《油气集输工程》某分子筛吸附脱水工艺设计——天然气物性基础计算
天然气脱水设计计算
天然气脱水设计计算天然气脱水是指通过一系列工艺步骤将天然气中的水分去除的过程。
脱水后的天然气可以提高燃烧效率、节约能源、减少设备腐蚀等。
而分子筛吸附塔作为天然气脱水的关键设备之一，其设计计算是非常重要的。
本文将以1200字以上的篇幅详细介绍天然气脱水分子筛吸附塔的设计计算。
首先是吸附塔的尺寸确定。
吸附塔的尺寸包括塔径和塔高两个方面。
塔径的确定可根据天然气的进出口流量、气液速度以及分子筛的选用情况等综合考虑。
而塔高的确定则需根据工艺要求、设备结构和成本等进行综合考虑。
其次是操作参数的选择。
操作参数包括吸附塔的压力、温度和吸附塔的进出料温度差等。
吸附塔的压力主要取决于天然气的工艺要求、设备和管道的耐压试验压力等因素。
温度的选择则需考虑气相和液相之间的传热情况以及分子筛的工作温度范围等。
进出料温度差的选择需要综合考虑传热效果、设备结构和能耗等因素。
分子筛的选择是天然气脱水分子筛吸附塔设计的重要环节之一、在选择分子筛时，需要考虑分子筛的吸附性能、吸附容量、抗污染性能、热稳定性等因素。
接下来是吸附塔的传质计算。
根据吸附原理，可使用质量平衡方程和传质方程对吸附塔进行传质计算。
传质计算主要包括吸附塔内各组分物质的传质速率计算、吸附剂的饱和度计算等。
最后是吸附塔的压降计算。
压降计算主要是通过阻力损失和黏性压降两个方面进行计算。
阻力损失包括气相的阻力损失和液相的阻力损失。
而黏性压降则是由于流体黏性引起的压降。
此外，设计计算还需要考虑吸附塔的结构和材料、运行和维护等因素。
总结起来，天然气脱水分子筛吸附塔的设计计算主要包括吸附塔的尺寸确定、操作参数的选择、分子筛的选择、吸附塔的传质计算以及塔内压降的计算等。
这些计算可以帮助确定合适的设备尺寸和操作条件，提高天然气脱水分子筛吸附塔的效率和性能，实现经济优化运行。
油气集输课程设计--某分子筛吸附脱水工艺设计
《油气集输工程》课程设计报告设计题目:_某分子筛吸附脱水工艺设计——工艺流程及平面布置设计完成日期：2012-6-19指导教师评语:_______________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________成绩（五级记分制）:______ __________指导教师（签字）:________ ________摘要本设计中原料气压力为3MPa，温度40℃，设计规模为15万方/天，要求脱水到1ppm 以下。
根据同组同学分离器设计、吸附塔设计、再生气换热器设计以及管道设计设计并绘制双塔吸附脱水工艺流程图。
其中分离器采用立式重力型分离器，吸附塔采用4A型分子筛，换热器使用套管式塔设备。
依据工艺流程设计，考虑天然气走向及当地风向，参考《GB50350-2005 油气集输设计规范》以及当地地势等相关条件，设计出符合《石油与天然气防火规范》、《建筑设计防火规范》、《工业企业噪声控制规范》等有关规定的平面布置图。
关键词：分子筛吸附塔平面布置工艺流程目录1 绪论 (3)2 参数设计 (4)2.1 天然气基础资料 (4)2.2 天然气基础物性资料 (4)2.3 设计范围 (4)2.4 设计依据 (5)3工艺流程设计 (6)3.1设计要求 (6)3.2 设计步骤 (6)4 选址及平面布置 (8)4.1 选址要求 (8)4.2 平面设计.................................................................................................................................... - 11 - 结论............................................................................................................................................... - 12 - 参考文献 ........................................................................................................................................ - 13 -1 绪论2003年我国天然气产量达341亿m3，消费量为301亿m3，消费结构为化工34%、工业燃料29%、城市燃气23%、发电14%。
天然气分子筛脱水系统工艺流程
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天然气分子筛脱水装置工艺设计
天然气分子筛脱水装置工艺设计
天然气是一种重要的能源资源，但天然气中常含有水分，因此需要进行脱水处理，以满足工业和家庭等各个领域的需求。
分子筛是一种高效的脱水材料，可以通过物理和化学吸附的方式将水分从天然气中去除。
首先，进料条件包括天然气的压力、温度和水分含量。
通常情况下，天然气的压力在2-20MPa范围内，温度在-40℃至60℃之间，水分含量在2-10%之间。
进料条件的不同会对分子筛脱水装置的工艺设计造成影响。
