液化石油气工艺.docx
《液化石油气工艺.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《液化石油气工艺.docx（27页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
液化石油气工艺
工艺计算及选型
3．1设计条件
液化石油气组分（mol﹪）：
丙烷（C3H8）25﹪，丙烯（C3H6）19﹪
异丁烷（C4H10）41﹪,丁烯-1（C4H8）15﹪
液化石油气流量：
3500kg/h
气化器热水进口温度：
90℃，回水温度：
70℃
混合气出口压力：
0.2MPa，混合气热值：
50200kJ/Nm3
3．2液化石油气特性参数计算
3.2.1液化石油气组分
液化石油气各组分重量比为：
丙烷:
丙烯:
异丁烷:
丁烯-1
=0.25×44.10:
0.19×42.08:
0.41×58.12:
0.15×56.11
=11.03:
8.00:
23.83:
8.42
故液化石油气各组分的重量百分含量为：
丙烷％=（11.03/51.28）×100％=21.51％
丙烯％=（8.00/51.28）×100％=15.60％
异丁烷％=（23.83/51.28）×100％=46.47％
丁烯-1％=（8.42/51.28）×100％=16.42％
3.2.2液化石油气密度
查《煤气设计手册》表1-1-1，液化石油气各组分蒸汽及空气在标准状态下的重度为：
γ丙烷=2.0102kg/Nm3，γ丙烯=1.9136kg/Nm3，γ异丁烷=2.6912kg/Nm3，
γ丁烯-1=2.5968kg/Nm3，γ空气=1.2931kg/Nm3
由以上数据可以计算得标准状态下气相液化石油气的重度为：
γ=2.0102×0.25+1.9136×0.19+2.6912×0.41+2.5968×0.15
=2.3590kg/Nm3
气相对密度
S气态液化气=2.3590/1.2931=1.82
表3.1液化石油气液相与气相密度
液相
气相
组分
摩尔组分（﹪）
重量百分含量（﹪）
摩尔组分（﹪）
重量百分含量（﹪）
体积百分含量（﹪）
重度（kg/Nm3）
相对密度
丙烷
25
21.51
25
21.51
25
2.0102
1.55
丙烯
19
15.60
41
15.60
41
1.9136
1.48
异丁烷
41
46.48
19
46.48
19
2.6912
2.08
丁烯-1
15
16.42
15
16.42
15
2.5968
2.01
混合组分
2.3590
1.82
3.2.3液化石油气热值和混气比
查《煤气设计手册》表1-3-1可得，液化石油气各组分的高低热值如下表：
表3.2液化石油气各组分的高低热值（kcal/Nm3）
丙烷
丙烯
异丁烷
丁烯-1
高热值
24172
22358
31957
30038
低热值
22256
20925
29513
28092
计算高热值为：
Qh=∑（Qhi×Vi）
=24172×0.25+22358×0.19+31957×0.41+30038×0.15
=27899.09（kcal/Nm3）
=116807.91（kJ/Nm3）
低热值为：
Qe=∑（Qei×Vi）
=22256×0.25+20925×0.19+29513×0.41+28092×0.15
=25853.88（kcal/Nm3）
=108245.02（kJ/Nm3）
已知混合气的热值为：
50200kJ/Nm3，设混气比为X
代入Q和Qe，计算得：
X=1.16
3.2.4华白数
3.2.5露点
1气化器露点温度的计算
设外界环境温度为0℃，查《煤气设计手册》得：
表3.3液相单组份饱和蒸汽压
名称
Xqi（﹪）
Pyi（kg/cm2）
丙烷
25
4.66
丙烯
19
5.75
异丁烷
41
1.53
丁烯-1
15
1.27
混合气饱和蒸汽压
P=∑XyiPyi=0.3MPa
Pym=0.3+.0.5=0.8MPa
假设露点温度为45℃，查《煤气设计手册》表1-1-16并求得如下：
表3.4气化器露点试算（45℃）
名称
Xqi（％）
Pyi（kg/cm2）
Ki=Pyi/Pym
Xyi/100=Xqi/Ki
∑（Xyi/100）
丙烷
25
15.52
1.90
13.16
102.06
丙烯
19
18.17
2.23
8.52
异丁烷
41
5.90
0.72
56.94
丁烯-1
15
5.22
0.64
23.44
再设温度为50℃
表3.5气化器露点试算（50℃）
名称
Xqi（％）
Pyi（kg/cm2）
Ki=Pyi/Pym
Xyi/100=Xqi/Ki
∑（Xyi/100）
丙烷
25
17.44
2.13
11.74
89.92
丙烯
19
20.28
2.49
7.63
异丁烷
41
6.69
0.82
50
丁烯-1
15
5.94
0.73
20.55
由表中数据得，
45℃时∑（Xyi/100）为102.06
50℃时∑（Xyi/100）为89.92
当∑（Xyi/100）为100时所对应的温度即为露点温度。
用内插法得，气化器的露点温度为46℃
3.3设备工艺计算及选型
3.3.1液化气储罐
《城镇燃气设计规范》规定，储罐在储存液化气时，其充装系数应为0.9，即最大充装率为0.9。
《压力容器安全技术监察规程》规定，我国液化石油气储罐的设计压力为1.8MPa，设计温度为-19℃～50℃。
在50℃下，液态丙烷与异丁烷的重度查《煤气设计手册》表1-1-5得
