1、重慶科技學院重慶科技學院油氣集輸工程油氣集輸工程課程設計報告課程設計報告 學 院:_ 石油與天然氣工程學院 _ 專業班級: 油氣儲運工程 09-3學生姓名: 劉暢 學 號: 2009441727_設計地點（單位）_ 石油與安全科技大樓 k706_ _設計題目:_ 某分子篩吸附脫水工藝設計工藝流程及平面布置設計完成日期：2012 年 6 月 19 日指導教師評語: _ _ _ 成績（五級記分制）:_ _ 指導教師（簽字）:_ _摘 要本設計中原料氣壓力為 3mpa， 溫度 40，設計規模為 15 萬方/天，要求脫水到1ppm 以下。根據同組同學分離器設計、吸附塔設計、再生氣換熱器設計以及管道設計

2、設計并繪制雙塔吸附脫水工藝流程圖。其中分離器采用立式重力型分離器，吸附塔采用 4a 型分子篩，換熱器使用套管式塔設備。依據工藝流程設計，考慮天然氣走向及當地風向，參考gb50350-2005 油氣集輸設計規范以及當地地勢等相關條件，設計出符合石油與天然氣防火規范 、 建筑設計防火規范 、 工業企業噪聲控制規范等有關規定的平面布置圖。關鍵詞：分子篩 吸附塔 平面布置 工藝流程目 錄摘 要 .1目 錄 .21 緒 論 .32 參數設計 .42.1 天然氣基礎資料.42.2 天然氣基礎物性資料.42.3 設計范圍.42.4 設計依據.43 工藝流程設計.53.1 設計要求 .53.2 設計步驟.54

3、 選址及平面布置 .74.1 選址要求.74.2 平面設計.105 結 論 .11參考文獻 .121 緒 論2003 年我國天然氣產量達 341 億 m3，消費量為 301 億 m3，消費結構為化工 34%、工業燃料 29%、城市燃氣 23%、發電 14%。2003 年化工用氣量約為 102 億 m3，主要用于生產化肥。其中以天然氣為原料的合成氨和甲醇生產能力分別占總生產能力的 20%和25%。權威機構分析，天然氣將是未來世界一次能源中發展最快的品種，預計20012025 年全球天然氣消費年均增長率為 2.2%（而同期原油的增長率為 1.9%，煤為1.6%） 。2020 年全球天然氣消費量將達

4、到 4.34 萬億 m，比 2001 年增長近 70%，天然氣在世界一次能源中的比例將從 2001 年的 23%上升到 2020 年的 25%。 由此可知，提高天然氣的質量是刻不容緩的事情。其中，天然氣脫水是提升天然氣質量的一個重要環節。天然氣中含水量的降低可以減少管輸壓力，避免生產水合物堵塞管道，同時也避免與天然氣中的酸性氣體如二氧化碳、硫化氫等生產酸性液體腐蝕管道。就目前國內國外的技術而言，總共將天然氣脫水法分為三類：低溫脫水法、溶劑吸收脫水法、固體吸附脫水法。其中，吸附是用多孔性的固體吸附劑處理氣體混合物，使其中一種或多種組分吸附于固體表面上，其他的不吸附，從而達到分離操作。水是一種強極

5、性分子，分子直徑（2.76 3.2 ）很小。不同的多孔性固體的孔徑是不同的，孔徑大于 3.2 的，都可以吸附水。吸附能力的大小與多種因素有關，主要是固體的表面力。目前工業上常用的吸附劑有活性氧化鋁、硅膠、分子篩和活性炭等。其中除活性炭外，都可以應用于天然氣脫水。本設計在前人的基礎上，就固體吸附脫水法進行研究，在吸附脫水的理論基礎上設計出雙塔循環分子篩吸附脫水工藝流程，并選址布局。2 參數設計2.1 天然氣基礎資料天然氣組成表 2.1 天然氣組成成分表組分c1c2c3ic4nc4ic5nc5co2n2h2omol71.38.396.011.242.210.640.792.534.212.14進料

6、溫度：40進料壓力：3mpa設計規模：15 萬方/天要求脫水到 1ppm 以下。2.2 天然氣基礎物性資料表 2.2 天然氣基礎物性表相對分子量相對密度擬臨界壓力擬臨界溫度壓縮因子飽和含水量22.79kg/mol0.7869664.94mpa234.4k0.91743mg/m密度壓力（3mpa）溫度（40）壓力（101.325kpa）溫度（0）29.2kg/m1.05kg/m2.3 設計范圍根據重慶科技學院油氣集輸課程設計任務書，設計范圍為天然氣吸附脫水工藝流程圖，并根據當地的天氣、地勢進行選址，設計平面布置圖。2.4 設計依據gb50350-2005 油氣集輸設計規范石油與天然氣防火規范建筑

