天然气分子筛脱水装置工艺设计说明书

1 天然气分子筛脱水装置工艺设计说明书 1 概述 设计要求 原料气压力为 度 30，工艺流程要求脱水后含水量在 1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 密度为660kg/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。 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 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 2 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。 质工况及处理规模 气体处理规模： 100104 m3/d 原料气 压力： 料气 温度： 30 脱水后含水量 ： 1 然气气质组成见表 1 表 1然气组成表（干基） 子筛脱水工艺流程 程选择 本装置所处理的湿净化气流量为 100104m3/d（ 20 、 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 组分 e 1 C2 分 C3 6+ 3 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。 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 4 水后的干气含水小于 1 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。 循的主要标准、规范 0076然气脱水设计规范 安全阀的设置和选用 0524热油加热炉系统规范 8163送流体用无缝钢管 17395缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差 0251气管道工程设计规范 0350气集输设计规范 770子筛动态水吸附测定方法 9019力容器公称直径 50钢制压力容器 油化工塔器设计规范 炉和压力容器用钢板 0515气分离器规范 网除沫器 5 2 工艺参数及设备选型 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 形 分子筛的有效湿容量： 8） /100子筛） 分子筛堆积密度： 660kg/子筛比热： ） 瓷球比热： ） 操作周期为 8 小时，再生加热时间为 时，再生冷却时间为 时，操作切换时间为 时。加热炉进口温度为 30 ，加热炉出口温度为 275 。 由 件 计算 出 的基础数据如下： 原料气压力： 原料气温度： 30 床层温度： 35 天然气气体流量： h 饱和含水量： h 天然气相对湿度： 100% 天然气在 30 下的密度： 然气在 30 时粘度： 生加热气进吸附 器 的压力： 4500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 、 4500的密度： 生气在 260 、 4500热焓： 生气在 、 4500热焓： 生气在 275 、 4500热焓 ： 气温度： 30 6 干气压力： 4500气将床层冷却到： 30 干气在 30 、 4500密度： kg/气在 30 、 4500热焓： kJ/气在 130 、 4500热焓： kJ/气在 30、 4500的低位热值： 49210 kJ/7 料平衡表 表 2100104 m3/d 天然气分子筛脱水装置设计 物料表 物料流 1 2 3 4 5 6 7 气体分率 1 1 1 1 1 0 温度， 30 35 30 260 30 压力， 500 4500 4500 4500 4480 4450 4450 摩尔流量 ,h 质量流量， kg/h 液体体积流量 ,m3/h 热流量， kJ/h 8 8 7 7 7 7 5 质量密度 ,kg/分子量 压缩因子 粘度 , 组 成 （ 氢气 0. 0969 0. 0000 氦气 0. 0519 0. 0000 氮气 0. 5397 0. 5494 0. 0003 二氧化碳 0. 0260 0. 0004 甲烷 0. 0000 乙烷 0. 0000 丙烷 0. 7164 0. 7292 异丁烷 0. 1187 0. 1209 0. 0000 正丁烷 0. 1531 0. 1558 0. 0000 异戊烷 0. 0550 0. 0559 0. 0000 正戊烷 0. 0510 0. 0519 0. 0000 正己烷 0. 