天然气脱硫_大学工程设计(完)改

第 1 页 仪陇净化厂天然气脱硫项目 工程设计任务书工程设计任务书 院系 化学化工学院 班级 化学工程与工艺 3 班 学号 0804040305 姓名 刘玉婷 第 2 页 目录 1 总论 3 1 1 项目名称 建设单位 企业性质 3 1 2 编制依据 3 1 3 项目背景和项目建设的必要性 3 1 4 设计范围 5 1 5 编制原则 5 1 6 遵循的主要标准 规范 8 1 7 工艺路线 8 2 基础数据 8 2 1 原料气和产品 8 2 2 建设规模 9 2 3 工艺流程简介 9 2 3 1 醇胺法脱硫原则工艺流程 9 2 3 2 直流法硫磺回收工艺流程 10 3 脱硫装置 11 3 1 脱硫工艺方法选择 11 3 1 1 脱硫的方法 11 3 1 2 醇胺法脱硫的基本原理 12 3 2 常用醇胺溶液性能比较 13 3 1 2 1 几种方法性质比较 14 3 2 醇胺法脱硫的基本原理 17 3 3 主要工艺设备 18 3 3 1 主要设备作用 18 3 3 2 运行参数 19 3 3 3 操作要点 20 3 4 乙醇胺降解产物的生成及其回收 21 3 5 脱硫的开 停车及正常操作 22 3 5 1 乙醇胺溶液脱硫的开车 22 3 5 2 保证乙醇胺溶液脱硫的正常操作 22 3 6 胺法的一般操作问题 23 3 6 1 胺法存在的一般操作问题 23 3 6 2 操作要点 24 3 7 选择性脱硫工艺的发展 25 4 节能 25 4 1 装置能耗 25 装置中主要的能量消耗是在闪蒸罐 换热器和再生塔 25 4 2 节能措施 25 5 环境保护 26 5 1 建设地区的环境现状 26 5 2 主要污染源和污染物 26 5 3 污染控制 26 6 物料衡算与热量衡算 28 第 3 页 6 1 天然气的处理量 28 6 2 MDEA 的循环量 29 7 天然气脱硫工艺主要设备的计算 32 7 1MDEA 吸收塔的工艺设计 33 7 1 1 选型 33 7 1 2 塔板数 33 7 1 3 塔径 33 7 1 4 堰及降液管 35 7 1 5 浮阀计算 36 7 1 6 塔板压降 37 7 1 7 塔附件设计 38 7 1 8 塔体总高度的设计 40 7 2 解吸塔 40 7 2 1 计算依据 40 7 2 2 塔板数的确定 41 7 2 3 解吸塔的工艺条件及有关物性的计算 41 7 2 4 解吸塔的塔体工艺尺寸计算 42 8 参数校核 43 8 1 浮阀塔的流体力学校核 43 8 1 1 溢流液泛的校核 43 8 1 2 液泛校核 43 8 1 3 液沫夹带校核 44 8 2 塔板负荷性能计算 45 8 2 1 漏液线 气相负荷下限线 45 8 2 2 过量雾沫夹带线 45 8 2 3 液相负荷下限 45 8 2 4 液相负荷上限 45 8 2 5 液泛线 46 9 附属设备及主要附件的选型和计算 47 10 心得体会 49 11 参考文献 50 第 4 页 1 总论总论 1 1 项目名称 建设单位 企业性质项目名称 建设单位 企业性质 项目名称 天然气脱硫 建设单位 中石油仪陇净化厂 企业性质 国营企业 1 2 编制依据编制依据 天然气可分为酸性天然气和洁气 酸性天然气指含有显著量的硫化物和 CO2等 酸性气体 必须经处理后才能达到管输标准或商品气气质指标的天然气 洁气是指 硫化物和 CO2含量甚微或根本不含 不需要净化就可以外输和利用的天然气 天然 气中存在的硫化物主要是 H2S 此外还可能含有一些有机硫化物 如硫醇 硫醚 COS 及二硫化碳等 除硫化物外 二氧化碳也是需要限制的指标 酸性天然气的危 害有 酸性天然气在水存在的条件下会腐蚀金属 污染环境 含硫组分有难闻的臭 味 剧毒 硫可能使下游工厂的催化剂中毒 H2S 可对人造成伤害 CO2含量过高会 使天然气热值达不到要求 1 3 项目背景和项目建设的必要性项目背景和项目建设的必要性 天然气是一次能源中最为清洁 高效 方便的能源 