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1、目录1 总论11.1 项目名称、建设单位、企业性质11.2 编制依据11.3 项目背景和项目建设的必要性11.4 设计范围21.5 编制原则21.6 遵循的主要标准、规范31.7 工艺路线31.8结论32 基础数据及计算42.1 原料气和产品42.2 建设规模62.3 物料衡算102.4 热量衡算112.5 设备计算132.6 工艺流程213 脱水装置213.1 脱水工艺方法选择223.2 流程简述233.3 主要工艺设备253.4 消耗指标254节能279.1 装置能耗279.2 节能措施285 环境保护3110.1 建设地区的环境现状3110.2 主要污染源和污染物3210.3 污染控制3
2、2第一部分1.总论1.1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1.2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。1.3项目背景和项目建设的必要性1.3.1项
3、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301和惠州211两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，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
4、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。1.3.2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
5、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。1.4设计范围原料气处理量为30.8104m3/d产品气产量为 40104m3/d1.5编制原则 认真贯彻
6、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49C，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。1.6遵循的主要标准和范围石油天然气工程设计
7、防火规范 （GB50183-2004）爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 （GB50058-92）大气污染物综合排放标准 （GB16297-1996）及国家环境保护局环函199948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）气田天然气净化厂设计范围 （SY/T0011-96）用标准孔板流量计测量天然气流量 （SY/T6143-2004）石油化工企业自动化仪表选型设计规范 （SY3005-1999）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 （SY/T0082.2-2000）石油天然气工程总图设计范围 （SY/T0048-20
8、00）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1.7工艺路线 贫甘醇 原料吸收 富甘醇低压再生 缓冲 换热过滤 排污 补充甘醇 干气1.8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2.1原料气和产品原料气（湿基）1）原料气组成组成%（mol）CH497.812C2H60.569C3H80.111i-C4H100.022n-C4H100.032i-C5H120.015n-C5H120.015n-C6H140.038N20.976H20.006O2+Ar0.015CO20
9、.087H2S0.000H2O0.296合计100.00注：原料气不含有有机酸2） 原料气处理量30.8104m3/d3） 原料气湿度3036 C4） 原料气压力2.052.25MPa (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40104m3/d产品气温度40 C产品气压力1.92.1mpaH2S含量20mg/m3总硫含量（以硫计）200mg/m3CO2含量 3%水露点 -8 C(在2.1mpa条件下)2.2建设规模结合该区域内现有净化厂处理能力及应急能力调配方案，本工程天然气总
10、处理规模确定为308103m3/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。 （1-1）：出塔吸收干气的平衡露点，: 出塔吸收干气的实际露点，： 偏差值，一般为8 11 ，此处取9。取吸收塔操作温度为31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。吸收塔塔板数的确定：选用泡罩塔，板效率为25%。要求的露点降为：31（8）= 39在4.14（绝）下按1.5块理论板（板效率为25%。实际塔板数为6块）估计可获得露点降为：由图13，吸
11、收温度为38时的露点降为41，图12，吸收温度为27时露点降为38，用内插法近似求得吸收温度为31时的露点降为39.1。吸收塔压力每增加0.698，露点降增加0.5，图13和图14吸收塔压力为4.14（绝），该工程要求实际压降为2.1（绝），所以可以求得在2.1（绝），吸收塔操作温度为31时的露点降：露点降（小于40）同理在4.14（绝）下按2块理论板（板效率为25%。实际塔板数为8块）估计可获得露点降为：由图13，吸收温度为38时的露点降为40，图12，吸收温度为27时露点降为42.7，用内插法近似求得吸收温度为31时的露点降为39.7。露点降（大于40）所以实际塔板数选用7块，可满足干气露
12、点8的要求。2.3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查图天然气含水量图查得可知：=1.6 =0.12 进料气含水量为干气含水量为吸收塔的脱水量由式（12）求得： （12）：吸收塔脱水量，：进料气含水量，：干气含水量，：进料气流量，2.3.2甘醇循环量进料气带入的水量为：三甘醇循环量按脱除进料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：贫甘醇浓度为98.9%（w），在吸收操作温度31下的密度为1.2因此其质量循环流量为：2.3.3贫甘醇流量贫甘醇浓度为98.9%（w），流量为739.08因此贫甘醇中的三甘醇量为：贫甘醇中的
13、水量为：2.3.4富甘醇流量富甘醇中的三甘醇量为：富甘醇中的水量为：因此富甘醇流量为：富甘醇浓度为：2.4热量衡算2.1.1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，因此，重沸器温度最高不能超过204。根据脱水量由下式（21）估算： (21)式中 ：脱除1kg水所需的重沸器热负荷，： ：甘醇循环量，水重沸器热负为：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，故重沸器火管传热面积为：2.1.2贫/富甘醇换热
14、器贫/富甘醇进口与出口温度：贫甘醇进口温度199，出口温度为88；富甘醇进口温度为29，出口温度为t贫甘醇热负荷贫甘醇在平均温度为143.5的比热容为2.86，贫甘醇热负荷为：计算富甘醇出口温度假定富甘醇持股口温度为142富甘醇（96.23%）在85.5时的比热容为2.62由热量平衡确定富甘醇的出口温度，经迭代计算得：2.1.3气体/贫甘醇换热器贫甘醇负荷贫甘醇进口温度为88，出口温度为38贫甘醇在平均温度为63时的比热容为2.34，贫甘醇负荷为：气体温降由于出吸收塔的干气质量流量远大于贫甘醇质量循环流量故干气经过气体/贫甘醇换热器后的降温较小，其值可由热量平衡来确定。干气摩尔流量为：干气的摩尔热容为35 ，由热量平衡确定干气温降为