2552 0. 2597 0. 0000 水 0. 1114 8 子筛吸附器 的选型 分子筛脱水属于吸附法脱水，一般用于水露点要求控制较低的场合，其露点深度可达到 ，保证含水量在 1下。分子筛脱水有两塔和三塔流程之分。由于分子筛的吸附和再生过程中的温度 压力的循环变化，分子筛干燥器的 设计制造要求严格，成本较高。 运行一段时问后，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。生产实践中，工厂技术人员可根据气质条件及运行时问长短来决定滤芯更换频率。 表 2吸附器计算选型结果表 吸附器 内径（ 设计压力（ 5 设计温 度（） 300 床层高度（ 3700 筒体壁厚（ 39 筒体材料 16 操作周期（ h） 8（再生加热时间 吹时间 换时间 封头类型 椭圆式封头 类型 立式 筒体高度（ 4500 分子筛类型 4A 条形分子筛 装填顺序 由下至上 分子筛厚度（ 2500 封头 内径（ 1600 材料 16合金压力容器用钢 厚度（ 12 质量（ 座 类型 圆筒形裙座 质量（ 厚（ 12 外径（ 1624 高度（ m） 1 尘过滤器的选型 吸附塔单元后 ， 设置粉尘过滤器， 对天然气进行精细过滤，除去粒径 1 m 的尘埃等。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 9 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。在气质恶化或长时问运行后，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。在 设备人口处设置隔离挡板，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人气体中的机会。减少已分离液体的携带量是提高分离效率的有益补充 。 本设计采用两个 列型粉尘过滤器并联使用。 气体过滤器是一种新型、高效气体除尘设备，广泛用于石油、天然气工业部门一般含尘量的气体主管线和旁通管。亦是城市天然气、煤制气输配系统安全、可靠运行不可缺少的气体净化设备。具有结构先进、除尘效率高、操作维护方便等优点。 选型结果见表 2 表 2尘过滤器规格 设备名称 工艺参数及几何尺寸 粉尘过滤器 工 作温度， 30 工作压力， 500 气体体积 流量， m3/h 滤精度， m 5 过滤器计算截面积， 滤器选用外径， 00 过滤器型号 C 生气加热炉 的选取 本设计主要采用导热油供热系统进行加热。 导热油供热系统以导热油为载热体。导热油在炉中加热后 ,利用热油泵将其送给各用热设备 ,再返回炉中重新加热 ,从而形成闭路循环。导热油作为工业传热介质具有以下特点： 在几乎常压的条件下，可以获得很高的操作温度。即可以大大降低高 温加热系统的操作压力和安全要求，提高了系统和设备的可靠性；可以在更宽的温度范围内满足不同温度加热、冷却的工艺需求，或在同一个系统中用同一种导热油同时实现高温加热和低温冷却的工艺要求。即可以降低系统和操作的复杂性；省略了水处理系统和设备，提高了系统热效率，减少了设备和管线的维护工作量。即可以减少加热系统的初投资和操作费用；在事故原因引起系统泄漏的情况下，导热油与明火相遇时有可能发生燃烧，这是导热油系统与水蒸气系统相比所存在的问题。但在不发生泄漏的条件下，由于导热油系统在低压条件下工作，故其操作安全性要高于水和 蒸汽系统。 10 艺流程 主要设备有：导热油炉、热油主循环泵、热油辅循环泵、膨胀罐。 整个供热系统主要由导热油炉、燃烧器、膨胀罐、储油罐、热油循环泵、供热管网和热用户组成。其加热原理是燃料经燃烧器充分燃烧后产生的高温火焰和烟气，通过辐射和对流方式加热炉管中的导热油，热油达到设定的温度后在主循环泵的驱动下将热能带出，一部分以液相方式直接输至再生气加热器加热再生气，另一部分则通过温度控制流量调节阀与回流低温热油减温混合达到低温位热用户其中低温位系统设独立的热油辅循环泵提供系统循环动力。 该系统中各 工艺用热设备内的导热油以自身的显热方式与用户进行热交换，梯级利用后，经热油主循环泵回输至导热油炉继续加热，形成一个完整的闭合回路，往复循环使用。导热油受热膨胀时的体积增加量由膨胀罐来吸收，储油罐主要是用来存储系统导热油和接收膨胀罐溢流出的导热油。 热油的选型 导热油炉的流速，国外文献推荐为 24m/s。由于油品储运加热系统负荷波动较大，因此要求在导热油供回油管道上设一旁通阀或压控阀组，当外界负荷降低时，导热油的循环量下降，为了保证导热油炉内的流速，可打开旁通阀或压控阀组，将一部分导热油通过旁路回 到导热油炉，以增加进入炉内的导热油流量。 