其次，分子筛的选择是关键的一步。
分子筛通常由硅铝酸盐等材料制成，具有微孔和介孔结构，能够较好地吸附水分。
根据天然气的进料条件和脱水要求，选择适合的分子筛类型和规格。
常用的分子筛有3A、4A和13X等。
然后，需要设置工艺参数，包括进料流量、操作压力和温度等。
进料流量要根据脱水效率和设备容量进行合理调整，不宜过大或过小。
操作压力和温度一般根据分子筛的吸附特性和天然气的进料条件来确定，以保证分子筛的脱水效果。
通常情况下，较高的操作压力和适当的操作温度有利于提高脱水效率。
最后，需要对产品质量进行控制。
天然气分子筛脱水装置的产品主要是去除水分后的天然气，需要确保产品的水分含量达到规定的标准。
可以通过监测出料气体的水分含量来实现产品质量的控制，可采用在线监测和定期抽样检测相结合的方式。
在天然气分子筛脱水装置工艺设计的过程中，还需要考虑以下几个方面：设备的选型和布置、安全措施的实施、操作和维护的规范等。
只有综
合考虑以上因素，才能设计出有效可靠的天然气脱水装置，提高天然气资源的利用率和产品质量，为社会和经济发展做出贡献。
某分子筛吸附脱水工艺设计——再生工艺计算(内容清晰)
重庆科技学院《油气集输工程》课程设计报告学院: 石油与天然气工程学院专业班级:学生姓名:学号:设计地点（单位） K804 设计题目: 某分子筛吸附脱水工艺设计——再生工艺计算完成日期：年月日指导教师评语:成绩（五级记分制）:指导教师（签字）:________________摘要井口流出的天然气几乎都为气相水所饱和，甚至会携带一定量的液态水。
天然气中水分的存在往往会造成严重的后果：含有CO2和H2S的天然气在有水存在的情况下形成酸而腐蚀管路和设备；在一定条件下形成天然气水合物而堵塞阀门、管道和设备；降低管道输送能力，造成不必要的动力消耗。
水分在天然气的存在是非常不利的事，因此，需要脱水的要求更为严格。
天然气脱水的方法一般包括低温法、溶剂吸收法、固体吸附法、化学反应法和膜分离法等。
低温法脱水是利用高压天然气节流膨胀降温或利用气波机膨胀降温而实现的，这种工艺适合于高压天然气；而对于低压天然气，若要使用则必须增压，从而影响了过程的经济性。
溶剂吸收法和固体吸附法目前在天然气工业中应用较广泛。
本文主要研究固体吸附法脱水。
固体吸附法就是利用多孔固体颗粒选择性地吸附流体中一定组分在其内外表面上，从而使流体混合物得以分离的方法。
具有一定吸附能力的固体材料称为吸附剂，被吸附的物质称为吸附质。
而本文的固体吸附剂以分子筛作为探讨的对象。
分子筛具有很好的选择吸附性、在高温下吸附脱水等优点，尤其是在气体和液体进行深度脱水时特别适合。
分子筛在使用过程中被气体中所含水量饱和，为了使分子筛能够继续循环使用，就有了分子筛的再生工艺过程。
本文主要通过选取合适的分子筛然后计算分子筛的吸附水量，和吸附的双塔轮换过程和轮换时间，通过要脱附的水量计算出再生气的气量以及冷凝气的气量，和所需加热炉的热量，以此来探讨分子筛的再生工艺过程。
关键词：分子筛再生工艺再生气冷凝气热量目录摘要 (2)1 绪论 (4)1.1 国内外现状 (4)1.2脱水系统吸附剂的选择 (5)1.3分子筛的种类与特点 (6)1.4 分子筛吸附脱水原理流程 (7)1.4.1 吸附周期 (8)1.4.2 再生过程 (8)1.4.3 再生操作 (9)1.4.4 再生加热与冷却 (10)2 再生工艺计算 (12)2.1物性基础 (12)2.1.1天然气的基本组成 (12)2.1.2工艺选择 (12)2.2 在生热负荷计算 (13)2.3 再生气量计算 (15)2.3 冷却气量计算 (16)2.4再生气空塔速度计算 (17)3 总结 (19)参考文献 (20)1 绪论1.1 国内外现状天然气作为清洁优质能源，在近年来，其世界总气产量和消费量呈持续增长的趋势。
《油气集输工程》某分子筛吸附脱水工艺设计——吸附工艺计算及吸附塔设计解析
《油气集输工程》某分子筛吸附脱水工艺设计——吸附工艺计算及吸附塔设计解析油气集输工程中的脱水工艺设计是非常重要的，其中分子筛吸附脱水工艺是一种常用的技术。
本文将对分子筛吸附工艺计算及吸附塔设计进行解析。
分子筛吸附脱水工艺是利用分子筛的吸附性能将混合物中的水分去除的一种方法。
吸附剂选择是关键的一步，常用的吸附剂有活性炭、分子筛等。
其中，分子筛作为一种优良的吸附材料，因其及其微孔结构稳定性好、吸附能力强等特点被广泛应用。
在分子筛吸附工艺计算中，需要计算出单位时间内吸附塔可以处理的液体或气体流量。
根据泰勒庆流动方程和质量守恒方程，可以求解出吸附塔的液体或气体吸附量。
同时，根据水分含量的要求，可以确定吸附塔的设计参数，如吸附塔的高度、直径等。
吸附塔的设计是分子筛吸附脱水工艺的关键环节。
吸附塔通常采用塔式结构，分为吸附段和解吸段。
吸附段采用逆向流动原理，将待处理的混合物与分子筛接触，使水分被吸附到分子筛上。
解吸段则采用正向流动原理，通过加热或减压等方法，将吸附的水分释放出来。
在吸附塔的设计中，需要考虑吸附塔的压降、塔床高度和吸附剂的补充等因素。
压降是指气体通过吸附塔时的阻力损失，需要控制在合理范围内。
塔床高度要根据吸附剂的吸附能力和水分含量要求确定。
同时，吸附剂的补充要根据吸附剂的使用寿命和吸附效果等因素进行合理安排。
总之，分子筛吸附脱水工艺的设计需要考虑吸附工艺计算及吸附塔设计。
