油氣集輸課程設(shè)計--某分子篩吸附脫水工藝設(shè)計

1、<p><b>　　《油氣集輸工程》</b></p><p><b>　　課程設(shè)計報告</b></p><p>　　設(shè)計題目:_某分子篩吸附脫水工藝設(shè)計——工藝流程及平面布置設(shè)計</p><p>　　完成日期：2012-6-19</p><p>　　指導(dǎo)教師評語: ____________

2、___________________________________________________</p><p>　　__________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3、____________________________ </p><p>　　成績（五級記分制）:______ __________ 指導(dǎo)教師（簽字）:________ ________ </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設(shè)計中原料氣壓力為3MPa， 溫度40℃，設(shè)計規(guī)模

4、為15萬方/天，要求脫水到1ppm以下。根據(jù)同組同學(xué)分離器設(shè)計、吸附塔設(shè)計、再生氣換熱器設(shè)計以及管道設(shè)計設(shè)計并繪制雙塔吸附脫水工藝流程圖。其中分離器采用立式重力型分離器，吸附塔采用4A型分子篩，換熱器使用套管式塔設(shè)備。依據(jù)工藝流程設(shè)計，考慮天然氣走向及當(dāng)?shù)仫L(fēng)向，參考《GB50350-2005 油氣集輸設(shè)計規(guī)范》以及當(dāng)?shù)氐貏莸认嚓P(guān)條件，設(shè)計出符合《石油與天然氣防火規(guī)范》、《建筑設(shè)計防火規(guī)范》、《工業(yè)企業(yè)噪聲控制規(guī)范》等有關(guān)規(guī)定的平面布置圖

5、。</p><p>　　關(guān)鍵詞：分子篩 吸附塔 平面布置 工藝流程</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒 論3</b></p><p><b>　　2 參數(shù)設(shè)計5</b></p><p>　　2.1 天然氣

6、基礎(chǔ)資料5</p><p>　　2.2 天然氣基礎(chǔ)物性資料5</p><p>　　2.3 設(shè)計范圍5</p><p>　　2.4 設(shè)計依據(jù)6</p><p><b>　　3工藝流程設(shè)計7</b></p><p><b>　　3.1設(shè)計要求7</b></p&g

7、t;<p>　　3.2 設(shè)計步驟7</p><p>　　4 選址及平面布置9</p><p>　　4.1 選址要求9</p><p>　　4.2 平面設(shè)計- 12 -</p><p>　　結(jié) 論- 13 -</p><p>　　參考文獻(xiàn)- 14 -</p><p>&l

8、t;b>　　1 緒 論</b></p><p>　　2003年我國天然氣產(chǎn)量達(dá)341億m3，消費量為301億m3，消費結(jié)構(gòu)為化工34%、工業(yè)燃料29%、城市燃?xì)?3%、發(fā)電14%。2003年化工用氣量約為102億m3，主要用于生產(chǎn)化肥。其中以天然氣為原料的合成氨和甲醇生產(chǎn)能力分別占總生產(chǎn)能力的20%和25%。</p><p>　　權(quán)威機(jī)構(gòu)分析，天然氣將是未來世界一次能源中

9、發(fā)展最快的品種，預(yù)計2001～2025年全球天然氣消費年均增長率為2.2%（而同期原油的增長率為1.9%，煤為1.6%）。2020年全球天然氣消費量將達(dá)到4.34萬億m³，比2001年增長近70%，天然氣在世界一次能源中的比例將從2001年的23%上升到2020年的25%。 </p><p>　　由此可知，提高天然氣的質(zhì)量是刻不容緩的事情。其中，天然氣脫水是提升天然氣質(zhì)量的一個重要環(huán)節(jié)。天然氣中含水量的

10、降低可以減少管輸壓力，避免生產(chǎn)水合物堵塞管道，同時也避免與天然氣中的酸性氣體如二氧化碳、硫化氫等生產(chǎn)酸性液體腐蝕管道。就目前國內(nèi)國外的技術(shù)而言，總共將天然氣脫水法分為三類：低溫脫水法、溶劑吸收脫水法、固體吸附脫水法。</p><p>　　其中，吸附是用多孔性的固體吸附劑處理氣體混合物，使其中一種或多種組分吸附于固體表面上，其他的不吸附，從而達(dá)到分離操作。水是一種強(qiáng)極性分子，分子直徑（2.76Å ～3.2

11、 Å）很小。不同的多孔性固體的孔徑是不同的，孔徑大于3.2 Å 的，都可以吸附水。吸附能力的大小與多種因素有關(guān)，主要是固體的表面力。目前工業(yè)上常用的吸附劑有活性氧化鋁、硅膠、分子篩和活性炭等。其中除活性炭外，都可以應(yīng)用于天然氣脫水。</p><p>　　本設(shè)計在前人的基礎(chǔ)上，就固體吸附脫水法進(jìn)行研究，在吸附脫水的理論基礎(chǔ)上設(shè)計出雙塔循環(huán)分子篩吸附脫水工藝流程，并選址布局。</p>

