吸附脱水工艺计算
分子筛脱水计算
1.分子筛脱水工艺参数：处理量100410⨯Nm 3/d （0℃，101325Pa ），即4.1667410⨯Nm 3/h吸附周期：T=8小时分子筛有效吸附容量：取8kgH 2O/100kg 分子筛 按全部脱去考虑，需脱水量：h kg /53.809663.024101004=⨯⨯（0℃？，101325Pa ）。
操作周期T=8h ，总共脱水：kg 24.64453.808=⨯。
天然气的压缩系数Z=0.9023。
则操作条件下气体量：Q=877.74m 3/h （30℃，4.5MPa ），工况下密度为3g m /kg 89.33=ρ（30℃，4.5MPa ），所以，气体质量流量：h kg G g /34.29743=。
已知3b m /kg 660=ρ，m 0032.0D p =即可根据雷督克斯的半经验公式求得吸附塔直径，半经验公式如下：()5.0p g b D C G ρρ= 式中 G ——允许的气体质量流速，)s m /(kg 2⋅；C ——系数，气体自上向下流动，取0.25~0.32；自下向上流动，取0.167； b ρ——分子筛的堆密度，kg/3m ；g ρ——气体在操作条件下的密度，kg/3m ；D p ——分子筛的平均直径（球形）或当量直径（条形），m 。
因此，())/(525.164010032.089.3366029.0360025.0h m kg G ⋅=⨯⨯⨯⨯=吸附塔的截面积：m F 8134.1525.1640134.29743=÷=。
直径：m D 52.1)785.0/8134.1(5.0==，取 1.5m 。
则，F=1.76625m 2，气体流速s m h m v g /138.0/951.49676625.1/74.8772===（30℃，4.5MPa ）。
吸附器高径比计算原料气饱和水含量 mol%为0.001112原料气的摩尔流量为1736.835 kgmole/hh kg /76.34018.01000835.1736001112.0=⨯⨯⨯操作周期T=8h ，总共脱水：kg 12.27876.348=⨯分子筛有效吸附容量取8kg （水）/100kg （分子筛），吸附塔需装分子筛：kg 358908.0/12.287=，其体积为344.5660/3589m V ==， 床层高m F V H 08.376625.144.5===，取3m.高径比约25.1/0.3=。
第五章 吸附法脱水
附量叫动态（穿透）吸附量。
三、吸附过程计算 1. 吸附剂的有效湿容量：在天然气吸附脱水过程中，吸附剂的有效吸附 量计算公式如下：
XhT X S hT 0.45hZ X S
式中：X－吸附剂的有效湿容量，kg水／100kg吸附剂； Xs－吸附剂的平衡湿容量， kg水／100kg吸附剂；
hT－床层长度，m ；hZ－传质区长度，m
表5－10 吸附剂颗粒类型常数
吸附剂颗粒类型 B Φ3.2mm球状 4.155 Φ3.2mm条状 5.357 Φ1.6mm球状 11.278 Φ1.6mm条状 17.660
而且比湿溶量相同的硅胶(在t≤30℃时与活性氧化铝具有相同平衡湿容量) 也低。 由于活性氧化铝与4A分子筛组成的复合固体吸附剂床层具有以上持点， 故近几年来在天然气脱水中得到广泛应用。
第二节固定床吸附过程特性及计算
吸附剂床层内的吸附过程 几个概念 吸附过程计算 干燥器工艺计算
再生过程工艺计算
其中，M－金属离子，可以是K＋、Na＋、Ca＋等
n－离子的价数； X－称为硅铝比
2. 分子筛的结构特点： 具有许多排列整齐，大小均一的孔道。孔道之间通过孔口相互联结， Байду номын сангаас口大小与分子大小相近。 分子筛的类型 硅铝比(X)不同,分子筛类型不同,分为 A、X、Y型分子筛； 金属离子不同，分子筛孔口直径不同，同类分子筛又有不同的牌号； 例如：3A，4A，5A型分子筛等。对不同类型分子筛可总结为：