通过合理选择吸附剂、计算流量、确定设计参数等步骤，可以实现高效的脱水效果。
在实际应用中，还需要根据具体情况进行调整和优化，以达到最佳的脱水效果。
天然气分子筛脱水装置工艺设计
天然气分子筛脱水装置工艺设计一、引言天然气作为清洁能源的重要组成部分，其开发和利用对于保障能源安全和改善环境质量具有重要意义。
然而，天然气中含有大量的水分，如果不及时去除，会对天然气的利用和储存造成很大的影响。
因此，设计一套高效的天然气脱水装置工艺对于提高天然气的质量和利用效率具有重要意义。
二、天然气脱水装置的工艺原理天然气中的水分主要以自由水和水蒸气的形式存在。
自由水主要存在于天然气中，水蒸气则主要存在于天然气中。
脱水装置的工艺原理主要是通过分子筛吸附和膜分离等方式去除天然气中的水分，从而提高天然气的质量。
分子筛是一种具有微孔结构的固体吸附剂，其孔径大小可以选择性地吸附分子。
在天然气脱水装置中，采用分子筛吸附的方式可以有效地去除天然气中的水分。
而膜分离则是利用膜的选择性透过性，将水分和天然气分离。
这两种方式结合使用可以更加有效地去除天然气中的水分。
三、天然气脱水装置的工艺设计1. 分子筛脱水工艺设计在天然气分子筛脱水装置中，需要考虑到天然气的流量、压力和水分含量等因素。
首先，需要选择合适的分子筛吸附剂，其孔径大小要能够选择性地吸附水分子。
其次，需要设计合适的吸附塔，以确保天然气在分子筛中充分接触，从而实现高效的脱水效果。
同时，需要考虑到分子筛的再生问题，以确保分子筛的持续使用。
2. 膜分离脱水工艺设计膜分离脱水工艺主要是通过膜的选择性透过性，将水分和天然气分离。
在设计膜分离脱水装置时，需要考虑到膜的材质、孔径大小、膜的结构和膜的压力等因素。
同时，需要考虑到膜的清洗和更换问题，以确保膜的长期稳定运行。
3. 工艺设计的综合考虑在天然气脱水装置的工艺设计中，需要综合考虑分子筛吸附和膜分离两种方式的优缺点，选择合适的工艺方案。
同时，还需要考虑到装置的运行成本、能耗、维护和管理等方面的因素，以确保装置的长期稳定运行。
四、结语天然气脱水装置的工艺设计是一个复杂的工程问题，需要综合考虑多种因素。
通过合理的工艺设计和装置运行管理，可以有效地提高天然气的质量，保障天然气的利用和储存安全。
《油气集输工程》某分子筛吸附脱水工艺设计——吸附工艺计算及吸附塔设计解析
重庆科技学院《油气集输工程》课程设计报告学院:_石油与天然气工程学院专业班级:油气储运08学生姓名:学号:设计地点（单位）__ E406、E404____________设计题目:__ 某分子筛吸附脱水工艺设计_——吸附工艺计算及吸附塔设计__完成日期： 2011 年 6 月16日指导教师评语: ______________________ _________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________ _成绩（五级记分制）:______ __________指导教师（签字）:________ ________摘要吸附脱水就是利用某些多孔性固体吸附天然气中的水蒸气。
气体或液体与多孔的固体颗粒表面相接触，气体或液体与固体表面分子间相互作用而停留在固体表面上，使气体或液体分子在固体表面上浓度增大的现象。
常用的固体吸附剂有活性铝土、活性氧化铝、硅胶和分子筛。
分子筛吸附脱水目前国外引进的，国内自行设计的都是固定床式，为保证连续工作，至少需要两塔，经常采用的是两塔或三塔。
在两塔流程中，一塔进行吸附，另一踏再生和冷却。
在三塔流程中，一塔吸附，一塔再生加热，一塔冷却。
在工艺相同的情况下，考虑到经济性，分子筛吸附脱水工艺设计中常用的是两塔脱水工艺。
关键字：吸附工艺分子筛吸附器结构1.分子筛是一种人工合成的无机吸附剂，是一种高效、高选择性的固体吸附剂。
分子筛是人工晶体型硅铝酸盐，依据其晶体内部孔穴的大小而吸附或排斥不同物质的分子，因而被形象地称为“分子筛”。
天然气分子筛脱水装置工艺设计(参考仅供)
1 概述1.1 设计要求原料气压力为4.5MPa，温度30℃，工艺流程要求脱水后含水量在1ppm以下（质），采用球形4A分子筛吸附脱水，已知4A分子筛的颗粒直径为 3.2mm，堆密度为660kg/m3，吸附周期采用8小时。
其具体内容如下：1.绘制天然气脱水工艺流程图；2.确定工艺流程的主要工艺参数；3.对脱水系统中主要设备进行工艺计算，并确定主要设备的结构尺寸和型号。
4.确定流程中主要管线的规格（材质、壁厚、直径）。
5.编写工程设计书。
1.2 设计范围分子筛吸附塔装置导热油换热单元过滤器再生气分离器连接管道排污放空系统安全阀，调压阀1.3 设计原则1)贯彻国家建设基本方针政策，遵循国家和行业的各项技术标准、规范。
2)贯彻“安全、可靠”的指导思想，紧密结合上、下游工程，以保证中央处理厂安全、稳定地运行。
3)根据高效节能、安全生产的原则，采用先进实用的技术和自控手段，实行现代化的管理模式，实现工艺、技术成熟可靠、节省投资、方便生产。
4)充分考虑环境保护，节约能源。
1.4 气质工况及处理规模气体处理规模：100×104 m3/d原料气压力：4.5 MPa原料气温度：30 ℃脱水后含水量：≤1 ppm天然气气质组成见表1-1。
