某脱水装置分子筛吸附塔设置数量的选择_李明

天然气脱水设计计算天然气脱水是指通过一系列工艺步骤将天然气中的水分去除的过程。

脱水后的天然气可以提高燃烧效率、节约能源、减少设备腐蚀等。

而分子筛吸附塔作为天然气脱水的关键设备之一，其设计计算是非常重要的。

本文将以1200字以上的篇幅详细介绍天然气脱水分子筛吸附塔的设计计算。

首先是吸附塔的尺寸确定。

吸附塔的尺寸包括塔径和塔高两个方面。

塔径的确定可根据天然气的进出口流量、气液速度以及分子筛的选用情况等综合考虑。

而塔高的确定则需根据工艺要求、设备结构和成本等进行综合考虑。

其次是操作参数的选择。

操作参数包括吸附塔的压力、温度和吸附塔的进出料温度差等。

吸附塔的压力主要取决于天然气的工艺要求、设备和管道的耐压试验压力等因素。

温度的选择则需考虑气相和液相之间的传热情况以及分子筛的工作温度范围等。

进出料温度差的选择需要综合考虑传热效果、设备结构和能耗等因素。

分子筛的选择是天然气脱水分子筛吸附塔设计的重要环节之一、在选择分子筛时，需要考虑分子筛的吸附性能、吸附容量、抗污染性能、热稳定性等因素。

接下来是吸附塔的传质计算。

根据吸附原理，可使用质量平衡方程和传质方程对吸附塔进行传质计算。

传质计算主要包括吸附塔内各组分物质的传质速率计算、吸附剂的饱和度计算等。

最后是吸附塔的压降计算。

压降计算主要是通过阻力损失和黏性压降两个方面进行计算。

阻力损失包括气相的阻力损失和液相的阻力损失。

而黏性压降则是由于流体黏性引起的压降。

此外，设计计算还需要考虑吸附塔的结构和材料、运行和维护等因素。

总结起来，天然气脱水分子筛吸附塔的设计计算主要包括吸附塔的尺寸确定、操作参数的选择、分子筛的选择、吸附塔的传质计算以及塔内压降的计算等。

这些计算可以帮助确定合适的设备尺寸和操作条件，提高天然气脱水分子筛吸附塔的效率和性能，实现经济优化运行。

技能认证烷基化初级考试(习题卷16) 第1部分：单项选择题，共53题，每题只有一个正确答案,多选或少选均不得分。

1.[单选题]如果用N表示塔板效率,N1表示理论塔板数,N2表示实际塔板数,则N=()。A)N1/N2B)N2/N1C)N1×N2答案:A解析:

2.[单选题]烷基化装置使用蒸汽加热主要加热器是()。A)主分馏塔底B)酸再生进料C)主分馏中间答案:C解析:

3.[单选题]下列不属于防止事故发生的安全技术措施的是（ ）。A)消除危险源B)隔离C)避难与救援答案:C解析:

4.[单选题]关于产生有毒物质的作业场所布置,以下说法正确的是。A)布置在夏季最小频率风向的上风侧B)地势开阔C)布置在夏季最小频率风向的下风侧答案:C解析:

5.[单选题]排污许可的具体办法和实施步骤由()规定。A)环保部B)全国人大C)国务院答案:C解析:

6.[单选题]启用酸再接触器的目的是()。A)缓冲主分离塔进料B)酸耗增大C)重新分解有机氟化物答案:C解析:

7.[单选题]要充分利用好国家在安全生产和应急救援方面的投入政策,管好用好资金,坚持()原则,充分发挥投资效益。A)节约办事

󱢰󳜭󴇔󴇱󲜧󰸪󰥆󰡍󳓗考试󰀋󰒐题卷16󰀌1/14B)建设与节约并重C)利旧与新建并重答案:B解析:

8.[单选题]生产装置应急状态下有毒有害工艺气体排放应排放至（ ）。A)现场排放B)高空排放C)火炬系统答案:C解析:

9.[单选题]化学泡沫灭火原理主要是()作用。A)隔离与窒息B)降温C)化学抑制答案:A解析:

10.[单选题]可燃液体在火源作用下进行燃烧。A)本身直接B)蒸发成蒸气氧化分解C)高温液体部分答案:B解析:

11.[单选题]《职业病防治法》规定,对产生严重职业病危害的作业岗位,应当在其醒目位置,设置警示标识和中文警示说明。警示说明应当载明的内容是（ ）。A)逃生路线B)岗位操作规程C)应急救治措施答案:C解析:

12.[单选题]下列选项中,造成离心泵流量降低的原因之一是。A)入口压力大B)轴弯曲C)管路漏气答案:C解析:

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。

天然气脱水后露点高的原因分析装臵分子筛吸附塔脱水工艺采用的吸附剂是分子筛。

从分子筛吸附脱水的应用实践上来说，经过分子筛床层的吸附作用可以将原料气的含水量降到1ppm，最大露点降可以达到120℃，水露点能达到-80℃左右，但是，温米装臵扩容后经过分子筛吸附塔脱水后的天然气水露点达不到工艺要求。

下面我们对影响天然气水露点的几个因素进行分析。

一、分子筛吸附塔吸附脱水能力的影响分子筛吸附过程中传质区对天然气露点的影响装臵在处理量增加到70×104NM3/d的情况下，仍然使用为50×104NM3/d 装臵设计的分子筛吸塔，从吸附传质区移动可以看出，在吸附周期开始时，吸附塔顶分子筛开始吸附水蒸汽，形成吸附传质区。

进入吸附中期吸附传质区向下推移，吸附塔上部分子筛已被水蒸汽饱和。

当到吸附末期时，吸附传质区基本已到达分子筛床层的最下端，流出气体的水露点已开始上升，由出口气体露点与时间的关系曲线也可以看出，在转效点时出口气体的含水量开始上升，而分子筛吸附塔从湿气中吸附的总水量增加了1.4倍，势必会导致吸附传质区提前到达转效点，分子筛床层继续吸附天然气中水分，此时分子筛已处于吸附容量饱和状态，失去脱水能力，也就是说湿气穿透了分子筛床层，从而导致分子筛塔吸附后天然气的水露点急剧上升。

二、高压分离器的分离效果对脱水后天然气水露点的影响在装臵吸附脱水工艺中，第一个设备就是高压分离器，高压分离器是一个非常重要的部分，因为在吸附周期中，增压后的湿的原料气经过降温首先要进入高压分离器进行三相分离，并在高压分离器内清除掉自由液体、夹带的湿气和固体颗粒，而自由液体可以损坏或破坏吸附剂床层，使分子筛中毒，失去脱水作用。

湿气在高压分离器中分离出液态水和较重的液烃，液烃通过液位控制调节阀流向闪蒸塔，液态水则通过浮筒式排污调节阀流向低压分离器。

在实际生产中，高压分离器的液位控制极不平稳，液位在0.55-0.95m之间波动,，分离效果差，而且分液苞的油水界面控制阀调节精度差，油水界面液位计显示失真，界面波动很大，造成分离器中水位上升，从分离器顶部出去的气相夹带出部分液烃和液态水进入吸附塔，使部分分子筛被淹中毒失去脱水效果，导致分子筛床层吸附容量的降低，从而导致吸附塔出口天然气露点升高。

