c天然气分子筛脱水装置工艺设计
c天然气分子筛脱水装
置工艺设计
TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】
1概述
设计要求
原料气压力为，温度30℃，工艺流程要求脱水后含水量在1ppm以下（质），采用球形4A分子筛吸附脱水，已知4A分子筛的颗粒直径为3.2mm，堆密度为
660kg/m3，吸附周期采用8小时。
其具体内容如下：
1.绘制天然气脱水工艺流程图；
2.确定工艺流程的主要工艺参数；
3.对脱水系统中主要设备进行工艺计算，并确定主要设备的结构尺寸和型号。
4.确定流程中主要管线的规格（材质、壁厚、直径）。
5.编写工程设计书。
设计范围
分子筛吸附塔装置
导热油换热单元
过滤器
再生气分离器
连接管道
排污放空系统
安全阀，调压阀
设计原则
1)贯彻国家建设基本方针政策，遵循国家和行业的各项技术标准、规范。
2)贯彻“安全、可靠”的指导思想，紧密结合上、下游工程，以保证中央处理厂安
全、稳定地运行。
3)根据高效节能、安全生产的原则，采用先进实用的技术和自控手段，实行现代化
的管理模式，实现工艺、技术成熟可靠、节省投资、方便生产。
4)充分考虑环境保护，节约能源。
气质工况及处理规模
气体处理规模：100×104 m3/d
原料气压力： MPa
原料气温度：30 ℃
脱水后含水量：≤1 ppm
天然气气质组成见表1-1。
表1-1 天然气组成表（干基）
分子筛脱水工艺流程
1.5.1 流程选择
本装置所处理的湿净化气流量为100×104m3/d（20℃、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。
表1-2 三塔方案（常规）时间分配表
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1-3 两塔方案（常规）时间分配表
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。脱除水后的干气一般经产品气粉尘过滤器除去分子筛粉尘后,作为本装置产品气输送出去。
且选用两塔流程仍有扩建空间。若以后天然气处理量逐步增大，可能导致分子筛床层内气体流速增大，部分分子筛被击碎，并被原料气携带进入粉尘过滤器，造成粉尘过滤器滤网堵塞，装置运行不平稳。则可对分子筛脱水工艺流程进行改造，在原两塔的基础上增加一台同规格的分子筛干燥塔，将“两塔流程”改为“三塔流程”，同时增加配套的自控系统，以完成扩建。
因此，本设计中采取分子筛两塔吸附脱水流程。
1.5.2分子筛脱水工艺流程介绍
附图1为吸附法脱水流程。原料气自上而下流过分子筛吸附塔进行吸附脱水，脱水后的干气含水小于1 ppm，分子筛出口原料气经分子筛出口过滤器除去其中夹带的分子筛粉尘和杂质后进制冷单元。
分子筛干燥器采用两塔操作流程，8小时自动切换1次，原料气切换到已再生完毕的分子筛吸附塔进行吸附脱水，水饱和的吸附塔经再生、冷吹完成再生过程。再生气可以用干气或原料气，将气体用热油导热的方式进行加热，加热到一定温度后，进入吸附塔再生。当床层出口气体温度升至预定温度后，则再生完毕。此时将加热器停用，再生气经旁通入吸附塔，用于冷却再生床层。当床层温度冷却到要求温度时又可开始下一循环的吸附。吸附塔出再生气经再生气冷却器冷却，进入再生气分离器，分出游离水后作为生活及装置用气。
吸附操作时塔内气体流速最大，气体从上向下流动，这样可使吸附剂床层稳定，不致动荡。再生时，气体从下向上流动，一方面可以脱除靠近进口端被吸附的物质，并且不使其流过整个床层。另外，可使床层底部干燥剂得到完全再生，因为床层底部是湿原料气吸附干燥过程最后接触的部位，直接影响流出床层的干燥天然气质量。
遵循的主要标准、规范
SY/T 0076-2003《天然气脱水设计规范》
HG/T 《安全阀的设置和选用》
SY/T 0524-2008《导热油加热炉系统规范》
GB/T 8163-2008《输送流体用无缝钢管》
GB/T 17395-2008《无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差》
GB 50251-2003《输气管道工程设计规范》
GB 50350-2005《油气集输设计规范》
GB 8770-1988《分子筛动态水吸附测定方法》
GB/T 9019-2001《压力容器公称直径》
GB 150-1998《钢制压力容器》
SH3098-2000《石油化工塔器设计规范》
JB731-2008《锅炉和压力容器用钢板》
SY/T 0515-2007《油气分离器规范》
HGT21618-1998《丝网除沫器》
2工艺参数及设备选型
工艺参数优选
分子筛脱水由吸附和再生两部分组成，吸附采用双塔流程，再生加热气和冷吹气采用干气，加热方式采用导热油炉加热。其主要设备由分子筛吸附器、再生气加热炉、再生气冷却器、再生气分离器。
选用4A分子筛脱水，其特性如下：
分子筛粒子类型：直径3.2mm球形
分子筛的有效湿容量：8kg（水）/100kg（分子筛）
分子筛堆积密度：660kg/m3
分子筛比热：（kg·℃）
瓷球比热：（kg·℃）
操作周期为8小时，再生加热时间为小时，再生冷却时间为小时，操作切换时间为小时。加热炉进口温度为30℃，加热炉出口温度为275℃。
由HYSYS软件计算出的基础数据如下：
原料气压力：
原料气温度：30℃
床层温度：35℃
天然气气体流量：29743.34kg/h
饱和含水量：34.76kg/h
天然气相对湿度：100%
天然气在、30℃下的密度：33.89kg/m3
天然气在、30℃时粘度：
再生加热气进吸附器的压力：4500kPa
再生加热气进吸附器的温度：260℃
再生加热气出吸附器的温度：200℃
再生气在260℃、4500kPa下的密度：17.44kg/m3
再生气在260℃、4500kPa的热焓：-3826kJ/kg
再生气在117.5℃、4500kPa的热焓：-4226kJ/kg
再生气在275℃、4500kPa的热焓：-3780kJ/kg
干气温度：30℃
干气压力：4500kPa
干气将床层冷却到：30℃
干气在30℃、4500kPa的密度：33.88 kg/m3
干气在30℃、4500kPa的热焓：-4448 kJ/kg
干气在130℃、4500kPa的热焓：-4193 kJ/kg
干气在30℃、4500kPa下的低位热值：49210 kJ/kg
物料平衡表
表2-1 100×104m3/d?天然气分子筛脱水装置设计物料表
分子筛吸附器的选型
分子筛脱水属于吸附法脱水，一般用于水露点要求控制较低的场合，其露点深度可达到-90℃，保证含水量在1ppm以下。分子筛脱水有两塔和三塔流程之分。由于分子筛的吸附和再生过程中的温度\压力的循环变化，分子筛干燥器的设计制造要求严格，成本较高。
