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:油气储运工程09-3学生姓名:刘畅学号: 2009441727____设计地点（单位）_ 石油与安全科技大楼K706____设计题目:_某分子筛吸附脱水工艺设计——工艺流程及平面布置设计完成日期：2012-6-19指导教师评语:_______________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________成绩（五级记分制）:______ __________指导教师（签字）:________ ________摘要本设计中原料气压力为3MPa，温度40℃，设计规模为15万方/天，要求脱水到1ppm 以下。

根据同组同学分离器设计、吸附塔设计、再生气换热器设计以及管道设计设计并绘制双塔吸附脱水工艺流程图。

其中分离器采用立式重力型分离器，吸附塔采用4A型分子筛，换热器使用套管式塔设备。

依据工艺流程设计，考虑天然气走向及当地风向，参考《GB50350-2005 油气集输设计规范》以及当地地势等相关条件，设计出符合《石油与天然气防火规范》、《建筑设计防火规范》、《工业企业噪声控制规范》等有关规定的平面布置图。

关键词：分子筛吸附塔平面布置工艺流程目录1 绪论 (3)2 参数设计 (4)2.1 天然气基础资料 (4)2.2 天然气基础物性资料 (4)2.3 设计范围 (4)2.4 设计依据 (5)3工艺流程设计 (6)3.1设计要求 (6)3.2 设计步骤 (6)4 选址及平面布置 (8)4.1 选址要求 (8)4.2 平面设计.................................................................................................................................... - 11 - 结论............................................................................................................................................... - 12 - 参考文献 ........................................................................................................................................ - 13 -1 绪论2003年我国天然气产量达341亿m3，消费量为301亿m3，消费结构为化工34%、工业燃料29%、城市燃气23%、发电14%。

2003年化工用气量约为102亿m3，主要用于生产化肥。

其中以天然气为原料的合成氨和甲醇生产能力分别占总生产能力的20%和25%。

权威机构分析，天然气将是未来世界一次能源中发展最快的品种，预计2001～2025年全球天然气消费年均增长率为2.2%（而同期原油的增长率为1.9%，煤为1.6%）。

2020年全球天然气消费量将达到4.34万亿m³，比2001年增长近70%，天然气在世界一次能源中的比例将从2001年的23%上升到2020年的25%。

由此可知，提高天然气的质量是刻不容缓的事情。

其中，天然气脱水是提升天然气质量的一个重要环节。

天然气中含水量的降低可以减少管输压力，避免生产水合物堵塞管道，同时也避免与天然气中的酸性气体如二氧化碳、硫化氢等生产酸性液体腐蚀管道。

就目前国内国外的技术而言，总共将天然气脱水法分为三类：低温脱水法、溶剂吸收脱水法、固体吸附脱水法。

其中，吸附是用多孔性的固体吸附剂处理气体混合物，使其中一种或多种组分吸附于固体表面上，其他的不吸附，从而达到分离操作。

水是一种强极性分子，分子直径（2.76Å ～3.2 Å）很小。

不同的多孔性固体的孔径是不同的，孔径大于3.2 Å 的，都可以吸附水。

吸附能力的大小与多种因素有关，主要是固体的表面力。

目前工业上常用的吸附剂有活性氧化铝、硅胶、分子筛和活性炭等。

其中除活性炭外，都可以应用于天然气脱水。

本设计在前人的基础上，就固体吸附脱水法进行研究，在吸附脱水的理论基础上设计出双塔循环分子筛吸附脱水工艺流程，并选址布局。

2 参数设计2.1 天然气基础资料天然气组成表格 2.1组分C1C2C3iC4nC4iC5nC5CO2N2H2OMol％71.3 8.39 6.01 1.24 2.21 0.64 0.79 2.53 4.21 2.14 进料温度：40℃进料压力：3MPa设计规模：15万方/天要求脱水到1ppm以下。

