分子筛两塔脱水工艺研究
分子筛两塔脱水工艺研究
摘要：分子筛脱水是目前国内外应用较广泛，技术较成熟的脱水工艺。脱水后
干气含水量可低至10-6。该法操作简单，占地面积小，对进料气的温度、压力和
流量变化不敏感。本文对生产中常用的分子筛两塔脱水工艺进行研究，主要包括
分子筛选型，分子筛两塔脱水工艺，及时序控制过程等内容进行研究。
关键词：分子筛两塔脱水工艺
1 分子筛介绍
分子筛是一种人工合成的无机吸附剂。它是具有骨架结构的碱金属或碱土金
属的硅铝酸盐晶体，分子式为：M2/nO•Al2O3•xSiO2•yH2O。根据分子筛晶体结
构的内部特征不同，常用的分子筛可分为A型和X型两类。其中，A型分子筛具
有与沸石构造类似的结构物质，所有吸附均发生在晶体内部孔腔内，孔腔直径为0.4nm，由理论孔径为0.42nm的通道联接；X型分子筛能吸附所有能被A型分子
筛吸附的分子，并且具有较高的容量。13X型分子筛可吸附芳香烃这样的大分子。各类分子筛的pH值约为10，在pH值5～12范围内是稳定的。在处理酸性天然
气时，若吸附液的pH值小于5，就应采用抗酸分子筛。
分子筛表面具有较强的局部电荷，因而对极性分子和不饱和分子有很高的亲
和力，水是强极性分子，分子直径为0.27～0.31nm，比通常使用的分子筛孔径小，所以分子筛是干燥气体和液体的优良吸附剂。其特点如下。
具有高效吸附特性。分子筛在低水汽分压、高温、高气体线速度等苛刻的条
件下仍然保持较高的湿容量。这是因为分子筛的表面积大于一般吸附剂，可达700～900m2/g。随着相对湿度进一步降低，分子筛的湿容量与其他干燥剂相比相
对地提高，如图2.1-1所示。因而分子筛用于天然气深度脱水时较其他吸附剂优越。
2 分子筛脱水装置及工艺设计
2.1.关键工艺参数的选取
1）吸附周期
分子筛脱水塔吸附剂床层的吸附周期（脱水周期）应根据湿气中水含量、床
层空塔流速和高径比（不应小于2.5）、再生能耗、吸附剂寿命等进行综合比较
后确定。对于两塔流程，分子筛脱水塔床层吸附周期一般设计为8～24h，通常取吸附周期8～12h。如果进料气中的相对湿度小于100%，吸附周期可大于12h。
吸附周期长，意味着再生次数较少，吸附剂寿命较长，但因床层较长，投资较高。对压力不高、水含量较大的天然气脱水，为避免分子筛脱水塔尺寸过大，耗用吸
附剂过多，吸附周期宜小于等于8h。
2）湿气进分子筛脱水塔温度
湿气进口温度越高，吸附剂的湿容量越小。为保证吸附剂有较高的湿容量，
进床层的湿气温度最高不要超过50℃。
3）再生加热与冷却温度
再生加热温度是指吸附剂床层在再生加热时最后达到的最高温度，通常近似
取此时再生气出吸附剂床层的温度。再生加热温度越高，再生后吸附剂的湿容量
也越高，但其有效使用寿命越短。再生加热温度与再生气进分子筛脱水塔的温度
有关，而再生气进口温度则应根据脱水深度确定。对于分子筛，其值一般为
232～315℃；对于硅胶其值一般为234～245℃；对于活性氧化铝，介于硅胶与分子筛之间，并接近分子筛之值。
图2.1-1 再生加热与冷却过程温度变化曲线
图2.1-1为采用双塔流程的吸附脱水装置8h再生周期（包括加热与冷却）的温度变化曲线。曲线1表示再生气进分子筛脱水塔的温度TH，曲线2表示加热和冷却过程中出分子筛脱水塔的气体温度，曲线3表示进料湿气温度。
由图2.1-1可知，再生开始时热再生气进入分子筛脱水塔加热床层及容器，出床层的气体温度逐渐由T1升至T2，大约在116～120℃时床层中吸附的水分开始大量脱附，所以此时升温比较缓慢。待水分全部脱除后，继续加热床层以脱除不易脱附的重烃和污物。当再生时间大于4h时，离开分子筛脱水塔的气体出口温度达到180～230℃，床层加热完毕。热再生气温度TH至少应比再生加热过程中所要求的最终离开床层的气体出口温度T4高19～55℃，一般为38℃。然后，将冷却气通过床层进行冷却，当床层温度大约降至50℃时停止冷却。在一些要求深度脱水的天然气液回收装置中，为了避免吸附剂床层在冷却时被水蒸气预饱和，多采用脱水后的干气或其他来源干气作冷却气。有时，还可将冷却用的干气自上而下流过吸附剂床层，使冷却气中所含的少量水蒸气被床层上部的吸附剂吸附，从而最大限度地降低吸附周期中出口干气的水含量。
对于两塔流程的吸附脱水装置，吸附剂床层的加热时间一般是再生周期的55%～65%。所以，在8h的吸附周期中，通常加热时间为4.5h；冷却时间为3h；备用和切换时间为0.5h。
2.2 分子筛脱水塔结构
分子筛脱水塔由床层支承梁和支撑栅板、顶部和底部的气体进口、出口管嘴和分配器（这是由于脱水和再生分别是两股物流从两个方向通过吸附剂床层，因此，顶部和底部都是气体进出口）、装料口和排料口以及取样口、温度计插孔等组成。
在支撑栅板上有三层10～20目的不锈钢滤网，防止分子筛或瓷球随进入气流下沉。滤网上放置的瓷球共二层，上层高约50～75mm，瓷球直径为6mm；下层高约50～75mm，瓷球直径为12mm，因工况不同也可选用同种直径的瓷球。支撑栅板下的支承梁应能承受住床层的静载荷（吸附剂等的重量）及动载荷（气体流动压降）。
分配器（有时还有挡板）的作用是使进入分子筛脱水塔的气体（尤其是从顶部进入的湿气，其流量很大）以径向、低速流向吸附剂床层。床层顶部也放置有瓷球，高约100～150mm，瓷球直径为12～50mm。瓷球层下面是一层起支托作用的不锈钢浮动滤网。这层瓷球的作用主要是改善进口气流的分布并防止因涡流引起吸附剂的移动与破碎。
分子筛脱水塔的吸附剂床层中装填有吸附剂。吸附剂的大小和形状应根据吸附质不同而异。对于天然气脱水，可采用ф3～8mm的球状分子筛。
分子筛脱水塔的尺寸会影响吸附剂床层压降，一般情况下，对于气体吸附来讲，其最小床层高径比为2.5：1。
2.3 分子筛脱水塔计算
1）直径和高径比的计算
分子筛有效吸附容量取8kg水/100kg分子筛，则有效吸附容量：
参考文献：
[1]王遇冬，天然气处理原理与工艺[M].第2版.北京：中国石化出版社，2011.
