油氣儲(chǔ)運(yùn)課程設(shè)計(jì)-- 某分子篩吸附脫水工藝設(shè)計(jì)——吸附塔設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　《油氣集輸工程》</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p>　　學(xué)院: 石油與天然氣工程學(xué)院 專(zhuān)業(yè)班級(jí): 油儲(chǔ)2012-01 </p><p>　　學(xué)生姓名: 學(xué) 號(hào):

2、 </p><p>　　設(shè)計(jì)地點(diǎn)（單位） </p><p>　　設(shè)計(jì)題目: 某分子篩吸附脫水工藝設(shè)計(jì)——吸附塔設(shè)計(jì) </p><p>　　完成日期： 2015 年 6 月 26日</p><p>　　指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ):

3、 </p><p>　　成績(jī)（五級(jí)記分制）: 指導(dǎo)教師（簽字）:________________ &l

4、t;/p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　在天然氣加工中，脫水、脫硫過(guò)程都可應(yīng)用吸附操作。特別是吸附法脫水由于其具有高的脫水深度、裝置簡(jiǎn)單，占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，在天然氣深度脫水、深冷液化和海上平臺(tái)等方面居于不可動(dòng)搖的地位。</p><p>　　根據(jù)吸附劑表面與被吸附物質(zhì)之間的作用力的不同，吸附可分為物理吸附和化學(xué)吸附。</

5、p><p>　　物理吸附是指流體中被吸附的流體分子與吸附劑表面分子間為分子間吸引力——范德華力所造成，其吸附速度快，吸附過(guò)程類(lèi)似于氣體凝聚過(guò)程。這類(lèi)吸附，當(dāng)氣體壓力降低或系統(tǒng)溫度升高時(shí)，被吸附的吸附質(zhì)可以容易地從固體表面脫附下來(lái)，而不改變氣體原來(lái)的性狀。吸附和脫附為可逆過(guò)程，工業(yè)上利用這種可逆性，借以改變操作條件，使吸附的物質(zhì)脫附，達(dá)到使吸附劑再生、回收或分離吸附質(zhì)的目的。</p><p>　

6、　分子篩吸附脫水是從國(guó)外引進(jìn)的技術(shù)，目前國(guó)內(nèi)自行設(shè)計(jì)的都是固定床式，為保證連續(xù)工作，至少需要量塔，經(jīng)常采用的是兩塔或三塔。在兩塔流程中，一塔進(jìn)行吸附，另一塔再生和冷卻。在三塔流程中，一塔吸附，一塔再生加熱，一塔冷卻，在工藝相同的情況下，考慮到經(jīng)濟(jì)型，分子篩吸附脫水工藝設(shè)計(jì)中常用的是兩塔脫水工藝。</p><p>　　關(guān)鍵字:分子篩 吸附脫水工藝 吸附塔設(shè)計(jì)</p><p><b&

7、gt;　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要Ⅰ</b></p><p><b>　　1、分子篩1</b></p><p>　　1.1 分子篩工作原理1</p><p>　　1.2分子篩結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1</p><p>　　1.3分子篩用作干燥劑時(shí)的

8、特點(diǎn)1</p><p>　　1.4分子篩的優(yōu)點(diǎn)2</p><p>　　2、吸附塔設(shè)計(jì)要求3</p><p><b>　　2.1設(shè)計(jì)原則3</b></p><p>　　2.3氣質(zhì)工況及處理規(guī)模4</p><p>　　2.3工藝參數(shù)優(yōu)選4</p><p>　　2.4

9、分子篩特性參數(shù)5</p><p>　　2.5天然氣物性參數(shù)5</p><p><b>　　3、吸附塔結(jié)構(gòu)6</b></p><p>　　4、站面布置要求7</p><p>　　5、分子篩吸附器的選擇和流程8</p><p>　　5.1吸附器選擇8</p><p>

10、;　　5.2分子篩脫水工藝流程介紹9</p><p><b>　　5.3流程選擇9</b></p><p><b>　　5.4操作周期9</b></p><p>　　5.5工藝流程圖9</p><p>　　5.6分子篩吸附器的選擇10</p><p>　　5.7吸附

11、器高徑比計(jì)算10</p><p>　　5.8吸附器壁厚計(jì)算10</p><p>　　5.9注意事項(xiàng)10</p><p><b>　　6、結(jié)論11</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)12</b></p><p><b>　　1 分子篩</b&

