某三甘醇天然气脱水工艺设计-重沸器设计

1、重庆科技学院课程设计报告院系:_石油与自然气工程学院_专业班级:油气储运学生姓名:学号:设计地点单位K713 设计题目:某三甘醇自然气脱水工艺设计重沸器设计指导教师评语: _五级记分制:指导教师签字:- 摘要从地层开采出来的自然气含有游离水和气态水。对于游离水，由于它是以液态方式为满足管输和用户的需求，脱出自然气中的水分是格外必要的。粘度小，对自然气和液烃的溶解度较低，起泡和乳化倾向小，对设备无腐蚀性，同时还应价格低廉、简洁得到。目前广泛承受的是甘醇类化合物。关键词：三甘醇 重沸器 再生名目绪论设计参数根底资料三甘醇物性参数2.甘醇脱水原理及流程甘醇脱水的根本原理三甘醇吸取脱水流程3.重沸器的

2、设计重沸器的分类及选用重沸器设计计算三甘醇的定性温度负荷热及传热面积3.3.34.结论参考文献绪论器、精馏柱、重沸器、缓冲罐以及甘醇循环泵。简洁分析一些在系统运行中常见的问题，并给出相应的解决方案。1.设计参数1.1自然气组成如下表：组成%摩尔CH498.51C2H60.423C3H80.121i-C4H100.012n-C4H100.024i-C5H120.023n-C5H120.024n-C6H140.012N20.493H20.06O2+Ar0.015CO20.087H2S0.012H2O0.325合计100.001-1原料气处理量：4010原料气露点：30366MPagGB17820-

3、2022中二类气的技术指标。其有关参数如下：产品气质量40104m3/d产品气温度40C产品气压力1.92.1mpaH2S含量20mg/m3总硫含量以硫计200mg/m3CO2含量3%水露点-8C(在2.1mpa 条件下)1.2性质三甘醇分子量150.2冰点.-7.2闪点.165.8沸点101.325kPa.287.4与水的溶解度20完全溶解确定粘度2047.8比热15.62.06外表张力25N/m0.045临界压力3304.6临界温度442.2理论热分解温度206.7实际使用再生温度1-2177 - 197甘醇脱水原理及流程甘醇脱水的根本原理甘醇是直链的二元醇,可以与水完全溶解。从分子构造看

4、，每个甘醇分子中都有两一分子或另一分子中电负性较大的原子，这使得甘醇与水能够完全互溶。气中水汽量大幅度下降。三甘醇吸取脱水流程三甘醇脱水工艺主要由和再生两局部组成。图 1-1 是三甘醇脱水工艺的典型流程。含水自然气湿气先进入原料气过滤分别器，以除去气体中携带的液体和固体杂质，然后进入吸取塔。在吸取塔内原料气自下而上流经各塔板，与自塔顶向下流的贫甘醇液逆流接触，甘醇液吸取自然气中的水汽，经脱水后的自然气干气从塔顶流出。吸取了水分的甘醇富液自塔底流出，与再生塔顶部的水蒸气换热后进入三甘醇闪蒸罐，分别固体过滤器和活性炭过滤器，除去甘醇溶液在吸取塔中吸取与携带过来的少量固体、液烃、化学剂及其他杂质，以

5、防止引起甘醇溶液起泡、堵塞再生系统的精馏柱或使再沸器的火管结垢。过滤后的富三甘醇溶液进入三甘醇缓冲罐，与贫液换热后注入到再生塔中对富液进展提浓转换为贫液-6-后，经缓冲罐换热并水冷，由泵打入吸取塔循环使用。1-1三甘醇的再生方法高甘醇贫液浓度、增大露点降为目的。204098.5%质左右。相应的露点降为35。为了进一步提高三甘醇的贫液浓度，在常压再生的根底上还可以承受以下的再生方法：是减压系统比较简单，限制了该方法的使用。-7-使滞留在高粘度甘醇溶液中的水蒸气逸出，同时也降低了水蒸气压力，使更多的水蒸气质干气露点可降到-73 -97，此法是现行三敢醇脱水装置中应用较多的再生方法。其典2-2。气提

