天然气分子筛脱水装置工艺设计(参考仅供)
天然气脱水工程设计
天然气脱水工程设计一、工程背景随着天然气的广泛应用和需求的不断增长，对天然气质量的要求也越来越高。
水分是天然气中常见的污染物之一，它会降低热值，同时在输送管道中形成水合物，对管道造成腐蚀。
因此，在天然气输送前，必须对天然气进行脱水处理。
二、脱水方法常用的天然气脱水方法有物理吸附脱水法和化学吸附脱水法。
物理吸附脱水法是利用吸附剂吸附天然气中的水分子，将其从天然气中分离出来；化学吸附脱水法是利用化学剂将天然气中的水分子转化为可分离的液体，然后通过沉降或过滤等方法将其从天然气中去除。
三、脱水工艺流程1.初级脱水：将天然气通过冷凝器冷却，使水分子与天然气中的液体相结合形成水合物，然后通过隔离器将水合物与天然气分离，并排出水分。
2.中级脱水：将初级脱水后的天然气通过填充吸附剂的吸附器，吸附剂将天然气中的水分子吸附，将干燥的天然气从吸附剂中排出。
3.精制脱水：将中级脱水后的天然气通过再生装置，使吸附剂再生并去除吸附剂上的水分，然后将天然气和再生气体分离，并排出。
四、关键设备和工程参数1.冷凝器：用于初级脱水过程中冷却天然气。
2.隔离器：用于初级脱水过程中将水合物与天然气分离。
3.吸附器：用于中级脱水过程中吸附天然气中的水分子。
4.再生装置：用于精制脱水过程中再生吸附剂并去除水分。
工程参数包括天然气流量、水合物含量、吸附剂种类和用量等。
五、安全与环保考虑在天然气脱水工程设计中，需要考虑到安全和环保因素。
例如，在设计吸附剂选择和用量时，需要考虑到吸附剂的毒性和可再生性。
此外，需要合理设计安全设备和应急措施，确保工程安全运行。
总结：天然气脱水工程设计是为了去除天然气中的水分，提高天然气质量和热值。
在设计中需要考虑脱水方法、工艺流程、关键设备和工程参数以及安全与环保因素。
通过合理的天然气脱水工程设计，可以有效提高天然气的质量和利用效率。
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。
天然气分子筛脱水系统工艺流程
天然气分子筛脱水系统工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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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。
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。
分子筛脱水装置工艺设计
分子筛脱水装置工艺设计首先，分子筛脱水装置的操作参数设计是关键。
操作参数包括进料流量、进料温度、压力和保持时间等。
进料流量取决于生产需求和分子筛的处理能力，要合理控制进料流量，以防止过大或过小进料流量对脱水效果产生负面影响。
进料温度也是一个重要的操作参数，要控制在适宜的范围内，既要保证脱水效果，又要考虑分子筛的热稳定性。
进料压力则需要结合装置的结构强度和操作安全性等因素进行选择，保证装置的正常运行。
保持时间则取决于进料流量、选择的分子筛类型以及所需的脱水效果，要根据实际情况进行调整。
其次，工艺流程设计是分子筛脱水装置设计中的重要环节。
工艺流程需要考虑脱水效果、设备结构以及生产成本等因素。
一般分子筛脱水装置的工艺流程包括进料、分子筛吸附、脱附和排放等步骤。
要合理安排工艺流程，确保脱水过程的顺利进行和脱水效果的达到。
例如，可以根据进料性质选择峰值和均值削平的方法，在脱水装置中设立合理的界面控制来降低进料的流量冲击和浓度冲击，从而提高分子筛的使用寿命和脱水效果。
最后，设备配置是分子筛脱水装置工艺设计的关键。
合理选择和配置设备既能满足脱水要求，又能提高经济效益。
分子筛脱水装置通常包括进料、分子筛吸附和脱附、排放和废料处理等设备。
进料设备一般包括泵、进料管道和调节阀等，要根据进料性质选择合适的进料设备。
分子筛吸附设备则需要选择具有高吸附效率和稳定性的分子筛材料，并确定合理的吸附床和系统结构。
脱附设备通常使用热脱附或压力脱附的方法，并需要合理选择加热设备和排放设备以保证脱附过程的安全和高效。
排放设备则需要选择合适的过滤方式和废料处理方式，以达到环保要求。
综上所述，分子筛脱水装置工艺设计是一个综合性的工作，需要考虑进料流量、进料温度、压力和保持时间等操作参数，设计合理的工艺流程，以及选择合适的设备配置。
只有在这些方面都充分考虑和优化，才能实现分子筛脱水装置的高效、稳定运行。
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。
小知识,天然气分子筛脱水工艺的流程简介
小知识，天然气分子筛脱水工艺的流程简介流程的选择假设湿净化气流量为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。