12、gt;</p><p>　　1932年，McBain提出了“分子篩”的概念。分子篩是指具有均勻的微孔，其孔徑與一般分子大小相當(dāng)?shù)囊活?lèi)物質(zhì)。分子篩的應(yīng)用非常廣泛，可以作高效干燥劑、選擇性吸附劑、催化劑、離子交換劑等，但是使用化學(xué)原料合成分子篩的成本很高。常用分子篩為結(jié)晶態(tài)的硅酸鹽或硅鋁酸鹽，是由硅氧四面體或鋁氧四面體通過(guò)氧橋鍵相連而形成分子尺寸大小（通常為0.3~2 nm）的孔道和空腔體系，因吸附分子大小和形狀不同

13、而具有篩分大小不同的流體分子的能力。</p><p>　　1.1分子篩工作原理</p><p>　　吸附功能：分子篩對(duì)物質(zhì)的吸附來(lái)源于物理吸附（范德華力），其晶體孔穴內(nèi)部有很強(qiáng)的極性和庫(kù)侖場(chǎng)，對(duì)極性分子（如水）和不飽和分子表現(xiàn)出強(qiáng)烈的吸附能力?！　『Y分功能：分子篩的孔徑分布非常均一，只有分子直徑小于孔穴直徑的物質(zhì)才可能進(jìn)入分子篩的晶穴內(nèi)部?！　⊥ㄟ^(guò)吸附的優(yōu)先順序和尺寸大小來(lái)區(qū)分不同物質(zhì)

14、的分子，所以被形象的稱(chēng)為“分子篩”。</p><p>　　1.2分子篩結(jié)構(gòu)特點(diǎn)</p><p>　　具有許多排列整齊，大小均一的孔道?？椎乐g通過(guò)孔口相互聯(lián)結(jié)，孔口大小與分子大小相近。</p><p><b>　　分子篩的類(lèi)型:</b></p><p>　　硅鋁比(X)不同,分子篩類(lèi)型不同,分為 A、X、Y型分子篩；&l

15、t;/p><p>　　金屬離子不同，分子篩孔口直徑不同，同類(lèi)分子篩又有不同的牌號(hào)；例如：3A，4A，5A型分子篩等。</p><p><b>　　分子篩的兩種效應(yīng)：</b></p><p>　?、俸Y分效應(yīng)：有效直徑小于孔口的分子才可進(jìn)入孔道被吸附。</p><p>　?、谖叫?yīng)：進(jìn)入孔道的分子照極性強(qiáng)弱去吸附。</p

16、><p>　　1.3分子篩用作干燥劑時(shí)的特點(diǎn)</p><p>　?、?具有很好的吸附選擇性：</p><p>　　3A分子篩（平均孔徑3Å， 1 Å ＝10-10m) 只允許H2O（2.7 Å ～3.1 Å ）、CH4直徑小于3 Å的分子進(jìn)入孔道。（不吸附乙烷）</p><p>　　4A分子篩：只

17、允許H2O、CH4、C2H6、CO2、H2S 等直徑小于4 Å的分子進(jìn)入孔道吸附（不吸附丙烷）。若希望同時(shí)吸附CO2和H2S，則不應(yīng)選擇3A而應(yīng)選擇4A分子篩。</p><p>　　5A分子篩：允許各中直鏈烷烴進(jìn)入孔道。常用于正、異構(gòu)烷烴分離，用于天然氣脫水則選擇性差（失去了篩選作用，只靠極性差別吸附）不作為干燥吸附劑用。</p><p>　?、?具有很高的吸附性能：在很低的水蒸

18、汽分壓下仍有較大的吸附容量，可使干燥后氣體中水的含量達(dá)到1ppm以下,相當(dāng)于氣體露點(diǎn)為-101℃。</p><p>　?、?濕容量隨溫度的變化很小：分子篩經(jīng)反復(fù)再生后，其濕容量可以基本保持不變。而硅膠和氧化鋁的濕容量在23→59℃時(shí)，則下降約50％，多次再生后，可下降2／3。</p><p>　?、?使用壽命較長(zhǎng)：由于分子篩可有選擇性地吸附水，可避免因重?zé)N共吸附而使吸附劑失活，故可延長(zhǎng)分子

19、篩的壽命。</p><p>　?、?分子篩不易被液態(tài)水破壞 由于分子篩不易被液態(tài)水破壞。故可用于有液態(tài)水的氣體脫水</p><p><b>　　1.4分子篩的優(yōu)點(diǎn)</b></p><p>　　① 在脫水過(guò)程中，分子篩作為吸附劑有顯著的優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　② 具有很好的選擇吸附性</p><p