用于有液态水的气体脱水。
四、复合固体吸附剂 复合固体吸附剂就是同时使用两种或两种以上的吸附剂，通常是将硅 胶或活性氧化铝与分子筛串联使用，湿气先通过硅胶或活性氧化铝床层，
再通过分子筛床层；目前．天然气脱水普遍使用活性氧化铝和4A分子筛串
吸附法脱水
2. 分子筛的结构特点： 具有许多排列整齐，大小均一的孔道。孔道之间通过孔口相互联结， 孔口大小与分子大小相近。 分子筛的类型 硅铝比(X)不同,分子筛类型不同,分为 A、X、Y型分子筛； 金属离子不同，分子筛孔口直径不同，同类分子筛又有不同的牌号； 例如：3A，4A，5A型分子筛等。对不同类型分子筛可总结为：
三、分子筛
1. 分子筛吸附剂的化学组成 目前常用的分子筛系人工合成沸石，是一种硅铝酸盐晶体，由SiO4和 AlO4四面体组成。在分子筛晶体中存在着金属阳离子，以平衡AlO4四面 体中多余的负电荷。分子筛化学结构式如下：
M 2/ n Al2O3 XSiO2 YH 2O
其中，M－金属离子，可以是K＋、Na＋、Ca＋等
Å ）、CH4直径小于3 Å的分子进入孔道。（不吸附乙烷） 4A分子筛：只允许H2O、CH4、C2H6、CO2、H2S 等直径小于4 Å的分
子进入孔道吸附（不吸附丙烷）。若希望同时吸附CO2和H2S，则不应选 择3A而应选择4A分子筛。
5A分子筛：允许各中直链烷烃进入孔道。常用于正、异构烷烃分离， 用于天然气脱水则选择性差（失去了筛选作用，只靠极性差别吸附）不 作为干燥吸附剂用。
（4）使用寿命较长：由于分子筛可有选择性地吸附水，可避免因重烃 共吸附而使吸附剂失活，故可延长分子筛的寿命。
（5）分子筛不易被液态水破坏 由于分子筛不易被液态水破坏。故可 用于有液态水的体吸附剂的特点 复合固体吸附剂就是同时使用两种或两种以上的吸附剂，通常是将硅 胶或活性氧化铝与分子筛串联使用，湿气先通过硅胶或活性氧化铝床层， 再通过分子筛床层；目前．天然气脱水普遍使用活性氧化铝和4A分子筛串 联的双床层，其特点如下所述。 （1)既可以减少投资，又可保证干气露点。 (2)活性氧化铝可作为分子筛的保护层。当气体中携带有液态水、液烃、 缓蚀剂及胺类化合物时，位于上部床层的活性氧化铝除用于气体脱水外， 还可作为下部分子筛床层的保护层。
天然气脱水设计计算(分子筛吸附塔)
三：床层
长度的计
算
原料气的
饱和含水
量
g/1000m3气体流动
系数C：
从上到下
(0.25~0.3
2);从下到
上0.1670.29需脱除水量Kg/hr
分子筛堆
积密度：
Kg/m3660操作周期天然气工
作状态下
的密度：
Kg/m348.26733总共需脱水量Kg
天然气工
作压力：
Mpa 4.3天然气的压缩系数
分子筛的
平均直
径：Dp
m0.0032工作状态下气体量m3/s
允许气体质量流
速：G
Kg/(m*S) 5.437166工作温度0K
空塔流速：W0
m/s
0.112647
分子筛有
效吸附容
积Kg水
/100Kg分
子筛一：吸附周期：两塔--8小时。
三塔--24小时。
二：吸附器直径：
天然气脱水计算（分子筛吸附塔）
气体处理
量
104m3/d2所需分子筛重量Kg
气体质量
流量Kg/s0.248016所需分子筛体积m3
气体分子
量24床层高度m
空塔截面
积m20.045615高径比吸附塔直
径Dm0.241056
确定塔的
直径Dm0.241056
实际塔截
面积m20.043581
实际气体
流速m/s0.117904
）
1200
1
8
8
0.86
0.01
303
8
100 0.15 3.48 14.4。
第7章 天然气的脱水
3、吸收塔塔板数的确定
Kremser-Brown方程
y N 1 y1 A A 实际吸水量 N 1 y N 1 y0 A 1 理论吸水量
N 1
式中 yN+1——进吸收塔湿原料气中水的摩尔分数
y1——离开吸收塔干气中水的摩尔分数
