天然氣三甘醇脫水工藝設(shè)計畢業(yè)論文（含外文翻譯）

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）</b></p><p>　　題 目 天然氣三甘醇脫水工藝設(shè)計—— </p><p>　　吸收塔及重沸器設(shè)計、泵的選型 </p><p>　　院 （系） 石油與天然氣工程學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級

2、 油氣儲運(yùn)工程2007級 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號 </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 教 授 </p><p>　　評閱教師 職稱 講 師 <

3、;/p><p>　　2011年 6月 8 日 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　天然氣中的水對于天然氣的輸送和使用都是有害的，因此，在經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下，盡可能的脫去天然氣中的水，不論對于天然氣輸送還是使用都非常的有必要。天然氣中的水通常以氣態(tài)和液態(tài)兩種形式存在，在少數(shù)情況下也會呈固態(tài)。<

4、/p><p>　　天然氣凈化的一個重要環(huán)節(jié)就是脫除液態(tài)水和氣態(tài)水，從而防止固態(tài)水在輸送過程中的產(chǎn)生。液態(tài)水只需要通過簡單的氣液分離就能將其與天然氣分離開，氣態(tài)水用這種方法則不能被脫除。脫除天然氣中氣態(tài)水的方法目前主要有吸收法、吸附法、冷凝法以及超音速法，這一篇文章應(yīng)用的是吸收法脫水中的三甘醇脫水。文章根據(jù)三甘醇脫水的原理，依據(jù)三甘醇脫水工藝流程，結(jié)合已知的天然氣日處理量和其它相關(guān)物理化學(xué)參數(shù)，經(jīng)過嚴(yán)密理論計算、嚴(yán)格執(zhí)

5、行行業(yè)現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范,設(shè)計出了吸收塔、重沸器，并根據(jù)工藝要求選擇出了甘醇循環(huán)泵。</p><p>　　關(guān)鍵詞：三甘醇脫水 吸收塔 重沸器 甘醇循環(huán)泵</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　The water in the natural gas for transmission and use are harm

6、ful, therefore, in economic conditions allow as far as possible remove the water in the nature gas is necessary for gas transmission and use. The water in Natural gas usually of gas and liquid form existence, in a few in

7、stances will also is solid.</p><p>　　One of the important process natural gas purification is removing liquid water and gas water, thus preventing solid water produced during pneumatic conveying. Liquid wate

8、r only through simple gas-liquid separation can separate it with natural gas, but gas water using this method cannot be removal. The methods removals of water vapor in nature gas have absorption, adhesion, condensation a

9、nd supersonic, this article is the application absorption method of TEG dehydration. Article based on the prin</p><p>　　Keywords: TEG dehydration; absorption tower; reboiler; TEG circulation pump</p>

10、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　ABSTRACTII</p><p><b>　　1緒 論1</b></p><p>　　1.1本課題的目的1</p><p>

11、　　1.2天然氣三甘醇脫水國內(nèi)外現(xiàn)狀1</p><p><b>　　1.3設(shè)計參數(shù)3</b></p><p>　　1.4遵循的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)4</p><p><b>　　2吸收塔設(shè)計5</b></p><p>　　2.1吸收塔選型5</p><p>　　2.2吸收塔工

12、藝計算6</p><p>　　2.3吸收塔設(shè)計結(jié)果24</p><p><b>　　3重沸器設(shè)計26</b></p><p>　　3.1重沸器選材26</p><p>　　3.2重沸器設(shè)計26</p><p>　　3.3重沸器設(shè)計結(jié)果29</p><p>　　4

13、 三甘醇泵的選型30</p><p>　　4.1影響選泵的因素30</p><p>　　4.2選泵結(jié)果30</p><p><b>　　5結(jié) 論32</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)33</b></p><p><b>　　致 謝34&l

14、t;/b></p><p><b>　　附 錄35</b></p><p><b>　　1緒 論</b></p><p><b>　　1.1本課題的目的</b></p><p>　　在學(xué)習(xí)完本科油氣儲運(yùn)工程專業(yè)課程之后，我對油氣儲運(yùn)工程專業(yè)以后要從事的工作得以窺見一

15、斑，也對油氣儲運(yùn)工程有了一定的認(rèn)識。油氣儲運(yùn)工程研究方向眾多，本課題要研究的只是天然氣凈化中的脫水環(huán)節(jié)。目前天然氣的脫水方法主要有冷凝法、吸收法、吸附法以及超音速法。本課題采用的是使用較為廣泛的三甘醇吸收法脫水。天然氣三甘醇脫水的主要設(shè)備有吸收部分的過濾分離器、吸收塔，再生部分的閃蒸分離器、三甘醇過濾器、甘醇換熱器、精餾柱、再生塔、重沸器以及甘醇循環(huán)泵。</p><p>　　為了對天然氣三甘醇脫水有一個更加系統(tǒng)、

16、全面的了解，綜合利用所學(xué)知識進(jìn)行2000×104 m3/d天然氣三甘醇脫水裝置工藝設(shè)計。通過學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，能入理解三甘醇脫水的基本理論和技術(shù)，掌握三甘醇脫水的設(shè)計思路及方法，而本課題的主要目的是通過對天然氣三甘醇脫水系統(tǒng)吸收塔、重沸器的設(shè)計以及泵的選型使自己對天然氣三甘醇脫水系統(tǒng)有更進(jìn)一步的認(rèn)識，對吸收塔、重沸器及泵的工作原理、尺寸結(jié)構(gòu)、運(yùn)行工況有一定的掌握，能夠根據(jù)三甘醇脫水系統(tǒng)的工況簡單分析一些在系統(tǒng)運(yùn)行中常見的問題，并給出

17、相應(yīng)的解決方案。</p><p>　　1.2天然氣三甘醇脫水國內(nèi)外現(xiàn)狀</p><p>　　1.2.1三甘醇脫水系統(tǒng)</p><p>　　三甘醇作為脫水劑其優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)對比如表1-1所示；</p><p>　　表1-1三甘醇作為脫水劑其優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)對比</p><p>　　三甘醇脫水系統(tǒng)在天然氣工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。但還是存

18、在著一些問題：系統(tǒng)比較復(fù)雜；三甘醇溶液再生過程的能耗比較大；三甘醇溶液會損失和被污染，因此需要補(bǔ)充和凈化；三甘醇與空氣接觸會發(fā)生氧化反應(yīng)，生成有腐蝕性的有機(jī)酸。所以， 三甘醇脫水的投資和運(yùn)行成本比較高。</p><p>　　目前國內(nèi)的橇裝三甘醇脫水系統(tǒng)多從國外引進(jìn)。雖然性能很好，但是也存在很多問題。如一次性投資比較大；各種零配件和消耗品不易購買，而且價格昂貴；計量標(biāo)準(zhǔn)與我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)不同；測量系統(tǒng)不適合我國的天然氣

19、性質(zhì)等。例如四川大天池天然氣輸送干線引進(jìn)的橇裝三甘醇脫水系統(tǒng)，1999年3月25日至7月27日試運(yùn)行過程中，日平均三甘醇消耗量為1119 kg，而且隨著裝置運(yùn)行時間延長，三甘醇消耗逐漸增加。由于使用的三甘醇需要進(jìn)口，價格較高，因此三甘醇消耗量成為影響生產(chǎn)成本的重要因素。</p><p><b>　　1.2.2吸收塔</b></p><p>　　吸收塔是三甘醇脫水裝置最