腾龙芳烃吸附分离装置技术问答题一、吸附分离装置的目的和采用的工艺？目的是把对二甲苯从重整、歧化和外购C8芳烃中分离出来。

吸附分离采用AXENS Eluxyl工艺，这个工艺是基于吸附分离技术。

Eluxyl工艺能提供纯度达99.8wt%的对二甲苯且回收率高。

它是生产对二甲苯的传统结晶工艺的有效替代工艺。

采用模拟逆流吸附工艺，涉及吸附剂（SPX3003分子筛）和解吸剂PDEB（对二乙基苯）。

本工艺中固体相静止不动，液相则流过床层。

沿着两个吸附塔、不同产品的注入点和抽出点定期从一个床层切换到另一个床层来模拟逆流。

二、吸附进料中含有哪些组分？1、非芳烃2、甲苯3、C8芳烃4、C9非芳烃5、C9芳烃三、简述吸附分离的操作特点？吸附在规定温度下全液相操作。

在吸附塔出口回收两个物流：含有对二甲苯的抽出液和含有其它二甲苯（间二甲苯和邻二甲苯）的抽余液。

两种产品二甲苯都用解吸剂稀释。

解吸剂的沸点比二甲苯高很多，可用蒸馏方法从抽出液和抽余液中回收，然后循环到吸附部分使用。

为了确保高纯度，蒸馏得到的抽出液（反洗液）循环到吸附塔，循环液连续冲洗吸附塔内部，同时用内部循环液旁路每个床层。

四、简述吸附热力学？吸附现象是一种可逆或不可逆的液体中的一种或几种化合物停留在孔表面的现象。

这是由于这些化合物和孔表面之间有吸引力。

在一定的温度和压力下达到平衡时，一定数量的吸附剂能吸附的需分离的液体中的每种化合物的数量是确定的（压力对液体的轻微压缩性没有影响）。

此时，孔中液体的组分与颗粒周围的大体积液体是不同的。

吸附自发进行且总是放热的。

但是用另一种物质替换吸附的烃通常需要热量。

吸附分为两类：物理吸附和化学吸附，这两种吸附的吸附强度和能量类型是不同的。

Eluxyl 工艺中的二甲苯分离是基于物理吸附。

物理吸附是选择性的，例如优先吸附某类分子。

五、吸附剂的特性？吸附剂是专用于Eluxyl 工艺的分子筛。

它对对二甲苯有很强的吸引力。

它由含有选择孔的微孔晶体组成，微孔体积与吸附容量直接相关。

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。

1 概述1.1 真空变压吸附制氧技术真空变压吸附制氧技术是一种新型的从空气中制取富氧的技术，真空变压吸附（VACUUM PRESSURE SWING ADSORPTION，简称VPSA），是一个近似等温变化的物理过程，它是利用气体介质中不同组分在吸附剂上的吸附容量不同而产生的气体分离，吸附剂在压力升高时进行选择性吸附，在压力降低至负压时得到脱附再生。

真空变压吸附分子筛制氧设备是以电力为动力、空气为原料，利用沸石分子筛在加正压状态下对氮的吸附容量增加，负压时对氮的吸附容量减少的特性，通过对两只吸附塔切换作用，形成正压吸附、负压脱附的循环过程，实现空气中氧、氮的分离，连续制取所需求的工业用氧。

真空变压吸附制氧设备的制氧过程为物理吸附过程，无化学反应，对环境不造成污染，是一种理想的供氧方式。

整个制氧过程相对于传统的深冷法制氧方式，具有结构简单、工艺流程简单、使用操作方便、设备启动迅速、常温低压运行、安全可靠、能耗小、制氧成本低等一系列优点。

1.2真空变压吸附制氧设备工作过程瑞气真空变压吸附分子筛制氧设备是以洁净空气为原料，经空气过滤器进入罗茨鼓风机，升压至45kpa左右，出口气体温度约50℃，经过换热器进行冷却，使温度降到35℃左右，再进入已经再生完毕处于工作状态的吸附器。

在吸附器内，空气中的水分、二氧化碳等极性分子气体经过氧化铝、13X脱水剂被吸附，干燥空气再通过LiX 分子筛后空气组分中的氮气组分被分子筛吸附分离，氧气在吸附器顶部富积进入氧气平衡器，纯度93±3%左右的富氧通过调节阀稳压处理进入缓冲罐，缓冲罐中的富氧压力在10~15kpa，缓冲罐出口富氧经过氧气压缩机升压达到所需的压力要求，高压富氧气冷却后通过氧气储罐再送至用氧用户。

