天然气脱水设计计算(分子筛吸附塔)

天然气脱水工程设计

天然气脱水工程设计一、工程背景随着天然气的广泛应用和需求的不断增长，对天然气质量的要求也越来越高。

水分是天然气中常见的污染物之一，它会降低热值，同时在输送管道中形成水合物，对管道造成腐蚀。

因此，在天然气输送前，必须对天然气进行脱水处理。

二、脱水方法常用的天然气脱水方法有物理吸附脱水法和化学吸附脱水法。

物理吸附脱水法是利用吸附剂吸附天然气中的水分子，将其从天然气中分离出来；化学吸附脱水法是利用化学剂将天然气中的水分子转化为可分离的液体，然后通过沉降或过滤等方法将其从天然气中去除。

三、脱水工艺流程1.初级脱水：将天然气通过冷凝器冷却，使水分子与天然气中的液体相结合形成水合物，然后通过隔离器将水合物与天然气分离，并排出水分。

2.中级脱水：将初级脱水后的天然气通过填充吸附剂的吸附器，吸附剂将天然气中的水分子吸附，将干燥的天然气从吸附剂中排出。

3.精制脱水：将中级脱水后的天然气通过再生装置，使吸附剂再生并去除吸附剂上的水分，然后将天然气和再生气体分离，并排出。

四、关键设备和工程参数1.冷凝器：用于初级脱水过程中冷却天然气。

2.隔离器：用于初级脱水过程中将水合物与天然气分离。

3.吸附器：用于中级脱水过程中吸附天然气中的水分子。

4.再生装置：用于精制脱水过程中再生吸附剂并去除水分。

工程参数包括天然气流量、水合物含量、吸附剂种类和用量等。

五、安全与环保考虑在天然气脱水工程设计中，需要考虑到安全和环保因素。

例如，在设计吸附剂选择和用量时，需要考虑到吸附剂的毒性和可再生性。

此外，需要合理设计安全设备和应急措施，确保工程安全运行。

总结：天然气脱水工程设计是为了去除天然气中的水分，提高天然气质量和热值。

在设计中需要考虑脱水方法、工艺流程、关键设备和工程参数以及安全与环保因素。

通过合理的天然气脱水工程设计，可以有效提高天然气的质量和利用效率。

天然气脱水设计计算

天然气脱水设计计算天然气脱水是指通过一系列工艺步骤将天然气中的水分去除的过程。

脱水后的天然气可以提高燃烧效率、节约能源、减少设备腐蚀等。

而分子筛吸附塔作为天然气脱水的关键设备之一，其设计计算是非常重要的。

本文将以1200字以上的篇幅详细介绍天然气脱水分子筛吸附塔的设计计算。

首先是吸附塔的尺寸确定。

吸附塔的尺寸包括塔径和塔高两个方面。

塔径的确定可根据天然气的进出口流量、气液速度以及分子筛的选用情况等综合考虑。

而塔高的确定则需根据工艺要求、设备结构和成本等进行综合考虑。

其次是操作参数的选择。

操作参数包括吸附塔的压力、温度和吸附塔的进出料温度差等。

吸附塔的压力主要取决于天然气的工艺要求、设备和管道的耐压试验压力等因素。

温度的选择则需考虑气相和液相之间的传热情况以及分子筛的工作温度范围等。

进出料温度差的选择需要综合考虑传热效果、设备结构和能耗等因素。

分子筛的选择是天然气脱水分子筛吸附塔设计的重要环节之一、在选择分子筛时，需要考虑分子筛的吸附性能、吸附容量、抗污染性能、热稳定性等因素。

接下来是吸附塔的传质计算。

根据吸附原理，可使用质量平衡方程和传质方程对吸附塔进行传质计算。

传质计算主要包括吸附塔内各组分物质的传质速率计算、吸附剂的饱和度计算等。

最后是吸附塔的压降计算。

压降计算主要是通过阻力损失和黏性压降两个方面进行计算。

阻力损失包括气相的阻力损失和液相的阻力损失。

而黏性压降则是由于流体黏性引起的压降。

此外，设计计算还需要考虑吸附塔的结构和材料、运行和维护等因素。

总结起来，天然气脱水分子筛吸附塔的设计计算主要包括吸附塔的尺寸确定、操作参数的选择、分子筛的选择、吸附塔的传质计算以及塔内压降的计算等。

这些计算可以帮助确定合适的设备尺寸和操作条件，提高天然气脱水分子筛吸附塔的效率和性能，实现经济优化运行。

油气集输课程设计--某分子筛吸附脱水工艺设计