三塔方案（常规）时间分配表吸附器0～8h8～16h16～24h分子筛脱水塔A吸附加热冷却分子筛脱水塔B冷却吸附加热分子筛脱水塔C加热冷却吸附由表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1-2 两塔方案（常规）时间分配表吸附器0～8h8～16h分子筛脱水塔A吸附加热/冷却分子筛脱水塔B加热/冷却吸附由表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。
分子筛四塔脱水的工艺流程
分子筛四塔脱水的工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!一、工艺流程概述。
分子筛四塔脱水工艺是一种常用的气体脱水方法，它利用分子筛对水分的选择性吸附特性，将气体中的水分去除，从而达到干燥气体的目的。
100万方天天然气三甘醇脱水装置 工艺设计
毕业设计（论文）题目100万方/天天然气三甘醇脱水装置工艺设计学生姓名学号教学院系应用技术学院专业年级石油化工生产技术2008指导教师单位西南石油大学辅导教师单位完成日期2011 年06 月05 日摘要天然气是一种烃类混合气体，主要由低分子饱和烃为主的烃类气体与少量非烃类气体组成。
作为井流物的天然气总是被水所饱和的，为了达到商品天然气的管输水露点要求，必须将天然气中的水分脱除到一定的程度。
天然气脱水属于天然气处理内容之一，常用的脱水方法有低温分离脱水、溶剂吸收法脱水和固体吸附法脱水等，其中溶剂吸收法脱水中的三甘醇脱水工艺应用最为普遍。
文章根据天然气站场的原料气条件和脱水要求，综合考虑工艺要求和经济影响，采用三甘醇溶剂吸收法脱水和汽提法再生工艺，借助于流程模拟软件HYSYS 进行模拟计算，通过对三甘醇脱水工艺参数的选择和相关设备尺寸的估算，对整个工艺中的吸收塔进行了物料衡算，对塔高、塔径进行了确定，对塔板各项参数的计算及相关设备的选型，设计出了符合原料气脱水要求及天然气脱水工艺规范的脱水工艺流程及装置。
并通过对工艺方法和工艺参数的详细分析，验证了文章中天然气站场脱水工艺设计的合理性。
关键词：天然气三甘醇脱水再生汽提流程模拟AbstractNatural gas is a kind of hydrocarbon gas mixture, mainly by the low molecular saturated hydrocarbons with small amounts of hydrocarbon gases mainly composed the hydrocarbon gases. As well flow content of natural gas is always water, in order to achieve saturation of commercial natural pipe-conveying water demand, must will dew point the moisture removal of natural gas to a certain extent. Natural gas dehydration belong to one of the natural gas processing content, the commonly used dehydration method has low temperature separation dehydration, solvent absorption dehydration and solid adsorption dehydration etc, which are three of solvent absorption dehydration dehydrate technique glycol are widely used. According to the gas station materials gas conditions and dehydration requirements, comprehensive consideration of the process requirement and economic impact, adopt three deg solvent absorption dehydration and steam latifah regeneration process, HYSYS by process simulation software to simulate calculation, through three deg dehydration process parameter selection and related equipment size for the whole process, estimated the absorption tower, the material balance of tower is high, tower diameter to determine the parameters, calculation of tower board and related equipment selection, design the feedgas dehydration conform with