線再生氣出爐管線再生氣出塔管線再生氣進(jìn)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基礎(chǔ)數(shù)據(jù)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設(shè)計(jì)溫度，℃505050250250505050設(shè)計(jì)壓力，Mpa55555555工況下的輸量，m3/s0.24380.24910.02540.04930.04340.02550.02521.6E-05經(jīng)濟(jì)流速，m/s101010101010101計(jì)算數(shù)據(jù)計(jì)算管線內(nèi)徑,mm17717857807557574.5計(jì)算管線壁厚，mm4.154.172.032.442.352.042.061.1計(jì)算管線外徑，mm185.3186.3461.0684.8879.761.0861.126.7選型結(jié)果選取管線外徑，mm19019060898960608選取管線壁厚，mm772.2442.22.21.7管線規(guī)格Φ190×7Φ190×7Φ60×2.2Φ89×4Φ89×4Φ60×2.2Φ60×2.2Φ10×1.5管線材質(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(shí)際流速，m/s10.0310.2410.479.578.4310.5110.590.96PAGE2PAGE12.9材料設(shè)備表表2-10材料設(shè)備附表序號名稱及規(guī)格單位數(shù)量一工藝設(shè)備1埋地臥式儲油罐15m3個330m3個12立式重力分離器個13天然氣壓縮機(jī)個14籃式過濾器SBL14 臺25污水罐座16調(diào)壓計(jì)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1二閥門1不銹鋼閘閥Z41WPN1.6DN80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序號名稱及規(guī)格單位數(shù)量PN1.6DN20只45安全閥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(jì)（徑向）測量范圍：0~400℃ 只12全不銹鋼壓力表Y-50B-Z測量范圍-0.1~0.9MPa只8Y-100B測量范圍-0.1~40MPa只83計(jì)算書3.1吸附計(jì)算3.1.1吸附器直徑計(jì)算通過HYSYS軟件，已知處理量為1736.8kmol/h原料氣在4500kPa、30℃的飽和含水量為0.1112%（摩爾分?jǐn)?shù)）。按全部脫去考慮，需脫水量：。吸附周期T=8h，總共脫水：。操作條件（30℃，4.5MPa）下氣體體積流量：Q=877.74m3/h操作條件（30℃，4.5MPa）下氣體質(zhì)量流量：。已知分子篩密度，分子篩。即可根據(jù)雷督克斯的半經(jīng)驗(yàn)公式求得吸附塔直徑，半經(jīng)驗(yàn)公式如下：(3.1)式中G——允許的氣體質(zhì)量流速，；C——系數(shù)，氣體自上向下流動，取0.25~0.32；自下向上流動，取0.167；——分子篩的堆密度，kg/；——?dú)怏w在操作條件下的密度，kg/；Dp——分子篩的平均直徑（球形）或當(dāng)量直徑（條形），m。已知分子篩密度，分子篩。因此，吸附塔的截面積：。直徑：，取1600mm，則F=2.0096m2。3.1.2吸附器高徑比計(jì)算分子篩有效吸附容量取8kg（水）/100kg（分子篩）吸附塔需裝分子篩：則分子篩的體積為：V取20%的裕量，1.2V=1.2×5.44=6.528m3床層高：，取3.2m，高徑比約。3.1.3吸附傳質(zhì)區(qū)長度hz的計(jì)算由《天然氣脫水設(shè)計(jì)規(guī)范》：(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(fù)荷，；vg——空塔線速，m/min；——進(jìn)吸附塔氣體相對濕度，%。