不仅在工业与城市民用燃 气中广泛应用 而且在发电业中也越来越重要作用 近 20 年来在我国呈现出快速发 展的态势 从西气东输和川气东送为标志的天然气管道工程建设到 2009 年 11 月份 气荒 都促进了天然气市场的发展 煤炭在我国一次能源消费中的比例将近 70 以煤为主的能源消费结构二氧化 碳排放过多 对环境压力较大 合理利用天然气 充分净化天然气 可以优化能源 消费结构 改善大气环境 提高人民生活质量 对实现节能减排目标 建设环境友 好型社会具有重要意义 天然气是指自然界中天然存在的一切气体 包括大气圈 水圈 生物圈和岩 石圈中各种自然过程形成的气体 而人们长期以来通用的 天然气 是从能量 第 5 页 角度出发的狭义定义 是指 气态的石油 转指在岩石圈中生成并蕴藏于其中的以 低分子饱和烃为主的烃类气体 和少量非烃类气体组成的可燃性气体混合物 它 主要存在于油田气 气田气 煤层气 泥火山气和生物生成气中 天然气是一种 多组分的混合气体 主要成分是烷烃 其中 甲烷占绝大多数 另有少量的 乙烷 丙烷和丁烷 此外一般还含有 硫化氢 二氧化碳 氮和水气 以及微量的 惰性 气体 如氦和氩等 在标准状况下 甲烷至丁烷以气体状态存在 戊烷以上为 液体 从矿藏中开采出来的天然气是组分非常复杂的烃类混合物 且含有少量的非 烃类杂质 其中 非烃类杂质常常含有H2S CO2和有机硫化物 由于水的存在 这些气体组分将生成酸或酸溶液 造成输气管道和设备的严重腐蚀 天然气中的 硫化物及其燃烧物会破坏周围环境 损害人类健康 而像H2S 和硫醇这样的硫 化物 并使之转化为可供工业应用的元素硫 便构成一条天然气工业中普遍采 用的净化 回收硫的基本技术路线 此外 当硫磺回收装置的尾气不符合大气排 放标准时 还应建立尾气处理装置 因此 天然气中的H2S 量受到严格限制 开采出的天然气往往须经脱硫预处理 以满足传输及使用要求 欧美发达国家制 定的商品天然气气质标准规定 H2S 控制含量在 5mg m3天然气左右 总硫控制 含量为 100mg m3天然气 以硫计 左右 我国国家标准规定 类商品天然气 H2S 含量 6 mg m3 总硫含量 100 mg m3天然气 以硫计 故而一个完整的 天然气脱硫厂应包括脱硫装置 硫磺回收装置和尾气处理装置 天然气可分为酸性天然气和洁气 酸性天然气指含有显著的硫化物和 CO2等酸 性气体必须经处理后才能达到管输标准或商品气气质指标的天然气 洁气是指硫化 物和 CO2含量甚微或根本不含 不需净化就可外输或使用的天然气 来自地下储层 的天然气通常不同程度地含有 H2S CO2和有机硫化物 RSH COS RSSR 等酸性 组分 在开采 集输和处理时会造成设备和管道腐蚀 而且含硫组分往往有毒 有 害并具有难闻的臭味 会污染环境和威胁人身安全 少量硫化氢就具有剧毒 虽然 硫化氢在浓度极低时就能检测到 但由于嗅疲劳 在接触后几分钟内就会丧失嗅觉 从而无法感觉到硫化氢的危险浓度 吸入浓度为几百 ppm 的硫化氢可能导致急性中 毒 而且 虽然这种气体具有刺激性 但血液中吸收硫化氢所产生的全身效应会掩 盖其刺激作用 当天然气用作化工原料时 还会引起催化剂中毒 同时 CO2的含 量过高将降低天然气的热值 第 6 页 综上所述 天然气在使用前必须进行脱硫处理 严格控制酸性气体的含量 使 其硫含量满足 GB17320 1999 天然气标准规定的天然气的技术指标 才能成为合格的 使用天然气 1 4 设计范围设计范围 1 天然气脱硫的必然性 2 天然气脱硫的方法及工艺路线的选择 3 物料流程图 4 工艺流程图 5 脱硫装置 6 建设规模 1 5 编制原则编制原则 通过加工的天然气所达到的气质指标 各国各地区都不同 这是由于天然气资 源和矿藏处理水平 供销状况及有关的经济政策等各不相同所造成的 由于化工生产所需要的原料气对有害物质特别是硫及其化合物的含量要求比较 严格 硫含量一般为 1 2mg m3 天然气通常需要经过二次处理才能符合要求 而 且这部分气量相对较小 