[2]李明，卢任务，冼祥发，程树.某脱水装置分子筛吸附塔设置数量的选择[J].天然气与石油.2006（06）.
[3]吉红军，梁成宁，邢艳霞，卫巍，骆兴华，李晓峰，李金峰.分子筛脱水技术简介[J].山东化工.2013（06）.
某分子筛吸附脱水工艺设计-画流程图和平面布置图
重庆科技学院 课程设计报告 院（系）: 石油与天然气工程学院专业班级:油气储运工程学生姓名:美女学号: 22222222 设计地点（单位）石油与安全科技大楼K713 设计题目:某分子筛吸附脱水工艺设计 —画流程图和平面布置图 完成日期： 2014 年 6月 19 日 指导教师评语: 成绩（五级记分制）: 指导教师（签字）:
引言 中国天然气生产主要经历了两个阶段：第一阶段（1949-1995年）为起步阶段，天然气年产量由0.112亿立方米增至174亿立方米，年均增长仅3.8亿立方米；第二阶段（1995-2009年）为快速发展阶段，天然气年产量由174亿立方米增长到841亿立方米，期间累计增长量是1995年前的近4倍，年均增长高达47.6亿立方米。中国天然气产量开始高速增长始于2004年，之前的同比增长率大多不超过10%，而2004年之后，以年均约18%的增速增长。 权威机构分析，天然气将是未来世界一次能源中发展最快的一种。因此，提高天然气的质量是刻不容缓的事情。其中天然气脱水是提升天然气的质量一个重要环节。 天然气的脱水方法多种多样，按其原理可归纳为低温冷凝法、吸收脱水法和吸附脱水法三种。吸附法脱水由于其具有高的脱水深度、装置简单、占地面积小等优点，在天然气深度脱水、深冷液化和海上平台等方面居于不可动摇的地位。
目录 引言 ................................................................... I 摘要 (1) 1基本设计 (2) 1.1 设计原则 (2) 1.2气质工况及处理规模 (2) 2分子筛脱水工艺流程 (3) 2.1分子筛的选择 (3) 2.2流程选择 (3) 2.3再生方法选择 (5) 2.4工艺参数优选 (6) 2.5工艺流程图见附录一 (6) 2.6分子筛脱水工艺流程介绍 (6) 2.7注意事项 (7) 3平面布置图 (8) 3.1站面平面布置基本要求 (8) 3.2设备平面布置图见附录二 (8) 4总结 (10) 参考文献 (11) 附录一 (12) 附录二 (13)
某分子筛吸附脱水工艺设计——再生工艺计算(内容清晰)
重庆科技学院 《油气集输工程》 课程设计报告 学院: 石油与天然气工程学院专业班级: 学生姓名:学号: 设计地点（单位） K804 设计题目: 某分子筛吸附脱水工艺设计——再生工艺计算 完成日期：年月日 指导教师评语: 成绩（五级记分制）: 指导教师（签字）:________________
摘要 井口流出的天然气几乎都为气相水所饱和，甚至会携带一定量的液态水。天然气中水分的存在往往会造成严重的后果：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。水分在天然气的存在是非常不利的事，因此，需要脱水的要求更为严格。天然气脱水的方法一般包括低温法、溶剂吸收法、固体吸附法、化学反应法和膜分离法等。低温法脱水是利用高压天然气节流膨胀降温或利用气波机膨胀降温而实现的，这种工艺适合于高压天然气；而对于低压天然气，若要使用则必须增压，从而影响了过程的经济性。溶剂吸收法和固体吸附法目前在天然气工业中应用较广泛。 本文主要研究固体吸附法脱水。固体吸附法就是利用多孔固体颗粒选择性地吸附流体中一定组分在其内外表面上，从而使流体混合物得以分离的方法。具有一定吸附能力的固体材料称为吸附剂，被吸附的物质称为吸附质。而本文的固体吸附剂以分子筛作为探讨的对象。 分子筛具有很好的选择吸附性、在高温下吸附脱水等优点，尤其是在气体和液体进行深度脱水时特别适合。分子筛在使用过程中被气体中所含水量饱和，为了使分子筛能够继续循环使用，就有了分子筛的再生工艺过程。本文主要通过选取合适的分子筛然后计算分子筛的吸附水量，和吸附的双塔轮换过程和轮换时间，通过要脱附的水量计算出再生气的气量以及冷凝气的气量，和所需加热炉的热量，以此来探讨分子筛的再生工艺过程。 关键词：分子筛再生工艺再生气冷凝气热量
(工艺技术)天然气分子筛脱水装置工艺设计
（工艺技术）天然气分子筛脱水装置工艺设计