20、主要的設(shè)備，通常由底部的進(jìn)口氣滌器（洗滌器）、中部的吸收段和頂部的捕露器3部分組成。由于液體流量小，同時又不是塔尺寸計算的一個決定性因素，吸收塔的直徑主要由氣體流速與空塔速度決定，塔內(nèi)的塔板數(shù)和所占空間則決定了吸收塔的高度。</p><p>　　吸收塔分為板式塔和填料塔2種類型。前者通常采用泡罩(帽)塔板，在確定了進(jìn)料氣所要求的露點(diǎn)降、吸收塔的溫度和壓力等參數(shù)后，可根據(jù)貧三甘醇濃度、三甘醇循環(huán)量和露點(diǎn)降之間的關(guān)系

21、，來選擇合適的貧三甘醇濃度和吸收塔塔板數(shù)。實(shí)踐證明，任何泡罩式甘醇吸收塔至少要有4塊實(shí)際塔板數(shù)才能有良好的脫水效果，一般采用4～12塊。填料塔主要采用瓷質(zhì)鞍形填料和不銹鋼環(huán)，一般根據(jù)填料效率和填料系數(shù)選擇填料的尺寸。</p><p>　　在國外塔的發(fā)展方向主要是：“要求在提高處理能力和筒化結(jié)構(gòu)”的前提下，保持一定的彈性操作和適當(dāng)?shù)膲毫担⒈M量提高塔盤的效率。至于新型材料的研究，則希望找到有利于氣液分布均勻、高效

22、和制造方便的填料。</p><p>　　目前，我國常用的板式塔型仍為泡罩塔、浮閥塔、篩板塔和舌形塔等，填料種類除拉西環(huán)、鮑爾環(huán)外，階梯環(huán)以及波紋填料、金屬絲網(wǎng)填料等規(guī)整填料也常采用。近年來，參考國外塔設(shè)備技術(shù)的發(fā)展動向，加強(qiáng)了對篩板塔的研制工作，提出了斜孔塔和浮動噴射塔等新塔型。對多降液管塔盤、導(dǎo)向篩板、網(wǎng)孔塔盤等，也都作了較多的研究，并推廣應(yīng)用于生產(chǎn)。其它多種塔形和金屬鞍環(huán)填料的流體力學(xué)性能、傳質(zhì)性能和幾何結(jié)構(gòu)

23、等方面的試驗(yàn)工作，也在進(jìn)行，有些已取得了一定的成果或用于生產(chǎn)。</p><p><b>　　1.2.3重沸器</b></p><p>　　重沸器的作用是用來提供熱量將富三甘醇加熱至一定溫度，使富三甘醇中所吸收的水分汽化并從精餾柱頂排放，同時提供回流熱負(fù)荷及補(bǔ)充散熱損失。</p><p>　　按照水力學(xué)特性，精餾柱的重沸器一般可以分為一下兩類：&

24、lt;/p><p>　?、俪厥椒序v設(shè)備，如釜式重沸器和內(nèi)置式重沸器；</p><p>　?、诟咚僖淮瓮ㄟ^式和循環(huán)式設(shè)備，如熱虹吸式重沸器和泵強(qiáng)制輸送式重沸器。</p><p>　　在三甘醇脫水系統(tǒng)中重沸器通常為臥式容器，采用釜式結(jié)構(gòu)，一般采用火管直接加熱、水蒸氣或熱油間接加熱、電加熱以及廢氣加熱等4種加熱形式。當(dāng)采用火管直接加熱方法時，要注意將重沸器安裝在平臺下風(fēng)向一個

25、安全的地方當(dāng)采用水蒸氣或熱油作熱源時，熱流密度由熱源溫度控制，熱源溫度的推薦值為232℃，有時也可用260℃。不論采用何種熱源，重沸器內(nèi)三甘醇溶液液位應(yīng)比頂部傳熱管高150mm。</p><p>　　1.2.4甘醇循環(huán)泵</p><p>　　由于天然氣系統(tǒng)壓力高、三甘醇再生溫度高等原因，在三甘醇脫水系統(tǒng)中泵甘醇循環(huán)泵的泄漏較為普遍，這無疑就會增加三甘醇損耗量。CQ系列磁力離心泵和KIMRA

26、Y三甘醇泵都能夠有效地解決泄漏問題，KIMRAY三甘醇泵還能節(jié)能減耗。</p><p>　　CQ系列磁力離心泵泵體逐漸是由主動和從動永磁鋼組成的磁性聯(lián)軸器，外磁鋼和電動機(jī)相連為主動件，內(nèi)磁鋼和葉輪相連為被動件，當(dāng)電動機(jī)啟動后，通過磁力耦合驅(qū)動葉輪同步工作。泵的結(jié)構(gòu)要點(diǎn)以靜密封取代動密封，使泵的過流部件完全處于密封狀態(tài)，從而保證介質(zhì)與外界的隔絕，徹底解決了機(jī)械密封不能解決的跑、冒、滴、漏等弊端。</p>

27、<p>　　KIMRAY 三甘醇泵也稱甘醇能量轉(zhuǎn)換泵，利用吸收塔出來的高壓富甘醇與來自再生裝置的低壓貧甘醇進(jìn)行能量交換，將高壓富甘醇變?yōu)榈蛪焊桓蚀茧x開循環(huán)泵，而低壓貧甘醇變?yōu)楦邏贺毟蚀歼M(jìn)入吸收塔。</p><p>　　三甘醇脫水系統(tǒng)的KIMRAY泵具有以下優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　?、俨恍桀~外的動力，節(jié)能環(huán)保，符合當(dāng)前創(chuàng)建資源節(jié)約型社會和創(chuàng)建環(huán)境友好型社會的時代主題。<

28、/p><p>　?、诒梦牒团懦龅娜蚀剂髁恳恢拢虼嗣撍恍枰何伙@示和控制裝置，使脫水裝置的投運(yùn)和日常操作、維護(hù)變得十分便利，提高了脫水裝置的可靠性。</p><p>　?、郾脷んw上沒有動密封，有效防止了三甘醇泄漏。</p><p><b>　　1.3設(shè)計參數(shù)</b></p><p><b>　　原料氣條件：

29、</b></p><p>　　溫度40 ℃；壓力9.5MPa；流量2000×104 m3/d（正常）、2200×104 m3/d（最大）。</p><p>　　原料氣組成如表1-2所示（mol%）（干基）：</p><p>　　表1-2原料天然氣組分</p><p><b>　　續(xù)表</b>

30、;</p><p>　　1.4遵循的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　[1] SY/T 0515-1997 《油氣分離器規(guī)范》 </p><p>　　[2] SY/T 0076-2008 《天然氣脫水設(shè)計規(guī)范》</p><p>　　[3] SY/T 0602-2005 《甘醇型天然氣脫水設(shè)計規(guī)范》 </p><p>　　