故在制定商品天然气气质指标是多以符合燃料要求为依据 主要从保证天然气在输配系统中的安全运行 减少设备 管线的腐蚀 满足环境保 护和卫生以及良好的燃料性能等方面规定对商品天然气的质量要求 随着天然气在 能源结构中的比例上升 输气管道压力升高 距离增长 对气质的要求也趋于严格 在西方发达国家 气质指标除了管输指标外 往往还必须根据用户与公司签订的销 售合同的有关条款来实行质量要求 以满足用户的需要 商品天然气气质指标主要有 1 最小热 值为了使天然气用户能适当确定其加热设备 必须确定最小热值 这项规定主要要求控制天然气中的 N2和 CO2等不可燃气体的含量 2 含硫量 主要是为了控制天然气的腐蚀性和出于对人类自身健康和安全的考 虑 常以 H2S 含量或总硫 H2S 及其他形态 含量来表示 第 7 页 3 烃露点 烃露点即在一定压力条件下天然气中析出的第一滴液烃时的温度 它与天然气的压力和组成有关 为了防止天然气在输配管线中有液烃凝结 目前许 多国家都对商品天然气规定了脱油除尘的要求 规定在一定条件下天然气的最高允 许烃露点 4 水露点与含水量 在地层温度和压力条件下 水在天然气中通常以饱和水蒸 汽的形式存在 水蒸气的存在往往给天然气的输集带来了一系列的危害 因此 规 定天然气的含水量是十分必要的 天然气的含水量以单位体积天然气中所含的水汽 量来表示的 有时也用天然气的水露点来表示 天然气的水露点是指在一定的压力 条件下 天然气与液态水平衡时 此时 天然气的含水量为最大含水量 即饱和含 水量 的温度 一般要求天然气水露点比输气管线可能达到的最低温度还低 5 6 此外 往往还要求输送温度不超过 49 对输送压力无严格要求 GB 17820 1999 依据不同用户的要求并结合我国天然气资源的实际组成 将商 品天然气分成三类 一类和二类天然气主要用作民用燃料 为了防止输配系统的腐 蚀和保证居民健康 分贝规定其硫含量不大于 6mg m3 CHN 和 20mg m3 CHN 三类天然气主要作为工业原料和燃料 GB17820 1999 同时规定高位发热量大于 31 46MJ m3 CHN 二氧化碳体积分数不大于 3 在天然气交接点的压力和温度条 件下 天然气的水露点应比最低环境温度低 5 考虑个别用户对天然气质量有不 同要求 GB 17820 1999 的附录同时规定 在满足国家有关安全卫生等标准的前提 下 对上述三个类别以外的天然气 允许供需双方合同或协议来确定其具体质量要 求 我国商品天然气气质技术标准如下表 表 1 商品天然气气质技术标准 GB17820 1999 项目一类二类三类 高位发热量 MJ m3 3 14 总硫 mg m3 100 200 460 第 8 页 H2S 含量 mg m3 6 20 460 CO2 V 3 0 水露点 在天然气交接点的压力和温度条件下 天然气的水露点应比最低 温度低 5 此外 按照用途不同 典型天然气气质指标见表 2 表 2 典型天然气气质指标 指标 LNG 管道销售气 NGL H2S 胺法处理 3 5mg m3 3 5mg m3 10mg m3 H2S 碱法处理 铜片实验 1A 1B CO2 50mg m3 优化 5 20mg m3 总硫 20mg m3 20mg m3 检硫实验为负 燃料气中总硫 300mg m3 300mg m3 300mg m3 焚烧炉出口 SO2释放量 250mg m3 250mg m3 硫纯度 99 9 wt 99 9 wt 硫回收率 95 99 9 95 99 9 干燥器出口含 量 0 5mg m3 0 5mg m3 0 5mg m3 LNG 中汞含量 6mm 所以不能采用平堰 ow h 故应缩短堰长或改用齿形堰 另取 0 55 w L D 0 551 65 w LDm 由上图得 E 1 09 2 3 144 2 84 1 09 0 060056 1 65 ow hmmm 验证正确 综上堰高 60654 wLow hhhmm 第 38 页 7 1 5 浮阀计算浮阀计算 