国内目前设计导热油流速一般取 m/s，此设计中取导热油流速为 3m/s，经比较 列， 列， 列导热油的比热，密度及热功率后，导热油型号选择 325 导热油，因为它的比热更大，密度较轻且发热功率更大。 表 2热油系统选型结果表 导热油炉型号 125） 热油型号 325 导热油流速（ m/s） 3 总循环油量（ m3/h） 另附导热油炉 125） 导 热油 325 的技术参数： 表 2热油炉技术参数 参数 设备名称 额定热功率 (热效率(%) 设计压力（ 最高介质温度（） 循环油量（ m3/h） 11 00) 0 1 350 65 表 2D 325 导热油工艺参数表 温度（） 物理特性 50 100 150 200 250 300 350 密度（ kg/ 1007 972 936 910 874 845 821 比热 C(kJ/ ) 功率（ 生气分离器的选型 根据 100 万方分子筛脱水工艺流程图，本装置中含有一个再生气 分离器 ，其 中液量较少 ，从经济效益出发，选用 立式 重力分离器 。计算结果及选型结果见表 2 表 2生分离器计算结果及选型结果 设备名称 工艺参数及几何尺寸 再生气分离器 原 始 数 据 操作温度， 30 操作压力， 况下气体流量， m/s 况下气相密度， kg/况下液相密度， kg/005 工况下气体粘度， s 况下气体的压缩因子 式 立式重力式 计 算 值 f（ 力系数 54 液滴沉降速度， m/s 离器直径计算值， m 雾器气流允许速度， m/s 雾器面积计算值， 12 续表 2备名称 再生气分离器 选 用 值 选用公称直径， 00 筒体长度， 800 捕雾器厚度， 50 材质 16号 8/2 有效容积， 全阀的选型 根据 全阀的设置和选用和油气田常用阀门手册选用弹簧封闭全启式安全阀。其主要参数如表 2 表 2生分离器计算结果及选型结果 设备名称 工艺参数及几何尺寸 再生 气分离器 原 始 数 据 操作温度， 30 操作压力， 况下气体流量， m/s 况下气相密度， kg/况下液相密度， kg/005 工况下气体粘度， s 况下气体的压缩因子 式 立式重力式 安全阀类型 泄放量（ kg/h） 启压力（ 道截面积（ 826 13 表 2全阀的选型结果 线的选型 按照输送流体用无缝钢管（ 8163选择系统内用无缝钢管管材为无缝钢管 20 号。 s 为 245可根据无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差（ 17395择较为合适的无缝钢管外径及标准壁厚。 管线选型结果如表 2示。 公称通径（ 称压力（ 全阀类型 弹簧封闭全启式安全阀 泄放量， kg/h 启压力， 道截面积， 26 公称通径， 称压力， 14 表 2线选型结果 管线 原料气进塔 管线 原料气出塔 管线 再生气进塔 管线 再生气出炉 管线 再生气出塔 管线 再生气进分 离器管线 再生气出分离器气相 管线 再生气出分 离器液相管线 基 础 数 据 流体介质 天然气 天然气 天然气 天然气 天然气 天然气 天然气 水 设计温度， 50 50 50 250 250 50 50 50 设计压力， 5 5 5 5 5 5 5 工 况下的输量， m3/s 济流速， m/s 10 10 10 10 10 10 10 1 计 算 数 据 计算管线内径 ,77 178 57 80 75 57 57 算管线壁厚， 算管线外径， 型 结 果 选取管线外径， 90 190 60 89 89 60 60 8 选取管线壁厚， 7 4 线规格 1907 1907 60894 894 606010线材质 无缝钢管 20# 无缝钢管 20# 无缝钢管 20# 无缝钢管 20# 无缝钢管 20# 无缝钢管 20# 无缝钢管 20# 无缝钢管 20# 实际流速， m/s 00 104 m3/d 天然气 分子筛脱水装置 工艺设计说明书 1 料设备表 表 2料设备附表 序号 名称及规格 单位 数量 一 工艺设备 1 埋地卧式储油罐 15 3 30 1 2 立 式重力分离器 个 1 3 天然气压缩机 个 1 4 篮式 过滤器 台 2 5 污水罐 座 1 6 调压计量撬装 套 1 7 高压储气井 口 6 8 卧装篮式过滤器 1 9 调压器 1/- 27 1 1/- 1 10 配套阀门管线 套 1 二 阀门 1 不锈钢闸 阀 10 10 2 高压 闸阀 22 3 高压焊接球阀 20 4 焊接球阀 13 8 100 104 m3/d 天然气 分子筛脱水装置 工艺设计说明书 2 8 续表 2号 名称及规格 单位 数量 4 5 安全阀 只 1 2 6 不锈钢螺纹截止阀 0 只 5 三 仪表 1 不锈钢双金属温度计（径向） 测量范围： 0400 只 1 2 全不锈钢压力表 量范围 8 测量范围 0 8 3 计算书 附计算 附器直径计算 通过 件，已知处理量为 h 原料气在 450030 的饱和含水量为 摩尔分数） 。 