天然气分子筛脱水装置工艺设计说明书

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。

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天然气分子筛脱水装置工艺设计
天然气是一种重要的能源资源，但天然气中常含有水分，因此需要进行脱水处理，以满足工业和家庭等各个领域的需求。

分子筛是一种高效的脱水材料，可以通过物理和化学吸附的方式将水分从天然气中去除。

首先，进料条件包括天然气的压力、温度和水分含量。

通常情况下，天然气的压力在2-20MPa范围内，温度在-40℃至60℃之间，水分含量在2-10%之间。

进料条件的不同会对分子筛脱水装置的工艺设计造成影响。

其次，分子筛的选择是关键的一步。

分子筛通常由硅铝酸盐等材料制成，具有微孔和介孔结构，能够较好地吸附水分。

根据天然气的进料条件和脱水要求，选择适合的分子筛类型和规格。

常用的分子筛有3A、4A和13X等。

然后，需要设置工艺参数，包括进料流量、操作压力和温度等。

进料流量要根据脱水效率和设备容量进行合理调整，不宜过大或过小。

操作压力和温度一般根据分子筛的吸附特性和天然气的进料条件来确定，以保证分子筛的脱水效果。

通常情况下，较高的操作压力和适当的操作温度有利于提高脱水效率。

最后，需要对产品质量进行控制。

天然气分子筛脱水装置的产品主要是去除水分后的天然气，需要确保产品的水分含量达到规定的标准。

可以通过监测出料气体的水分含量来实现产品质量的控制，可采用在线监测和定期抽样检测相结合的方式。

在天然气分子筛脱水装置工艺设计的过程中，还需要考虑以下几个方面：设备的选型和布置、安全措施的实施、操作和维护的规范等。

只有综
合考虑以上因素，才能设计出有效可靠的天然气脱水装置，提高天然气资源的利用率和产品质量，为社会和经济发展做出贡献。

目录工程设计任务书 (1)原料气(湿基) (1)产品 (2)要求 (2)第一部分说明书 (3)1.1.总论 (3)1.1.1项目名称、建设单位、企业性质 (3)1.1.2编制依据 (3)1.1.3项目背景和项目建设的必要性 (3)1.1.4设计范围 (4)1.1.5 编制原则 (4)1.1.6遵循的主要标准和范围 (4)1.1.7 工艺路线 (5)1.1.8研究结论 (5)1.2.基础数据 (6)1.2.1原料气和产品 (6)1.2.2建设规模 (7)1.2.3三甘醇脱水工艺流程 (7)1.3.脱水装置 (8)1.3.1脱水工艺方法选择 (8)1.3.2流程简述 (9)1.3.3主要工艺设备 (10)1.3.4消耗 (12)1.3.5三甘醇脱水的优缺点 (13)1.4节能 (14)1.4.1装置能耗 (14)1.4.2节能措施 (14)1.5.环境保护 (17)1.5.1主要污染源和污染物 (17)1.5.2污染控制 (17)第二部分计算书 (19)2.1参数的确定 (19)2.1.1三甘醇循环量的确定 (19)2.1.2物料衡算 (22)2.1.3吸收塔 (23)2.2.热量衡算 (29)2.2.1重沸器 (29)2.2.2贫/富甘醇换热器 (30)2.2.3气体/贫甘醇换热器 (30)2.3.设备计算及选型 (31)2.3.1精馏柱 (31)2.3.2甘醇泵 (31)2.3. 3闪蒸分离器 (31)2.3.4气体/贫甘醇换热器 (32)2.4.设备一览表 (32)第三部分参考文献 (35)第四部分心得体会 (36)仪陇净化厂天然气脱水项目工程设计任务书原料气(湿基)本工程原料气来自仪陇天然气净化厂脱硫装置的湿净化气，其气质条件如下：1）原料气的组成注：1）原料气不含有有机酸2）原料气处理量10.8×104m3/d3）原料气湿度30~36 ºCMP(g)4）原料气压力 2.05~2.25a产品拟建天然气脱水装置产品气为干净化天然气，该产品气质量符合国家标准《天然气》（GB17820-1999）中二类气的技术指标。