20、>　　③ 具有高效吸附容量</p><p>　?、?分子篩使用壽命長(zhǎng)，不易被液態(tài)水破壞</p><p><b>　　2 吸附塔設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　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3.3mm，堆密度為700kg/m3，

21、吸附周期采用8小時(shí)</p><p>　　吸附劑的選擇和分子篩吸附器的設(shè)計(jì)：</p><p>　　吸附是用多孔性的固體吸附劑處理氣體混合物，使其中所含的一種或數(shù)種組分吸附于固體表面上以達(dá)到分離的操作。吸附作用主要是由于固體的表面力，就氣體吸附而言，有兩種情況：一是固體和氣體間相互作用并不是很強(qiáng)，類(lèi)似于凝縮，引起這種吸附所涉及的力同引起凝縮作用的范德華分子凝聚力相同，稱(chēng)之為物理吸附；另一種是化

22、學(xué)吸附，這一類(lèi)吸附需要活化能。在物理吸附中，被吸附的氣體很容易從固體表面逐出，是可逆過(guò)程；而在化學(xué)吸附中，吸附過(guò)程是不可逆的，被吸附的氣體往往需要在很高的溫度下才能逐出，且所釋放的氣體往往已經(jīng)發(fā)生化學(xué)變化。對(duì)于天然氣處理，情況將更加復(fù)雜，當(dāng)含水天然氣通過(guò)吸附床層時(shí)，若吸附過(guò)程仍繼續(xù)進(jìn)行，已吸附在床層中的改組分將被其后面的有較強(qiáng)吸附能力的組分所置換。經(jīng)一定時(shí)間，則此組分將被全部逐出床層</p><p>　　常用的吸

23、附劑及主要物理特性：</p><p>　　常用的吸附劑主要有活性氧化鋁、硅膠、分子篩。分子篩通常是一種人工合成的無(wú)機(jī)吸附劑，它是具有骨架結(jié)構(gòu)的堿金屬或堿土金屬的硅鋁鹽酸晶體。通常分為X型和Y型。</p><p><b>　　2.1 設(shè)計(jì)原則</b></p><p>　?、?貫徹國(guó)家建設(shè)基本方針政策，遵循國(guó)家和行業(yè)的各項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。</

24、p><p>　?、?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。</p><p>　　③ 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)。</p><p>　?、?充分考慮環(huán)境保護(hù)，節(jié)約能源。</p><p>　　2.2氣質(zhì)工況

25、及處理規(guī)模</p><p>　　氣體處理規(guī)模：1.2×105 m3/d</p><p><b>　　原料氣壓力：5 </b></p><p>　　原料氣溫度：26 ℃</p><p>　　脫水后含水量：≤1 ppm</p><p>　　天然氣氣質(zhì)組成見(jiàn)表1.1。</p>&

26、lt;p>　　表1.1天然氣組成表</p><p><b>　　2.3工藝參數(shù)優(yōu)選</b></p><p>　　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。</p><p>　　選用4A分子篩脫水，其特性如下：

27、</p><p>　　分子篩粒子類(lèi)型：直徑3.3m球形</p><p>　　分子篩的有效濕容量：8kg（水）/100kg（分子篩）</p><p>　　分子篩堆積密度：700m3</p><p>　　分子篩比熱：0.96kJ/（kg·℃）</p><p>　　瓷球比熱：0.88kJ/（kg·℃）&l

28、t;/p><p>　　操作周期為8小時(shí)，再生加熱時(shí)間為4.5小時(shí)，再生冷卻時(shí)間為3.2小時(shí)，操作切換時(shí)間為0.3小時(shí)。加熱爐進(jìn)口溫度為30℃，加熱爐出口溫度為275℃。</p><p>　　由HYSYS軟件計(jì)算出的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)如下：</p><p>　　原料氣壓力：4.5MPa </p><p><b>　　原料氣溫度：30℃</b&

29、gt;</p><p><b>　　床層溫度：35℃</b></p><p>　　天然氣氣體流量：29743.34kg/h</p><p>　　飽和含水量：34.76kg/h</p><p>　　天然氣相對(duì)濕度：100%</p><p>　　天然氣在4.5MPa、30℃下的密度：33.89kg/m

30、3</p><p>　　天然氣在4.5MPa、30℃時(shí)粘度：0.0125cP</p><p>　　再生加熱氣進(jìn)吸附器的壓力：4500kPa</p><p>　　再生加熱氣進(jìn)吸附器的溫度：260℃</p><p>　　再生加熱氣出吸附器的溫度：200℃</p><p>　　再生氣在260℃、4500kPa下的密度：17.