12、<p><b>　　2 參數(shù)設(shè)計</b></p><p>　　2.1 天然氣基礎(chǔ)資料</p><p><b>　　天然氣組成</b></p><p><b>　　表格 2.1</b></p><p><b>　　進(jìn)料溫度：40℃</b><

13、/p><p><b>　　進(jìn)料壓力：3MPa</b></p><p>　　設(shè)計規(guī)模：15萬方/天</p><p>　　要求脫水到1ppm以下。</p><p>　　2.2 天然氣基礎(chǔ)物性資料</p><p><b>　　表格 2.2</b></p><p>

14、;<b>　　2.3 設(shè)計范圍</b></p><p>　　根據(jù)重慶科技學(xué)院油氣集輸課程設(shè)計任務(wù)書，設(shè)計范圍為天然氣吸附脫水工藝流程圖，并根據(jù)當(dāng)?shù)氐奶鞖?、地勢進(jìn)行選址，設(shè)計平面布置圖。</p><p><b>　　2.4 設(shè)計依據(jù)</b></p><p>　　《GB50350-2005 油氣集輸設(shè)計規(guī)范》</p>

15、;<p>　　《石油與天然氣防火規(guī)范》</p><p>　　《建筑設(shè)計防火規(guī)范》</p><p>　　《工業(yè)企業(yè)噪聲控制規(guī)范》</p><p><b>　　3工藝流程設(shè)計</b></p><p><b>　　3.1設(shè)計要求</b></p><p>　?。?） 盡

16、可能采用先進(jìn)設(shè)備，先進(jìn)生產(chǎn)方法及成熟的科學(xué)技術(shù)成就，以保證產(chǎn)品質(zhì)量。</p><p>　?。?） “就地取材”，充分利用當(dāng)?shù)卦?，以便獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效果。</p><p>　?。?）所采用的設(shè)備效率高，降低原材料消耗及水電氣消耗，以使產(chǎn)品的成本降低。</p><p><b>　?。?）經(jīng)濟(jì)效益高。</b></p><p>

17、;　?。?） 充分預(yù)計生產(chǎn)的故障，以便及時處理，保證生產(chǎn)的穩(wěn)定性。</p><p>　?。?） 充分考慮天然氣進(jìn)料性質(zhì)、產(chǎn)品質(zhì)量及品種，生產(chǎn)能力及今后發(fā)展。</p><p>　?。?）設(shè)計流程盡可能采用循環(huán)法，尾氣排放符合國家環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn)。</p><p><b>　　3.2 設(shè)計步驟</b></p><p>　　3.2

18、.1 設(shè)備參數(shù)</p><p><b>　　表格 3-1</b></p><p>　　3.2.2工藝流程簡述</p><p>　　如圖3-1所示，原料氣進(jìn)入脫水站后，先經(jīng)進(jìn)口分離器脫除液態(tài)水，分離后的天然氣經(jīng)分離器上方管道由分子篩吸附塔上方進(jìn)入塔內(nèi)進(jìn)行吸附脫水。經(jīng)吸附塔脫水后的干燥天然氣經(jīng)過濾器一部分進(jìn)入外輸管網(wǎng)，一部分氣體作為再生氣，經(jīng)換熱器

19、加熱到260℃進(jìn)入再生塔，攜帶走再生塔中吸附的水蒸氣，并從吸附塔上部經(jīng)冷卻器冷卻，部分氣態(tài)水蒸氣液化，經(jīng)分離器分離后的再生氣經(jīng)壓縮匯集至進(jìn)口分離塔循環(huán)分離、脫水。整個工藝流程中，天然氣在進(jìn)口分離器出口處液態(tài)烴及液態(tài)水總含量為0.04g/m³，其中液態(tài)水含量為0.02g/m³，可以忽略。天然氣在吸附塔入口處水蒸氣含量為1.743g/m³，出口理論水蒸氣含量為0g/m³，符合干氣輸送條件。</p

20、><p><b>　　4 選址及平面布置</b></p><p><b>　　4.1 選址要求</b></p><p>　?。?）油氣集輸站場址，應(yīng)根據(jù)已批準(zhǔn)的可行性研究報告或油氣田地面建設(shè)總體規(guī)劃以及所在地區(qū)的城鎮(zhèn)規(guī)劃、兼顧集輸管道的走向確定。</p><p>　?。?）站場的面積應(yīng)滿足總平面不知道的

21、雪球，并應(yīng)節(jié)約用地。凡有荒地可利用的地區(qū)應(yīng)盡量不占用耕地，為滿足油氣田滾動開發(fā)要求，可是當(dāng)預(yù)留擴(kuò)建用地。</p><p>　?。?）工藝上相互關(guān)聯(lián)的油、氣、水處理站宜聯(lián)合建設(shè)，形成多功能的集中處理站。</p><p>　?。?）區(qū)域布置根據(jù)石油天然氣站場、相鄰企業(yè)和設(shè)施的特點及火災(zāi)危險性，結(jié)合地形與風(fēng)向等因素，合理布局。</p><p>　?。?）天然氣站場宜布置在