内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书（毕业论文）题目：分子筛脱水系统—再生气加热炉控制系统的设计学生姓名：苏雷学号：0605112125专业：测控技术与仪器班级：测控06-1指导教师：李文涛教授分子筛脱水系统—再生气加热炉控制系统的设计摘要液化天然气(LNG)作为天然气的一种应用形式，在天然气的储存和运输方面都具有十分明显的优越性。

液化天然气中的饱和水分在一定条件下可能形成碳氢水合物，严重时可能堵塞液化系统的管路和设备。

对于含H2S、CO2的天然气，由于水分的作用，它们将形成具有腐蚀性的酸液，从而造成设备与管线的严重腐蚀。

所以，对液化天然气原料气必须进行脱水处理。

本课题结合巴彦淖尔华油天然气LNG项目的实际情况，介绍了液化天然气技术的基本知识及天然气的脱水工艺流程，采用分子筛脱水系统对天然气进行深度脱水。

再生气加热炉是脱水工艺的关键设备之一，采用计算机控制，控制系统由PCI-6011A板卡和IPC-610工控机组成，对燃烧过程采用串级比值控制方案。

在系统运行过程中，需要随时跟踪和了解生产的实际情况，所以本课题采用MCGS组态监控软件设计了人机交互界面，对生产过程进行实时监控，保证生产的安全和正常运行。

关键词：液化天然气；分子筛脱水；再生气加热炉；计算机控制Molecular sieve dehydration system- recycle gas furnace control system designAbstractLiquefied natural gas (LNG) as an application form of natural gas, natural gas storage and transportation in all aspects of the superiority is very obvious. Liquefied natural gas in saturated water under certain conditions may form hydrocarbon hydrate, serious when may jam liquefaction system equipment and piping. To contain the H2S, CO2 gas, due to the effect of water, they will form corrosive acid, thus causing serious corrosion equipment and piping. So, for LNG feedgas must undertake dehydration.The subject of oil gas LNG project bayinnaoer China's actual situation, introduces the basic knowledge of liquefied natural gas (LNG) technology and the dehydration process, natural gas system using molecular sieve dehydration in-depth dehydration. Recycle gas is dehydration process of reheating furnace is one of the key equipment, computer control system, control of PCI card and IPC 6011A - 610 - of combustion process control computer adopted cascade ratio control scheme. In the system operation process, for the production of tracking and actual conditions, so this topic by MCGS software design for the man-machine interface, real-time monitoring of production process, and ensure the normal operation of production safety.Key words: liquefied natural gas；Molecular sieve dehydration；Recycle gas furnace；Automatic control目录摘要 (I)Abstract ...................................................................................................................................... I I 目录.. (III)第一章引言 (1)1.1 液化天然气概述 (1)1.1.1 液化天然气的概念和基本性质 (1)1.1.2 液化天然气的特性 (2)1.1.3液化天然气在国民生活中的重要性 (2)1.2 国内外研究现状和发展趋势 (4)1.2.1国外LNG的发展现状 (4)1.2.2 国内LNG研究现状 (6)1.2.3 LNG未来的发展趋势 (7)1.3 本文研究的主要内容及意义 (8)第二章分子筛脱水系统的设计 (9)2.1液化天然气工艺流程概述 (9)2.2 分子筛脱水系统 (9)2.2.1 天然气脱水方法的选择 (10)2.2.2脱水系统吸附剂的选择 (11)2.2.3分子筛脱水工艺 (13)2.2.4 分子筛脱水的设备 (14)第三章再生气加热炉控制系统 (16)3.1再生气加热炉工艺及要求 (16)3.2方案设计 (17)3.2.1 自动控制方案的选择 (17)3.2.2 被控参数和控制参数的选择 (18)3.2.3 测控仪表的选择 (19)3.3控制原理图及系统方框图 (25)3.4加热炉计算机控制系统 (29)3.4.1计算机控制系统原理 (29)3.4.2加热炉计算机控制系统设计 (30)3.4.3控制算法的选择 (34)3.5 调节器PID参数整定 (36)第四章监控系统的设计 (38)4.1 MCGS组态软件概述 (38)4.1.1 MCGS组态软件简介 (38)4.1.2 MCGS组态软件的系统构成 (39)4.1.3 MCGS组态软件的功能和特点 (39)4.2 加热炉监控系统设计 (41)4.2.1控制系统工程设计 (41)4.2.2 报警显示和报警数据 (42)4.2.3 报表与曲线显示 (43)第五章结论 (46)参考文献 (47)致谢 (49)第一章引言1.1 液化天然气概述随着世界经济的快速发展及人口数量的急剧增长，世界能源的需求量也不断增长，而温室效应和各种有害物质的排放对人类生存环境造成了极大的挑战。