31、44kg/m3</p><p>　　再生氣在260℃、4500kPa的熱焓：-3826kJ/kg</p><p>　　再生氣在117.5℃、4500kPa的熱焓：-4226kJ/kg</p><p>　　再生氣在275℃、4500kPa的熱焓：-3780kJ/kg</p><p><b>　　干氣溫度：30℃</b>&l

32、t;/p><p>　　干氣壓力：4500kPa</p><p>　　干氣將床層冷卻到：30℃</p><p>　　干氣在30℃、4500kPa的密度：33.88 kg/m3</p><p>　　干氣在30℃、4500kPa的熱焓：-4448 kJ/kg</p><p>　　干氣在130℃、4500kPa的熱焓：-4193

33、kJ/kg</p><p>　　干氣在30℃、4500kPa下的低位熱值：49210 kJ/kg</p><p>　　2.4分子篩特性參數(shù)</p><p>　　4A分子篩特性如下：</p><p>　　分子篩粒子直徑3.2mm球型</p><p>　　分子篩有效濕容量：8kg(水)/100kg(分子篩)</p&g

34、t;<p>　　分子篩堆積密度：700m3</p><p>　　分子篩比熱：0.96kj/(kg·℃)</p><p>　　瓷球比熱：0.88kj/（kg·℃）</p><p>　　操作周期為8小時(shí)，再生冷卻時(shí)間為3.2小時(shí)，操作切換時(shí)間為0.3小時(shí)。</p><p>　　2.5天然氣物性參數(shù)</p&g

35、t;<p>　　表2.5天然氣物性參數(shù)</p><p><b>　　3 吸附塔結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　吸附塔結(jié)構(gòu)由床層支撐梁和支撐柵板、頂部和底部的氣體進(jìn)口、出口管嘴和分配器（這是由于脫水和再生分別是兩股物流從兩個(gè)方向通過(guò)吸附劑床層，因此，頂部和底部都是氣體進(jìn)出口）、裝料口和排料口以及取樣口、溫度計(jì)插孔等組成。</p><p

36、>　　在支撐柵板上有一層10～20目的不銹鋼濾網(wǎng)，防止吸附劑或瓷球隨進(jìn)入氣流下沉。濾網(wǎng)上放置的瓷球共兩層，上層高約50～75mm，瓷球直徑為6mm，下層高約50～75mm，瓷球直徑為12mm，支撐柵板下的支撐梁應(yīng)能承受住床層的靜載荷（吸附劑等的重量）及動(dòng)載荷（氣體流動(dòng)壓降）。</p><p>　　分配器（還有擋板）的作用是使進(jìn)入吸附塔的氣體（尤其是從頂部進(jìn)入的濕氣，氣流量很大）以徑向、低速流向吸附劑床層。床

37、層頂部也放置瓷球，高約100～150mm，瓷球直徑為12～50mm，瓷球?qū)酉旅媸且粚悠鹬凶饔玫牟讳P鋼浮動(dòng)濾網(wǎng)。這層瓷球的作用主要是改善進(jìn)口氣流的分布并防止因渦流引起吸附劑的移動(dòng)和破碎。吸附劑床層裝入分子篩。</p><p><b>　　4 站面布置要求</b></p><p>　?、?站面平面布置應(yīng)充分利用地形，并結(jié)合氣象，工程地質(zhì)，水文地質(zhì)條件合理、布置緊湊、節(jié)約

38、用電。</p><p>　?、?站場(chǎng)總平面布置圖應(yīng)與工藝流程相適應(yīng)，做到場(chǎng)區(qū)內(nèi)外物料流向合理，生產(chǎn)管理和維護(hù)方便。宜根據(jù)不同生產(chǎn)功能和特點(diǎn)分別相對(duì)集中布置，形成不同的生產(chǎn)區(qū)和輔助生產(chǎn)區(qū)。</p><p>　　③ 凡散發(fā)有害氣體和易燃，易爆氣體的生產(chǎn)設(shè)施，應(yīng)布置在生活基地或明火區(qū)的全年最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)。站場(chǎng)內(nèi)通道寬度宜結(jié)合生產(chǎn)、防火與安全距離要求，并考慮系統(tǒng)管道和綠化布置的需要，合理確定

