某三甘醇天然气脱水站的工艺设计中闪蒸分离器的计算与结构尺寸设计.docx

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某三甘醇天然气脱水站的工艺设计中闪蒸分离器的计算与结构尺寸设计

重庆科技学院

《油气集输》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09-2

学生姓名:

XXXXXXXX学号:

2009XXXXXXX6

设计地点（单位）____石油与安全大楼K713_______

设计题目:

___某三甘醇天然气脱水站的工艺设计中闪蒸分离器的计算与结构尺寸设计___________

完成日期：

2012年6月21日

指导教师评语:

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

成绩（五级记分制）:

________________

指导教师（签字）:

________

摘要

根据气体性质可以选出闪蒸罐类型,然后选取的类型按固定公式可准确快速地计算闪蒸罐主要结构尺寸。

闪蒸分离器采用立式或卧式均可。

当进料气为贫气时，由于气体中所含重烃粒少，在闪蒸分离器中经常没有液烃存在，因此可选用两相（气体和三甘醇溶液）分离器。

液体在闪蒸分离器中的停留时间为5-10min；当进料气为富气时，由于气体所含重烃较多，故应选用三相（气体、液烃和三甘醇溶液）分离器，此时为防止重烃使三甘醇溶液乳化和起泡，应使溶液升温至约65℃，停留时间定为10~15min左右。

为保证闪蒸分离后的富三甘醇有足够的压力流过过滤器及贫／富三甘醇换热器等设备，闪蒸分离器的操作压力最好在0.35~0.52Mpa之间。

关键词：

闪蒸罐壁厚直径高低液位之差气体高度闪蒸罐罐高度

1绪论

三甘醇溶液在吸收塔的操作压力和温度下除了吸收湿天然气中水蒸气外，还会吸收少量的天然气，尤其是包括芳香烃在内的重烃，而烃类在三甘醇内的溶解量与压力有关，压力愈高则溶解量愈大。

闪蒸分离器的作用就是在低压下分离出富三甘醇中吸收的这些烃类气体，以减少三甘醇损失量，防止三甘醇溶液发泡。

其顶部分离出的气体一般用作燃料或进入放空系统，闪蒸出来的液态烃进人闭式式排放系统进行集中处理。

2工艺参数

闪蒸罐可以分离出溶解于甘醇富液内的烃类闪蒸汽，以避免三甘醇溶液在再生塔内发泡。

分出的闪蒸气体可以用作重沸器的燃料或者再生塔的汽提气。

根据400×104m3/d三甘醇脱水工艺流程图，本设计设置装置TEG闪蒸（D-1201）。

TEG闪蒸罐（D-1201）的工艺和物性参数由HYSYS2004软件计算得出,甘醇循环流量为2.828m3/h，TEG停留时间为5min。

表2-1闪蒸分离器工艺参数

设备名称

闪蒸罐

工艺参数

闪蒸罐内压力，KPa

520

闪蒸罐内温度T，℃

65

三甘醇循环量VL，m3/h

2.828

液体停留时间t，min

5、15

3闪蒸分离器的计算

3.1二相闪蒸分离器的计算

3.1.1沉降容积

甘醇的沉降容积公式

（3-1）

式中V-闪蒸罐的沉降容积，m3；

VL-甘醇循环流量，m3/h；

t-甘醇在沉降罐中的停留时间，两相分离器取5min。

代入数据得到：

3.1.2闪蒸分离器直径

直径可以大致按照长径比3：

1来进行计算

=0.236（3-2）

R=0.232m

直径为464mm,参照GB_T_9019-2001_压力容器公称直径。

取公称直径为500mm

3.1.3壁厚

参照GB150-1998钢制压力容器（包括第1号2号修改单，根据技术和经济的比较取材料Q235-A.F,厚度在4.5-16mm许用应力为113MPa

根据压力容器壁厚计算公式壁厚

（3-3）

式中：

—设计压力，P=1.1*Po；

—材料最大许用压力，MPa；

—钢板负偏差，取0.125mm（根据《常用压力容器手册》）

—分离器腐蚀裕量，取2mm；

—焊缝系数，无缝钢管取0.9，焊接钢管取0.8。

3.1.4闪蒸分离器高度

容器高度分为气相空间高度和液相高度，此处所指的高度，是指设备的圆柱体部分，

低液位（LL）与高液位（HL）之间的距离，

（3-4）

式中

HL——液体高度，m；

t——停留时间，min；

D——容器直径，m；

VL——液体体积流量，m3/h。

气体高度

0.75m（3-5）闪蒸罐高度

0.8855m（3-6）

图3-1闪蒸分离器

表3-1二相闪蒸罐尺寸规格

设备名称

二相闪蒸罐

尺寸规格

液体停留时间，min

5

闪蒸分离器所需的沉降容量V，m3

0.236

罐体壁厚S，mm

3.54

高低液位之间的距离HL，m

0.1355

气体高度

0.75

闪蒸罐高度H,m

0.8855

3.2三相闪蒸分离器的计算

3.2.1沉降容积

甘醇的沉降容积公式

式中V-闪蒸罐的沉降容积，m3；

VL-甘醇循环流量，m3/h；

t-甘醇在沉降罐中的停留时间，三相分离器取15min。

代入数据得到：

3.2.2闪蒸分离器直径

直径可以大致按照长径比3：

1来进行计算

=0.707R=0.335m

直径为670mm,参照GB_T_9019-2001_压力容器公称直径。

取公称直径为700mm

3.2.3壁厚

参照GB150-1998钢制压力容器（包括第1号2号修改单，根据技术和经济的比较取材料Q235-A.F,厚度在4.5-16mm许用应力为113MPa

根据压力容器壁厚计算公式壁厚

3.2.4闪蒸分离器高度

低液位（LL）与高液位（HL）之间的距离：

气体高度：

0.99m

闪蒸罐高度：

1.197

表3-2三相闪蒸分离器规格

设备名称

闪蒸罐

计

算

值

液体停留时间，min

15

闪蒸分离器所需的沉降容量V，m3

0.707

罐体壁厚S，mm

4.01

高低液位之间的距离HL，m

0.207

气体高度

0.99

闪蒸罐高度H,m

1.197

4总结

这次课程主要设计某三甘醇天然气脱水站的工艺设计中闪蒸分离器的计算与结构尺寸设计加上查阅大量的相关资料与平时的课堂知识积累，分别计算出了二相三相闪蒸分离器的各项尺寸。

整个过程下来，让我学会了不少的知识，锻炼了我们认真、严密、坚持不懈的学习态度，提高了我们自身的实践动手能力。

但我知道这些是远远不够的，在以后的学习中，我们更要这样锻炼自己，坚持不解地面对挑战，提高自己，改善自己。

参考文献

[1]梁平．天然气集输技术[M]．北京：

石油工业出版社2008:

65-75

[2]严铭卿．天然气输配技术[M]．化学工业出版社2006-06

[3]编写组.油田油气集输设计技术手册.石油工业出版社2009-02-01

[4]苏建华.天然气矿场集输于处理.石油工业出版社

[5]SY/T0602甘醇型天然气脱水装置规范