分離器尺寸計算.doc

1.1.1 分離器尺寸計算選用SMSM氣/液分離器，進入高效分離器的氣體體積流量為1795m3/h（工況下），按照殼牌高效分離器的設(shè)計標準，SMSM氣/液分離器的直徑計算如下：已知：，：，所以氣體處理能力標準：由于，由殼牌分離器設(shè)計規(guī)范查表可知，取=0.186，取分離器直徑為1100mm，最多選擇29個旋流管。分離器高度按照殼牌公司提供的方法進行計算，見圖4.16、表4.6圖4.16 SMSM高效分離器高度設(shè)計示意圖表4.6 分離器直徑及渦流管個數(shù)的確定表D，m渦流管個數(shù)，m/s，m/s0.2110.00640.1850.4540.02560.1610.5050.03200.1630.6590.05760.1740.70120.07680.2000.85160.1020.1800.90210.1340.2110.95240.1540.2171.05290.1860.2141.10320.2050.2161.15370.2370.2281.20440.2820.2491.30520.3330.251表4.7 高效分離器高度計算表項目高度，m項目高度，mX10.5X50.22X20.32X60.165X30.3D1.1X40.1h1.2綜上所述，DY氣田干氣脫汞方案閃蒸氣處理工藝中，選用殼牌SMSM高效分離器，分離器的直徑為1200mm，高度為3200mm。1.2 MEG再生塔C-2201(1)和凝析油穩(wěn)定塔C-2301分別對MEG再生塔和凝析油穩(wěn)定塔進行選型并對塔徑和高度進行計算。1.2.1 MEG再生塔和凝析油穩(wěn)定塔基礎(chǔ)數(shù)據(jù)MEG再生塔和凝析油穩(wěn)定塔均選用整裝填料塔，填料采用金屬板波紋填料250Y型，該種填料具有生產(chǎn)能力大，分離效率高，壓力降小，操作彈性大，持液量小等優(yōu)點。250Y型填料主要性能參數(shù)見表4.8。表4.8 250Y 型填料主要性能參數(shù)表項目填料主要性能參數(shù)比表面積a,m2/m3250空隙率，%97填料因子a/3，m-1273.92每米理論塔板數(shù)，個23液體負荷，m3/(m2h)0.2壓力降，MPa/m310-4MEG再生塔中第二、六塔板氣相負荷較大，作為MEG再生塔填料段塔徑計算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，見表4.9所示。表4.9 MEG再生塔塔徑計算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)項目第二板第六板壓力，KPa122130.0溫度，105.3123.4氣相體積流量m3/h625.2626.0氣相流量,kg/h443.2474.7氣相密度kg/m30.70890.7583氣相粘度，cp9.33210-39.86910-3液相流量,kg/h158.93494液相密度,kg/m3943.0999.2液相粘度，cP0.26260.6816穩(wěn)定塔只有提餾段，第八塔板汽相負荷較大，作為脫丙丁烷塔的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，如表4.10所示。表4.10 凝析油穩(wěn)定塔計算塔徑的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)項目第八板工藝參數(shù)項目第八板工藝參數(shù)壓力，KPa130氣相粘度，cp0.001033溫度，49.35液相流量,kg/h23000氣相體積流量m3/h16.96液相密度,kg/m3688.1氣相流量,kg/h32.02液相粘度，cP0.4771氣相密度kg/m31.8881.2.2 MEG再生塔直徑和高度計算填料塔的直徑分別按精餾段和提餾段計算，取較大者為填料段直徑。泛點速度計算公式：實際操作氣速為泛點速度的68%75%。故取實際操作氣速為泛點速度的70%。塔內(nèi)徑計算公式為：由表5.8中數(shù)據(jù)帶入以上公式：由第二塊板計算得: uGF=6.93 m/s uG =4.85m/sDT =0.2136m由第六塊板計算得: uGF=4.59m/s uG =3.21m/sDT =0.2627m由以上計算結(jié)果可知，MEG再生塔采用等徑填料塔，直徑選為350mm。考慮氣體處理量120%的彈性范圍，根據(jù)模擬結(jié)果校核MEG再生塔最大氣動能因子，在第六塊塔板處具有最大氣動能因子。第六塊塔板處最大氣動能因子最大，其氣體質(zhì)量流量為474.7kg/h，采用以下公式計算。當(dāng)直徑DN為350mm時，將第六塊塔板處的數(shù)據(jù)帶入可得：F=1.57（m/s）（kg/m3）0.5由以上計算可知，最大氣體動能因子符合填料特性要求。MEG再生塔高度的計算：第一塊板以上的筒體高度取其直徑的2倍：2350，取700mm。進料段高度取進料處直徑的1.5倍：1.5350，取525mm。