31、[4] SY/T0010-1996 《氣田集氣工程設(shè)計規(guī)范》 </p><p>　　[5] SH 3098-2000 《石油化工塔器設(shè)計規(guī)范》</p><p>　　[6] JBT 4737-1995 《橢圓形封頭》</p><p>　　[7] SY 0031-2004《石油工業(yè)用加熱爐安全規(guī)程》</p><p>　　[8] SY/T 00

32、03-2003 《石油天然氣工程制圖標(biāo)準(zhǔn)》 </p><p>　　[9] GB 151-1999 《管殼式換熱器》 </p><p>　　[5] JBT 4710-2005 《鋼制壓力容器》</p><p>　　[13] GBT 9019-2001 《壓力容器公稱直徑》</p><p>　　[14] GB150.2-2010 《固定式壓力容

33、器》</p><p>　　[15] GB50011-2010 《建筑物抗震設(shè)計》 </p><p>　　[16] SY/T 0504-2006 《石油工業(yè)用加熱爐型式與基本參數(shù)》</p><p><b>　　2吸收塔設(shè)計</b></p><p><b>　　2.1吸收塔選型</b></p>

34、;<p>　　根據(jù)本課題采用的脫水劑為三甘醇，根據(jù)SY/T0076—2008中5.3.2要求，吸收塔選擇板式塔。板式塔之間的比較式一個十分復(fù)雜的問題，要考慮的問題很多，而且每一種方法都存在一些不足的地方，綜合考慮各方面因素后，對板式塔的評價具體可以從以下幾個方面比較：</p><p><b>　　①生產(chǎn)能力；</b></p><p><b>　

35、?、谒逍?；</b></p><p><b>　?、鄄僮鲝椥?；</b></p><p>　?、軞怏w通過塔盤的壓力降；</p><p><b>　　⑤造價；</b></p><p><b>　?、薏僮魇欠穹奖?。</b></p><p>　　表

36、2-1各種塔盤比較</p><p>　　表2-2各種板式塔的優(yōu)缺點(diǎn)及用途</p><p><b>　　續(xù)表</b></p><p>　　通過以上表2-1和表2-2個表的比較，結(jié)合課題要求，根據(jù)SY/T0076—2008中的5.3.2要求，綜合考慮各方面的因素后，筆者決定本課題中選擇吸收塔的塔板為圓形泡罩型塔板。</p><p

37、>　　2.2吸收塔工藝計算</p><p>　　2.2.1進(jìn)塔貧甘醇濃度的確定</p><p>　　干天然氣的平均分子質(zhì)量按2-1式計算：</p><p><b>　　2-1</b></p><p>　　式中M——天然氣的相對分之子質(zhì)量；</p><p>　　yi——組分i的摩爾分?jǐn)?shù)；&l

38、t;/p><p>　　Mi——組分i的相對分之子質(zhì)量。</p><p>　　根據(jù)表1-3中的數(shù)據(jù)及各組分相對分子質(zhì)量；由公式2-1，</p><p><b>　　2-2</b></p><p>　　由公式2-2，相對密度，天然氣的擬臨界壓力和溫度按下式計算；</p><p><b>　　2-

39、3</b></p><p><b>　　2-4</b></p><p>　　式中Ppc——天然氣擬臨界壓力，Mpa；</p><p>　　Tpc——天然氣擬臨界溫度，K；</p><p>　　S——天然氣相對密度。</p><p>　　根據(jù)公式2-3，2-4計算得出：、</p&g

40、t;<p><b>　　2-5</b></p><p><b>　　2-6</b></p><p>　　式中Ppr——天然氣擬對比壓力，Mpa；</p><p>　　Tpr——天然氣擬對比溫度，K。</p><p>　　根據(jù)三甘醇脫水系統(tǒng)操作溫度推薦值為27～38℃[1]，由于原料氣的

41、溫度為40℃，在進(jìn)入吸收塔之前要進(jìn)行了節(jié)流降壓，選取進(jìn)入吸收塔的原料氣溫度為27℃，27℃對應(yīng)的壓力為9.1Mpa，經(jīng)計算、，查圖2-1得到壓縮因子</p><p><b>　　2-7</b></p><p>　　式中ρ——天然氣在任意壓力、溫度下的密度，kg/m3；</p><p>　　p——天然氣的絕對壓力，kPa；</p>

42、<p>　　Z——天然氣壓縮因子</p><p>　　T——天然氣的絕對溫度，K。</p><p>　　由公式2-7代入數(shù)據(jù)計算可得到在T=27℃、P=9.1Mpa時，kg/m3。</p><p>　　假設(shè)產(chǎn)品氣的露點(diǎn)要求為≤-5℃。由于離開吸收塔的氣體的實(shí)際露點(diǎn)一般比平衡露點(diǎn)高5.5～8.3℃，所以本課題中選擇要到達(dá)的露點(diǎn)為-14℃。查圖2-2后可知要達(dá)

43、到此要求需要的進(jìn)塔貧TEG的濃度至少應(yīng)為98%。[1]</p><p>　　2.2.2脫水量及貧三甘醇用量的確定</p><p>　?、賂EG脫水系統(tǒng)單位時間內(nèi)的脫水量計算[2]</p><p><b>　　2-8</b></p><p>　　式中G——脫出的水量，kg/h；</p><p>　　

44、V——進(jìn)入吸收塔天然氣的量，m3/h；</p><p>　　y——進(jìn)入吸收塔的天然氣含水量，g/m3；</p><p>　　y＇——離開吸收塔的天然氣含水量，g/m3。</p><p><b>　?、谪毟蚀加昧坑嬎?lt;/b></p><p><b>　　2-9</b></p><p

45、>　　式中a——吸收天然氣中1kg水量所需的貧TEG的量，一般a取0.025～0.06m3；</p><p>　　V＇——進(jìn)入吸收塔天TEG的量，m3/h；</p><p>　　根據(jù)課題給出的條件經(jīng)查圖2-3后可知在27℃、9.1Mpa濕天然氣中的飽和含水量0.60g/m3，在-14℃、9.1Mpa（忽略塔內(nèi)壓降）產(chǎn)品氣中的飽和含水量為0.035g/m3。按日處理量的最大值2200&

46、#215;104m3/d、取a=0.055，根據(jù)公式2-8、2-9計算得到：</p><p><b>　　、。</b></p><p>　　圖2-1天然氣壓縮因子圖版</p><p>　　圖2-2吸收塔操作溫度、進(jìn)料貧TEG濃度和流出的干天然氣平衡水露點(diǎn)的關(guān)系</p><p>　　圖2-3天然氣水露點(diǎn)</p>

47、<p>　　2.2.3吸收塔塔板數(shù)的確定</p><p>　　利用標(biāo)準(zhǔn)的Kremser-Brown吸收因子法[2]，由相平衡關(guān)系，通過逐板做物料衡算導(dǎo)出如下Kremser-Brown方程：</p><p><b>　　2-10</b></p><p>　　式中WN+1——進(jìn)入吸收塔濕天然氣中含水汽的量，kg/Mm3；</p&

48、gt;<p>　　W1——離開吸收塔干天然氣中含水汽的量，kg/Mm3；</p><p>　　W0——當(dāng)離開干氣與進(jìn)塔貧TEG溶液處于平衡時，干氣中含水汽的量，kg/Mm3；</p><p>　　N——吸收塔理論塔板數(shù)；</p><p><b>　　A——吸收因子。</b></p><p><b>

