本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種天然氣工業(yè)對(duì)天然氣深度脫水的天然氣吸附劑再生節(jié)能工藝及裝置。它可克服吸附劑再生時(shí)能耗大、加熱時(shí)間長(zhǎng)的問題。其技術(shù)方案是：采用兩塔流程，一塔天然氣脫水，另一塔吸附劑再生，然后切換操作；天然氣脫水時(shí)壓縮天然氣先經(jīng)前過濾分離器分離后進(jìn)入A脫水塔進(jìn)行脫水得到干燥天然氣，再經(jīng)后過濾分離器分離后進(jìn)入儲(chǔ)氣罐；吸附劑加熱再生時(shí)節(jié)流降壓后的再生氣經(jīng)換熱器、加熱器升溫后進(jìn)入B脫水塔對(duì)吸附劑進(jìn)行再生，然后進(jìn)入換熱器降溫，再經(jīng)冷凝分離器分離后進(jìn)入回收罐；吸附劑冷吹再生時(shí)節(jié)流降壓后的再生氣進(jìn)入B脫水塔對(duì)吸附劑冷吹降溫。本工藝實(shí)現(xiàn)了能量的互補(bǔ)利用，降低了吸附劑再生時(shí)的能耗，實(shí)現(xiàn)裝置的節(jié)能運(yùn)行。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種用于天然氣工業(yè)對(duì)天然氣進(jìn)行脫水和吸附劑再生的天然氣吸附劑再生節(jié)能工藝及裝置。
技術(shù)介紹
車用壓縮天然氣水露點(diǎn)應(yīng)符合GB18047的規(guī)定，脫水裝置是完成車用壓縮天然氣脫水的重要設(shè)備，對(duì)水露點(diǎn)的控制至關(guān)重要。目前車用壓縮天然氣脫水方式宜采用吸附法脫水，吸附劑宜采用4A型或3A型分子篩。同時(shí)，為保證加氣站連續(xù)運(yùn)行，需要兩塔或多塔脫水裝置交替作業(yè)，兩塔脫水裝置運(yùn)行時(shí)，一塔進(jìn)行脫水操作，另一塔進(jìn)行脫附再生和冷卻，然后切換操作。在三塔或多塔流程中，受進(jìn)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操作。車用壓縮天然氣的脫水裝置工藝流程包含天然氣脫水操作和吸附劑再生操作。脫水操作流程為:增壓后的高壓天然氣經(jīng)前過濾分離器分離后從脫水塔頂部進(jìn)氣口進(jìn)入，與脫水塔內(nèi)的吸附劑充分接觸，吸附劑吸附高壓天然氣所含的水分和部分烴，然后從脫水塔的底部排氣口排出，隨后進(jìn)入后過濾器分離器過濾，最后經(jīng)順序控制盤控制壓縮天然氣的儲(chǔ)存和加氣。再生操作流程為:用作吸附劑再生的再生氣(一般用干燥天然氣)經(jīng)加熱器加熱到吸附劑再生所需要的溫度后，由脫水塔的底部進(jìn)入，流經(jīng)吸附劑床層與吸附劑接觸加熱，隨著溫度的升高，吸附劑吸附的水分及部分烴被再生氣帶走，完成吸附劑的再生，從而達(dá)到吸附劑的再生目的；同時(shí)，吸附劑再生完成后脫水塔需冷卻到常溫以滿足對(duì)天然氣的脫水操作。目前有采用自然 冷卻和通入再生氣吹掃吸附劑的方式，但多采用后者的降溫方式。吸附劑溫度降低到常溫時(shí)，停止通入再生氣，吸附劑恢復(fù)脫水能力，從而滿足天然氣的脫水功能。同時(shí)，從脫水塔排出的再生氣經(jīng)冷卻分離后進(jìn)入天然氣回收罐準(zhǔn)備再次壓縮。在吸附劑再生操作流程中，由于加熱器的壓力等級(jí)一般較低，需對(duì)再生氣節(jié)流降壓以滿足加熱器的壓力等級(jí)。由焦耳-湯姆遜效應(yīng)知，經(jīng)節(jié)流降壓后的再生氣溫度一般很低。由脫水裝置再生操作流程知，節(jié)流降壓后的再生氣經(jīng)加熱器加熱后進(jìn)入脫水塔完成吸附劑的再生，隨后從脫水塔頂部排出，經(jīng)過冷卻分離后進(jìn)入回收罐。存在不合理之處:(I)從脫水塔頂部排出的再生氣攜帶了大量熱量，對(duì)其冷卻需要耗用大量的冷卻水，增加了冷卻的能耗，同時(shí)若冷卻不好，不利于氣液分離，影響分離效果，再生氣進(jìn)入回收罐后也提高了回收罐的溫度；(2)節(jié)流降壓后的再生氣溫度低，使得加熱爐的進(jìn)口溫度低，導(dǎo)致加熱時(shí)間長(zhǎng)，能耗大，不利于節(jié)能運(yùn)行。