100×104 m3/d天然气分子筛脱水装置工艺设计说明书
f·（Re2） 阻力系数 计 算 值 液滴沉降速度，m/s 分离器直径计算值，m 捕雾器气流允许速度，m/s 捕雾器面积计算值，m2 选用公称直径，mm 筒体长度，mm 选 用 值 捕雾器厚度，mm 材质 型号 有效容积，m3 0.00274 54 0.026 0.039 0.43 0.059 600 1500 150 16MnR LE0.6×1.8-4.48/2 0.6
3.7 管线计算
按照《输送流体用无缝钢管》（GB/T 8163-2008），选择系统内用无缝钢管管材为无缝钢管20号，其最低屈服强度为245MPa。
根据《油气集输设计规范》（GB 50350-2005）计算管线内径：
d?4Q (3.17) ?v 式中：v ——输气管气体流速，本设计取10m/s；
Q——输气管气体流量，m3/s； d ——输气管管径,m。
输气管道直管段壁厚：
??式中：δ——钢管设计壁厚，mm；
pD+C (3.18)
2?s?FtP——设计压力，MPa；本设计取5MP
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D——钢管外径，mm；
σs——钢管的最低屈服强度，MPa；本设计选材为无缝钢管20号，σs 为245MP； F——强度设计系数，本设计按二级地区选取，F=0.6； Φ——焊缝系数，当选用无缝钢管时，取Φ=1.0； t——温度折减系数，当温度低于120℃时，取t=1.0；
C——管道腐蚀裕量，当管道含水、H2S和CO2等酸性介质时，根据腐蚀程度及采取的防腐措施确定；其余情况不计腐蚀裕量附加值。
输液体管径的确定：
d?式中：d ——输送汽油管道管径，m；
Q ——汽油输送量，m3/s；
v ——汽油的经济流速，m/s。取流速v=1m/s 管壁厚的确定：
??式中：?——输气管管壁厚，mm；
P ——输气管操作压力，MPa； d ——输气管管径,mm；
???——管子的最低屈服强度，MPa；????K??s； ?——管子的纵向焊缝系数，对于无缝钢管，?=1.00 K ——修正系数，一般取0.40； C ——管壁厚度附加值。
则可根据《无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差》（GB/T 17395-2008）选择较为合适的无缝钢管外径及标准壁厚。
将管线设计计算数据及结果列于表3-4。
Pd?C (3.20)
2(?????K)4Q?? (3.19)
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原料气进塔 管线 天然气 50 5 0.2438 10 177 4.15 185.3 190 原料气出塔 管线 天然气 50 5 0.2491 10 178 4.17 186.34 190 表3-4 管线设计计算及选型结果
管线 再生气进塔 管线 天然气 50 5 0.0254 10 57 2.03 61.06 60 再生气出炉 管线 天然气 250 5 0.0493 10 80 2.44 84.88 89 再生气出塔 管线 天然气 250 5 0.0434 10 75 2.35 79.7 89 再生气进分离器管线 天然气 50 5 0.0255 10 57 2.04 61.08 60 再生气出分离器气相 管线 天然气 50 5 0.0252 10 57 2.06 61.12 60 再生气出分 离器液相管线 水 50 5 1.6E-05 1 4.5 1.1 6.7 8 流体介质 设计温度，℃ 基 设计压力，Mpa 础 数 工况下的输量，m3/s 据 经济流速，m/s 计 计算管线内径,mm 算 计算管线壁厚，mm 数 据 计算管线外径，mm 选取管线外径，mm 选 mm 7 7 2.2 4 4 2.2 2.2 1.7 型 选取管线壁厚，结 Φ190×7 Φ190×7 Φ60×2.2 Φ89×4 Φ89×4 Φ60×2.2 Φ60×2.2 Φ10×1.5 管线规格 果 管线材质 无缝钢管20# 无缝钢管20# 无缝钢管20# 无缝钢管20# 无缝钢管20# 无缝钢管20# 无缝钢管20# 无缝钢管20# 实际流速，m/s 10.03 10.24 10.47 9.57 8.43 10.51 10.59 0.96
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目 录
1 概述 ........................................................................................................................... 1
1.1 设计要求 ...................................................................................................... 1 1.2 设计范围 ...................................................................................................... 1 1.3 设计原则 ...................................................................................................... 1 1.4 气质工况及处理规模 .................................................................................... 2 1.5 分子筛脱水工艺流程 .................................................................................... 2
1.5.1 流程选择 ............................................................................................. 2 1.5.2分子筛脱水工艺流程介绍 .................................................................. 3 1.6 遵循的主要标准、规范 ................................................................................ 4 2工艺参数及设备选型 ................................................................................................ 4
2.1 工艺参数优选 ................................................................................................ 4 2.2 物料平衡表 .................................................................................................... 6 2.3分子筛吸附器的选型 ..................................................................................... 7 2.4粉尘过滤器的选型 ......................................................................................... 7 2.5再生气加热炉的选取 ..................................................................................... 8
2.5.1 工艺流程 ............................................................................................. 8 2.5.2导热油的选型 ...................................................................................... 9 2.6 再生气分离器的选型 .................................................................................. 10 2.7安全阀的选型 ............................................................................................... 11 2.8管线的选型 ................................................................................................... 12 2.9 材料设备表 .................................................................................................... 1 3 计算书 ....................................................................................................................... 2
3.1 吸附计算 ........................................................................................................ 2
3.1.1 吸附器直径计算 ................................................................................. 2
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3.1.2 吸附器高径比计算 ............................................................................. 3 3.1.3 吸附传质区长度hz的计算 ............................................................... 3 3.1.4 吸附剂的有效吸附容量校核 ............................................................. 4 3.1.5 转效点计算 ......................................................................................... 4 3.1.6 吸附塔压力降计算 ............................................................................. 5 3.1.7 吸附器安全阀的计算 ......................................................................... 5 3.2 吸附塔的壁厚计算及选型 ............................................................................ 8
3.2.1 吸附塔壁厚计算 ................................................................................. 8 3.2.2 分子筛吸附塔的壁厚校核 ................................................................. 8 3.2.3吸附塔封头、裙座选型计算 .............................................................. 8 3.2.4 应力校核 ........................................................................................... 10 3.2.5 质量估算 ........................................................................................... 11 3.3 再生计算 ...................................................................................................... 11
3.3.1 再生热负荷计算 ............................................................................... 11 3.3.2 再生气量计算 ................................................................................... 12 3.3.3 冷却气量计算 ................................................................................... 13 3.4 热油导热工艺计算及设备选型 .................................................................. 14
3.4.1 导热油加热系统设计负荷计算 ....................................................... 14 3.4.2 导热油系统总循环油量计算 ........................................................... 14 3.4.3 导热油的输送 ................................................................................... 15 3.4.4 燃料气量 ........................................................................................... 15 3.5 粉尘过滤器 .................................................................................................. 15 3.6 再生气分离器 .............................................................................................. 16 3.7 管线计算 ...................................................................................................... 18
c天然气分子筛脱水装置工艺设计