the requirements and gas dehydration process specification dehydration process and equipment. And through the process and the process parameters of a detailed analysis, and verifies the articles in the gas station and the rationality of the design of dewatering process.Keyword:Natural gas three deg dehydration regeneration steam stripping Process simulation目录1 绪论 (1)1.1天然气概述 (1)1.2 天然气的组成与分类 (1)1.2.1 天然气的组成 (2)1.3 天然气的主要用途 (2)1.4天然气净化的目的意义 (2)1.5天然气脱水 (4)1.5.1天然气含水量 (4)1.6天然气水合物 (7)1.6.1 天然气水合物的结构 (7)1.6.2 水合物的生成条件 (7)1.6.3天然气水合物的防止措施 (7)2天然气脱水的工艺 (9)2.1天然气脱水方法 (9)2.2.脱水工艺流程设计 (11)2.2.1脱水装置设计 (11)2.3天然气脱水工艺发展方向 (16)2.3.1天然气膜法脱水 (16)2.3.2天然气超音速法脱水 (18)3脱水工艺计算 (20)3.1原料气及净化气气质 (20)3.1.1原料气 (20)3.1.2脱水后净化气的气质条件 (20)3.2脱水依据 (20)3.2.1 贫三甘醇浓度的确定 (20)3.2.2 三甘醇循环量的确定 (21)3.2.3 吸收塔塔板数的确定： (21)3.3物料衡算 (24)3.3.1 脱水量 (24)3.2.2 三甘醇循环流量 (24)3.2.3 贫三甘醇流量 (25)3.2.4 富三甘醇流量 (25)3.3 吸收塔 (25)3.3.1 直径 (25)3.3.2 泡罩塔板主要结构参数及选用 (26)3.3.3 板面布置 (28)3.3.4 吸收塔高度 (31)3.4 热量衡算 (31)3.4.1 重沸器 (31)3.4.2 贫/富甘醇换热器 (31)3.4.3 气体/贫甘醇换热器 (32)3.5设备计算及选型 (32)3.5.1精馏柱 (32)3.5.2甘醇泵 (32)3.6脱水段数据汇总 (33)4三甘醇脱水影响因素分析 (35)4. 1吸收塔塔盘数对脱水效果的影响 (36)4. 2湿气入口温度对脱水效果的影响 (37)4. 3湿气含水量对脱水效果的影响 (37)4. 4汽提气流量对脱水效果的影响 (39)5总结 (41)谢辞 (43)参考文献 (43)附录 (44)100万方/天天然气三甘醇脱水工艺1 绪论1.1天然气概述天然气系古生物遗骸长期沉积地下，经慢慢转化及变质裂解而产生之气态碳氢化合物，具可燃性，多在油田开采原油时伴随而出。
天然气处理厂分子筛脱水单元设计要点
天然气处理厂分子筛脱水单元设计要点张正玲(大庆油田工程有限公司)11工艺流程简述来自断塞流捕集器的天然气经旋流分离器、粗过滤器简单分离后,经原料气高效聚结器、再生气高效聚结器精细过滤后,进分子筛脱水塔深度脱水。
分子筛脱水塔采用四塔并联操作,两塔操作,另两塔再生。
脱水后的天然气经粗过滤后,进入原料气粉尘过滤器,除去分子筛尘粒,为深度脱烃单元输送-50℃低露点原料气。
21技术重点(1)简单分离。
采用旋流分离器和80目的管道过滤器,对天然气进行简单分离,除去气体中携带的固体颗粒、凝液、游离水等杂质(粒径≤5μm),以减轻高效过滤的负荷,保证聚结器的吸附效率。
(2)精细过滤。
设置原料气高效聚结器、再生气高效聚结器,对天然气进行精细过滤,除去粒径≥1μm的尘埃等,以减轻分子筛的吸附负荷。
精细过滤设备选择由多层高密度网格材料形成的、兼备厚度型和褶皱型特点的聚结滤芯,考虑到不同大小的杂质在气流中表现出的不同特性(较大的颗粒呈直线运动,较小的颗粒做布朗运动),采用筛、挡和阻的方式,捕捉杂质微粒。
在气质恶化或长时间运行后,滤芯的压差会上升得很快,达到一定值时,就必须及时更换滤芯。
以66℃下破坏压差0124M Pa为例,更换压差以0115M Pa为宜。
在设备入口处设置隔离挡板,避免进入设备的气体接触到已分离出的液体,并减少液体被重新带入气体中的机会。
减少已分离液体的携带量是提高分离效率的有益补充。
(3)分子筛脱水。
分子筛的吸附和再生能力是整个脱水单元的关键。
而对于苛刻工况(315℃、1210MPa、易燃、易爆介质),优良的脱水塔强度设计与制造工艺、精良的仪表和程控水平才能轻松应对高温、高压、危险介质长期高效运行的挑战。
(4)气体净化。
运行一段时间后,分子筛出口气体中往往携带分子筛粉尘,可利用多滤芯的粉尘过滤器净化天然气。
气体从外表面进入滤芯,杂质被阻挡在滤体表面和内部,在滤芯表面形成一层均匀的滤饼,由于颗粒的架桥效应,而进一步提高了过滤精度。
天然气脱水塔的设计
天然气脱水塔的设计天然气脱水塔是一种用于天然气生产过程中去除水分的装置。
