分离器尺寸计算

1.1.1 分离器尺寸计算

选用SMSM气/液分离器，进入高效分离器的气体体积流量为1795m3/h（工况下），按照壳牌高效分离器的设计标准，SMSM气/液分离器的直径计算如下：

已知：所以

气体处理能力标准：

由于，由壳牌分离器设计规范查表可知，取

取分离器直径为1100mm，最多选择29个旋流管。

分离器高度按照壳牌公司提供的方法进行计算，见图4.16、表4.6 D，m 0.21 0.45 0.50 0.65 0.70 0.85 0.90 0.95 1.05 1.10 1.15 1.20 1.30 项目 X1 X2 X3 X4 图4.16 SMSM高效分离器高度设计示意图 ，：，

=0.186，

表4.6 分离器直径及涡流管个数的确定表 涡流管个数 *Qm/s ax，m³max，m/s 0.185 0.161 0.163 0.174 0.200 0.180 0.211 0.217 0.214 0.216 0.228 0.249 0.251 高度，m 0.22 0.165 1.1 1.2 1 0.0064 4 0.0256 5 0.0320 9 0.0576 12 0.0768 16 0.102 21 0.134 24 0.154 29 0.186 32 0.205 37 0.237 44 0.282 52 0.333 表4.7 高效分离器高度计算表 高度，m 项目 0.5 X5 0.32 X6 0.3 D 0.1 h 综上所述，DY气田干气脱汞方案闪蒸气处理工艺中，选用壳牌SMSM高效

分离器，分离器的直径为1200mm，高度为3200mm。

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1.2 MEG再生塔C-2201(1)和凝析油稳定塔C-2301

分别对MEG再生塔和凝析油稳定塔进行选型并对塔径和高度进行计算。 1.2.1 MEG再生塔和凝析油稳定塔基础数据

MEG再生塔和凝析油稳定塔均选用整装填料塔，填料采用金属板波纹填料250Y型，该种填料具有生产能力大，分离效率高，压力降小，操作弹性大，持液量小等优点。250Y型填料主要性能参数见表4.8。

表4.8 250Y 型填料主要性能参数表 项目 填料主要性能参数 比表面积a,m2/m3 250 空隙率ε，% 97 填料因子a/ε3，m-1 273.92 每米理论塔板数，个 2~3 液体负荷，m3/(m2•h) 0.2 压力降，MPa/m 3×10-4 MEG再生塔中第二、六塔板气相负荷较大，作为MEG再生塔填料段塔径计算的基础数据，见表4.9所示。

表4.9 MEG再生塔塔径计算基础数据 项目 第二板 第六板 压力，KPa 122 130.0 温度，℃ 105.3 123.4 气相体积流量m3/h 625.2 626.0 气相流量,kg/h 443.2 474.7 气相密度kg/m3 0.7089 0.7583 气相粘度，cp 9.332×10-3 9.869×10-3 液相流量,kg/h 158.9 3494 液相密度,kg/m3 943.0 999.2 液相粘度，cP 0.2626 0.6816 稳定塔只有提馏段，第八塔板汽相负荷较大，作为脱丙丁烷塔的基础数据，如表4.10所示。

表4.10 凝析油稳定塔计算塔径的基础数据 项目 第八板工艺参数 项目 第八板工艺参数 压力，KPa 130 气相粘度，cp 0.001033 温度，℃ 49.35 液相流量,kg/h 23000 气相体积流量16.96 液相密度,kg/m3 688.1 m3/h 气相流量,kg/h 32.02 液相粘度，cP 0.4771 气相密度kg/m3 1.888 1.2.2 MEG再生塔直径和高度计算

填料塔的直径分别按精馏段和提馏段计算，取较大者为填料段直径。

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泛点速度计算公式：

实际操作气速为泛点速度的68%~75%。故取实际操作气速为泛点速度的70%。

塔内径计算公式为：

由表5.8中数据带入以上公式：

由第二块板计算得: uGF=6.93 m/s uG =4.85m/s

DT =0.2136m

由第六块板计算得: uGF=4.59m/s uG =3.21m/s

DT =0.2627m

由以上计算结果可知，MEG再生塔采用等径填料塔，直径选为350mm。 考虑气体处理量120%的弹性范围，根据模拟结果校核MEG再生塔最大气动能因子，在第六块塔板处具有最大气动能因子。

第六块塔板处最大气动能因子最大，其气体质量流量为474.7kg/h，采用以下公式计算。

当直径DN为350mm时，将第六块塔板处的数据带入可得：

F=1.57（m/s）•（kg/m3）0.5

由以上计算可知，最大气体动能因子符合填料特性要求。 MEG再生塔高度的计算：

第一块板以上的筒体高度取其直径的2倍：2×350，取700mm。 进料段高度取进料处直径的1.5倍：1.5×350，取525mm。

该塔共有6块理论板，精馏段3块理论板，提馏段3块理论板，塔板效率为25%,则实际塔板数等板高度为500mm，故精馏段高度为6000mm，提馏段高度为6000mm。填料高度为12000mm。 1.2.3 凝析油稳定塔直径和高度计算