q=34.76/2.0096=17.30氣體流速:可見，無論是床層界面的水負(fù)荷或空塔流速都無問題，hT都大于2hz。3.1.4吸附劑的有效吸附容量校核由《天然氣脫水設(shè)計(jì)規(guī)范》：(3.3)式中X——吸附劑的有效吸附容量，kg水/100kg吸附劑；Xs——動態(tài)平衡濕容量，kg水/100kg吸附劑；HT——吸附塔床層高度，m；hz——傳質(zhì)區(qū)長度，m。（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（X=8%)，則分子篩床層高度滿足要求。3.1.5轉(zhuǎn)效點(diǎn)計(jì)算由《天然氣脫水設(shè)計(jì)規(guī)范》：(3.4)式中θB——到達(dá)轉(zhuǎn)效點(diǎn)時間，h；ρb——分子篩的堆密度，kg/；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(fù)荷，。ρb=660kg/；x=8%；hT=3.2m；q=17.30>8h,符合設(shè)計(jì)要求。3.1.6吸附塔壓力降計(jì)算由《天然氣脫水設(shè)計(jì)規(guī)范》：計(jì)算式如下：(3.5)式中△P——壓降，kPa；L——床層高度，m；μ——?dú)怏w粘度，mPa·s；vg——?dú)怏w流速，m/min；ρg——?dú)怏w操作狀態(tài)下的密度，kg/。分子篩選用3.2mm直徑球形，查得則B=4.155，C=0.00135。溫度30℃，壓力4500kPa的操作條件下，已知ρg=33.89kg/，μ=0.0125mPa·s，氣體流速vg=7.278m/min。規(guī)范規(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，否則應(yīng)重新調(diào)整空塔氣速。此處所算壓降滿足規(guī)范要求，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(jì)算。3.1.7吸附器安全閥的計(jì)算根據(jù)HG/T20570.2-95《安全閥的設(shè)置和選用》計(jì)算：(1)安全閥的泄放量安全閥的泄放量應(yīng)根據(jù)具體工藝過程來確定。本設(shè)計(jì)安全閥的泄放量均認(rèn)為單位時間內(nèi)流過設(shè)備的氣體質(zhì)量流量，即Gg=。(2)安全閥的設(shè)定壓力（或開啟壓力）安全閥開始起跳時的進(jìn)口壓力稱為安全閥的開啟壓力或設(shè)定壓力。它應(yīng)等于或小于受壓設(shè)備或管道的設(shè)計(jì)壓力。可按下面方法確定：當(dāng)P≤1.8MPa時，P0=P+0.18MPa當(dāng)1.8MPa<P≤7.5MPa時，P0=1.1P當(dāng)P>7.5MPa時，P0=1.05P(3.6)式中P——被保護(hù)設(shè)備或管道操作絕對壓力，MPa；P0——安全閥設(shè)定壓力，MPa吸附塔操作壓力P=4.5MPa，由于1.8MPa<P≤7.5MPa，則：(3)超壓在泄放過程中，安全閥入口處的壓力超過設(shè)定壓力的部分。用Pα表示。對于安裝在無火壓力容器上的安全閥：Pα=0.1P=0.45MPa(4)泄放壓力安全閥的閥芯升到最大高度后閥入口處的壓力。泄放壓力等于設(shè)定壓力加超壓。在工藝流程中，最高泄放壓力可按下式確定：(3.7)式中Pm——安全閥最高泄放壓力，MPa；P0——安全閥設(shè)定壓力，MPa；Pα——安全閥超壓，MPa。Pm=4.95+0.45=5.4MPa(5)背壓作用在安全閥出口處的壓力。背壓分為靜背壓和動背壓。靜背壓是指安全閥未起跳時閥出口處的壓力；動背壓是指安全閥起跳后，由于流體的流動引起的摩擦壓力降值。背壓一般應(yīng)小于氣體的臨界流動壓力值，氣體臨界壓縮比可按下式計(jì)算：(3.8)式中σc——?dú)怏w臨界壓縮比；k——?dú)怏w絕熱指數(shù)，可取1.2～1.4。如果背壓滿足式，則為臨界流動，否則為亞臨界流動。