1.4气质工况及处理规模 气体处理规模：100×104m3/d 原料气压力：4.5MPa 原料气温度：30℃ 脱水后含水量：≤1ppm 天然气气质组成见表1-1。 表1-1天然气组成表（干基） 1.5分子筛脱水工艺流程 1.5.1流程选择 本装置所处理的湿净化气流量为100×104m3/d（20℃、101.325kPa标准状态下）。对于这样规模较大的分子筛脱水装置，可以采用2个吸附塔或3个吸附塔两种方案（分别简称两塔方案、三塔方案）。而相同工艺不同方案的操作情况与投资数据却完全不同，现将两塔方案、三塔方案的操作情况与投资情况进行比较，从而选择出最佳方案。 在两塔流程中，一塔进行脱水操作，另一塔进行吸附剂的再生和冷却，然后切换操作。在三塔或多塔流程中，切换的程序有所不同，通常三塔流程采用一塔吸附、一塔再生、一塔冷吹同时进行。 表1-2三塔方案（常规）时间分配表 由表1-1可以看出，在三塔方案中，加热炉连续工作，并且冷吹再生时间长，
期间的加热、冷却功率相对较小，三塔流程灵活性较高。 表1-3两塔方案（常规）时间分配表 由表1-2可以看出，分子筛两塔脱水装置运行时，始终保持一塔处于吸附状态，另一塔处于再生状态。因此，加热炉操作不连续，点火、停炉频繁，不利于装置的长周期正常、平稳运行，且会造成一定的热损失。但两塔流程简单，其吸附时间增长，能耗大大降低。两塔流程较三塔流程减少1座吸附塔，大大节约了设备采购费用。由于设备数量的减少，操作维护费用也将大大降低。同时，由于减少了设备、工艺管线的数量，实际上也相应削减了管线、设备穿孔泄露的风险，提高了安全可靠性。且吸附、再生、冷却过程为密闭过程，对环境污染少。 两塔流程由装填有分子筛的两个塔组成,假设塔2在进行干燥,塔1在进行再生。在再生期间,所有被吸附的物质通过加热而被脱吸,为该塔的下一个吸附周期作准备。湿原料气一般经原料气过滤分离器,除去携带的液滴后自上而下地进入分子筛脱水塔(塔2),进行脱水吸附过程。脱除水后的干气一般经产品气粉尘过滤器除去分子筛粉尘后,作为本装置产品气输送出去。 且选用两塔流程仍有扩建空间。若以后天然气处理量逐步增大，可能导致分子筛床层内气体流速增大，部分分子筛被击碎，并被原料气携带进入粉尘过滤器，造成粉尘过滤器滤网堵塞，装置运行不平稳。则可对分子筛脱水工艺流程进行改造，在原两塔的基础上增加一台同规格的分子筛干燥塔，将“两塔流程”改为“三塔流程”，同时增加配套的自控系统，以完成扩建。 因此，本设计中采取分子筛两塔吸附脱水流程。 1.5.2分子筛脱水工艺流程介绍 附图1为吸附法脱水流程。原料气自上而下流过分子筛吸附塔进行吸附脱水，脱水后的干气含水小于1ppm，分子筛出口原料气经分子筛出口过滤器除去其中夹带的分子筛粉尘和杂质后进制冷单元。 分子筛干燥器采用两塔操作流程，8小时自动切换1次，原料气切换到已再生完毕的分子筛吸附塔进行吸附脱水，水饱和的吸附塔经再生、冷吹完成再生过程。再生气可以用干气或原料气，将气体用热油导热的方式进行加热，加热到一定温度后，进入吸附塔再生。当床层出口气体温度升至预定温度后，则再生完毕。
分子筛两塔脱水工艺研究
分子筛两塔脱水工艺研究 摘要：分子筛脱水是目前国内外应用较广泛，技术较成熟的脱水工艺。脱水后 干气含水量可低至10-6。该法操作简单，占地面积小，对进料气的温度、压力和 流量变化不敏感。本文对生产中常用的分子筛两塔脱水工艺进行研究，主要包括 分子筛选型，分子筛两塔脱水工艺，及时序控制过程等内容进行研究。 关键词：分子筛两塔脱水工艺 1 分子筛介绍 分子筛是一种人工合成的无机吸附剂。它是具有骨架结构的碱金属或碱土金 属的硅铝酸盐晶体，分子式为：M2/nO•Al2O3•xSiO2•yH2O。根据分子筛晶体结 构的内部特征不同，常用的分子筛可分为A型和X型两类。其中，A型分子筛具 有与沸石构造类似的结构物质，所有吸附均发生在晶体内部孔腔内，孔腔直径为0.4nm，由理论孔径为0.42nm的通道联接；X型分子筛能吸附所有能被A型分子 筛吸附的分子，并且具有较高的容量。13X型分子筛可吸附芳香烃这样的大分子。各类分子筛的pH值约为10，在pH值5～12范围内是稳定的。在处理酸性天然 气时，若吸附液的pH值小于5，就应采用抗酸分子筛。 分子筛表面具有较强的局部电荷，因而对极性分子和不饱和分子有很高的亲 和力，水是强极性分子，分子直径为0.27～0.31nm，比通常使用的分子筛孔径小，所以分子筛是干燥气体和液体的优良吸附剂。其特点如下。 具有高效吸附特性。分子筛在低水汽分压、高温、高气体线速度等苛刻的条 件下仍然保持较高的湿容量。这是因为分子筛的表面积大于一般吸附剂，可达700～900m2/g。随着相对湿度进一步降低，分子筛的湿容量与其他干燥剂相比相 对地提高，如图2.1-1所示。因而分子筛用于天然气深度脱水时较其他吸附剂优越。 2 分子筛脱水装置及工艺设计 2.1.关键工艺参数的选取 1）吸附周期 分子筛脱水塔吸附剂床层的吸附周期（脱水周期）应根据湿气中水含量、床 层空塔流速和高径比（不应小于2.5）、再生能耗、吸附剂寿命等进行综合比较 后确定。对于两塔流程，分子筛脱水塔床层吸附周期一般设计为8～24h，通常取吸附周期8～12h。如果进料气中的相对湿度小于100%，吸附周期可大于12h。 