[發明專利]一種新型閉式多塔天然氣分子篩脫水裝置

在審

• 申請號: 201510476822.1
• 申請日: 2015-08-06
• 公開（公告）號: CN105062596A
• 公開（公告）日: 2015-11-18
• 發明（設計）人: 陳杰;楊文剛;鹿來運
• 申請（專利權）人: 中海石油氣電集團有限責任公司
• 主分類號: C10L3/10
• 分類號: C10L3/10
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;劉美麗

技術領域

本發明涉及天然氣凈化技術領域，特別是關于一種新型閉式多塔天然氣分子篩脫水裝置。

背景技術

天然氣的脫水方法包括低溫法、溶劑吸收法、固體吸附法、化學反應法和膜分離法等。固體吸附法中以分子篩脫水的應用最廣泛、技術最成熟可靠。分子篩脫水是一個物理吸附過程，通常采用分子篩、硅膠和活性氧化鋁等作為吸附劑，在高壓常溫將天然氣或合成氣中的水分(H₂O)二氧化碳(CO₂)吸附，并在降壓或升溫的情況下將水分(H₂O)和二氧化碳(CO₂)從吸附劑中解析出來，同時吸附劑得到再生。分子篩脫水一般用于水露點要求控制較低的場合，其露點深度可達到-90℃，保證含水量在1ppm以下。

目前天然氣工業用的脫水吸附器主要是固定床吸附塔，為保證裝置的連續操作，至少需要兩個吸附塔。分子篩脫水工藝一般分為兩塔流程、三塔或多塔流程。在兩塔流程中，一塔進行脫水操作，另一塔進行吸附劑的再生和冷卻，然后切換操作。在三塔或多塔流程中，受進料條件等因素影響切換程序可以有多種選擇，例如三塔流程可采用一塔吸附、一塔再生、另一塔冷卻或二塔吸附、一塔再生及冷卻的切換程序。上述現有技術中至少存在處理規模有限、操作彈性小、系統能耗高等缺陷。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種脫水效率高且工藝流程更緊湊的新型閉式多塔天然氣分子篩脫水裝置。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種新型閉式多塔天然氣分子篩脫水裝置，其特征在于，該脫水裝置包括一制冷機、一氣液分離器、四干燥塔、一熱交換器、一再生氣加熱器、一空冷器、一流量傳感器、一液位傳感器、一溫度傳感器、若干控制閥和若干管路；自上游的預脫水天然氣出口連接第一三通的進口，所述第一三通的第一出口連接第一管路，所述第一三通的第二出口連接所述制冷機的第一進口，所述制冷機的第一出口連接一流量控制閥的進口，所述流量控制閥的出口連接所述氣液分離器的第一進口，所述流量傳感器設置在所述第一管路用于采集所述第一管路的流量，所述流量控制閥根據所述流量傳感器采集的流量調節其開度；所述氣液分離器的氣相出口連接第二管路，所述氣液分離器的液相出口連接一液位控制閥的進口，所述液位控制閥的出口連接外界，所述液位傳感器固定設置在所述氣液分離器的壁面上用于采集所述氣液分離器的液面高度，所述液位控制閥根據所述氣液分離器內的液位高度調節其開度；每一所述干燥塔的頂部進口分別通過一程控閥并聯連接到所述第二管路上，每一所述干燥塔的頂部進口還分別通過一程控閥并聯連接到第三管路；每一所述干燥塔的底部出口分別通過一程控閥并聯連接第四管路，所述第四管路的出口連接外界，進入外部的天然氣處理裝置，每一所述干燥塔的底部出口還分別通過一程控閥并聯第五管路；所述第一管路的出口連接第二三通的進口，所述第二三通的第一出口連接一溫度控制閥的進口，所述第二三通的第二出口連接所述熱交換器的第一進口，所述熱交換器的第一出口連接所述再生氣加熱器的進口，所述再生氣加熱器的出口連接第三三通的進口，所述第三三通的第一出口連接一溫度控制閥的出口，所述第三三通的第二出口連接所述第五管路進口，所述溫度傳感器設置在所述第三三通的第二出口處，用于采集所述第三三通的第二出口處的溫度值，所述溫度控制閥和再生氣加熱器根據所述溫度傳感器采集的溫度值控制各自的工作狀態；所述熱交換器的第二進口連接所述第三管路的出口，所述熱交換器的第二出口通過第六管路連接所述空冷器的進口，所述空冷器的出口連接所述制冷機的第二進口，所述制冷機的第二出口連接所述氣液分離器的第二進口。

進一步，當需要進行較大規模處理量時，采用三個所述干燥塔同時進行吸附，一個所述干燥塔再生及冷卻的脫水模式；當系統出現低負荷或故障時，如果僅僅存在三個所述干燥塔能夠工作，則采用兩個所述干燥塔進行吸附，一個所述干燥塔進行再生及冷卻的脫水模式，如果僅僅存在兩個所述干燥塔能夠正常工作，則采用一個所述干燥塔進行吸附，另一個所述干燥塔進行再生及冷卻的脫水模式。

進一步，四個所述干燥塔采用完全相同的分子篩干燥塔，每一所述干燥塔的分子篩裝填量、相同位置的閥門數量、尺寸均相同。