天然气脱水工程设计

1天然气脱水工程设计目录第一部分说明书1总论1.1项目名称、建设单位、企业性质…………………………………………………51.2编制依据…………………………………………………………………………51.4设计范围…………………………………………………………………………61.3项目背景和项目建设的必要性…………………………………………………52基础数据2.1原料气和产品……………………………………………………………………72.2建设规模…………………………………………………………………………82.3工艺流程…………………………………………………………………………83脱水装置3.1脱水工艺方法选择………………………………………………………………93.2流程简述…………………………………………………………………………93.3主要工艺设备……………………………………………………………………103.4消耗指标…………………………………………………………………………114节能4.1装置能耗…………………………………………………………………………144.2节能措施…………………………………………………………………………145环境保护5.1主要污染源和污染物……………………………………………………………175.2污染控制…………………………………………………………………………18第二部分计算书1.1参数的确定…………………………………………………………………………181.2物料衡算……………………………………………………………………………211.2.1脱水量………………………………………………………………………221.2.2甘醇循环流量………………………………………………………………22西南石油大学化学化工学院工程设计报告21.2.3贫甘醇流量…………………………………………………………………221.2.4富甘醇流量…………………………………………………………………221.3吸收塔……………………………………………………………………………221.3.1直径……………………………………………………………………………221.3.2泡罩塔板主要结构参数及选用………………………………………………241.3.3板面布置………………………………………………………………………271.3.4吸收塔高度……………………………………………………………………292.1热量衡算……………………………………………………………………………292.1.1重沸器…………………………………………………………………………292.1.2贫/富甘醇换热器……………………………………………………………292.1.3气体/贫甘醇换热器…………………………………………………………303.1设备计算及类型……………………………………………………………………303.1.1精馏塔…………………………………………………………………………303.1.2甘醇泵…………………………………………………………………………313.1.3闪蒸塔分离器…………………………………………………………………313.1.4气体/贫甘醇换热器…………………………………………………………314.1总结…………………………………………………………………………………324.1.1设备一览表……………………………………………………………………33第三部分参考文献………………………………………………………………34西南石油大学化学化工学院工程设计报告3仪陇天然气净化厂天然气脱水项目工程设计任务书原料气(湿基)本工程原料气来自仪陇天然气净化厂脱硫装置的湿净化气，其气质条件如下：1）原料气的组成组成%（mol）CH497.812C2H60.569C3H80.111i-C4H100.022n-C4H100.034i-C5H120.015n-C5H120.015n-C6H140.038N20.976H20.006O2+Ar0.015CO20.087H2S0.000H2O0.296合计100.00注：原料气不含有有机酸西南石油大学化学化工学院工程设计报告42）原料气处理量37×104m3/d3）原料气湿度30~36ºC4）原料气压力2.05~2.25MPa(g)产品拟建天然气脱水装置产品气为干净化天然气，该产品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40×104m3/d产品气温度≤40ºC产品气压力1.9~2.1mpaH2S含量≤20mg/m3总硫含量（以硫计）≤200mg/m3CO2含量≤3%水露点≤-8ºC(在2.1mpa条件下)要求：提交工艺流程图1-3张：设计报告一份（不少于30页）；200-500字设计体会西南石油大学化学化工学院工程设计报告5第一部分说明书1总论1.1项目名称、建设单位、企业性质.项目名称：仪陇净化厂天然气脱水项目建设单位：中国石油西南油气田分公司企业性质：国有企业1.2编制依据参考《中华人民共和国石油天然气行业标准天然气脱水设计及规范》、《中华人民共和国标准化法》、《中华人民共和国标准化法实施条例》、《化工工业产品标准化工作管理办法》以及国家的有关规定。化工工业科技发展规划、计划及化工生产发展规划、计划。化工标准规划和化工标准体系表。跨年度的计划项目和调整后能够转入到本年度计划的项目。上级机关及生产、科研、使用、外贸等部门和单位急需制定标准的项目。天然气是目前最具有前途的新兴能源。目前龙岗气田已经打了1#、2#、3#共三口井，其中1#井日产天然气120万立方米，日处理天然气量600万立方米的龙岗试采工程天然气净化厂也已经开工建设，预计08年建成投产。龙岗气田的开发将有助于泸天化、川化股份、赤天化、云天化的起源保障，生产装置的开工率提高随着龙岗气田的开发，资源所在地的地方利益会得到，在天然气各省分配计划中，资源所在地的合理用气需求将会得到满足。泸天化、川化股份的起源将得到保障，装置的开工率将提高。