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是為了克服脫水裝置吸附劑再生過程能耗大，用氣量大，加熱時(shí)間長(zhǎng)，再生不徹底的問題，特提供一種天然氣吸附劑再生節(jié)能工藝及裝置，通過再生氣(一般用干燥天然氣)節(jié)流降壓后的冷量與完成脫附后再生氣的熱量換熱，使冷氣升溫、熱氣冷卻，實(shí)現(xiàn)能量的互補(bǔ)利用；用節(jié)流降壓后較低溫度的再生氣直接冷吹脫水塔，實(shí)現(xiàn)脫水塔的快速降溫，達(dá)到脫水裝置節(jié)能降耗以及優(yōu)化脫水和再生效果的雙重目的。本專利技術(shù)的目的是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。一種天然氣吸附劑再生節(jié)能工藝，包括天然氣脫水操作和吸附劑再生操作，其中吸附劑再生操作又包括吸附劑加熱再生和吸附劑冷吹再生；采用兩塔流程，一塔進(jìn)行天然氣脫水操作，另一塔進(jìn)行吸附劑再生操作，然后切換操作；天然氣脫水操作先開啟A高進(jìn)閥和A高出閥，關(guān)閉B高進(jìn)閥和B高出閥，將壓力為20MPa 25MPa的壓縮天然氣經(jīng)前過濾分離器分離后，經(jīng)A高進(jìn)閥從A脫水塔頂端進(jìn)入塔內(nèi)，與吸附劑充分接觸吸附其水分和部分烴得到干燥的天然氣，吸附劑采用4A型分子篩；而后從A脫水塔的底端排出，經(jīng)A高出閥進(jìn)入后過濾分離器分離部分固體顆粒后進(jìn)入儲(chǔ)氣罐儲(chǔ)存，完成壓縮天然氣的深度脫水；當(dāng)A脫水塔脫水飽和后，切換使用B脫水塔；吸附劑再生操作加熱再生時(shí)開啟換熱器開啟閥、B熱進(jìn)閥、B熱出閥，關(guān)閉換熱器關(guān)閉閥、A熱進(jìn)閥、A熱出閥，將壓力為20MPa 25MPa的干燥天然氣作為吸附劑的再生氣，再生氣經(jīng)再生氣調(diào)壓閥節(jié)流降壓后得到壓力為O. 5MPa 1. 2MPa、溫度為-15°C _4°C的低溫低壓再生氣，隨后經(jīng)換熱器開啟閥進(jìn)入換熱器殼程換熱，對(duì)再生氣預(yù)熱，預(yù)熱后的再生氣經(jīng)加熱器加熱至200°C 315°C后經(jīng)B熱進(jìn)閥從B脫水塔的底端進(jìn)入塔內(nèi)對(duì)吸附劑進(jìn)行脫附，完成脫附后的再生氣從B脫水塔的頂端排出，經(jīng)B熱出閥進(jìn)入換熱器管程換熱實(shí)現(xiàn)降溫，而后經(jīng)冷凝分離器冷卻分離后進(jìn)入回收罐；冷吹再生時(shí)關(guān)閉換熱器開啟閥、加熱器，打開換熱器關(guān)閉閥，經(jīng)調(diào)壓閥節(jié)流降壓后得到壓力為O. 5MPa 1. 2MPa、溫度為-15°C _4°C的低溫低壓再生氣經(jīng)換熱器關(guān)閉閥和B熱進(jìn)閥從B脫水塔的底端直接進(jìn)入塔內(nèi)，對(duì)B脫水塔的吸附劑冷吹降溫，從B脫水塔頂端排出的再生氣經(jīng)B熱出閥、換熱器、冷凝分離器后進(jìn)入回收罐；當(dāng)吸附劑的溫度低于50°C時(shí)，停止冷吹，完成吸附劑的再生，準(zhǔn)備下一次倒塔對(duì)天然氣脫水；隨后打開排污閥排出換熱器中由于再生氣的壓力和溫度變化所析出的凝析油。—種天然氣吸附劑再生節(jié)能工藝所使用的裝置，是由前、后過濾分離器，脫水塔，儲(chǔ)氣罐，換熱器，加熱器，冷凝分離器，回收罐和閥組成，其特征在于該脫水裝置采用雙塔結(jié)構(gòu)，前過濾分離器上部出口與A高進(jìn)閥及B高進(jìn)閥并聯(lián)連接，A高進(jìn)閥出口管線連接在A脫水塔頂端，B高進(jìn)閥出口管線連接在B脫水塔頂端；在A脫水塔頂端進(jìn)口管線與B脫水塔頂端進(jìn)口管線之間串聯(lián)連接有A熱出閥與B熱出閥，兩A、B熱出閥間用管線連接換熱器的管程進(jìn)口，換熱器管程出口管線連接冷凝分離器，冷凝分離器出口管線連接回收罐;A脫水塔和B脫水塔的底端管線間連接A高出閥和B高出閥，兩A、B高出閥的出口管線連接在后過濾分離器下部，后過濾分離器上部出口管線連接儲(chǔ)氣罐；再生氣調(diào)壓閥出口管線并聯(lián)連接有換熱器開啟閥和換熱器關(guān)閉閥，換熱器開啟閥與換熱器的殼程進(jìn)口連接，換熱器殼程的右下端連接排污閥，換熱器的殼程出口連接加熱器，加熱器出口與換熱器關(guān)閉閥出口管線并聯(lián)后與A熱進(jìn)閥和B熱進(jìn)閥進(jìn)口連接，A熱進(jìn)閥出口連接在A脫水塔的底端出口，B熱進(jìn)閥出口連接B脫水塔的底端出口。