化工工艺学薛荣书、谭世语主编第6章天然气化工PPT课件

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滞流区：
ut
d2g(L G) 18G
过渡区： ut 0.27d(LGG)gR0e.6
wk.baidu.com
湍流区：
ut
1.74
d(LG)g
(2) 允许气速
允许气速由实验得出的经验关系计算：
u=(0.70.8)ut
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(3)重力分离器的直径
由流量关系加经验系数得出
立式： D2.477104
TZsQ
略讲。
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6.1.3 天然气的加工利用途径
略讲。
突出天然 气作为化 工原料比 直接作为 燃料的经 济价值高 得多。
插入天然
气加工利 用图6.1.
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图 6.1
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6.2 天然气的分离与净化
Separation and purification of natural gas
6.2.1 采出气的分离
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6.1.1.2. 分类
原油伴生气
根据矿藏特点，是否含
非伴生气
原油伴气来划分。
干气
按 湿气
组 贫气
成 分
富气
类 酸性气
洁气
按含C5以上重烃液体多少来 划分
按含C3以上烃类液体多少来 划分
按是否显著含有H2S, CO2 等酸性气体来划分
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6.1.2 天然气的物理化学性质
Pu
注意：经验公式的物理量的单位！
卧式：
D Q1
0.75ut L
式中的Q1与前式中的Q不同！这里是工作条件下 的气体流量，前式是标准体积流量。
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(4) 顶部丝网除雾器
水平丝网的最大允许气速
u K L G G
注意： u表示气速。
实际气速约为最大气速的3/4.
u=0.75u
丝网横截面直径可由气速求
扩散式分离器、螺道式分离器、 串级离心式分离器。（略）
4. 井场分离工艺流程 原则：一般多用常温分离。
当含凝析油多时，采用 低温分离流程。
单井集气常温分离流程如图。
图 6.9
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图 6.8
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6.2.2 天然气的脱水
由汽液平衡原理知，开采出的天然气经分离后 仍然含有水分(操作温度下的饱和蒸汽压决定)。 当后续操作降温时，水汽就可凝结产生不利影 响。所以，要进行脱水操作。
化工工艺学
Chemical engineering technics
化学工程与工艺专业
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第6章 天然气化工 Chemical engineering of natural gas
6.1 天然气的组成与加工利用
6.2 天然气的分离与净化
6.3 天然气提氦
6.4 天然气制炭黑
6.5 天然气转化合成甲醇
D2
Q1 0.785u
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(5)分离器的高度和长度
高度： H= (46)D 长度： L= (46)D (6) 进出口管径
d
Q1
0.785u1
常用重力分离器的结构：插入
立式和卧式重力分离器.
图图66.5.5
图 6.6
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6.2.1.2. 旋风分离
离心分离原理和旋风分离器的操作在化工原理都 讲过。简要复习。
6.6 天然气氧化加工
6.7 天然气的氯化加工
6.8 天然气的其它直接化学加工
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6.1 天然气的组成与加工利用
The components of natural gas and its application
6.1.1 天然气的组成与分类
6.1.1.1. 组成 主要成份：烷烃 CH4, C2H6 次要成份：非烃气体CO2，H2S，H2，He 微量成份：烯烃、环烷烃、芳香烃 有害成份：硫化氢等。
天然气含水量的表示
绝对含水量：单位体积气中所含水分质量。
露点温度：压力一定时，天然气中水蒸气开 始凝结的温度。(间接表示)
天然气脱水主要方法：
溶剂吸收法、固体吸附法
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6.2.2.1. 溶剂吸收法
该法使用较普遍，关键是选择脱水剂。 天然气脱水深度(程度)一般用露点降表示。露点
降即脱水装置操作温度与脱水后干气露点温度之 差。一般用它来评价脱水剂的脱水效率。 常用的溶剂有：甘醇溶液和金属氯化物溶液。 不同脱水剂的效果和适用性不同，具体情况见表 6.5.
计算气速
u=4Q1/(D2)
计算压力降
P u2
2
计算旋风分离器的工作范围
根据D再取P/g=55m，计算最小流速umin, Qmin,
Pmin; 取压降大值计算umax, Qmax, Pmax . 计算进出气管径
正常范围：进口流速 15-25 m/s 出口流速 5-15 m/s
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3. 其它类型的分离
分离目的：分离采出气中的液体、固体杂质。
重力分离法
分离方法： 旋风分离法
其它分离法
6.2.1.1. 重力分离
重力分离器工作3个主要步骤：
沿切线进入分离器时有部分液、
固体由于离心力作用可进行初步离心分离。
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由于重力作用进行沉降分离(主要分离阶段)。 除雾(上部设除雾器除去雾滴)。 除雾器主要形式：折流式和网状式 折流式除雾器工作原理
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(2) 吸收塔工艺计算
进塔贫液甘醇浓度的确定
压力影响一般可忽略。
由于气体流量远大于甘醇流量，所以取气相操作 温度为有效吸收温度。
同时由于出塔气体不可能达到平衡，所以根据经 验选取它与平衡温度的差值为811C,由此算出平 衡温度，再查图6.11得出所需甘醇溶液的浓度。
旋风分离器直径可由流量及阻力损失计算。
P u2 (标准旋风分离器 =8.0)
2
D0.303Q12gPG
1/4
注意式中系数是按公式中所用单位换算来的。
实际计算过程：由D及经验值分别计算最小流速、
最小流量、压力损失及最大流速、最大流量、压 力损失(max)，再比较范围。
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设P/g=70m(55-180m)，计算出直径D。
T
x-
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表 6.5
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(1) 甘醇脱水工艺流程
三甘醇溶液使用更广泛，其露点降较大，但粘 度大，吸收塔的操作温度不宜低于10C.
流程由吸收和再生两部分构成。 再生方法主要有蒸馏和汽提。汽提原理在前面
化学肥料一章中已讲。(化学平衡移动原理) 插入图6.10，说明工艺过程及关键。
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图 6.10
改变流体流动方向，由于惯性作用使液滴被折 流板吸附，再沿板面流入搜集器中。
网状式除雾器工作原理 主要使液滴在流动中与网碰撞接触后凝结。
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重力分离器的工艺计算
(1) 重力沉降速度
化工原理课程已得出重力沉降速度公式：
ut
4gd(L G ) 3 G
注意：使用时需注意单位。
(6.2.1)