(6)安全閥通道截面積氣體在臨界流動條件下的最小泄放面積：(3.9)式中A——最小泄放面積，mm2；W——質(zhì)量泄放流量，kg/h；C0——流量系數(shù)，由制造廠提供，若沒有制造廠的數(shù)據(jù)，則取C0=0.975；X——?dú)怏w特性系數(shù)，,k為絕熱系數(shù)；P——泄放壓力，MPa；Kb——背壓修正系數(shù)，對于彈簧式安全閥Kb=1.0；T——泄放溫度，K；Z——?dú)怏w壓縮因子；M——分子量。在4500kPa、30℃工作條件下，查HYSYS軟件可得k=1.444，則：安全閥的直徑：根據(jù)《油氣田常用閥門手冊》選用A42Y-64型彈簧封閉全啟式安全閥，公稱通徑DN35mm，公稱壓力6.4MPa。3.2吸附塔的壁厚計(jì)算及選型3.2.1吸附塔壁厚計(jì)算根據(jù)吸附器設(shè)計(jì)壓力及溫度，吸附器材質(zhì)選用16MnR(Q345R)。根據(jù)分子篩床層高度初步估計(jì)計(jì)算圓筒有效高度為5.5m。設(shè)計(jì)壓力Pc=5MPa（略高于安全閥開啟壓力），設(shè)計(jì)溫度Tc=300℃根據(jù)JB731-2008《鍋爐和壓力容器用鋼板》查得設(shè)計(jì)溫度下材質(zhì)的許用應(yīng)力=143MPa，其密度為7850kg/m3。吸附塔壁有下列公式計(jì)算：(3.10)式中δ——吸附塔的壁厚，mm；Pc——設(shè)計(jì)壓力，MPa；Di——吸附塔管內(nèi)徑，mm；——合金鋼的最大許用應(yīng)力，MPa；φ——焊縫系數(shù)，無縫鋼管取0.9，焊接鋼管取0.8；C1——鋼板負(fù)偏差，取0.8mm；C2——吸附塔腐蝕裕量，取1mm。mm，向上圓整后取34mm。3.2.2分子篩吸附塔的壁厚校核分子篩吸附塔名義壁厚為34mm，有效壁厚：δ=34-0.8-1=32.2mm。反算出吸附塔最大允許工作壓力為：3.2.3吸附塔封頭、裙座選型計(jì)算分子篩吸附器為立式容器，筒體兩焊縫間距離為4500mm，兩端采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭，被支承在裙式支座上。分子篩吸附器內(nèi)盛裝分子篩脫水填料，裝填順序?yàn)橛上轮辽希?A條形分子篩裝填厚度為2500mm。在分子篩的上部和下部均裝有直徑為20mm的瓷球，厚度分別為200mm。在分子篩與瓷球之間設(shè)置兩層10目/寸不銹鋼絲網(wǎng)盤。該盤為分體組裝式，可以由人孔裝入或拆除。在分子篩的底部設(shè)置了支持格柵，該格柵有足夠的通氣面積和支持強(qiáng)度。吸附器封頭：根據(jù)《橢圓形封頭》（JB/T4737-95），吸附器內(nèi)徑為1600mm時，選擇封頭性質(zhì)如表3-1所示。封頭材料選為16MnR低合金壓力容器用鋼，則封頭厚度為12mm，封頭質(zhì)量為276.37kg。表3-1封頭性質(zhì)公稱直徑DNmm曲面高度h1mm直邊高度h2mm厚度Δmm內(nèi)表面積A2m2容積Vm3質(zhì)量mkg碳素鋼低合金鋼復(fù)合鋼板高合金鋼16004004010102.97610.6166229.631212276.371414323.401616370.701818418.27裙座：根據(jù)《石油化工塔器設(shè)計(jì)規(guī)范》（SH/T3098-2000），選擇圓筒形裙座。其外徑與封頭外徑相等，即1600+2×12=1624mm，壁厚取為12mm，高為1.5m。封頭切線至裙座筒體上端的距離58mm。吸附器高度：根據(jù)《天然氣脫水設(shè)計(jì)規(guī)范》（SY0076-2003），分子篩吸附器為立式容器。根據(jù)《塔器設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范》（HG20652-1998），吸附器高度H包括填料層高度，氣體分布器、氣體進(jìn)出口所需高度，塔頂部、底部空間高度以及裙座高度等。吸附塔內(nèi)部由柵板支撐床層，該柵板有足夠的通氣面積和支持強(qiáng)度，頂部裝有防護(hù)網(wǎng)。分子篩吸附器內(nèi)盛裝分子篩脫水填料，裝填順序?yàn)橛上轮辽希?A條形分子篩裝填厚度為2500mm。在分子篩的上部和下部均裝有直徑為20mm的瓷球，厚度均為200mm。