工程设计计算书1

1 天然气脱水系统的计算

1.1 吸附计算

1.1.1 吸附器直径计算1. 分子筛脱水工艺参数：

吸附周期：24小时

分子筛有效吸附容量：取10kgH 2o/100kg 分子筛原料气在25MPa 、45℃校正后的饱和含水量查图得

600mg/m 3，换算到20℃，

101.325kPa 条件下为590.88mg/m 3

，按全部脱去考虑，需水量：0.37kg/h 2. 操作周期24小时，总共脱水：8.88kg 。3. 原料气在25MPa 、45℃：

Pc ’=0.9772×4.491+0.01628×4.727+0.00005×4.256+0.00005×3.54+0.00004×3.5+7.149×0.0053+8.715×0.00056+1.7×

0.00107=4.51 MPa Tc ’=0.9772*191+0.01628*305.45+0.00005*368.85+0.00005*407.15+0.00004*425.15+304*0.0053+373.54*0.00056+65*0.00107=193.56 K

视对比压力

c r p p p =5.543

视对比温度

c

r T T T 1.643 查图得天然气的压缩系数Z=0.88。

天然气摩尔质量：

M=0.9772×16+0.0062×30+0.00005×44+0.00005×58+0.00004×58+0.0053×44+0.00107×28+0.01009×34=16.43 g/moL

将气体处理量换算到0℃、101325pa 条件下：V=1.5*104

*273/293=1.4*104

m 3

/d

则操作条件下气体量：s

m Q

/10

72.6293

318101325

.02588.03600

*24150003

4

气体质量流量

s

kg /1188.04

.2243.163600

2414000原料气在25MPa 、45℃的密度：

3

/79.176000672

.01188

.0m

kg g

操作条件下气体体积流

s

m Q /1072.6293

318101325

.02588.03600

*24150003

4

4. 吸附器直径：

取决于适宜的空塔流速，适宜的直径比。实践证明采用雷督克斯的半经验公式得到一个空塔流速，然后用转效点积核式可行的，半经验公式如下：

5

.0)

(p g

b

D C

G

式中G ——允许的气体质量流速，

)s m /(kg 2

；

C ——系速，气体自上向下流动，取0.25~0.32；自下向上流动，取0.167；

b

——分子筛的堆密度，kg/3

m ；g

——气体在操作条件下的密度，

kg/3

m ；

p D ——分子筛的平均直径（球形）或当量直径（条形），

m 。

已知

3

/650m kg b

，m D p

0032.0，C 取0.29, 则：

)

/(33.10)

0032.079.17665029.0()

(2

5

.05

.0s m

kg D C

G p

g

b 吸附塔的截面积: 2

0115.033

.101188.0m

F

直径：m

F D 121.0785

.00115.04根据标准系列，

D 取0.3m.

1.1.2 吸附器高径比计算

分子筛有效吸附容量取

10kg （水）/100kg （分子筛）。

一个周期内所需分子筛的质量：0.37×24/0.1=88.8kg

吸附器需装分子筛的体积：

3

1366.0650

8.88m

V

吸附塔的截面积：F=0.785×0.32

=0.07065m 2

气体流速u=0.57m/min 床层高：m

F

V H

93.107065

.01366.0

高径比：

4

.63

.093.1D H

1.1.3 吸附器安全阀的计算

1. 安全阀的泄放量

安全阀的泄放量应根据具体工艺过程来确定。本设计安全阀的泄放量均认为

单位时间内流过设备的气体质量流量，即：

h

kg G

/68.4272.安全阀的泄放压力（定压）

安全阀开始起跳时的进口压力称为安全阀的泄放压力或定压。它应等于或小

于受压设备或管道的设计压力。可按下面的方法确定：

当P

1.8MPa

P P 0

0.18MPa

当1.8MPa

0P =1.1P 当P>7.5MPa 0P =1.05P

式中

P ——被保护设备或管道操作绝对压力，MPa ；

0P ——安全阀泄放绝对压力，MPa 。

脱水塔操作压力P=25MPa ，由于P>7.5MPa ，则：

MPa

P P 25.2625

05.105.10

3.

聚积压力

安全阀开至最大并达到最大泄放量时的进口压力与泄放压力之间的差值

称为聚积压力，用a P 表示。对于安装在无火压力容器上的安全阀：

MPa

P

P a

5.21.04.

最高泄放压力

安全阀达到最大泄放量能力时的进口压力，称为最高泄放压力。在工艺流程中，最高泄放压力可按下式确定：

MPa

P P P a

m

78.281

式中

m P ——安全阀最高泄放压力，MPa ；1P ——安全阀泄放绝对压力，

MPa ；