某分子筛吸附脱水工艺设计-画流程图和平面布置图
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。
分子筛脱水工艺流程
分子筛脱水工艺流程分子筛脱水是一种常用的工艺流程，用于去除液态或气态物体中的水分，提高产品的纯度和质量。
下面将介绍一种常见的分子筛脱水工艺流程，包括原料准备、分子筛选择、脱水操作和产品收集等环节。
首先是原料准备。
在进行分子筛脱水之前，需要准备含水原料作为待处理物体。
原料可以是液态物质，如溶液、悬浮液等；也可以是气态物质，如废气、蒸汽等。
根据待处理物体的化学性质和工艺要求，确定原料的组成、浓度和温度等参数。
第二步是分子筛选择。
根据待处理物体的特性和处理要求，选择合适的分子筛材料进行脱水操作。
常见的分子筛有沸石分子筛、硅铝分子筛等，它们具有大孔径、高表面积和可调节的选择性等特点，适用于各种不同的分子筛脱水工艺。
接下来是脱水操作。
将待处理物体通过输送管道引入分子筛装置中，在一定压力下与分子筛接触。
分子筛的孔径可以选择性地吸附水分子，将原料中的水分去除。
通过控制脱水时间、温度和压力等参数，可以实现不同程度的水分脱除。
在脱水的同时，需要注意保持脱水装置内部的稳定温度和压力。
温度的选择根据原料的化学性质和热力学要求进行调节，一般采用常温或低温脱水。
压力的选择根据原料的性质和脱水要求进行控制，可以通过调节装置内的压力阀实现。
最后是产品收集。
经过分子筛脱水后，原料中的水分已经被去除，得到脱水后的产品。
根据产品的要求，可以选择不同的方式进行收集，如用收集容器收集液态产品，用净化器收集气态产品等。
收集后的产品可以经过进一步的处理和加工，以满足不同的工艺要求和应用需求。
总结起来，分子筛脱水工艺流程包括原料准备、分子筛选择、脱水操作和产品收集等环节。
通过合理地控制工艺参数，可以实现对待处理物体中水分的有效去除，提高产品的纯度和质量。
这种工艺在化工、制药、食品等行业中得到广泛应用，对于提高生产效果和经济效益具有重要的意义。
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。
(工艺技术)天然气分子筛脱水装置工艺设计
（工艺技术）天然气分子筛脱水装置工艺设计1.4气质工况及处理规模气体处理规模：100×104m3/d原料气压力：4.5MPa原料气温度：30℃脱水后含水量：≤1ppm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。
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。
表1-2三塔方案（常规）时间分配表由表1-1可以看出，在三塔方案中，加热炉连续工作，并且冷吹再生时间长，期间的加热、冷却功率相对较小，三塔流程灵活性较高。
表1-3两塔方案（常规）时间分配表由表1-2可以看出，分子筛两塔脱水装置运行时，始终保持一塔处于吸附状态，另一塔处于再生状态。
因此，加热炉操作不连续，点火、停炉频繁，不利于装置的长周期正常、平稳运行，且会造成一定的热损失。
但两塔流程简单，其吸附时间增长，能耗大大降低。
两塔流程较三塔流程减少1座吸附塔，大大节约了设备采购费用。
由于设备数量的减少，操作维护费用也将大大降低。
同时，由于减少了设备、工艺管线的数量，实际上也相应削减了管线、设备穿孔泄露的风险，提高了安全可靠性。
且吸附、再生、冷却过程为密闭过程，对环境污染少。
两塔流程由装填有分子筛的两个塔组成,假设塔2在进行干燥,塔1在进行再生。
在再生期间,所有被吸附的物质通过加热而被脱吸,为该塔的下一个吸附周期作准备。
湿原料气一般经原料气过滤分离器,除去携带的液滴后自上而下地进入分子筛脱水塔(塔2),进行脱水吸附过程。
c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：100×104m3/d原料气压力：4.5MPa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）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及投资数据却完全不同，现将两塔方案、三塔方案的操作情况及投资情况进行比较，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。
表1-2 三塔方案（常规）时间分配表由表1-1可以看出，在三塔方案中，加热炉连续工作，并且冷吹再生时间长，期间的加热、冷却功率相对较小，三塔流程灵活性较高。
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。
分子筛吸附脱水工艺设计画流程图和平面布置图