表1-1 天然气组成表（干基）组分H2 He N2 CO2 C1 C2mol% 0.097 0.052 0.55 0.026 94.595 3.305组分C3 iC4 nC4 iC5 nC5 C6+ mol% 0.73 0.121 0.156 0.056 0.052 0.2621.5 分子筛脱水工艺流程1.5.1 流程选择本装置所处理的湿净化气流量为100×104m3/d（20℃、101.325kPa标准状态下）。
对于这样规模较大的分子筛脱水装置，可以采用2个吸附塔或3个吸附塔两种方案（分别简称两塔方案、三塔方案）。
而相同工艺不同方案的操作情况与投资数据却完全不同，现将两塔方案、三塔方案的操作情况与投资情况进行比较，从而选择出最佳方案。
油气集输课程设计分析
重庆科技学院《油气集输工程》课程设计报告学院:_石油与天然气工程学院 __专业班级 : 油储 12-2学生姓名 :某某某学号: 123456789设计地点（单位） ________K802______ __ ________ __设计题目 :某分子筛吸附脱水工艺设计——加热器设计计算_完成日期：2015年6月25日指导教师评语 : _______________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________成绩（五级记分制） :______ __________指导教师（签字） :________ _______摘要本次课程设计的题目是关于分子筛吸附脱水工艺中的加热器设计计算，多年来，在油气集输加热领域一直采用管式炉及水套炉。
这些传统炉型固然有它的特点和优势，但这些炉型在其工作原理、结构设计及运行管理方面还存在很多的不足，导致加热炉的使用寿命减短，设备的不正常损坏，增加维修费用，并在运行时存在一定的安全隐患。
本次课程设计打破传统设计加热炉选型手段，设计了以水为相变换热原理的新型真空相变加热炉，可以很好的解决传统加热炉存在的问题。
文章从加热炉的基本原理入手，参照《油田加热炉》的相关理论知识，按照GB/T 21435-2008 《相变加热炉》的设计手册。
系统的阐述了加热炉的主要技术参数，通过对加热炉的特点分析及选型依据，介绍了真空加热炉的工作原理，着重的阐述了真空相变加热炉的设计步骤和计算过程，总结了真空相变加热炉这种新型炉型在油田集输加热系统中占有良好的前景。
《油气集输工程》某分子筛吸附脱水工艺设计——吸附工艺计算及吸附塔设计解析
重庆科技学院《油气集输工程》课程设计报告学院:_石油与天然气工程学院专业班级:油气储运08学生姓名:学号:设计地点（单位）__ E406、E404____________设计题目:__ 某分子筛吸附脱水工艺设计_——吸附工艺计算及吸附塔设计__完成日期： 2011 年 6 月16日指导教师评语: ______________________ _________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________ _成绩（五级记分制）:______ __________指导教师（签字）:________ ________摘要吸附脱水就是利用某些多孔性固体吸附天然气中的水蒸气。
气体或液体与多孔的固体颗粒表面相接触，气体或液体与固体表面分子间相互作用而停留在固体表面上，使气体或液体分子在固体表面上浓度增大的现象。
常用的固体吸附剂有活性铝土、活性氧化铝、硅胶和分子筛。
分子筛吸附脱水目前国外引进的，国内自行设计的都是固定床式，为保证连续工作，至少需要两塔，经常采用的是两塔或三塔。
在两塔流程中，一塔进行吸附，另一踏再生和冷却。
在三塔流程中，一塔吸附，一塔再生加热，一塔冷却。
在工艺相同的情况下，考虑到经济性，分子筛吸附脱水工艺设计中常用的是两塔脱水工艺。
关键字：吸附工艺分子筛吸附器结构1.分子筛是一种人工合成的无机吸附剂，是一种高效、高选择性的固体吸附剂。
分子筛是人工晶体型硅铝酸盐，依据其晶体内部孔穴的大小而吸附或排斥不同物质的分子，因而被形象地称为“分子筛”。
《油气集输工程》某分子筛吸附脱水工艺设计——吸附工艺计算及吸附塔设计
《油气集输工程》某分子筛吸附脱水工艺设计——吸附工艺计算及吸附塔设计油气集输工程中，脱水是一个关键的步骤，可以提高天然气的质量和减少管线腐蚀风险。
传统的脱水工艺包括凝结水脱水法、吸附脱水法和膜脱水法等。
本文将重点介绍吸附脱水工艺设计，包括吸附工艺计算和吸附塔设计。
吸附工艺计算主要包括塔床吸附剂的选择和塔床高度的计算。
1.吸附剂选择：吸附剂应具有高的吸附能力、较大的比表面积和良好的机械强度。
常用的吸附剂有硅胶、分子筛和活性炭等。
根据油气集输工程的特点，分子筛是较常用的吸附剂，因此本文以分子筛为例进行介绍。
2.塔床高度计算：塔床高度的计算可以通过以下公式进行：H=(Q/(A×Vr×ρs))×(1-ε)×(1/(1−εm))其中，H为塔床高度（m），Q为进料流量（m3/h），A为塔截面积（m2），Vr为进料速度（m/h），ρs为吸附剂的密度（kg/m3），ε为塔床空隙率，εm为吸附剂的孔隙率。
吸附塔设计主要包括塔型选择、计算分子筛的装填量和塔的壁厚设计。
1.塔型选择：塔型的选择应考虑到操作、维护和经济等因素。
常见的塔型有圆柱形和矩形两种。
在油气集输工程中，由于分子筛的填充方式多为包状，因此矩形塔较为适合。
