[發(fā)明專利]一種低溫脫除天然氣中水和CO2

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810852914.9
• 申請(qǐng)日: 2018-07-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110776965B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜宏鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杜宏鵬
• 主分類(lèi)號(hào): F25J3/08
• 分類(lèi)號(hào): F25J3/08;C10L3/10
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種利用低溫方法脫除天然氣中的水和CO₂的工藝流程，主要包括如下步驟：

a)含有水和CO₂的常溫原料天然氣經(jīng)過(guò)第一進(jìn)氣閥/第二進(jìn)氣閥進(jìn)入第一預(yù)冷脫水換熱器/第二預(yù)冷脫水換熱器的殼程，自下而上流動(dòng)吸收來(lái)自管程內(nèi)自上而下流動(dòng)的冷劑提供的冷量進(jìn)行降溫冷卻，使得天然氣中含有的水分逐漸冷凝從天然氣里面分離出來(lái)，冷凝后的水一部分依靠自身重力自流到第一預(yù)冷脫水換熱器/第二預(yù)冷脫水換熱器底部進(jìn)行收集，一部分凍結(jié)并附著固定在換熱器的外表面，經(jīng)過(guò)第一預(yù)冷脫水換熱器/第二預(yù)冷脫水換熱器殼程出口并經(jīng)第一排氣閥/第二排氣閥排出的天然氣即為脫除水的低溫天然氣；

b)經(jīng)過(guò)第一預(yù)冷脫水換熱器/第二預(yù)冷脫水換熱器脫除水后的低溫天然氣繼續(xù)進(jìn)入到第一深冷冷凍脫CO₂換熱器/第二深冷冷凍脫CO₂換熱器，沿著換熱器管程自下而上進(jìn)一步被管外的冷劑冷卻降溫，天然氣被冷劑循環(huán)系統(tǒng)提供的冷量冷卻逐漸由氣態(tài)變成氣液兩相、直至全部轉(zhuǎn)變成液態(tài)天然氣，天然氣中的CO₂逐步被冷卻析出，其中一部分溶解在液態(tài)天然氣中，而超出飽和溶解度的CO₂則析出并凍結(jié)并附著固定在換熱管內(nèi)表面，最終天然氣被冷卻變成過(guò)冷液態(tài)天然氣后從第一深冷冷凍脫CO₂換熱器/第二深冷冷凍脫CO₂換熱器頂部的管程出口排出并經(jīng)第一排液閥/第二排液閥進(jìn)入排液口以生產(chǎn)出液態(tài)天然氣(LNG)產(chǎn)品；

c)在為天然氣液化提供冷量的冷劑循環(huán)系統(tǒng)中，來(lái)自主換熱器冷劑回流流出口的常溫低壓冷劑進(jìn)入到冷劑循環(huán)系統(tǒng)的壓縮機(jī)冷劑入口增壓并經(jīng)冷凝器冷卻后進(jìn)入主換熱器的冷劑入口，被返流低壓冷劑冷卻后通過(guò)第一冷劑節(jié)流閥/第二冷劑節(jié)流閥進(jìn)入到第一切換換熱器組/第二切換換熱器組，進(jìn)入第一切換換熱器組/第二切換換熱器組的冷劑經(jīng)過(guò)第一深冷冷凍脫CO₂換熱器/第二深冷冷凍脫CO₂換熱器的殼程和第一預(yù)冷脫水換熱器/第二預(yù)冷脫水換熱器的管程后經(jīng)第一止回閥/第二止回閥從主換熱器的冷劑回流流入口再進(jìn)入到主換熱器，然后經(jīng)主換熱器冷劑回流流出口回到冷劑壓縮機(jī)的冷劑入口，從而形成封閉的冷劑循環(huán)過(guò)程；

d)第一切換換熱器組/第二切換換熱器組復(fù)熱時(shí)，高溫加熱氣體從第一加熱氣進(jìn)氣閥/第二加熱氣進(jìn)氣閥進(jìn)入，然后打開(kāi)第一加熱氣排氣閥/第二加熱氣排氣閥進(jìn)行切換換熱器組復(fù)熱以加熱并氣化存在于換熱器組里面的CO₂和水。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用低溫方法脫除天然氣中的水和CO₂的工藝流程，從主換熱器流出的冷劑還可以經(jīng)過(guò)第三節(jié)流閥返流回到主換熱器進(jìn)行換熱。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用低溫方法脫除天然氣中的水和CO₂的工藝流程，第一切換換熱器組和第二切換換熱器組的切換根據(jù)各自換熱器內(nèi)天然氣側(cè)的總阻力降值定期切換。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用低溫方法脫除天然氣中的水和CO₂的工藝流程，在第一預(yù)冷脫水換熱器和第二預(yù)冷脫水換熱器的殼程出口分別設(shè)置有第一溫度傳感器和第二溫度傳感器，針對(duì)不同的天然氣組分，在脫除水的同時(shí)，還可以在預(yù)冷脫水換熱器的底部收集到含水的混烴副產(chǎn)品。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用低溫方法脫除天然氣中的水和CO₂的工藝流程，在第一深冷冷凍脫CO₂換熱器和第二深冷冷凍脫CO₂換熱器的管程出口分別設(shè)置有第三溫度傳感器和第四溫度傳感器，用于監(jiān)測(cè)排出的液化天然氣產(chǎn)品的溫度。