摘要：天然气中水分的存在往往会造成不良的后果：含有CO2和H2S的天然气在有水存在的情况下形成酸而腐蚀管路和设备；在一定条件下形成天然气水合物而堵塞阀门、管道和设备；降低管道输送能力，造成不必要的动力消耗。因此天然气脱水是天然气净化过程中必不可少的环节，使之达到规定的指标后进入输气管线。目前，工业上采用的脱水方法主要有溶剂吸收法、固体吸附法、低温分离法和膜分离法。采用三甘醇作为吸收剂的溶剂吸收法使用最广泛，和其他脱水方法相比，其具有容量大、再生容易、蒸气压低、露点降高等优点。考虑到原料气的组成、及其经济性，故本设计采用三甘醇脱水法，并选用合适的工艺并对天然气脱水装置进行设计。 

本设计主要通过广泛应用于石油、化工、天然气处理领域的大型工艺过程模拟软件Aspen Plus 对处理能力为300万方/天的天然气脱水装置的生产工艺参数、工艺流程、物料衡算及能量衡算进行了模拟和计算，并对全过程热集成网络进行了优化设计。在满足处理要求的同时，尽量使生产过程更加节能、环保。同时，本设计给出了工艺过程的主要设备和工艺参数。

关键词：天然气 脱水系统  三甘醇  流程模拟

目 录

摘 要

ABSTRACT

1 绪 论-1

1.1 项目概述-1

1.1.1 任务要求-1

1.1.2设计原则-1

1.1.3 遵循的规范、标准-1

1.1.4 设计内容-2

1.1.5 主要经济技术指标-2

1.2 项目研究的重要性-3

2 天然气脱水-5

2.1 脱水方法-5

2.1.1 溶剂吸收法-5

2.1.2 固体吸附法-5

2.1.3 低温分离法-6

2.1.4 膜分离法-7

2.1.5 脱水方法选择-7

2.2 天然气脱水工艺流程-9

2.2.1 工艺流程简述-9

2.2.2 主要工艺设备及要求-10

3 流程模拟及参数分析-12

3.1天然气脱水处理工程模拟-12

3.1.1三甘醇脱水状态方程-12

3.1.2三甘醇脱水装置工艺流程模拟-12

3.1.3天然气脱水装置工艺参数-12

3.2 脱水效果影响因素定量分析-13

3.2.1 吸收塔塔板数-13

3.2.2 入口温度-13

3.2.3 三甘醇-14

3.2.4 再沸器-16

3.2.5 汽提气注入量-16

4 物料衡算及能量衡算-17

4.1物料衡算-17

4.1.1 吸收工段的物料衡算-18

4.1.2再生工段的物料衡算-21

4.2能量衡算-23

4.2.1吸收工段的能量衡算-24

4.2.2再生工段的能量衡算-25

5 热集成网络-28

5.1 概述-28

5.2 换热网络设计-28

5.2.1 设计方法-28

5.2.2 设计目标-28

5.2.3方案一-29

5.2.4方案二-30

5.3结论-31

6 设备选型-32

6.1 原料气过滤分离器-32

6.1.1 分离器分类及适用范围-32

6.1.2 分离器计算选型-32

6.2 闪蒸罐-34

6.3 吸收塔-35

6.3.1 塔板设计-35

6.3.2 塔板核算-36

6.3.3 泡罩塔板主要结构参数及选用-36

6.3.4 板面布置-39

6.3.5 吸收塔高度-39

6.3.6 塔体的机械设计-39

6.4 再生塔-41

6.4.1 富液精馏柱-42

6.4.2 贫液精馏柱-43

6.4.3 缓冲罐-43

6.4.4 重沸器-44

6.5 换热器-44

6.5.1 换热器设计原则-45

6.5.2 换热器工艺尺寸计算-45

6.6 三甘醇循环泵-47

6.6.1 选择泵的方法和步骤-47

6.6.2 泵的类型与型号选择-47

6.9流量计的设计-49

7 结论-51

参考文献-52

致谢-54