分子筛吸附脱水工艺设计画流程图和平面布置图重庆科技学院课程设计报告院（系）: 石油与天然气工程学院专业班级:油气储运工程学生姓名:美女学号: 2设计地点（单位）石油与安全科技大楼K713设计题目:某分子筛吸附脱水工艺设计—画流程图和平面布置图完成日期： 2014 年 6月 19 日指导教师评语:成绩（五级记分制）:指导教师（签字）:引言中国天然气生产主要经历了两个阶段：第一阶段（1949-1995年）为起步阶段，天然气年产量由0.112亿立方米增至174亿立方米，年均增长仅3.8亿立方米；第二阶段（1995-2009年）为快速发展阶段，天然气年产量由174亿立方米增长到841亿立方米，期间累计增长量是1995年前的近4倍，年均增长高达47.6亿立方米。
中国天然气产量开始高速增长始于2004年，之前的同比增长率大多不超过10%，而2004年之后，以年均约18%的增速增长。
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一种。
因此，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的质量一个重要环节。
天然气的脱水方法多种多样，按其原理可归纳为低温冷凝法、吸收脱水法和吸附脱水法三种。
吸附法脱水由于其具有高的脱水深度、装置简单、占地面积小等优点，在天然气深度脱水、深冷液化和海上平台等方面居于不可动摇的地位。
目录引言 ................................................................... I 摘要 (1)1基本设计 (2)1.1 设计原则 (2)1.2气质工况及处理规模 (2)2分子筛脱水工艺流程 (3)2.1分子筛的选择 (3)2.2流程选择 (3)2.3再生方法选择 (5)2.4工艺参数优选 (6)2.5工艺流程图见附录一 (6)2.6分子筛脱水工艺流程介绍 (6)2.7注意事项 (7)3平面布置图 (8)3.1站面平面布置基本要求 (8)3.2设备平面布置图见附录二 (8)4总结 (10)参考文献 (11)附录一 (12)附录二 (13)摘要本设计中原料气的压力为5MPa，温度为26℃，设计规模为12万方/天，要求脱水到1ppm以下。
《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”。
分子筛脱水原理ppt课件
1
天然气处理站，脱水是日常工作之一， 对露点有较高要求的天然气干燥，一 般采用分子筛脱水法，下面我简单介 绍一下分子筛脱水的原理。
2
分子筛是一种多孔性的铝硅酸盐结晶体， 又叫泡沸石。有天然的，也有人工合成的。 在它们的晶体结构中具有大量的空腔，这 些空是由规则而均匀的、数量级为分子大 小的孔道相互联结着，这些空腔通常被吸 附水和结晶水所占据，而大分子被排斥在 空腔之外，故有分子筛之称。3Biblioteka 下图为分子筛截面图
4
分子筛具有很大的表面积，一般在6001000m2 /g ,因此有很大的吸附能力，它对 极化分子和可极化分子具有很强的吸附能 力，水是一种强极化分子，其分子直径双 比分子筛的孔径小，极易被分子筛吸附， 所有分子筛是优良的气体干燥剂。
5
现场实例：
兴九站的浅冷脱烃装置可把天然气致冷至35摄氏度，这就要求把天然气深度脱水， 不然就会造成设备冻堵。 兴九站采用分子筛脱水，可使天然气的水 露点降到-70摄氏度左右，完全可以满足浅 冷要求。
6
兴九分子筛现场图片
7
下面是兴九的分子筛脱水简易流程图
原料气
风冷器 过滤器
换热器
1
号 分 子 筛
2
号 分 子 筛
再生分离器
粉尘 过滤 器
浅冷 装置
调压阀
外输
流量计
气动调节阀
8
如图所示，天然气进入分子筛脱水后，进 入浅冷系统进行脱烃，分子筛吸水饱合后， 就要对其进行再生。所谓再生，就是利用 分子筛的湿容量随着温度的上升而降低的 原理，用热气体吹扫床体，清除水蒸气， 然后冷却后使分子筛恢复吸水能力。
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。
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。
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%。
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重庆科技学院课程设计报告院（系）: 石油与天然气工程学院专业班级:油气储运工程学生姓名:美女学号: 22222222 设计地点（单位）石油与安全科技大楼K713设计题目:某分子筛吸附脱水工艺设计—画流程图和平面布置图完成日期： 2014 年 6月 19 日指导教师评语:成绩（五级记分制）:指导教师（签字）:引言中国天然气生产主要经历了两个阶段：第一阶段（1949-1995年）为起步阶段，天然气年产量由0.112亿立方米增至174亿立方米，年均增长仅3.8亿立方米；第二阶段（1995-2009年）为快速发展阶段，天然气年产量由174亿立方米增长到841亿立方米，期间累计增长量是1995年前的近4倍，年均增长高达47.6亿立方米。