1 选用重 33g 的型浮阀 其孔径为 取阀孔动能因子 1 F 0 39dmm 0 9F 2 由 则可得气速 00g Fu 0 0 9 2 293 15 403 g F um s 故每层塔板上的浮阀个数为 取 N 12904 1289 293 2 039 0 785 0 5301 3 785 0 2 0 2 0 ud V N s 3 浮阀排列采用等边三角形叉排 鼓泡区面积 取孔间距 t 75mm 20 1 sin60 2 a At 则 2032 1 0 075 sin602 44 10 2 a Am 开孔总面积 2242 00 11 0 0395 97 10 2424 Adm 所以 作等边三角形排列的阀孔中心距为 3 0 4 0 0 9070 907 2 44 10 0 03975 5 97 10 a A tdmm A 符合标准孔间距 GB1118 故 有效传质区的开孔率为 4 0 3 5 97 10 100 23 73 2 4 10 a A A 7 1 6 塔板压降塔板压降 fdl hhh 其中 气象通过塔板的压降 f h 干板压降 d h 液层阻力 l h 浮阀塔的计算公式 d h 第 39 页 阀孔全开前 0 175 19 9 o d l u h 阀孔全开后 2 5 34 2 ov d l u h g 联立上两式求临界孔速 即 oc u 0 1752 19 9 25 34 ocvoc guu 解得2 3777 oc um s 又阀孔速度sm A U u U S 584 4 12901097 5 5301 3 4 0 故 既浮阀全开 oc u o u 则 2 5 340 0253 2 ov d l u hm g 0 5 0 5 0 0540 06005 0 05703 lwow hhh 所以有 0 02530 057030 08233 fdl hhhm 液体在降液管内停留时间的核算 液体在降液管内实际停留时间 fd S AH L 又 dwowfof hhhhh 其中 0 054m w h 0 06005m ow h 0 08233m f h 为板上液面落差 对浮阀塔而言很小 一般可忽略 2 0 153 S of wo L h Lh 取降液管端部与塔板的间隙高度 0 04m o h 第 40 页 2 0 04 0 1530 0562 1 65 0 04 of hm 0 0540 060050 082330 05620 2526 d hm 液体在降液管内的最大停留时间 0 6924 0 45 7 7895 3 5 0 04 dT S AH ss L 综上计算符合 可行 7 1 7 塔附件设计塔附件设计 接管直径 a 原料天然气进料口大小 已知气相流量为 取管内流速为sm 5301 3 3 30 m s m U V D v s 3872 0 3014 3 5301 3 44 查标准系列选取400DN b 湿净化天然气出口 查标准系列选取400DN c MEDA 输送管线 取 MEDA 流速为 0 5m s 除沫器 由工艺条件知需设置除沫器 以减少液体夹带损失 确保气体纯度 保证后续 设备的正常操作 本设计采用丝网除沫器 其具有比表面积大 质量轻 空隙大及 使用方便等优点 设计气速选取 其中系数 lg g uk 0 107k 故 1028 0 15 403 0 1070 8676 15 403 um s 除沫器直径m u V D s 277 2 8676 014 3 5301 3 44 选取不绣钢除沫器 类型 标准型 规格 40 100 材料 不绣钢丝网 丝网尺 寸 圆丝 0 60 第 41 页 封头 封头分为椭圆形封头 蝶形封头等几种 本设计采用椭圆形封头 由公称直径 查得总深度 内表面积 容积3000DNmm 790Hmm 2 10 1329Am 3 3 170Vm 裙座 塔底常用裙座支撑 裙座的结构性能好 连接处产生的局部阻力小 所以它是 塔设备的主要支座形式 为了制作方便 一般采用圆筒型 由于裙座内径 故裙座壁厚取 