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80万方每天轻烃回收装置工艺设计.docx
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80万方每天轻烃回收装置工艺设计.docx
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摘要
轻烃又称为天然气凝液(NGL),在组成上覆盖
�
6
2
~ CC
,含有凝析油组分
(
52
~ CC
)。轻烃回收是指天然气中比甲烷或乙烷更重的组分以液态形式回收的过程。
轻烃回收的目的一方面是为了控制天然气的烃露点以达到商品气质量指标,避免气液
两相流动;另一方面,回收的液烃有很大的经济价值,可直接用作燃料或进一步分离
为乙烷、丙烷、丁烷、或丙丁烷化合物(液化气)、轻油等,也可以用做化工原料。
另外,轻烃作为一种新型的清洁能源,市场前景非常可观。所以,设计合理的轻烃回
收装置,在化工生产中具有很大的必要性。
本设计主要针对轻烃的回收装置进行,根据原料气的组成及产品指标,计算出合
理的分离序列。通过计算可以得到脱乙烷塔和丙丁烷塔的塔径分别是 1.5m 和 1.8m,
理论板数分别为 10 块和 11 块,回流比分别为 1.500 和 1.083。脱乙烷塔的操作条件
为塔顶-31.75
C�
,1.164MPa,塔底为 40.52
C�
,1.400MPa,丙丁烷塔的操作条件为
29.58
C�
,0.910MPa,塔底为 107.9
C�
,0.930MPa。确定塔的形式都为浮阀塔,分别
对两个塔的各项参数进行了设计,并对塔进行了水力学校核,所得的塔能较好的达到
分离要求。
关键词: 轻烃;分离;精馏;设计
ABSTRACT
Light hydrocarbon, which is also called the Natural gas condensate, in the
composition is covered by
�
6
2
~ CC
, and contains oil condensate components. Light
hydrocarbon is point to the process that to recovery the composition as liquid that more
heavy than methane or ethane in the Natural gas. The purpose of the light hydrocarbon
recovery is to control the gas hydrocarbon dew point in order to achieve quality goods gas
index, avoid gas-liquid two phase flow; On the other hand, the liquid hydrocarbon
recovery has a great economic value, it can be directly used for fuel or further separation
for ethane ,propane ,butane ,or propane and butane compounds (liquefied petroleum gas) ,
light oil etc ,also can be used as raw material for chemical industry. In addition, as a new
clean energy, light hydrocarbon’s market foreground is very considerable. So ,to design the
reasonable light hydrocarbon recycling equipment has great necessity in chemical
production.
The design for the main light recovery device ,according to the composition of the
gas material and product index ,calculate reasonable separation sequence. Through the
calculation can get to take off the ethane tower and the tower propane and butane tower
diameter are 1.5 m and 1.8 m, respectively ,theory respectively numbers of plate are 10 and
11 piece ,reflux ratio are 1.500 and 1.083,respectively.The operation condition for take off
ethane tower are -31.75
C�
,1.164MPa for the top and 40.52
C�
,1.400MPa for the bottom
of propane and butane tower are 29.58
C�
,0.910MPa for the top and 107.9
C�
,0.930MPa
for the bottom .Determine the form of tower for the float valve tower, design various
parameters for the two towers ,check them from hydraulics and then they can achieve
separation requirements.
