西南石油大学本科毕业设计
固体颗粒可以借分流连续过滤方式而除去。
2.7.2脱水工艺流程概述 1.过程描述
三甘醇脱水由高压吸收系统及低压再生系统两部分组成。来自脱硫装置的湿净化天然气经原料分离器自吸收塔下部进入吸收塔，由于进入吸收塔的气体不允许含有游离液体（水与液烃）、化学剂、压缩机润滑油及泥沙等物，所以，湿天然气进入装置后，先经过进口气涤器除去游离液体和固体杂质。如果天然气中杂质过多，还要采用过滤分离器。进口气涤器顶部设有捕雾气（除沫器），用来脱除出口气体中携带的液滴。
由进口气涤器顶部分出的湿天然气进入吸收塔底部，向上通过各层塔板，与向下流过各层塔板的甘醇溶液逆向接触时，使气体中的水蒸气被甘醇溶液所吸收。吸收塔顶部设有捕雾气（除沫器），用来脱除出口气中携带的甘醇溶液液滴，减少甘醇损失。离开吸收塔的干气经过气体/贫甘醇换热器（贫甘醇冷却器），用来冷却进入吸收塔的甘醇贫液（贫甘醇）。然后，经产品气分离后，调压、计量后进入管道外输。
经气体/贫甘醇换热器冷却后的贫甘醇进入吸收塔顶部，由顶层塔板依次经各层踏板流至底层塔板。底层塔板的溢流管上装有液封槽，用以对塔板进行液封。吸收了天然气中水蒸气的甘醇溶液（富甘醇）从吸收塔底流出，先经高压过滤器除去由进料气带入的固体杂质，再与再生好的热甘醇贫液（热贫甘醇）换热后进入闪蒸分离器（闪蒸罐），经过低压闪蒸分离，分出被甘醇溶液吸收的烃类气体。
从闪蒸分离器底部排出的富甘醇依次经过纤维过滤器（固体过滤器）和活性炭过滤器除去甘醇溶液在吸收塔中吸收与携带过来的少量固体、液烃化学剂及其它杂质。这些杂质可以引起甘醇溶液气泡、堵塞再生系统的精馏柱（通常是填料柱），还可使重沸器的火管结垢。由纤维过滤器和活性炭过滤器来的富甘醇经贫/富甘醇换热器预热后，进入重沸器上部的精馏柱中。精馏柱一般充填陶瓷的英特洛克斯（Intalox）填料。富甘醇在精馏柱内向下流入重沸器时，与由重沸器中气化上升的热甘醇蒸汽和水蒸气接触，进行传热和传质。精馏柱顶部装有回流冷凝器，以在精馏柱顶部产生部分回流。回流冷凝器可以采用空气冷却，也可以采用冷的富甘醇冷却。从富甘醇中气化的水蒸气，最后从精馏柱顶部排至大气中。
从精馏柱流入重沸器的富甘醇，在重沸器中被加热到177～204℃左右，以便充分脱除所吸收的水蒸气，并使甘醇溶液中的甘醇浓度提浓到99%（w）以上。再生好的热贫甘醇由重沸器流经贫/富甘醇换热器等冷换设备进行冷却。当采用装有换热盘管的缓冲罐时，热贫甘醇则由重沸器的溢流管流入缓冲罐中，与流经缓冲罐内换热盘管的冷富甘醇换热。缓冲罐也起甘醇泵的供液罐作用。离开贫/富液换热器（或缓冲罐）的贫甘醇经甘醇泵加压后去
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气体/贫甘醇换热器进一步冷却，然后再进入吸收塔顶部循环使用。
2.主要设备作用
甘醇泵：输送设备，输送贫甘醇入吸收塔。 再沸器：加热富液，进行蒸馏。 缓冲罐：储存液体
过滤器：除去TEG溶液中的固体粒子和溶解性杂质。溶液中固体含量应低于0.01％(质量分数)，以防止磨损泵、堵塞换热设备、污染塔盘或填料、导致溶液发泡。
贫液冷却器：冷却贫甘醇以达到需要的温度
贫/富液换热器：控制进闪蒸罐和过滤器的富液温度，并回收贫液的热量。一般让富液升温至148℃左右进再生塔，以减轻重沸器的热负荷。
原料气分离器：分离原料气夹带的固体或液滴。如砂子、管线腐蚀产物、液烃以及井下作业用的化学药剂等。
3.保持甘醇洁净
防止或减缓甘醇损失过大和设备腐蚀的关键是保持甘醇洁净，实际上，甘醇在使用过程中将会受到各种污染，具体方法如下：1.氧气串入系统：含有氧气会使甘醇氧化变质，生成腐蚀性有机酸，上部空间应该采用微正压的干气或氮气液封；2.降解：富甘醇再生时，温度过高会降解变质。重沸器的温度低于204℃；3.PH值降低：当天然气中有硫化氢或二氧化碳时，通常应先脱硫，后脱水。如果酸性天然气先脱水，用来脱水的甘醇就会呈现酸性并具有严重的腐蚀性；4.盐污染：盐分沉积在重沸器火管表面可以产生热斑并使火管烧穿，还可以建废甘醇复活设施或离子交换树脂床层，生成的水应经过一个过滤器分出，以防止其进入吸收塔内；5.起泡：吸收塔内气体流速过高是甘醇起泡的物理原因，甘醇被固体杂质、盐分、缓蚀剂和液烃污染，则是其起泡的化学原因。
3 技术经济分析
3.1技术经济分析说明
3.1.1技术经济依据
本技术经济分析主要依据国家纪委颁发的计算[1987]1359号《关于印发建设项目经济评价方法与参数的通知》以及1988年有国家经委印发试行的《工业企业技术改造项目的经济评价方法教程》，同时参照了化工部有关文件的规定确定的。
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3.1.2生产规模及产品方案
生产规模：日处理量100万方天然气 产品方案：全部用于供应生活用气
3.1.3实施进度
本项目拟半年建成，生产期按20年计算，整个计算期为21.5年。
