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1、目录 1 总论总论 1 1 1 项目名称 建设单位 企业性质 1 1 2 编制依据 1 1 3 项目背景和项目建设的必要性 1 1 4 设计范围 2 1 5 编制原则 2 1 6 遵循的主要标准 规范 3 1 7 工艺路线 3 1 8 结论 3 2 基础数据及计算基础数据及计算 4 2 1 原料气和产品 4 2 2 建设规模 6 2 3 物料衡算 10 2 4 热量衡算 11 2 5 设备计算 13 2 6 工艺流程 21 3 脱水装置脱水装置 21 3 1 脱水工艺方法选择 22 3 2 流程简述 23 3 3 主要工艺设备 25 3 4 消耗指标 25 4 节能节能 27 9 1 装置能耗
2、 27 9 2 节能措施 28 5 环境保护环境保护 31 10 1 建设地区的环境现状 31 10 2 主要污染源和污染物 32 10 3 污染控制 32 第一部分 1 总论 1 11 1 项目名称 建设单位 企业性质项目名称 建设单位 企业性质 项目名称 珠海终端番禺净化厂天然气脱水项目 建设单位 中海油有限公司 企业性质 国有企业 1 21 2 编制依据编制依据 参考 中华人民共和国石油天然气行业标准天然气脱水设计及规范 中华人民共和国标准化法 中华人民共和国标准化法实施条例 化 工工业产品标准化工作管理办法 以及国家的有关规定 化工工业科技发展规 划 计划及化工生产发展规划 计划 化工
3、标准规划和化工标准体系表 跨年 度的计划项目和调整后能够转入到本年度计划的项目 上级机关及生产 科研 使用 外贸等部门和单位急需制定标准的项目 天然气是目前最具有前途的新 兴能源 1 31 3 项目背景和项目建设的必要性项目背景和项目建设的必要性 1 3 11 3 1 项目背景项目背景 中海油天然气珠海项目是由中国海洋石油总公司投资开发的项目 该项目 主要开发南海东部的番禺 30 1 和惠州 21 1 两个油气田的天然气资源 经过 海上平台预处理 通过海底长输管道 输送天然气到珠海终端进行再处理 最 后通过陆地管网输送到各用户 该项目终端用地面积约 33 万平方米 主要用于 接受海上来气和凝液
4、 经过段塞流捕集器 分子筛脱水 膨胀制冷 凝液分馏 等一系列工艺处理 从而获得天然气干气 丙丁烷 液化气 轻烃和稳定凝析 油产品 终端天然气处理能力为每年 16 亿立方米 预计 2005 年年底建成投产 它的建成 将为珠海 澳门 中山甚至整个珠江三角洲地区提供良好的工业和 城市用气 据中海油有限公司高级副总裁李宁介绍 中海油天然气珠海项目是中海油 在南海东部地区的第一个天然气项目 也是中海油实行沿海天然气发展战略的 重要组成部分 珠江三角洲是我国经济最发达的地区之一 多年来 中海油一 直在这一地区努力寻找天然气 为这一地区提供清洁的能源 今天中海油天然 气珠海项目的签订 标志着中海油向这一地区
5、提供清洁能源的项目正式启动 他表示 中海油今后将加大投资力度 与海洋石油 LNG 项目一道为这一地区提 供更清洁的能源 他同时表示 该项目将按照国际标准 高质量地精心管理 把它建设成一个现代化的 安全环保的 花园式的终端 1 3 21 3 2 项目建设的必要性项目建设的必要性 天然气中含有大量的水蒸气 天然气脱水时防止水合物形成的根本措施 天然气脱水尤其是天然气集输过程中的水蒸气去除是天然气集输系统中的关键 天然气中含有的水蒸气通常处于饱和状态 具体的含量由天然气的压力 温度 成分等条件决定 在一定的条件下 这些水蒸气的一部分可能会析出 形成液 态水 该项目为清洁能源生产 在国内外同行业种属于