800mm 16mm 基础环内径 8002 160 2 0 4400752 bi Dmm 基础环外径 8002 160 2 0 4400912 bo Dmm 圆整得 800 bi Dmm 1000 bo Dmm 对于基础环厚度 考虑到腐蚀余量取18mm 裙座高度取 地脚螺栓直径取2m32M 人孔 人孔是安装或检修人员进出塔的唯一通道 人孔的设置应便于进入任何一层塔 板 由于设置人孔出塔间距离大 且人孔设备过多会使过多制造时塔体的弯曲度难 以达到要求 由 气田天然气净化厂设计规范 知 对的吸收塔为安装800Dmm 检修的需要 一般每隔层塔设一人孔 人孔直径一般为 4 6400 500mm 故本文拟定每 7 层设一人孔 选用的人孔 共 4 个 分别设在第 450 g D 1 8 15 层塔板上和 20 层塔板下 每个人孔直径为 在设置人孔处 板间450mm 距为 裙座上应开 2 个人孔 直径为 人孔伸入塔径应与塔内壁修平 700mm450mm 其边缘需倒棱和磨圆 人孔法兰的密封面形状及垫片用材 一般与塔德接管法兰相 同 本设计也是如此 7 1 8 塔体总高度的设计塔体总高度的设计 塔总高度 不含塔裙座 由下式决定 2 DTTFB HHNs HS HHH 第 42 页 塔顶高度 m 取 1 8m D H D H 踏板间距 m 取 0 45m T H T H 开有人孔的塔板间距 800mm 0 8m T H T H 进料段高度 吸收塔 从塔底进料 可忽略 F H F H 塔底空间 取 3m B H B H N 实际塔板数 N 20 S S 人孔数目 不包括塔顶空间和塔底空间的人孔数 取 S 4 综上 1 8 2024 0 454 0 8314 3Hm 7 2 解吸塔解吸塔 7 2 1 计算依据计算依据 1 入塔胺液流量 2 出塔酸气的组成和流量见前面物料衡算 3 塔底贫液流量和组成与吸收塔的进料胺液相同 4 操作压力180Kpa 5 入塔富液的温度 85 出塔贫液温度 110 6 由于浮阀塔的结构简单 制造方便 价格低 塔板开孔率大 生产能力大 操作弹性大 塔板效率较高等优点 故吸收塔采用浮阀塔 7 2 2 塔板数的确定塔板数的确定 1 根据以有的经验数据选取 4块理论塔板数 2 板效率为25 40 设计中选用 30 则 实际有效塔板数为 4 0 3 13 3块 圆整为14块 3 为了降低胺液的蒸发损失应该在进料上部有 2 6 层板 考虑 MDEA 的蒸发损失较小所以 3 块 所以解吸塔的实际塔板数为 14317 块 第 43 页 7 2 3 解吸塔的工艺条件及有关物性的计算解吸塔的工艺条件及有关物性的计算 1 操作压力 180Kpa 2 操作温度 塔顶 85 塔底110 全塔由反应热全塔的平均温度按胺液计算得 97 5 3 平均摩尔质量的计算 塔顶气体流量为 2 H S136 16 minkg 2 CO15 28 minkg 回流比2 则水的流量为 136 16 15 282302 88 minkg 1 n ii i MX M 表表7 1解解吸吸塔塔塔塔顶顶气气体体平平均均摩摩尔尔质质量量 组分质量 流量kg min i M 2 H S136 1634 082 2 CO15 2844 01 水302 8818 总计454 32 塔顶气体平均摩尔质量 21 46VDMMKg Kmol 由于MDEA的沸点大 塔底气相组成大部分为水 塔底气体平均摩尔质量为 19VWMMKg Kmol 全塔气体平均摩尔质量 21 46 19 20 23 2 VMMKg Kmol 4 平均密度 塔中气相平均密度 273 150 1013 22 4 273 15 vm VM M t P 3 20 23 15 11 27397 50 1013 22 4 273 152 3 Kg m 对于胺液的平均密度 第 44 页 23 1 0991 0 0002230 000001425 AM TTg cm 2 1 0991 0 000223273 1597 50 