天然气分子筛脱水装置工艺设计一、引言天然气作为清洁能源的重要组成部分，其开发和利用对于保障能源安全和改善环境质量具有重要意义。

然而，天然气中含有大量的水分，如果不及时去除，会对天然气的利用和储存造成很大的影响。

因此，设计一套高效的天然气脱水装置工艺对于提高天然气的质量和利用效率具有重要意义。

二、天然气脱水装置的工艺原理天然气中的水分主要以自由水和水蒸气的形式存在。

自由水主要存在于天然气中，水蒸气则主要存在于天然气中。

脱水装置的工艺原理主要是通过分子筛吸附和膜分离等方式去除天然气中的水分，从而提高天然气的质量。

分子筛是一种具有微孔结构的固体吸附剂，其孔径大小可以选择性地吸附分子。

在天然气脱水装置中，采用分子筛吸附的方式可以有效地去除天然气中的水分。

而膜分离则是利用膜的选择性透过性，将水分和天然气分离。

这两种方式结合使用可以更加有效地去除天然气中的水分。

三、天然气脱水装置的工艺设计1. 分子筛脱水工艺设计在天然气分子筛脱水装置中，需要考虑到天然气的流量、压力和水分含量等因素。

首先，需要选择合适的分子筛吸附剂，其孔径大小要能够选择性地吸附水分子。

其次，需要设计合适的吸附塔，以确保天然气在分子筛中充分接触，从而实现高效的脱水效果。

同时，需要考虑到分子筛的再生问题，以确保分子筛的持续使用。

2. 膜分离脱水工艺设计膜分离脱水工艺主要是通过膜的选择性透过性，将水分和天然气分离。

在设计膜分离脱水装置时，需要考虑到膜的材质、孔径大小、膜的结构和膜的压力等因素。

同时，需要考虑到膜的清洗和更换问题，以确保膜的长期稳定运行。

3. 工艺设计的综合考虑在天然气脱水装置的工艺设计中，需要综合考虑分子筛吸附和膜分离两种方式的优缺点，选择合适的工艺方案。

同时，还需要考虑到装置的运行成本、能耗、维护和管理等方面的因素，以确保装置的长期稳定运行。

四、结语天然气脱水装置的工艺设计是一个复杂的工程问题，需要综合考虑多种因素。

通过合理的工艺设计和装置运行管理，可以有效地提高天然气的质量，保障天然气的利用和储存安全。

分子筛脱水装置操作手册目录1. 基础数据 (2)2. 吸附原理 (3)3. 供货范围 (3)4. 工艺流程 (4)5. 设备参数 (5)6. 装置开车及停车步骤 (5)7. 安全注意事项 (10)8. 填料3A分子筛装填说明 (10)9. 附件 ........................................................ 错误!未定义书签。

1.基础数据1.1介质：二氧化碳1.2装置规模：1.3处理量变化范围：50%～120% 1.4干燥塔进口原料气参数如下：1.5脱水深度：脱水后二氧化碳气含水15ppm。