《油气集输工程》课程设计报告设计题目:_某分子筛吸附脱水工艺设计——工艺流程及平面布置设计完成日期：2012-6-19指导教师评语:_______________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________成绩（五级记分制）:______ __________指导教师（签字）:________ ________摘要本设计中原料气压力为3MPa，温度40℃，设计规模为15万方/天，要求脱水到1ppm 以下。

根据同组同学分离器设计、吸附塔设计、再生气换热器设计以及管道设计设计并绘制双塔吸附脱水工艺流程图。

其中分离器采用立式重力型分离器，吸附塔采用4A型分子筛，换热器使用套管式塔设备。

依据工艺流程设计，考虑天然气走向及当地风向，参考《GB50350-2005 油气集输设计规范》以及当地地势等相关条件，设计出符合《石油与天然气防火规范》、《建筑设计防火规范》、《工业企业噪声控制规范》等有关规定的平面布置图。

关键词：分子筛吸附塔平面布置工艺流程目录1 绪论 (3)2 参数设计 (4)2.1 天然气基础资料 (4)2.2 天然气基础物性资料 (4)2.3 设计范围 (4)2.4 设计依据 (5)3工艺流程设计 (6)3.1设计要求 (6)3.2 设计步骤 (6)4 选址及平面布置 (8)4.1 选址要求 (8)4.2 平面设计.................................................................................................................................... - 11 - 结论............................................................................................................................................... - 12 - 参考文献 ........................................................................................................................................ - 13 -1 绪论2003年我国天然气产量达341亿m3，消费量为301亿m3，消费结构为化工34%、工业燃料29%、城市燃气23%、发电14%。

分子筛脱水计算

1.分子筛脱水工艺参数：处理量100410⨯Nm 3/d （0℃，101325Pa ），即4.1667410⨯Nm 3/h吸附周期：T=8小时分子筛有效吸附容量：取8kgH 2O/100kg 分子筛按全部脱去考虑，需脱水量：h kg /53.809663.024101004=⨯⨯（0℃？，101325Pa ）。

操作周期T=8h ，总共脱水：kg 24.64453.808=⨯。

天然气的压缩系数Z=0.9023。

则操作条件下气体量：Q=877.74m 3/h （30℃，4.5MPa ），工况下密度为3g m /kg 89.33=ρ（30℃，4.5MPa ），所以，气体质量流量：h kg G g /34.29743=。

已知3b m /kg 660=ρ，m 0032.0D p =即可根据雷督克斯的半经验公式求得吸附塔直径，半经验公式如下：()5.0p g b D C G ρρ= 式中 G ——允许的气体质量流速，)s m /(kg 2⋅；C ——系数，气体自上向下流动，取0.25~0.32；自下向上流动，取0.167； b ρ——分子筛的堆密度，kg/3m ；g ρ——气体在操作条件下的密度，kg/3m ；D p ——分子筛的平均直径（球形）或当量直径（条形），m 。

因此，())/(525.164010032.089.3366029.0360025.0h m kg G ⋅=⨯⨯⨯⨯=吸附塔的截面积：m F 8134.1525.1640134.29743=÷=。