000001425273 1597 5 3 0 986 g cm 3 986Kg m 5 液体平均表面张力 由45 MDEA的表面张力计算公式 55 650 1376 t 55 60 1376 97 5 42 1842 18dynmN m 7 2 4 解吸塔的塔体工艺尺寸计算解吸塔的塔体工艺尺寸计算 1 塔径的计算 吸收塔采用浮阀塔板式塔 吸收塔的最大空塔气速由公式 0 5 max 0 0762 lv v 得 0 5 max 986 15 11 0 07620 6108 15 11 m s 为了防止液泛和允许溶液起泡 气速应分别降低为75 25 和25 然后在由降低的气 速计算塔径 根据MEDA物性 取 max 0 70 7 0 61080 428m s 塔径 6 7 4 S V D 此时Vs在操作条件下 97 5 0 18Kpa 时的气体体积 由状态方程 01 0 01 S PT VV TP 0 V 3 22 46 22 436000 14ms 3 273 1597 50 1013 0 140 11 273 150 18 S Vms 将Vs带入上式 6 7 4 S V D 4 0 11 0 572 3 14 0 428 m 按照标准塔径圆整为 D 1m 塔的横截面积为 222 10 785 44 T ADm 第 45 页 实际空塔气速为 0 11 0 14 0 785 s T V m s A 2 解吸塔有效塔高的计算 取板间距为0 35m 在塔底 第 9块板及塔顶分别开一入孔 3个入孔 取其间距为 0 6m 顶部塔板与捕雾器的间距取 1m 故解吸塔的高度为 173 0 352 0 6 16 1Zm 8 参数校核参数校核 8 1 浮阀塔的流体力学校核浮阀塔的流体力学校核 8 1 1 溢流液泛的校核溢流液泛的校核 因 0 4 58515 40317 995 6 oV Fu 故不会发生漏液 不用校核 8 1 2 液泛校核液泛校核 降液管到下塔板间距 0 0 04hm 液体通过降液管底部的阻力 2 2 0 0 04 0 1530 1530 0562 1 65 0 04 S d w L hm Lh 3 0 08233 8 16 10 9 81 1 028 f p l h hm g 液柱8 166056 2124 36 dpld Hhhhmm 为防止液泛现象发生应使 d Tw H Hh 一般取 但由于发泡严重的物质一般取较小值 故在这里取 0 5 0 5 第 46 页 校核 124 36 45054504248 72 0 5 所以符合要求 不会发生液泛现象 8 1 3 液沫夹带校核液沫夹带校核 由 3 2 0 0057 2 5 n v lTL u e Hh 其中 液相表面张力 前面也算 51 5232mN m 气速 n u 3 5532 0 5576 7 0650 6924 s n Tf U um AA 0 45 m3 s T H 板上液层高度 L h 0 0540 0060 06 Lwow hhhm 综上 3 2 3 4 5 7 100 5576 8 04 100 1 51 52320 452 5 0 06 v e 故液沫夹带量在允许范围内 v e 8 2 塔板负荷性能计算塔板负荷性能计算 8 2 1 漏液线 气相负荷下限线 漏液线 气相负荷下限线 以作为气相最小负荷的标准 则由得 故 0 6F 00v Fu 0 6 v u smNdV v s 33 2 403 15 6 1290039 0 785 0 6 785 0 222 0min 8 2 2 过量雾沫夹带线过量雾沫夹带线 以为标准 根据前面雾沫夹带校核可知 对于大塔 取泛点气液 kgkgeV 1 0 率 F 0 8 求的关系 LV与 第 47 页 由 15 11 1028 15 11 1 36 1 360 65 8 484 0 85 0 14 0 1220 8840 8 V LV aF VLZ VL F A KC VL 得 6 5567 246VL 8 2 3 液相负荷下限液相负荷下限 