吸附脱水工艺计算
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=。
第五章 吸附法脱水
附量叫动态（穿透）吸附量。
三、吸附过程计算 1. 吸附剂的有效湿容量：在天然气吸附脱水过程中，吸附剂的有效吸附 量计算公式如下：
XhT X S hT 0.45hZ X S
式中：X－吸附剂的有效湿容量，kg水／100kg吸附剂； Xs－吸附剂的平衡湿容量， kg水／100kg吸附剂；
hT－床层长度，m ；hZ－传质区长度，m
表5－10 吸附剂颗粒类型常数
吸附剂颗粒类型 B Φ3.2mm球状 4.155 Φ3.2mm条状 5.357 Φ1.6mm球状 11.278 Φ1.6mm条状 17.660
而且比湿溶量相同的硅胶(在t≤30℃时与活性氧化铝具有相同平衡湿容量) 也低。 由于活性氧化铝与4A分子筛组成的复合固体吸附剂床层具有以上持点， 故近几年来在天然气脱水中得到广泛应用。
第二节固定床吸附过程特性及计算
吸附剂床层内的吸附过程 几个概念 吸附过程计算 干燥器工艺计算
再生过程工艺计算
其中，M－金属离子，可以是K＋、Na＋、Ca＋等
n－离子的价数； X－称为硅铝比
2. 分子筛的结构特点： 具有许多排列整齐，大小均一的孔道。孔道之间通过孔口相互联结， Байду номын сангаас口大小与分子大小相近。 分子筛的类型 硅铝比(X)不同,分子筛类型不同,分为 A、X、Y型分子筛； 金属离子不同，分子筛孔口直径不同，同类分子筛又有不同的牌号； 例如：3A，4A，5A型分子筛等。对不同类型分子筛可总结为：
用于有液态水的气体脱水。
四、复合固体吸附剂 复合固体吸附剂就是同时使用两种或两种以上的吸附剂，通常是将硅 胶或活性氧化铝与分子筛串联使用，湿气先通过硅胶或活性氧化铝床层，
再通过分子筛床层；目前．天然气脱水普遍使用活性氧化铝和4A分子筛串
吸附法脱水
2. 分子筛的结构特点： 具有许多排列整齐，大小均一的孔道。孔道之间通过孔口相互联结， 孔口大小与分子大小相近。 分子筛的类型 硅铝比(X)不同,分子筛类型不同,分为 A、X、Y型分子筛； 金属离子不同，分子筛孔口直径不同，同类分子筛又有不同的牌号； 例如：3A，4A，5A型分子筛等。对不同类型分子筛可总结为：
三、分子筛
1. 分子筛吸附剂的化学组成 目前常用的分子筛系人工合成沸石，是一种硅铝酸盐晶体，由SiO4和 AlO4四面体组成。在分子筛晶体中存在着金属阳离子，以平衡AlO4四面 体中多余的负电荷。分子筛化学结构式如下：
M 2/ n Al2O3 XSiO2 YH 2O
其中，M－金属离子，可以是K＋、Na＋、Ca＋等
Å ）、CH4直径小于3 Å的分子进入孔道。（不吸附乙烷） 4A分子筛：只允许H2O、CH4、C2H6、CO2、H2S 等直径小于4 Å的分
子进入孔道吸附（不吸附丙烷）。若希望同时吸附CO2和H2S，则不应选 择3A而应选择4A分子筛。
5A分子筛：允许各中直链烷烃进入孔道。常用于正、异构烷烃分离， 用于天然气脱水则选择性差（失去了筛选作用，只靠极性差别吸附）不 作为干燥吸附剂用。
（4）使用寿命较长：由于分子筛可有选择性地吸附水，可避免因重烃 共吸附而使吸附剂失活，故可延长分子筛的寿命。
（5）分子筛不易被液态水破坏 由于分子筛不易被液态水破坏。故可 用于有液态水的体吸附剂的特点 复合固体吸附剂就是同时使用两种或两种以上的吸附剂，通常是将硅 胶或活性氧化铝与分子筛串联使用，湿气先通过硅胶或活性氧化铝床层， 再通过分子筛床层；目前．天然气脱水普遍使用活性氧化铝和4A分子筛串 联的双床层，其特点如下所述。 （1)既可以减少投资，又可保证干气露点。 (2)活性氧化铝可作为分子筛的保护层。当气体中携带有液态水、液烃、 缓蚀剂及胺类化合物时，位于上部床层的活性氧化铝除用于气体脱水外， 还可作为下部分子筛床层的保护层。
天然气脱水设计计算(分子筛吸附塔)
三：床层
长度的计
算
原料气的
饱和含水
量
g/1000m3气体流动
系数C：
从上到下
(0.25~0.3
2);从下到
上0.1670.29需脱除水量Kg/hr
分子筛堆
积密度：
Kg/m3660操作周期天然气工
作状态下
的密度：
Kg/m348.26733总共需脱水量Kg
天然气工
作压力：
Mpa 4.3天然气的压缩系数
分子筛的
平均直
径：Dp
m0.0032工作状态下气体量m3/s
允许气体质量流
速：G
Kg/(m*S) 5.437166工作温度0K
空塔流速：W0
m/s
0.112647
分子筛有
效吸附容
积Kg水
/100Kg分
子筛一：吸附周期：两塔--8小时。
三塔--24小时。
二：吸附器直径：
天然气脱水计算（分子筛吸附塔）
气体处理
量
104m3/d2所需分子筛重量Kg
气体质量
流量Kg/s0.248016所需分子筛体积m3
气体分子
量24床层高度m
空塔截面
积m20.045615高径比吸附塔直
径Dm0.241056
确定塔的
直径Dm0.241056
实际塔截
面积m20.043581
实际气体
流速m/s0.117904
）
1200
1
8
8
0.86
0.01
303
8
100 0.15 3.48 14.4。
第7章 天然气的脱水
3、吸收塔塔板数的确定
Kremser-Brown方程
y N 1 y1 A A 实际吸水量 N 1 y N 1 y0 A 1 理论吸水量