39、。</p><p>　?、?站場(chǎng)是否設(shè)置圍墻，應(yīng)根據(jù)所在地區(qū)周?chē)h(huán)境和規(guī)模大小確定。當(dāng)設(shè)置圍墻時(shí)，應(yīng)采用非燃燒拆料建造，圍墻高度不宜低于2.2m，場(chǎng)區(qū)內(nèi)變配電站（大于或等于36kV）應(yīng)設(shè)高度為1.5m的圍欄。</p><p>　?、?場(chǎng)區(qū)內(nèi)雨水宜采用組織排水，罐區(qū)內(nèi)雨水應(yīng)采用明溝排水。對(duì)于降雨量小于200mm的干旱地區(qū)，可不設(shè)排雨水系統(tǒng)。</p><p>　　5 分

40、子篩吸附器的選擇和流程</p><p><b>　　5．1吸附器選擇</b></p><p>　　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(chǎng)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。</p><p>　　運(yùn)行一段時(shí)問(wèn)后，分子篩可利用多濾芯的粉塵過(guò)濾器凈化天然氣。氣體從外表面進(jìn)入濾芯，雜

41、質(zhì)被阻擋在濾體表面和內(nèi)部，，由于顆粒的架橋效應(yīng)，而進(jìn)一步提高了過(guò)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(shí)問(wèn)長(zhǎng)短來(lái)決定濾芯更換頻率。</p><p>　　表5.1吸附器計(jì)算選型結(jié)果表</p><p>　　5.2分子篩脫水工藝流程介紹</p><p>　　吸附法脫水流程原料氣自上而下流過(guò)分子篩吸附塔進(jìn)行吸附脫水，脫水后的干氣含水小于1 ppm，分子篩出口原

42、料氣經(jīng)分子篩出口過(guò)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。</p><p>　　分子篩干燥器采用兩塔操作流程，8小時(shí)自動(dòng)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(guò)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(shí)將加熱器停用，再生氣經(jīng)旁通入吸附塔，用于冷卻再

43、生床層。當(dāng)床層溫度冷卻到要求溫度時(shí)又可開(kāi)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。</p><p>　　吸附操作時(shí)塔內(nèi)氣體流速最大，氣體從上向下流動(dòng)，這樣可使吸附劑床層穩(wěn)定，不致動(dòng)蕩。再生時(shí)，氣體從下向上流動(dòng)，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(guò)整個(gè)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^(guò)程最后接觸的部

44、位，直接影響流出床層的干燥天然氣質(zhì)量。</p><p><b>　　5．3流程選擇</b></p><p>　　本裝置所處理的濕凈化氣流量為12萬(wàn)m3/d（20℃、101.325kPa標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）。對(duì)于這樣規(guī)模較大的分子篩脫水裝置，可以采用2個(gè)吸附塔或3個(gè)吸附塔兩種方案（分別簡(jiǎn)稱(chēng)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

45、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。我們根據(jù)氣量和基礎(chǔ)的計(jì)算，選用兩塔流程。</p><p>　　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。</p><p><b>　　5.4操作周期</b></p><p>　　操作周期可分為長(zhǎng)周期和短周期，一般管輸天然氣脫水采用長(zhǎng)周期操作，即達(dá)到轉(zhuǎn)效點(diǎn)才進(jìn)

46、行吸附塔的切換;周期通常為8h。</p><p><b>　　5.5工藝流程圖</b></p><p>　　圖5.5吸附塔的工藝流程</p><p>　　5.6分子篩吸附器的選擇</p><p>　　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(chǎng)合，其露點(diǎn)深度可達(dá)到-90℃，保證含水量在1ppm以下。</

47、p><p>　　運(yùn)行一段時(shí)間后，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(guò)濾器凈化天然氣。氣體從外表面進(jìn)入濾芯，雜志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(guò)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(shí)間長(zhǎng)短來(lái)決定濾芯更換頻率。</p><p>　　表5.6經(jīng)計(jì)算后確定的吸附器設(shè)計(jì)參數(shù)</p><p&g

48、t;　　5.7 吸附器高徑比計(jì)算</p><p>　　分子篩有效吸附容量取10kg(水)/100kg(分子篩)。</p><p>　　一個(gè)周期內(nèi)所需分子篩的質(zhì)量，0.47*24/0.1=112.8kg；</p><p>　　吸附器需裝分子篩的體積：V=112.8/700=0.170m3；</p><p>　　吸附塔的截面積：F=；</p

