《(2020年){生产工艺技术}万方天天然气三甘醇脱水装置工艺设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《(2020年){生产工艺技术}万方天天然气三甘醇脱水装置工艺设计（53页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、生产工艺技术万方天天然气三甘醇脱水装置工艺设计摘要天然气是一种烃类混合气体，主要由低分子饱和烃为主的烃类气体与少量非烃类气体组成。作为井流物的天然气总是被水所饱和的，为了达到商品天然气的管输水露点要求，必须将天然气中的水分脱除到一定的程度。天然气脱水属于天然气处理内容之一，常用的脱水方法有低温分离脱水、溶剂吸收法脱水和固体吸附法脱水等，其中溶剂吸收法脱水中的三甘醇脱水工艺应用最为普遍。文章根据天然气站场的原料气条件和脱水要求，综合考虑工艺要求和经济影响，采用三甘醇溶剂吸收法脱水和汽提法再生工艺，借助于流程模拟软件HYSYS进行模拟计算，通过对三甘醇脱水工艺参数的选择和相关设备尺寸的估算，对整个
2、工艺中的吸收塔进行了物料衡算，对塔高、塔径进行了确定，对塔板各项参数的计算及相关设备的选型，设计出了符合原料气脱水要求及天然气脱水工艺规范的脱水工艺流程及装置。并通过对工艺方法和工艺参数的详细分析，验证了文章中天然气站场脱水工艺设计的合理性。关键词：天然气三甘醇脱水再生汽提流程模拟AbstractNaturalgasisakindofhydrocarbongasmixture,mainlybythelowmolecularsaturatedhydrocarbonswithsmallamountsofhydrocarbongasesmainlyposedthehydrocarbongases.A
3、swellflowcontentofnaturalgasisalwayswater,inordertoachievesaturationofmercialnaturalpipe-conveyingwaterdemand,mustwilldewpointthemoistureremovalofnaturalgastoacertainextent.Naturalgasdehydrationbelongtooneofthenaturalgasprocessingcontent,themonlyuseddehydrationmethodhaslowtemperatureseparationdehydr
4、ation,solventabsorptiondehydrationandsolidadsorptiondehydrationetc,whicharethreeofsolventabsorptiondehydrationdehydratetechniqueglycolarewidelyused.Accordingtothegasstationmaterialsgasconditionsanddehydrationrequirements,prehensiveconsiderationoftheprocessrequirementandeconomicimpact,adoptthreedegso
5、lventabsorptiondehydrationandsteamlatifahregenerationprocess,HYSYSbyprocesssimulationsoftwaretosimulatecalculation,throughthreedegdehydrationprocessparameterselectionandrelatedequipmentsizeforthewholeprocess,estimatedtheabsorptiontower,thematerialbalanceoftowerishigh,towerdiametertodeterminetheparam
6、eters,calculationoftowerboardandrelatedequipmentselection,designthefeedgasdehydrationconformwiththerequirementsandgasdehydrationprocessspecificationdehydrationprocessandequipment.Andthroughtheprocessandtheprocessparametersofadetailedanalysis,andverifiesthearticlesinthegasstationandtherationalityofth
7、edesignofdewateringprocess.Keyword:NaturalgasthreedegdehydrationregenerationsteamstrippingProcesssimulation目录1 绪论11.1天然气概述11.2 天然气的组成与分类11.2.1 天然气的组成21.3 天然气的主要用途21.4天然气净化的目的意义21.5天然气脱水41.5.1 天然气含水量41.6天然气水合物71.6.1 天然气水合物的结构71.6.2 水合物的生成条件71.6.3 天然气水合物的防止措施72 天然气脱水的工艺92.1天然气脱水方法92.2.脱水工艺流程设计112.2.1
8、脱水装置设计112.3天然气脱水工艺发展方向162.3.1天然气膜法脱水162.3.2天然气超音速法脱水183脱水工艺计算203.1原料气及净化气气质203.1.1原料气203.1.2脱水后净化气的气质条件203.2脱水依据203.2.1 贫三甘醇浓度的确定203.2.2 三甘醇循环量的确定213.2.3 吸收塔塔板数的确定：213.3物料衡算243.3.1 脱水量243.2.2 三甘醇循环流量243.2.3 贫三甘醇流量253.2.4 富三甘醇流量253.3 吸收塔253.3.1 直径253.3.2 泡罩塔板主要结构参数及选用263.3.3 板面布置283.3.4 吸收塔高度313.4 热量
