摘要：天然氣中水分的存在往往會(huì)造成不良的后果：含有CO2和H2S的天然氣在有水存在的情況下形成酸而腐蝕管路和設(shè)備；在一定條件下形成天然氣水合物而堵塞閥門、管道和設(shè)備；降低管道輸送能力，造成不必要的動(dòng)力消耗。因此天然氣脫水是天然氣凈化過程中必不可少的環(huán)節(jié)，使之達(dá)到規(guī)定的指標(biāo)后進(jìn)入輸氣管線。目前，工業(yè)上采用的脫水方法主要有溶劑吸收法、固體吸附法、低溫分離法和膜分離法。采用三甘醇作為吸收劑的溶劑吸收法使用最廣泛，和其他脫水方法相比，其具有容量大、再生容易、蒸氣壓低、露點(diǎn)降高等優(yōu)點(diǎn)。考慮到原料氣的組成、及其經(jīng)濟(jì)性，故本設(shè)計(jì)采用三甘醇脫水法，并選用合適的工藝并對(duì)天然氣脫水裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)。 

本設(shè)計(jì)主要通過廣泛應(yīng)用于石油、化工、天然氣處理領(lǐng)域的大型工藝過程模擬軟件Aspen Plus 對(duì)處理能力為300萬方/天的天然氣脫水裝置的生產(chǎn)工藝參數(shù)、工藝流程、物料衡算及能量衡算進(jìn)行了模擬和計(jì)算，并對(duì)全過程熱集成網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。在滿足處理要求的同時(shí)，盡量使生產(chǎn)過程更加節(jié)能、環(huán)保。同時(shí)，本設(shè)計(jì)給出了工藝過程的主要設(shè)備和工藝參數(shù)。

關(guān)鍵詞：天然氣 脫水系統(tǒng)  三甘醇  流程模擬

目 錄

摘 要

ABSTRACT

1 緒 論-1

1.1 項(xiàng)目概述-1

1.1.1 任務(wù)要求-1

1.1.2設(shè)計(jì)原則-1

1.1.3 遵循的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)-1

1.1.4 設(shè)計(jì)內(nèi)容-2

1.1.5 主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)-2

1.2 項(xiàng)目研究的重要性-3

2 天然氣脫水-5

2.1 脫水方法-5

2.1.1 溶劑吸收法-5

2.1.2 固體吸附法-5

2.1.3 低溫分離法-6

2.1.4 膜分離法-7

2.1.5 脫水方法選擇-7

2.2 天然氣脫水工藝流程-9

2.2.1 工藝流程簡(jiǎn)述-9

2.2.2 主要工藝設(shè)備及要求-10

3 流程模擬及參數(shù)分析-12

3.1天然氣脫水處理工程模擬-12

3.1.1三甘醇脫水狀態(tài)方程-12

3.1.2三甘醇脫水裝置工藝流程模擬-12

3.1.3天然氣脫水裝置工藝參數(shù)-12

3.2 脫水效果影響因素定量分析-13

3.2.1 吸收塔塔板數(shù)-13

3.2.2 入口溫度-13

3.2.3 三甘醇-14

3.2.4 再沸器-16

3.2.5 汽提氣注入量-16

4 物料衡算及能量衡算-17

4.1物料衡算-17

4.1.1 吸收工段的物料衡算-18

4.1.2再生工段的物料衡算-21

4.2能量衡算-23

4.2.1吸收工段的能量衡算-24

4.2.2再生工段的能量衡算-25

5 熱集成網(wǎng)絡(luò)-28

5.1 概述-28

5.2 換熱網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)-28

5.2.1 設(shè)計(jì)方法-28

5.2.2 設(shè)計(jì)目標(biāo)-28

5.2.3方案一-29

5.2.4方案二-30

5.3結(jié)論-31

6 設(shè)備選型-32

6.1 原料氣過濾分離器-32

6.1.1 分離器分類及適用范圍-32

6.1.2 分離器計(jì)算選型-32

6.2 閃蒸罐-34

6.3 吸收塔-35

6.3.1 塔板設(shè)計(jì)-35

6.3.2 塔板核算-36

6.3.3 泡罩塔板主要結(jié)構(gòu)參數(shù)及選用-36

6.3.4 板面布置-39

6.3.5 吸收塔高度-39

6.3.6 塔體的機(jī)械設(shè)計(jì)-39

6.4 再生塔-41

6.4.1 富液精餾柱-42

6.4.2 貧液精餾柱-43

6.4.3 緩沖罐-43

6.4.4 重沸器-44

6.5 換熱器-44

6.5.1 換熱器設(shè)計(jì)原則-45

6.5.2 換熱器工藝尺寸計(jì)算-45

6.6 三甘醇循環(huán)泵-47

6.6.1 選擇泵的方法和步驟-47

6.6.2 泵的類型與型號(hào)選擇-47

6.9流量計(jì)的設(shè)計(jì)-49

7 結(jié)論-51

參考文獻(xiàn)-52

致謝-54