在分子篩與瓷球之間設(shè)置兩層10目/寸不銹鋼絲網(wǎng)盤。該盤為分體組裝式，可以由人孔裝入或拆除。在分子篩的底部設(shè)置了支持格柵，該格柵有足夠的通氣面積和支持強(qiáng)度。預(yù)留塔頂、部底部空間后，初步設(shè)定筒體兩焊縫間距離（筒體有效高度）為5500mm。兩端采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭如表2-5所示，封頭高度為2×（400+40）=880mm。吸附器被支承在圓筒形裙式支座上，可估算吸附塔總高H=7880mm。進(jìn)料口：《鋼制化工容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》（HG20583-1998）規(guī)定，進(jìn)料口(人孔DN500)和卸料口分別置于上封頭和筒體上。在卸料口處設(shè)置操作平臺以方便填料的更換。進(jìn)氣口設(shè)置在設(shè)備的頂部，為使進(jìn)氣分布均勻，在進(jìn)口處設(shè)置分布頭。通過以上計(jì)算，分子篩吸附塔塔體選型結(jié)果如下：吸附器設(shè)計(jì)壓力：5MPa吸附器設(shè)計(jì)溫度：300℃吸附器床層高度：3200mm吸附器內(nèi)徑：1600mm吸附器筒體壁厚：34mm吸附器筒體材料：16MnR（Q345R）鋼板封頭形式：橢圓形封頭封頭壁厚：12mm封頭材料:16MnR（Q345R）鋼板裙座高：1500mm裙座壁厚：12mm裙座材料：16MnR（Q345R）鋼板3.2.4應(yīng)力校核徑向應(yīng)力：環(huán)向應(yīng)力：符合設(shè)計(jì)要求。3.2.5質(zhì)量估算根據(jù)初步估計(jì)計(jì)算（附件包括梯子平臺預(yù)焊件、對焊鋼法蘭、加厚接管、垂直吊蓋對焊法蘭人孔、不銹鋼絲、絲網(wǎng)、柵板、支持圈、支持板等）圓筒有效高度的質(zhì)量計(jì)算：(3.11)封頭質(zhì)量：2m=552.74kg附件質(zhì)量：m=0.25（圓筒質(zhì)量+封頭質(zhì)量+裙座質(zhì)量）=2255.4kg裙座質(zhì)量：（3.11）鋼材總質(zhì)量為：m1=11277.7kg分子篩質(zhì)量計(jì)算：瓷球重量計(jì)算：床層上下各鋪200mm瓷球，瓷球堆密度2500kg/m33.3再生計(jì)算3.3.1再生熱負(fù)荷計(jì)算用貧干氣加熱，進(jìn)吸附器溫度260℃，分子篩床層吸附終了后溫度=35℃(即床層溫升5℃)，再生加熱氣出吸附器溫度200℃，床層再生溫度是，預(yù)先計(jì)算在230℃時，分子篩比熱0.96kJ/（kg·℃），鋼材比熱0.5kJ/(kg.℃)，瓷球比熱0.88kJ/（kg·℃）。再生氣在260℃、1733.72kPa的熱焓：-3776.58kJ/kg，再生氣在115℃、1733.72kPa的熱焓：-4167.30kJ/kg。再生熱負(fù)荷計(jì)算如下：再生加熱所需的熱量為Q，則：(3.12)式中Q1——加熱分子篩的熱量，kJ；Q2——加熱吸附器本身（鋼材）的熱量，kJ；Q3——脫附吸附水的熱量，kJ；Q4——加熱鋪墊的瓷球的熱量，kJ。所以：加10%的熱損失，設(shè)再生加熱時間t=4.5小時，每小時加熱量為：3.3.2再生氣量計(jì)算再生氣出口平均溫度℃，壓力4500kPa，其熱焓為-4226kJ/kg。再生氣在260℃、4500kPa的熱焓：-3826kJ/kg。每千克再生氣給出熱量：kJ/kg每小時需再生氣量：kg/h換算成標(biāo)準(zhǔn)條件下（20℃，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，260℃下的ρg=17.44kg/m3，氣體從下往上流則C取0.167，加熱氣允許質(zhì)量流量：kg/（m2·s）再生加熱氣所需面積：m2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(jì)算將床層溫度自230℃冷卻到30℃，則冷卻熱負(fù)荷如下：kJkJkJ加上10％的裕量：kJ設(shè)冷卻時間3.2小時，每小時移去熱量kJ/h。