6、大型工程 工程符合国家 产业政策 工程在可行性研究中 对厂址选择 工艺技术等问题都进行了充分 的考察和论证 征求了当地各级规划 环保 国土资料 文物等部分的意见 尽可能避开环境敏感点 并采取了一系列减轻环境影响及环境风险 保护生态 和防止水土流失的工程技术措施 1 41 4 设计范围设计范围 原料气处理量为30 8 104m3 d产品气产量为 40 104m3 d 1 51 5 编制原则编制原则 认真贯彻执行国家有关于环境保护的相关政策 遵守国家有关法规 规范 标准 天然气的含水量以单位体积天然气中所含的水汽量来表示的 有时也用 天然气的水露点来表示 天然气的水露点是指在一定压力条件下 天然气
7、与液 态水平衡时的温度 一般要求天然气水露点比输气管线可能达到的最低温度还 低 5 6 摄氏度 往往还要求输送温度不超过 49 C 队输送压力无严格要求 此 外 还有以下要求 操作管理方便 技术要求简单 最大程度的实现自动化控 制 管理 维护简单方便 易于长期使用 设备选型要综合考虑性能 价格因 素 设备要求高效节能 噪音低 运行可靠 维护管理简便 无二次污染 清 洁及安全生产原则 1 61 6 遵循的主要标准和范围遵循的主要标准和范围 石油天然气工程设计防火规范 GB50183 2004 1 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 GB50058 92 2 大气污染物综合排放标准 GB16297
8、 1996 及国家环境保护局环 3 函 1999 48 号 关于天然气净化厂脱硫尾气排放执行标准有关问题的复函 工业企业噪声控制设计规范 GBJ87 85 4 气田天然气净化厂设计范围 SY T0011 96 5 用标准孔板流量计测量天然气流量 SY T6143 2004 6 石油化工企业自动化仪表选型设计规范 SY3005 1999 7 石油天然气工程初步设计内容规范第三部分 天然气处理厂工程 8 SY T0082 2 2000 石油天然气工程总图设计范围 SY T0048 2000 9 中华人民共和国石油天然气行业标准天然气脱水设计规范 10 1 71 7 工艺路线工艺路线 贫甘醇 原料吸
9、收 富甘醇低压再生 缓冲 换热过滤 排污 补充甘醇 干气 1 81 8 结论结论 在昨天然气项目的时候 需要考虑到很多因素 也必须满足一定的标准原 则 同时这个项目也必须是可行的 有建设的必要性 并给出此项目的初步设 计 2 基础数据及计算 2 12 1 原料气和产品原料气和产品 原料气 湿基 1 原料气组成 组成 mol CH497 812 C2H60 569 C3H80 111 i C4H100 022 n C4H100 032 i C5H120 015 n C5H120 015 n C6H140 038 N20 976 H20 006 O2 Ar0 015 CO20 087 H2S0 0
10、00 H2O0 296 合计 100 00 注 原料气不含有有机酸 2 原料气处理量30 8 104m3 d 3 原料气湿度30 36 C 4 原料气压力2 05 2 25MPa g 5 产品 拟建天然气脱水装置产品气为干净化天然气 该产品气质量符合国家标准 天 然气 GB17820 1999 中二类气的技术指标 其有关参数如下 产品气质量40 104m3 d 产品气温度 40 C 产品气压力1 9 2 1mpa H2S 含量 20mg m3 总硫含量 以硫计 200mg m3 CO2含量 3 水露点 8 C 在 2 1mpa 条件下 2 22 2 建设规模建设规模 结合该区域内现有净化厂处理
11、能力及应急能力调配方案 本工程天然气总 处理规模确定为 308 103m3 d 年开工时间按 8000 小时计 参数的确定 进塔的贫三甘醇浓度的确定 按式 1 1 求其平衡露点 再按平衡露点由图 1 1 确定贫三甘醇进塔时的浓度 erttt 1 1 出塔吸收干气的平衡露点 et C 出塔吸收干气的实际露点 rt C 偏差值 一般为 8 11 此处取 9 t C C 8917etC 取吸收塔操作温度为 31 C 由此查得进塔的贫三甘醇浓度为 98 9 三甘醇循环量的确定 这里选用水 因为它可以满足吸收塔对甘醇循环量的要求 30 L kg 吸收塔塔板数的确定 选用泡罩塔 板效率为 25 要求的露点