同样随着龙岗气田的开发，天然气供应增加，处于同一天然气管网内的赤天化、云天化的天然气供应量也将增加，其生产装置的开工率也将提高。1.3项目背景和项目建设的必要性1.项目背景中石油建设的龙岗试采工程天然气净化厂计划于2007年开工，2008年全部建成投产，是年脱硫600万方的厂，在四川石油管理局属于中型厂，该项目在国内外同行业种属于大型工程，属清洁能源生产，工程符合国家产业政策。该企业主要是依托南充、达州、巴中等川东北片区丰富的天然气资源，建设一座高含硫天然气净化厂，计西南石油大学化学化工学院工程设计报告6划选址时仪陇县阳通乡二郎庙村，厂址距离该县立山镇约2.5公里，距阳通乡集镇1公里，距仪陇县城直线距离50公里。工厂总占地面积500亩，工程计划投资5亿元以上，目处理天然气600万立方米左右。2.项目建设的必要性天然气中含有大量的水蒸气，天然气脱水时防止水合物形成的根本措施。天然气脱水尤其是天然气集输过程中的水蒸气去除是天然气集输系统中的关键。天然气中含有的水蒸气通常处于饱和状态，具体的含量由天然气的压力、温度、成分等条件决定。在一定的条件下，这些水蒸气的一部分可能会析出，形成液态水。该项目为清洁能源生产，在国内外同行业种属于大型工程，工程符合国家产业政策。工程在可行性研究中，对厂址选择、工艺技术等问题都进行了充分的考察和论证，征求了当地各级规划、环保、国土资料、文物等部分的意见，尽可能避开环境敏感点，并采取了一系列减轻环境影响及环境风险、保护生态和防止水土流失的工程技术措施。有关部分指出，龙岗试采工程天然气净化厂的建成，还将大大促进四川南充石化工业的快速发展。有资料显示，今年前十一个月南充市29户石油化工企业完成营业务收入66.6亿元，实现利润9779万元，入库税金1.45亿元，提高一个月完成了全年目标任务。1.4设计范围原料气处理量为37×104m3/d产品气产量为40×104m3/d1.5遵循的主要标准和范围○1《石油天然气工程设计防火规范》（GB50183-2004）○2《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058-92）○3《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）及国家环境保护局环函[1999]48号《关于天然气净化厂脱硫尾气排放执行标准有关问题的复函》○4《工业企业噪声控制设计规范》（GBJ87-85）○5《气田天然气净化厂设计范围》（SY/T0011-96）○6《用标准孔板流量计测量天然气流量》（SY/T6143-2004）○7《石油化工企业自动化仪表选型设计规范》（SY3005-1999）○8《石油天然气工程初步设计内容规范第三部分：天然气处理厂工程》（SY/T0082.2-2000）西南石油大学化学化工学院工程设计报告7○9《石油天然气工程总图设计范围》（SY/T0048-2000）○10《中华人民共和国石油天然气行业标准天然气脱水设计规范》2.基础数据2.1原料气和产品原料气（湿基）1）原料气组成组成%（mol）CH497.812C2H60.569C3H80.111i-C4H100.022n-C4H100.032i-C5H120.015n-C5H120.015n-C6H140.038N20.976H20.006O2+Ar0.015CO20.087H2S0.000H2O0.296合计100.00注：原料气不含有有机酸西南石油大学化学化工学院工程设计报告82）原料气处理量37×104m3/d3）原料气湿度30~36ºC4）原料气压力2.05~2.25MPa(g)5）产品拟建天然气脱水装置产品气为干净化天然气，该产品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40×104m3/d产品气温度≤40ºC产品气压力1.9~2.1mpaH2S含量≤20mg/m3总硫含量（以硫计）≤200mg/m3CO2含量≤3%水露点≤-8ºC(在2.1mpa条件下)2.2建设规模根据中国石油西南油气田分公司编制的该区域气田开发部署情况，结合该区域内现有净化厂处理能力及应急能力调配方案，本工程天然气总处理规模确定为211×103m3/d,年开工时间按8000小时计。2.3三甘醇脱水工艺流程图西南石油大学化学化工学院工程设计报告93.脱水装置3.1脱水工艺方法选择通常采用的脱水工艺方法有溶剂脱水法和固体干燥剂吸附法。溶剂吸收法具有设备投资和操作费用较低的优点，较适合大流量高压天然气的脱水，脱水吸收剂应该对天然气中的水蒸气有很强的亲和能力，热稳定性好，不发生化学反应，容易再生，蒸气压低，对天然气和液烃的溶解度低，起泡和乳化倾向小，对设备无腐蚀，同时还应价廉易得。常用的脱水吸收剂是甘醇类化合物，尤其是三甘醇因其露点降大，成本低和运行可靠，在甘醇类化合物中经济性最好。因而广为使用。当要求天然气露点降至30-70ºC时，通常应采用甘醇脱水。甘醇法脱水主要用于天然气露点符合管道输送要求的场合，一般建在集中处理厂（湿气来自周围井和集气站）、输气首站或者天然气脱硫脱碳装置的下游。西南石油大学化学化工学院工程设计报告103.2流程简述水湿天然气从采出至消费的各个处理加工步骤中最常见的杂质组分，且其含量经常达到饱和。冷凝水的局部积累将限制管道中天然气的流率，降低输气量，而且水的存在使输气过程增加了不必要的动力消耗；液相水与CO2或H2S接触后会产生具有腐蚀性的酸，H2S不仅导致常见的电化学腐蚀，它溶于水生成的HS-还会促使阴极放氢加快，HS-阻止原子氢结合为分子氢，从而造成大量原子态氢积聚在钢材表面，导致钢材氢鼓泡、氢脆及硫化合物应力腐蚀开裂（SSC）；湿天然气中经常遇到的另一个麻烦问题是，其中所含水分和小分子气体及其混合物可在较高的压力和温度高于0ºC的条件下，形成一种外观类似于冰的固体水合物。因此，天然气一般都应先经脱水处理，使之达到规定的指标后才能进入输气干线。我国强制性国家标准规定：在天西南石