吸附周期长，意味着再生次数较少，吸附剂寿命较长，但因床层较长，投资较高。对压力不高、水含量较大的天然气脱水，为避免分子筛脱水塔尺寸过大，耗用吸 附剂过多，吸附周期宜小于等于8h。 2）湿气进分子筛脱水塔温度 湿气进口温度越高，吸附剂的湿容量越小。为保证吸附剂有较高的湿容量， 进床层的湿气温度最高不要超过50℃。 3）再生加热与冷却温度 再生加热温度是指吸附剂床层在再生加热时最后达到的最高温度，通常近似 取此时再生气出吸附剂床层的温度。再生加热温度越高，再生后吸附剂的湿容量 也越高，但其有效使用寿命越短。再生加热温度与再生气进分子筛脱水塔的温度 有关，而再生气进口温度则应根据脱水深度确定。对于分子筛，其值一般为 232～315℃；对于硅胶其值一般为234～245℃；对于活性氧化铝，介于硅胶与分子筛之间，并接近分子筛之值。
分子筛脱水流程优化及经济性浅析
分子筛脱水流程优化及经济性浅析 摘要：在天然气生产开发中，天然气脱水对于安全生产至关重要。目前国内 外对于天然气脱水技术研究较多，主要包括溶剂吸收法、固体吸附法、低温分离法、膜分离法、超声波分离法等，其方法原理和主要过程工艺各不相同。在实际 生产中，目前最为广泛使用方法的是三甘醇吸收脱水和分子筛吸附脱水，对于偏 远地区的天然气生产中双塔分子筛脱水流程一直存在较多改进空间。 关键词：天然气；脱水；分子筛；经济性分析 1、脱水介绍 1.1脱水目的 在天然气的集输过程中，气体中液态水的存在对处理装置和输气管线危害巨大。天然气中水的危害具体形式有： （1）冷凝水在局部的累积，降低了管道流动性，增加加压能耗，为压缩机、换热器等设备造成危害； （2）和气体中酸性组分（二氧化碳或硫化氢）反应，腐蚀管道和设备； （3）可能在高压、低温状态下，与天然气结合生成固体水合物，将引起输 气管线或其它处理设备堵塞。[1] 所以为了天然气的安全运输，需要对其进行脱水处理。 1.2脱水方法介绍 目前国内外对于天然气脱水有多种方法，其分类主要包括溶剂吸收法、固体 吸附法、低温分离法、膜分离法、超声波分离法等[2,3]，其方法原理和主要过程工 艺特征见表1。 表1天然气脱水工艺分类
分类方法机理物态特征 溶剂吸收法水和烃类溶解度差 异 应用广泛、操作方 便 固体吸附法与固体表面的作用 力不同 效果好、操作简 单、不易再生 低温分离法低温分馏而分离 流程简单，成本低，适用于高压气体 膜分离法不同气体渗透率的 差异 高效、节能、污染 小、成本低 超声波分离法超音速状态下蒸汽 冷凝分离 系统简化、操作成 本低 现在，国内常用天然气脱水方法有溶剂吸收法和固体吸附法两种方法，如表2天然气脱水常用方法所示： 表2天然气脱水常用方法 方 法名称 示例特点应用情况
分子筛脱水系统的工艺设计技术研究报告及应用
温米轻烃回收装置 分子筛脱水系统的工艺技术研究与应用 编写：杰 单位：温米采油厂轻烃工区 时间：2003年5月25日 目录 一、前言2 二、脱水工艺简介3 三、现状调查及分析4 四、天然气脱水后露点高的原因分析6 4.1分子筛吸附塔吸附脱水能力的影响6 4.2高压别离器的别离效果对天然气水露点的影响11 4.3二级出口空冷器出口温度对天然气水露点的影响11 4.4吸附塔再生冷吹效果对天然气露点的影响12 4.5分子筛切换配套阀组对天然气露点的影响14 五、提高天然气脱水露点的措施与实施16 1、减少吸附塔在一个吸附周期里的脱水量16 2、改造高压别离器的液位控制系统17 3、降低吸附气中的含水量17
4、优化再生冷吹工艺参数18 六、应用效果及效益21 1、经济效益21 2、社会效益22 七、完毕语22 一、前言 温米轻烃天然气处理装置始建于1995年8月，设计处理量为50×104NM3/d，为了充分利用天然气资源，减少资源的浪费和对环境的污染，温米在1998年初开场对原装置进展扩容改造，在原来的根底上增加了20×104NM3/d的处理量，采用了透平膨胀机＋重接触塔工艺系统和导热油供热系统。 目前装置工艺系统主要由压缩机增压、分子筛三塔脱水、丙烷冷剂加膨胀机膨胀制冷和分馏稳定等工艺系统组成。装置设计制冷温度由-38℃降为-58℃，要求经分子筛吸附塔脱水后的天然气水露点到达-80℃。装置实际处理能力为68×104NM3/d，分子筛吸附塔的实际湿气处理量为2.83×104NM3/h，分子筛吸附塔脱水后的天然气水露点检测为-71℃，与装置设计制冷深度对分子筛塔吸附后天然气露点〔-80℃〕要求相差9℃。，导致脱水后天然气的含水量较高，在进入后续流程冷箱时发生冻堵，造成装置无常运行。本课题以降低分子筛塔吸附后天然气的水露点展开研究与攻关，并通过工艺技术的改造与
分子筛脱水工艺流程
