西南石油大学本科毕业设计
13929.81?1031 hp??0.138m
2).hd——液体通过降液管的压力损失
?Ls?hd?0.153???l?h?w0?2
228.933600? ?0.153????
0.94?0.136?? ?0.0172m
3).hl——板上清液层的高度
hl?0.153m
4).h?——板上液体引起的表面张力液柱高度 h?甚小，将其忽约。 ∴Hd?hp?hd?hl?h? ?0.138?0.0172?0.153 ?0.308m
0.6?0.14 ?取0.5，则??Ht?Hw??0.5???0.37
可见：Hd???Ht?Hw?，符合防止液泛的要求。 4.液沫夹带的验算 由eV?5.7?10?6?LVS?ua??H?hf?T?????3.2
其中：ua?VS1.3?0.153?0.19AT?Af
∴ua?0.221.147
取：hf?2.5hl ∴hf?2.5hl?2.5?0.1?0.25 ∴eV?5.7?10?6?L5.7?10?ua??H?hf?T?6?3????3.2
3.2 ?50.42?100.19?????0.6?0.25?
?0.000113?0.14gkg ?0.000018?103kgkg
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100×10m/d天然气脱硫脱水工艺设计
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?0.0182?0.1Kg液kg气
故本此设计中液沫夹带量在允许的范围内。
所有设计浮阀塔的结果汇总于下表
表6.4吸收塔数据总汇
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
项目
平均温度 ℃ 平均压力 MPa 气量流速VS m3s 液相流速Vl m3s 实际塔板数，块 有效段高度，m 塔径，m 板间距，m 塔板益流形式 空塔气速 降液管形式
数值 38 5.48 0.22 0.032 17 12 1.3 0.6 单益流 0.169 弓形
备注 分块式塔板
12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
堰长，m 堰高, m
板上液层高度，m 堰上液层高度，m 安定区宽度，m 边缘区宽度，m 降液管底系，m 开孔区面积，m 阀孔数目 阀孔直径，m
0．94 0.14 0.21 0.07 0.065 0.035 0.136 0.92 115 38
F1重阀
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孔心距，m 排间距，m 阀孔气速，m 每层塔板压降，Pa 负荷上限 负荷下限 液沫夹带
气相负荷上限，m3s 气相负荷下限，m3s 降液管内清层高度，m 液体停留时间，s
同一横排的孔心距
22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32
0.075 0.110 1.428 1392 液泛控制 漏液控制 0.018 0.6 0.1226 0.25 6
6.1.3解吸塔
6.1.3.1 计算依据 1.入塔胺液流量；
2.出塔酸气的组成和流量见前面物料衡算； 3.塔底贫液流量和组成与吸收塔的进料胺液相同； 4.操作压力180Kpa;
5.入塔富液的温度93℃，出塔贫液温度117℃；
6.由于浮阀塔的结构简单，制造方便，价格低；塔板开孔率大，生产能力大，操作弹性大，塔板效率较高等优点，故吸收塔采用浮阀塔。[14] 6.1.3.2塔板数的确定
1.根据以有的经验数据选取4块理论塔板数；
2.板效率为25％～40％，设计中选用30％。则：实际有效塔板数为： 4÷0.3=13.3块 圆整为14块。
3.为了降低胺液的蒸发损失应该在进料上部有2～6层板。考虑MDEA的蒸发损失较小所以3块。所以解吸塔的实际塔板数为：14?3?17块 6.1.3.3解吸塔的工艺条件及有关物性的计算 1.操作压力：180Kpa；
2.操作温度：塔顶93℃，塔底117℃；全塔由反应热全塔的平均温度按胺液计算得：105.5℃
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100×10m/d天然气脱硫脱水工艺设计
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3.平均摩尔质量的计算 塔顶气体流量为：
H2S 18.02Kmolh?612.9kg h CO2 14.07Kmol回流比??1.2
h?619.08kgh
则水的流量为：?18.02?14.07??1.2?38.48Kmolh
n M??i?1XiMi
表6.5解吸塔塔顶气体平均摩尔质量
组成yi mol％
7.38 5.76 86．86 100
Mi
yi?mi100
组分
H2S CO2
摩尔流量Kmol/h
18.02 14.07 212.13 244.22
34.082 44.01 18
2.52 2．53 15.63 20.68
水 总计
塔顶气体平均摩尔质量：MVDM?20.68KgKmol 由于MDEA的沸点大，塔底气相组成大部分为水： ∴塔底气体平均摩尔质量为：MVWM?19KgKmol 全塔气体平均摩尔质量：MVM? 4.平均密度
天然气在塔中的平均摩尔密度： ?VM?22.4?Mvm20.68?192?19.89KgKmol
?273.15273?t0.1013P3
?22.4?22.37273?105.5273.15?0.10130.18?1.415Kgm
对于胺液的平均密度：
?AM?1.0991?0.000223T?0.000001425T2?gcm3?
2?1.0991?0.000223??273.15?105.5??0.000001425??273.15?105.5?
?0.980?gcm3??980Kgm3 5.液体平均表面张力
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由45％MDEA的表面张力计算公式：
??55.65?0.13?7t6??55.6?0.137?610 5.?3 ?41.08 dyn?41.0?810Nm6.1.3.4 解吸塔的塔体工艺尺寸计算 1.塔径的计算
吸收塔采用浮阀塔板式塔，吸收塔的最大空塔气速由公式：
????v??max?0.076?2?l???v?0.5
0.5 得： ?max?980?1.303??0.0762???1.303???2.08ms
为了防止液泛和允许溶液起泡，气速应分别降低为75％～25％，和25％然后在由降低的气速计算塔径。
根据MEDA物性，取 ??0.7?max?0.7?2.08?1.456ms 塔径：D?4VS?? （6-7）
此时Vs在操作条件下（105.5℃，0.18Kpa）时的气体体积，由状态方程： VS?V0?T1T0?P0P1
V0=385.02?22.4?3600?2.396m3s
VS?2.396?273.15?105.5275.15?1.10130.18 ?1.869m3s
4?1.8693.14?1.456?1.28m 将Vs带入上式（6-7）D?4VS???
按照标准塔径圆整为：D=1.4m 塔的横截面积为：AT? 实际空塔气速为：???4D?2?4?1.4?1.539m22
VsAT?1.8691.539?1.214ms
2.解吸塔有效塔高的计算
取板间距为0.6m，在塔底，第9块板及塔顶分别开一入孔（3个入孔），取其间距为0.8m，
顶部塔板与捕雾器的间距取1m。 故解吸塔的高度为：Z?(17?3)?0.6?2?0.8?1?11m
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