三甘醇吸收法脱水工艺设计.doc

目录 绪 论 3 1.天然气脱水的几种主要方法 3 第一篇 设计说明书 5 1.1概述 5 1.1.1任务要求 5 1.1.2设计原则 5 1.1.3 遵循的规范 5 1.2工艺流程 5 1.2.1工艺流程选择总则 5 1.2.2工艺流程选择 5 1.2.3三甘醇脱水工艺流程简述 6 （1）原料气脱水 6 （2）TEG富液再生 6 1.2.4主要工艺设备 6 （1）原料气分离器 6 （2）吸收塔 7 （3）天然气/甘醇换热器 7 （4）回流冷凝器和塔顶管线 7 （5）TEG精馏柱 7 （6）TEG再生塔 7 （7）闪蒸罐 8 （8）过滤器 8 （9）贫/富甘醇换热器 8 （10）缓冲罐 8 （11）输送管线 8 1.2.5三甘醇脱水工艺流程图 8 1.3设备选型 8 1.3.1 原料气过滤分离器 8 1.3.2 干气出口分离器 9 1.3.3 吸收塔 10 1.3.4 闪蒸罐 11 1.3.5 三甘醇循环泵 12 第二篇 计算说明书 12 2.1参数的确定 13 2.1.1三甘醇循环量的确定 13 2.1.1.1进塔的贫三甘醇浓度的确定: 13 2.1.1.2三甘醇循环量的确定： 13 2.1.2物料衡算 17 2.1.2.1脱水量 17 2.1.2.2甘醇循环量 17 2.1.2.3贫甘醇流量 17 2.1.2.4富甘醇流量 18 2.1.3.1吸收塔直径 18 2.1.3.2吸收塔高度 19 2.1.4重沸器 19 2.2.设备计算及选型 20 2.2.1精馏柱 20 2.2.1.1直径 20 2.2.1.2填料高度 20 2.2.2甘醇泵 20 2.2.3闪蒸分离器 20 谢 辞 22 参考文献 23 绪 论 1.天然气脱水的几种主要方法 (1) 低温冷凝脱水　该方法采用各种方法把高压天然气节流降压致冷, 用低温分离法从天然气中回收凝析液。这种方法是国内气田中除三甘醇法外应用较多的天然气脱水工艺。长庆采气二厂、塔里木克拉2等均采用该方法, 它具有工艺简单、设备较少等优点, 但也有耗能高、水露点高等缺点。 (2) J2T阀和透平膨胀机　J2T阀和透平膨胀机脱水属于低温冷凝方法脱水。对于高压天然气,冷却脱水是非常经济的。例如大庆油田目前采用很多透平膨胀机脱水, 四川的卧龙河和中坝气田则使用了J2T阀脱水。这些方法的缺点是: ①脱水循环的一部分处于水合物生成范围内, 容易生成水合物, 因此需要采取添加抑制剂等防止水合物生成的措施, 以及相应配套的抑制剂回收系统; ②需要深度脱水时需配备制冷设备, 会引起工程投资和使用成本的提高; ③透平膨胀机有高速运动部件, 制造难度大、可靠性差。 (3) 三甘醇脱水　三甘醇脱水属于溶剂吸收法脱水, 在天然气工业中得到了广泛的应用。这种脱水系统包括分离器、吸收塔和三甘醇再生系统。存在的主要问题是: ①系统比较复杂; ②三甘醇溶液再生过程的能耗比较大; ③三甘醇溶液会损失和被污染, 因此需要补充和净化; ④三甘醇与空气接触会发生氧化反应, 生成有腐蚀性的有机酸。所以, 三甘醇脱水的投资和运行成本比较高。目前国内的橇装三甘醇脱水系统多从国外引进。虽然性能很好, 但是也存在很多问题。如一次性投资比较大; 各种零配件和消耗品不易购买, 而且价格昂贵; 计量标准与我国现行标准不同; 测量系统不适合我国的天然气性质等。例如四川大天池天然气输送干线引进的橇装三甘醇脱水系统, 1999年3月25日至7月27日试运行过程中, 日平均三甘醇消耗量为1119 kg, 而且随着装置运行时间延长, 三甘醇消耗逐渐增加。由于使用的三甘醇需要进口, 价格为36元/kg, 因此三甘醇消耗量成为影响生产成本的重要因素。 (4) 分子筛脱水　分子筛脱水属于固体吸附法脱水, 脱水系统主要包括2个或3个处于脱水、再生和冷吹状态的干燥器, 以及再生气加热系统。分子筛脱水法更适合于深度脱水, 露点可以降低到-73 ℃以下。但是, 对于大装置, 设备投资和操作费用都比较高, 如果脱水要求的露点相同, 建设1座处理量为28万m3 /d的处理站, 分子筛脱水的投资比三甘醇多53%。另外, 分子筛脱水的再生过程能耗比较大, 干燥器下层的吸附剂需要经常更换。 (5) 超音速脱水　作为新型脱水技术的超音速脱水, 国外主要是在壳牌石油公司支持下开展研究, 包括计算机数值模拟、实验室研究和现场试验研究。基础的实验研究和数值模拟研究主要在荷兰的埃因霍恩科技大学等几所大学中进行; 现场的试验研究正在荷兰(1998年) 、尼日利亚(2000年)和挪威(2002年)