冷卻氣進(jìn)口溫度30℃，壓力4500kPa，其熱焓為-4448kJ/kg。而出口平均溫度℃,壓力4500kPa，其熱焓為-4193kJ/kg。每千克再生氣給出熱量：kJ/kg每小時需冷卻氣量：kg/h換算成標(biāo)準(zhǔn)條件下（20℃，101.325kPa）的體積流量為4336.8m3/h。冷卻氣所需面積效核：冷卻氣4500kPa，30℃下的ρg為33.88kg/m3，氣體從下往上流則C取0.167，加熱氣允許質(zhì)量流量：kg/（m2·s）再生加熱氣所需面積：m2吸附器的床層面積為2.0096m2，所以滿足要求。冷吹氣量和熱吹氣量不等。實(shí)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4336.8m3/h（20℃，101.325kPa）。根據(jù)SY.T0076-2003《天然氣脫水設(shè)計(jì)規(guī)范》介紹，床層不能有任何摩擦和振動，所以吸附與再生進(jìn)行切換時應(yīng)控制升壓與泄壓速度，一般要求小于0.3MPa/min。此設(shè)計(jì)的吸附塔吸附、再生、冷卻均在4.5MPa的操作壓力下進(jìn)行，床層運(yùn)行穩(wěn)定。3.4熱油導(dǎo)熱工藝計(jì)算及設(shè)備選型3.4.1導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)負(fù)荷計(jì)算設(shè)進(jìn)加熱爐干氣溫度30℃，出加熱爐氣體溫度比進(jìn)吸附器溫度再高15℃，即275℃，4500kPa的熱焓為-3780kJ/kg，在30℃、4500kPa的熱焓為-4448kJ/kg。kW由以上計(jì)算得再生氣所需熱負(fù)荷。kJ/h(3.13)式中Q—導(dǎo)熱油加熱站的設(shè)計(jì)負(fù)荷，kJ/h；Q1—用戶的用熱量（這里指再生氣用熱量），kJ/h；△q—導(dǎo)熱油供熱系統(tǒng)的熱損失，一般可取用戶用熱量的3～5%。實(shí)際熱負(fù)荷需求：kw根據(jù)所需熱負(fù)荷，選擇QX1.2（125）-Y/Q型導(dǎo)熱油爐兩臺（一臺導(dǎo)熱爐正常工作，另一臺備用），額定熱功率1500kW。3.4.2導(dǎo)熱油系統(tǒng)總循環(huán)油量計(jì)算(3.14)式中G—導(dǎo)熱油的總循環(huán)量，kg/h；Q——導(dǎo)熱油爐的額定熱功率，kJ/h；t1—導(dǎo)熱油供油溫度，℃；t2—導(dǎo)熱油回油溫度，℃；c1—導(dǎo)熱油在t1溫度時的比熱，kJ/(kg.℃)，設(shè)計(jì)時一般取C=2.93kJ/(kg.℃)；c2—導(dǎo)熱油在t2溫度時的比熱，kJ/(kg.℃)，設(shè)計(jì)時一般取C=2.55kJ/(kg.℃)。所以，=1200·3600/(2.93×320-2.55×300)=27531.9kg取10%的裕量，則G=27531.9kg/h，300℃密度ρ=845kg/m則循環(huán)量：V=27531.9/845=32.6m3/h3.4.3導(dǎo)熱油的輸送導(dǎo)熱油爐的流速，國外文獻(xiàn)推薦為2~4m/s。由于油品儲運(yùn)加熱系統(tǒng)負(fù)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(fù)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，可打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(jìn)入爐內(nèi)的導(dǎo)熱油流量。國內(nèi)目前設(shè)計(jì)導(dǎo)熱油流速一般取2.5~3m/s，此設(shè)計(jì)中取導(dǎo)熱油流速為3m/s。3.4.4燃料氣量燃料氣在4500kPa、30℃下的低位熱值為49210kJ/kg。kg/h3.5粉塵過濾器粉塵過濾器用于濾掉天然氣中攜帶的分子篩粉末，流程中兩個過濾器并聯(lián)使用。通過對比，選用啟東匯龍混合設(shè)備廠生產(chǎn)的SBFQ型氣體過濾器。