1、工程设计论文- 1 -仪陇天然气净化厂天然气脱硫工程设计目 录第一章 总论 .- 5 -1.1 项目概况 .- 5 -1.2 设计依据 .- 5 -1.3 天然气净化的重要性及必要性 .- 5 -1.4 原料及产品方案 .- 6 -1.4.1 原料方案 .- 6 -1.4.2 产品方案 .- 7 -1.5 主要标准与规范 .- 7 -1.6 厂址概况 .- 8 -第二章 天然气脱硫工艺方案选择 .- 9 -2.1 概述 .- 9 -2.2 化学溶剂法 .- 9 -2.2.1 醇胺法工艺流程 .- 10 -2.2.2 常规胺法 .- 10 -2.2.2.1 一乙醇胺（MEA）法 .- 11 -2
2、.2.2.2 二乙醇胺(DEA)法 .- 11 -2.2.2.3 二异丙醇胺(DIPA)法 .- 11 -2.2.3 选择性胺法 .- 11 -2.2.3.1 选择性胺法工艺特点 .- 12 -2.2.3.2 甲基二乙醇胺选择脱硫工艺 .- 12 -2.2.3.3 其他选择性胺法 .- 15 -2.3 物理溶剂法 .- 15 -2.4 化学物理溶剂法 .- 16 -2.5 直接转化法 .- 16 -2.6 其它方法 .- 16 -2.6.1 氧化铁固体脱硫剂 .- 16 -2.6.2 热碳酸钾法 .- 17 -2.6.3 分子筛法 .- 17 -2.6.4 膜分离法 .- 17 -2.7 工艺
3、流程简述 .- 17 -第三章 物料衡算与能量衡算 .- 19 -工程设计论文- 2 -3.1 概述 .- 19 -3.2 物料衡算 .- 19 -3.2.1 物料衡算基本原理 .- 19 -3.2.2 物料衡算任务 .- 20 -3.2.3 物料衡算过程 .- 20 -3.2.3.1 天然气的处理量 .- 20 -3.2.3.2 MDEA 的循环量 .- 21 -3.3 能量衡算 .- 23 -3.3.1 能量衡算原则 .- 23 -3.3.2 能量衡算任务 .- 23 -3.3.3 能量衡算过程 .- 23 -第四章 设备设计及选型 .- 27 -4.1 MDEA 吸收塔的工艺设计 .-
4、27 -4.1.1 塔设备选型 .- 27 -4.1.2 塔板数确定 .- 28 -4.1.3 塔径 .- 28 -4.1.4 堰及降液管 .- 30 -4.1.5 浮阀计算 .- 31 -4.1.6 塔板压降 .- 31 -4.1.7 塔附件设计 .- 33 -4.1.7.1 接管直径 .- 33 -4.1.7.2 除沫器 .- 33 -4.1.7.3 封头 .- 34 -4.1.7.4 裙座 .- 34 -4.1.7.5 人孔 .- 34 -4.1.8 塔体总高度的设计 .- 35 -4.2 MDEA 解吸塔工艺设计 .- 35 -4.2.1 计算依据 .- 35 -4.2.2 塔板数的确
5、定 .- 35 -4.2.3 解吸塔的工艺条件及有关物性的计算 .- 36 -4.2.4 解吸塔的塔体工艺尺寸计算 .- 37 -4.2.4.1 塔径的计算 .- 37 -4.2.4.2 解吸塔有效塔高的计算 .- 38 -4.3 吸收塔流体力学校核 .- 39 -4.3.1 溢流液泛的校核 .- 39 -工程设计论文- 3 -4.3.2 液泛校核 .- 39 -4.3.3 液沫夹带校核 .- 40 -4.4 塔板负荷性能计算 .- 40 -4.4.1 漏液线（气相负荷下限线） .- 40 -4.4.2 过量雾沫夹带线 .- 40 -4.4.3 液相负荷下限 .- 41 -4.4.4 液相负荷
6、上限 .- 41 -4.4.5 液泛线 .- 41 -第五章 节能技术 .- 44 -5.1 MDEA 吸收脱硫法的耗能解析 .- 44 -5.2 MDEA 吸收脱硫的节能改造方案 .- 44 -5.2.1 热泵法对潜热能量以及压力能的利用 .- 44 -5.2.1.1 酸气潜热再利用 .- 44 -5.2.1.2 富胺液压力可回收 .- 45 -5.2.2 半贫液能源再利用方案 .- 45 -5.2.3 其他节能方法 .- 45 -第六章 环境保护 .- 46 -6.1 设计依据 .- 46 -6.1.1 法律法规 .- 46 -6.1.2 设计标准 .- 46 -6.2 建设地点及其环境现