2.吸附原理2.1 基本概念吸附是指：当两种相态不同的物质接触时，其中密度较低物质的分子在密度较高的物质表面被富集的现象和过程。

具有吸附作用的物质（一般为密度相对较大的多孔固体）被称为吸附剂，被吸附的物质（一般为密度相对较小的气体或液体）称为吸附质。

吸附按其性质的不同可分为四大类，即：化学吸附、活性吸附、毛细管凝缩、物理吸附。

化学吸附：是指吸附剂与吸附质间发生有化学反应，并在吸附剂表面生成化合物的吸附过程。

其吸附过程一般进行的很慢，且解吸过程非常困难。

活性吸附：是指吸附剂与吸附质间生成有表面络合物的吸附过程。

其解吸过程一般也较困难。

毛细管凝缩：是指固体吸附剂在吸附蒸汽时，在吸附剂孔隙内发生的凝结现象。

一般需加热才能完全再生。

物理吸附：是指依靠吸附剂与吸附质分子间的分子力（即范德华力）进行的吸附。

其特点是：吸附过程中没有化学反应，吸附过程进行的极快，参与吸附的各相物质间的平衡在瞬间即可完成，并且这种吸附是完全可逆的。

2.2 工艺原理本装置采用变温吸附技术进行气体分离提纯，变温吸附技术是以吸附剂(多孔固体物质)内部表面对气体分子的物理吸附为基础，利用吸附剂对气体的吸附容量随吸附温度不同而变化的特性，吸附剂对不同气体组份有选择性吸附的条件下，低温时吸附混合气中的某些组份，未被吸附组份通过吸附床层流出，高温时脱附这些被吸附的组份，以进行下一次低温吸附，可采用多个吸附塔，从而达到气体的连续分离的目的。

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。

80×104m3/d天然气橇装脱水装置使用说明书西安长庆石油天然气设备制造有限责任公司目录目录 (1)1、概述 (2)1.1设计原则 (2)1.2设计范围 (2)2、工艺部分 (2)2.1 基础参数及产品气要求 (2)2.2 工艺方法及特点 (3)2.3 工艺流程简述 (4)2.4 工艺设备 (5)2.5 设备平面布置 (8)2.6 主要消耗指标 (8)3、自控部分 (9)3.1 控制原则及水平 (9)3.2 控制方案 (9)3.3 设备选型 (9)3.4 主要工程量表 (10)3.5 其它 (21)4、非标准设备部分 (21)5、脱水橇橇启停步骤 (21)5.1脱水橇开车步骤 (21)5.2脱水橇停车步骤 (24)6、常见故障排除及操作要点 (25)6.1常见故障分析 (25)6.2存在问题分析 (27)6.3操作要点 (30)6.4甘醇取样分析 (31)7、易损件清单和仪器仪表的校验 (32)一、概 述1.1设计原则1）整套脱水装置尽可能实现工厂预制化，缩短现场安装时间；2）采用成熟可靠的TEG脱水工艺；3）自控水平及处理效果不低于进口的同类脱水装置；4）主要考核指标不低于进口的同类脱水装置；5）操作简单，检修方便，尽可能降低用户生产成本。

1.2 设计范围本设计的设计范围为：橇座、橇座上的过程装备、仪表及工艺配管，其它配套设施均不属于本设计范围。

二、 工 艺 部 分2.1 基础参数及产品气要求2.1.1 天然气进装置的基础参数处理量：80*104Nm3/d压 力：5.0-6.8MPa温 度：15-25℃2.1.2 产品气露点要求产品气水露点≤－13℃（压力在6.2MPa的条件下）2.1.3 装置操作弹性装置生产能力可在设计处理量的50-130%范围内变化。

2.2工艺方法及特点1） 本设计采用成熟的三甘醇(TEG)脱水工艺，确保装置长期稳定可靠地运行。

富甘醇再生采用常压再生技术。

2）脱水吸收塔采用8层不锈钢泡罩塔盘，能充分满足脱水深度的要求。

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 C2mol% 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 0.2621.5 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。