3.1.4总投资估算
3.1.4.1投资
基本建设投资5000万元，资金全部由信托公司和财政贷款，利息13.5%。 3.1.4.2流动资金估算
流动资金按总成本的25%计，为1250万元，向财政贷款，利息13.5%。 3.1.4.3职工人数及工资总额
本项目职工定员为30人，根据劳动局工资管理条例，工资额按每人每年40000元计算。
3.2财务评价
3.2.1生产成本估算
3.2.1.1原料成本
按生产费用要素直接计算天然气脱硫脱水的成本
表3.1 原料成本估算表
原料名称 原料气
规格 ≥91.5%
单耗( m3/ m3) 单价（元/ m3） 单位原料成本（元/m3）
1.17 1.30 1.80
3.2.1.2燃烧动力费
年燃烧动力费为100万元 3.2.1.3固定资产原值
固定资产形成率按90%计
固定资产原值=基本建设投资×90%=50000×90%=45000万元 3.2.1.4销售费
根据市场调查得，天然气的价格为2.05元/m3 故年销售收入=2.05×3.48×107=7000万元
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销售费按销售收入的1%计，则销售费=7000×1%=70万元
表3-2 总成本估算表
单位：万元
序号 （1） （2） （3） （4） （5） （6） （7） （8） （9） （10） （11） （12）
项目 原料费 包装材料费 燃料动力费 工人工资及附加费 车间固定资产基本折旧
大修理基金 车间经费 车间成本 企业管理费 工厂成本 销售费用 固定成本
估算方法 单价×消耗定额×年产量 单价×消耗定额×年产量 单价×消耗定额×年产量 年平均工资×定员人数×1.11 固定资产原值×折旧率 固定资产原值×（3%—6%） （1+2+3+4+5+6）×2% （1+2+3+4+5+6+7） （8）×(6%—9%) （8）+（9） 销售收入×1% （10）+（11）
成本 613.7 18.5 100 88 58.5 112.5 19.8 1011 71 1082 70 1152
3.3赢利分析
社会折现率：该参数与银行贷款利息有关，现在工业贷款利率为13.5%，故取社会折现率为13.5%。
由前面知，此项目初始投资为5亿元，年销售收入为7000万元，年折旧费为58.5万元，计算期为14年，年经营成本1152万元，综合税率为50%，计算内部收益率(IRR)为：
(1)方案第t年(t=1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14)的净现金流量CFt为：
CFt=(7000-1152-58.5)×(1-50%)+58.5=2953.25万元
而方案第零年的净现金流量CF0为：
CF0=-5000万元
(2)对应于收益率I的方案净现值计算公式为：
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2953.25PA?i?14NVP??5000
?5000
=
(3)取不同的收益率进行试算
2353.25???1?i?14?1??i?i?1?14?i1=64%,NPV1=3.975万元 i2=65%,NPV2=-2.678万元
由计算结果知，令i1=64%,i2=65%,则有NPV1=3.975万元，NPV2=-2.678万元，i2-i1=1%，说明满足线性插值法条件。
(4)用线性插值法求IRR
IRR=64%+(64%-65%)×3.975/(3.975+2.678)=63.4%
由于IRR=63.4%>14.5%，说明该项目在经济上是合算的，方案可接受。
4.节能优化
4.1最优化方法
在工程设计、生产技术、科学试验和计划管理等许多方面，人们总想采取各种措施以最小的代价获得最大的效益。对于这类问题，人们经过长期的数学归纳和提炼，形成了最优化理论。优化设计理论和方法用于工程设计是在60年代后期开始的，国内则从70年代中期才开始有关研究。对于工程领域而言，最优化就是以降低生产成本或增加利润为主要目标，同时考虑自然环境保护、过程的安全性和可靠性等因素。[10]虽然最优化方法发展历史不长，但进步非常快，优化设计理论、方法在飞机、运输、石油、电力等领域得到了广泛应用，取得了显著的技术、经济效益。该方法不仅可以降低工程投资费用、缩短设计周期，而且使设计者从大量繁琐的计算中解脱出来，大大提高设计效率，降低设计成本。
4.2优化问题求解方法
上世纪50年代以前用于解决最优化问题的数学方法仅限于古典的微分法。
近来，由于微型电子计算机发展和实际需要，最优化理论和方法得到了飞速发展。根据目标函数的数学特点，优化问题可分为线性规划和非线性规划问题。性规划问题的方法已相当成熟，通常采用单纯形法。求解非线性问题的方法分为两大类:
1.间接优化方法
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