γ丙烷=0.4513kg/L，γ丙烯=0.5044kg/L，γ异丁烷=0.5181kg/L，γ丁烯-1=0.5422kg/L
50℃下，液态液化石油气各组分的体积百分含量：
丙烷:
丙烯:
异丁烷:
丁烯-1
=（11.03/0.4513）:
（8/0.5044）:
（23.83/0.5181）:
（8.42/0.5422）=24.44:
15.86:
45.99:
15.53
即：
丙烷％=（24.44/101.82）×100％=24.00％
丙烯％=（15.86/101.82）×100％=15.58％
异丁烷％=（45.99/101.28）×100％=45.17％
丁烯-1％=（15.53/101.28）×100％=15.25％
由上可得液化石油气液相的平均重度为：
γy=0.4513×0.2400+0.5044×0.1558+0.5181×0.4517+0.5422×0.1525
=0.5306（kg/L）=503.6（kg/m3）
则总容量：
式中：
Q——液化石油气的日消耗量，即84000kg
H——储存周期，取H=7天
——月高峰系数，取1.1
——液化石油气平均重度，kg/m3
——最高工作温度下储罐允许充装率，取0.9
综上所述，选取2个1000m3的球罐
3.3.2液化气泵
泵的工作压差为0.5MPa，回流安全阀的压力设定为0.7MPa
设泵的平均工作温度为20℃，在此温度下各组分的重度由《煤气设计手册》表1-1-5得：
γ丙烷=0.5011kg/L，γ丙烯=0.5329kg/L，γ异丁烷=0.5573kg/L，γ丁烯-1=0.5970kg/L
则在20℃下液态液化石油气各组分的体积百分含量为：
丙烷:
丙烯:
异丁烷:
丁烯-1
=（11.03/0.5011）:
（8/0.5329）:
（23.83/0.5573）:
（8.42/0.2970）=22.01:
15.01:
42.76:
14.10即：
丙烷％=（22.01/93.88）×100％=23.44％
丙烯％=（15.01/93.88）×100％=15.99％
异丁烷％=（42.76/93.88）×100％=45.55％
丁烯-1％=（14.10/93.88）×100％=15.02％
由上可得液化石油气的平均重度为：
γy=0.5011×0.2344+0.5573×0.4555+0.5329×0.1599+0.5970×0.1502
=0.5462（kg/L）=546.2（kg/m3）
最大供气量：
式中：
Q——管道气年平均日用气量，kg
Km——月高峰系数，取1.1
Ka——日高峰系数，1.05
Kn——小时高峰系数，取2.8
加压泵的流量：
式中：
Qm——每小时最大供气量，kg/h
——泵的效率系数，取1.5
——液化石油气平均重度，kg/m3
综上根据流量和压差选泵，采用国产YQB35-5型泵两台，一用一备（流量35m3/h，转速780r/min,使用温度-40℃～40℃，压差0.5MPa）
3.3.3液化气压缩机
根据《城市燃气设计规范》，压缩机的排气量按下式计算：
式中：
y——在计算温度下液化石油气气相中丙烷的体积百分组成
Q——液态液化石油气的卸车强度，m3/h
T——计算温度，采用冬季通风室外温度，K
a,b,c——条件系数
表3.6气液平衡下气相摩尔组成（0℃）
液相摩尔组成Xyi
液相单组份饱和蒸汽压
相平衡常数Ki
气相摩尔组成Xqi
丙烷
25
4.66
1.52
38.00
异丁烷
41
1.53
0.50
20.50
丙烯
19
5.75
1.87
35.53
丁烯-1
15
1.27
0.41
6.15
∑Xyi=100
∑PyiXyi=3.075
∑XQi=100.18
表3.7液化石油气压缩机卸车条件系数
容积（m3）
a
b
c
卸车强度QL（m3/h）
t＜0
t≥0
61.9
11880
1.19
10.17
QL≤50+t
QL≥20+t
综上，选取HG60-2型液化气体槽车，载重50t
火车槽车选取HG60-2型，容积为61.9m3，最大充装量为50t，并确定卸车强度QL=30m3/h，列出液化气压缩机的选型参数如下表：
表3.8液化气压缩机选型参数
槽车容积
QL
Y
T
a
b
C
61.9m3
30m3/h
38％
273K
11880
1.19
10.17
=86.78（m3/h）=1.44（m3/min）
选取国产ZW-2.0/10-16型压缩机，（公称容积流量：
2.0m3/min，排气压力：
1.0-1.6MPa，转速：
752r/min）
3.3.4气化器
3.3.4.1气化器出口流量
气化器工作温度为50℃
查《煤气设计手册》表1-1-6
50℃下LPG气态组分的重度为：
γ丙烷=40.00kg/m3，γ丙烯=44.48kg/m3，γ异丁烷=17.22kg/m3，γ丁烯-1=14.30kg/m3
50℃下气态液化石油气各组分的体积百分含量：
丙烷:
异丁烷:
丙烯:
丁烯-1
=（11.03/40.00）:
（23.83/17.22）:
（8/44.48）:
（8.42/14.30）
=0.2758:
0.1799:
1.3839:
0.5888
即：
丙烷％=（0.2758/2.4284）×100％=11.35％
丙烯％=（0.1799/2.4284）×100％=7.41％
异丁烷％=（1.3839/2.4284）×100％=56.99％
丁烯-1％=（0.5888/2.4284）×100％=24
升级会员 