6、气排到大气，会产生污染，也增加了生产费用，对此需要有相应的措施。702-2。共沸剂与三甘醇溶液中的残留水形成低沸点共沸物汽化，从再生塔顶流出，经冷凝冷却后，进入共沸物分别器，分去水后，共沸剂用泵打回重沸器。改法可将甘醇溶液提浓到 99.99%质，干气露点达 73 度。共沸剂在闭路中循环，损失量很小，此法无大气污染问题，节约了有用的气提气，增加的仅是共沸剂汽化所需的热量和共沸剂分别及循环泵。2-2-8-重沸器的设计重沸器的分类及选用重沸器又称再沸器，顾名思义是使液体再一次汽化。强制循环重沸器；3单程循环热虹吸式立式重沸器；4；5单程循环热虹吸式卧式重沸器；6自然循环热虹吸式卧式重沸器。这六种重沸

7、器的优缺点如图 3-1所示。3-1重沸器的选用设计取决于以下因素：重沸器进料的流淌形式和进料的气化率重沸器进料的粘度-9-3-2依据本次课题的实际状况，选用AKT20R；16MnR35GrMoA。重沸器设计计算三甘醇的定性温度149。204，188199。则三甘醇的定性温度按以下公式计算：1t tt0212t 0 三甘醇的定性温度，t三甘醇进入重沸器的温度，t三甘醇在进入重沸器内到达的最高温度，-10-t1、t2 带入公式，算得三甘醇的定性温度为： 02122负荷热及传热面积0三甘醇浓度为98.5%，可以在图3-3中查出相应状态下的三甘醇的密度1000 kg，并且在图3-403C0 2.8kJ

8、kg。3-3- 11 -3-4又由于在本套装置中甘醇的循环量为0.491m3h 下式进展计算： 021式中Q kWkgW 三甘醇的质量流量，sCkJ0 定性温度下的比热，kg 将C0带入公式，算得三甘醇的负热为：Q WC0(t t12 0.491t1236001000 2.8199 -149 19 .1kW1.10Q 1.1Q 21kW0- 12 - - PAGE 17 -依据算出的重沸器的负热可以计算重沸器火管的传热面积，其换热面积公式为：F Q0qF m 22q kW m2中规定重沸器火管外表平均热通量的正常范围是18 19kW ，所以火管外表热通量取F Q0 21 1.05q20火管、壳

9、体尺寸确定重沸器中设置的是 U 型火管，则火管的外径可依据下式进展计算：DFn LD 火管直径，mmn 火管管程数L 火管长度，mGB151-20223m，则算得火管的直径为：DFn L1 .051 3 .14 30 .12 mD150mm。SY/T0540-2022加热炉型式与根本参数取火管设计压力为1.6Mpa，则火管的管壁厚度能由下式算得： pDCC式中 mm 2t -P1 2D mm t MpaC 1mmC 2 mm依据工艺，查GB150-202216MnR，试验温度下的屈服点 345Mpa ，试验温度许用应力170Mpa 200时许用应力e00t 16pa，将相关数据带入公式，算得火

10、管厚度为：e00 C C2t -p1 21.61502168 -1.6 0.8 3 4.5mm经圆整过后，打算选择8mm。所以，本次设计中火管规格为 1508，火管选型为DN1503000mm。本次设计中取重沸器的工作压力为0.2Mpa，依据标准圆筒设计压力取0.25Mpa ，圆筒规格为内径为800mm，长度为4500mm，则圆筒壁厚为： m 0.258002170-0.25 0.83 4.4mm8mm，所以在本次设计中壳体的最小壁厚取 m 8mm。壳体规格为 8008，壳体选型为DN 8004500mm。重沸器设计结果重沸器设计结果如下表所示：热负荷，kW ，kW热通量，kW/重沸器换热面积，mm，mm，mm3-32140201.0515083000 800 84500结论经过两周的课程设计，使我加深了对所学理论学问的理解与稳固，在这次工程设计的过程中，要求我们将以往的根底专业课程综合运用,这对我们的综合力量作了一个比较全面的考察，做完这次设计后我的综合力量有肯定的提升。通过这次课程设计我总结了以下阅历：第一、要把时间安排好，做好相应的规划，并在每一天完成相应的任务；相关的标准、书籍以及论文肯定要预备齐全。课程设计就是简洁的毕业设计，通过这次课程设计，我积存了肯定的阅历，能初步最终，我对我们小组的成员同学表示诚意的感谢，在这段时间里，我们相互探讨，成这次课程设计。