分子筛脱水工艺流程 分子筛脱水工艺流程 一、概述 分子筛是一种高效的干燥剂，具有优异的吸附性能和选择性，广泛应用于化工、医药、食品等行业中。分子筛脱水工艺是指利用分子筛对物料中的水分进行吸附，从而达到脱水的目的。本文将详细介绍分子筛脱水工艺流程。 二、原理 分子筛是一种多孔材料，其孔径大小可以控制在纳米至亚微米级别。当物料通过分子筛时，由于其孔径大小与水分相似，因此可以选择性地吸附水分而不影响其他成分。同时，由于其多孔结构，可以提高吸附速率和容量。 三、设备 1. 分子筛干燥器：用于将湿度高的物料与分子筛接触并进行干燥。
2. 分离器：用于将已经饱和的分子筛与物料进行分离。 3. 蒸汽发生器：用于提供干燥气体。 4. 控制系统：用于控制整个过程中温度、压力等参数。 四、工艺流程 1. 准备工作：将需要脱水的物料送入分子筛干燥器中，并启动蒸汽发生器，提供干燥气体。 2. 干燥过程：物料在分子筛干燥器中与分子筛接触，水分被吸附进入分子筛中。同时，干燥气体通过分子筛将吸附的水分带走。 3. 分离过程：当分子筛饱和时，需要进行分离。此时，停止蒸汽发生器并关闭进气阀门，打开出气阀门，将已经饱和的分子筛从干燥器中取出，并用空气或其他方法进行再生。 4. 再生过程：将饱和的分子筛放入再生设备中进行再生。一般采用高温、高压或低压等方法对其进行再生。通过这种方式可以使吸附在其中的水分得以释放，并使其恢复吸附性能。 5. 循环使用：完成再生后，将已经恢复吸附性能的分子筛重新装入干
燥器中进行下一轮脱水。 五、注意事项 1. 分子筛的选择要根据物料特性和工艺要求进行选择。 2. 干燥气体的选择要根据物料特性和工艺要求进行选择。 3. 干燥过程中，应控制干燥温度和时间，以避免物料受损。 4. 分离过程中，应注意分子筛的保护和再生。 5. 循环使用时，应注意分子筛的寿命和再生周期。 六、总结 分子筛脱水工艺是一种高效、节能、环保的脱水方法。通过合理的设备选择和工艺流程控制，可以达到较好的脱水效果。需要注意的是，在实际应用过程中还需要根据具体情况进行调整和优化。
《油气集输工程》某分子筛吸附脱水工艺设计——吸附工艺计算及吸附塔设计
《油气集输工程》某分子筛吸附脱水工艺设计——吸附 工艺计算及吸附塔设计 油气集输工程中，脱水是一个关键的步骤，可以提高天然气的质量和 减少管线腐蚀风险。传统的脱水工艺包括凝结水脱水法、吸附脱水法和膜 脱水法等。本文将重点介绍吸附脱水工艺设计，包括吸附工艺计算和吸附 塔设计。 吸附工艺计算主要包括塔床吸附剂的选择和塔床高度的计算。 1.吸附剂选择： 吸附剂应具有高的吸附能力、较大的比表面积和良好的机械强度。常 用的吸附剂有硅胶、分子筛和活性炭等。根据油气集输工程的特点，分子 筛是较常用的吸附剂，因此本文以分子筛为例进行介绍。 2.塔床高度计算： 塔床高度的计算可以通过以下公式进行： H=(Q/(A×Vr×ρs))×(1-ε)×(1/(1−εm)) 其中，H为塔床高度（m），Q为进料流量（m3/h），A为塔截面积 （m2），Vr为进料速度（m/h），ρs为吸附剂的密度（kg/m3），ε为 塔床空隙率，εm为吸附剂的孔隙率。 吸附塔设计主要包括塔型选择、计算分子筛的装填量和塔的壁厚设计。 1.塔型选择：
塔型的选择应考虑到操作、维护和经济等因素。常见的塔型有圆柱形和矩形两种。在油气集输工程中，由于分子筛的填充方式多为包状，因此矩形塔较为适合。 2.分子筛的装填量计算： 分子筛的装填量可以通过以下公式进行计算： W=V×ρ×εm 其中，W为吸附剂的质量（kg），V为塔体积（m3），ρ为吸附剂的密度（kg/m3），εm为吸附剂的孔隙率。 3.塔的壁厚设计： 塔的壁厚设计应满足设计要求和安全性要求。常见的设计准则有ASME标准、API标准和国内标准等。在设计时应考虑压力、温度、力学性能和耐腐蚀性能等因素。 综上所述，吸附脱水工艺设计包括吸附工艺计算和吸附塔设计。在分子筛吸附工艺计算中，需要选择合适的吸附剂，并计算塔床高度。吸附塔设计包括塔型选择、分子筛的装填量计算和塔的壁厚设计。通过合理的工艺设计和塔的设计，可以提高脱水效果，减少水分含量的影响，从而提高天然气的质量和降低运营成本。
分子筛脱水工艺流程
分子筛脱水工艺流程 分子筛脱水是一种常用的工艺流程，用于去除液态或气态物体中的水分，提高产品的纯度和质量。下面将介绍一种常见的分子筛脱水工艺流程，包括原料准备、分子筛选择、脱水操作和产品收集等环节。 首先是原料准备。在进行分子筛脱水之前，需要准备含水原料作为待处理物体。原料可以是液态物质，如溶液、悬浮液等；也可以是气态物质，如废气、蒸汽等。根据待处理物体的化学性质和工艺要求，确定原料的组成、浓度和温度等参数。 第二步是分子筛选择。根据待处理物体的特性和处理要求，选择合适的分子筛材料进行脱水操作。常见的分子筛有沸石分子筛、硅铝分子筛等，它们具有大孔径、高表面积和可调节的选择性等特点，适用于各种不同的分子筛脱水工艺。 接下来是脱水操作。将待处理物体通过输送管道引入分子筛装置中，在一定压力下与分子筛接触。分子筛的孔径可以选择性地吸附水分子，将原料中的水分去除。通过控制脱水时间、温度和压力等参数，可以实现不同程度的水分脱除。 在脱水的同时，需要注意保持脱水装置内部的稳定温度和压力。温度的选择根据原料的化学性质和热力学要求进行调节，一般采用常温或低温脱水。压力的选择根据原料的性质和脱水要求进行控制，可以通过调节装置内的压力阀实现。 最后是产品收集。经过分子筛脱水后，原料中的水分已经被去
