化工毕业设计(6)

西南石油大学本科毕业设计

1668.21?34?228 ?水?7.9668?11.5 9 9 P?39.79mmHg?5303.59Pa

?MDEA?16.23?4756.834?377.71??1.89

PMDEA?0.01288mmHg?1.72

水：

5303.59548000?01.72?1834.6?95303.59 17.K82molh

MDEA：

5480000?1.72?1834.69?0.0058Kmolh表5.4吸收塔的物料衡算汇总

入塔原料气的组成与流量

组分

H2S CO2 N2 C1 C2 C3 C4 C5

摩尔流量Kmolh

18.02 46.91 28.85 1673.8 69.25 12.29 5.6 2.36 3.31 0 0 1860.37

质量流量kgh

612.9 2064 807.8 26780 2077.5 540.8 324.8 169.9 264.8 0 0 33642.8

（mol）％ 0.968 2.52 1.55 89.91 3.72 0.66 0.317 0.127 0.178 0 0 100

质量％ 1.82 6.14 2.40 79.60 6.18 1.61 0.97 0.51 0.79 0 0 100

C6

MDEA 水 总计

吸收塔净化气的组成与流量

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100×10m/d天然气脱硫脱水工艺设计

组分

H2S CO2 N2 C1 C2 C3 C4 C5

43

摩尔流量Kmolh 质量流量kgh

0.00 32.84 27.59 1672.7 68.15 12.29 5.6 2.36 3.31 0 5.29 1825.0

0.00 1445 772.4 26763.3 2044.6 540.8 324.8 169.9 264.8 0 95.27 32335.1

（mol）％

0.00 1.80 1.53 91.62 3.73 0.66 0.31 0.13 0.18 0 0.29 100

质量％ 0.00 4.49 2.39 82.77 6.32 1.67 1.01 0.53 0.82 0 0.30 100

C6

MDEA 水 总计

入塔胺液密度 1031kgm3 流量28.93m3h

组分

H2S CO2 N2 C1 C2 C3 C4

摩尔流量Kmolh

0.017 0.017 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 55.621 420.911

质量流量kgh

0.544 0.784 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 6628.355

13204.27

（mol）％

0.004 0.004 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 13.1208

100

质量％ 0.006 0.008 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 46.673 100

MDEA 总计

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西南石油大学本科毕业设计

塔底胺液组成及流量

组分

H2S CO2 N2 C1 C2 C3 C4

摩尔流量Kmolh

18.02 14.07 1.098 1.098 1.098 0.00 0.00 55.621 365.255 457.03

质量流量kgh

614.16 619.08 35.04 19.98 36.82 0.00 0.00 6628.36 6574.59 14520.28

（mol）％ 3.94 3.06 0.24 0.24 0.24 0.00 0.00 12.17 79.9 100

质量％ 4.23 4.26 0.24 0.14 0.25 0.00 0.00 45.65 45.28 100

MDEA 水 总计

5.2.2.3热量衡算

1.入塔气带入的热量

表5.5原料气组分热容参数

组分

H2S CO2 N2 C1 C2 C3 C4

A 6.385 6.157 6.529 3.381 2.247 2.410 4.453

B 5.7040×10 1.3840×10 1.4880×10-3 1.8044×10-3 3.8021×10 5.7195×10-2 7.2270×10-2

-2-2-3

C -1.210×10 -9.1030×10 -2.2710×10-7 -4.3000×10-6 -1.1049×10 -1.7533×10-5 -2.2214×10-5

-5-6-6

D 2.057010

-9

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100×10m/d天然气脱硫脱水工艺设计

43

各组分在25℃的摩尔热容：

Cp?a?bT?cT2?dT3 (5.5) 式中：Cp——气体热容，KJ?Kg.K?

根据上述数据和热容计算公式，可计算出气体在0℃，25℃，34℃，43℃时的热容见下表5.6

表5.6热容计算值

温度，℃

H2S CO2 N2 C1 C2 C3 C4

0.00 32.856 86.6469 28.947 33.4255 49.4049 69.976 94.2912

25.00 33.3803 107.6489 29.0891 35.056 52.7217 74.9108 100.5232

34.00 33.5675 116.5536 29.1399 35.6374 53.9015 76.6649 102.7383

43.00 33.7746 127.3683 29.1963 36.2801 55.2037 78.6 105.1818

根据表5.3可计算出各温度段的平均热容见表5.7

表5.7平均热容

温度段

H2S CO2 N2 C1 C2 C3 C4

入塔0～25℃ 33.11815 97.1479 29.01805 34.24075 51.0633 72.4434 97.4072

塔顶0～34℃ 33.2118 101.6 29.0435 34.53 51.65 73.32 98.514

入塔原料气带入的热量：

Q1=(18.02×33.11815+46.91×97.1479+28.85×29.018+1673.8×34.24075+69.25×51.0633+12.29×72.4432+5.6×97.4072)×(25-0)=1.70×106 KJh

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西南石油大学本科毕业设计

2.入塔胺液带入的热量：由45％MDEA的热容： Cp?3.3536?0.00435t

式中Cp——45％MDEA的热容，KJ/(KJ·K) T——温度 34℃时热容为：

3.3536?0.00435?34?3.5355 KJ/(KJ·K)

Q2= 13204.2×3.54×(T-0)=1.72×106KJ/h 3.塔顶净化气带出的热量：

Q3=(0×33.212+32.84×101.6+27.59×29.043+1672.29×34.53+68.15×51.65+12.29×73.32+5.6×98.514)×(34-0)=2.24×106KJ/h

4.反应热容热解

由《天然气净化工艺》查得：

H2S、CO2、MDEA的反应热分别为：41.02MjKmol 61.5MjKmo lQ4=18.02×41.02＋14.07×61.5=1599MJ=1.60×106KJ 5.出塔热量

Q5=14520.28×3.5355×(t-0)

由热量守衡：Q1+Q2 +Q4 =Q3 +Q5将前面计算得到的代入即可计算得：吸收塔底富液温度为t=54.15℃,即 t=55℃

5.2.3闪蒸计算

5.2.3.1计算依据

1.闪蒸压力：0.5Mpa, 温度60℃。

2.进口物料来自贫富换热器与吸收塔的富液相同，温度60℃。 5.2.3.2具体计算

在0.5Mpa, 温度60℃下的平衡常数为：

KC1?36 KN2?921

KC2?8.8ZiZi由富液的组成可知：?＜1.0

即惰性气体组成全部为气相，所以富液中的惰性气体组分全部被蒸出。而CO2,H2S未能达到其解吸的能量而在闪蒸气中没有。

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