2.分子筛的装填量计算：分子筛的装填量可以通过以下公式进行计算：W=V×ρ×εm其中，W为吸附剂的质量（kg），V为塔体积（m3），ρ为吸附剂的密度（kg/m3），εm为吸附剂的孔隙率。
3.塔的壁厚设计：塔的壁厚设计应满足设计要求和安全性要求。
常见的设计准则有ASME标准、API标准和国内标准等。
在设计时应考虑压力、温度、力学性能和耐腐蚀性能等因素。
综上所述，吸附脱水工艺设计包括吸附工艺计算和吸附塔设计。
在分子筛吸附工艺计算中，需要选择合适的吸附剂，并计算塔床高度。
吸附塔设计包括塔型选择、分子筛的装填量计算和塔的壁厚设计。
通过合理的工艺设计和塔的设计，可以提高脱水效果，减少水分含量的影响，从而提高天然气的质量和降低运营成本。
《天然气脱水工艺》课件
天然气脱水工艺是一种将天然气中的湿气去除的过程，旨在提高天然气的品 质和减少与湿气相关的问题。该工艺在天然气开采中广泛应用。
概述
天然气脱水工艺是去除天然气中的湿气，以提高其品质和减少相关问题的过 程。了解工艺的目的和应用对于天然气开采至关重要。
脱水原理
天然气脱水利用原理和机理来去除湿气，理解湿气的成分和性质以及脱水过程中液态和气态的变化对于工艺的 实施至关重要。
成本分析
脱水工艺的成本和投资预算需要考虑多个费用项和费用构成。同时，运行中的经济效益和成本控制策略也是值 得关注的。
发展趋势
天然气脱水工艺经历了发展历程，并有着当前的研究方向和趋势。展望未来， 工艺有着广阔的应用前景。
脱水方法
• 氧化剂法 • 吸附剂法 • 压缩冷凝法 • 偏析法 • 冻结法 • 光催化法
天然气脱水可以采用多种不同的方法，每种方法都有其独特的优势和适用情况。
工艺流程
典型的天然气脱水工艺流程涉及关键设备和处理步骤，同时需要特别注意操作细节和安全问题。
工艺参数
脱水工艺的重要参数包括温度、压力、流量和水含量等关键指标。了解这些 参数的变化对脱水效果至关重要。
天然气分子筛脱水装置工艺标准规范标准设计.docx
\\1概述1.1设计要求原料气压力为 4.5MPa，温度 30℃，工艺流程要求脱水后含水量在 1ppm 以下（质），采用球形 4A 分子筛吸附脱水，已知 4A 分子筛的颗粒直径为 3.2mm，堆密度为660kg/m3，吸附周期采用 8 小时。
其具体内容如下：1.绘制天然气脱水工艺流程图；2.确定工艺流程的主要工艺参数；3.对脱水系统中主要设备进行工艺计算，并确定主要设备的结构尺寸和型号。
4.确定流程中主要管线的规格（材质、壁厚、直径）。
5.编写工程设计书。
1.2设计范围分子筛吸附塔装置导热油换热单元过滤器再生气分离器连接管道排污放空系统安全阀，调压阀1.3设计原则1)贯彻国家建设基本方针政策，遵循国家和行业的各项技术标准、规范。
2)贯彻“安全、可靠”的指导思想，紧密结合上、下游工程，以保证中央处理厂安全、稳定地运行。
3)根据高效节能、安全生产的原则，采用先进实用的技术和自控手段，实行现代化的管理模式，实现工艺、技术成熟可靠、节省投资、方便生产。
4)充分考虑环境保护，节约能源。
\\1.4 气质工况及处理规模气体处理规模： 100×104 m3/d原料气压力： 4.5 MPa原料气温度： 30 ℃脱水后含水量：≤1 ppm天然气气质组成见表1-1。
表 1-1 天然气组成表（干基）组分H2He N2CO2C1C2mol%0.0970.0520.550.02694.595 3.305组分C3iC4nC4iC5nC5C6+mol%0.730.1210.1560.0560.0520.2621.5 分子筛脱水工艺流程1.5.1 流程选择本装置所处理的湿净化气流量为100×104m3/d（20℃、101.325kPa标准状态下）。
对于这样规模较大的分子筛脱水装置，可以采用 2 个吸附塔或 3 个吸附塔两种方案（分别简称两塔方案、三塔方案）。
而相同工艺不同方案的操作情况与投资数据却完全不同，现将两塔方案、三塔方案的操作情况与投资情况进行比较，从而选择出最佳方案。
天然气分子筛脱水装置工艺设计
天然气分子筛脱水装置工艺设计1 概述1.1 设计要求原料气压力为4.5MPa，温度30C,工艺流程要求脱水后含水量在1ppm以下 (质)，采用球形4A分子筛吸附脱水，已知4A分子筛的颗粒直径为3.2mm，堆密3度为660kg/m，吸附周期采用8小时。
其具体内容如下：1.绘制天然气脱水工艺流程图；2.确定工艺流程的主要工艺参数；3.对脱水系统中主要设备进行工艺计算，并确定主要设备的结构尺寸和型号。
4.确定流程中主要管线的规格(材质、壁厚、直径)。
5.编写工程设计书。
1.2设计范围分子筛吸附塔装置导热油换热单元过滤器再生气分离器连接管道排污放空系统安全阀，调压阀1.3设计原则1)贯彻国家建设基本方针政策，遵循国家和行业的各项技术标准、规范。
2)贯彻“安全、可靠”的指导思想，紧密结合上、下游工程，以保证中央处理厂安全、稳定地运行。
3)根据高效节能、安全生产的原则，采用先进实用的技术和自控手段，实行现代化的管理模式，实现工艺、技术成熟可靠、节省投资、方便生产。
4)充分考虑环境保护，节约能源。
1.4气质工况及处理规模气体处理规模：100X104 m3/d原料气压力：4.5 MPa原料气温度：30 C脱水后含水量：勻ppm天然气气质组成见表1-1。