49、><p>　　氣體流速u(mài)=0.63m/min；</p><p>　　床層高：H=V/F=0.170/0.096=1.77m；</p><p>　　5.8吸附塔壁厚計(jì)算</p><p>　　根據(jù)《壓力容器手冊(cè)》，選用合金鋼16MnR，根據(jù)分子篩床層高度初步估計(jì)圓桶有效高度4.5m,材質(zhì)許用應(yīng)力</p><p>　　設(shè)計(jì)壓力P

50、=3MPa,設(shè)計(jì)溫度T=323</p><p>　　吸附塔壁厚計(jì)算公式如下：</p><p>　　Sc= （3.1）</p><p>　　式中 Sc——吸附塔的壁厚，mm；</p><p>　　P——?dú)怏w的設(shè)計(jì)壓力，MPa:4MPa；</p><p>　　——合金鋼的最大許用應(yīng)力，1

51、34MPa；</p><p>　　D——吸附塔外徑mm；</p><p>　　C1——鋼板負(fù)偏差，取0.8mm；</p><p>　　C2——吸附塔腐蝕余量，取1mm。</p><p><b>　　根據(jù)公式3.1</b></p><p>　　帶入數(shù)據(jù)， </p>&l

52、t;p><b>　　Sc=</b></p><p>　　計(jì)算得到吸附塔的壁厚：9.4mm。</p><p><b>　　5.9注意事項(xiàng)</b></p><p>　　① 脫水器內(nèi)應(yīng)用柵板支撐床層，床頂有防護(hù)網(wǎng)罩，支撐結(jié)構(gòu)應(yīng)有利于氣流均勻分布和更換吸附劑。</p><p>　?、?人孔應(yīng)根據(jù)脫水器

53、筒體直徑和高度設(shè)置，保證吸附劑裝卸方便，確保床層裝填水平。</p><p>　?、?粉塵過(guò)濾器對(duì)過(guò)濾介質(zhì)粒徑大小的要求應(yīng)根據(jù)下游工藝需求確定。</p><p>　?、?當(dāng)采用加熱爐直接加熱再生氣時(shí)，應(yīng)符合SY/T0540和SY/T0538的有關(guān)規(guī)定。</p><p><b>　　6 結(jié)論</b></p><p>　　本次

54、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容是分子篩吸附脫水工藝設(shè)計(jì)，繪制工藝流程草圖。首先，在查閱了分子篩的特性，比較了三塔和兩塔的吸附流程后，選擇了兩塔流程。在吸附脫水前設(shè)置了氣液分離器，然后原料氣進(jìn)入吸附塔，經(jīng)吸附塔脫水后的干氣再進(jìn)入過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾，最后處理后外輸，部分干氣可以作為再生氣經(jīng)加熱后進(jìn)入再生吸附塔，熱干氣經(jīng)過(guò)吸附床層，加熱吸附床層后經(jīng)過(guò)冷卻器冷卻后，再通過(guò)分離器，分離后的氣體經(jīng)壓縮機(jī)回到進(jìn)口分離器，這樣循環(huán)整個(gè)流程。分子篩是一種人工合成的無(wú)機(jī)吸附劑

55、，是一種高效、高選擇性的固體吸附劑。它具有均一的孔徑和極高的比表面積、熱穩(wěn)定性好、吸附性能強(qiáng)、內(nèi)表面積大、強(qiáng)度高等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于天然氣脫水工業(yè)。在設(shè)計(jì)壓力、溫度下，選取4A球形，直徑為3.2mm的分子篩，設(shè)計(jì)出了滿足該脫水工藝要求的吸附塔直徑為800mm.高為4500mm。</p><p>　　這次課程設(shè)計(jì)所學(xué)的內(nèi)容，掌握天然氣的吸附脫水工藝流程設(shè)計(jì)的方法和步驟，清楚了怎樣確定工藝方案，提高了設(shè)計(jì)能力和繪圖能力

56、，熟悉了規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)也是對(duì)天然氣集輸課程的復(fù)習(xí)和鞏固。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 梁平.天然氣集輸技術(shù)[M]．重慶：石油工業(yè)出版社,2008-05</p><p>　　[2] 孟江.儲(chǔ)運(yùn)油料學(xué)[M]．重慶：石油工業(yè)出版社，1994-12</p><p>　　[3] 王遇