y0——当离塔干气与进塔贫三甘醇溶液处于平衡时，干气 中水的摩尔分数 N——吸收塔理论塔板数 A——吸收因子
19
问题
影响三甘醇脱水关键因素是什么？ 三甘醇贫液浓度
20
提高三甘醇贫液浓度的方法
(1) 减压再生 可将三甘醇提浓至 98.5% （质）以上。 但减压系统比较复杂，限制了该法的应用。 (2) 气体汽提 典型流程见图7-7。 气体汽提是将甘醇溶液同热的汽提气接 触，以降低溶液表面的水蒸气分压，使甘 醇溶液得以提浓到 98.5%( 质 ) 以上。此法是 现行三甘醇脱水装置中应用较多的再生方 21 法。
其中 Q——被处理气体的体积流量，基米3/天， ——天然气相对密度（空气相对密度为1.0） Mn——被处理气体的分子量
52
二、三甘醇再生系统的计算
1．再生系统操作条件的确定
(1)再生温度和压力
再生温度和压力 一般采用常压再生 。 常压下，三甘醇的热分解温度约为 206C。因而重沸器的温度不应高于此值， 通 常 为 191 ～ 193C ， 最 高 不 应 超 过 204C 。
53
(1)再生温度和压力
在罐式重沸器中，气液两相可认为达到 平衡，此汽一液两相平衡系统的温度和压 力关系如图 7-19 所示。已知重沸器压力 （甘醇蒸汽和水蒸汽分压之和）和要求达 到的三甘醇溶液浓度，则由图7-19可以查 出相应的重沸器温度，如有惰性气体存在 时，则应由重沸器压力中扣除惰性气体分 压后，再由图查出相应的温度。
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。
某分子筛吸附脱水工艺设计再生工艺设计计算
某分子筛吸附脱水工艺设计再生工艺设计计算分子筛吸附脱水工艺设计再生工艺设计计算，是指对一种分子筛吸附
脱水工艺进行设计，并对再生工艺进行计算。
下面将详细介绍该过程。
一、分子筛吸附脱水工艺设计：
1.确定分子筛类型：首先需要选择合适的分子筛类型，根据分子筛的
吸附性能和经济性进行权衡选择。
2.确定操作参数：确定脱水过程中的操作温度、压力和流量等参数，
这些参数对吸附脱水效果有重要影响。
3.确定吸附装置：根据分子筛吸附特性和操作参数选择合适的吸附装置，例如固定床吸附塔、旋转吸附塔等。
4.设计吸附脱水过程：根据吸附过程中分子筛与水分子之间的相互作用，设计吸附脱水过程中的物料流动路径、吸附结构以及干燥等工艺。
5.进行实验验证：进行实验室规模或中试规模的实验验证，检验吸附
脱水效果，并调整设计参数以提高吸附效率。
二、再生工艺设计计算：
1.确定再生剂：根据吸附过程中的吸附剂性质以及工艺要求，确定再
生剂的种类和用量。
2.设计再生装置：根据再生过程中再生剂与吸附剂间的物质传递规律，选择合适的再生装置，例如蒸汽再生装置、热风再生装置等。
3.计算再生过程：根据再生剂与吸附剂之间的传质过程，进行传热、
传质方面的计算分析，确定再生过程中的操作温度和压力。
4.进行实验验证：进行实验室规模或中试规模的实验验证，检验再生效果，并调整设计参数以提高再生效率。
以上就是分子筛吸附脱水工艺设计再生工艺设计计算的基本过程。
通过合理的分子筛选择、操作参数设计和再生工艺设计计算，可以提高吸附脱水过程的效果，并实现可持续发展的目标。
《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。
三甘醇TEG脱水设计计算
三甘醇TEG脱水设计计算TEG（三甘醇）是一种用于天然气脱水的重要溶剂。
脱水过程中，将TEG与湿气接触，使其吸附气体中的水分，从而达到脱水的目的。
TEG脱水设计计算包括选择TEG浓度、脱水塔操作参数以及脱水设备的大小等。
首先，选择适合的TEG浓度是脱水设计的关键因素之一、TEG浓度的选择需要根据天然气中水含量以及所需的脱水效果来决定。
一般来说，低浓度的TEG可以高效地吸附水分，但相应的TEG回收难度较大。