9、衡算313.4.1 重沸器313.4.2 贫/富甘醇换热器313.4.3 气体/贫甘醇换热器323.5 设备计算及选型323.5.1 精馏柱323.5.2 甘醇泵323.6 脱水段数据汇总334三甘醇脱水影响因素分析354. 1吸收塔塔盘数对脱水效果的影响364. 2湿气入口温度对脱水效果的影响374. 3湿气含水量对脱水效果的影响374. 4汽提气流量对脱水效果的影响395总结41谢辞42参考文献43附录446100万方/天天然气三甘醇脱水工艺1绪论1.1天然气概述天然气系古生物遗骸长期沉积地下，经慢慢转化及变质裂解而产生之气态碳氢化合物，具可燃性，多在油田开采原油时伴随而出。天然气蕴藏在地
10、下约30004000米之多孔隙岩层中，主要成分为甲烷，比重0.65，比空气轻，具有无色、无味、无毒之特性，天然气公司皆遵照政府规定添加臭剂，以便用户嗅辨。依天然气蕴藏状态，又分为构造性天然气、水溶性天然气、煤矿天然气等三种。而构造性天然气又可分为伴随原油出产的湿性天然气、与不含液体成份的干性天然气。天然气主要有以下几个用途：（1）天然气发电，具有缓解能源紧缺、降低燃煤发电比例，减少环境污染的有效途径，且从经济效益看，天然气发电的单位装机容量所需投资少，建设工期短，上网电价较低，具有较强的竞争力。（2）天然气化工工业，天然气是制造氮肥的最佳原料，具有投资少、成本低、污染少等特点。天然气占氮肥生产
11、原料的比重，世界平均为80%左右。（3）城市燃气事业，特别是居民生活用燃料。随着人民生活水平的提高及环保意识的增强，大部分城市对天然气的需求明显增加。天然气作为民用燃料的经济效益也大于工业燃料。（4）压缩天然气汽车，以天然气代替汽车用油，具有价格低、污染少、安全等优点。目前人们的环保意识提高，世界需求干净能源的呼声高涨，各国政府也透过立法程序来传达这种趋势，天然气曾被视为最干净的能源之一，再加上1990年中东的波湾危机，加深美国及主要石油消耗国家研发替代能源的决心，因此，在还未发明真正的替代能源前，天然气需求量自然会增加。1.2天然气的组成与分类广义的天然气是指在自然界中天然生成的气体化合物。
12、而就狭义而言，天然气是气态的石油，是专指岩石圈中生成并蕴藏的以气态烷烃混合物为主的可燃性气体，有时为纯气态气藏，有时与石油伴生，并通过油气井开采出来，是一种洁净、方便、高效的优质能源，也是优良的化工原1.2.1天然气的组成石油和天然气都是以烃类为主，其组成从甲烷（CH4）到33个碳原子的石蜡烃和22个或更多碳原子的芳香烃。石油主要是含4个或更多碳原子的液烃，而天然气是以低分子饱和烃为主的烃类气体与少量非烃类气体组成的混合气体，是一种低相对密度、低粘度的流体。天然气中的烃类基本上是烷烃，通常以甲烷为主，还有乙烷、丙烷丁烷、戊烷以及少量的己烷以上烃类（C6+）。在大多数天然气中还存在着痕量的不饱和
13、烃，如乙烯、丙烯、丁烯，偶尔还含有极少量的环烷烃和芳香烃，如环戊烷、环己烷、苯、甲苯等。天然气中的非烃类气体，一般为少量的氮气、氧气、氢气、二氧化碳、水蒸气、硫化氢以及硫醇、硫醚、二硫化碳等有机硫化物，有时也含有微量的稀有气体如氦、氩、氙等。1.3天然气的主要用途1、天然气发电，具有缓解能源紧缺、降低燃煤发电比例，减少环境污染的有效途径且从经济效益看，天然气发电的单位装机容量所需投资少，建设工期短，上网电价较低，具有较强的竞争力2。2、天然气化工工业，天然气是制造氮肥的最佳原料，具有投资少、成本低、污染少等特点。天然气占氮肥生产原料的比重，世界平均为80%左右。3、城市燃气事业，特别是居民生活
14、用燃料。随着人民生活水平的提高及环保意识的增强，大部分城市对天然气的需求明显增加。天然气作为民用燃料的经济效益也大于工业燃料。4、压缩天然气汽车，以天然气代替汽车用油，具有价格低、污染少、安全等优点。目前人们的环保意识提高，世界需求干净能源的呼声高涨，各国政府也透过立法程序来传达这种趋势，天然气曾被视为最干净的能源之一，再加上1990年中东的波斯湾危机，加深美国及主要石油消耗国家研发替代能源的决心，因此，在还未发现真正的替代能源前，天然气需求量自然会增加。1.4天然气净化的目的意义天然气是一种洁净、方便、高效的优质燃料，也是重要的化工原料。具有明显的社会效益，环境效益和经济效益。1993年统计
15、全世界天然气总产量为266338108m3，销售量为21582.7108m3。主要产气国家的产气量及销售量如表l-1所示。相对于煤炭来说天然气更加安全、环保，加强天然气市场培育，有利于世界能源结构的改善，能够满足发展中国家和地区对能源的急迫需求，而且对煤炭和石油将起到重要的替代和补充作用3。表1-1主要产气国家的产气量及销售量国家产气量，108m3销售量，108m3前苏联7781.47577.4美国6488.05225.0加拿大1707.11387.5荷兰840.1810.1阿尔及利亚1307.0570.0英国736.2654.9印度尼西亚742.0558.0墨西哥371.4262.6罗马尼亚214.9211.9沙特阿拉伯673.0359.0挪威415.8273.8阿根廷202.5153.5阿联酋264.7241.4委内瑞拉424.8216.0意大利194.0194.0澳大利亚236.7222.3德国193.8186.8马来西亚253.2249.2中国158.1158.1天然气中主要有害杂质为水、二氧化碳、硫化氢及各种形态的硫化物。水在一定温