运行一段时问后，分子筛出口气体中往往携带分子筛粉尘，可利用多滤芯的粉尘过滤器净化天然气。气体从外表面进入滤芯，杂质被阻挡在滤体表面和内部，在滤芯表面形成一层均匀的滤饼，由于颗粒的架桥效应，而进一步提高了过滤精度。生产实践中，工厂技术人员可根据气质条件及运行时问长短来决定滤芯更换频率。
表2-2 吸附器计算选型结果表
粉尘过滤器的选型
吸附塔单元后，设置粉尘过滤器，对天然气进行精细过滤，除去粒径≥1 m的尘埃等。精细过滤设备选择由多层高密度网格材料形成的、兼备厚度型和褶皱型特点的聚结滤芯，考虑到不同大小的杂质在气流中表现出的不同特性(较大的颗粒呈直线运动，较小的颗粒做布朗运动)，采用筛、挡和阻的方式，捕捉杂质微粒。在气质恶化或长时问运行后，滤芯的压差会上升得很快，达到一定值时，就必须及时更换滤芯。在设备人口处设置隔离挡板，避免进入设备的气体接触到已分离出的液体，并
减少液体被重新带人气体中的机会。减少已分离液体的携带量是提高分离效率的有益补充。
本设计采用两个SBFQ系列型粉尘过滤器并联使用。SBFQ型气体过滤器是一种新型、高效气体除尘设备，广泛用于石油、天然气工业部门一般含尘量的气体主管线和旁通管。亦是城市天然气、煤制气输配系统安全、可靠运行不可缺少的气体净化设备。具有结构先进、除尘效率高、操作维护方便等优点。选型结果见表2-3。
表2-3粉尘过滤器规格
再生气加热炉的选取
本设计主要采用导热油供热系统进行加热。
导热油供热系统以导热油为载热体。导热油在炉中加热后,利用热油泵将其送给各用热设备,再返回炉中重新加热,从而形成闭路循环。导热油作为工业传热介质具有以下特点：在几乎常压的条件下，可以获得很高的操作温度。即可以大大降低高温加热系统的操作压力和安全要求，提高了系统和设备的可靠性；可以在更宽的温度范围内满足不同温度加热、冷却的工艺需求，或在同一个系统中用同一种导热油同时实现高温加热和低温冷却的工艺要求。即可以降低系统和操作的复杂性；省略了水处理系统和设备，提高了系统热效率，减少了设备和管线的维护工作量。即可以减少加热系统的初投资和操作费用；在事故原因引起系统泄漏的情况下，导热油与明火相遇时有可能发生燃烧，这是导热油系统与水蒸气系统相比所存在的问题。但在不发生泄漏的条件下，由于导热油系统在低压条件下工作，故其操作安全性要高于水和蒸汽系统。
2.5.1 工艺流程
主要设备有：导热油炉、热油主循环泵、热油辅循环泵、膨胀罐。
整个供热系统主要由导热油炉、燃烧器、膨胀罐、储油罐、热油循环泵、供热管网和热用户组成。其加热原理是燃料经燃烧器充分燃烧后产生的高温火焰和烟气，通过辐射和对流方式加热炉管中的导热油，热油达到设定的温度后在主循环泵的驱动下将热能带出，一部分以液相方式直接输至再生气加热器加热再生气，另一部分则通过温度控制流量调节阀与回流低温热油减温混合达到低温位热用户其中低温位系统设独立的热油辅循环泵提供系统循环动力。
该系统中各工艺用热设备内的导热油以自身的显热方式与用户进行热交换，梯级利用后，经热油主循环泵回输至导热油炉继续加热，形成一个完整的闭合回路，
往复循环使用。导热油受热膨胀时的体积增加量由膨胀罐来吸收，储油罐主要是用来存储系统导热油和接收膨胀罐溢流出的导热油。
2.5.2导热油的选型
导热油炉的流速，国外文献推荐为2~4m/s。由于油品储运加热系统负荷波动较大，因此要求在导热油供回油管道上设一旁通阀或压控阀组，当外界负荷降低时，导热油的循环量下降，为了保证导热油炉内的流速，可打开旁通阀或压控阀组，将一部分导热油通过旁路回到导热油炉，以增加进入炉内的导热油流量。
国内目前设计导热油流速一般取~3m/s，此设计中取导热油流速为3m/s，经比较YDX系列，X6D系列，JD系列导热油的比热，密度及热功率后，导热油型号选择YD—325导热油，因为它的比热更大，密度较轻且发热功率更大。
表2-4导热油系统选型结果表
表2-5导热油炉技术参数
表2-6 YD—325导热油工艺参数表
再生气分离器的选型
根据100万方分子筛脱水工艺流程图，本装置中含有一个再生气分离器，其中液量较少，从经济效益出发，选用立式重力分离器。计算结果及选型结果见表2-7。
表2-7 再生分离器计算结果及选型结果
安全阀的选型
根据HG/T 《安全阀的设置和选用》和油《气田常用阀门手册》选用A42Y-64型弹簧封闭全启式安全阀。其主要参数如表2-8：
表2-7 再生分离器计算结果及选型结果
管线的选型
按照《输送流体用无缝钢管》（GB/T 8163-2008），选择系统内用无缝钢管管材为无缝钢管20号。σs为245MP。则可根据《无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差》（GB/T 17395-2008）选择较为合适的无缝钢管外径及标准壁厚。
管线选型结果如表2-9所示。
表2-9 管线选型结果
材料设备表
表2-10 材料设备附表
3.1.130℃h kg /76.34018.010008.1736001112.0=???kg 12.27876.348=?30℃877.74m
3
30℃h kg G g /34.29743=3b m /kg 660=ρm 0032.0D p =()5
.0p g b D C G ρρ=)s m /(kg 2?b
ρ3m g ρ3m 3b m /kg 660=ρm 0032.0D p =28134.1525.1640134.29743m F =÷=m D 52.1)785.0/8134.1(5.0==1600mm2.0096m 23.1.28kg100kg 344.5660/3589m == 6.
528m 3m 248.30096
.2528
.6F V 2.1h T ===
3.2m 26.1/2.3= 3.1.3???
??????=2646.05506
.0g 7895
.0z v q A 41.1h ?)h m /(kg 2??)h m /(kg 2? 3.1.4S Z T S T x h 45.0h x x h -=100kg100kg 0901.07961
.045.02.32
.308.0X s =?-?=
3.1.5
q
h x 01.0T b B ρθ=
3
m )h m /(kg 2?660kg 3m 3.2m )h m /(kg 2?h 77.93
.172.3660801.0B =???=
θ 3.1.62
g
g g v C v B L /P ρ+μ=?3m 3.2mm30℃33.89kg 3m 7.278m3.1.7h /kg 34.29743G g =αP P P 0m +=1
k k c 1k 2-?
?
?
??+=σP
P P c cr b σ=≤
M TZ K P X C W 16.13A b 0???=
1
k 1
k 1k 2k 520X -+?
?
?
??+?=30℃35mm3.2.15.5m300℃[]t σ7850kg
[]21c
t
i
c C C P 2D P ++-φσ=
δ[]t
σ0.8mm1mm 51600
0.8133.4921430.95
δ?=
++=??-34mm3.2.