2.2 天然气基础物性资料表格 2.2相对分子量相对密度拟临界压力拟临界温度压缩因子饱和含水量22.79kg/mol 0.786966 4.94Mpa 234.4k 0.9 1743mg/m³密度压力（3Mpa）温度（40℃）压力（101.325kpa）温度（0℃）29.2kg/m³ 1.05kg/m³2.3 设计范围根据重庆科技学院油气集输课程设计任务书，设计范围为天然气吸附脱水工艺流程图，并根据当地的天气、地势进行选址，设计平面布置图。

2.4 设计依据《GB50350-2005 油气集输设计规范》《石油与天然气防火规范》《建筑设计防火规范》《工业企业噪声控制规范》3工艺流程设计3.1设计要求（1）尽可能采用先进设备，先进生产方法及成熟的科学技术成就，以保证产品质量。

（2）“就地取材”，充分利用当地原料，以便获得最佳的经济效果。

（3）所采用的设备效率高，降低原材料消耗及水电气消耗，以使产品的成本降低。

（4）经济效益高。

（5）充分预计生产的故障，以便及时处理，保证生产的稳定性。

（6）充分考虑天然气进料性质、产品质量及品种，生产能力及今后发展。

（7）设计流程尽可能采用循环法，尾气排放符合国家环境排放标准。

3.2 设计步骤3.2.1 设备参数分离器吸附塔换热器类型立式类型4A型分子筛类型套管式高度（m） 6.58 高度（m）8.280 高度（m） 3直径（m） 1.645 直径（m）0.836 长度（m）8宽度（m） 1数量（个） 2 数量（个） 2 数量（个） 1 压缩机冷却器过滤器数量（个） 1 数量（个） 1 数量（个） 1表格3-13.2.2工艺流程简述图3-1如图3-1所示，原料气进入脱水站后，先经进口分离器脱除液态水，分离后的天然气经分离器上方管道由分子筛吸附塔上方进入塔内进行吸附脱水。

经吸附塔脱水后的干燥天然气经过滤器一部分进入外输管网，一部分气体作为再生气，经换热器加热到260℃进入再生塔，携带走再生塔中吸附的水蒸气，并从吸附塔上部经冷却器冷却，部分气态水蒸气液化，经分离器分离后的再生气经压缩汇集至进口分离塔循环分离、脱水。

