油气集输工程某分子筛吸附脱水工艺设计——吸附工艺计算及吸附塔设计

油气集输工程某分子筛吸附脱水工艺设计——吸附工艺计算及吸附塔设计内容摘要：

两塔方案（常规）时间分配表 吸附器 0～ 8h 8～ 16h 分子筛脱水塔 A 吸附 加热 /冷却 分子筛脱水塔 B 加热 /冷却 吸附 设计要求 原料气压力为 ，温度 30℃，工艺流程要求脱水后含水量在 1ppm 以下（质），采用球形 4A分子筛吸附脱水，已知 4A分子筛的颗粒直径为 ，堆密度为 700kg/m3，吸附周 期采用 8 小时 计算 操作周期 操作周期可分为长周期和短周期，一般管输天然气脱水采用长周期操作，即达到转效点才进行吸附塔的切换。 周期通常为 8h。 吸附温度 T = 299k 吸附压力 P = MPa 3 吸附器计算 吸附器直径 D 计算 ()b g pG C D 式中： G— 允许的气体质量流速， kg/(m2 s) C— 系数，气体自上向下流动， C 值 ～ pD — 分 子筛的平均直径， m b — 分子筛堆密度， kg/m3 g — 气体在操作温度下的密度， kg/m3 得： G=（ 660 ） =(m2 s) 空塔流速： ow =G/g=气体质量流量：gQ=（ 15 104 /24 3600）（ ） =需空塔截面积： A = mGQ g  直径 : =   则分子筛直径取 800mm 高径比为： hD = ，则 h= 800=2020mm 按全部脱水考虑，需脱水量 : 15 10000/24h=吸附周期为 8h，则总共脱水： 8 =105kg 吸附传质区长度计算 传质区示意图如右所示，吸附传质区长度的意义就是在吸附器内存在着 hz 这一长度区，正在吸附被吸附物质而尚达到分子筛的饱和吸附容量。 随着吸附过程的进行 B— B 线下移， A— A线也向下移动。 hz 保持一个相对稳定的长度。 显然，到达转效点时，整个床层长度 hT达到设计指定的吸附容量。 式中： G1－吸附剂吸附水的量， kg/h； τ－周期时间， h。 ρ B－吸附剂的堆积密度， kg/m3； X－吸 附剂的设计湿容量， kg水／ 100kg 吸附剂； D－标准化后的床层直径， m 得： hT= 8/660 8 = 由图 3— 2— 22 图可查出 gv = XDGh BT   DGq  式中： G1－吸附剂吸附水的量， kg/d D－吸附剂床层直径， m 得： q= 24/= kg/m2 h 转效点计算 校核吸附周期，只有 B ≥操作周期才能满足要求。 分子筛有效吸附容量 参考下表 ： 动态吸附容量数据表 活性氧化铝 4～ 7kgH2O/100kg(吸附剂 ) 硅胶 7～ 9kgH2O/100kg(吸附剂 ) 分子筛 9～ 12kgH2O/100kg(吸附剂 ) 分子筛的有效吸附容量为 9～ 12kgH2O/100kg(吸附剂 )的 70%，则按分子筛有效吸附容量 8kgH2O/100kg 分子筛。 bTB xhq  式中： B — 到达转效点时间， h x— 选用分子筛的有效吸附容量， % Th — 整个床层长度， m 得： B = 8 660 转效点和操作周期一样，则所选周期符合要求。 吸附器高径比计算 分子筛有效吸附容量取 10kg（水） /100kg（分子筛）。 一个周期内所需分子筛的质量： 24/=。