直径：m D 52.1)785.0/8134.1(5.0==，取 1.5m 。

则，F=1.76625m 2，气体流速s m h m v g /138.0/951.49676625.1/74.8772===（30℃，4.5MPa ）。

吸附器高径比计算原料气饱和水含量 mol%为0.001112原料气的摩尔流量为1736.835 kgmole/hh kg /76.34018.01000835.1736001112.0=⨯⨯⨯操作周期T=8h ，总共脱水：kg 12.27876.348=⨯分子筛有效吸附容量取8kg （水）/100kg （分子筛），吸附塔需装分子筛：kg 358908.0/12.287=，其体积为344.5660/3589m V ==，床层高m F V H 08.376625.144.5===，取3m.高径比约25.1/0.3=。

某分子筛吸附脱水工艺设计——再生工艺计算

重庆科技学院《油气集输工程》课程设计报告学院: 石油与天然气工程学院专业班级:学生姓名:学号:设计地点（单位） K804 设计题目: 某分子筛吸附脱水工艺设计——再生工艺计算完成日期：年月日指导教师评语:成绩（五级记分制）:指导教师（签字）:________________摘要井口流出的天然气几乎都为气相水所饱和，甚至会携带一定量的液态水。

天然气中水分的存在往往会造成严重的后果：含有CO2和H2S的天然气在有水存在的情况下形成酸而腐蚀管路和设备；在一定条件下形成天然气水合物而堵塞阀门、管道和设备；降低管道输送能力，造成不必要的动力消耗。

水分在天然气的存在是非常不利的事，因此，需要脱水的要求更为严格。

天然气脱水的方法一般包括低温法、溶剂吸收法、固体吸附法、化学反应法和膜分离法等。

低温法脱水是利用高压天然气节流膨胀降温或利用气波机膨胀降温而实现的，这种工艺适合于高压天然气；而对于低压天然气，若要使用则必须增压，从而影响了过程的经济性。

溶剂吸收法和固体吸附法目前在天然气工业中应用较广泛。

本文主要研究固体吸附法脱水。

固体吸附法就是利用多孔固体颗粒选择性地吸附流体中一定组分在其内外表面上，从而使流体混合物得以分离的方法。

具有一定吸附能力的固体材料称为吸附剂，被吸附的物质称为吸附质。

而本文的固体吸附剂以分子筛作为探讨的对象。

分子筛具有很好的选择吸附性、在高温下吸附脱水等优点，尤其是在气体和液体进行深度脱水时特别适合。

分子筛在使用过程中被气体中所含水量饱和，为了使分子筛能够继续循环使用，就有了分子筛的再生工艺过程。

本文主要通过选取合适的分子筛然后计算分子筛的吸附水量，和吸附的双塔轮换过程和轮换时间，通过要脱附的水量计算出再生气的气量以及冷凝气的气量，和所需加热炉的热量，以此来探讨分子筛的再生工艺过程。

关键词：分子筛再生工艺再生气冷凝气热量目录摘要 (2)1 绪论 (4)1.1 国内外现状 (4)1.2脱水系统吸附剂的选择 (5)1.3分子筛的种类与特点 (5)1.4 分子筛吸附脱水原理流程 (7)1.4.1 吸附周期 (8)1.4.2 再生过程 (8)1.4.3 再生操作 (9)1.4.4 再生加热与冷却 (10)2 再生工艺计算 (11)2.1物性基础 (11)2.1.1天然气的基本组成 (11)2.1.2工艺选择 (12)2.2 在生热负荷计算 (12)2.3 再生气量计算 (14)2.3 冷却气量计算 (15)2.4再生气空塔速度计算 (16)3 总结 (18)参考文献 (19)1 绪论1.1 国内外现状天然气作为清洁优质能源，在近年来，其世界总气产量和消费量呈持续增长的趋势。

