1、 油气集输工程油气集输工程 课程设计报告课程设计报告 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 年 6 月 19 日 指导教师评语: _ _ _ _ _ _ 成绩（五级记分制）:_ _ 指导教师（签字）:_ _ 1 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，
2、 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 2 目 录 摘 要 1 目 录 . 2 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 4 3 工艺流程设计 5 3.1 设计要求 . 5 3.2 设计步骤 5 4 选址及平面布置 7 4.1 选址要求 7 4.2 平面设计 . 10 5 结 论 11 参考文献 . 12 3 1 绪
3、论 2003 年我国天然气产量达 341 亿 m 3，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%。2003 年化工用气量约为 102 亿 m 3，主要用于生 产化肥。其中以天然气为原料的合成氨和甲醇生产能力分别占总生产能力的 20%和 25%。 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品种，预计 20012025 年全球天然气消费年均增长率为 2.2%（而同期原油的增长率为 1.9%，煤为 1.6%） 。2020 年全球天然气消费量将达到 4.34 万亿 m，比 2001 年增长近 70%，天然气在世界一次能 源中的比例将
4、从 2001 年的 23%上升到 2020 年的 25%。 由此可知，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 质量的一个重要环节。天然气中含水量的降低可以减少管输压力，避免生产水合物堵塞 管道， 同时也避免与天然气中的酸性气体如二氧化碳、 硫化氢等生产酸性液体腐蚀管道。 就目前国内国外的技术而言，总共将天然气脱水法分为三类：低温脱水法、溶剂吸收脱 水法、固体吸附脱水法。 其中，吸附是用多孔性的固体吸附剂处理气体混合物，使其中一种或多种组分吸附 于固体表面上，其他的不吸附，从而达到分离操作。水是一种强极性分子，分子直径 （2.76 3.2 ）很小。不同的多孔性固体的孔径是
5、不同的，孔径大于 3.2 的，都 可以吸附水。吸附能力的大小与多种因素有关，主要是固体的表面力。目前工业上常用 的吸附剂有活性氧化铝、硅胶、分子筛和活性炭等。其中除活性炭外，都可以应用于天 然气脱水。 本设计在前人的基础上，就固体吸附脱水法进行研究，在吸附脱水的理论基础上设 计出双塔循环分子筛吸附脱水工艺流程，并选址布局。 4 2 参数设计 2.1 天然气基础资料 天然气组成 表 2.1 天然气组成成分表 组分 C1 C2 C3 iC4 nC4 iC5 nC5 CO2 N2 H2O Mol 71.3 8.39 6.01 1.24 2.21 0.64 0.79 2.53 4.21 2.14 进料温度：40 进料压力：3MPa 设计规模：15 万方/天 要求脱水到 1ppm 以下。 2.2 天然气基础物性资料 表 2.2 天然气基础物性表 相对分子量 相对密度 拟临界压力 拟临界温度 压缩因子 饱和含水量 22.79kg/mol 0.786966 4.94Mpa 234.4k 0.9 1743mg/m 密度 压力（3Mpa） 温度（40）