中国天然气产量开始高速增长始于2004年，之前的同比增长率大多不超过10%，而2004年之后，以年均约18%的增速增长。
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一种。
因此，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的质量一个重要环节。
天然气的脱水方法多种多样，按其原理可归纳为低温冷凝法、吸收脱水法和吸附脱水法三种。
吸附法脱水由于其具有高的脱水深度、装置简单、占地面积小等优点，在天然气深度脱水、深冷液化和海上平台等方面居于不可动摇的地位。
目录引言 (I)摘要 (1)1基本设计 (2)1.1 设计原则 (2)1.2气质工况及处理规模 (2)2分子筛脱水工艺流程 (3)2.1分子筛的选择 (3)2.2流程选择 (3)2.3再生方法选择 (5)2.4工艺参数优选 (6)2.5工艺流程图见附录一 (6)2.6分子筛脱水工艺流程介绍 (6)2.7注意事项 (7)3平面布置图 (8)3.1站面平面布置基本要求 (8)3.2设备平面布置图见附录二 (8)4总结 (10)参考文献 (11)附录一 (12)附录二 (13)摘要本设计中原料气的压力为5MPa，温度为26℃，设计规模为12万方/天，要求脱水到1ppm以下。
根据分子筛的特点及要求脱水深度选择吸附剂，比较两塔吸附与三塔吸附效益，从而选择合适的流程，将三种再生方法进行比较，选择合适的再生方法，即加热再生法，然后绘制出双塔吸附脱水工艺流程图草图。
根据同组同学的吸附塔设计、冷凝器设计、分离器设计、加热器设计，可以确定分离器为立式重力型分离器，换热器采用套管式换热塔，吸附塔用4A型分子筛。
根据SY/T 0076-2003《天然气脱水设计规范》 GB 50350-2005《油气集输设计规范》等规范绘制出某分子筛吸附脱水工艺设计的流程图和平面布置图。
吸附法脱水是利用某些多孔性固体吸附天然气中的水蒸气。
吸附是指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之间相互作用而停留在固体表面上，是气体或液体分子在固体表面上浓度增大的现象。
这类吸附，当气体压力降低或系统温度升高时，被吸附的吸附质可以容易地从固体表面脱附下来，而不改变气体原来的性状。
吸附和脱附为可逆过程，工业上利用这种可逆性，借以改变操作条件，使吸附的物质脱附，达到使吸附剂再生、回收或分离吸附质的目的。
目前常用的吸附剂有活性铝土、活性氧化铝、硅胶和分子筛四大类。
通常应根据工艺要求进行经济比较后，选择合适的吸附剂。
关键字：分子筛吸附脱水工艺流程图平面布置图1基本设计1.1 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。
1.2气质工况及处理规模气体处理规模：1.2×105 m3/d原料气压力：5 MPa原料气温度：26 ℃脱水后含水量：≤1 ppm天然气气质组成见表1-1。
2分子筛脱水工艺流程2.1分子筛的选择分子筛通常分为X型和A型两类。
它们的吸附机理是相同的，区别在于晶体结构的内部特征。
A型分子筛具有与沸石构造类似的结构物质，所有吸附均发生在晶体内部孔腔内。
X型分子筛能吸附所有能被A型分子筛吸附的分子，并且具有稍高的容量。
13X型分子筛中吸附像象芳香烃这样的大分子。
根据表2-1，选用用球形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。
表2-1常用分子筛的性能表2.2流程选择吸附和脱附为可逆过程，工业上利用这种可逆性，借以改变操作条件，使吸附的物质脱附，达到使吸附剂再生、回收或分离吸附质的目的。
本装置所处理的湿净化气流量为1.2×105m3/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。
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。
表2-2 三塔方案（常规）时间分配表由表2-2可以看出，在三塔方案中，加热炉连续工作，并且冷吹再生时间长，期间的加热、冷却功率相对较小，三塔流程灵活性较高。
表2-3两塔方案（常规）时间分配表由表2-3可以看出，分子筛两塔脱水装置运行时，始终保持一塔处于吸附状态，另一塔处于再生状态。
因此，加热炉操作不连续，点火、停炉频繁，不利于装置的长周期正常、平稳运行，且会造成一定的热损失。
但两塔流程简单，其吸附时间增长，能耗大大降低。
两塔流程较三塔流程减少1座吸附塔，大大节约了设备采购费用。
由于设备数量的减少，操作维护费用也将大大降低。