天然气脱水塔的设计

天然气脱水塔的设计天然气脱水塔是一种用于将天然气中水分去除的设备。

由于天然气中含有大量的水分，如果不在恰当的地方进行脱水处理，会对接下来的输送、储存、使用等环节带来影响。

因此，在天然气输送、储藏、使用中，天然气脱水塔的设计至关重要。

1、除冰水析出法该方法主要是根据天然气中水分的结晶温度较低而采用的。

在该方法中，通过降低天然气的压力，使天然气中的水分冷凝为水，然后通过分离器将水分与天然气分离。

这种方法的缺点是对于水含量很少的天然气无法使用。

2、吸附剂法吸附剂法主要采用膨胀剂、沸石、硅胶等吸附剂吸附天然气中的水分。

在该方法中，天然气输入脱水塔后，通过吸附剂与水分接触，从而把水分吸附到吸附剂上，从而达到脱水的目的。

该方法的优点是脱水效果显著，适用于任何水含量的天然气，但也存在着吸附剂的饱和和替换、再生等问题，需要定期更换和维护。

3、分子筛法分子筛法主要是通过使用分子筛材料对天然气中的水分进行吸附，从而实现脱水的功能。

该方法广泛应用于天然气脱水塔中，因为该方法具有高效、立体排列、容易维护等优点。

1、塔内结构设计在天然气脱水塔的设计中，塔内结构设计至关重要。

首先，塔体应保证结构的牢固性和耐腐蚀性。

其次，应该根据天然气脱水的要求，将塔体内部分成不同的区域，如进气区、脱水区、分离区、底部排水区等。

三个区域之间应该使用离子丝屏隔离，以防塔内吸附剂的交叉污染。

2、进气方式的设计进气口是天然气脱水塔的重要组成部分。

天然气在进入脱水塔之前，往往需要经过除尘等预处理。

其次，进气流量和压力也会对脱水效果产生影响。

在设计进气口时，应考虑到这些因素，并进行相应的调整。

3、吸附剂的选择吸附剂的选择是影响天然气脱水效果的关键因素之一。

不同的吸附剂对水分的亲和力不同，对天然气纯度和干度的要求也并不相同。

因此，在选择吸附剂时，应考虑到天然气的水含量、压力、温度等因素，并进行相应的挑选。

4、脱水塔维护和清洗天然气脱水塔在投用后，往往需要定期进行维护和清洗。

天然气脱水塔的设计

天然气脱水塔的设计天然气在开采、输送和储存过程中，常常伴随着水蒸气的存在。

由于水蒸气对输气系统和储气设施的安全性和运行稳定性有较大的影响，因此需要对天然气中的水蒸气进行脱除。

而天然气脱水塔则是实现这一目标的关键设备之一。

本文将对天然气脱水塔的设计进行介绍。

一、脱水原理天然气中的水蒸气是由地下储层中的水汽、生产工艺中的水汽以及输气过程中的蒸汽所引入的。

天然气中的水蒸气会造成管道、阀门和储气设施的腐蚀，同时也会影响天然气的燃烧性能和质量。

在对天然气进行储存、加工和运输时，必须将其中的水蒸气脱除。

常见的脱水方法包括物理法、化学法和吸附法等。

物理法通常采用冷凝、膜分离和吸附等手段，化学法则利用化学物质与水蒸气进行反应，实现水蒸气的脱除，而吸附法则是利用固体吸附剂对水蒸气进行吸附。

天然气脱水塔通常采用冷凝和吸附结合的方式进行脱水。

其基本原理是利用塔内的填料和冷却介质，以及适当的操作参数，将天然气中的水蒸气以冷凝的形式从天然气中分离出来，同时通过填料和吸附剂将残留的水分也吸附并分离出来。

二、塔内结构设计天然气脱水塔的设计需要考虑塔内结构、填料、冷却介质、温度和压力控制等因素。

塔内结构设计包括塔的尺寸、高度、塔板、进出口、分离区域以及填料层等。

1. 尺寸和高度：塔的尺寸和高度需根据处理的气量和脱水效果来确定。