234mm32.2mm3.2.34500 mm4A2500 mm20 mm200 mm1600 mm12mm276.37kg
mm300 ℃3200 mm1600
mm34mm12mm1500mm12mm3.2.43.2.5h S S (V m ?-==）
内外ρρ2m552.74kg2255.4kg h S S (V m ?-==）内外ρρ11277.7kg200mm2500kg3.3.1260 ℃1t 35 ℃5 ℃200 ℃
()℃2302002602
1
t 2=+=
230 ℃，瓷球比热 kJ/（kg·℃）。 再生气在260℃、 kPa 的热焓： kJ/kg ，再生气在115 ℃、 kPa 的热焓： kJ/kg 。 再生热负荷计算如下：
再生加热所需的热量为Q ，则：
4321Q Q Q Q Q +++=
式中 Q 1——加热分子筛的热量，kJ ；
Q 2——加热吸附器本身（钢材）的热量，kJ ； Q 3——脱附吸附水的热量，kJ ； Q 4——加热铺垫的瓷球的热量，kJ 。 所以：
加10%的热损失，
设再生加热时间t=小时，每小时加热量为：
3.3.2 再生气量计算
再生气出口平均温度5.117)35200(2
1
=+℃，压力4500kPa ，
其热焓为-4226 kJ/kg 。再生气在260℃、4500kPa 的热焓：-3826kJ/kg 。 每千克再生气给出热量：
(
)
()40042263826h h
q 5.117260
H =---=-= kJ/kg
每小时需再生气量：
8.2079400/5.831939q == kg/h
换算成标准条件下（20℃，）的体积流量为 2913.7m 3/h 。 加热气所需面积效核：
再生加热气4500kPa ，260℃下的ρg =17.44kg/m 3，气体从下往上流则C 取，加热气允许质量流量：
()
()
48.20032.044.17660167.0D C G 5
.05
.0p g b =???==ρρ kg/（m 2·
s ） 再生加热气所需面积：
233.03600
48.28
.2079=?==
G q F m 2 吸附器的床层面积为2.0096m 2，所以满足要求。
3.3.3 冷却气量计算
将床层温度自230℃冷却到30℃，则冷却热负荷如下：
6.814905)30230(96.03.42441=-??=Q kJ 1127770)30230(5.0
7.112772=-??=Q kJ 6.353689)30230(8
8.06.20094=-??=Q kJ
加上10％的裕量：
72.25260011.1421=++=）（
冷Q Q Q Q kJ
设冷却时间小时，每小时移去热量5.7893752.3/72.2526001=kJ/h 。 冷却气进口温度30℃，压力4500kPa ，其热焓为-4448 kJ/kg 。
而出口平均温度()130302305.0t m =+= ℃,压力4500 kPa ，其热焓为-4193 kJ/kg 。
每千克再生气给出热量：
()
()25544484193h h q 30130H =---=-= kJ/kg
每小时需冷却气量：
6.3095255/5.789375==q kg/h
换算成标准条件下（20℃，）的体积流量为 4336.8m 3/h 。 冷却气所需面积效核：
冷却气4500kPa ，30℃下的ρg 为33.88 kg/m 3，气体从下往上流则C 取，加热气允许质量流量：
()
()
457.30032.088.33660167.0D C G 5
.05
.0p g b =???==ρρ kg/（m 2·
s ） 再生加热气所需面积：
2487.03600
457.36
.3095=?==
G q F m 2 吸附器的床层面积为2.0096 m 2，所以满足要求。
冷吹气量和热吹气量不等。实际操作中考虑到气量波动，为了使装置操作平稳，冷吹气量和热吹气量均采用4336.8m 3/h （20℃，）。
根据 0076-2003《天然气脱水设计规范》介绍，床层不能有任何摩擦和振动，所以吸附与再生进行切换时应控制升压与泄压速度，一般要求小于 MPa/min 。此设计的吸附塔吸附、再生、冷却均在的操作压力下进行，床层运行稳定。
某分子筛吸附脱水工艺设计-画流程图和平面布置图
重庆科技学院 课程设计报告 院（系）: 石油与天然气工程学院专业班级:油气储运工程学生姓名:美女学号: 22222222 设计地点（单位）石油与安全科技大楼K713 设计题目:某分子筛吸附脱水工艺设计 —画流程图和平面布置图 完成日期： 2014 年 6月 19 日 指导教师评语: 成绩（五级记分制）: 指导教师（签字）:
引言 中国天然气生产主要经历了两个阶段：第一阶段（1949-1995年）为起步阶段，天然气年产量由0.112亿立方米增至174亿立方米，年均增长仅3.8亿立方米；第二阶段（1995-2009年）为快速发展阶段，天然气年产量由174亿立方米增长到841亿立方米，期间累计增长量是1995年前的近4倍，年均增长高达47.6亿立方米。中国天然气产量开始高速增长始于2004年，之前的同比增长率大多不超过10%，而2004年之后，以年均约18%的增速增长。 权威机构分析，天然气将是未来世界一次能源中发展最快的一种。因此，提高天然气的质量是刻不容缓的事情。其中天然气脱水是提升天然气的质量一个重要环节。 天然气的脱水方法多种多样，按其原理可归纳为低温冷凝法、吸收脱水法和吸附脱水法三种。吸附法脱水由于其具有高的脱水深度、装置简单、占地面积小等优点，在天然气深度脱水、深冷液化和海上平台等方面居于不可动摇的地位。
目录 引言 ................................................................... I 摘要 (1) 1基本设计 (2) 1.1 设计原则 (2) 1.2气质工况及处理规模 (2) 2分子筛脱水工艺流程 (3) 2.1分子筛的选择 (3) 2.2流程选择 (3) 2.3再生方法选择 (5) 2.4工艺参数优选 (6) 2.5工艺流程图见附录一 (6) 2.6分子筛脱水工艺流程介绍 (6) 2.7注意事项 (7) 3平面布置图 (8) 3.1站面平面布置基本要求 (8) 3.2设备平面布置图见附录二 (8) 4总结 (10) 参考文献 (11) 附录一 (12) 附录二 (13)
脱水装置
C N G加气站脱水装置 培训教材