49、;　　2-11</b></p><p>　　式中L——TEG溶液循環(huán)量，mol/h；</p><p>　　V——天然氣流量，mol/h；</p><p>　　K——?dú)庀嘀兴cTEG溶液中液相水之間的平衡常數(shù)。</p><p><b>　　2-12</b></p><p>　　式中y—

50、—?dú)庀嘀兴哪柗謹(jǐn)?shù)；</p><p>　　x——與氣相平衡的TEG溶液中水的摩爾分?jǐn)?shù)。</p><p>　　平衡常數(shù)K與TEG溶液濃度有關(guān)。TEG貧液進(jìn)塔后，由上至下流動，吸收了天然氣中的水汽，濃度不斷變化，因而K值沿吸收塔也是變化的。TEG-水-天然氣系統(tǒng)中的液相系為非理想液態(tài)體統(tǒng)。預(yù)測氣液間平衡關(guān)系要求使用活性系數(shù)。</p><p><b>　　2-

51、13</b></p><p>　　式中y0——與純相態(tài)水呈平衡狀態(tài)的含飽和水汽的氣體中，水汽的摩爾分?jǐn)?shù)，已知操作壓力和溫度，可由圖2-3查出；</p><p>　　γ——TEG溶液水的活性系數(shù)，可由圖2-4查出。</p><p>　　圖2-4TEG-水溶液中水的活性系數(shù)</p><p>　　甘醇中水含量常用含水質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示，計算

52、中需要將其換算為摩爾分?jǐn)?shù)濃度，其可按下列公式進(jìn)行換算；</p><p><b>　　2-14</b></p><p>　　式中W——天然氣中水汽含量，kg/Mm3；</p><p>　　y——天然氣中水汽含量，水的摩爾分?jǐn)?shù)。</p><p><b>　　2-15</b></p><

53、;p>　　式中GW——TEG溶液中水的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)；</p><p>　　x——TEG溶液中水的摩爾分?jǐn)?shù)。</p><p><b>　　2-16</b></p><p><b>　　2-17</b></p><p>　　式中W0——操作條件下與純相態(tài)水呈平衡狀態(tài)的飽和含量，kg/Mm3；<

54、/p><p>　　x0——與出塔干氣平衡的TEG溶液中水的摩爾分?jǐn)?shù)。</p><p>　　在TEG吸收塔實(shí)際的操作中，由于塔內(nèi)氣液兩相接觸時間有限，每塊塔板上都不會達(dá)到平衡狀態(tài)。所以實(shí)際需要的塔板數(shù)比理論塔板數(shù)要多，實(shí)際塔板數(shù)與理論塔板數(shù)之間的關(guān)系如下：</p><p><b>　　2-18</b></p><p>　　對于

55、吸收塔，一般可取效率η為25%～40%。</p><p>　　根據(jù)公式2-10，由圖2-3查出在操作條件下入塔濕天然氣與出塔干天然氣的含水量分別為；</p><p>　　WN+1=0.60g/m3=600kg/Mm3</p><p>　　W1=0.035g/m3=35kg/Mm3。</p><p>　　根據(jù)公式2-14，求W0，則有：<

56、/p><p>　　查圖2-4得到，當(dāng)TGE濃度為98%時，水的活性系數(shù)r=0.52，由于W0= WN+1,所以</p><p>　　將WN+1，W1，W0帶入2-10，可得到</p><p><b>　　即</b></p><p><b>　　2-19</b></p><p>　

57、　根據(jù)公式2-17可得到； </p><p>　　可由全塔水的物料平衡求出，即</p><p><b>　　2-20</b></p><p>　　根據(jù)公式2-14，分別計算出yN+1，y1如下：</p><p>　　根據(jù)公式2-15，可算出xN如下：</p><p>　　由于前面單位時間的吸水量及

58、TEG貧液的用量a=0.06m3/kg，則單位體積TEG吸收的水量如下：</p><p>　　根據(jù)三甘醇脫水系統(tǒng)中的推薦溫度，進(jìn)入吸收塔的貧三甘醇的溫度比原料氣高3～8℃，本設(shè)計中取高出8℃，由于原料氣為27℃，查閱相關(guān)資料后得到在35℃時，濃度為98%的TEG密度為1140kg/m3，則可以算出吸收水后的富液的濃度如下：</p><p>　　由此可知GWN=3.5%，則計算xN如下：&l

59、t;/p><p><b>　　xN=0.2321</b></p><p>　　將yN+1，y1，x0，xN帶入公式2-20中可以得到：</p><p>　　根據(jù)公式2-11，將K，L/V帶入可得到：</p><p><b>　　A=11.72</b></p><p>　　根據(jù)公式

60、2-19，計算理論塔板數(shù)如下：</p><p>　　若取每塊塔板效率為25%，根據(jù)公式2-17可得到：，考慮到操作彈性，取吸收塔塔板數(shù)為8塊。</p><p>　　2.2.4吸收塔塔徑的確定</p><p>　　由于本課題中給出的最大處理量2200×104m3/d比較大，如果只用一個吸收塔，在計算后得出的吸收塔塔徑勢必會很大，這樣就會給生產(chǎn)廠家?guī)碇圃斓睦?/p>

61、難，產(chǎn)品很難達(dá)標(biāo)，即使生產(chǎn)出了合格廠品，在安裝及運(yùn)輸?shù)倪^程中也會遇到很多困難，因此，經(jīng)多方面考慮后，筆者認(rèn)為本課題中選擇10套相同的處理裝置是可行的，這樣每一套的負(fù)荷就變小了，相應(yīng)的塔徑也就減小，生產(chǎn)、安裝也就能達(dá)到要求。</p><p>　　TEG吸收塔塔徑計算，可先算出允許的單位面積最大空塔氣體質(zhì)量流量，在根據(jù)最大空塔氣體質(zhì)量流量計算塔徑，計算公式如下：</p><p><b&g

62、t;　　2-21</b></p><p>　　式中 D——TEG吸收塔直徑，m；</p><p>　　G——?dú)庀噘|(zhì)量流量，kg/h；</p><p>　　ρl——吸收塔中液相密度，kg/m3；</p><p>　　ρg——吸收塔中氣相密度，kg/m3；</p><p>　　C——常數(shù)，與甘醇吸收塔板間距有關(guān)

63、。</p><p><b>　　2-22</b></p><p>　　式中 Q——基準(zhǔn)狀態(tài)下被處理天然氣的體積流量，m3/d。</p><p><b>　　2-23</b></p><p>　　式中 Qn——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的天然氣處理量m3/d；</p><p>　　t——標(biāo)準(zhǔn)狀

64、態(tài)下的溫度，t=20℃。</p><p>　　將課題給出的天然氣的最大處理量Qn及t帶入公式2-23得到每套脫水裝置的處理量為：</p><p>　　將Q及Mn帶入公式2-22得到：</p><p>　　在t=35℃是，查得TEG密度ρl=1140kg/m3,將前面已經(jīng)計算出來ρg帶入公式2-21中，取C=550,板間距為700mm，得到：</p>&

