第八组分子筛计算步骤

1、7.7.2分子筛脱水工艺计算工艺计算的基础数据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，加热方式采用燃气管式加热炉加热。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。该部分主要计算分子筛吸附器尺寸，再生气加热炉、再生气冷却器、再生气水分 离器设计计算归于其它部分。选用4A分子筛脱水，其特性如下：分子筛粒子类型：直径3.2 mm球形分子筛 的有效湿容量：8 kg (水)/100 kg (分子筛)3分子筛堆积密度：700 kg/m3分子筛比热：0.96 kJ/ (kg.C)瓷球比热:0.88 kJ/ (kg.C)操作周期为8小时，再生

2、加热时间为4.5 小时，再生冷却时间为3.2小时，操作切换时间为0.3小时。加热炉进口温度为 44.098 C，加热炉出口温度为275 C。工艺计算主要的基础数据如下：原料气压力：3.5 MPa原料气温度：30 C床层温 度：35 C天然气气体流量：10110 kg/h饱和含水量：3.60 kg/h天然气相对湿 度：100%3天然气在35MPa、30C下的 密度：27.51 kg/m3天然气在3.5MPa、30C时粘度：1.2210 x10 2 cp再生加热气 进吸附器的压力：1733.72 kPa再生加热气进吸附器的温度：260 C再生加热气 出吸附器的温度：200 C再生气在1733.72

3、 kPa 260 C下的密度：6.72 kg/m3 干气温度：44.1C干气压力：2033.72 kPa干气将床层冷却到：50 C干气在 44.1 C 2033.72 kPa 的密度：13.77 kg/计再生气在 260C、1733.72 kPa 的 热*含：-3776.58 kJ/kg 再生气在 115C、1733.72 kPa 的热*含:67.3 kJ/kg 再生气在 275C、1733.72 kPa 的热熄:3731.98 kJ/kg 干气在 140C、 2033.72 kPa 的热*含：4106.71 kJ/kg 干气在 44.1 C、2033.72 kPa 的热熄: 4338.85

4、kJ/kg 干气在 44.1C、2033.72 kPa 下的低位热值：48381.32 kJ/kg直径和高径比的计算原料气在3500kPa，25C下含水量为Gi 16.194 kg/h (?)根据天然气脱水设计规范取操作周期为8小时，总共脱水：16.1948 129.552kg3已知 b700 kg/m3，DP 0.0032 m，工况 下(3500 kPa、30C)g28.13kg/m3用式GCbgDpos计算，气体从上往下流则C取0.28(?)0.5 2G 0.28 700 27.51 0.0032 4.1538kg / nvso.5o.5吸附床层直径计算：D 4Qm4iono 0.93mG

5、3600 3.14 4.15吸附床层直径取为1000 mm。23吸时做F 0314 1 0.79m44分子筛有效吸附容量取8kg水/100kg分子筛100Givw8 b1100 3.60 88 70030.514m取 20%的裕量:1.2 Vw1.2 0.514 0.617ms分子筛的有效高度为：ht J2VW =。叫78mTF 0.79吸附床层的有效高度为0.8 m。 则高径比为：Hmo.8D 1.0吸附器空塔流速Vg为：QmgF101103600 27.01 0.790.129m/s传质区高度hz的计算 吸附床层水负荷计算为：粤 4 3.62023.14 1.02 24586kg/he传质

6、区高度hz为：hz1.41A1.41 0.60.7895 q0.5506 0.26460.5506 0.26460.14 60 0 5506 1000-26460.27m吸附剂的有效吸附容量效核:XHtXsHT0.45hzXsXs0.08 0.80.0943 kg 水/ kg 分子筛s0.8 0.45 0.27吸附剂的动态平衡湿容量Xs大于吸附剂的有效吸附容量（X8%），则分子筛床 层高度满足要求。（4）转效点的计算b 700kg/m 3 X 8%，HT2.5m，q 4.586kg / （m h）转效点时间为：XbHiO.08 700 0.8 977hq 4.586符合原设计吸附周期8小时的要

7、求。（5 ）吸附过程压力降的计算：LP B VgC gVg2分子筛为3.2 m m直径球型，则B取4.155，0取0.00135 2现已知床层高为08 ITI，3g 27.51 kg / m3. Vg 0.129 60 7 .74m /2p 0.8 4.155 0.01221 7.74 0.00135 27.51 7.7422.094kPa规范规定吸附时气体通过床层的压降宜小于等于0.035MPa，不宜高于0.055MPa，否则应重新调整空塔气速。此处所算压降满足规范要求，塔気绩重新调整空 再生加热和冷却时压降都很小，可不计算。（6）吸附器质量的估算根据吸附器设 计压力及温度，吸附器材质选用1

8、6MnR。度初步估计计算圆筒有效高度为2 m 0根据分子筛床层高设计压力Pc4.0 MPa，设计温度To300 C，材质的许用应力134 MPa。钢板负偏差取Ci 0.8mm，腐蚀裕量取C2I mm 吸附塔壁有下列公式计算：PtcDic1 c2 4 010000.8117mm2 44.10 C 下的低位热值为48381.31 kJ/kg，加热炉设计热效率取为80%Q “qmH Hout Hin 1561.965 3731.9824 4338.8522 263.31 kW由以上计算得出加热炉热负荷。当用加热炉加热再生气体时，则加热炉燃料消耗:0/H263.31 360024.49 kg/h483

9、81.31 0.8(11)设计计算结果通过以上计算，分子筛脱水系统的工艺参数及设计计算结果如下： 吸附器设计压力吸附器：4.0 MPa设计涓度：300 C吸附器几何尺寸:如品1200，H=7000 mm (立式)操作周期：8 h (再生加热时间4.5 h，冷吹时间3.2 h，切换时间0.3 h)再生加 热气进吸附器温度：260 C标况下所需再生气量：2184 m3/h ( 1561.97 kg/h)标况下加热炉所需燃料气量：34.25 m3/h (24.49 kg/h)。分子筛吸附器为立 式容器，筒体两焊缝间距离为4500 mm，两端采用标准椭圆封头，被支承在裙式支座 上。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 mm。在分子筛的上部和下部均装有直径为20 mm的瓷球，厚度分别为200 mm。在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