一般情况下，较大的气量和较高的含水量需要相对较大的塔体积和高度，以保证充分的分离和脱水效果。

2. 塔板和填料：塔内通常设置塔板来分隔塔体积，防止气液流速过大破坏分离效果。

填料选用对水蒸气有良好吸附和冷凝效果的材料，如硅胶、活性炭等。

3. 进出口设计：进出口的位置和尺寸需考虑天然气流动的均匀性和减小冲击，同时也要防止气液泡沫的产生。

4. 分离区域：为了保证天然气和水蒸气的充分接触和分离，需要在塔内设置合适的分离区域，使气液分离效果得到最大程度的发挥。

三、冷却介质和温度控制天然气脱水塔通常采用冷却介质来降低天然气中水蒸气的温度，促使其冷凝和分离。

某分子筛吸附脱水工艺设计——再生工艺计算(内容清晰)

重庆科技学院《油气集输工程》课程设计报告学院: 石油与天然气工程学院专业班级:学生姓名:学号:设计地点（单位） K804 设计题目: 某分子筛吸附脱水工艺设计——再生工艺计算完成日期：年月日指导教师评语:成绩（五级记分制）:指导教师（签字）:________________摘要井口流出的天然气几乎都为气相水所饱和，甚至会携带一定量的液态水。

天然气中水分的存在往往会造成严重的后果：含有CO2和H2S的天然气在有水存在的情况下形成酸而腐蚀管路和设备；在一定条件下形成天然气水合物而堵塞阀门、管道和设备；降低管道输送能力，造成不必要的动力消耗。

水分在天然气的存在是非常不利的事，因此，需要脱水的要求更为严格。

天然气脱水的方法一般包括低温法、溶剂吸收法、固体吸附法、化学反应法和膜分离法等。

低温法脱水是利用高压天然气节流膨胀降温或利用气波机膨胀降温而实现的，这种工艺适合于高压天然气；而对于低压天然气，若要使用则必须增压，从而影响了过程的经济性。

溶剂吸收法和固体吸附法目前在天然气工业中应用较广泛。

本文主要研究固体吸附法脱水。

固体吸附法就是利用多孔固体颗粒选择性地吸附流体中一定组分在其内外表面上，从而使流体混合物得以分离的方法。

具有一定吸附能力的固体材料称为吸附剂，被吸附的物质称为吸附质。

而本文的固体吸附剂以分子筛作为探讨的对象。

分子筛具有很好的选择吸附性、在高温下吸附脱水等优点，尤其是在气体和液体进行深度脱水时特别适合。

分子筛在使用过程中被气体中所含水量饱和，为了使分子筛能够继续循环使用，就有了分子筛的再生工艺过程。

本文主要通过选取合适的分子筛然后计算分子筛的吸附水量，和吸附的双塔轮换过程和轮换时间，通过要脱附的水量计算出再生气的气量以及冷凝气的气量，和所需加热炉的热量，以此来探讨分子筛的再生工艺过程。

关键词：分子筛再生工艺再生气冷凝气热量目录摘要 (2)1 绪论 (4)1.1 国内外现状 (4)1.2脱水系统吸附剂的选择 (5)1.3分子筛的种类与特点 (6)1.4 分子筛吸附脱水原理流程 (7)1.4.1 吸附周期 (8)1.4.2 再生过程 (8)1.4.3 再生操作 (9)1.4.4 再生加热与冷却 (10)2 再生工艺计算 (12)2.1物性基础 (12)2.1.1天然气的基本组成 (12)2.1.2工艺选择 (12)2.2 在生热负荷计算 (13)2.3 再生气量计算 (15)2.3 冷却气量计算 (16)2.4再生气空塔速度计算 (17)3 总结 (19)参考文献 (20)1 绪论1.1 国内外现状天然气作为清洁优质能源，在近年来，其世界总气产量和消费量呈持续增长的趋势。