65、lt;p>　　由于此方法在計算過程中比較保守，因此,此計算結(jié)果要比實(shí)際的結(jié)果要大，經(jīng)整圓后，筆者決定吸收塔直徑D=1400mm。</p><p>　　2.2.5塔盤形式的選擇</p><p><b>　　1）液流型式的選擇</b></p><p>　　正確設(shè)計溢流型塔盤的液流形式非常的重要，行程長有利于氣液兩相的接觸，但是會引起液面落差大

66、和造成液流短路，影響板效率；然而噴射型塔盤利用氣相推動液流向前，液面落差很小。因此，應(yīng)根據(jù)氣液流量及塔盤特點(diǎn)，選擇液流形式。本課題中選擇結(jié)構(gòu)簡單的單流型塔盤。[3]</p><p><b>　　2）圓泡罩的選型</b></p><p>　　塔板上設(shè)有若干圓形泡罩，泡罩上開有一定數(shù)量的齒縫，泡罩內(nèi)有升氣管，氣體由升氣管進(jìn)入，經(jīng)環(huán)形截面及回轉(zhuǎn)通道由齒縫流出，與塔板上的液層

67、進(jìn)行氣液接觸，從而達(dá)到氣液傳質(zhì)的目的，由于甘醇吸收塔屬于腐蝕性環(huán)境，選擇泡罩材料為Ⅱ類（1Cr18Ni9Ti），根據(jù)工藝條件以及塔板效率選出的圓泡罩的規(guī)格如表下：</p><p>　　表2-3選出的圓泡罩參數(shù)與尺寸 （mm）</p><p>　　2.2.6除沫器選擇與計算</p><p><b>　　1）除沫器的

68、選擇</b></p><p>　　適宜的設(shè)計氣速是除沫器取得高效的因素。氣速太低時，霧滴成飄浮狀，沒有撞擊網(wǎng)絲，即會隨著氣流通過絲網(wǎng)；氣速太高時，聚集的霧滴不易從絲網(wǎng)上降落，又被氣流重新帶走。根據(jù)SY/T0602-2005中規(guī)定，吸收塔內(nèi)的捕霧器應(yīng)能除去直徑大于5μm的甘醇液滴，因此，筆者決定選用絲網(wǎng)除沫器。</p><p><b>　　2）設(shè)計氣速的選取</b

69、></p><p>　　根據(jù)《油氣集輸設(shè)計規(guī)范》（GB50350-2005），通過絲網(wǎng)捕霧器的設(shè)計速度，一般取絲網(wǎng)最大允許速度的75%，氣體通過絲網(wǎng)最大允許速度可按下式計算絲網(wǎng)除沫器操作中的極限速度按（m/s）下式計算：</p><p><b>　　2-24</b></p><p>　　式中ρL——液滴密度，kg/m3；</p>

70、;<p>　　ρG——進(jìn)口氣體密度，kg/m3；</p><p>　　K——?dú)庖哼^濾網(wǎng)常數(shù)，與網(wǎng)型有關(guān)，本課題中選擇網(wǎng)型為HP，K=0.233。</p><p>　　絲網(wǎng)除沫器的操作氣速</p><p><b>　　2-25</b></p><p>　　將相關(guān)的數(shù)據(jù)帶入公式2-24、2-35，取0.75，得

71、到：</p><p>　　uG=0.68m/s</p><p><b>　　2）絲網(wǎng)除沫器直徑</b></p><p>　　絲網(wǎng)的使用面積取決于氣體的處理量，絲網(wǎng)為圓形時，處理氣體所需要的流道直徑D1按下式計算：</p><p><b>　　2-26</b></p><p>

72、　　式中Q—操作條件下的氣體處理量，經(jīng)計算后每個塔操作條件下的處理量為0.334m3/s；</p><p>　　將相關(guān)的數(shù)據(jù)帶入公式2-26中得到：D1=800mm</p><p>　　3)絲網(wǎng)層厚度的確定</p><p>　　絲網(wǎng)層的適宜厚度應(yīng)按工藝條件通過適應(yīng)確定，本課題中采用金屬網(wǎng)絲，金屬絲的直徑范圍為0.076～0.4mm，選取網(wǎng)層厚度經(jīng)驗(yàn)數(shù)值為150mm。

73、</p><p>　　2.2.7吸收塔塔體強(qiáng)度計算</p><p>　　根據(jù)工藝要求由《固定式壓力容器》GB150.2-2010，塔壁和上、下封頭材料選用16MnR合金鋼[4]（σs=285Mpa，[σ]t=170Mpa）。</p><p><b>　　1）塔壁厚度</b></p><p>　　塔壁厚度按下列公式計算：&

74、lt;/p><p><b>　　2-27</b></p><p>　　式中P——設(shè)計壓力，Mpa；</p><p>　　Di——塔內(nèi)徑，mm；</p><p>　　[σ]t——設(shè)計溫度下塔壁材料的許用應(yīng)力，Mpa；</p><p>　　φ——焊接接頭系數(shù)，本題中取φ=1；</p><

75、;p>　　C2——腐蝕余量，本課題中塔壁腐蝕余量取C2=3mm。</p><p>　　根據(jù)設(shè)計規(guī)范將本課題中給出的操作壓力取1.1倍后及相關(guān)的數(shù)據(jù)帶入公式2-27中可以得到吸收塔塔壁的厚度為：</p><p>　　取塔壁厚度Sc=46mm</p><p><b>　　2）封頭厚度</b></p><p>　　考慮到

76、封頭與筒體采用雙面焊接的焊接方法進(jìn)行焊接，根據(jù)力學(xué)有關(guān) 知識，為了不使應(yīng)力集中破壞設(shè)備，決定兩端封頭采用淺碟形封頭，根據(jù)相關(guān)知識，由于本課題采用的是標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，所以其封頭厚度按下列公式計算：</p><p><b>　　2-28</b></p><p>　　式中P——設(shè)計壓力，Mpa；</p><p>　　Di——塔內(nèi)徑，mm；</p

77、><p>　　[σ]t——設(shè)計溫度下塔壁材料的許用應(yīng)力，Mpa；</p><p>　　φ——焊接接頭系數(shù)，本題中取φ=1；</p><p>　　C2——腐蝕余量，本課題中封頭腐蝕余量取C2=2mm；</p><p>　　K——形狀系數(shù)，本課題中采用標(biāo)準(zhǔn)封頭，K=1。</p><p>　　根據(jù)設(shè)計規(guī)范將本課題中給沖出的操作壓

78、力取1.1倍后及相關(guān)的數(shù)據(jù)帶入公式2-28中可以得到吸收塔封頭的厚度為：</p><p>　　為了保證良好的性能，取封頭厚度與筒體的厚度一致為Sc=46mm。</p><p>　　2.2.8吸收塔高度的確定</p><p>　　板式塔如圖2-5所示，其高度主要由主體高度Hz、塔頂部空間高度Ha、底部空間高度Hb、裙座高度Hs幾部分組成。</p><