为获得连续稳定的产品氧气，瑞气真空变压吸附分子筛制氧设备设置两只吸附器，交替产氧，一只吸附器产出氧气时，另一只吸附器处于抽真空再生状态，吸附器在真空泵作用下抽至-60kpa左右，排出的富氮组分经过消音处理排至室外。

一、名词解释天然气：能源、可燃气体、石油煤炭、地下开采、H2S中毒干气：每㎡气中，戊烃以上烃类（C5+）按液态计小于10ml的天然气。

湿气：每m2气中，戊烃以上烃类（C5+）按液态计大于10ml的天然气。

贫气：每m2气中，丙烷以上烃类（C3+）按液态小于100ml的天然气。

富气：每m2气中，丙烷以上烃类（C3+）按液态大于100ml的天然气。

热值：1m3燃气完全燃烧时所放出的热量。

烃露点：在一定压力下，天然气析出第一滴液烃时的温度。

水露点：在一定压力下，天然气与液态水平衡时的温度。

标方：101.325KPa，0℃作为天然气体积计量的标准状态基方：101.325KPa，20℃作为天然气体积计量的标准状态天然气水合物：也称为“可燃冰”“固体瓦斯”，是一种白色或灰色的晶体，外貌似松散的冰或致密的雪。

过冷度：管道等体系内实际操作温度低于该体系水合物形成温度之差值。

露点降：脱水前含天然气的露点与脱水后干气的露点之差称为露点降吸附质：被吸附的气体或液体称为吸附质吸附剂：吸附气体或液体的固体称为吸附剂。

物理吸附：由范德华力引起吸附，速度快，热量少，平衡快，条件变化容易脱附，可逆。

化学吸附：以未饱和键力作用，所需的活化能、吸附热大，速度慢，不可逆。

破点：当分子筛吸附时，当传质区的前沿到达床层底部，气体中的吸附质浓度突然升高到一定值轻烃回收：从天然气中回收凝液的过程称之为天然气凝液回收活天然气液回收。

冷剂：在制冷循环中工作的制冷工质称为制冷剂或简称冷剂。

液化天然气：LNG 由天然气液化制取的，以甲烷为主的液烃混合物压缩天然气：CNG 是经过压缩的高压商品天然气，其主要成分是甲烷第一章1、天然气的组成分类组成：天然气是由低分子饱和烃为主的烃类气体与少量非烃类组成的混合气体。

分类：伴生气、气藏气、凝析气2、天然气质量要求项目一类二类三类高热值，MJ/m3 >31.4硫化氢，mg/m3≤6 ≤20 ≤460总硫，mg/m3≤100 ≤200 ≤460CO2(v), % ≤3.0 ≤3.0水露点在天然气交接点的压力和温度条件下，比最低环境温度低5℃.注：（1）、天然气按照硫和CO2含量分为一类、二类、三类。

含硫天然气中含有硫化氢、有机硫(硫醇类)、二氧化碳、饱和水以及其它杂质，因此需将其中的有害成分脱除，以满足工厂生产和民用商品气的使用要求。

各国的商品天然气标准不尽相同，主要是需满足管道输送要求的烃露点和水露点，同时对天然气中硫化氢、硫醇、二氧化碳的最高含量和低燃烧值有要求。

原料天然气组成和商品天然气的要求不同，所选择的天然气净化工艺技术方案也是不同的，本文将结合哈萨克斯坦国某油气处理厂处理的天然气的组成和需输往国际管道中的产品天然气的要求，提出含硫天然气脱硫天然气脱水工艺技术方案的选择方法。