1. 天然气脱水的必要性 由于我国管输天然气仅规定进入大管网的净化气不含游离水即可（SY7514-88）。此外，加上有些地方沿长输管道各站点有大量未经脱水的无硫气及低硫气输入，即使有些净化厂配有三甘醇（TEG）脱水装置，整个天然气管网，除个别地段外水蒸气也基本是饱和的。在相当长的时间内，我国原料天然气的含水量达到国际管输标准（0.12g/m3）是困难的。 根据《汽车用压缩天然气》（SY/T7546-1996）的规定，压缩天然气在贮存和向汽车充气过程中，在最高储存压力下，气体中水露点应低于当地最低环境温度5℃以下，如果达不到该要求，压缩天然气可能会析出液态水。液态水的存在将会对汽车及加气站的安全产生如下严重损害。 ①系统冰堵压缩天然气压力每下降1bar，温度降低约0.4加气站和汽车内部管道、阀门多处在节流小孔，极易形成大压降、大温差，导致管内气体温度骤降至零下几十度，远低于当地最低环境温度，因此，CNG系统所要求的水分含量也远低于输送管网所要求的气体水分含量。根据经验，中国大陆南方当气体露点温度高于-35℃，北方地区露点温度高于-45℃，东北、新疆等寒冷地区露点温度高于-55℃，就有可能发生冰堵现象，导致加气站不能实现正常加气，汽车无法启动和运行； ②在高压状态下，液态水的存在会在贮气容器中生成水合物。压力为25MPa、密度为0.68MPa的天然气在24℃时就可能生成水合物，同样会堵塞管道和阀门。 ③液态水的存在加强了酸性组分（H2S、CO2）对压力容器及管道的腐蚀，并可能发生硫化氢应力腐蚀开裂及二氧化碳腐蚀开裂，导致爆炸等灾难性事故的发生。 ④水（油、烃）聚集。出租车气瓶使用两年后，在维护检测时，往往能倒出0.5～1升的油水混合物。不仅占据了气瓶的有效容积，而且游离水会提供上述裂纹缺陷的生存发展条件。另据介绍，中国、泰国推广应用液压子站时，某些子站液压油寿命极低，追究原因，发现大部分也是由于母站输送气体含水、含烃量过高所致。 因此，无论是天然气加气站还是天然气汽车，使压缩天然气的含水量达到标准是至关重要的天然气的脱水深度应根据加气站所在地区的最低大气温度来确定，其表示方法为储气瓶储气压力下的水露点（PDP），也可用天然气中的残余水含量来表示。只要将天然气的含水量脱出到符合标准，无论是加气站还是汽车都不会发生因天然气含湿量引起的有关问题。 2. CNG加气站工艺
第八组分子筛计算步骤
7.7.2 分子筛脱水工艺计算 （1）工艺计算的基础数据 分子筛脱水由吸附和再生两部分组成，吸附采用双塔流程，再生加热气和冷吹气采用干气，加热方式采用燃气管式加热炉加热。其主要设备由分子筛吸附器、再生气加热炉、再生气冷却器、再生气分离器。 该部分主要计算分子筛吸附器尺寸，再生气加热炉、再生气冷却器、再生气水分离器设计计算归于其它部分。 选用4A 分子筛脱水，其特性如下： 分子筛粒子类型：直径3.2 mm 球形 分子筛的有效湿容量：8 kg （水）/100 kg （分子筛） 分子筛堆积密度：700 kg/m 3 分子筛比热：0.96 kJ/（kg·℃） 瓷球比热：0.88 kJ/（kg·℃） 操作周期为8小时，再生加热时间为4.5小时，再生冷却时间为3.2小时，操作切换时间为0.3小时。加热炉进口温度为44.098 ℃，加热炉出口温度为275 ℃。 工艺计算主要的基础数据如下： 原料气压力：3.5 MPa 原料气温度：30 ℃ 床层温度：35 ℃ 天然气气体流量：10110 kg/h 饱和含水量：3.60 kg/h 天然气相对湿度：100% 天然气在3.5MPa 、30℃下的密度：27.51 kg/m 3 天然气在3.5MPa 、30℃时粘度：1.2210×10-2 cp 再生加热气进吸附器的压力：1733.72 kPa 再生加热气进吸附器的温度：260 ℃ 再生加热气出吸附器的温度：200 ℃ 再生气在1733.72 kPa 、260 ℃下的密度：6.72 kg/m 3 干气温度：44.1 ℃ 干气压力：2033.72 kPa 干气将床层冷却到：50 ℃ 干气在44.1℃、2033.72 kPa 的密度：13.77 kg/m 3 再生气在260℃、1733.72 kPa 的热焓：-3776.58 kJ/kg 再生气在115℃、1733.72 kPa 的热焓：-4167.3 kJ/kg 再生气在275℃、1733.72 kPa 的热焓：-3731.98 kJ/kg 干气在140℃、2033.72 kPa 的热焓：-4106.71 kJ/kg 干气在44.1℃、2033.72 kPa 的热焓：-4338.85 kJ/kg 干气在44.1℃、2033.72 kPa 下的低位热值：48381.32 kJ/kg （2）直径和高径比的计算 原料气在3500kPa ，25℃下含水量为194.161=G kg/h （??） 根据天然气脱水设计规范取操作周期为8=τ小时，总共脱水：
分子筛更换方案
涠洲作业区技能竞赛操作工工艺方案试题 一、涠洲终端轻烃回收系统工艺流程介绍 来自原油处理系统的生产分离器、电脱水罐、原油稳定罐和稳定塔的未凝气经脱硫厂脱出硫化氢后 经过中压机一级进口分离器V-B01分离出未凝气中所含的液体，液体排到含油污水处理系统处理，气体 进入压缩机C-B02经一级增压和水冷器HE-B03冷却后，天然气中的部分重烃就在二级进口分离器V-B04中分离出来，气体再经过二级压缩和水冷器HE-B06冷却后，在二级出口分离器V-B07中全部C5以上重烃以及部分C3和C4组分都被冷凝下来。出口分离器V-B07分离出来的气体进入脱水单元与海管气会合。二级进口分离器V-B04A/B和二级出口分离器V-B07这三个分离器中分离出来的重烃经过重烃预热器HE-B08加热到60O C后在重烃闪蒸罐V-B09中闪蒸，然后用进料泵将闪蒸后的重烃打到分馏单元的脱丁烷塔进行处理。 海上油田来的天然气经8”海管上岸后进入收球器PR-B29和捕集器V-B30A，在捕集器中分离出凝析液，凝析液排到原油处理系统进行处理。从捕集器出来的天然气进入预分离器V-B31进一步脱出天然气 中的液体和水分，然后进入分子筛V-B32A/B脱水，再经粉尘过滤器FT-B33过滤出天然气中的杂质，天然气被送到冷分离系统。分子筛有两个，一个脱水，一个再生，脱水时天然气从顶部进底部出，再生时再 生气从底部进顶部出。两个分子筛交替进行脱水和再生。从粉尘过滤器出来的一小股天然气 （2600m3/h）经过再生气加热炉HE-B36升温到300O C后作为再生气对分子筛进行再生，再生气从分子筛底部进顶部出，饱含水蒸气的再生气经水冷器HE-B34冷却后进入再生气分离器V-B35脱出水分后再生气送到配气站作为透平机组的用气。 经脱水干燥后的天然气分两股进入预冷冷箱HE-B37和HE-B38，进入HE-B38的天然气与脱乙烷塔出来的乙烷干气换热，把乙烷气体加热到20O C，同时天然气本身得到预冷，进入HE-B38的天然气流量以满足乙烷干气的加热温度要求，用温度控制器TI-B381来控制HE-B38的流量，其余的大部分天然气全部进入HE-B37与膨胀机出来的干气换冷，这两股气体会合，温度被冷却到4O C，一起进入丙烷蒸发器HE- B39，经丙烷制冷系统进行制冷，温度冷却到-34O C后大部分C3和C4以上组分被冷凝下来，在一级低温分离器V-B40中进行气液分离，液体进入脱乙烷塔，气体再进入二级低温分离器HE-B41与膨胀机出来的干气换冷，进一步冷却到-61O C后全部C3以上组分及大部分C2组分都被冷凝下来，在二级低温分离器V-B42中进行气液分离，分离出来的液体进入脱乙烷塔，气体经膨胀压缩机的膨胀端节流膨胀做功，温度进一 步下降，低温甲烷干气为二级换热器和一级换热器提供冷量换冷后进入膨胀压缩机的压缩机端增压至 0.5MPa后送到配气站。 从冷分离单元的一级和二级低温分离器中来的液体分两股进入脱乙烷塔，再脱乙烷塔中分馏出乙烷干气，乙烷干气经板式换热器HE-B38与原料气换热把温度升高到20O C作为再生气和透平用气。