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:_______________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________

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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%。2003年化工用气量约为102亿m3，主要用于生产化肥。其中以天然气为原料的合成氨和甲醇生产能力分别占总生产能力的20%和25%。

权威机构分析，天然气将是未来世界一次能源中发展最快的品种，预计2001～2025年全球天然气消费年均增长率为2.2%（而同期原油的增长率为1.9%，煤为1.6%）。2020年全球天然气消费量将达到4.34万亿m³，比2001年增长近70%，天然气在世界一次能源中的比例将从2001年的23%上升到2020年的25%。

由此可知，提高天然气的质量是刻不容缓的事情。其中，天然气脱水是提升天然气质量的一个重要环节。天然气中含水量的降低可以减少管输压力，避免生产水合物堵塞管道，同时也避免与天然气中的酸性气体如二氧化碳、硫化氢等生产酸性液体腐蚀管道。就目前国内国外的技术而言，总共将天然气脱水法分为三类：低温脱水法、溶剂吸收脱水法、固体吸附脱水法。

其中，吸附是用多孔性的固体吸附剂处理气体混合物，使其中一种或多种组分吸附于固体表面上，其他的不吸附，从而达到分离操作。水是一种强极性分子，分子直径（2.76Å ～3.2 Å）很小。不同的多孔性固体的孔径是不同的，孔径大于3.2 Å 的，都可以吸附水。吸附能力的大小与多种因素有关，主要是固体的表面力。目前工业上常用的吸附剂有活性氧化铝、硅胶、分子筛和活性炭等。其中除活性炭外，都可以应用于天然气脱水。

本设计在前人的基础上，就固体吸附脱水法进行研究，在吸附脱水的理论基础上设计出双塔循环分子筛吸附脱水工艺流程，并选址布局。

2 参数设计2.1 天然气基础资料

天然气组成

表格 2.1

组分C

1C

2

C

3

iC

4

nC

4

iC

5

nC

5

CO

2

N

2

H

2

O

Mol％71.3 8.39 6.01 1.24 2.21 0.64 0.79 2.53 4.21 2.14 进料温度：40℃

进料压力：3MPa

设计规模：15万方/天

要求脱水到1ppm以下。

2.2 天然气基础物性资料

表格 2.2

相对分子量相对密度拟临界压力拟临界温度压缩因子饱和含水量22.79kg/mol 0.786966 4.94Mpa 234.4k 0.9 1743mg/m³

密度

压力（3Mpa）温度（40℃）压力（101.325kpa）温度（0℃）

29.2kg/m³ 1.05kg/m³

2.3 设计范围

根据重庆科技学院油气集输课程设计任务书，设计范围为天然气吸附脱水工艺流程图，并根据当地的天气、地势进行选址，设计平面布置图。