吸附脱水工艺计算
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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=。
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。
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。
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”。
《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油气集输工程中的脱水工艺设计是非常重要的,其中分子筛吸附脱水工艺是一种常用的技术。
本文将对分子筛吸附工艺计算及吸附塔设计进行解析。
分子筛吸附脱水工艺是利用分子筛的吸附性能将混合物中的水分去除的一种方法。
吸附剂选择是关键的一步,常用的吸附剂有活性炭、分子筛等。
其中,分子筛作为一种优良的吸附材料,因其及其微孔结构稳定性好、吸附能力强等特点被广泛应用。
在分子筛吸附工艺计算中,需要计算出单位时间内吸附塔可以处理的液体或气体流量。
根据泰勒庆流动方程和质量守恒方程,可以求解出吸附塔的液体或气体吸附量。
同时,根据水分含量的要求,可以确定吸附塔的设计参数,如吸附塔的高度、直径等。
吸附塔的设计是分子筛吸附脱水工艺的关键环节。
吸附塔通常采用塔式结构,分为吸附段和解吸段。
吸附段采用逆向流动原理,将待处理的混合物与分子筛接触,使水分被吸附到分子筛上。
解吸段则采用正向流动原理,通过加热或减压等方法,将吸附的水分释放出来。
在吸附塔的设计中,需要考虑吸附塔的压降、塔床高度和吸附剂的补充等因素。
压降是指气体通过吸附塔时的阻力损失,需要控制在合理范围内。
塔床高度要根据吸附剂的吸附能力和水分含量要求确定。
同时,吸附剂的补充要根据吸附剂的使用寿命和吸附效果等因素进行合理安排。
总之,分子筛吸附脱水工艺的设计需要考虑吸附工艺计算及吸附塔设计。
通过合理选择吸附剂、计算流量、确定设计参数等步骤,可以实现高效的脱水效果。
在实际应用中,还需要根据具体情况进行调整和优化,以达到最佳的脱水效果。
三甘醇TEG脱水设计计算TEG(三甘醇)是一种用于天然气脱水的重要溶剂。
脱水过程中,将TEG与湿气接触,使其吸附气体中的水分,从而达到脱水的目的。
TEG脱水设计计算包括选择TEG浓度、脱水塔操作参数以及脱水设备的大小等。
首先,选择适合的TEG浓度是脱水设计的关键因素之一、TEG浓度的选择需要根据天然气中水含量以及所需的脱水效果来决定。
一般来说,低浓度的TEG可以高效地吸附水分,但相应的TEG回收难度较大。
高浓度的TEG可以提高回收效率,但吸附能力可能会受到限制。
因此,需要在TEG 浓度和回收效率之间进行权衡。
其次,确定脱水塔操作参数是脱水设计的另一个重要步骤。
脱水塔操作参数包括塔内温度、压力以及TEG和天然气的流量等。
一般来说,较高的温度和低的压力有利于水分从天然气中脱附。
在实际操作中,可以通过加热天然气来提高温度,并调整压力来实现脱水效果的最大化。
另外,设计合适的脱水设备大小也是一个重要的考虑因素。
脱水设备的大小应根据天然气流量以及TEG流量来确定。
通常情况下,流量较大的脱水设备需要更多的TEG和更大的吸收塔来实现脱水效果。
同时,需要考虑TEG的循环能力和回收效率,以确保TEG的持续供应和经济运行。
TEG脱水设计计算中还需要考虑到其他一些因素,如TEG的损耗率、能耗以及脱水设备的稳定性等。
在实际设计中,可以通过经验公式、模拟软件以及实验数据来进行设计计算。
通过对TEG脱水设计的合理计算和优化,能够提高天然气的品质,并降低其对后续气体处理设备的影响。
综上所述,TEG脱水设计计算需要考虑TEG浓度、脱水塔操作参数以及脱水设备的大小等。
合理的TEG脱水设计可以提高脱水效果,降低TEG损耗率,并提高天然气的品质。
在实际设计过程中,需要综合考虑各种因素,并通过计算和优化来实现最佳的脱水效果。
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。