天然气中含有大量的水蒸汽，如果不及时去除，会影响天然气的质量和使用效果。
设计一个高效的天然气脱水塔对于天然气生产过程至关重要。
本文将从天然气脱水塔的设计原理、结构、工作过程和性能优化等方面进行详细介绍。
一、设计原理天然气脱水塔的设计原理主要是利用化学法或物理法将天然气中的水分去除。
化学法主要是利用化学吸附剂吸附水分，而物理法则是通过冷却和压缩等方式降低天然气中的水蒸汽含量。
这两种方法在工程应用中都有各自的优缺点，具体选择哪种方法要根据实际生产情况和要求来决定。
二、设计结构天然气脱水塔的主要结构包括进气口、分离层、排水口、出气口等。
进气口是将含水气体输入到脱水塔内，分离层是用来进行分离去除水分的关键部件，排水口则是将去除的水分排出，而出气口则是将去除水分后的干燥天然气输出。
在一些高性能的脱水塔中，还可能有温度和压力的控制装置，以确保脱水过程的稳定和高效进行。
三、工作过程当含水气体进入脱水塔时，首先会经过分离层进行分离去除水分。
分离层通常会使用吸附材料或者特殊的过滤介质，以提高分离效率。
然后通过排水口将去除的水分排出，最后通过出气口将干燥的天然气输出。
整个工作过程中需要注意控制温度和压力，以确保脱水效果和生产安全。
四、性能优化天然气脱水塔的性能优化可以从多个方面进行，包括提高脱水效率、减小能耗、降低维护成本等。
为了提高脱水效率，可以选择合适的吸附材料或分离层结构，以提高分离效率；为了减小能耗，可以优化控制系统，提高能源利用效率；为了降低维护成本，可以选择耐腐蚀材料或者增加自动清洗装置，以延长设备使用寿命。
《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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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 C2
mol% 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 0.262
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
吸附器0～8h 8～16h 16～24h 分子筛脱水塔A 吸附加热冷却
分子筛脱水塔B 冷却吸附加热
分子筛脱水塔C 加热冷却吸附
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
吸附器0～8h 8～16h 分子筛脱水塔A 吸附加热/冷却
分子筛脱水塔B 加热/冷却吸附
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。
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。
1.5.2分子筛脱水工艺流程介绍
附图1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。
1.6 遵循的主要标准、规范
SY/T 0076-2003《天然气脱水设计规范》
HG/T 20570.2-95《安全阀的设置和选用》
SY/T 0524-2008《导热油加热炉系统规范》
GB/T 8163-2008《输送流体用无缝钢管》
GB/T 17395-2008《无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差》
GB 50251-2003《输气管道工程设计规范》
GB 50350-2005《油气集输设计规范》
GB 8770-1988《分子筛动态水吸附测定方法》
GB/T 9019-2001《压力容器公称直径》
GB 150-1998《钢制压力容器》
SH3098-2000《石油化工塔器设计规范》
JB731-2008《锅炉和压力容器用钢板》
SY/T 0515-2007《油气分离器规范》
HGT21618-1998《丝网除沫器》
2工艺参数及设备选型
2.1 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球形
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℃。
由HYSYS软件计算出的基础数据如下：
原料气压力：4.5MPa
原料气温度：30℃
床层温度：35℃
天然气气体流量：29743.34kg/h
饱和含水量：34.76kg/h
天然气相对湿度：100%
天然气在4.5MPa、30℃下的密度：33.89kg/m3
天然气在4.5MPa、30℃时粘度：0.0125cP
再生加热气进吸附器的压力：4500kPa
再生加热气进吸附器的温度：260℃
再生加热气出吸附器的温度：200℃
再生气在260℃、4500kPa下的密度：17.44kg/m3
再生气在260℃、4500kPa的热焓：-3826kJ/kg
再生气在117.5℃、4500kPa的热焓：-4226kJ/kg
再生气在275℃、4500kPa的热焓：-3780kJ/kg。