1、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 2013-1 学生姓名: 严小林 学 号: 2015520427 设计地点（单位）_ 重庆科技学院 K809 _ _设计题目:_ 某天然气集输站三甘醇脱水工艺设计物性计算及吸收塔设计_ _完成日期：2016 年 12 月 8 日 指导教师评语: _ _ _ _ 成绩（五级记分制）:_ _ 指导教师（签字）:_ _ 1目 录摘 要 .21 总 论 .32 天然气的基础资料 .43 天然气基本物性计算 .63.1 天然气相对分子质量的计算 .63.2 天然气密度的确定 .73.3 气体特性系数 C .83
2、.4 天然气各组分的质量分数 .83.5 爆炸极限的计算 .93.6 天然气水汽含量计算 .114 吸收塔的设计计算 .154.1 吸收塔选型 .154.2 吸收塔工艺计算 .164.2.1 进塔贫甘醇浓度的确定 .164.2.2 脱水量及贫三甘醇用量的确定 .174.2.3 吸收塔塔板数的确定 .194.2.4 吸收塔径的确定 .234.2.5 泡罩塔板主要结构参数及选用 .244.2.6 塔盘形式的选择 .254.3 吸收塔高度 .264.4 除沫器选择与计算 .264.5 吸收塔塔体强度计算 .285 总结 .30参考文献 .312摘 要本文根据课程设计任务书的要求，进行井站场工艺设计中
3、的天然气物性计算。根据油田油气技术设计技术手册中的设计要求，对单井站场的工艺和装置进行计算与选定。在整个设计的过程中，需要对天然气各物性进行计算公式的选择、图表的查询，从而计算得出天然气的相对分子质量、密度、压缩因子、各组分质量分数、爆炸极限、临界参数、质量比热容等各项物性参数。设计在给定操作条件和要求的出气条件下对吸收塔部分进行具体设计。主要包括工艺的选取塔体、封头、裙座和塔内件等的结构尺寸设计塔板、人孔、气液管等方位布置标准件的型号选取并对塔体进行必要的校核计算。通过本设计了解泡罩塔在天然气脱水应用中存在的问题并对板式塔的发展前景予以展望。关键词： 密度 温度 压缩因子 甘醇脱水 泡罩 吸
4、收塔31 总 论本次课程设计是在学习完本学期的天然气集输工程课程以后开启的，自己本身已经有了一定的专业知识。油气储运工程研究的方向众多，本次设计的课题主要是天然气的脱水再生系统。目前天然气的脱水方法主要有直接冷却法、溶剂吸收脱水法、固体吸附脱水法以及膜法脱水。本课题采用的是应用最为广泛的三甘醇吸收法脱水。天然气三甘醇脱水的主要设备有吸收部分的过滤分离器、吸收塔，再生部分的闪蒸罐、三甘醇过滤器、精馏柱、重沸器、缓冲罐以及甘醇循环泵。 为了对天然气三甘醇脱水系统有一个更为全面的了解，综合利用所学知识进行天然气三甘醇脱水系统装置的工艺设计。通过学习和训练，能了解三甘醇脱水的基本理论和技术，掌握三甘醇
5、脱水的设计思路及方法。而本课题的主要目的是通过对天然气三甘醇脱水系统中的吸收塔的设计试自己对三甘醇脱水系统有更进一步的认识，对吸收塔的工作原理、尺寸结构、运行工况有一定的掌握，能够根据三甘醇脱水系统的工况简单分析一些在系统运行中常见的问题，并给出相应的解决方案。42 天然气的基础资料天然气组成如下表：天然气组成组分 （mol）CH4 98.12C2H6 0.211C3H8 0.112iC4H10 0.025nC4H10 0.021iC5H12 0.021nC5H12 0.022nC6H14 0.016N2 0.295H2 0.003O2+Ar 0.017CO2 0.285H2S 0.002H2
6、O 0.635总计 100原料气处理量：50x104m3/d原料气露点：30-36原料气压力：7Mpa要求该天然气产品的气质量符合国家标准天然气 （GB17820-1999 ）中二类气的技术指标。其有关参数如下：产品气质量： 3401/md5产品气温度：40 C产品气压力：2.1 aMPH2S 含量：20 3mg/总硫含量（以硫计）：200 3g/CO2 含量：2% 水露点：-6 C63 天然气基本物性计算3.1 天然气相对分子质量的计算3.1iMy式中 M天然气的相对分之子质量；yi 组分 i 的摩尔分数；Mi组分 i 的相对分之子质量。根据表 1-1 中的数据及各组分相对分子质量；由公式
7、3-116*0.9812+30*0.211+44*0.112+58*0.025+58*0.021iy+72*0.021+72*0.022+86*0.016+28*0.295+2*0.003+72*0.017+44*0.285+34*0.002+18*0.635=16.413.2空天空天 Ms由公式 3-2，相对密度 ，天然气的拟临界压力和温度按下式计算；7.05.3.3spc24.8.3.4T6179式中 Ppc天然气拟临界压力，Mpa；Tpc天然气拟临界温度，K；S天然气相对密度。根据公式 3-3，3-4 计算得出： 、64.pcP86.192pcT3.5pr/3.6crT式中 Ppr天然气
8、拟对比压力，Mpa；Tpr天然气拟对比温度，K。7经计算 Ppr=0.86、T PR=1.58查图 3.1 得到压缩因子 Z=0.93图 3.13.2 天然气密度的确定3.7TpMZ314.8天式中 天然气在任意压力、温度下的密度，kg/m 3；p天然气的绝对压力，kPa；Z天然气压缩因子8T天然气的绝对温度，K由公式 3-7 代入数据计算可得到在 T=31、P=4Mpa 时， kg/m3。4.70天3.3 气体特性系数 C计算公式为：3.812387KC查资料可得：天然气气体绝热指数 K=1.30故：气体特性系数 C 为：70.258130.2.138712387 3. K3.4 天然气各组
9、分的质量分数由 3.1 知：天然气的摩尔质量 为 16.41天M根据天然气各组分质量分数计算公式：3.9天yiii代入各组分数据可得：%67.9541.444 天MyCHCH3.0.626262天.41.98838383 天yHCHC %08.65104104104 天异异 M9 %074.1.628014104104 天正正 MyHCHC 92.5125125125 天异异 06.4.680125125125 天正正 yHCCHC%8.1.37146146146 天MCHC50.4.1682022天yNN14.3222 天 COCO%69.0.222天MyHH3.5 爆炸极限的计算计算公式：（理查特里公式） 3.10%10.n21mLVL式中 混合气体爆炸极限，%； mL、 、 混合气体中各组分的爆炸极限， %；12n、 、 各组分在混合气体中的体积分数，%。 、V（理查特里认为，复杂组成的可燃气体或蒸气混合的爆炸极限，可根据各组分已知的爆炸极限按下式求之。该式适用于各组分间不反应、燃烧时无催化作用的可燃气体混合物。 ）查数据得到各组分爆炸极限见表 3.1：