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)安全、可靠運(yùn)行不可缺少的氣體凈化設(shè)備。具有結(jié)構(gòu)先進(jìn)、除塵效率高、操作維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。選型結(jié)果見表3-2。表3-2粉塵過濾器規(guī)格設(shè)備名稱工藝參數(shù)及幾何尺寸粉塵過濾器工作溫度，℃30工作壓力，kPa4500氣體體積流量，m3/h896.8過濾精度，μm5過濾器計(jì)算截面積，m20.097過濾器選用外徑，mm300過濾器型號SBFQ300-4.5/5C3.6再生氣分離器根據(jù)《油氣集輸設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50350-2005），立式重力分離器的直徑可按以下公式進(jìn)行計(jì)算：(3.15)式中D——分離器內(nèi)徑，m；qv——標(biāo)準(zhǔn)參比條件下氣體流量，m3/h；T——操作溫度，K；Z——?dú)怏w壓縮因子；P——操作壓力（絕），MPa；Wo——液滴沉降速度，m/s，；g——重力加速度，g=9.81m2/s；dL——液滴直徑，取為100×10-6m；ρL——液體的密度，Kg/m3；ρG——?dú)怏w在操作條件下的密度，Kg/m3；f——阻力系數(shù)。用式計(jì)算出f·（Re2），在通過查圖得出f值。μG——?dú)怏w在操作條件下的粘度，Pa·s；K1——立式分離器修正系數(shù)，一般取K1=0.8；查得:f=54。m/sm根據(jù)《油氣集輸設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50350-2005），立式重力分離器內(nèi)通過絲網(wǎng)捕霧器的設(shè)計(jì)速度，一般取絲網(wǎng)最大允許速度的75%，氣體通過絲網(wǎng)最大允許速度可按下式計(jì)算：(3.16)式中vmax——?dú)怏w通過絲網(wǎng)最大允許速度，m/s；KSB——桑得斯-布朗（Souders-Brown）系數(shù)，KSB可取0.107m/s。m/sm/s捕霧器的面積應(yīng)為S=q/υ，其中q為操作條件下氣體的流量。S=0.0251/1.43=0.059m2按照SY/T0515-2007《油氣分離器規(guī)范》可對分離器進(jìn)行選型，本設(shè)計(jì)選擇再生氣分離器的公稱直徑為600mm,筒體高度1800mm,公稱容積0.6m3，材質(zhì)為16MnR。根據(jù)HGT21618-1998《絲網(wǎng)除沫器》對捕霧器進(jìn)行選型，選擇捕霧器厚度150mm。表3-3再生分離器計(jì)算結(jié)果及選型結(jié)果設(shè)備名稱工藝參數(shù)及幾何尺寸干氣出口分離器原始數(shù)據(jù)操作溫度，℃30操作壓力，MPa4.48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型式立式重力式計(jì)算值f·（Re2）0.00274阻力系數(shù)54液滴沉降速度，m/s0.026分離器直徑計(jì)算值，m0.039捕霧器氣流允許速度，m/s0.43捕霧器面積計(jì)算值，m20.059選用值選用公稱直徑，mm600筒體長度，mm1500捕霧器厚度，mm150材質(zhì)16MnR型號LE0.6×1.8-4.48/2有效容積，m30.63.7管線計(jì)算按照《輸送流體用無縫鋼管》（GB/T8163-2008），選擇系統(tǒng)內(nèi)用無縫鋼管管材為無縫鋼管20號，其最低屈服強(qiáng)度為245MPa。根據(jù)《油氣集輸設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50350-2005）計(jì)算管線內(nèi)徑：(3.17)式中：v——輸氣管氣體流速，本設(shè)計(jì)取10m/s；——輸氣管氣體流量，m3/s；d——輸氣管管徑,m。輸氣