整个工艺流程中，天然气在进口分离器出口处液态烃及液态水总含量为0.04g/m³，其中液态水含量为0.02g/m³，可以忽略。

天然气在吸附塔入口处水蒸气含量为1.743g/m³，出口理论水蒸气含量为0g/m³，符合干气输送条件。

4 选址及平面布置4.1 选址要求（1）油气集输站场址，应根据已批准的可行性研究报告或油气田地面建设总体规划以及所在地区的城镇规划、兼顾集输管道的走向确定。

（2）站场的面积应满足总平面不知道的雪球，并应节约用地。

凡有荒地可利用的地区应尽量不占用耕地，为满足油气田滚动开发要求，可是当预留扩建用地。

（3）工艺上相互关联的油、气、水处理站宜联合建设，形成多功能的集中处理站。

（4）区域布置根据石油天然气站场、相邻企业和设施的特点及火灾危险性，结合地形与风向等因素，合理布局。

（5）天然气站场宜布置在城镇和居住区全年最小频率风向的上风侧。

（6）天然气站场区域布置防火间距应依照表4-1、表4-2进行布置。

（7）天然气站场布置中应有生产区、办公区、辅助生产区、生活区四大部分。

（8）站场总平面布置应充分利用地形，并结合气象、工程地质、水文地质条件合理，紧凑布置，节约用地。

集中处理站的土地利用系数不应小于60%。

（9）站场总平面布置应与工艺流程相适应，做到场区内外物料流向合理，生产管理和维护方便。

宜根据不同生产功能和特点分别相对集中布置，形成不同的生产区和辅助生产区。

集中处理站的布置也可以打破专业界线，对同类设备进行联合布置。

序号 1 2 3 4 5名称100人以上的居住区、村镇、公共福利设施100人一下的散居房屋相邻厂矿企业铁路国家铁路线工业企业铁路线油品站场、天然气站场一级100 75 70 50 40 二级80 60 60 45 35 三级60 45 50 40 30 四级40 35 40 35 25 五级30 30 30 30 20液化石油气和天然气凝液站场一级120 90 120 60 55 二级100 75 100 60 50 三级80 60 80 50 45 四级60 50 60 50 40 五级50 45 50 40 35可能携带可燃液体的火炬120 120 120 80 80表格4-1 石油站场与邻近建筑物防火距离（m）表4-2 石油库内建筑物、构筑物之间的防火距离(m)序号建筑物和构筑物名称油罐(v为单罐容量m3)高架油罐油泵房灌油间汽车灌油鹤管铁路油品装卸设施油品装卸码头桶装油品库房隔油池V>500005000<V≤50000100<v≤5000V≤100甲、乙类油品丙类油品甲、乙类油品丙类油品甲、乙类油品丙类油品甲、乙类油品丙类油品甲、乙类油品丙类油品甲、乙类油品丙类油品150m3及以下150m3以上1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 195 高架油罐19 15 11.5 7.56油泵房甲、乙类油品19 15 11.5 9 12 127 丙类油品14.5 11.5 9 7.5 10 12 108灌油间甲、乙类油品24 19 15 11.5 10 12 12 129 丙类油品19 15 11.5 9 8 12 10 12 1010 汽车灌油鹤管甲、乙类油品24 19 15 11.5 10 15 15 15 1511 丙类油品19 15 11.5 9 8 15 12 15 1212 铁路油品装卸设施甲、乙类油品24 19 15 11.5 15 8 8 15 15 15 1513 丙类油品19 15 11.5 9 12 8 8 15 12 15 1214油品装卸码头甲、乙类油品47 37.5 30 26.5 20 15 15 15 15 15 15 20 2015 丙类油品33 26.5 22.5 22.5 15 15 12 15 12 15 12 20 1516桶装油品库房甲、乙类油品24 19 15 11.5 15 12 12 12 12 15 15 8 8 15 15 1217 丙类油品19 15 11.5 9 12 12 10 12 10 15 12 8 8 15 12 12 10L8 隔油池150m3及以下24 19 15 11.5 15 15 10 20 15 20 15 25 20 25 20 15 1019 150m3以上28 22.5 19 15 20 20 15 25 20 25 20 30 25 30 25 20 1520 消防泵房、消防车库33 26.5 22.5 19 20 12 10 12 10 15 12 15 12 25 20 20 15 20 2521 露天变配电所变压器10kV及以下19 15 15 15 20 15 10 20 10 20 10 20 10 20 10 15 10 15 2022 10kv以上29 23 23 23 30 20 15 30 20 30 20 30 20 30 20 20 10 20 3023 独立变配电间和中心控制宜19 15 11.5 11.5 15 12 10 15 10 15 10 15 10 15 10 12 10 15 2024 铁路机车走行线24 19 19 19 20 15 12 20 15 20 15 20 15 20 15 15 10 15 2025 有明火及散发火花的建筑物、构筑物及地点33 26.5 26.5 26.5 30 20 15 30 20 30 20 30 20 40 30 30 20 30 4026 油罐车库28 22.5 19 15 20 15 12 15 12 20 15 20 15 20 15 15 10 15 2027 围墙14.5 11.5 7.5 6 B 10 5 10 5 15 5 15 5 5 5 10 1028 其他建筑物、构筑物24 19 15 11.5 12 12 10 12 10 15 10 15 10 15 12 12 10 15 15 注：1.序号1、2、3、4的油罐，系指储存甲类和乙A类油品的浮顶油罐或内浮顶油罐、储存丙类油品的立式固定顶油罐、容量大于50m3的卧式油罐。