毕业设计--三甘醇脱水系统设计（附图纸）(5)

对不同的tr，计算d和h的组合，见图表，有方程：Lss?荷最小直径。 计算长径比（

10Lss3h?d?10161000式中，d对气体负

/d）（见表），在最常用的3~4范围内选择长径比。

总：有曲线图得出结果，选择分离器合理的尺寸。该尺寸具有的直径要比用气体符合线所确定的直径大些。在图上，我选择一个1050mm?2.70m的分离器器提供大约三分钟的停留时间。 分离器进口管直径 气体流量Q=

Qg864000.101325PTZ293??

?0.101325? =500000864004(273?20)0.82293 =0.0835m3/s

式中u在计算时一般进口取15~25m/s D1?=

Q0.785?1?0.5?0.0835?=???0.785?15?0.5=0.0842m=84mm

分离器出口管直径

式中u在计算时一般出口取10~15m/s D

?2?Q0.785?2?0.5?0.0835?=???0.785?10?0.5=0.103m=103mm

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表：根据液体负荷约束得出直径与长度的关系（立式分离器算例）

图： 立式分离器算例

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二.吸收塔的工艺计算

在给定原料气的组成，流量，进料状态及吸收后干气含水量或水露点要求的情况下，吸收塔的工艺计算包括：确定吸收剂的浓度，循环量，塔板数以及塔径等吸收塔的尺寸。下面我来逐一讨论计算。 1.进塔贫甘醇溶液浓度的确定

当吸收塔塔顶气体与进塔贫三甘醇溶液（即吸收剂）充分接触并达到平衡时，离塔干气的水露点是可能达到的最低露点，即干气的平衡露点；而干气中所含水汽量为塔顶吸收温度，压力下可能达到最低含水汽量，即饱和含水汽量。此时，进塔贫三甘醇溶液的浓度即为达到最低干气露点所必须的最低浓度。

甘醇脱水吸收塔的时间证明：当吸收塔操作压力小于16672KPa时，吸收塔塔顶出口干天然气的露点温度基本上和吸收塔的操作压力无关，一般甘醇吸收塔的操作压力远低于此值，故在计算干气露点时可不考虑吸收塔操作压力的影响。Worley指出，吸收塔顶的出口干气的平衡水露点与吸收塔进料湿气温度及进塔贫三甘醇溶液浓度有关，其间的关联如图5所示。

根据图5所示可确定在一定操作温度下，欲达到干气平衡露点所必需的贫三甘醇溶液的最低浓度。确定贫三甘醇溶液浓度是当吸收塔塔顶和进塔贫三甘醇溶液充分接触达到平衡时，出塔干气达到平衡露点温度（即干气可能达到的最低露点温度）所必须的最低浓度。实际上，吸收塔塔顶气-液两相接触时间不足以达到平衡，出塔干气不能达到平衡水露点，出塔干气的真实水露点温度不平衡水露点温度高，即，式1）

式中—出吸收塔干气真实水露点温度， —出吸收塔干气平衡水露点温度，

tetrotr?te?? （公

C； ；

oC ?t—偏差值，其大小取决于贫三甘醇溶液的循环量，塔径，塔结构等影响气，液两相接触时间的诸因素，一般可取?t=8~11

oC

确定达到规定出塔干气的实际水露点温度所必须的最低贫三甘醇溶液浓度，可根据公式1算出平衡水露点温度e，再按图5确定贫三甘醇溶液的浓度。 本设计三甘醇浓度的求出

但是题目已经给出三甘醇最低为99.3%故可不求。

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WLT富甘醇浓度：W=WLT?WW?Wlw

WLT=0.35*1.1254*10*99.3%=391.13kg/h

33WWWlw=0.35*0.9922*10*0.7%=2.43kg/h =8.75kg/h

所以W=391.13/（391.13+2.43+8.75）=97.22%

2，吸收剂贫三甘醇溶液用量的确定

增加甘醇吸收塔理论接触段数和贫三甘醇溶液得用量均会增加露点降，使吸收塔顶流出的干气露点更接近平衡露点。但是前者必将增加装置的固定投资，而后者则增加装置运转的操作费用。

研究表明，贫三甘醇溶液的浓度，用量及吸收塔理论接触段数与露点降是密切关联的参数。在选定贫三甘醇溶液浓度情况下，确定合理的理论板数和吸收剂用量，而考虑期间的相互关系，并对装置固定投资和操作费用做经济权衡。

实验测得：当吸收塔实际塔板数给定时，在塔内操作温度恒定的情况下，露点降与三甘醇溶液浓度和用量的关系分别如图8 图9 图10

图8：

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图9

图10

应当指出，大多数三甘醇吸收塔塔内不超过8快实际塔板，最常使用4~6块塔板。若取板效率为25%及相当于1~1.5快理论塔板。

有图可见三甘醇溶液循环用量超过某一值后曲线趋于平缓，在增加三甘醇用量获得的露点降变化不大。根据经验，一般管输天然气在含水量要求的要求范围内，由天然气中吸收1kg水需要25~60L三甘醇溶液。低于该值可能造成塔板上液封不够或不能润湿填料，高于此值则会过多地增加动力消耗和冷却水的消耗，因此，吸收装置单位时间所需要的三甘醇贫液用量可根据给定的工艺参数，先计算出单位时间的脱水量G（kg/d（或kg/h））在确定三甘醇溶液用量V'

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