除，得到脱水后的产品。根据产品的要求，可以选择不同的方式进行收集，如用收集容器收集液态产品，用净化器收集气态产品等。收集后的产品可以经过进一步的处理和加工，以满足不同的工艺要求和应用需求。 总结起来，分子筛脱水工艺流程包括原料准备、分子筛选择、脱水操作和产品收集等环节。通过合理地控制工艺参数，可以实现对待处理物体中水分的有效去除，提高产品的纯度和质量。这种工艺在化工、制药、食品等行业中得到广泛应用，对于提高生产效果和经济效益具有重要的意义。
两塔氢气干燥塔结构及工作原理
【概述】 氢气干燥塔是化工生产中常见的设备之一，其主要作用是将氢气 中的水分去除，保证氢气的纯度及安全性。氢气干燥塔结构复杂，工 作原理精密，在化工生产中起着重要的作用。本文将对两塔氢气干燥 塔的结构及工作原理进行详细介绍。 一、两塔氢气干燥塔的结构 两塔氢气干燥塔由上部吸附塔和下部再生塔组成。吸附塔是用于 吸收水分的主要设备，而再生塔则是用于再生吸附介质，恢复其吸附 能力。 1. 吸附塔结构 吸附塔通常采用立式或卧式布置，其内部装有吸附剂床层，用于 吸附氢气中的水分。吸附塔的上部设有氢气进口和出口，下部设有水 分的排出口，以及用于控制流速和温度的装置。 2. 再生塔结构 再生塔与吸附塔结构类似，同样通常采用立式或卧式布置。再生 塔的上部设有热气进口和热气出口，下部设有再生吸附介质的排出口。 二、两塔氢气干燥塔的工作原理 两塔氢气干燥塔的工作原理主要是通过吸附剂的物理或化学吸附 作用，将氢气中的水分去除，从而提高氢气的纯度。
1. 吸附工作原理 氢气通过吸附塔的吸附剂床层，在吸附剂表面吸附剂上的吸附剂上的水分，从而使氢气中的水分得到去除。当吸附剂饱和时，需要停止吸附工作，并将其送到再生塔进行再生。 2. 再生工作原理 再生工作是通过给再生塔加热，使吸附剂中的水分蒸发出来，再通过一定的方式排出。再生后的吸附剂重新放回到吸附塔中，继续进行吸附作用。 三、两塔氢气干燥塔的应用领域 两塔氢气干燥塔广泛应用于化工生产中，尤其是在氢气制备、煤化工和石油化工等领域有着重要的作用。其主要用途包括改善氢气的纯度，保证催化剂的稳定性，提高产品质量及安全性等。 四、两塔氢气干燥塔的优势 两塔氢气干燥塔具有工作效率高、稳定性好、操作简单等优势。由于其结构复杂，生产工艺要求严格，因此在使用时要严格按照规定的操作流程进行操作，以保证设备的正常运行。 五、两塔氢气干燥塔的未来发展趋势 随着化工行业的不断发展，两塔氢气干燥塔在结构设计、操作控
分子筛法无水酒精工艺探讨
分子筛法无水酒精生产工艺探讨 【山东九九有限公司/曹福禄】 1分子筛脱水原理1.1 分子筛定义 分子筛是一种能分离不同大小分子的固体吸附剂。是以SiO 2 和Al 2 &n bsp; O 3 为主要成分的结晶铝硅酸盐，其晶体中有许多一定大小的空穴，空穴之间有许多直径相同的孔相连。它能将比孔径小的分子吸附到孔穴内部，把比孔径大的分子排斥在外面，起到筛分分子的作用，因而被称为“分子筛”。 1.2 分子筛再生 分子筛使用一定时间以后，吸附水分的能力下降，此时，除去分子筛中的水分，可达到再生的要求。一般分子筛再生采用干燥热空气作为载体，空气加热到200℃—350℃，在0.3g/cm2~0.5g/cm2压力下，反向通过分子筛层，出口温度150℃~180℃，再生时间根据分子筛吸水饱和情况确定。 1.3酒精脱水3A分子筛1.3.1 选用分子筛的理论依据 水分子直径2.6A ，是高度的极性分子，很容易被分子筛吸附，水分子一旦被吸附就会牢牢地固定在晶体上。酒精分子的直径3.7A，依据水分子和酒精分子直径的不同，酒精脱水选用的是3A分子筛。A是国际长度计量单位“埃”的简称，其换算关系为：1米=103毫米=106微米=109纳米=1010埃。 1.3.2 分子筛包装贮存 分子筛采用纸板桶或铁桶内衬塑料袋密封包装，每桶净重25±0.25kg，贮存于阴凉通风干燥的仓库内为宜。1.3.3 酒精气相脱水原理 分子筛对高温状态下的气相水分子的吸附能力较强，将浓度95%%（体积分数）的