表1-1天然气组成表（干基）1.5分子筛脱水工艺流程1・5・1流程选择本装置所处理的湿净化气流量为100X104m3/d（20°C、101.325kPa标准状态下）对于这样规模较大的分子筛脱水装置，可以采用2个吸附塔或3个吸附塔两种方案（分别简称两塔方案、三塔方案）。
而相同工艺不同方案的操作情况与投资数据却完全不同，现将两塔方案、三塔方案的操作情况与投资情况进行比较，从而选择出最佳方案。
在两塔流程中，一塔进行脱水操作，另一塔进行吸附剂的再生和冷却，然后切换操作。
在三塔或多塔流程中，切换的程序有所不同，通常三塔流程采用一塔吸附、一塔再生、一塔冷吹同时进行。
某分子筛吸附脱水工艺设计再生工艺设计计算
重庆科技学院《油气集输工程》课程设计报告学院: 石油与天然气工程学院专业班级:学生姓名: 学号:设计地点（单位）K804设计题目: 某分子筛吸附脱水工艺设计——再生工艺计算完成日期：年月日指导教师评语:成绩（五级记分制）:指导教师（签字）:________________摘要井口流出的天然气几乎都为气相水所饱和，甚至会携带一定量的液态水。
天然气中水分的存在往往会造成严重的后果：含有CO2和H2S的天然气在有水存在的情况下形成酸而腐蚀管路和设备；在一定条件下形成天然气水合物而堵塞阀门、管道和设备；降低管道输送能力，造成不必要的动力消耗。
水分在天然气的存在是非常不利的事，因此，需要脱水的要求更为严格。
天然气脱水的方法一般包括低温法、溶剂吸收法、固体吸附法、化学反应法和膜分离法等。
低温法脱水是利用高压天然气节流膨胀降温或利用气波机膨胀降温而实现的，这种工艺适合于高压天然气；而对于低压天然气，若要使用则必须增压，从而影响了过程的经济性。
溶剂吸收法和固体吸附法目前在天然气工业中应用较广泛。
本文主要研究固体吸附法脱水。
固体吸附法就是利用多孔固体颗粒选择性地吸附流体中一定组分在其内外表面上，从而使流体混合物得以分离的方法。
具有一定吸附能力的固体材料称为吸附剂，被吸附的物质称为吸附质。
而本文的固体吸附剂以分子筛作为探讨的对象。
分子筛具有很好的选择吸附性、在高温下吸附脱水等优点，尤其是在气体和液体进行深度脱水时特别适合。
分子筛在使用过程中被气体中所含水量饱和，为了使分子筛能够继续循环使用，就有了分子筛的再生工艺过程。
本文主要通过选取合适的分子筛然后计算分子筛的吸附水量，和吸附的双塔轮换过程和轮换时间，通过要脱附的水量计算出再生气的气量以及冷凝气的气量，和所需加热炉的热量，以此来探讨分子筛的再生工艺过程。
关键词：分子筛再生工艺再生气冷凝气热量目录摘要 (3)1 绪论 (6)1.1 国内外现状 (6)1.2脱水系统吸附剂的选择 (7)1.3分子筛的种类与特点 (8)1.4 分子筛吸附脱水原理流程 (10)1.4.1 吸附周期 (11)1.4.2 再生过程 (11)1.4.3 再生操作 (12)1.4.4 再生加热与冷却 (13)2 再生工艺计算 (15)2.1物性基础 (15)2.1.1天然气的基本组成 (15)2.1.2工艺选择 (16)2.2 在生热负荷计算 (17)2.3 再生气量计算 (19)2.3 冷却气量计算 (20)2.4再生气空塔速度计算 (21)3 总结 (23)参考文献 (24)1 绪论1.1 国内外现状天然气作为清洁优质能源，在近年来，其世界总气产量和消费量呈持续增长的趋势。
吸附脱水工艺计算
已知条件单位数值备注有关天然气的参数天然气处理量(V)Nm 3/h 3000天然气含水量()ppm 750工作压力(P)MPa 25工作温度(T)℃45天然气标态下密度(ρ0)kg/m 30.77工况下天然气中水蒸气密度(ρ水)kg/m 30.75有关分子筛的参数吸附剂型号吸附剂的平均直径(D p )m 0.004平衡水容量%28堆积密度(ρB )kg/m 3700净化要求净化后露点℃吸附时间(τ)h 8再生时间h 7再生温度℃235压差(ΔP)MPa0.1计算过程天然气工况下密度ρg (kg/m 3)163.1386吸附剂动态水容量(X s )0.1681.6875吸附剂脱除的水量(G 1)kg/d 40.5吸附剂体积用量(V w )m 30.149235吸附剂质量用量(G w )kg104.4643空塔流速计算（采用雷督克斯公式）常数C(0.25～0.32)0.28空塔质量流速(G g )kg/(m 2·s)11.30932空塔流速(v 2)m/s 0.069323空塔流速(v 2)m/min 4.159402塔径初选天然气在工况下流率(v 1)m 3/h 14.15974D 1m 0.268845D 2m 0.423591Dm 0.346218D(圆整后)m0.35天然气吸附脱水工艺计算执行标准SY/T0076-2003传质区长度计算床层截面积水负荷(q)kg/(h·m2)17.53898相对湿度(R s)%1传质区长度(H z)m 6.173367此为硅胶传质区长度传质区长度(H z)m 3.70402床层高度计算床层截面积(F)m20.096163床层高度(H t)m 1.551901。
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重庆科技学院《油气集输工程》课程设计报告院（系）:石油与天然气工程学院专业班级:油气储运工程2010-03 学生姓名:何滔学号: 2010440142设计地点（单位）石油科技大楼K715 设计题目:某分子筛吸附脱水工艺设计——天然气物性基础计算完成日期：2013 年 06 月 28 日指导教师评语:成绩（五级记分制）:指导教师（签字）:摘要从地层开采出来的天然气含有游离水和气态水。