22、城鎮(zhèn)和居住區(qū)全年最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)。</p><p>　?。?）天然氣站場區(qū)域布置防火間距應(yīng)依照表4-1、表4-2進(jìn)行布置。</p><p>　?。?）天然氣站場布置中應(yīng)有生產(chǎn)區(qū)、辦公區(qū)、輔助生產(chǎn)區(qū)、生活區(qū)四大部分。 </p><p>　?。?）站場總平面布置應(yīng)充分利用地形，并結(jié)合氣象、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件合理，緊湊布置，節(jié)約用地。集中處理站的土地利用系數(shù)不應(yīng)小

23、于60%。</p><p>　?。?）站場總平面布置應(yīng)與工藝流程相適應(yīng)，做到場區(qū)內(nèi)外物料流向合理，生產(chǎn)管理和維護(hù)方便。宜根據(jù)不同生產(chǎn)功能和特點分別相對集中布置，形成不同的生產(chǎn)區(qū)和輔助生產(chǎn)區(qū)。集中處理站的布置也可以打破專業(yè)界線，對同類設(shè)備進(jìn)行聯(lián)合布置。</p><p>　　表4-2 石油庫內(nèi)建筑物、構(gòu)筑物之間的防火距離(m)</p><p><b>　　4.

24、2 平面設(shè)計</b></p><p>　　根據(jù)選址要求及天然氣消防安全等相關(guān)規(guī)定，繪制平面布置圖4-1所示。</p><p>　　如圖4-1所示，本站場總面積為125mX175m=21875㎡，共分為四個區(qū)域。分別是位于站場中心的生產(chǎn)區(qū)（占地約為總面積的65%），設(shè)備區(qū)（即輔助生產(chǎn)區(qū)），辦公區(qū)（包括辦公室、會議室及活動室），職工宿舍區(qū)（即生活區(qū)）。其中生產(chǎn)區(qū)與辦公區(qū)、設(shè)備區(qū)的防

25、火距離為35m至40m，與員工宿舍的防火距離約為75m。場站設(shè)西門、北門兩個門，西門主要為參觀大門，北門為員工出入后門。兩門均設(shè)置在上風(fēng)口。西門外設(shè)停車場，員工宿舍區(qū)內(nèi)設(shè)籃球場。站場內(nèi)綠化面積占總面積的10%，呈環(huán)形靠墻而建。</p><p><b>　　5 結(jié) 論</b></p><p>　　本次小組設(shè)計任務(wù)為天然氣分子篩吸附脫水工藝設(shè)計，本人具體負(fù)責(zé)工藝流程及平面

26、布置設(shè)計。在本次設(shè)計過程中，本人查閱了大量資料。從熟悉CAD操作到繪制出工藝流程圖和平面布置圖。其中，在工藝流程設(shè)計中，經(jīng)查閱資料，采用雙塔交替脫水工藝，并在吸附脫水前設(shè)置氣液分離器，先用重力式脫除液態(tài)水再用分子篩吸附塔脫除氣態(tài)水。本次設(shè)計結(jié)果，經(jīng)計算，符合脫水到1ppm以下的設(shè)計要求。</p><p>　　在平面布置圖中，根據(jù)設(shè)計規(guī)模15萬方/天設(shè)計出五級站場，并查閱相關(guān)資料設(shè)計防火距離。在平面布置圖中，總共包

27、括四個區(qū)域，既可以滿足生產(chǎn)需要，也可以滿足員工生活需要。</p><p>　　兩周的課程設(shè)計結(jié)束了，在設(shè)計過程中，與同學(xué)分工設(shè)計，相互合作完成了小組任務(wù)。課程設(shè)計是我們專業(yè)課程知識綜合應(yīng)用的實踐訓(xùn)練，通過這次課程設(shè)計，本人不僅熟練了CAD、CAXA等軟件的操作，更鞏固了專業(yè)知識，在多方面都得到了提高。通過這次的設(shè)計，綜合運用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實際知識進(jìn)行一次吸附塔工藝設(shè)計工作的實際訓(xùn)練從而培養(yǎng)和提高學(xué)生獨

28、立工作能力，鞏固與擴(kuò)充了油氣集輸課程設(shè)計等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握天然氣吸附脫水工藝流程設(shè)計的方法和步驟，清楚了怎樣確定工藝方案，提高了計算能力，繪圖能力，熟悉了規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，同時各科相關(guān)的課程都有了全面的復(fù)習(xí)，獨立思考的能力也有了提高。</p><p>　　在此感謝趙學(xué)芬老師，這次工藝流程設(shè)計及平面布置中的每個步驟都離不開您的細(xì)心指導(dǎo)。</p><p>　　同時感謝幫助過我的同學(xué)們，謝謝你們對

29、我的幫助和支持，讓我感受到同學(xué)的友誼。 </p><p>　　由于本人的設(shè)計能力有限，在設(shè)計過程中難免出現(xiàn)錯誤，懇請老師們多多指教,我十分樂意接受你們的批評與指正，本人將萬分感謝。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]梁平 王天祥.天然氣集輸技術(shù)[M].北京：石油工業(yè)出版社，2008.5</p&g