仪陇天然气净化厂天然气脱硫工程设计论文 - 图文(6)

工程设计论文 由已知粘度范围查《化工单元设备设计手册》取传热系数K?175w/?m2?k?

?A?qm1?cp1??T1?T2?K??tm?0.6632m2

取欲度系数为1.1，则实际换热面积为A?0.6632?1.1?0.73m2 (3)二级换热器热量衡算（与一级换热器计算方法相同）

贫液温度： T1=90℃，T2=70℃， 富液温度： t1=65℃, t2=45℃

?A?1.12m2

表3-3热量衡算一览表

设备 吸收塔冷凝装置

再沸器 解吸塔顶冷凝器 一级换热器 二级换热器

热负荷kJ/min 157413.6 588705.6 112194.8

换热面积/m2

- - - 0.73 1.12

- 26 -

工程设计论文 第四章 设备设计及选型

天然气脱硫工艺主要设备的计算主要包括塔设备、分离器、换热器以及再沸器的计算。

4.1 MDEA吸收塔的工艺设计

4.1.1塔设备选型

板式塔和填料塔的比较是个复杂的问题。涉及的因素很多，难以用比较简便的方法明确地作出对比。依据 B.Billot在1969年国际精馏会议上提出的方法，对几种板式塔和填料塔的操作性能和经济费用，作简要对比如下见表4-1所示。

表4-1 板式塔和填料塔对比表

塔型 项目 板式塔 压力降 空塔气速（生产空塔气速大 能力） 效率较稳定，大塔板效率 塔效率 比小塔有所提高 液气比 持液量 材质要求 安装要求 造价 重量 适应范围较大 较大 一般用金属材料 较容易 直径大时一般比填料塔造价低 径增大，造价显著增加 较轻 较重 塔径增大，效率通常会下降 对液体喷淋量有一定要求 较小 可用非金属耐腐蚀材料 较困难 Φ800mm以下，一般比板式塔便宜，直塔径Φ1.5m以下效率高； 空塔气速小 压力降一般比填料塔大 填料塔 压力降小，较适于要求压力降小的场合 塔型选择时考虑的因素有：物料性质、操作条件、塔设备的性能及塔设备的制造、安装、运转和维修等。

- 27 -

工程设计论文 吸收塔和再生塔是醇胺法工艺的核心设备，分别承担吸收酸性组分和从溶液中赶出酸性气体的职责。对于直径大于等于0.8m时，宜选用板式塔。在计算塔径时，考虑到醇胺溶液易于起泡的特点，不宜采用过小的板间距。通常采用的板间距为600mm，为维修检修方便，有人孔时，板间距取800mm。

根据《气田天然气净化厂设计规范》可知，浮阀塔盘具有弹性大、效率高、处理能力比泡罩塔和筛板塔的特点，故吸收塔、再生塔宜优先采用浮阀塔。因此，在本次设计中优先采用浮阀塔。

4.1.2塔板数确定

如前所述，MDEA对H2S、CO2的吸收为化学吸收。吸收过程中放出的反应热是随塔板数变化而变化的。MDEA为叔胺，其与H2S及CO2的反应机理如下：

???(RNH)2S 2R3N+H2S??????2R3NHHS (RNH)2S+H2S??????(RNH)2CO3 2R3N+H2O+CO2??????2R3NHHCO3 (RNH)2CO3+H2O+CO2???根据《天然气加工工程》知，对于胺溶液的吸收塔一般取4-5个理论板，塔板效率均为25%～40%。

取理论板数Ne=5；塔板效率?=25%。 则实际塔板数为：Np=5/0.25=20。

此塔板数可将净化气中H2S的含量降至20mg/m3以下。

4.1.3塔径

343?103m3/d的天然气在30℃，2200KPa下的流量：

Vs?343000?3.969m3/s

24?3600液体循环量Ls为MDEA的循环量，由上部分计算得知Ls=0.053m3/s。

- 28 -

工程设计论文 天然气相对分子质量为：Mg??yiMic?16.836g/mol 天然气密度：?g?PMgZRT2200+101.325??16.836???15.403kg/m3 0.998?8.314?303.15FLV?(LS?0.0531028.00.5)?(i)0.5?()?()?0.1091 VS?g3.96915.403塔板间距为：HT?600mm

查阅《石油化学工程基础》液层高度hL介于0.05—0.1m，取hL?60mm。

图4-1 smith关联图

由图4-1，可查得C20?0.078 ∵液相45%MDEA的表面张力

?L?55.65?0.1376T?55.65?0.1376?30?51.5232mN/m?20mN/m

∴查得结果C20按下式校正

???C?C20?L??20?0.2?51.5232??0.078????20?0.2?0.09425

最大允许气速：

umax?C??l??g1028.0?15.403?0.09425??0.7642m/s ?g15.403∵MDEA不易发泡，取泛点百分率为0.85。

- 29 -

工程设计论文 实际气速：

u?0.85umax?0.64957m/s

塔径：

D?4?Vs4?3.969??2.78m ??u3.14?0.64957按《气田天然气净化厂设计规范》的标准，将塔径圆整为3m，选择浮阀塔是可行的。

4.1.4堰及降液管

采用浮阀塔板，由《常用化工单元设备的设计》，因塔径为3m,在2.0m以上，所以采用双流型，选定直径D?3000mm?3m，塔截面积AT?板间距HT?600mm，管宽Wd?240mm

Ad/AT?9.8%，LW/D?0.589

降液管面积Af?0.098?7.065?0.6924m2，堰长Lw?0.5890D?1.767m 若为平堰，堰上清液层高度：

?L?how?0.00284E?h?

?Lw?23?4D2?7.065m2其中：Lh液流量，Lh?m3/min?144m3/h

Lw?1.767m

E：液流收缩系数，取E=1.08

?144?how?0.00284?1.08????0.05765m（平堰）

?1.767?23因为how>6mm，所以不能采用平堰。故应缩短堰长或改用齿形堰。 另取：

Lw?0.55，Lw?0.55D?1.65m D由得：E=1.09。

- 30 -

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库仪陇天然气净化厂天然气脱硫工程设计论文 - 图文(6)在线全文阅读。