由于堰上液层高度 ow h较小 会使堰上的液体分布不均匀 影响传质效果 设计 时应大于 6mm 对于平直堰 取堰上液层高度0 006 ow hm 作为最小液体负荷标准 取1 0E 由得 2 32 3 0 00284 0 00284 1 0 006 1 767 OW W LL hE l 33 min 5 426 0 00151 Lmhms 8 2 4 液相负荷上限液相负荷上限 液体的最大流量应保证在降液管中停留时间不低于 3 5s 取作为液体在s5 降液管中停留时间的下限 则 由 0 6924 0 45 5 fT A H LL 得 3 max 0 0623 Lms 8 2 5 液泛线液泛线 为防止发生液泛现象 应满 WTd hHH 令 dTw HHh 由 dpLd Hhhh hhhh cp 1 1L hh Lwow hhh 联立得 1 1 Twowcd Hhhhhh 忽略 将与 L 与 L 与 V 的关系式代入上式得 h W h0 d h c h 3 222 dLcLbaV 第 48 页 式中 00169 0 12901028 11 15 1091 1 1091 1 2 5 2 5 n a L v 1 0 5 0 45 0 50 5 1 0 0440 1810 TW bHh 22 0 0 1530 153 30 627 1 767 0 04 W c l h 2 32 3 11 0 667 1 0 667 1 0 5 1 080 74 1 767 W dE l 故 222 3 0 001670 181030 6270 74VLL 0 5 10 15 00 020 040 060 08 负荷性能图负荷性能图 液相流量液相流量 m3 sm3 s 气相流量气相流量 m3 sm3 s 漏夜线 过量雾沫夹带线 液相负荷上限 液相负荷下限 液泛线 操作线 操作负荷性能图 由此可见 此塔板操作负荷上下限受漏液线 1 及过量雾沫夹带线 2 的控制 分 别从图中 A B 两点读得气相流量的下限及上限 于是可求得该塔的操作弹 min V max V 性 操作弹性 max min 6 556 2 771 2 369 V V 9 附属设备及主要附件的选型和计算附属设备及主要附件的选型和计算 吸收塔入口分离器的设计如下 第 49 页 已知原料气 303 15TK 2200 a Pkp 33 20 10 Vmd 由 HYSYS 软件模拟工艺流程的结果有 原料气气体密度 3 11 21 g kg m 液体密度 3 995 27 l kg m 质量流量 3 118 s Mkg s 微粒直径 4 0 10010dmm 粘度 5 1 2132 10 g Pa s 由 天然气地面工程 书中公式 6 8 计算阿基米德准数 Ar 3 4 0 25 2 10 995 2711 218 9 81 11 218 735 76 1 2132 10 lgg g dg Ar 故液体在给定分离条件下出于过渡区 由其利用表 表 6 1 中 Ar Re 的关系求得 0 714 Re0 15317 043Ar 由公式 6 9 得 00 Re g g v d 5 0 4 0 Re 17 043 1 2132 10 0 18432 1011 218 g g vm s d 由 HYSYS 模拟结果知气体流量为 3 0 1995 Qms 取 L 4D 由公式 0 40 1995 0 702 0 70 70 7 3 14 0 2116 o QQ LDm v Dv 将分离器长度 D 圆整为 0 8m 分离器长度 44 0 83 2LDm 分离效果校核 第 50 页 0 44 0 1995 2 46 0 70 7 3 14 0 8 0 1843 e Q Hm v D 卧式分离器重允许的气体流速为 2 2 46 0 70 18430 793 0 8 gv vm s 0 4 2 D hm 2 86 3 10 0 922 e gv H v 0 0 4 2 17 0 1843 h v 即 0 e gv Hh