7、設計防火規范3 工藝流程設計工藝流程設計3.1 設計要求盡可能采用先進設備，先進生產方法及成熟的科學技術成就，以保證產品質量； “就地取材” ，充分利用當地原料，以便獲得最佳的經濟效果；所采用的設備效率高，降低原材料消耗及水電氣消耗，以使產品的成本降低；經濟效益高；充分預計生產的故障，以便及時處理，保證生產的穩定性；充分考慮天然氣進料性質、產品質量及品種，生產能力及今后發展；設計流程盡可能采用循環法，尾氣排放符合國家環境排放標準。3.2 設計步驟3.2.1 設備參數表 3.1 選用設備參數分離器吸附塔換熱器類型立式類型4a 型分子篩類型套管式高度（m）6.58高度（m）8.280高度（m）3直

8、徑（m）1.645直徑（m）0.836長度（m）8寬度（m）1數量（個）2數量（個）2數量（個）1壓縮機冷卻器過濾器數量（個）1數量（個）1數量（個）13.2.2 工藝流程簡述如圖 3.1 所示，原料氣進入脫水站后，先經進口分離器脫除液態水，分離后的天然氣經分離器上方管道由分子篩吸附塔上方進入塔內進行吸附脫水。經吸附塔脫水后的干燥天然氣經過濾器一部分進入外輸管網，一部分氣體作為再生氣，經換熱器加熱到260進入再生塔，攜帶走再生塔中吸附的水蒸氣，并從吸附塔上部經冷卻器冷卻，部分氣態水蒸氣液化，經分離器分離后的再生氣經壓縮匯集至進口分離塔循環分離、脫水。整個工藝流程中，天然氣在進口分離器出口處液態

9、烴及液態水總含量為0.04g/m，其中液態水含量為 0.02g/m，可以忽略。天然氣在吸附塔入口處水蒸氣含量為 1.743g/m，出口理論水蒸氣含量為 0g/m，符合干氣輸送條件。圖 3.1 分子篩吸附脫水工藝流程圖4 選址及平面布置選址及平面布置4.1 選址要求油氣集輸站場址，應根據已批準的可行性研究報告或油氣田地面建設總體規劃以及所在地區的城鎮規劃、兼顧集輸管道的走向確定。站場的面積應滿足總平面不知道的雪球，并應節約用地。凡有荒地可利用的地區應盡量不占用耕地，為滿足油氣田滾動開發要求，可是當預留擴建用地。工藝上相互關聯的油、氣、水處理站宜聯合建設，形成多功能的集中處理站區域布置根據石油天然

10、氣站場、相鄰企業和設施的特點及火災危險性，結合地形與風向等因素，合理布局。天然氣站場宜布置在城鎮和居住區全年最小頻率風向的上風側。天然氣站場區域布置防火間距應依照表 4.1、表 4.2 進行布置。天然氣站場布置中應有生產區、辦公區、輔助生產區、生活區四大部分。 站場總平面布置應充分利用地形，并結合氣象、工程地質、水文地質條件合理，緊湊布置，節約用地。集中處理站的土地利用系數不應小于 60%。站場總平面布置應與工藝流程相適應，做到場區內外物料流向合理，生產管理和維護方便。宜根據不同生產功能和特點分別相對集中布置，形成不同的生產區和輔助生產區。集中處理站的布置也可以打破專業界線，對同類設備進行聯合

11、布置。序號12345鐵路名稱100 人以上的居住區、村鎮、公共福利設施100 人一下的散居房屋相鄰廠礦企業國家鐵路線工業企業鐵路線一級10075705040二級8060604535三級6045504030四級4035403525油品站場、天然氣站場五級3030303020一級120901206055二級100751006050三級8060805045四級6050605040液化石油氣和天然氣凝液站場五級5045504035可能攜帶可燃液體的火炬1201201208080表格 4.1 石油站場與鄰近建筑物防火距離（m）表 4.2 石油庫內建筑物、構筑物之間的防火距離(m)油罐(v為單罐容量m3)

12、油泵房灌油間汽車灌油鶴管鐵路油品裝卸設施油品裝卸碼頭桶裝油品庫房隔油池v500005000v50000100v5000v100高架油罐甲、乙類油品丙類油品甲、乙類油品丙類油品甲、乙類油品丙類油品甲、乙類油品丙類油品甲、乙類油品丙類油品甲、乙類油品丙類油品150m3及以下150m3以上序號建筑物和構筑物名稱123456789101112131415161718195高架油罐191511.5 7.5 6甲、乙類油品191511.5 912127油泵房丙類油品14.5 11.5 97.5 1012108甲、乙類油品24191511.5 101212129灌油間丙類油品191511.5 9812101