酒精蒸气过热至一定温度进入分子筛吸附塔，酒气中的水分子流经分子筛填料层过程中，因分子筛的微孔对水分子有很强的亲和力，就将水分子吸附在微孔内，酒精蒸气中的水绝大部分被吸附除去，实现酒气脱水，从脱水装置排出的酒精气体再进行冷凝、冷却后得到浓度为99.5%%—99.9%%（V/V）的无水酒精。 2分子筛法无水酒精生产工艺流程2.1工艺流程简述：2.1.1 吸附系统 浓度95%%（体积分数）的酒精在预热器内用锅炉蒸汽间接加热到100℃~120℃，进入蒸发器内蒸发产生105℃~125℃酒精蒸气，酒精蒸发器用锅炉蒸汽作为热源，产生的酒精蒸气进入过热器，用高压蒸汽加热到过热状态130℃~145℃，过热酒精蒸气进入分子筛吸附塔Ⅰ，酒精蒸气中的气态水分子被分子筛吸附，吸附以后的酒精蒸气经过冷凝、冷却以后得到浓度99.5%%（体积分数）以上的成品无水酒精。酒气冷凝系统采用循环水进行冷却，酒精冷却器夏季用冷冻水或温度较低的一次水进行冷却。 2.1.2 解析系统 经过分子筛Ⅰ塔吸附脱水后的气态无水酒精，用高压蒸汽作为热源，在过热器内加热到180℃~230℃作为分子筛再生载体，进入分子筛Ⅱ塔，在高温、低压状态下用酒精气体脱除分子筛内的水分，解析系统冷凝器用循环水冷却，产生的低浓度淡酒精送到酒精蒸馏塔。再生系统后冷凝器尾气与真空系统相连，通过真空泵保持解析系统真空度。 两台分子筛床交替进行吸附和解析，循环使用。 2.1.3 水电汽消耗情况 根据生产运行情况分析，用分子筛法生产无水酒精，采用酒精气相吸附、用酒精蒸气作为分子筛再生介质，每生产1吨无水酒精消耗蒸汽2.5吨，电50KW/h，循环水400立方米，一次水0.2吨（机泵冷却水），消耗分子筛2Kg，消耗浓度95%%（体积浓度）的酒精1.08吨。 2.1.4 操作注意事项 2.1.4.1 系统投入运行以前，必须先进行分子筛置换再生。 2.1.4.2 吸附和脱吸时间周期根据无水酒精产品的含水情况进行调整。 2.14.3 严格控制进入分子筛床的酒精蒸气温度，保证分子筛吸附过程所需温度指标，防止在分子筛床形成液相酒精。 2.1.4.4 严格控制解析Ⅱ级冷凝器尾气温度，防止温度过高导致酒精随不凝气损失掉。 2.1.4.5 防止系统超压，防止液相酒精进入分子筛床。
分子筛吸附脱水塔
分子筛吸附脱水塔 一、引言 分子筛吸附脱水塔是一种常见的工业设备，主要用于去除气体或液体中的水分。它利用分子筛的吸附性能，通过物理吸附作用将水分分离出来，从而实现脱水的目的。本文将介绍分子筛吸附脱水塔的工作原理、结构特点以及应用领域。 二、工作原理 分子筛是一种具有规则孔径的多孔晶体材料，其孔径大小可以根据不同的需求进行调整。在分子筛吸附脱水塔中，分子筛通常以颗粒或颗粒填充剂的形式存在。当湿气通过分子筛层时，水分子可以通过物理吸附作用被分子筛表面的孔道所吸附，而其他气体分子则可以通过分子筛层无阻碍地通过。这样，湿气中的水分就会被分子筛吸附下来，从而实现脱水的效果。 三、结构特点 1. 分子筛层：分子筛吸附脱水塔的核心部分是分子筛层，它通常由多孔材料制成，具有高度的孔隙度和表面积，以增强吸附效果。分子筛层的厚度可以根据实际需求进行调整。 2. 进出口管道：分子筛吸附脱水塔通常设有进出口管道，用于将待处理的湿气引入和排出。这些管道通常采用耐腐蚀材料制成，以适应不同的工作环境。 3. 控制装置：分子筛吸附脱水塔通常还设有控制装置，用于控制湿
气的进出和分子筛层的工作状态。这些控制装置可以根据需要进行手动或自动操作，以实现脱水效果的调节和监控。 四、应用领域 分子筛吸附脱水塔广泛应用于许多工业领域，特别是那些对湿气含量要求较高的行业。以下是一些常见的应用领域： 1. 石油化工：在石油、天然气和化工生产过程中，湿气的存在会对设备的正常运行和产品质量造成不利影响。分子筛吸附脱水塔可以有效地去除湿气，保证生产过程的稳定性和产品的质量。 2. 制药工业：在制药过程中，湿气的存在可能导致药品的稳定性和保存期限的降低。分子筛吸附脱水塔可以帮助去除湿气，提高制药产品的质量和稳定性。 3. 食品工业：在食品加工和储存过程中，湿气的存在可能导致食品腐败和变质。分子筛吸附脱水塔可以帮助去除湿气，延长食品的保存期限和保持食品的新鲜度。 4. 电子工业：在电子产品的生产过程中，湿气的存在可能导致电子元件的腐蚀和故障。分子筛吸附脱水塔可以去除湿气，保护电子元件的性能和寿命。 五、总结 分子筛吸附脱水塔是一种重要的脱水设备，它通过分子筛的吸附性能，有效地去除湿气，保证了许多工业过程的稳定性和产品的质量。在实际应用中，根据具体需求选择合适的分子筛材料和工艺参数，
分子筛干燥塔脱水再生技术浅析