高浓度的TEG可以提高回收效率，但吸附能力可能会受到限制。
因此，需要在TEG 浓度和回收效率之间进行权衡。
其次，确定脱水塔操作参数是脱水设计的另一个重要步骤。
脱水塔操作参数包括塔内温度、压力以及TEG和天然气的流量等。
一般来说，较高的温度和低的压力有利于水分从天然气中脱附。
在实际操作中，可以通过加热天然气来提高温度，并调整压力来实现脱水效果的最大化。
另外，设计合适的脱水设备大小也是一个重要的考虑因素。
脱水设备的大小应根据天然气流量以及TEG流量来确定。
通常情况下，流量较大的脱水设备需要更多的TEG和更大的吸收塔来实现脱水效果。
同时，需要考虑TEG的循环能力和回收效率，以确保TEG的持续供应和经济运行。
TEG脱水设计计算中还需要考虑到其他一些因素，如TEG的损耗率、能耗以及脱水设备的稳定性等。
在实际设计中，可以通过经验公式、模拟软件以及实验数据来进行设计计算。
通过对TEG脱水设计的合理计算和优化，能够提高天然气的品质，并降低其对后续气体处理设备的影响。
综上所述，TEG脱水设计计算需要考虑TEG浓度、脱水塔操作参数以及脱水设备的大小等。
合理的TEG脱水设计可以提高脱水效果，降低TEG损耗率，并提高天然气的品质。
在实际设计过程中，需要综合考虑各种因素，并通过计算和优化来实现最佳的脱水效果。
《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”。
天然气脱水
◆天然气脱水的必要性◆溶剂吸收法脱水◆固体吸附法脱水◆第一节天然气脱水的必要性◆天然气脱水的必要性；◆天然气脱水方法；◆天然气脱水深度。
◆一、天然气脱水的必要性◆水的析出将降低输气量，增加动力消耗；◆水的存在将加速H2S或CO2对管线和设备的腐蚀；◆导致生成水合物，使管线和设备堵塞。
因上述三方面原因，所以有必要对天然气进行脱水处理。
◆二、天然气脱水方法◆低温法脱水；◆溶剂吸收法脱水；◆固体吸附法脱水；◆应用膜分离技术脱水。
◆三、天然气脱水深度◆满足用户的要求；◆管输天然气水露点在起点输送压力下，宜比管外环境最低温度低5～7℃；◆对天然气凝液回收装置，水露点应低于最低制冷温度5～7℃。
◆第二节溶剂吸收脱水◆甘醇脱水的基本原理◆甘醇的物理性质◆三甘醇脱水流程和设备◆影响三甘醇脱水效果的参数◆三甘醇富液再生方法及工艺参数甘醇是直链的二元醇，其通用化学式是C n H2n(OH)2。
二甘醇(DEG)和三甘醇(TEG)的分子结构如下：◆一、甘醇脱水的基本原理从分子结构看，每个甘醇分子中都有两个羟基（ＯＨ）。
羟基在结构上与水相似，可以形成氢键，氢键的特点是能和电负性较大的原子相连，包括同一分子或另一分子中电负性较大的原子，所以甘醇与水能够完全互溶，并表现出很强的吸水性。
甘醇水溶液将天然气中的水蒸气萃取出来形成甘醇稀溶液，使天然气中水汽量大幅度下降。
◆二、甘醇的物理性质常用甘醇脱水剂的物理性质如表1所示。
在天然气开发初期，脱水采用二甘醇，由于其再生温度的限制，其贫液浓度一般为95％左右，露点降仅约25～30℃。
50年代以后，由于三甘醇的贫液浓浓度可达98～99％，露点降大，逐渐用三甘醇（TEG）代替二甘醇作为吸收剂。
◆三甘醇吸收剂的特点◆沸点较高(287.4℃)，贫液浓度可达98～99%以上，露点降为33～47℃。
◆蒸气压较低。
27℃时，仅为二甘醇的20%，携带损失小。
◆热力学性质稳定。
理论热分解温度(207℃)约比二甘醇高40℃。
分子筛吸附脱水制备无水乙醇的研究
分子筛吸附脱水制备无水乙醇的研究摘要：本文主要探讨了分子筛吸附脱水制备无水乙醇的方法及其优势。
通过实验研究，发现分子筛吸附脱水技术可以高效地脱水乙醇，制备出高纯度的无水乙醇。
同时，还分析了该技术在工业生产中的应用前景和发展趋势。
关键词：分子筛；吸附脱水；无水乙醇；应用前景一、引言无水乙醇在化学、医药、食品等领域有着广泛的应用。