79、;p>　　塔的主體高度Hz可根據(jù)塔板數(shù)及塔板間距算出，前面求得塔板數(shù)為8，塔板間距為700mm,塔的主體高度計算如下： </p><p>　　塔的頂部空間高度Ha由于要安裝除霧器，根據(jù)SY/T0076-2008中5.3.2. d)捕霧器到氣體出口的間距不宜小于塔內(nèi)徑的0.35倍，頂層塔板到捕霧器的間距不應(yīng)小于塔板間距的1.5倍?？紤]捕霧器的高度為150mm，由JB4737-95查得DN1400mm的封頭高度

80、為350mm，直邊高50mm，頂部空間高度計算：</p><p>　　取塔頂部空間為Ha=1300</p><p>　　塔的底部空間高度Hb主要是由甘醇循環(huán)液停留時間確定，本課題中選擇甘醇在其中停留時間為10min。根據(jù)每個塔甘醇的循環(huán)量可以計算得塔底部空間高度如下：</p><p>　　考慮各方面因素后，筆者決定Hb取554mm。</p><p

81、>　　塔體常由裙座支撐，裙座的形式分為圓柱形和圓錐形兩種，本課題中選擇圓柱形裙座。裙座的高度是由塔底封頭切線至出料管中心線的高度L1和出料管中心線至基礎(chǔ)環(huán)的高度L2兩部分組成。L1的最小尺寸是由液體出口管的直徑確定的；L2則按工藝條件確定。本課題中選擇裙座高Hs為1900mm,人孔開在裙座高1200mm處，其規(guī)格為Φ500。</p><p>　　所以加上頂部封頭高度及厚度之后，塔的總高度為H如下：</

82、p><p>　　圖2-5 板式塔的高度組成</p><p>　　2.2.9吸收塔強(qiáng)度校核</p><p>　　1)吸收塔質(zhì)量的計算[3]</p><p>　　圓筒壁、封頭和裙座質(zhì)量計算：</p><p><b>　　附屬件質(zhì)量的計算：</b></p><p>　　塔內(nèi)構(gòu)件質(zhì)量

83、的計算：</p><p><b>　　物料質(zhì)量的計算：</b></p><p>　　水壓試驗(yàn)質(zhì)量的計算：</p><p>　　塔的操作質(zhì)量的計算：</p><p>　　塔的最大質(zhì)量的計算：</p><p>　　塔器最小質(zhì)量的計算：</p><p>　　將塔沿高分成5段，裙座

84、分為2段，筒體均勻分成3段，各段質(zhì)量如表2-4所示：</p><p>　　表2-4 kg</p><p>　　圖2-6 吸收塔分段圖</p><p>　　2）塔器的基本基本自振周期計算</p><p>　　由于本課題中采用的是等直徑，等壁厚的吸收塔，其自振周期按下式進(jìn)

85、行計算：</p><p><b>　　2-29</b></p><p>　　式中H——塔體高度，mm；</p><p>　　m——塔設(shè)備的總質(zhì)量，kg；</p><p>　　δ——塔體的厚度，mm；</p><p>　　Di——塔體內(nèi)徑，mm。</p><p>　　將前面

86、計算出來的塔設(shè)備的總質(zhì)量m及塔體高度帶入公式2-29后計算得到，塔器的基本自振周期為：</p><p>　　3）地震載荷和地震彎矩計算</p><p>　　將吸收塔沿高度分成5段，視每段高度之間的質(zhì)量為作用在該段高度1/2處得集中質(zhì)量，各段集中質(zhì)量對該截面引起的地震力地震彎矩列于下表2-5中：</p><p><b>　　表2-5</b><

87、;/p><p><b>　　續(xù)表</b></p><p>　　因?yàn)镠/D=6.5<15且H<20，故不考慮高振型影響，三個截面如圖2-6所示。</p><p>　　a.0-0截面地震彎矩</p><p>　　b.I-I截面地震彎矩</p><p>　　c. Ⅱ-Ⅱ截面地震彎矩</p&

88、gt;<p>　　4）風(fēng)載荷和風(fēng)彎矩計算</p><p>　　將吸收塔沿高度分成5段，計算結(jié)果見表2-6</p><p><b>　　表2-6</b></p><p>　　因?yàn)镠/D=6.5<15且H<30，故不考慮橫風(fēng)向風(fēng)振。</p><p>　　a.0-0截面風(fēng)彎矩</p>&

89、lt;p>　　b.I-I截面風(fēng)彎矩</p><p>　　c.Ⅱ-Ⅱ截面風(fēng)彎矩</p><p>　　5）各計算截面的最大彎矩</p><p><b>　　a.截面0-0</b></p><p><b>　　取其中較大值</b></p><p><b>　　由于&

90、lt;/b></p><p><b>　　故（地震彎矩控制）</b></p><p><b>　　b.截面I-I</b></p><p><b>　　由于</b></p><p><b>　　故（地震彎矩控制）</b></p><

91、p><b>　　c.截面Ⅱ-Ⅱ</b></p><p><b>　　由于</b></p><p><b>　　故（地震彎矩控制）</b></p><p><b>　　6）塔壁應(yīng)力校核</b></p><p>　　驗(yàn)算塔殼Ⅱ-Ⅱ截面處操作時和壓力試驗(yàn)時

92、的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,結(jié)果列于表2-8中。表2-7</p><p><b>　　續(xù)表</b></p><p>　　經(jīng)驗(yàn)算，Ⅱ-Ⅱ截面實(shí)驗(yàn)時的壓應(yīng)力和拉應(yīng)力均小于操作溫度和壓力下材料的許應(yīng)力，截面強(qiáng)度符合要求。</p><p>　　7）裙座殼軸向應(yīng)力校核</p><p><b>　　a.截面0-0</b>&

93、lt;/p><p>　　裙座殼為圓柱形，，查GB150-1998圖6-5得到B=179Mpa</p><p><b>　　故，</b></p><p><b>　　又</b></p><p><b>　　所以</b></p><p>　　經(jīng)驗(yàn)算，0-0截面的

94、壓應(yīng)力和拉應(yīng)力均小于操作溫度和壓力下材料的許應(yīng)力，截面強(qiáng)度符合要求。</p><p><b>　　b.截面I-I</b></p><p>　　人孔lm=120mm，bm=500，δm=10mm，m0I-I=19894kg</p><p>　　經(jīng)驗(yàn)算，I-I截面的壓應(yīng)力和拉應(yīng)力均小于操作溫度和壓力下材料的許應(yīng)力，截面強(qiáng)度符合要求。</p&g

95、t;<p><b>　　8）基礎(chǔ)環(huán)厚度計算</b></p><p><b>　　基礎(chǔ)環(huán)外徑</b></p><p><b>　　基礎(chǔ)環(huán)內(nèi)徑</b></p><p>　　基礎(chǔ)環(huán)截面系數(shù)Zb和截面積Ab；</p><p>　　混凝土基礎(chǔ)環(huán)上的最大壓應(yīng)力：</p&

96、gt;<p><b>　　取=4.36Mpa</b></p><p>　　基礎(chǔ)環(huán)無肋板時的厚度（[σb]=140Mpa）</p><p><b>　　取。</b></p><p><b>　　9）地腳螺栓的計算</b></p><p>　　地腳螺栓承受的最大拉應(yīng)力