对于游离水，在天然气集输过程中，通过分离器就可以实现分离；但气态水，由于它是以气态方式存在，运用分离器不能完成分离。
而这些气态水又会在天然气管道输送过程中随着温度压力的改变而重新凝结成液态水。
液态水的存在会导致水合物的生成和液体本身堵塞管路、设备或降低它们的负荷，引发二氧化碳和硫化氢的酸液腐蚀。
因此为满足管输和用户的需求，脱出天然气中的水分是有必要的。
天然气脱水可分为低温冷凝法、吸收脱水法和吸附脱水法三种。
吸附脱水就是利用某些多孔性固体吸附天然气中的水蒸气。
气体或液体与多孔的固体颗粒表面相接触，气体或液体与固体表面分子间相互作用而停留在固体表面上，使气体或液体分子在固体表面上浓度增大的现象。
常用的固体吸附剂有活性铝土、活性氧化铝、硅胶和分子筛。
分子筛吸附脱水为保证连续工作，至少需要两塔，经常采用的是两塔或三塔。
在两塔流程中，一塔进行吸附，另一踏再生和冷却。
在三塔流程中，一塔吸附，一塔再生加热，一塔冷却。
在工艺相同的情况下，考虑到经济性，分子筛吸附脱水工艺设计中常用的是两塔脱水工艺。
关键字：天然气吸附脱水分子筛目录摘要 (I)１绪论 (1)1.1 天然气分类 (1)1.1.1天然气按矿藏特点分类 (1)1.1.2按天然气的烃类组成分类 (2)1.1.3按酸气含量分类 (2)2天然气物性基础计算 (3)2.1 基础资料及设计要求 (3)2.2 天然气物性基础参数 (3)2.2.1天然气的分子质量 (3)2.2.2天然气的密度 (4)2.2.3天然气相对密度 (5)2.2.4压缩因子 (5)2.2.5拟临界参数 (6)2.2.6天然气拟对比参数 (7)2.2.7天然气的水蒸气含量及水露点 (7)2.2.8天然气的粘度 (12)3 总结 (17)参考文献 (18)１绪论天然气是清洁、高效、安全优质的能源，它的使用在发展世界经济和提高环境质量中起着重要的作用。
全球蕴藏有相当丰富的天然气资源，目前世界天然气是仅次于石油和煤炭的世界第三大能源。
近年其产量增长速度高于石油与煤，在能源消费结构中的比例达23.5%。
据预测，21世纪天然气在能源消费结构组成中的比例将超过石油，成为世界第一能源。
在今后，天然气的应用将会显著扩大，天然气转化生产合成氨、甲醇和烯烃、芳烃等技术将会取得新的进展；天然气用作汽车燃料也将使天然气汽车得到进一步的推广。
近年来，随着我国东部能源短缺地区（如珠江三角洲和长江三角洲地区）工业化程度的提高，用作燃油和化工原料的石油消费量呈不断增长的趋势。
从国家石油安全战略的角度考虑，必须减少对石油资源的依赖，用天然气等清洁能源替代这部分石油资源，这样就可解决石油资源消费快速膨胀的问题。
据统计，2005年我国一级能源消费结构中，天然气仅占2.7%，是世界平均水平的10%左右。
21世纪世界能源将进入天然气时代，我国也即将进入天然气快速发展的历史时期。
有专家预测，到2020年，天然气在我国一次能源消费中的比例，将到达8%。
天然气是以烷烃为主的各种烃类和非烃类气体所组成的气体混合物。
按其化学组成，绝大多数是甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和少量戊烷。
天然气中也有含有其他一些气体，如硫化氢、二氧化碳、氮气及水汽，有时还有微量的稀有气体，如氦和氩等。
1.1天然气分类1.1.1 天然气按矿藏特点分类1)气藏气。
产自天然气藏中的天然气称为气藏气。
一般气藏气含有90%以上的甲烷，还含有少量乙烷、丙烷、丁烷等烃类气体和二氧化碳、硫化氢、氮气等非烃类气体。
属于非伴生气。
2)凝析气藏气。
除含有大量甲烷外，还含有乙烷、丙烷、丁烷以及戊烷以上的烃类，即汽油、煤油组分。
凝析气藏气一样，均称为非伴生气。
3)油田气。
油田气含溶解气和气层气，伴随原油共生，又称伴生气。
其特点是乙烷和乙烷以上的烃类含量比气田气。
1.1.2 按天然气的烃类组成分类天然气按组分划分：干气、湿气、贫气、富气。
1)据天然气中的C5以上烃液含量的多少，有C5界定法划分干气和湿气。
干气是指1m3井口流出物中C5以上液烃含量低于l3．5cm3的天然气。
湿气是指在1 m3井口流出物中C5以上液烃含量高于13．5m3的天然气。
2)据天然气中C3以上烃液含量的多少，用C3界定法划分贫气和富气。
贫气指l m3井口流出物中C3以上烃类含量少于94cm3的天然气。
富气指l m3井口流出物中C3以上烃类含量大于94cm3的天然气。
1.1.3 按酸气含量分类酸气即二氧化碳和硫化物含量多少，天然气可分为酸性天然气和净气。
酸性天然气需经处理才能达到管输商品气气质要求的天然气。
2 天然气物性基础计算2.1 基础资料及设计要求天然气组成如表2.1：表2.1组分甲烷乙烷 丙烷 异丁烷 正丁烷 异戊烷 正戊烷 二氧化碳 氮气 硫化氢 体积含量 95.60.60.080.020.010.010.033.020.040.0264进料温度：26℃ 进料压力：5MPa 设计规模：12万方/天 要求脱水到1ppm 以下。
