某分子筛吸附脱水工艺设计再生工艺设计计算.doc

《某分子筛吸附脱水工艺设计再生工艺设计计算.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、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: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

2、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

3、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21绪论41.1国外现状41.2脱水系统吸附剂的选择51.3分子筛的种类与特点61.4分子筛吸附脱水原理流程71.4.1吸附周期81.4.2再生过程91.4.3再生

4、操作91.4.4再生加热与冷却102再生工艺计算122.1物性基础122.1.1天然气的基本组成122.1.2工艺选择122.2在生热负荷计算132.3再生气量计算152.3冷却气量计算162.4再生气空塔速度计算173总结19参考文献201绪论1.1国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。从今后我国经济和社会发展看，加快天然气的开发利用，对改善能源结构，保护生态环境，提高人民生活质量，具有十分重要的战略意义。天然气作为液化装置的燃料气，首先必须对其进行预处理。天然气预处理主要是脱除其中的有害杂质及深冷过程中可能结晶的物

5、质，也就是天然气中的H2S、CO2、水分、重烃和汞等杂质。天然气预处理主要目的有：①避免低温下水与烃类组分冻结而堵塞设备和管道，降低管线的输气能力；②提高天然气的热值，满足气体质量标准；③保证天然气在深冷条件下液化装置能正常运行；④避免腐蚀性杂质腐蚀管道及设备。目前国外应用较广泛，技术较成熟的天然气脱水工艺有：低温分离、固体吸附和溶剂吸收三种方法。而固体吸附法中以分子筛脱水的应用最为广泛，技术最成熟可靠。在对国外脱水技术调研和查阅相关文献的基础上,总结了天然气开采后的各种脱水工艺,并对其原理、工艺特点等进行了概括分析,同时也对其在国的应用现状进行了总结,并分析运

6、行中存在的一些问题。通过对比发现,分子筛脱水法达到的天然气露点最低,一般用于深度脱水的环境。分子筛脱水法属于固体吸附法，吸附剂是人工合成沸石，是一种由SiO4和AlO4四面体组成的硅铝酸盐晶体。其量孔径均匀的微细孔道和排列整齐的空腔只允许直径比其小的分子进入，从而实现选择性吸收，工艺主要包括脱水／再生干燥器和再生加热系统。分子筛脱水法具有吸附选择性强，高效的吸附容量，使用寿命较长，不易被液态水破坏等优点。目前其主要产品都掌握在欧美等国家，如美国UOP公司的天然抗酸性分子筛AW-300、500型，可实现对HCl、H2O、NO2等酸性气体的吸收。分子筛是一种非常适合

7、深度脱水的干气体干燥剂，脱水后干气含水量最低可至10-6，露点可低至﹣100℃，一般常用于天然气液化前的脱水工艺中。但设备投资和操作费用昂贵是其弊端，在满足相同露点建立一座2.8×105m3/d处理量的净化站，其所需的费用比TEG法多53％，同时再生能耗大，吸附剂价格高，因此其主要用于满足获得较低露点的工艺。1.2脱水系统吸附剂的选择目前在天然预处理过程中，主要使用的固体吸附剂有活性氧化铝、硅胶和分子筛三大类。活性炭的脱水能力甚微，主要用于从天然气中回收液烃。活性氧化铝是一种极性吸附剂，它对多数气体和蒸汽都是稳定的，是没有毒性的坚实颗粒，浸入水或液体中不软化、溶

8、胀或破裂，抗冲击和抗磨损