97、σB按下式計算：</p><p><b>　　取</b></p><p>　　地腳螺栓的螺紋小徑d1([σ]bt=212Mpa)為：</p><p>　　根據(jù)計算結(jié)果，選擇材料為40MnB的螺栓，其規(guī)格為M36，個數(shù)為32。</p><p>　　10)裙座與塔殼連接焊縫驗(yàn)算（對接焊縫）</p><p&

98、gt;<b>　?。?lt;/b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　　且，驗(yàn)算合格。</b></p><p>　　2.3吸收塔設(shè)計結(jié)果</p><p>　　經(jīng)以上的驗(yàn)算，得出所設(shè)計的吸收塔各個參數(shù)均符合相關(guān)規(guī)范及行業(yè)的規(guī)定，現(xiàn)將設(shè)計的結(jié)果列于下表中&

99、lt;/p><p>　　表2-8吸收塔設(shè)計結(jié)果</p><p><b>　　續(xù)表</b></p><p><b>　　3重沸器設(shè)計</b></p><p><b>　　3.1重沸器選材</b></p><p>　　在進(jìn)行重沸器設(shè)計時，重沸器各部件的材料，根據(jù)

100、設(shè)備的操作壓力、操作溫度、流體的腐蝕性能以及對材料的制造工藝性能等的要求來選取。當(dāng)然，最后還要考慮材料的經(jīng)濟(jì)合理性。一般為了滿足設(shè)備的操作壓力和操作溫度，即從設(shè)備的強(qiáng)度和鋼來考慮，是比較容易達(dá)到的，但對材料的耐蝕性能，有時往往成為一個復(fù)雜的問題。如果在這方面考慮不周，選材不妥，不僅會影響重沸器的使用壽命，而且也大大提高重沸器的設(shè)計成本。至于材料的制造工藝性能，是與重沸器的具體結(jié)構(gòu)有密切的關(guān)系。[5]</p><p&g

101、t;　　本次設(shè)計的AKT釜式重沸器[6]，綜合考慮上述情況，對重沸器的各部分材料選擇如下：殼體，管箱以及封頭選用低合金鋼16MnR。根據(jù)火管在重沸器中的用途及性能要求，選擇火管的材料為20R。法蘭和螺栓的材料選擇主要考慮到其要承受的載荷，根據(jù)GB150《鋼制壓力容器》的要求，選用16MnII和35GrMoA。</p><p><b>　　3.2重沸器設(shè)計</b></p><

102、;p>　　3.2.1三甘醇的定性溫度</p><p>　　根據(jù)工藝流程，三甘醇富液換熱后進(jìn)入重沸器，換熱后的溫度為136℃。又三甘醇的熱分解溫度為204℃，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，重沸器的溫度一般控制在188℃～199℃，所以筆者決定重沸最高溫度為200℃。則三甘醇的定性溫度就可以按照下式計算：</p><p><b>　　3-1</b></p><p

103、>　　式中t0——三甘醇的定性溫度，℃；</p><p>　　t1——三甘醇進(jìn)入重沸器的溫度，℃；</p><p>　　t2——三甘醇在重沸器內(nèi)達(dá)到的最高溫度，℃。</p><p>　　將t1，t2帶入公式3-1可以得到三甘醇的定性溫度為：</p><p>　　3.2.2負(fù)荷熱及傳熱面積</p><p>　　根據(jù)

104、三甘醇的定性溫度168℃查出定性溫度下質(zhì)量分?jǐn)?shù)為96.5%的三甘醇的的密度ρ0=1005kg/m3，比熱C0=2.8kJ/kg?℃。</p><p>　　由于前面選擇了10套脫水裝置，故選擇配套的10套再生系統(tǒng)，每套再生系統(tǒng)內(nèi)甘醇的循環(huán)量為2.849m3/h則每套再生系統(tǒng)中三甘醇的熱負(fù)荷按下式進(jìn)行計算：</p><p><b>　　3-2</b></p>

105、<p>　　式中Q——三甘醇負(fù)熱，KW；</p><p>　　W——三甘醇的質(zhì)量流量，kg/s；</p><p>　　C0——定性溫度下的比熱，kJ/kg?℃；</p><p>　　t1——三甘醇進(jìn)入重沸器的溫度，℃；</p><p>　　t2——三甘醇在重沸器內(nèi)達(dá)到的最高溫度，℃。</p><p>　　將

106、相關(guān)數(shù)據(jù)代入，計算三甘醇的負(fù)熱如下：</p><p>　　在重沸器的運(yùn)行過程中會有熱量損失，考慮到重沸器的熱效率等各方面的原因之后在本設(shè)計中筆者決定重沸器負(fù)熱為甘醇負(fù)熱的1.1倍，則重沸器的熱負(fù)荷為：</p><p>　　根據(jù)前面算出的重沸器熱負(fù)荷之后可計算重沸器火管傳熱面積，其換熱面積按下式進(jìn)行計算：</p><p><b>　　3-3</b>

107、;</p><p>　　式中 F——火管傳熱面積，m2；</p><p>　　Q0——重沸器的供熱量，kW；</p><p>　　q——重沸器火管表面平均熱通量，KW/m2。</p><p>　　該流程選用重沸器采用直接火管加熱，SY/T 0076-2008《天然氣脫水設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定重沸器火管表面平均熱通量的正常范圍是18～25 kW/m2

108、，故重沸器火管表面平均熱通量采用20kW/m2。所以，換熱面積計算如下：</p><p>　　3.2.3火管、殼體尺寸確定</p><p>　　每個重沸器里面設(shè)置一根U型火管，則火管的外徑可按照下式進(jìn)行計算：</p><p><b>　　3-4</b></p><p>　　式中n——火管管程數(shù)；</p>&

109、lt;p>　　D——火管直徑，mm；</p><p>　　L——火罐長度，m。</p><p>　　根據(jù)GB151-1999中推薦的換熱管長度，本設(shè)計中筆者決定取火管長度為3.0m；將相關(guān)的數(shù)據(jù)代入式3-4可以得到，火管的管徑為：</p><p>　　根據(jù)規(guī)范中推薦的系列，筆者決定選擇D=450mm。</p><p>　　根據(jù)SY/T

110、0540-2006《加熱爐型式與基本參數(shù)》取火管設(shè)計壓力為1.6Mpa，則火管的厚度按照下式進(jìn)行計算：</p><p><b>　　3-5</b></p><p>　　式中δ——火管厚度，mm；</p><p>　　P——火管設(shè)計壓力，Mpa；</p><p>　　D——火管的直徑，mm；</p><

111、p>　　[σ]t——設(shè)計溫度下材料的許應(yīng)力，Mpa；</p><p>　　C1——材料厚度負(fù)偏差，mm；</p><p>　　C2——腐蝕余量，mm。</p><p>　　根據(jù)工藝，查GB150-1998《鋼制壓力容器》得低合金鋼16MnR，試驗(yàn)溫度下的屈服點(diǎn)σs=345Mpa，試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力[σs]=170Mpa，在200℃許用應(yīng)力[σs]t=168MPa