脱出乙 烷干气后的液体进入脱丁烷塔进一步处理。 脱乙烷塔为填料塔，塔内分为4段，内装填料，有两个进料口，塔底为收液段，塔底液体大部分进入塔底重沸器HE-B47，在重沸器中被热介质油加热，加热后形成气液混合体进入塔底，这样形成对流流动，液体不断被加热，轻组分被蒸发出去向上流动，为脱乙烷塔提供塔底操作温度，在塔中液体向下流 过逐步被加热，产生的气体向上流向塔顶，使轻组分被蒸发出来，通过气体向上，液体向下，在填料层 中进行逆向传质，达到气液分离的目的。脱乙烷塔保证一定的液位，以保证热虹吸式重沸器能够形成对 流既可。来自原油稳定塔和中压单元的重烃闪蒸罐的液态烃在进入脱丁烷塔前先与塔底轻油换热使进料得到预热后从另一个进料口进入脱丁烷塔。塔中蒸发出来的C3和C4组分从塔顶出来，经水冷器HE-B54 冷凝下来积蓄在塔顶回流罐V-B55中，回流罐中的液态烃即为液化气，一部分作为回流泵回到塔顶，为 塔顶产品提供冷量，另一部分作为液化气产品泵到液化气储罐。 脱丁烷塔也为填料塔，塔内分为3段，内装填料，有两个进料口，在塔中液体向下流过逐步被加热，产生的气体向上流向塔顶，液体大部分进入塔底重沸器HE-B49，在重沸器中被热介质油加热，加热后形成气液混合体进入塔底，这样形成对流流动，液体不断被加热，轻组分被蒸发出去向上流动，为脱丁烷 塔提供塔底操作温度。通过气体向上，液体向下，在填料层中进行逆向传质，达到气液分离的目的。脱 丁烷塔保证一定的液位，以保证热虹吸式重沸器能够形成对流循环只可，经过液位控制阀流排出进入未 稳定轻烃闪蒸罐V-B50，闪蒸出来的未凝气经水冷器冷却后进入原油储运系统，稳定轻烃经与进料换热后再经水冷到轻烃储罐。 各压力容器的安全泄压都是到火炬
天然气分子筛脱水装置工艺设计说明书
天然气分子筛脱水装置工艺 设计说明书 1 概述 1.1 设计要求 原料气压力为4.5MPa，温度30℃，工艺流程要求脱水后含水量在1ppm以下（质），采用球形4A分子筛吸附脱水，已知4A分子筛的颗粒直径为 3.2mm，堆密度为660kg/m3，吸附周期采用8小时。 其具体内容如下： 1.绘制天然气脱水工艺流程图； 2.确定工艺流程的主要工艺参数； 3.对脱水系统中主要设备进行工艺计算，并确定主要设备的结构尺寸和型号。 4.确定流程中主要管线的规格（材质、壁厚、直径）。 5.编写工程设计书。 1.2 设计范围 分子筛吸附塔装置 导热油换热单元 过滤器 再生气分离器 连接管道 排污放空系统 安全阀，调压阀 1.3 设计原则 1)贯彻国家建设基本方针政策，遵循国家和行业的各项技术标准、规范。 2)贯彻“安全、可靠”的指导思想，紧密结合上、下游工程，以保证中央处理厂
安全、稳定地运行。 3)根据高效节能、安全生产的原则，采用先进实用的技术和自控手段，实行现代 化的管理模式，实现工艺、技术成熟可靠、节省投资、方便生产。 4)充分考虑环境保护，节约能源。 1.4 气质工况及处理规模 气体处理规模：100×104 m3/d 原料气压力：4.5 MPa 原料气温度：30 ℃ 脱水后含水量：≤1 ppm 天然气气质组成见表1-1。 表1-1 天然气组成表（干基） 组分H2 He N2 CO2 C1 C2 mol% 0.097 0.052 0.55 0.026 94.595 3.305 组分C3 iC4 nC4 iC5 nC5 C6+ mol% 0.73 0.121 0.156 0.056 0.052 0.262 1.5 分子筛脱水工艺流程 1.5.1 流程选择 本装置所处理的湿净化气流量为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。 表1-2 三塔方案（常规）时间分配表 吸附器0～8h 8～16h 16～24h 分子筛脱水塔A 吸附加热冷却
天然气脱水原理及工艺流程
天然气脱水原理及工艺流程 一、天然气水合物 1、H2O存在的危害 （1）减少商品天然气管道的输送能力； （2）当气体中含有酸性气体时，液态水与酸性气体形成酸性水溶液腐蚀管道和设备； （3）液态水与天然气中的某些低分子量的烃类或非烃类气体分子结合形成天然气水合物，从而减小管路的流通断面积、增加管路压降，严重时将造成水合物堵塞管道，生产被迫中断； （4）作为燃料使用，降低天然气的热值。 2、什么是天然气水合物 天然气水合物是在一定温度和压力条件下，天然气中的甲烷、乙烷等烃类物质和硫化氢、二氧化碳等酸性组分与液态水形成的类似冰的、非化学计量的笼型晶体化合物。最大的危害是堵塞管道。 （1）物理性质 ①白色固体结晶，外观类似压实的冰雪； ②轻于水、重于液烃，相对密度为0.960.98； ③半稳定性，在大气环境下很快分解。 （2）结构 采用X射线衍射法对水合物进行结构测定发现，气体水合物是由多个填充气体分子的笼状晶格构成的晶体，晶体结构有三种类型：
I、II、H型。 3、天然气水合物生成条件 具有能形成水合物的气体分子：如小分子烃类物质和H2S、CO2等酸性组分 天然气中水的存在：液态水是生成水化物的必要条件。天然气中液态水的来源有油气层内的地层水(底水、边水)和地层条件下的汽态水。这些汽态的水蒸汽随天然气产出时温度的下降而凝析成液态水。一般而言，在井下高压高温状态下，天然气呈水水蒸气饱状态，当气体运移到井口时，特别是经过井口节流装置时，由于压力和温度的降低，使会凝析出部分的液态水，因此，在井口节流装置或处理站节流降温处往往容易形成水化物。 3、天然气水合物生成条件 足够低的温度：低温是形成水化物的重要条件。气流从井底流到井口、处理厂并经过角式节流阀、孔板等装置节流后，会因压力降低而引起温度下降。温度降低不仅使汽态水凝析(温度低于天然气露点时)，也为生成水化物创造了条件。
《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”。分子直径小于分子筛晶体孔穴直径的物质可以进入分子筛晶体，因而可以被吸附，否则被排斥。分子筛又根据不同物质的极性或可极化性而优先吸附的次序。一般极性强的分子容易被吸附。分子筛的热稳定性好，能经受住600摄氏度-700摄氏度的短暂高温，分子筛不熔于水，但溶解于强酸和强碱，故可在PH5-11的介质中使用，在盐溶液中能交换其他阳离子它具有均一的孔径和极高的比表面积、热稳定性好、吸附性能强、内表面积大、强度高等特点，广泛应用于天然气脱水工业。 本次脱水工艺，分子筛选取4A，球型，堆密度为660kg/m3，分子筛直径3.2mm，湿容量：22% 分子筛的优点 在脱水过程中，分子筛作为吸附剂的有显著的优点： ①具有很好的选择吸附性。 1分子筛 ②具有高效吸附容量。 ③分子筛使用寿命长。分子筛不易被液态水破坏
天然气分子筛脱水装置工艺设计