按全部脱去考虑，需脱水量： 1 1 1 。 吸附周期 T=8h，总共脱水： 。 操作条件 （ 30 ， 下气体体积流量： Q=h 操作条件 （ 30 ， 下 气体质量流量： 已知分子筛密度 3b m/，分子筛 。 100 104 m3/d 天然气 分子筛脱水装置 工艺设计说明书 3 即可根据雷督克斯的半经验公式求得吸附塔直径，半经验公式如下： (式中 G允许的气体质量流速， ) ； C系数，气体自上向下流动，取 下向上流 动，取 b分子筛的堆密度， 3m ； g气体在操作条件下的密度， 3m ； 分子筛的平均直径（球形）或当量直径（条形）， m。 已知分子筛密度 3b m/，分子筛 。 因此， )/(5 2 4 0 10 0 3 0 0 25.0 吸附塔的截面积： 28 1 3 4 0 7 4 3 。 直径： ， 取 1600则 F= 附器高径比计算 分子筛有效吸附容量取 8） /100子筛） 吸附塔需装分 子筛： 8 7 则分子筛的体积为 ： V 589 m 取 20%的裕量， 层高 ： 9 ，取 径比约 。 附传质区长度 计算 100 104 m3/d 天然气 分子筛脱水装置 工艺设计说明书 4 由天然气脱水设计规范 ： 式中 吸附传质区长度， m； A系数，分子筛 A=胶 A=1，活性氧化铝 A= q床层截面积的水负荷， ) ； 空塔线速， m/ 进吸附塔气体相对湿度， %。 q = 气体流速 : m i 可见，无论是床层界面的水负荷或空塔流速都无问题， 大于 2 附剂的有效吸附容量校核 由天然气脱水设计规范 ： (式中 X吸附剂的有效吸附容量， /100附剂； 动态平衡湿容量， /100附剂； 吸附塔床层高度， m； 传质区长度， m。 0 90 6 X s （ /子筛） 吸附剂的动态平衡湿容量 于吸附剂的有效吸附容量（ X=8%)，则分子筛床层高度满足要求。 效点计算 由天然气脱水设计规范 ： 100 104 m3/d 天然气 分子筛脱水装置 工艺设计说明书 5 (式中 B到达转效点时间， h； b分子筛的堆密度， 3m ； x选用的分子筛有效吸附容量， %； 整个床层长度， m； q床层截面积的水负荷， ) 。 b=6603m ； x=8%； q= B 8h, 符合设计要求。 附塔 压力降计算 由天然气脱水设计规范 ： 计算式如下： 2 (式中 P压降， L床层高度， m； 气体粘度， s； 气体流速， m/ g气体操作状态下的密度， 3m 。 分子筛选用 径球形，查得则 B=C= 温度 30 ，压力 4500操作条件下，已知 g=3m ， =s， 气体流速 k P 1 3 2 规范规定吸附时气体通过床层的压降宜小于等于 宜高于 则应重新调整空塔气速。此处所算压降满足规范要求，无须重新调整空塔气速。 再生加热和冷却时压降都很小，可不计算。 附器安全阀的计算 根据 全阀的设置和选用计算 ： 100 104 m3/d 天然气 分子筛脱水装置 工艺设计说明书 6 (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/。 (2) 安全阀的设定压力（或开启压力） 安全阀开始起跳时的进口压力称为安全阀的开启压力或设定压力。它应等于或小于受压设备或管道的设计压力。可按下面方法确定： 当 P， + ， (式中 P被保护设备或管道操作绝对压力， 安全阀设定压力， 附塔操作压力 P=于 ： M P (3) 超压 在泄放过程中，安全阀入口处的压力超过设定压力的部分。用 示。对于安装在无火压力容器上 的安全阀： 4) 泄放压力 安全阀的阀芯升到最大高度后阀入口处的压力。泄放压力等于设定压力加超压。在工艺流程中，最高泄放压力可按下式确定 ： m (式中 安全阀最高泄放压力， 安全阀设定压力， 安全阀超压， 5) 背压 作用在安全阀出口处的压力。背压分为静背压和动背 压。静背压是指安全阀未起跳时阀出口处的压力；动背压是指安全阀起跳后，由于流体的流动引起的摩擦压力降值。背压一般应小于气体的临界流动压力值，气体临界压缩比可按下式计算： 100 104 m3/d 天然气 分子筛脱水装置 工艺设计说明书 7 1(式中 c气体临界压缩比； k气体绝热指数，可取 如果背压满足式 ，则为临界流动，否则为亚临界流动。 (6) 安全阀通道截面积 气体在临界流动条件下的最小泄 放面积： (式中 A最小泄放面积， W质量泄放流量， kg/h； 流量系数，由制造厂提供，若没有制造厂的数据，则取 X气体特性系数， 1k 1,k 为绝热系数； P泄放压力， 背压修正系数，对于弹簧式安全阀 T泄放温度， K； Z气体压缩因子； M分子量。 在 450030 工作条件下，查 件可得 k=： 2 7 4 安全阀的直径 ： 64根据油气田常用阀门手册选用 弹簧封闭全启式安全阀，公称通100 104 m3/d 天然气 分子筛脱水装置 工艺设计说明书 8 径 称压力 附塔的壁厚计算及选型 附塔壁厚计算 根据吸附器设计压力及温度，吸附器材质选用 16345R)。根据分子筛床层高度初步估计计算圆筒有效高度为 设计压力 高于安全阀开启压力），设计温度 00 根据 炉和压力容器用钢板查得设计温度下 材质的许用应力t =143 其密度为 7850kg/吸附塔壁有下列公式计算： 21ct P (式中 吸附塔的壁厚， 设计压力， 吸附塔管内径， t 合金钢的最大许用应力， 焊缝系数，无缝钢管取 接钢管取 钢板负偏差，取 吸附塔腐蚀裕量，取 1 5 1 6 0 0 0 . 8 1 3 3 . 4 92 1 4 3 0 . 9 5 向上圆整后取 34 子筛吸附塔的壁厚校核 分子筛吸附塔名义壁厚为 34效壁厚 ： = 反算出吸附塔最 大允许工作压力为： 2 2 3 2 . 2 1 4 3 0 . 95 . 0 73 2 . 2 1 6 0 0 P 附塔 封头、裙座 选型计算 分子筛吸附器为立式容器，筒体两焊缝间距离为 4500 端采用标准椭圆封头，被支承在裙式支座上。 100 104 m3/d 天然气 分子筛脱水装置 工艺设计说明书 9 分子筛吸附器内盛装分子筛脱水填料，装填顺序为由下至上， 4A 条形分子筛装填厚度为 2500 分子筛的上部和下部均装有直径为 20 瓷球，厚度分别为 200 分子筛与瓷球之间设置两层 10 目 /寸不锈钢丝网盘。该盘为分体组装式，可以由人孔装入或拆除。在分 子筛的底部设置了支持格栅，该格栅有足够的通气面积和支持强度。 吸附器封头：根据椭圆形封头（ 4737吸附器内径为 1600 ，选择封头性质如表 3示。封头材料选为 16合金压力容器用钢，则封头厚度为 12头质量为 表 3头性质 公称直径 DN 面高度 h1 边高度 h2 度 表面积 A2 积 V 量 m 素钢低合金钢 复合钢板 高合金钢 1600 400 40 10 10 2 12 4 14 6 16 8 18 座：根据石油化工塔器设计规范（ 3098选择圆筒形裙座。其外径与封头外径相等，即 1600+212=1624 厚取为 12为 头切线至裙座筒体上端的距离 58 吸附器高度：根据天然气脱水设计规范（ 076分子筛吸附器为立式容器。根据塔 器设计技术规范（ 0652吸附器高度 H 包括填料层高度，气体分布器、气体进出口所需高度，塔顶部、底部空间高度以及裙座高度等。吸附塔内部由栅板支撑床层，该栅板有足够的通气面积和支持强度，顶部装有防护网。分子筛吸附器内盛装分子筛脱水填料，装填顺序为由下至上， 4A 条形分子筛装填厚度为 2500 分子筛的上部和下部均装有直径为 20瓷球，厚度均为 200 100 104 m3/d 天然气 分子筛脱水装置 工艺设计说明书 10 分子筛与瓷球之间设置两层 10 目 /寸不锈钢丝网盘。该盘为分体组装式，可以由人孔装入或拆除。在分子筛的底部设置了支持格栅，该格栅有 足够的通气面积和支持强度。预留塔顶、部底部空间后，初步设定筒体两焊缝间距离（筒体有效高度）为 5500 端采用标准椭圆封头如表 2示，封头高度为 2（ 400+40） =880 附器被支承在圆筒形裙式支座上，可估算吸附塔总高 H=7880 进料口：钢制化工容器结构设计（ 0583定，进料口 (人孔 卸料口分别置于上封头和筒体上。在卸料口处设置操作平台以方便填料的更换。 进气口设置在设备的顶部，为使进气分布均匀，在进口处设置分布头。 通过以上计算，分子筛 吸附塔 塔体 选型 结果 如下： 吸附器设计压力： 5 附器设计温度： 300 吸附器床层高度： 3200 附器内径： 1600 吸附器筒体壁厚： 34附器筒体材料： 16板 封头形式：椭圆形封头 封头壁厚： 12头材料 :16板 裙座高： 1500座壁厚： 12座材料： 16板 力校核 径向应力： 1 . 6 3 4 1 2 0 . 1 5 2 2 0 . 0 3 4 P a 环向应力： 1 . 6 3 4 6 0 . 0 7 4 4 0 . 0 3 4 P a 符合设计要求。 100 104 m3/d 天然气 分子筛脱水装置 工艺设计说