传统的制备方法主要是利用物理或化学方法去除水分。
但是这些方法有着成本高、环境污染等问题。
因此，开发一种高效、环保的制备方法具有重要意义。
分子筛吸附脱水技术是一种新型的制备无水乙醇的方法。
该方法利用分子筛的吸附性能，将乙醇中的水分吸附到分子筛中，从而制备出高纯度的无水乙醇。
本文主要研究了分子筛吸附脱水制备无水乙醇的方法及其应用前景。
二、分子筛吸附脱水技术分子筛是一种具有高度有序孔道结构的微孔材料。
其孔径大小和形状可以通过改变合成条件进行调控。
分子筛具有很强的吸附性能，可以用于分离、纯化、催化等多种领域。
分子筛吸附脱水技术是利用分子筛的吸附性能将乙醇中的水分吸附到分子筛中。
该技术主要分为两种类型：压力吸附和温度摄动吸附。
压力吸附：将含水乙醇通过分子筛床，利用压力差将水分吸附到分子筛中。
压力吸附可以分为等温吸附和非等温吸附两种。
温度摄动吸附：将含水乙醇通过分子筛床，通过改变温度使分子筛中吸附的水分脱附。
温度摄动吸附可以分为等温摄动吸附和非等温摄动吸附两种。
三、实验研究本文采用分子筛吸附脱水技术制备无水乙醇。
实验中使用的分子筛为13X型分子筛，乙醇中的水分含量为5%。
实验条件如下：温度：80℃压力：1 atm进料流速：10 ml/min实验结果表明，分子筛吸附脱水技术可以高效地去除乙醇中的水分，制备出高纯度的无水乙醇。
在本实验中，经过4小时的操作，乙醇中的水分含量从5%下降到了0.1%。
同时，分子筛的吸附容量也得到了提高。
四、应用前景分子筛吸附脱水技术具有很强的应用前景。
在化学、医药、食品等领域，需要高纯度的无水乙醇。
天然气吸附法脱水
回收解吸出的水蒸气的热能或压力能，提高能源利用 效率。
解吸气处理
对解吸出的气体进行处理，如冷凝、压缩等，以回收 其中的水和烃类物质。
产品气处理与检测
气体检测
对出口气体进行水蒸气含量、露 点等指标的检测，确保产品气的 质量符合要求。
产品气储存与输送
将干燥后的气体进行储存和输送 ，以满足用户需求。
04
吸附法脱水技术经济分 析
技术可行性分析
01
天然气吸附法脱水技术成熟，已在国内外得到广泛 应用。
02
该技术适用于各种压力和温度条件下，操作Fra bibliotek单， 易于维护。
03
吸附剂选择范围广，可根据不同需求选择合适的吸 附剂。
经济性分析
01 吸附法脱水技术投资成本较低，设备简单，占地 面积小。
02 运行费用较低，能耗低，操作简便，降低了人工 成本。
03
吸附剂可重复使用，降低了运行成本。
环境影响分析
01
天然气吸附法脱水技术无化学物质使用，对环境无污
染。
02
操作过程中无废气、废水、废渣产生，环保性能良好
。
03
吸附剂可回收再利用，符合循环经济和绿色发展理念
。
05
吸附法脱水技术的前景 与挑战
技术发展趋势
高效吸附剂的开发
随着科技的不断进步，高效吸附剂的研发成为 趋势，以提高吸附法脱水的效率和效果。
天然气脱水的重要性
防止管道腐蚀
水汽在天然气中会形成酸性物质， 对管道和设备造成腐蚀，脱水后 可降低腐蚀风险。
提高天然气的热值
水汽在天然气中会占据气体的体 积，导致热值降低。脱水后可提 高天然气的热值和燃烧效率。
保证管道输送安全
分子筛脱水计算范文
分子筛脱水计算范文在进行分子筛脱水计算之前，需要明确以下几个参数：1.过程条件：包括进料温度、压力和流量，出料要求的水分含量等。
2.分子筛特性：包括分子筛的孔径、容量和选择性等。
3.分子筛堆积参数：包括床层高度、颗粒形状和堆积方式等。
4.分子筛寿命：包括活性和吸附饱和度等。
下面将以一种典型的分子筛脱水计算为例进行详细说明。
假设有一个气态混合物，其中包含80%的液态成分A和20%的水分。
进料温度为25℃，压力为15 psig，流量为2000 kg/h。
要求出料水分含量为0.1%。
首先，需要选择合适的分子筛来进行脱水。
一般来说，分子筛的孔径应该能够选择性地吸附水分，同时不吸附其他液态成分。