1 概述 1.1 设计要求 原料气压力为4.5MPa，温度30℃，工艺流程要求脱水后含水量在1ppm以下（质），采用球形4A分子筛吸附脱水，已知4A分子筛的颗粒直径为3.2mm，堆密度为660kg/m3，吸附周期采用8小时。 其具体内容如下： 1.绘制天然气脱水工艺流程图； 2.确定工艺流程的主要工艺参数； 3.对脱水系统中主要设备进行工艺计算，并确定主要设备的结构尺寸和型号。 4.确定流程中主要管线的规格（材质、壁厚、直径）。 5.编写工程设计书。 1.2 设计范围 分子筛吸附塔装置 导热油换热单元 过滤器 再生气分离器 连接管道 排污放空系统 安全阀，调压阀 1.3 设计原则 1)贯彻国家建设基本方针政策，遵循国家和行业的各项技术标准、规范。 2)贯彻“安全、可靠”的指导思想，紧密结合上、下游工程，以保证中央处理厂 安全、稳定地运行。 3)根据高效节能、安全生产的原则，采用先进实用的技术和自控手段，实行现代 化的管理模式，实现工艺、技术成熟可靠、节省投资、方便生产。 4)充分考虑环境保护，节约能源。
1.4 气质工况及处理规模 气体处理规模：100×104 m3/d 原料气压力：4.5 MPa 原料气温度：30 ℃ 脱水后含水量：≤1 ppm 天然气气质组成见表1-1。 表1-1 天然气组成表（干基） 1.5 分子筛脱水工艺流程 1.5.1 流程选择 本装置所处理的湿净化气流量为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。 表1-2 三塔方案（常规）时间分配表 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。
分子筛脱水工艺简
万方数据
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分子筛脱水工艺简述 作者：胡晓敏， 陆永康， 曾亮泉 作者单位：中国石油工程设计有限公司西南分公司,四川,成都,610017 刊名： 天然气与石油 英文刊名：NATURAL GAS AND OIL 年，卷(期)：2008，26(1) 被引用次数：1次 参考文献(4条) 1.John M.Campbell GAS CONDITIONING AND PRO CESSING volume 2:The Equipment Moudules 2004 2.四川石油管理局天然气工程手册 1984 3.坎贝尔J M天然气预处理和加工(第二卷)(第五版) 1991 4.SY/T 0076-2003.天然气脱水设计规范 相似文献(10条) 1.期刊论文赵建彬.艾国生.陈青海.李国娜.李静.郭俊昌英买力凝析气田分子筛脱水工艺的优化-天然气工业2008,28(10) 英买力凝析气田采用分子筛脱水工艺对天然气进行脱水,并首次在国内使用高压、高温湿气对分子筛进行再生,在投产过程中出现了分子筛脱水和再生效果不好、填料漏失、床层垮塌、过滤器堵塞等问题.针对这些问题,对影响分子筛脱水的各个因素进行理论分析,并结合投产时的实际情况提出了修改控制程序、提高再生温度、控制再生气升温速度、减小环境影响、锥形过滤器增加滤网等一系列的措施,最终使分子筛达到理想的脱水效果,为西气东输提供了合格的天然气,为以后相似条件下采用分子筛脱水工艺的操作提供了经验. 2.学位论文钱建军用于乙醇脱水的改性分子筛吸附性能的实验研究2006 21世纪各国都将以保护环境，维护生态平衡，防止和治理污染，作为充分有效地开发利用自然资源发展本国经济的前提。同时，各国为了摆脱对原料进口的依赖，满足日益严格的控制污染的环保法规，纷纷开展对自然可再生资源的研究，以期望找到新的燃料替代品。燃料乙醇可以加入汽油中部分代替汽油作燃料，它具有同汽油相似的燃烧性能，并且作为太阳能的一种表现形式，其生产和消耗可以形成一种清洁无污染的闭路循环系统永不枯竭 ，这对于缓解全球日益严峻的能源危机和环境污染问题有着非常重要的意义。 具有较高乙醇浓度的乙醇/水混合物存在共沸组成，因此乙醇的脱水在乙醇工业生产的能耗中占有很大的比例。本文提出改性分子筛吸附微量水制无水乙醇的方法，由于分子筛价格低廉，来源充足，这对于降低乙醇生产成本，特别是对燃料乙醇的生产具有重要的意义和价值。 分子筛晶体结构不同于传统吸附剂活性炭、活性氧化铝等，它具有高选择性和吸附性，用于乙醇脱水，得到的成品乙醇浓度高达99.5v％以上，达到生产无水乙醇的要求，同别的几种无水乙醇生产工艺比较，分子筛吸附微量水生产无水乙醇是一种较佳方案。 本文对分子筛气相选择性吸附脱水制取无水乙醇工艺过程进行了实验研究，设计了小规模的固定床的恒温吸附柱，塔内径为38mm，有效装填高度为650mm，进料为乙醇浓度为95.37wt％的乙醇/水混合物气体。实验通过对3A、4A、5A、13X分子筛吸附制取无水乙醇的系统研究，找出对水选择吸附效果最好的3A分子筛后，研究了不同床层高度、水浴温度、不同粒度等条件对该分子筛吸附性能的影响条件下，分别得到吸附柱的透过曲线、不同床层位置的温度曲线、压降曲线以及吸附剂的生产能力，并对实验数据进行分析和比较，同时根据不同分子筛对纯乙醇的吸附性能，推测其对乙醇/水混合气体的吸附选择性。 实验结果表明：在82℃和90℃水浴温度下，不同分子筛用作吸附剂均能得到99．5v％的乙醇产品；在相同预处理条件下，未改性前13X分子筛的吸附能力较强，但其吸附乙醇的量也较多；3A分子筛吸附量低于其它几种分子筛，但选择吸附效果较好，对纯乙醇的吸附量甚微：最适合工业应用的是3A型分子筛。 对选择吸附效果较好3A分子筛进行改性正交实验，将改性后的分子筛作静态水吸附试验，计算出吸附量，找出了影响因素。发现试验号1、吸附号 2改性分子筛静态水表观吸附量最大，即使用30g分子筛，再分别加入38gKCl，20gNaOH，39gAl(0H)<,3>，在25℃水浴温度下搅拌60min，然后在100℃下焙烧90min得到的，其值为10.993％，将此种分子筛进行固定床的恒温吸附实验，水浴温度是82℃，发现改性后的分子筛对水的选择吸附效果更好。用 X射线衍射分析(X raydiffraction)、红外光谱分析(infrared spectrum analysis)、扫描电镜(scanningelectron microscope)对改性3A分子筛进行表征，结果显示，改性后的分子筛仍保留原有的晶型结构，部分A1原子被引入3A分子筛的骨架结构中，SEM表明改性分子筛粒子晶化程度较好，结构轮廓明显。 3.期刊论文叶帆.徐久龙.Ye Fan.Xu Jiuloug分子筛三塔高压脱水工艺改造应用-天然气与石油2009,27(1) 大涝坝集气处理站是一座以凝析油稳定和轻烃回收为目的的凝析天然气处理站,轻烃回收前采取分子筛两塔高压脱水工艺对湿气进行干燥,降低原料气的水露点,以满足深冷工艺生产需求.由于天然气处理量超负荷,前期生产中出现分子筛吸附过饱和、脱水效果差、深冷工艺流程冻堵等问题,为此实施了将两塔高压脱水流程改造为三塔流程的工艺.改造后,分子筛吸附时间缩短,再生时间延长,有效解决了脱水效果差及因其引发的相关生产问题,分子筛三塔高压脱水工艺在大涝坝集气处理站得到了较成功的应用. 4.期刊论文王思强.Wang Siqiang凝液脱水及气体干燥装置切换程序的控制参数-油气田地面工程2000,19(3) 由中国石油工程建设公司承建的科威特集油站工程包括27#和28#两个集油站,两站的凝析液处理部分采用了相同的工艺,均采用分子筛吸附脱水装置,该装置操作稳定可靠,工艺成熟.该装置的切换程序考虑了更多的工艺参数对切换操作进行控制.以累积流量作为对装置程序的操作控制参数,提高了装置的运行效率,减少了工艺参数波动对装置的影响,保证了装置的运行质量稳定可靠.采用低液位报警、低压报警、高压报警等参数作为程序切换操作的控制参数,使得装置运行更为经济合理. 5.学位论文肖妍艳TiO<,2>/4A分子筛复合催化剂的制备及其乙醇脱水制乙烯性能2009 乙烯是化工生产中一种重要的中间产品，目前乙烯的生产主要来源于石油原料的催化裂解。随着石油资源的日益枯竭以及环境问题的凸显，通过可再生能源生物乙醇来制取乙烯将会成为石油乙烯的潜在的补充供应途径。