Keywords: Light;hydrocarbon;Abruption;Distillation;Design
目录
1 前言…………………………………….………………………………..…………….1
1.1 气质条件及生产要求……………………………………………….………..…1
1.2 轻烃回收方法……………………………………………………….………..…2
1.3 轻烃回收装置设计意义……………………………………………….……..…3
2 工艺方案及流程……….…………………………………………………..……..……4
2.1 工艺方案…………………………………………………………….……..……4
2.2 装置原则工艺流程图……………………………………………………...……4
2.3 生产流程简述…………………………………………………………...………4
3 物料衡算………………………………………………………………..………..……5
3.1 脱乙烷塔的物料衡算……………………………………………………...……5
3.1.1 清晰分割 …………………………………………………………………5
3.1.2 确定最小理论板数 ………………………………………………………7
3.1.3 最小回流比及实际回………………………………………………...……7
3.1.4 确定实际板数及进料位置…………………………………………..……7
3.1.5 确定适宜的进料温度………………………………………………..……8
3.2 丙丁烷塔的物料衡算…………………………………………………….……8
3.2.1 清晰分割……………………………………………………………..……8
3.2.2 确定最小理论板数………………………………………………….……10
3.2.3 最小的回流比及实际回流比计算…………………………………..……10
3.2.4 确定实际板数及进料位置………………………………………….……10
3.2.5 确定适宜的进料温度……………………………………………….……10
4 能量衡算…………………………………………………………………..….….……11
4.1 脱乙烷塔的能量衡算………………………………………………………..…11
4.1.1 D-104 热负荷………………………………………………………...……11
4.1.2 D-105 热负荷………………………………………………………...……11
4.1.3 循环水用量…………………………………………………………….…12
4.2 丙丁烷塔的能量衡算……………………………………………………..……12
4.2.1 D-106 热负荷……………………………………………………...………12
4.2.2 D-107 热负荷…………………………………………………………...…13
4.2.3 循环水用量…………………………………………………………..……14
4.3 其他热量衡算………......…………………………………………….……..…14
4.3.1 热负荷计算………………………………………………………………14
4.3.2 水循环计算………………………………………………………………14
5 设备的工艺计算及选型……………………………………………………………..15
5.1 压缩机的工艺计算与选型………………………………………….…………15
5.2 分子筛干燥器的设计与计算………………………………………….………15
5.3 低温分离器的设计与计算…………………………………………….………16
5.3.1 D-101 的设计与计算……………………………………………..………16
5.3.2 D-102 的设计与计算……………………………………………..………18
5.4 膨胀机的设计与计算………………………………………………….………21
5.5 精馏塔的设计与选型…………………………………………………….……21
5.5.1 脱乙烷塔的设计与选型………………………………………..………21
5.5.2 丙丁烷塔的设计与选型………………………………………..………27
5.6 换热器的设计与选型………………………………………………….………34
5.7 换热器选型一览表…………………………………………………….………36
6 原材料,动力消耗定额及消耗量………………………………………..…………37
6.1 原材料…………………………………………………………………….……37
6.2 动力消耗……………………………………………………………….………37
6.2.1 冷却水及蒸汽用量………………………………………………………37
6.2.2 压缩机及膨胀机功率……………………………………………………37
7 设计结果汇总……………………………………………………………….….……39
8 结论与建议…………………………………………………….….…………………43
8.1 结论…………………………………………………….…………………….…43
8.2 建议…………………………………………………….…………………….…43
谢辞……………………………………………………………….……………..………44
参考文献………………………………………………………….……………..………45
1 前言
1.1 气质条件及生产要求
表 1.1 原料气组成
序号
组成名称
摩尔组成,n%
1
1
C
0.7192
2
2
C
0.1116
3
3
C
0.0797
4
4
iC
0.0189
5
4
nC
0.0271
6
5
iC
0.0035
7
5
nC
0.0063
8
�
5
C
0.0052
9
2
N
0.0280
10
OH
2
0.0005
总结
1.0000
原料气处理量
dNm /1080
34
�
,条件为
MPaC 37.030 ,�
(绝)。
处理量换算为流量则为
hkmol /2.1487
。
设计条件及要求:
设计条件:
①进装置原料天然气压力
MPa37.0
(绝)。
②进装置原料天然气温度 30℃。
设计所要达到的要求:
①回收天然气中的液烃,要求丙烷的收率≥65%。外输气 C
1
+C
2
≥0.91。
②设计的工艺流程,工艺尺寸符合要求。
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南抖北快东卫
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