2.2 天然气物性基础参数2.2.1 天然气的分子质量天然气是多种气体组成的混合气体，本身没有分子式，不能像纯气体一样，可以从分子式算出一个恒定的相对分子质量，工程上为了计算方便，把0 ℃，101325Pa 时体积为22.4dm 天然气所具有的质量认为是天然气的相对分子质量。
换言之，天然气的相对分子质量，在数值上等于在基准状态下1摩尔天然气的质量。
天然气的相对分子质量是一种人们假想的相对分子质量，因此，也被称为“视相对分子质量”。
同时，由于天然气的相对分子质量随组成的不同而变化，没有一个恒定的数值，因此又被称为“平均相对分子质量”或“平均相对分子质量”。
其计算方式为：∑=i i M y M （2-1）式中：M —天然气的相对分子质量 yi —组分i 的摩尔分数 Mi —组分i 相对分子质量g/mol58.124121.008512.011M g/mol 44.09781.008312.011M g/mol 30.0761.008212.011M g/mol 16.04341.008112.011g/mol18.0154M g/mol 28.0134M g/mol 44.0098M 1251046242O 22H =⨯+⨯==⨯+⨯==⨯+⨯==⨯+⨯====H C H C H C CH N CO M则有：molg M y M ii /008.175636.00264.00154.185636.00134.2804.00098.4402.3151.7204.0124.5803.0097.4408.007.306.0043.166.95=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯==∑2.2.2 天然气的密度天然气的密度定义为单位体积天然气的质量，用符号ρ表示。
显然天然气的密度不仅取决于天然气的组成，还取决于其所处的压力和温度状态。
天然气在某压力、温度下的密度为：（2-2）式中： ρ——气体在任意压力、温度下的密度，kg/ m 3p ——天然气的压力（绝），KPa ；M ——天然气的相对分子质量； Z ——天然气压缩因子； T ——天然气绝对温度，K 。
针对本次课程设计的数据有：1)实际状态下，原料气温度299K ，压力5000kPa ： 则根据1-2公式可算得：678.40299841.0314.8008.171058.314ZT Ρ3=⨯⨯⨯⨯==M ρ kg/ m32)基准状态下，气体温度为273.15K ，压力101.325kPa ： 则根据1-2公式可算得：903.0273841.0314.8008.17325.1018.314ZT Ρ=⨯⨯⨯==M ρ kg/ m32.2.3 天然气相对密度天然气相对密度是在相同温度、压力下天然气的分子质量与空气的分子质量之比，是一个无量纲的量。
天然气相对密度用符号S 表示，则有:空天空空M M S ==ρρ （2-3）式中：天M ——天然气相对分子质量 空M ——空气相对分子质量 则根据本次课程设计有：l28.964g/mo /008.17==空天M mol g M则有：587.0964.28008.17===空天M M S2.2.4 压缩因子理想气体指一种流体，相对于总的体积，其分子体积可以忽略不计，分子之间及分子与容器之间没有吸引力与排斥力，分子完全是弹性碰撞，即碰撞中没有内能损失，所有低压的大部分气体行为与理想气体相似，在正常配气压力下天然气也密切遵循理想气体定律。
但是当气体压力上升，尤其当气体接近临界温度时，其真实体积和理想体积之间就产生很大的偏差，文献中称之为偏离因子或压缩因子。
天然气的偏差系数反映了实际气体状态偏离理想气体状态的程度。
天然气偏差系数的确定是以范德华对应状态原理为基础的，各种物质的性质差异可反映在许多方面，临界压力和临界温度也是一个方面，但在临界点，各种物质都气液不分，所以临界点又反映了各种物质的共同点。
现以临界点为基准点，引入新的状态参数，即对比压力和对比温度。
各种物质若具有相同的对比压力和对比湿度，则称此时处于对应状态，实验证明，它们偏离理想性质的程度也相同，即具有相同的Z 。
因为本次设计的天然气组分中含有酸性气体，所以通过查表的方式查出Z 值。
图2.1天然气压缩因子图版通过查图2.1可得：Z=0.8412.2.5 拟临界参数天然气的临界参数也随组成而变化，没有一恒定数值，一般要通过实验的方法才能准确的测定。
工程上广泛采用拟临界压力和拟临界温度的概念来代表天然气临界参数，并分别用符号P pc 和T pc 表示。
针对本次课程设计可以由以下方法进行计算：⎭⎬⎫⎩⎨⎧+=-=<S 6.1762.92T S 248.0778.4P 7.0S pc pc （2-4）pc Ρ——天然气的拟临界压力，MPa ；pc T ——天然气的拟临界温度，K ；S ——天然气相对密度。
带入数值（S=0.587），可得：MPa 632.4587.0248.0778.4Ρpc =⨯-=K 864.195587.06.1762.92T pc =⨯+=2.2.6 天然气拟对比参数天然气的压力、温度、与其拟临界压力、拟临界温度之比分别称为天然气拟对比压力、拟对比温度、压力：pcprp p p = (2-5)pcprT T T = (2-6)式中：Ρ——天然气的实际压力； T ——天然气的实际温度； pc P ——天然气的拟临界压力； pc T ——天然气的拟临界温度；pr P ——天然气的拟对比压力；pr T ——天然气的拟对比温度。