催化剂在乙醇脱水制取乙烯的工业发展中起着重要作用。本文采用液相沉积法、浸渍和液相沉积联合的方法以及镍离子分步控制掺杂工艺分别制备了TiO2/4A分子筛复合催化剂、铈锰铂改性的4A分子筛/TiO2复合催化剂和镍离子非均匀掺杂的TiO2/4A分子筛复合催化剂。利用SEM、XRD、FTIR.、BET、ICP、Pyridin-TPD等测试手段对催化剂的物化性质进行表征；在自制的固定床反应器上测试催化剂催化乙醇脱水制取乙烯的性能；探讨TiO2提高复合催化剂催化性能的机理。结果表明：
1.液相沉积法制备TiO2/4A分子筛复合催化剂的最优工艺条件为：沉积时间18h，焙烧温度600℃，沉积液用量400 ml。TiO2/4A分子筛复合催化剂与原
c天然气分子筛脱水装置工艺设计
c天然气分子筛脱水装 置工艺设计 TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】
1概述 设计要求 原料气压力为，温度30℃，工艺流程要求脱水后含水量在1ppm以下（质），采用球形4A分子筛吸附脱水，已知4A分子筛的颗粒直径为3.2mm，堆密度为 660kg/m3，吸附周期采用8小时。 其具体内容如下： 1.绘制天然气脱水工艺流程图； 2.确定工艺流程的主要工艺参数； 3.对脱水系统中主要设备进行工艺计算，并确定主要设备的结构尺寸和型号。 4.确定流程中主要管线的规格（材质、壁厚、直径）。 5.编写工程设计书。 设计范围 分子筛吸附塔装置 导热油换热单元 过滤器 再生气分离器 连接管道 排污放空系统 安全阀，调压阀 设计原则 1)贯彻国家建设基本方针政策，遵循国家和行业的各项技术标准、规范。 2)贯彻“安全、可靠”的指导思想，紧密结合上、下游工程，以保证中央处理厂安 全、稳定地运行。 3)根据高效节能、安全生产的原则，采用先进实用的技术和自控手段，实行现代化 的管理模式，实现工艺、技术成熟可靠、节省投资、方便生产。 4)充分考虑环境保护，节约能源。 气质工况及处理规模 气体处理规模：100×104 m3/d 原料气压力： MPa 原料气温度：30 ℃ 脱水后含水量：≤1 ppm 天然气气质组成见表1-1。 表1-1 天然气组成表（干基）
分子筛脱水工艺流程 1.5.1 流程选择 本装置所处理的湿净化气流量为100×104m3/d（20℃、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。 表1-2 三塔方案（常规）时间分配表 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1-3 两塔方案（常规）时间分配表 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
分子筛循环脱水新工艺
节能技术 分子筛循环脱水新工艺 王正才 刘生丽 马玉华 马力 陈勇 （新疆油田公司石西油田作业区 新疆克拉玛依834000） 高金桥 （新疆克拉玛依油田公司勘探开发研究院实验中心 新疆克拉玛依834000） 摘要 在新疆油田公司石西油田作业区分子筛三塔循环脱水工艺基础上，设计了新型分子筛循环换热脱水工艺。通过分子筛循环换热脱水新工艺与两塔脱水工艺的计算比较，分子筛循环换热节能脱水新工艺比两塔循环脱水工艺节约59%～65%的能量，值得推广使用。 关键词 分子筛 脱水 换热 节能 在现代经济高速发展的今天，天然气、液化气作为清洁能源日益受到重视和应用。在天然气预处理的过程中，采用深冷处理方式，可得到商品天然气、液化气、稳定轻烃这些产品。采用深冷处理方式要求脱水后的气体含水量必须小于1×10-6（w），一般采用分子筛脱水，常用的有两塔或三塔循环脱水工艺。中石油新疆油田公司共有三套伴生气深冷处理装置，其中采油二厂、百口泉采油厂采用两塔循环脱水工艺；石西油田作业区采用三塔循环脱水工艺。根据北疆气候条件，在石西油田作业区三塔循环脱水工艺基础上，设计了新型分子筛循环换热节能脱水工艺，该工艺应用换热器，充分利用冷吹出口气体和再生出口气体的热量，从而达到了高效节能的目的。 1 三种脱水工艺流程简介 1.1 分子筛两塔循环脱水工艺 采油二厂天然气站深冷处理装置采用分子筛两塔循环脱水工艺，工艺流程见图 1。 图1分子筛两塔循环脱水工艺流程图 从压缩机出口经空冷、分离后的天然气进分子筛塔A吸附脱水8 h；脱水后的气体经粉尘过滤器除去粉尘，一部分去膨胀机深冷装置区或外输，另一部分天然气进加热炉加热，进分子筛塔B再生4 h；关闭加热炉主火嘴，这部分天然气经加热炉旁通管线进分子筛塔B冷吹4 h；冷吹出口及再生出口的气体均经水-气换热器进行冷却，并经再生气分离器分离后进入压缩机二级进口或去低压管网。两塔切换时，分子筛塔A进行泄压，分子筛塔B进行充压，待压力平衡以后，分子筛塔B吸附脱水8 h，分子筛塔A再生4 h，冷吹4 h。两塔循环脱水。 1.2 分子筛三塔循环脱水工艺 中石油新疆油田公司石西油田作业区天然气深冷处理装置采用的是分子筛三塔循环脱水工艺，工艺流程见图 2。 图2分子筛三塔循环脱水工艺流程图
某分子筛吸附脱水工艺设计-加热器设计计算
重庆科技学院 成绩（五级记分制）: 指导教师（签字）:
重庆科技学院本科课程设计 摘要 分子筛是一种人工合成的无机吸附剂，同时也是一种高效、高选择性的固体吸附剂。它能按照物质的分子大小进行选择吸附，在低水汽分压、高温、高气体线速度等苛刻的条件下仍能保持较高的湿容量。因此，它特别适用于气体及液体的深度脱水。在分子筛吸附脱水工艺里主要由吸附操作和再生操作组成。而本文主要设计计算了再生操作里的加热器，且加热器选的是水套炉来进行设计。 水套炉是火筒式间接加热炉里的一种，是指加热介质在壳体内的盘管中流动，由中间载热介质加热盘管中的介质，而中间载热介质由火筒直接加热的火筒式加热炉。中间载热介质为水时，简称水套炉。 在水套炉的工艺计算里，我们首先根据水套炉的技术参数确定出水套炉所需的热负荷、燃料用量，在对其火管、盘管、烟囱等进行了设计计算。 关键字：分子筛吸附脱水工艺加热器水套炉
