100×10m/d天然气脱硫脱水工艺设计
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∴富液MLDM?31.54KgKmol?19.14KgKmolLM
?31.32KgKmol 全塔气体平均摩尔质量：Mvm 全塔胺液的平均摩尔质量：M4.平均密度
天然气在塔中的平均密度： ?VM?22.4?Mvm?31.134?31.542
273?t273.15?0.1013P?22.4?19.1273?38273.15?0.10135.48?39.67Kgm3
对于胺液的平均密度：
?AM?1.0991?0.000223T?0.000001425T2?gcm3?
2 ?1.0991?0.000223??273.15?38??0.000001425??273.15?38? ?1.031?gcm3? ?1031Kgm3
5.液体的平均表面张力
由45％MDEA的表面张力计算公式： ??55.65?0.1376?t?
?55.6?0.1376?38?50.42dyn?50.42?10?3Nm
6.液体的平均粘度
由45％MDEA的平均粘度计算公式： Log? 38℃时： Log? 得：?AM??3.6578??1326.0T?mm??3.6578???1326.022s
AM?273.15?38???
?3AM?4.035mmAMs
pa.s转化为绝对温度为：??4.035?AM?4.035?1.031?4.16cp?4.16?10
6.1.2吸收塔的塔体工艺尺寸计算
1.塔径的计算
吸收塔采用扶阀板式塔，吸收塔的最大空塔气速有公式可得： ?max????v??0.0762??l???v?0.5 (6.1)
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西南石油大学本科毕业设计
1031?39.67? ?0.0762????39.67??0.5?0.39ms
为了防止液泛和允许溶液起泡，气速应分别降低75％～25％，在由降低的气速计算塔径。[12]
根据MDEA的物性，取??0.7?max?0.65?0.39?0.25ms
塔径：D?4VS?u (6.2)
∵甲烷的临界压力和临界温度分别为pc?5032kpa、Tc?212.5K 则在38℃,5.48Mpa时甲烷的对比压力和对比温度为： Pr? Tr?54805032?1.08
273.15?38212.5?1.46
查《天然气加工工程》得：Z?0.88 ∴VS?ZnRTP?0.88?1860.37?8.314??273.15?38?5480?3600?0.22m/s
3 将VS代入（6-2）中得： D?4VS?u?4?0.263.14?0.25?1.12m
按照标准塔径圆整为：D?1.3M 塔的横截面积： AT??4D?2?41.3?1.3m22
实际空塔气速为：
??VSAT?0.221.3?0.169ms
2.吸收塔有效高度的计算 0.8，顶板与捕雾器的间距取1m。[13]
故吸收塔的高度为：
取板间距为0.6m,在塔底，第8块板及塔顶分别开一个孔，取塔底，第8块板其间距为
Z??17?3??0.6?2?0.8?1?12m 6.1.2.1塔板主要工艺尺寸计算 1.溢流堰装置计算
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100×10m/d天然气脱硫脱水工艺设计
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因塔径D?1.4M，则可采用单溢流，弓形降液管，采用凹形受液盘。
1).堰长lw
根据经验公式，在单溢流lw=(0.6~0.8)D 取lw=0.72D=0.72×1.3=0.94m 2).堰高hw
因其有化学反应发生，要求液体停留时间较长，堰高取140mm=0.14m 选用之平堰，堰上的高度how由佛兰西斯公式计算，
2即: how?3600?Lh?3?0.00284E?? (6.3)
LW??式中： Lh——塔内液体流量，m3/h E——液体收缩系数
根据设计经验，E=1。将前面计算得到的数据带入(6.3)。得到：
2 how?0.00284?1???28.93?3??0.028m ?0.94? 则板上清液高度为：h??hw?how?0.14+0.028=0.168m 3).弓形降液管宽度Wd和截面积Af 由lWD?0.66
由《化工原理课程设计》查得：
AfAt?0.1 及
WdD
?0.161
故弓形降液管面积为：Af?0.1At??4D?0.1?0.153m22
弓形遣溢流管宽度为：Wd?0.161?1.3?0.209m 经验公式：??3600AfHtLh?3600?0.153?0.628.93=11.42s=12s>3s
降液管符合要求。 4).降液管底隙高度h0
h0?Lh3600lWu0
式中u0——液体通过底隙时的流量，m/s
由经验u0 一般取0.07～0.25ms，降液管的底隙高度h0应低于出口堰高度，才能保证
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降液管地端有良好的液封，一般应低于6mm,即： hw?h0?????6m (6.4) hLh28.930?3600lWu?03600?0.94?0.24?0.036m
2.塔板布置 1).塔板的分布
因D?1.4m?800mm，故塔板采用分块式
2).由于D????m 取WS?WS??0.065m (边缘区) Wc?Wc??0.035m （安定区） 3).开孔区面积的计算
选用F1（重阀）阀孔直径d0?36mm。开孔区面积的计算：
A?22?2ra?2?xr?x?sin?1x?? ?180r ? X?D2??Wd?Ws??1.32??0.209?0.065??0.38m
r?D2?W1.3c?2?0.035?0.615m
则：A?22?1?a?2?0.380.6150.38?2?3.14?0.615sin0.38?1800.615? ? =0.92m2
取阀孔的动能因子：F0?12由
F0?u0?v 可计算的空速：uF00???12v39.67?1.904ms
每层板的阀孔数目N为： n?Vs0.22??20.785?0.0392?1.904?115个
4d0?0 浮阀采用等腰三角形叉排，同一横排的空心距：t?0.075m 则排间距：t??Aa0.92n?t?115?0.075?0.110m?110mm
以塔的截面积为基准，塔板的开孔率为：
??n??d0D??115??0.0391.3?2 ?10.08％
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(6.5) 100×10m/d天然气脱硫脱水工艺设计
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6.1.2.2流体力学验算 1.气体压降
气体通过一层塔板的压降为：hp?hc?h1?h? 1).板上液层阻力 充气系数?的计算 由通过有效传质区的气速： ?a?VSAT?Af?0.221.3?0.153?0.191ms
由气相动能因子：F0?u0?v?1.184 由《化工原理课程设计》查得：??0.62 h1??hl?0.62??hw?how?
?0.62??0.1?0.028??0.0794m ∴P1?g?lh1?9.81?1032?0.794?1010.1Pa 2).干板阻力压降：由临界阀孔气速关联式：
?1?1.11?how?0.55hw???l??v??42.35?v ?1.54ms
?1.11?0.028?0.55?0.1??1031?39.67??42.3539.67 ??1.9ms??1
??02??1.902? Pc?5.34?Pv????5.34?39.67????382Pa
?2??2? 3).板上液体引起的表面张力的压降P?甚小，将其约去。 故气体压降为：P?Pc?P1?382?1010.38 ?1392.38Pa?1.392Kpa
总的压降为：?P?1.392?17?23.67Kpa?30Kpa?0.03MPa 2.漏液的验算
∴F0?12?5?6，因此不会发生严重的漏液现象。 3.液泛的验算
为了避免液泛，要求控制降液管的清液层高度Hd???Ht?Hw? Hd?hp?hd?hl?h?
1).hp——气体通过每一层的压降的液柱高度，前面计算出压降为1392Kpa
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