112、，將相關(guān)數(shù)據(jù)帶入公式3-5，得到，火管的厚度如下：</p><p>　　經(jīng)圓整過后，筆者決定選擇δ=8mm?；鸸芤?guī)格Φ450×8，火管選型DN450×3000mm。</p><p>　　本設(shè)計中取重沸器的工作壓力為0.2Mpa，根據(jù)規(guī)范圓筒設(shè)計壓力取0.25MPa，圓筒規(guī)格為內(nèi)徑為800mm，長度為4500mm，根據(jù)公式3-5則圓筒壁厚如下：</p>&l

113、t;p>　　根據(jù)GB—151中的規(guī)定，殼體材料為碳素鋼時最小厚度不得小于8mm，本設(shè)計中殼體最小名義壁厚取δm=8mm。殼體規(guī)格為Φ800×8，殼體選型為DN800×4500mm。</p><p>　　3.3.2火管、殼體強(qiáng)度校核</p><p><b>　　（1）水壓試驗(yàn)</b></p><p><b>　

114、　a)火管水壓試驗(yàn)</b></p><p><b>　?、倩鸸茉囼?yàn)壓力值：</b></p><p>　?、谠囼?yàn)壓力下火管的的應(yīng)力：</p><p>　　T 0.9σs=310.5Mpa, 水壓試驗(yàn)合格。</p><p><b>　　b）圓筒水壓實(shí)驗(yàn)</b></p><

115、p><b>　　①圓筒試驗(yàn)壓力值：</b></p><p>　?、谠囼?yàn)壓力下火管的的應(yīng)力：</p><p>　　T 0.9 σs =310.5Mpa, 水壓試驗(yàn)合格。</p><p>　?。?）壓力及應(yīng)力計算：</p><p><b>　　a)火管</b></p><p&g

116、t;　　①最大允許工作壓力：</p><p>　?、谠O(shè)計溫度下計算應(yīng)力：</p><p>　　σt≤[σt] φ=168×0.85=142.8Mpa，經(jīng)驗(yàn)算，設(shè)計結(jié)果合格。</p><p><b>　　b）圓筒</b></p><p>　?、僮畲笤试S工作壓力：</p><p>　　②設(shè)計

117、溫度下計算應(yīng)力：</p><p>　　σt≤[σt] φ=168×0.85=142.8Mpa，經(jīng)驗(yàn)算，設(shè)計結(jié)果合格。</p><p>　　3.3重沸器設(shè)計結(jié)果</p><p>　　重沸器設(shè)計結(jié)果如下表所示：</p><p><b>　　表3-1</b></p><p><b>

118、　　4 三甘醇泵的選型</b></p><p>　　4.1影響選泵的因素</p><p>　　泵選型依據(jù)，應(yīng)根據(jù)工藝流程，三甘醇輸送要求，從三個方面加以考慮，既液體輸送量、裝置揚(yáng)程、液體性質(zhì)等。</p><p>　　流量是選泵的重要性能數(shù)據(jù)之一，它直接關(guān)系到整個裝置的的生產(chǎn)能力和輸送能力。 如設(shè)計院工藝設(shè)計中能算出泵正常、最小、最大三種流量。選擇泵時，以

119、最大流量為依據(jù)，兼顧正常流量，在沒有最大流量時，通?？扇≌Ａ髁康?.1倍作為最大流量。</p><p>　　本設(shè)計中在前面已經(jīng)算出了每套脫水系統(tǒng)中三甘醇的循環(huán)量為2.849m3/h,根據(jù)1.1倍正常流量，計算后得出應(yīng)選擇流量為3.13 m3/h。</p><p>　　裝置系統(tǒng)所需的揚(yáng)程是選泵的又一重要性能數(shù)據(jù)，一般要用放大5%—10%余量后揚(yáng)程來選型。</p><p&

120、gt;　　本設(shè)計中甘醇泵的安裝高程與吸收塔的安裝高程相同，吸收塔高度為9.1m，由于甘醇泵所提供的壓頭必須能使甘醇到達(dá)吸收塔頂部，再加上中間輸送甘醇的管路中的壓力降，由于三甘醇粘度較大，本設(shè)計中取輸送甘醇的管路中的壓力降為1.9m，根據(jù)工藝要求,綜合考慮了各方面的因素，筆者選擇泵的揚(yáng)程為12m。</p><p>　　液體性質(zhì)，包括液體介質(zhì)名稱，物理性質(zhì)，化學(xué)性質(zhì)和其它性質(zhì)，物理性質(zhì)有溫度c密度d，粘度u，介質(zhì)中固

121、體顆粒直徑和氣體的含量等，這涉及到系統(tǒng)的揚(yáng)程，有效氣蝕余量計算和合適泵的類型：化學(xué)性質(zhì)，主要指液體介質(zhì)的化學(xué)腐蝕性和毒性，是選用泵材料和選用那一種軸封型式的重要依據(jù)。[7]</p><p>　　一直以來，腐蝕就是化工設(shè)備最頭痛的危害之一，稍有不慎，輕則損壞設(shè)備，重則造成事故甚至引發(fā)災(zāi)難。本設(shè)計中由于甘醇在循環(huán)過程中避免不了的會進(jìn)入一定的各種雜質(zhì)，鑒于是這些雜質(zhì)以及水對泵會造成一定的腐蝕，因此在選泵的是時候必須考慮

122、泵的耐蝕性能。</p><p><b>　　4.2選泵結(jié)果</b></p><p>　　經(jīng)過綜合以上各方面影響選泵的因素之后，符合要求的泵有兩種：一種是甘醇能量轉(zhuǎn)換泵既KIMRAY泵，另外一種是CQ系列磁力離心泵。由于KIMRAY泵沒有找到相關(guān)的泵樣本，因此筆者決定選取CQ系列磁力離心泵做為本次設(shè)計中的三甘醇循環(huán)泵。</p><p>　　CQ系

123、列磁力離心泵泵體逐漸是由主動和從動永磁鋼組成的磁性聯(lián)軸器，外磁鋼和電動機(jī)相連為主動件，內(nèi)磁鋼和葉輪相連為被動件，當(dāng)電動機(jī)啟動后，通過磁力耦合驅(qū)動葉輪同步工作。泵的結(jié)構(gòu)要點(diǎn)以靜密封取代動密封，使泵的過流部件完全處于密封狀態(tài)，從而保證介質(zhì)與外界的隔絕，徹底解決了機(jī)械密封不能解決的跑、冒、滴、漏等弊端。</p><p>　　三甘醇循環(huán)泵的選型結(jié)果如下表所示：</p><p><b>　

124、　表4-1</b></p><p><b>　　5結(jié) 論</b></p><p>　　設(shè)計在嚴(yán)格遵守行業(yè)現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范的前提下得以完成，在設(shè)計結(jié)束后，我得出了以下的結(jié)論：</p><p>　?。?）設(shè)計出來的吸收塔、重沸器以及選出來的泵能滿足天然氣溫度為40 ℃；壓力為9.5MPa；最大流量為2200×104 m3/d的處

125、理量的脫水要求。</p><p>　?。?）進(jìn)塔貧甘醇濃度和出塔富甘醇的濃度對塔板數(shù)有影響。</p><p>　?。?）塔板數(shù)的確定方法有很多種，但是這些方法都有一些不足之處。</p><p>　　（4）重沸器的通熱量采用是是經(jīng)驗(yàn)值，不是計算所得，存在較大誤差。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p&