目录 1 绪论 (4) 2 加热炉设计依据 (5) 2.1依据原则： (5) 2.2遵循的主要标准、规范： (5) 3 加热炉的选用 (6) 3.1选用原则 (6) 3.2炉型的选择依据 (6) 3.3炉型的确定 (6) 4 水套加热炉的工作原理 (7) 5 水套加热炉基本结构形式 (8) 6 水套管的技术参数 (10) 6.1 火筒受热面热流密度 (10) 6.2 烟管受热面热流密度 (10) 6.3 盘管的传热面积 (10) 6.4 热效率 (11) 6.5热负荷 (11) 6.6排烟温度 (11) 7 水套加热炉的设计计算 (12) 7.1基本参数值 (12) 7.2计算热负荷 (12) 7.2.1再生气用量计算 (12) 7.2.2 再生加热气加热炉热负荷计算 (13) 7.3 火管（辐射段）的设计 (14) 7.3.1辐射段的热负荷QR (14) 7.3.2火筒烟管直径的确定 (14) 7.3.3 火管所需加热面积 (14) 7.4盘管的设计 (15) 7.4.1对数平均温差的计算 (15) 7.4.2盘管的传热面积 (15)
c天然气分子筛脱水装置工艺设计 (2)
1概述设计要求 原料气压力为，温度30℃，工艺流程要求脱水后含水量在1ppm以下（质），采用球形4A分子筛吸附脱水，已知4A分子筛的颗粒直径为3.2mm，堆密度为660kg/m3，吸附周期采用8小时。 其具体内容如下： 1.绘制天然气脱水工艺流程图； 2.确定工艺流程的主要工艺参数； 3.对脱水系统中主要设备进行工艺计算，并确定主要设备的结构尺寸和型号。 4.确定流程中主要管线的规格（材质、壁厚、直径）。 5.编写工程设计书。 设计范围 分子筛吸附塔装置 导热油换热单元 过滤器 再生气分离器 连接管道 排污放空系统 安全阀，调压阀 设计原则 1)贯彻国家建设基本方针政策，遵循国家和行业的各项技术标准、规范。 2)贯彻“安全、可靠”的指导思想，紧密结合上、下游工程，以保证中央处理厂 安全、稳定地运行。 3)根据高效节能、安全生产的原则，采用先进实用的技术和自控手段，实行现代 化的管理模式，实现工艺、技术成熟可靠、节省投资、方便生产。 4)充分考虑环境保护，节约能源。
气质工况及处理规模 气体处理规模：100×104 m3/d 原料气压力：MPa 原料气温度：30 ℃ 脱水后含水量：≤1 ppm 天然气气质组成见表1-1。 表1-1 天然气组成表（干基） 分子筛脱水工艺流程 1.5.1 流程选择 本装置所处理的湿净化气流量为100×104m3/d（20℃、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。 表1-2 三塔方案（常规）时间分配表 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。
分子筛两塔脱水工艺研究
分子筛两塔脱水工艺研究 发表时间：2018-11-14T20:25:58.537Z 来源：《基层建设》2018年第28期作者：陈晓杰 [导读] 摘要：分子筛脱水是目前国内外应用较广泛，技术较成熟的脱水工艺。 中国石油工程建设有限公司华北分公司河北沧州 062550 摘要：分子筛脱水是目前国内外应用较广泛，技术较成熟的脱水工艺。脱水后干气含水量可低至10-6。该法操作简单，占地面积小，对进料气的温度、压力和流量变化不敏感。本文对生产中常用的分子筛两塔脱水工艺进行研究，主要包括分子筛选型，分子筛两塔脱水工艺，及时序控制过程等内容进行研究。 关键词：分子筛两塔脱水工艺 1 分子筛介绍 分子筛是一种人工合成的无机吸附剂。它是具有骨架结构的碱金属或碱土金属的硅铝酸盐晶体，分子式为： M2/nO?Al2O3?xSiO2?yH2O。根据分子筛晶体结构的内部特征不同，常用的分子筛可分为A型和X型两类。其中，A型分子筛具有与沸石构造类似的结构物质，所有吸附均发生在晶体内部孔腔内，孔腔直径为0.4nm，由理论孔径为0.42nm的通道联接；X型分子筛能吸附所有能被A型分子筛吸附的分子，并且具有较高的容量。13X型分子筛可吸附芳香烃这样的大分子。各类分子筛的pH值约为10，在pH值5～12范围内是稳定的。在处理酸性天然气时，若吸附液的pH值小于5，就应采用抗酸分子筛。 分子筛表面具有较强的局部电荷，因而对极性分子和不饱和分子有很高的亲和力，水是强极性分子，分子直径为0.27～0.31nm，比通常使用的分子筛孔径小，所以分子筛是干燥气体和液体的优良吸附剂。其特点如下。 具有高效吸附特性。分子筛在低水汽分压、高温、高气体线速度等苛刻的条件下仍然保持较高的湿容量。这是因为分子筛的表面积大于一般吸附剂，可达700～900m2/g。随着相对湿度进一步降低，分子筛的湿容量与其他干燥剂相比相对地提高，如图2.1-1所示。因而分子筛用于天然气深度脱水时较其他吸附剂优越。 2 分子筛脱水装置及工艺设计 2.1.关键工艺参数的选取 1）吸附周期 分子筛脱水塔吸附剂床层的吸附周期（脱水周期）应根据湿气中水含量、床层空塔流速和高径比（不应小于2.5）、再生能耗、吸附剂寿命等进行综合比较后确定。对于两塔流程，分子筛脱水塔床层吸附周期一般设计为8～24h，通常取吸附周期8～12h。如果进料气中的相对湿度小于100%，吸附周期可大于12h。吸附周期长，意味着再生次数较少，吸附剂寿命较长，但因床层较长，投资较高。对压力不高、水含量较大的天然气脱水，为避免分子筛脱水塔尺寸过大，耗用吸附剂过多，吸附周期宜小于等于8h。 2）湿气进分子筛脱水塔温度 湿气进口温度越高，吸附剂的湿容量越小。为保证吸附剂有较高的湿容量，进床层的湿气温度最高不要超过50℃。 3）再生加热与冷却温度 再生加热温度是指吸附剂床层在再生加热时最后达到的最高温度，通常近似取此时再生气出吸附剂床层的温度。再生加热温度越高，再生后吸附剂的湿容量也越高，但其有效使用寿命越短。再生加热温度与再生气进分子筛脱水塔的温度有关，而再生气进口温度则应根据脱水深度确定。对于分子筛，其值一般为232～315℃；对于硅胶其值一般为234～245℃；对于活性氧化铝，介于硅胶与分子筛之间，并接近分子筛之值。 图2.1-1 再生加热与冷却过程温度变化曲线 图2.1-1为采用双塔流程的吸附脱水装置8h再生周期（包括加热与冷却）的温度变化曲线。曲线1表示再生气进分子筛脱水塔的温度TH，曲线2表示加热和冷却过程中出分子筛脱水塔的气体温度，曲线3表示进料湿气温度。 由图2.1-1可知，再生开始时热再生气进入分子筛脱水塔加热床层及容器，出床层的气体温度逐渐由T1升至T2，大约在116～120℃时床层中吸附的水分开始大量脱附，所以此时升温比较缓慢。待水分全部脱除后，继续加热床层以脱除不易脱附的重烃和污物。当再生时间大于4h时，离开分子筛脱水塔的气体出口温度达到180～230℃，床层加热完毕。热再生气温度TH至少应比再生加热过程中所要求的最终离开床层的气体出口温度T4高19～55℃，一般为38℃。然后，将冷却气通过床层进行冷却，当床层温度大约降至50℃时停止冷却。在一些要求深度脱水的天然气液回收装置中，为了避免吸附剂床层在冷却时被水蒸气预饱和，多采用脱水后的干气或其他来源干气作冷却气。有时，还可将冷却用的干气自上而下流过吸附剂床层，使冷却气中所含的少量水蒸气被床层上部的吸附剂吸附，从而最大限度地降低吸附周期中出口干气的水含量。 对于两塔流程的吸附脱水装置，吸附剂床层的加热时间一般是再生周期的55%～65%。所以，在8h的吸附周期中，通常加热时间为4.5h；冷却时间为3h；备用和切换时间为0.5h。 2.2 分子筛脱水塔结构 分子筛脱水塔由床层支承梁和支撑栅板、顶部和底部的气体进口、出口管嘴和分配器（这是由于脱水和再生分别是两股物流从两个方