同时，由于减少了设备、工艺管线的数量，实际上也相应削减了管线、设备穿孔泄露的风险，提高了安全可靠性。
且吸附、再生、冷却过程为密闭过程，对环境污染少。
两塔流程由装填有分子筛的两个塔组成,假设塔2在进行干燥,塔1在进行再生。
在再生期间,所有被吸附的物质通过加热而被脱吸,为该塔的下一个吸附周期作准备。
湿原料气一般经原料气过滤分离器,除去携带的液滴后自上而下地进入分子筛脱水塔(塔2),进行脱水吸附过程。
脱除水后的干气一般经产品气粉尘过滤器除去分子筛粉尘后,作为本装置产品气输送出去。
且选用两塔流程仍有扩建空间。
若以后天然气处理量逐步增大，可能导致分子筛床层内气体流速增大，部分分子筛被击碎，并被原料气携带进入粉尘过滤器，造成粉尘过滤器滤网堵塞，装置运行不平稳。
则可对分子筛脱水工艺流程进行改造，在原两塔的基础上增加一台同规格的分子筛干燥塔，将“两塔流程”改为“三塔流程”，同时增加配套的自控系统，以完成扩建。
因此，本设计中采取分子筛两塔吸附脱水流程。
2.3再生方法选择对固定床气—固吸附而言，主要有三种再生方法：（1）温度转换再生法：加热再生完全后，吸附剂需要冷却。
图2-4 温度转换再生示意图（2）压力转换再生法：其原理是低压使水脱附从而再生。
（3）冲洗解吸再生法：其原理是用某种合适的气体冲洗吸附剂床层，达到解吸而再生的目的，升高温度或降低压力均有利于冲洗解吸。
降压脱附虽然具有能耗低、再生时间短、操作方便等优点，但由于被吸附的产品气体在脱附时不能回收，且还需部分产品气作为吹扫之用，因而效率低，在产品的纯度与效率间存在矛盾，工业上使用不多。
升温脱附是工业上常用的方法。
这是基于所有干燥剂的湿容量都是温度随温度上升而降低这一特点来实现的。
通常采用预热的解吸气体通过床层以升高吸附剂温度使吸附质脱附，并将吸附质带出吸附剂床层，从而实现吸附剂再生的目的。
加热再生完成后，吸附剂床层需要冷却，然后重新开始吸附操作。
冷却过程通常以都以冷却流进行冷却。
2.4工艺参数优选分子筛脱水由吸附和再生两部分组成，吸附采用双塔流程，再生加热气和冷吹气采用干气，加热方式采用导热油炉加热。
其主要设备由分子筛吸附器、再生气加热炉、再生气冷却器、再生气分离器。
选用4A分子筛脱水，其特性如下：分子筛粒子类型：直径3.2mm条形分子筛的有效湿容量：8kg（水）/100kg（分子筛）分子筛堆积密度：660kg/m3分子筛比热：0.96kJ/（kg·℃）瓷球比热：0.88kJ/（kg·℃）操作周期为8小时，再生加热时间为4.5小时，再生冷却时间为3.2小时，操作切换时间为0.3小时。
加热炉进口温度为30℃，加热炉出口温度为275℃。
2.5工艺流程图图2-52.6分子筛脱水工艺流程介绍附录一为吸附法脱水流程。
原料气自上而下流过分子筛吸附塔进行吸附脱水，脱水后的干气含水小于1 ppm，分子筛出口原料气经分子筛出口过滤器除去其中夹带的分子筛粉尘和杂质后进制冷单元。
分子筛干燥器采用两塔操作流程，8小时自动切换1次，原料气切换到已再生完毕的分子筛吸附塔进行吸附脱水，水饱和的吸附塔经再生、冷吹完成再生过程。
再生气可以用干气或原料气，将气体用热油导热的方式进行加热，加热到一定温度后，进入吸附塔再生。
当床层出口气体温度升至预定温度后，则再生完毕。
此时将加热器停用，再生气经旁通入吸附塔，用于冷却再生床层。
当床层温度冷却到要求温度时又可开始下一循环的吸附。
吸附塔出再生气经再生气冷却器冷却，进入再生气分离器，分出游离水后作为生活及装置用气。
吸附操作时塔内气体流速最大，气体从上向下流动，这样可使吸附剂床层稳定，不致动荡。
再生时，气体从下向上流动，一方面可以脱除靠近进口端被吸附的物质，并且不使其流过整个床层。
另外，可使床层底部干燥剂得到完全再生，因为床层底部是湿原料气吸附干燥过程最后接触的部位，直接影响流出床层的干燥天然气质量。
2.7注意事项（1）脱水器内应用栅板支撑床层，床顶有防护网罩，支撑结构应有利于气流均匀分布和更换吸附剂。
（2）人孔应根据脱水器筒体直径和高度设置，保证吸附剂装卸方便，确保床层装填水平。
（3）粉尘过滤器对过滤介质粒径大小的要求应根据下游工艺需求确定。
（4）当采用加热炉直接加热再生气时，应符合SY/T0540和SY/T0538的有关规定。
3平面布置图平面布置图根据所布置的对象范围，平面布置图可分为总平面布置图、单体建筑平面布置图、设备平面布置图以及地下网络平面布置图等。
平面布置图的三要素：比例尺、方向、图例和注记。
首先总平面布置图应符合现行国家标准《石油天然气工程设计防火规范》GB 50183，国家现行标准《石油天然气工程总图设计规范》SY/T0048的有关规定；未涉及部分，应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016-2006，《石油化工企业设计防火规范》GB50160和《工业企业总平面设计规范》GB50187的相关规定等确定出总平面布置图。