N 1
式中 yN+1——进吸收塔湿原料气中水的摩尔分数
y1——离开吸收塔干气中水的摩尔分数
y0——当离塔干气与进塔贫三甘醇溶液处于平衡时，干气 中水的摩尔分数 N——吸收塔理论塔板数 A——吸收因子
19
问题
影响三甘醇脱水关键因素是什么？ 三甘醇贫液浓度
20
提高三甘醇贫液浓度的方法
(1) 减压再生 可将三甘醇提浓至 98.5% （质）以上。 但减压系统比较复杂，限制了该法的应用。 (2) 气体汽提 典型流程见图7-7。 气体汽提是将甘醇溶液同热的汽提气接 触，以降低溶液表面的水蒸气分压，使甘 醇溶液得以提浓到 98.5%( 质 ) 以上。此法是 现行三甘醇脱水装置中应用较多的再生方 21 法。
其中 Q——被处理气体的体积流量，基米3/天， ——天然气相对密度（空气相对密度为1.0） Mn——被处理气体的分子量
52
二、三甘醇再生系统的计算
1．再生系统操作条件的确定
(1)再生温度和压力
再生温度和压力 一般采用常压再生 。 常压下，三甘醇的热分解温度约为 206C。因而重沸器的温度不应高于此值， 通 常 为 191 ～ 193C ， 最 高 不 应 超 过 204C 。
53
(1)再生温度和压力
在罐式重沸器中，气液两相可认为达到 平衡，此汽一液两相平衡系统的温度和压 力关系如图 7-19 所示。已知重沸器压力 （甘醇蒸汽和水蒸汽分压之和）和要求达 到的三甘醇溶液浓度，则由图7-19可以查 出相应的重沸器温度，如有惰性气体存在 时，则应由重沸器压力中扣除惰性气体分 压后，再由图查出相应的温度。
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。
某分子筛吸附脱水工艺设计再生工艺设计计算
某分子筛吸附脱水工艺设计再生工艺设计计算分子筛吸附脱水工艺设计再生工艺设计计算，是指对一种分子筛吸附
脱水工艺进行设计，并对再生工艺进行计算。
下面将详细介绍该过程。
一、分子筛吸附脱水工艺设计：
1.确定分子筛类型：首先需要选择合适的分子筛类型，根据分子筛的
吸附性能和经济性进行权衡选择。
2.确定操作参数：确定脱水过程中的操作温度、压力和流量等参数，
这些参数对吸附脱水效果有重要影响。
3.确定吸附装置：根据分子筛吸附特性和操作参数选择合适的吸附装置，例如固定床吸附塔、旋转吸附塔等。
4.设计吸附脱水过程：根据吸附过程中分子筛与水分子之间的相互作用，设计吸附脱水过程中的物料流动路径、吸附结构以及干燥等工艺。
5.进行实验验证：进行实验室规模或中试规模的实验验证，检验吸附
脱水效果，并调整设计参数以提高吸附效率。
二、再生工艺设计计算：
1.确定再生剂：根据吸附过程中的吸附剂性质以及工艺要求，确定再
生剂的种类和用量。
2.设计再生装置：根据再生过程中再生剂与吸附剂间的物质传递规律，选择合适的再生装置，例如蒸汽再生装置、热风再生装置等。
3.计算再生过程：根据再生剂与吸附剂之间的传质过程，进行传热、
传质方面的计算分析，确定再生过程中的操作温度和压力。
4.进行实验验证：进行实验室规模或中试规模的实验验证，检验再生效果，并调整设计参数以提高再生效率。
以上就是分子筛吸附脱水工艺设计再生工艺设计计算的基本过程。
通过合理的分子筛选择、操作参数设计和再生工艺设计计算，可以提高吸附脱水过程的效果，并实现可持续发展的目标。
《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”。
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已知条件
单位数值备注
有关天然气的参数天然气处理量(V)Nm 3/h 3000
天然气含水量()ppm 750工作压力(P)MPa 25工作温度(T)
℃45天然气标态下密度(ρ0)
kg/m 30.77工况下天然气中水蒸气密度(ρ水)kg/m 3
0.75
有关分子筛的参数吸附剂型号
吸附剂的平均直径(D p )m 0.004平衡水容量%28堆积密度(ρB )kg/m 3700
净化要求净化后露点℃吸附时间(τ)h 8再生时间h 7再生温度℃235压差(ΔP)
MPa
0.1计算过程
天然气工况下密度ρg (kg/m 3)163.1386吸附剂动态水容量(X s )0.168
1.6875吸附剂脱除的水量(G 1)kg/d 40.5吸附剂体积用量(V w )m 30.149235吸附剂质量用量(G w )
kg
104.4643
空塔流速计算（采用雷督克斯公式）
常数C(0.25～0.32)0.28
空塔质量流速(G g )kg/(m 2·s)11.30932空塔流速(v 2)m/s 0.069323空塔流速(v 2)m/min 4.159402塔径初选
天然气在工况下流率(v 1)m 3/h 14.15974D 1m 0.268845D 2m 0.423591D
m
0.346218
天然气吸附脱水工艺计算
执行标准SY/T0076-2003
D(圆整后)m0.35传质区长度计算
床层截面积水负荷(q)kg/(h·m2)17.53898相对湿度(R s)%1
传质区长度(H z)m 6.173367此为硅胶传质区长度
传质区长度(H z)m 3.70402床层高度计算
床层截面积(F)m20.096163床层高度(H t)m 1.551901。