泛点速度计算公式：

实际操作气速为泛点速度的68%~75%。故取实际操作气速为泛点速度的70%。

塔内径计算公式为：

由表5.9 中数据带入以上公式：

由第八塔板计算直径，uGF =0.515m/s uG =0.361m/s

DT =0.129m

由以上计算可知，凝析油稳定塔采用等径填料塔，其直径选为200mm。 考虑气体处理量120%的弹性范围，根据模拟结果校核MEG再生塔最大气动能因子，在第六块塔板处具有最大气动能因子。

第六块塔板处最大气动能因子最大，其气体质量流量为32.02kg/h，采用以下公式计算：

当直径DN为200mm时，将第六块塔板处的数据带入可得：

F = 0.206（m/s）•（kg/m3）0.5

由以上计算可知，最大气体动能因子符合填料特性要求。 MEG再生塔高度的计算：

进料段高度取进料处直径的1.5倍：1.5×200，取300mm。

该塔共有8块理论板，塔板效率记为25%，等板高度为500mm，故填料高度为16000mm。

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1.3 本章小结

（1）节流注醇装置中气气换热器宜采用固定管板式换热器结构，原料气走管程，冷干气走壳程；接头类型BEM，单管程并控制其流体流速3~6 m/s，可避免乙二醇发泡；气-气换热器直径为500 mm，换热管长度为9000 mm，单台换热面积为160 m2；对于原料气压力变化为8.0~4.5 MPa均留有设计余量。

（2）高效低温分离器以重力立式分离器为主体，采用碰撞式入口装置、叶片型除雾器、丝网型除雾器、涡流除雾器及丝网除雾等高效分离设备将分离效果提升至99.9%除去直径大于5μm的液滴；分离器直径为1200mm，筒体高度为3200mm，能够满足现阶段分离要求。

（3）MEG再生塔和凝析油稳定塔均选用整装填料塔，填料采用金属板波纹填料250Y型，该种填料具有生产能力大，分离效率高，压力降小，操作弹性大，持液量小等优点。MEG再生塔塔径选350mm,第一块板以上的筒体高度取700mm，进料段高度取525mm，填料高度为12000mm。凝析油稳定塔塔径选200mm，填料高度为16000mm。 2 主要结论

（1）常用脱汞剂主要有载硫活性炭、负载型金属硫化物和金属氧化物、载银分子筛等。脱汞剂的选用主要依据天然气的处理工艺和汞含量、汞的脱除深度等因素。分析了国内外常用吸附剂的性能特点、影响因素及应用情况，其中负载型金属硫化物或金属氧化物吸附剂性能稳定，能够避免产生毛细冷凝现象，可用于湿含汞天然气脱汞；载硫活性炭内部空隙的孔径一般小于20 Å，在液烃存在时容易引发毛细冷凝现象，只能用于处理不含游离水和液烃的干气；载银分子筛是可再生吸附剂，但成套装置能耗高、投资较大。

推荐DY气田含汞天然气采用湿气脱汞方案进行处理，该方案能够彻底解决汞污染问题，但是对装置及吸附剂要求较高，推荐选用Axens公司的AxTrap 271负载型金属硫化物吸附剂。

国内外各含汞气田应当根据实际工况，结合天然气处理工艺，选择合理的脱汞工艺方案，达到控制汞污染的目的。

（2）DY气田天然气压力高，有足够压力能（压力降）可利用，推荐采用JT阀节流制冷控制天然气的烃露点，无需增压或增设外部制冷就能满足管输烃水露点要求，节省装置的投资和操作费用。

（3）随着乙二醇贫液注入量的增大，天然气水合物生成温度逐渐降低，但MEG再生系统热负荷增加。推荐采用乙二醇注入量为1500kg/h，节流后温度比水合物生成温度高5℃，能够满足不生成水合物的要求，同时控制能耗在较低水平。

（4）乙二醇再生塔理论塔板数6块，回流比0.5，塔顶温度45℃，进料从中部进料时，可有效的控制乙二醇的损耗，减轻生产污水处理工作，同时尽可能降低能耗。

（5）出塔凝析油与入塔凝析油充分换热，提高凝析油入塔温度，有利于能量的充分利用。降低塔压也有利于减轻重沸器的热负荷，节能降耗。

（6）节流注醇装置中气气换热器宜采用固定管板式换热器结构，原料气走管程，冷干气走壳程，接头类型BEM，单管程并控制其流体流速3~6 m/s，可避

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免乙二醇发泡。气-气换热器直径为500 mm，换热管长度为9000 mm，单台换热面积为160 m2，对于原料气压力变化为8.0~4.5 MPa均留有设计余量。

（7）高效低温分离器以重力立式分离器为主体，采用碰撞式入口装置、叶片型除雾器、丝网型除雾器、涡流除雾器及丝网除雾等高效分离设备将分离效果提升至99.9%除去直径大于5μm的液滴。分离器直径为1200mm，筒体高度为3200mm，能够满足现阶段分离要求。

（8）MEG再生塔和凝析油稳定塔均选用整装填料塔，填料采用金属板波纹填料250Y型，该种填料具有生产能力大，分离效率高，压力降小，操作弹性大，持液量小等优点。MEG再生塔塔径选350mm,第一块板以上的筒体高度取700mm，进料段高度取525mm，填料高度为12000mm。凝析油稳定塔塔径选200mm，填料高度为16000mm。

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