小知识,天然气分子筛脱水工艺的流程简介

小知识，天然气分子筛脱水工艺的流程简介流程的选择假设湿净化气流量为100×104m3/d（20℃、101.325kPa标准状态下）。

对于这样规模较大的分子筛脱水装置，可以采用2个吸附塔或3个吸附塔两种方案（分别简称两塔方案、三塔方案）。

而相同工艺不同方案的操作情况与投资数据却完全不同，现将两塔方案、三塔方案的操作情况与投资情况进行比较，从而选择出最佳方案。

在两塔流程中，一塔进行脱水操作，另一塔进行吸附剂的再生和冷却，然后切换操作。

在三塔或多塔流程中，切换的程序有所不同，通常三塔流程采用一塔吸附、一塔再生、一塔冷吹同时进行。

三塔方案（常规）时间分配表吸附器0～8h8～16h16～24h分子筛脱水塔A吸附加热冷却分子筛脱水塔B冷却吸附加热分子筛脱水塔C加热冷却吸附由表1-1可以看出，在三塔方案中，加热炉连续工作，并且冷吹再生时间长，期间的加热、冷却功率相对较小，三塔流程灵活性较高。

表1-2 两塔方案（常规）时间分配表吸附器0～8h8～16h分子筛脱水塔A吸附加热/冷却分子筛脱水塔B加热/冷却吸附由表1-2可以看出，分子筛两塔脱水装置运行时，始终保持一塔处于吸附状态，另一塔处于再生状态。

因此，加热炉操作不连续，点火、停炉频繁，不利于装置的长周期正常、平稳运行，且会造成一定的热损失。

但两塔流程简单，其吸附时间增长，能耗大大降低。

两塔流程较三塔流程减少1座吸附塔，大大节约了设备采购费用。

由于设备数量的减少，操作维护费用也将大大降低。

同时，由于减少了设备、工艺管线的数量，实际上也相应削减了管线、设备穿孔泄露的风险，提高了安全可靠性。

且吸附、再生、冷却过程为密闭过程，对环境污染少。

两塔流程由装填有分子筛的两个塔组成,假设塔2在进行干燥,塔1在进行再生。

在再生期间,所有被吸附的物质通过加热而被脱吸,为该塔的下一个吸附周期作准备。

湿原料气一般经原料气过滤分离器,除去携带的液滴后自上而下地进入分子筛脱水塔(塔2),进行脱水吸附过程。

《油气集输工程》某分子筛吸附脱水工艺设计——吸附工艺计算及吸附塔设计解析

重庆科技学院《油气集输工程》课程设计报告学院:_石油与天然气工程学院专业班级:油气储运08学生姓名:学号:设计地点（单位）__ E406、E404____________设计题目:__ 某分子筛吸附脱水工艺设计_——吸附工艺计算及吸附塔设计__完成日期： 2011 年 6 月16日指导教师评语: ______________________ _________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________ _成绩（五级记分制）:______ __________指导教师（签字）:________ ________摘要吸附脱水就是利用某些多孔性固体吸附天然气中的水蒸气。

气体或液体与多孔的固体颗粒表面相接触，气体或液体与固体表面分子间相互作用而停留在固体表面上，使气体或液体分子在固体表面上浓度增大的现象。

常用的固体吸附剂有活性铝土、活性氧化铝、硅胶和分子筛。

分子筛吸附脱水目前国外引进的，国内自行设计的都是固定床式，为保证连续工作，至少需要两塔，经常采用的是两塔或三塔。

在两塔流程中，一塔进行吸附，另一踏再生和冷却。

在三塔流程中，一塔吸附，一塔再生加热，一塔冷却。

在工艺相同的情况下，考虑到经济性，分子筛吸附脱水工艺设计中常用的是两塔脱水工艺。

关键字：吸附工艺分子筛吸附器结构1.分子筛是一种人工合成的无机吸附剂，是一种高效、高选择性的固体吸附剂。

分子筛是人工晶体型硅铝酸盐，依据其晶体内部孔穴的大小而吸附或排斥不同物质的分子，因而被形象地称为“分子筛”。