常用的分子筛有3A、4A和5A等。
假设选择了4A分子筛，其孔径为4埃。
根据经验公式，可以估算出该分子筛的吸附容量为0.18 kg/kg。
接下来，需要确定分子筛堆积参数。
一般来说，分子筛堆积方式有固定床和流动床两种。
固定床的床层高度一般为1-2米，颗粒形状通常为球形。
在此例中，我们假设采用固定床堆积方式，并选择床层高度为2米。
根据进料条件和分子筛特性，可以计算出每小时通过床层的液态成分A质量为1600 kg/h（80%的2000 kg/h）。
根据经验公式，进一步可以计算出分子筛每小时吸附的水分质量为288 kg/h（0.18 kg/kg × 1600kg/h）。
最后，需要确定换热器的需求。
分子筛吸附过程是一个放热过程，因此需要通过换热器来控制温度。
一般来说，可以根据经验公式计算出所需的换热面积。
假设换热器效率为50%，换热器传热系数为2000 W/m2·K，可以计算出所需的换热面积为14.4 m2（288 kg/h × 1000 J/kg·K / (50% × 2000 W/m2·K)）。
综上所述，对于这个特定的分子筛脱水计算案例，我们需要使用2米高的固定床，选择4A分子筛，所需的分子筛量为288 kg/h，所需的换热面积为14.4 m2需要注意的是，这些计算结果只是一个大致的估算，并且可能受到实际工艺条件、分子筛反应动力学和传热效率等因素的影响。
天然气脱水及计算
由于晶格空腔有大有小，因此不同直径的气体分子会形成不同类型 的气体水合物。 天然气中CH4、C2H6、C02、H2S可形成稳定的I型水合物。每个气体分 子周围有68个水分子，即： CH4·6H2O C2H6·8H2O H2S·6H2O C02·6H2O 大分子量组分C3H8和i-C4H10(异丁烷)仅能进入II型水合物内的大腔 室，形成II型水合物。每个气体分子周围有17个水分子，即： C3H8·17H2O i-C4H10·17H2O。 气体分子填满腔室的程度取决于外部压力和温度，腔室内充满气体 分子程度愈高、水合物愈稳定。腔室未被气体分子占据时，结构处于亚 稳定状态，称为β相；气体分子占有腔室后形成稳定结构，称H相。
④甲醇的投资低、但操作费用高（常用于气量小、断续注人、防止季节 性生成水合物和临时性管线和设备的防冻）；乙二醇和二甘醇投资高、 但操作费用低（常用于气量大、需连续注入抑制剂的场合）。 ⑤甲醇对已形成的水合物有一定解冻作用。
⑥甲醇具有中等毒性，需采取相应的防护措施。 ⑦甘醇类抑制剂与液态烃的分离困难,造成一部分甘醇损失,因而甘醇抑 制剂适用于温度较高的场合。 ⑧与乙二醇相比，二甘醇的蒸气压低、气相损失小，但防冻效果不如乙 二醇。 乙二醇和甲醇是最常用的水合物抑制剂。
当天然气相对密度>0.6时，会使气体饱和水含量降低，可乘以 相对密度修正系数进行修正。 天然气与含盐水接触也会降低天然气的饱和水含量，可乘以含 盐修正系数进行修正。
xs ——水中含盐量，g/L；
g ——气体相对密度；
t
——气体温度，℃。
2、酸气图 当压力小于2.0MPa时，酸气浓度对天然气含水量的影响不大， 可以按甜气图查得。 高压时，天然气饱和含水量随酸气浓度的增大而增大。压力大 于2.0 MPa时Campbell法求酸性天然气含水量。 Campbell法：
第7章 天然气脱水(固体吸附法)
VK—吸附剂的孔穴体积，m3； VP— 吸附剂的体积，即孔穴体积与骨架体 积之和，m3。
21
3 （4）细孔容积Vx(m /kg)
细孔容积是指 单位质量吸附剂所具有 的孔穴体积。表达式为
VK VX G
(7-37)
G—吸附剂的质量，kg； VK—吸附剂的孔穴体积，m3。
22
（5）孔径
孔径是指固体吸附剂孔穴的直径，单 位用埃(Å)表示，1 Å等于10-10m。 孔径是吸附剂一个比较重要的参数， 它表征出了吸附剂能够吸附的颗粒大小， 对于孔径均匀的吸附剂，可以通过实验和 计算求出孔径值。