分子筛干燥塔脱水再生技术浅析 采油一厂天然气处理处理装置于2000年11月建成投产，设计处理量30×104m3/d±20%，采用分子筛吸附法脱水，引原料气对分子筛进行同压再生，该工艺虽能保护气流对分子筛的冲击，但再生速度慢，影響脱水效果，为此我们通过对比、借鉴、学习、研究，并与现场的生产实际充分结合，采取了优化工艺、技术改造等措施，取得了良好的效果。 1 工艺流程 30万方轻烃装置分子筛干燥塔吸附脱水采用三塔流程，一塔吸附、一塔再生、一塔冷吹。 原料气经三相分离器（压缩机出口分离器）进入分子筛干燥塔（三塔）进行分子筛吸附脱水，天然气中水分含量小于1ppm（V）。脱水后的原料气进入制冷单元。 分子筛再生采用同压再生，引原料气作为再生气；冷吹引至增压端后冷却器，再生冷吹气均进入再生气分水罐分离出游离水后进入外输干气管网。详见图1。 2 运行现状及存在问题 分子筛在同压再生时，由于塔内压力一直处于2.4MPa，无压差，使再生气在再生塔内流速较慢，使分子筛上水分脱吸慢，量少，造成再生时间长，一般再生完全需8h，导入冷吹气后，由于冷吹塔内压力和冷吹气压力相同，也造成了冷吹速度慢，冷吹后温度为58～63℃。冷吹塔转为吸附塔后，使经过该塔的原料气温度增高，影响制冷系统的制冷效果，产量降低。 除影响制冷效果，降低产量外，同压再生还存在以下不良影响：（1）同压再生影响脱水效果，水露点偏高，一般为-80℃～-85℃，然而装置制冷温度最高可达-87℃，易造成后续管线、设备冻堵，存
在极大安全隐患。 （2）同压再生使用的是增压进口原料气，使膨胀机处理量减少，进一步使产品产量降低。 3 改造内容 通过对同压再生的现状分析，同压再生主要是由于压差小造成再生和冷吹速度慢，影响脱水时效。为增加压差，对比国内外吸附法脱水工艺，将同压再生与减压再生进行比较。等压再生：优点：①不会出现分子筛床层松动的现象，不会产生更多的粉尘；②操作相对比较简单。缺点：①再生温度要求较高；②能耗大；③再生周期较长；④吸附塔承载周期过长使露点温度升高；⑤原料气的浪费。减压再生：优点：①再生的周期短，能耗小；②再生气易回收；③能够保证吸附塔的干燥效果。缺点：①操作复杂；②会出现筛床松动的现象。 通过以上对比，最终决定采用减压再生以增加压差，提高再生冷吹速度，改善脱水现状。改造流程见图2。 降压再生流程在原来同压再生的基础上，改变再生冷吹气引气点，由以前的原料气变为外输干气，压力由2.4MPa降至0.7MPa，压差由0MPa增加至1.7MPa。 4 效果评价 4.1 实施效果 改造后，降压再生提高了再生冷吹速率，脱水效果显著增加。效果评价详见表1。 4.2 经济效益 项目总投资2万元。 轻烃液化气按均价4000元/t计算，装置全年安全运行350d，年直接创造经济效益140万元，投资回收周期6d。 5 推广运用前景 减压再生改造，提高了再生冷吹速率，提高装置脱水能力，同时增加膨胀机处理量，增加产品产量，创造巨大经济效益。该工艺在同类轻烃回收装置中可广泛应用，目前，该站轻烃回收扩建装置、雅克
c天然气分子筛脱水装置工艺设计
1 概述 1.1 设计要求 原料气压力为4.5MPa，温度30℃，工艺流程要求脱水后含水量在1ppm以下（质），采用球形4A分子筛吸附脱水，已知4A分子筛的颗粒直径为 3.2mm，堆密度为660kg/m3，吸附周期采用8小时。 其具体内容如下： 1.绘制天然气脱水工艺流程图； 2.确定工艺流程的主要工艺参数； 3.对脱水系统中主要设备进行工艺计算，并确定主要设备的结构尺寸和型号。 4.确定流程中主要管线的规格（材质、壁厚、直径）。 5.编写工程设计书。 1.2 设计范围 分子筛吸附塔装置 导热油换热单元 过滤器
再生气分离器 连接管道 排污放空系统 安全阀，调压阀 1.3 设计原则 1)贯彻国家建设基本方针政策，遵循国家和行业的各项技术标准、规范。 2)贯彻“安全、可靠”的指导思想，紧密结合上、下游工程，以保证中央处理厂 安全、稳定地运行。 3)根据高效节能、安全生产的原则，采用先进实用的技术和自控手段，实行现代 化的管理模式，实现工艺、技术成熟可靠、节省投资、方便生产。 4)充分考虑环境保护，节约能源。 1.4 气质工况及处理规模 气体处理规模：100×104 m3/d 原料气压力：4.5 MPa 原料气温度：30 ℃ 脱水后含水量：≤1 ppm
天然气气质组成见表1-1。 表1-1 天然气组成表（干基） 组分H2He N2CO2C1C2 mol%0.0970.0520.550.02694.595 3.305 组分C3iC4nC4iC5nC5C6+ mol%0.730.1210.1560.0560.0520.262 1.5 分子筛脱水工艺流程 1.5.1 流程选择 本装置所处理的湿净化气流量为100×104m3/d（20℃、101.325kPa标准状态下）。对于这样规模较大的分子筛脱水装置，可以采用2个吸附塔或3个吸附塔两种方案（分别简称两塔方案、三塔方案）。而相同工艺不同方案的操作情况与投资数据却完全不同，现将两塔方案、三塔方案的操作情况与投资情况进行比较，从而选择出最佳方案。 在两塔流程中，一塔进行脱水操作，另一塔进行吸附剂的再生和冷却，然后切换操作。在三塔或多塔流程中，切换的程序有所不同，通常三塔流程采用一塔吸附、