2 原料天然气条件哈萨克斯坦国某油气处理厂处理的油田伴生天然气主要条件为：1)处理量600×104m3/d (标准状态为0℃，101.325kPa，以下同)；2)压力为0.7MPa，为满足管输压力和净化工艺需要，经增压站升压后进装置压力为6.8MPa；3)主要组成组分组成(mol%)C1 75.17 C2 9.44 C3 7.21 C4 3.35 C5+ 1.06 CO2 0.71 H2O 0.51 H2S 36g/m3 硫醇硫500mg/m33 商品天然气技术指标该厂商品天然气将输往国际管道，需满足ОСТ51.40-93标准的要求，应达到的主要技术指标为：1)出厂压力6.3MPa；2)水露点≤-20℃；3)烃露点≤-10℃；4)硫化氢(H2S)≤7mg/m3；5)硫醇硫(以硫计)≤16mg/m3；6)低燃烧热值≥32.5MJ/m3。

4 工艺路线初步选择根据原料天然气条件和商品天然气技术指标，工厂总工艺流程框图见图1。

油田伴生天然气经增压站增压后，至天然气脱硫脱水装置进行处理，需脱除天然气中绝大部分的H2S和RSH，以满足产品天然气中硫化氢和硫醇硫含量的技术指标；同时需脱除天然气中绝大部分的水，以满足产品天然气水露点的技术指标，同时为回收更多的液化气和轻油产品，脱水深度还需满足后续的轻烃回收装置所需的水露点≤-35℃的要求。

分子筛吸附法制无水乙醇的机理及工艺因乙醇-水物系存在最低恒沸点，故采用普通方法精馏所制得的酒精，其酒精含量不会大于95.57%(m/m)，为了提高酒精浓度，必须采取特殊的方法才能实现。

目前工业上无水乙醇的生产方法主要有恒沸精馏、萃取精馏、吸附和膜分离等方法。

在吸附法乙醇脱水中分子筛吸附技术具有能耗低、脱水能力强、产品质量稳定等优点，工业化应用比较普遍"。

本文主要对该技术作较为全面的介绍，以期为行业中相关工作的开展提供一定参考资料。

1分子筛脱水的原理分子筛是一种具有立方晶格的硅铝酸盐化合物。

它具有均匀的微孔结构，分子筛的孔穴直径大小均匀，这些孔穴能把比其直径小的分子吸附到孔腔的内部，并对极性分子和不饱和分子具有优先吸附能力，因而能把极性程度不同，饱和程度不同，分子大小不同及沸点不同的分子分离开来，即具有“筛分”分子的作用，故称分子筛。

对于乙醇一水物系来说，由于水和乙醇的临界分子直径分别是2.7埃和4.7埃，因此，水分子可以进入3埃分子筛内部，并被分子筛对水的强极性吸引作用吸附在分子筛内部，而乙醇分子则被阻挡在外，从而实现对水与乙醇的选择性吸附分离凹。

2分子筛变温变压吸附技术生产无水乙醇工艺流程分子筛脱水制备无水乙醇在工艺选择上，根据高浓度酒精的来源不同，可以采用液相乙醇汽化进分子筛脱水工艺流程或蒸馏塔汽相乙醇进分子筛脱水工艺流程。

2.1液相乙醇汽化进分子筛脱水工艺流程液相乙醇汽化进分子筛脱水工艺流程如图1所示。

浓度95%(v/v)的液相乙醇先经过预热器预热，再通过蒸汽加热器进入蒸发器，蒸发产生的乙醇蒸汽经蒸汽过热器过热后进入分子筛A塔。

乙醇蒸汽中的水分子流经分子筛填料层过程中，因分子筛的微孔对水分子有很强的亲和力，就将水分子吸附在微孔内，吸附以后的乙醇蒸气经过冷凝、冷却以后得到浓度为99.5%(v/v)以上的无水乙醇。

分子筛A塔吸附接近饱和时，自动切换至分子筛B塔进料吸附，此时分子筛A塔转入脱附过程。