該塔共有6塊理論板，精餾段3塊理論板，提餾段3塊理論板，塔板效率為25%,則實際塔板數(shù)等板高度為500mm，故精餾段高度為6000mm，提餾段高度為6000mm。填料高度為12000mm。1.2.3 凝析油穩(wěn)定塔直徑和高度計算泛點速度計算公式：實際操作氣速為泛點速度的68%75%。故取實際操作氣速為泛點速度的70%。塔內(nèi)徑計算公式為：由表5.9 中數(shù)據(jù)帶入以上公式：由第八塔板計算直徑，uGF =0.515m/s uG =0.361m/sDT =0.129m 由以上計算可知，凝析油穩(wěn)定塔采用等徑填料塔，其直徑選為200mm?？紤]氣體處理量120%的彈性范圍，根據(jù)模擬結(jié)果校核MEG再生塔最大氣動能因子，在第六塊塔板處具有最大氣動能因子。第六塊塔板處最大氣動能因子最大，其氣體質(zhì)量流量為32.02kg/h，采用以下公式計算：當(dāng)直徑DN為200mm時，將第六塊塔板處的數(shù)據(jù)帶入可得：F = 0.206（m/s）（kg/m3）0.5由以上計算可知，最大氣體動能因子符合填料特性要求。MEG再生塔高度的計算：進料段高度取進料處直徑的1.5倍：1.5200，取300mm。該塔共有8塊理論板，塔板效率記為25%，等板高度為500mm，故填料高度為16000mm。1.3 本章小結(jié)（1）節(jié)流注醇裝置中氣氣換熱器宜采用固定管板式換熱器結(jié)構(gòu)，原料氣走管程，冷干氣走殼程；接頭類型BEM，單管程并控制其流體流速36 m/s，可避免乙二醇發(fā)泡；氣-氣換熱器直徑為500 mm，換熱管長度為9000 mm，單臺換熱面積為160 m2；對于原料氣壓力變化為8.04.5 MPa均留有設(shè)計余量。（2）高效低溫分離器以重力立式分離器為主體，采用碰撞式入口裝置、葉片型除霧器、絲網(wǎng)型除霧器、渦流除霧器及絲網(wǎng)除霧等高效分離設(shè)備將分離效果提升至99.9%除去直徑大于5m的液滴；分離器直徑為1200mm，筒體高度為3200mm，能夠滿足現(xiàn)階段分離要求。（3）MEG再生塔和凝析油穩(wěn)定塔均選用整裝填料塔，填料采用金屬板波紋填料250Y型，該種填料具有生產(chǎn)能力大，分離效率高，壓力降小，操作彈性大，持液量小等優(yōu)點。MEG再生塔塔徑選350mm,第一塊板以上的筒體高度取700mm，進料段高度取525mm，填料高度為12000mm。凝析油穩(wěn)定塔塔徑選200mm，填料高度為16000mm。2 主要結(jié)論（1）常用脫汞劑主要有載硫活性炭、負載型金屬硫化物和金屬氧化物、載銀分子篩等。脫汞劑的選用主要依據(jù)天然氣的處理工藝和汞含量、汞的脫除深度等因素。分析了國內(nèi)外常用吸附劑的性能特點、影響因素及應(yīng)用情況，其中負載型金屬硫化物或金屬氧化物吸附劑性能穩(wěn)定，能夠避免產(chǎn)生毛細冷凝現(xiàn)象，可用于濕含汞天然氣脫汞；載硫活性炭內(nèi)部空隙的孔徑一般小于20 ，在液烴存在時容易引發(fā)毛細冷凝現(xiàn)象，只能用于處理不含游離水和液烴的干氣；載銀分子篩是可再生吸附劑，但成套裝置能耗高、投資較大。推薦DY氣田含汞天然氣采用濕氣脫汞方案進行處理，該方案能夠徹底解決汞污染問題，但是對裝置及吸附劑要求較高，推薦選用Axens公司的AxTrap 271負載型金屬硫化物吸附劑。國內(nèi)外各含汞氣田應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際工況，結(jié)合天然氣處理工藝，選擇合理的脫汞工藝方案，達到控制汞污染的目的。（2）DY氣田天然氣壓力高，有足夠壓力能（壓力降）可利用，推薦采用JT閥節(jié)流制冷控制天然氣的烴露點，無需增壓或增設(shè)外部制冷就能滿足管輸烴水露點要求，節(jié)省裝置的投資和操作費用。（3）隨著乙二醇貧液注入量的增大，天然氣水合物生成溫度逐漸降低，但MEG再生系統(tǒng)熱負荷增加。推薦采用乙二醇注入量為1500kg/h，節(jié)流后溫度比水合物生成溫度高5，能夠滿足不生成水合物的要求，同時控制能耗在較低水平。（4）乙二醇再生塔理論塔板數(shù)6塊，回流比0.5，塔頂溫度45，進料從中部進料時，可有效的控制乙二醇的損耗，減輕生產(chǎn)污水處理工作，同時盡可能降低能耗。（5）出塔凝析油與入塔凝析油充分換熱，提高凝析油入塔溫度，有利于能量的充分利用。降低塔壓也有利于減輕重沸器的熱負荷，節(jié)能降耗。（6）節(jié)流注醇裝置中氣氣換熱器宜采用固定管板式換熱器結(jié)構(gòu)，原料氣走管程，冷干氣走殼程，接頭類型BEM，單管程并控制其流體流速36 m/s，可避免乙二醇發(fā)泡。氣-氣換熱器直徑為500 mm，換熱管長度為9000 mm，單臺換熱面積為160 m2，對于原料氣壓力變化為8.04.5 MPa均留有設(shè)計余量。（7）高效低溫分離器以重力立式分離器為主體，采用碰撞式入口裝置、葉片型除霧器、絲網(wǎng)型除霧器、渦流除霧器及絲網(wǎng)除霧等高效分離設(shè)備將分離效果提升至99.9%除去直徑大于5m的液滴。分離器直徑為