7、状 .- 47 -6.3 主要污染源及污染物排放 .- 48 -6.3.1 主要污染源 .- 48 -6.3.1.1 噪声 .- 48 -6.3.1.2 大气污染物 .- 48 -6.3.1.3 废水 .- 48 -6.3.1.4 废渣 .- 48 -6.3.1.5 生产影响 .- 48 -6.3 .2 污染物排放 .- 48 -6.4 环境保护措施 .- 49 -6.4.1 环保设施 .- 49 -6.4.2 施工期环保治理措施 .- 49 -6.4.2.1 施工期噪声影响分析与控制措施 .- 49 -6.4.2.2 施工期扬尘影响分析与控制措施 .- 49 -6.4.2.3 施工期排水对水
8、环境的影响与控制措施 .- 50 -工程设计论文- 4 -6.4.2.4 施工期固体废弃物对环境的影响与控制措施 .- 50 -6.4.2.5 其它 .- 50 -6.4.3 运营期环保治理设施 .- 50 -6.4.3.1 废气治理 .- 50 -6.4.3.2 废水治理 活性污泥法 .- 51 -6.4.3.3 废渣治理 .- 52 -6.4.3.4 噪声治理 .- 52 -6.5 厂区绿化 .- 53 -参考文献 .- 54 -工程设计论文- 5 -第一章 总论1.1 项目概况本项目为中国石油天然气集团公司西南油气田分公司仪陇天然气净化厂新建处理 343103m3/d 天然气脱硫项目，采
9、用醇胺溶液作为吸收剂，进行选择性脱除原料气中的 H2S，从而达到商品气输送标准（H 2S 含量： 20mg/m3，CO 2含量： 3%（mol%） ） 。1.2 设计依据（1）化工工程设计相关规定；（2）国家经济、建筑等相关政策；（3） 化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定 （1992 年 12 月 28 日化工部发布）及有关专业的国家标准；（4）仪陇天然气净化厂相关资料，包括自然条件、交通条件以及公用工程及配套设施条件等。1.3 天然气净化的重要性及必要性从世界天然气工业发展趋势看，天然气在能源结构以及经济领域中的地位越来越显著。另外，随着世界经济迅猛发展，城市化日益严重，以及不断增长
10、的能源消费，各种有害物质和温室气体排放越来越激烈，受到极大的威胁不仅仅是人类的生存环境。在这种状况下，热值高、清洁的天然气能源正逐步受到极大的重视，世界各国要维持经济可持续发展和改善环境的最佳选择就是发展天然气工业。油田开采和收集出的天然气中常常是由多种可燃和不可燃的气体组成的混合气，以低分子饱和烃类为主，其中还含有 H2S、CO 2，以及有机硫化合物和水蒸气等杂质。H 2S 和 CO2 被称为酸气，H 2S 气体有毒，对人体健康危害较大，能破坏很多工业催化剂，另外在大气中氧化后也是被公认的酸雨的主要来源之一，而 CO2 又是主要的温室气体之一，目前全球气候变暖，与 CO2 的排放的关系密不可
11、分，CO 2 减排己经成为世界组织面临的最严重的环境问题之一。天然气中所含的水蒸气在温度和压力波动时，可能会浓缩成液态水、冰或者各种水合物，这就会导致传输量下降，增加动力能耗，气体流体阻力上升，甚至会导工程设计论文- 6 -致管线和阀门的堵塞。再加上天然气中的酸性气体存在的情况下，会腐蚀管线，仪表和设备。因此，各国对商品天然气中的 H2S、CO 2，以及水蒸气含量都有严格的控制，每个国家的国情不同，标准也各异，一些国家规定 H2S 的质量浓度低于 5.716mg/m 3，总硫含量小于 150450mg/m 3，CO 2 的摩尔分数低于2%3%。而我国对商品天然气的一些质量指标如表 1-1。表 1-1 我国商品天然气质量标准项目 一类 二类 三类高位发热量/（MJ/m 3） 31.4总硫（以硫计）/（mg/m 3） 100 200 460H2S/(mg/m3) 6 20 460CO2/%(体积分数) 3.0 N/A水露点/在天然气交接点的压力和温度条件下，天然气的水露点应比最低环境温度低 5为避免以上情