13、21010甲、乙類油品24191511.5 101515151511汽車灌油鶴管丙類油品191511.5 981512151212甲、乙類油品24191511.5 15881515151513鐵路油品裝卸設施丙類油品191511.5 912881512151214甲、乙類油品4737.5 3026.5 20151515151515202015油品裝卸碼頭丙類油品3326.5 22.5 22.5 15151215121512201516甲、乙類油品24191511.5 151212121215158815151217桶裝油品庫房丙類油品191511.5 912121012101512881512

14、1210l8150m3及以下24191511.5 1515102015201525202520151019隔油池150m3以上2822.5 19152020152520252030253025201520消防泵房、消防車庫3326.5 22.5 192012101210151215122520201520252110kv及以下1915151520151020102010201020101510152022露天變配電所變壓器10kv以上2923232330201530203020302030202010203023獨立變配電間和中心控制宜191511.5 11.5 151210151015101

15、51015101210152024鐵路機車走行線2419191920151220152015201520151510152025有明火及散發火花的建筑物、構筑物及地點3326.5 26.5 26.5 30201530203020302040303020304026油罐車庫2822.5 191520151215122015201520151510152027圍墻14.5 11.5 7.5 6b10510515515555101028其他建筑物、構筑物24191511.5 121210121015101510151212101515注：1.序號1、2、3、4的油罐，系指儲存甲類和乙a類油品的浮頂油

16、罐或內浮頂油罐、儲存丙類油品的立式固定頂油罐、容量大于50m3的臥式油罐。對于儲存乙b類油品的立武固定頂油罐，序號l、2、3、4的距離應增加30；對于容量等于或小于50m3的臥式油罐，序號4的距離可減少30。2.儲油區油泵站采用棚式或露天式時，甲、乙、丙a類油品泵棚或露天泵應布置在防火堤外，其與序號1、2、3、4的油罐間距可不受本表限制，與其他序號的建筑物、構筑物間距以油泵外緣按本表油泵房與其他建筑物、構筑物間距確定。丙b類油品露天泵可布置在丙b類油品罐組的防火堤內。3.灌油間與高架油罐鄰近的一側如無門窗和孔洞時，兩者之間的距離可不受限制。4.密閉式隔油池與建筑物、構筑物的距離可減少50；油罐

17、組內的隔油池與油罐的距離可不受限制。5.四、五級石油庫內各建筑物、構筑物之間的防火距離，除序號1、2、3外，可減少25。6.序號l、2、3、4儲存甲、乙類油品的油罐至河(海)岸邊的距離：當單罐容量等于或小于1000m3時，不應小于20m；當單罐容量大于1000m3時，不應小于30m。儲存丙類油品的油罐至河(海)岸邊的距離：當單罐容量等于或小于500m3時，不應小于12m；當單罐容量大于500m3時，不應小于15m。其他各序號的建筑物和構筑物(序號27號除外)至河(海)岸邊的距離不應小于10m。7.僅用于卸車作業的甲、乙類油品鐵路油品裝卸線，本表距離可減少25。8.與油品泵房相毗鄰的變配電間至石

18、油庫內各建筑物、構筑物的防火距離與油品泵房相同。9.上述折減不得疊加。4.2 平面設計根據選址要求及天然氣消防安全等相關規定，繪制平面布置圖 4.1 所示。如圖 4.1 所示，本站場總面積為 125m175m=21875，共分為四個區域。分別是位于站場中心的生產區（占地約為總面積的 65%） ，設備區（即輔助生產區） ，辦公區（包括辦公室、會議室及活動室） ，職工宿舍區（即生活區） 。其中生產區與辦公區、設備區的防火距離為 35m 至 40m，與員工宿舍的防火距離約為 75m。場站設西門、北門兩個門，西門主要為參觀大門，北門為員工出入后門。兩門均設置在上風口。西門外設停車場，員工宿舍區內設籃球場。站場內綠化面積占總面積的 10%，呈環形靠墻而建。圖 4.1 站場平面布置圖5 結結 論論本次小組設計任務為天然氣分子篩吸附脫水工藝設計，本人具體負責工藝流程及平面布置設計。在本次設計過程中，本人查閱了大量資料。從熟悉 cad 操作到繪制出工藝流程圖和平面布置圖。其中，在工藝流程設計中，經查閱資料，采用雙塔交替脫水工藝，并在吸附