12、降为 31 8 39C 在 4 14 绝 下按 1 5 块理论板 板效率为 25 实际塔板数为MPa 6 块 估计可获得露点降为 由图 1 3 吸收温度为 38时的露点降为 41 图 1 2 吸收温度C C 为 27时露点降为 38 用内插法近似求得吸收温度为 31时的露点C C C 降为 39 1 C 吸收塔压力每增加 0 698 露点降增加 0 5 图 1 3 和图 1 MPaC 4 吸收塔压力为 4 14 绝 该工程要求实际压降为 2 1 绝 MPaMPa 所以可以求得在 2 1 绝 吸收塔操作温度为 31时的露点降 MPaC 露点降 小于 40 39 1 0 5 37 6 0 689
13、C 4 14 2 1 C 同理在 4 14 绝 下按 2 块理论板 板效率为 25 实际塔板数MPa 为 8 块 估计可获得露点降为 由图 1 3 吸收温度为 38时的露点降为 40 图 1 2 吸收温度C C 为 27时露点降为 42 7 用内插法近似求得吸收温度为 31时的露C C C 点降为 39 7 C 露点降 大于 40 43 20 5 41 7 0 689 C 4 14 2 1 C 所以实际塔板数选用 7 块 可满足干气露点 8的要求 C 2 32 3 物料衡算物料衡算 2 3 1脱水量 在原料气温度为 31 原料气压力取 2 1 干气水露点在 8 查图天C MPa 然气含水量图查
14、得可知 1 6 0 12 iW 33 10kgmiW 33 10kgm 进料气含水量为 33 1600 10gm水 63 1600 10kgm 水 干气含水量为 3363 120 10120 10gmkgm 水 吸收塔的脱水量由式 1 2 求得 w q 1 2 1 6 0 12 308 18 99 2424 io w WWq kghq 吸收塔脱水量 w q kgh 进料气含水量 i W 33 10kgm 干气含水量 o W 33 10kgm 进料气流量 q 33 10 md 2 3 2 甘醇循环量 进料气带入的水量为 0 308 1600 20 53 24 kg 水 h 三甘醇循环量按脱除进料
15、气带入的全部水量计算 此法虽然保守 但却比 较安全 因此三甘醇循环流量为 3 30 20 53615 9 0 62 l hmh 贫甘醇浓度为 98 9 w 在吸收操作温度 31下的密度为 1 2C kg l 因此其质量循环流量为 615 9 1 2739 08 kg h 2 3 3 贫甘醇流量 贫甘醇浓度为 98 9 w 流量为 739 08 kg h 因此贫甘醇中的三甘醇量为 739 08 0 989730 95 kg h 贫甘醇中的水量为 739 08 0 0118 13 kg h 2 3 4 富甘醇流量 富甘醇中的三甘醇量为 730 95 kg h 富甘醇中的水量为 8 13 20 53
16、 28 66 kg hkg hkg h 因此富甘醇流量为 730 95 28 66 759 61 kg hkg hkg h 富甘醇浓度为 730 95 10096 23 759 61 kg h kg h 2 42 4 热量衡算热量衡算 2 1 12 1 1 重沸器重沸器 重沸器通常为卧式容器 既可采用火管直接加热 也可以采用水蒸气或热 油间接加热 采用三甘醇脱水 重沸器火管传热表面热流密度的正常范围是 18 一 25 最高不超过 3l 由于甘醇在高温会分解变质 因 2 kw m 2 kw m 2 kw m 此 重沸器温度最高不能超过 204 根据脱水量由下式 2 1 估算 2 1 2171274 88 RG QL 式中 脱除 1kg 水所需的重沸器热负荷 R Q kJ kg水 甘醇循环量 水 G L L kg 2171274 88 3010417 4 R QkJ kg 水 重沸器热负为 10417 4 18 99197826 426 54 95 RTRw QQqkJ hKW 考虑 10 的设计裕量 故重沸器的热负荷取 60KW 重沸器火管传热表面的热流密度取 20 5 故 2 kw m