本專利技術(shù)具有以下有益效果(1)完成吸附劑再生的再生氣進(jìn)入回收罐，避免了再生氣的浪費(fèi)；(2)對(duì)低溫低壓再生氣預(yù)熱，提高了加熱器的進(jìn)口溫度，縮短了加熱時(shí)間，減少了加熱器的功耗；(3)縮短了加熱再生操作的加熱時(shí)間，減少了再生氣的用量；(4)脫水塔排出的高溫再生氣被冷卻，降低了冷凝分離器進(jìn)口溫度，有利于分離器的分離，同時(shí)也降低了進(jìn)入回收罐的溫度；(5)節(jié)流降壓后的低溫再生氣直接冷吹吸附劑，降溫速度快；(6)能量的互補(bǔ)利用，大大降低了脫水裝置的能耗，有利于脫水裝置的節(jié)能經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。附圖說明圖1為本專利技術(shù)天然氣吸附劑再生節(jié)能工藝所使用裝置的結(jié)構(gòu)示意中1.前過濾分離器；2. A高進(jìn)閥；3. A脫水塔；4. A高出閥；5.后過濾分離器；6.儲(chǔ)氣罐；7.再生氣調(diào)壓閥；8.換熱器開啟閥；9.換熱器關(guān)閉閥；10.換熱器；11.加熱器；12. B熱進(jìn)閥；13. B熱出閥；14.冷凝分離器；15.回收罐；16. B高進(jìn)閥；17. B脫水塔；18.B高出閥；19.A熱進(jìn)閥；20.A熱出閥；21.排污閥。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)說明。本專利技術(shù)采用兩塔脫水流程，在實(shí)際生產(chǎn)中天然氣脫水操作和吸附劑再生操作時(shí)交替運(yùn)行的，一塔進(jìn)行天然氣脫水操作，另一本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種天然氣吸附劑再生節(jié)能工藝，包括天然氣脫水操作和吸附劑再生操作，其中吸附劑再生操作又包括吸附劑加熱再生和吸附劑冷吹再生；采用兩塔流程，一塔進(jìn)行天然氣脫水操作，另一塔進(jìn)行吸附劑再生操作，然后切換操作；天然氣脫水操作：先開啟A高進(jìn)閥(2)和A高出閥(4)，關(guān)閉B高進(jìn)閥(16)和B高出閥(18)，將壓力為20MPa～25MPa的壓縮天然氣經(jīng)前過濾分離器(1)分離后，經(jīng)A高進(jìn)閥(2)從A脫水塔(3)頂端進(jìn)入塔內(nèi)，與吸附劑充分接觸吸附其水分和部分烴得到干燥的天然氣，吸附劑采用4A型分子篩；而后從A脫水塔(3)的底端排出，經(jīng)A高出閥(4)進(jìn)入后過濾分離器(5)分離部分固體顆粒后進(jìn)入儲(chǔ)氣罐(6)儲(chǔ)存，完成壓縮天然氣的深度脫水；當(dāng)A脫水塔(3)脫水飽和后，切換使用B脫水塔(17)；吸附劑再生操作：加熱再生時(shí)開啟換熱器開啟閥(8)、B熱進(jìn)閥(12)、B熱出閥(13)，關(guān)閉換熱器關(guān)閉閥(9)、A熱進(jìn)閥(19)、A熱出閥(20)，將壓力為20MPa～25MPa的干燥天然氣作為吸附劑的再生氣，再生氣經(jīng)再生氣調(diào)壓閥(7)節(jié)流降壓后得到壓力為0.5MPa～1.2MPa、溫度為?15℃～?4℃的低溫低壓再生氣，隨后經(jīng)換熱器開啟閥(8)進(jìn)入換熱器(10)殼程換熱，對(duì)再生氣預(yù)熱，預(yù)熱后的再生氣經(jīng)加熱器(11)加熱至200℃～315℃后經(jīng)B熱進(jìn)閥(12)從B脫水塔(17)的底端進(jìn)入塔內(nèi)對(duì)吸附劑進(jìn)行脫附，完成脫附后的再生氣從B脫水塔(17)的頂端排出，經(jīng)B熱出閥(13)進(jìn)入換熱器(10)管程換熱實(shí)現(xiàn)降溫，而后經(jīng)冷凝分離器(14)冷卻分離后進(jìn)入回收罐(15)；冷吹再生時(shí)關(guān)閉換熱器開啟閥(8)、加熱器(11)，打開換熱器關(guān)閉閥(9)，經(jīng)調(diào)壓閥(7)節(jié)流降壓后得到壓力為0.5MPa～1.2MPa、溫度為?15℃～?4℃的低溫低壓再生氣經(jīng)換熱器關(guān)閉閥(9)和B熱進(jìn)閥(12)從B脫水塔(17)的底端直接進(jìn)入塔內(nèi)，對(duì)B脫水塔(17)的吸附劑冷吹降溫，從B脫水塔(17)頂端排出的再生氣經(jīng)B熱出閥(13)、換熱器(10)、冷凝分離器(14)后進(jìn)入回收罐(15)；當(dāng)吸附劑的溫度低于50℃時(shí)，停止冷吹，完成吸附劑的再生，準(zhǔn)備下一次倒塔對(duì)天然氣脫水；隨后打開排污閥(21)排出換熱器中由于再生氣的壓力和溫度變化所析出的凝析油。...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種天然氣吸附劑再生節(jié)能工藝，包括天然氣脫水操作和吸附劑再生操作，其中吸附劑再生操作又包括吸附劑加熱再生和吸附劑冷吹再生；采用兩塔流程，一塔進(jìn)行天然氣脫水操作，另一塔進(jìn)行吸附劑再生操作，然后切換操作；天然氣脫水操作:先開啟A高進(jìn)閥(2)和A高出閥(4)，關(guān)閉B高進(jìn)閥(16)和B高出閥(18)，將壓力為20MPa 25MPa的壓縮天然氣經(jīng)前過濾分離器(I)分離后，經(jīng)A高進(jìn)閥(2)從A脫水塔(3)頂端進(jìn)入塔內(nèi)，與吸附劑充分接觸吸附其水分和部分烴得到干燥的天然氣，吸附劑采用4A型分子篩；而后從A脫水塔(3)的底端排出，經(jīng)A高出閥(4)進(jìn)入后過濾分離器(5)分離部分固體顆粒后進(jìn)入儲(chǔ)氣罐(6)儲(chǔ)存，完成壓縮天然氣的深度脫水；當(dāng)A脫水塔(3)脫水飽和后，切換使用B脫水塔(17);吸附劑再生操作:加熱再生時(shí)開啟換熱器開啟閥(8)、B熱進(jìn)閥(12)、B熱出閥(13)，關(guān)閉換熱器關(guān)閉閥(9)、A熱進(jìn)閥(19)、A熱出閥(20)，將壓力為20MPa 25MPa的干燥天然氣作為吸附劑的再生氣，再生氣經(jīng)再生氣調(diào)壓閥(7)節(jié)流降壓后得到壓力為0.5MPa 1.2MPa、溫度為-15°C _4°C的低溫低壓再生氣，隨后經(jīng)換熱器開啟閥(8)進(jìn)入換熱器(10)殼程換熱，對(duì)再生氣預(yù)熱，預(yù)熱后的再生氣經(jīng)加熱器(11)加熱至20(TC 315°C后經(jīng)B熱進(jìn)閥(12)從B脫水塔(17)的底端進(jìn)入塔內(nèi)對(duì)吸附劑進(jìn)行脫附，完成脫附后的再生氣從B脫水塔(17)的頂端排出，經(jīng)B熱出閥(13)進(jìn)入換熱器(10)管程換熱實(shí)現(xiàn)降溫，而后經(jīng)冷凝分離器(14)冷卻分離后進(jìn)入回收罐(15);冷吹再生時(shí)關(guān)閉換熱器開啟閥(8)、加熱器(11)，打開換熱器關(guān)閉閥(9)，經(jīng)調(diào)壓閥(7)節(jié)流降壓后得到壓力為0.5MPa 1.2MPa、溫度為-15°C _4°C的低溫低壓再生氣經(jīng)換熱器關(guān)閉閥(9)和B熱...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：梁政，李雙雙，田家林，朱小華，尹琪，鄧雄，張梁，董超群，張力文，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：西南石油大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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