宜超过 38 ℃，最高不能超过 50 ℃，否则应
考虑使用分子筛作吸附剂。进床层的原料
气温度不宜过高，最高不超过50 ℃ 。
49
（2）吸附操作压力
压力对吸附剂湿容量影响甚微，因此， 吸附操作压力可由工艺系统压力决定，但 在操作过程中应注意压力平稳，避免波动。 若吸附塔放空过急，床层截面局部气速过 高，会引起床层移动和摩擦，甚至吸附剂 颗粒会被气流夹带出塔。
56
1. 吸附器直径D
吸附器直径取决于适宜的空塔流速， 适宜的高径比。实践证明，采用雷督克斯 的半经验公式计算出空塔流速的值，然后 用转效点核算是可行的。此半经验公式如 下：
57
1. 吸附器直径D
G [C g b d p ]
0.5
(7-38)
G—允许气体空塔质量流速，kg/（m2· s）； ρg－操作条件下气体密度，kg/m3； ρb—吸附剂的堆积密度，kg/m3；。 dp — 平均颗粒直径，m； C— 常数，气体自上而下流动 C=0.25～0.32，气 体自下而上流动C=0.167。
图7-32 三台吸附器时的运行图
天然气吸附脱水工艺计算
已知条件 有关天然气的参数 天然气处理量(V) 天然气含水量() 工作压力(P) 工作温度(T) 天然气标态下密度(ρ0)
工况下天然气中水蒸气密度(ρ水) 有关分子筛的参数 吸附剂型号 吸附剂的平均直径(Dp) 平衡水容量 堆积密度(ρB) 净化要求 净化后露点 吸附时间(τ) 再生时间 再生温度 压差(ΔP)
D1
D2 D D(圆整后)
执行标准SY/T0076-2003
单位
数值 备注
Nm3/h ppm MPa ℃ 0.77
0.75
m % kg/m3
℃ h h ℃ MPa
kg/h kg/d m3 kg
0.004 28 700
8 7 235 0.1
163.1386 0.168
传质区长度(Hz) 床层高度计算 床层截面积(F) 床层高度(Ht)
kg/(h·m2) %
m
m
17.53898
1 此为硅胶
6.173367 传质区长 度
3.70402
m2
0.096163
m
1.551901
1.6875 40.5
0.149235 104.4643
0.28 kg/(m2·s) 11.30932
m/s
0.069323
m/min
4.159402
m3/h
14.15974
m
0.268845
m
0.423591
m
0.346218
m
0.35
传质区长度计算 床层截面积水负荷(q) 相对湿度(Rs)
传质区长度(Hz)
计算过程
天然气工况下密度ρg(kg/m3) 吸附剂动态水容量(Xs) 吸附剂用量计算 吸附1h含水量(G水)
《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。
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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 3
0.75
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)
MPa
0.1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 )0.168
1.6875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 )
kg
104.4643
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 0.423591D
m
0.346218
天然气吸附脱水工艺计算
执行标准SY/T0076-2003
D(圆整后)m0.35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。