CN106281520A - 一种双塔分子筛天然气脱水*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双塔分子筛天然气脱水***，包括天然气脱水管路和再生气回收管路，所述天然气脱水管路与再生气回收管路通过设置分子筛干燥器作为交汇点，所述再生气回收管路包括有一换热器，所述换热器设置在冷凝分离器和分子筛干燥器之间，所述再生气进气端先通过换热器再进入再生气加热器，所述再生气回收罐内安装有H2S含量检测仪，所述再生气回收管路上设置有第一阀门，在第一阀门的两端引出两条脱硫管道连至脱硫塔，从脱硫塔的底部进入，从顶部延伸回再生气回收管路，所述脱硫管道上设第二阀门和第三阀门。本发明旨在解决现有的天然气脱水***中容易造成再生气中含硫量富集，影响再生气质量和设备安全的问题，同时改进能源利用效率。
Description
技术领域
本发明属于天然气脱水设备领域，具体涉及一种双塔分子筛天然气脱水***。
背景技术
在当前的天然气化工行业中，在石油气体及压缩天然气投入使用之前，一般都要对气体进行净化处理，这些处理是一系列的化学反应或物理反应过程，在这些处理流程的最后会有一步脱水的流程，主要用于除去天然气当中的水分，天然气若含水过多，则可能会对管路、设备产生侵蚀，导致设备的冰堵，所以在投入使用之前必须对天然气进行脱水处理，现有的做法是采用双塔分子筛进行天然气中的水分的吸附，当双塔分子筛的分子筛干燥器吸收一定水分后，通过往分子筛干燥器中通入加热后的再生气以带走分子筛干燥器上的水分，使得分子筛干燥器可以重复使用，再对再生气进行冷凝脱水处理对再生气进行回收利用，由于天然气中不仅带有水分，虽然经过前期的脱硫处理还有微量的H2S气体残留，随着水分会粘附在分子筛干燥器上，从而混入到再生气中，由于再生气会重复使用，则会导致再生气中的H2S的富集，硫含量超标，易对设备产生腐蚀。
申请号为“CN201020174355.X”的中国专利中，公开了名称为“一种双塔分子筛等压天然气脱水装置”的实用新型专利，其结构包括分子筛干燥器一、分子筛干燥器二、再生气液分离罐、再生气加热器、再生气冷却器、辅助干燥器一和辅助干燥器二，分子筛干燥器一和分子筛干燥器二并联后通过管路分别与再生气加热器、再生气液分离罐以及再生气冷却器连接，辅助干燥器一、辅助干燥器二并联后通过管路分别与再生气加热器、再生气冷却器连接。通过该天然气脱水装置和再生气回收***易使再生气中的H2S的富集，影响再生气质量和设备安全。
发明内容
针对上述存在的技术问题，本发明提供了一种双塔分子筛天然气脱水***，以解决现有的天然气脱水***中的再生气回收过程容易造成H2S气体富集，影响再生气质量和设备安全的问题，改进了天然气脱水***中再生气的作用和回收***，能够实时监测再生气中的硫含量，并对再生气进行脱硫处理，降低再生气的硫含量，同时将再生气管路进行改造，提升能源利用效率。
一种双塔分子筛天然气脱水***，包括天然气脱水管路和再生气回收管路，所述天然气脱水管路与再生气回收管路通过设置分子筛干燥器作为交汇点，所述天然气脱水管路依次包括天然气进气端、脱硫塔、分子筛干燥器和储气井，所述再生气回收管路依次包括再生气进气端、再生气加热器、分子筛干燥器、冷凝分离器和再生气回收罐，所述再生气回收管路还包括有一换热器，所述换热器设置在冷凝分离器和分子筛干燥器之间，所述再生气进气端先通过换热器再进入再生气加热器，所述再生气回收罐内安装有H2S含量检测仪，所述再生气回收管路上设置有第一阀门，在第一阀门的两端引出两条脱硫管道连至脱硫塔，从脱硫塔的底部进入，从顶部延伸回再生气回收管路，所述脱硫管道上设第二阀门和第三阀门。
进一步的，所述分子筛干燥器由第一分子筛干燥器和第二分子筛干燥器并联构成。
进一步的，所述分子筛干燥器的入口和出口处各设置四个转换阀门连入天然气脱水管路和再生气回收管路。
进一步的，还包括紧急放空管路，所述紧急放空管路分别与第一分子筛干燥器、第二分子筛干燥器连接，并设置有第一紧急放空阀和第二紧急放空阀。
进一步的，所述再生气回收管路上设置有一安全放空阀，安全放空阀位于分子筛干燥器和换热器之间。
进一步的，另设置有控制单元，接收H2S含量检测仪的信号以及对各阀门进行控制。
进一步的，所述天然气脱水管路的前后分别设置有第一过滤分离器和第二过滤分离器。
在再生气管路的进气段和出气段之间设置了换热器，使得再生气在进入再生气加热器之前和出分子筛干燥器之后可以进行热量交换。再生气加热器对进入分子筛干燥器之前的再生气进行加热，使其达到一定温度进行分子筛干燥器的脱水作用，带走水分的再生气还需通过冷凝以进行回收，增加了该换热设置即能够对再生气进行预加热，减少了再生气加热器所需要消耗的能量，又能够对带水分的再生气进行预冷却，降低再生气回收温度，提高冷凝分离效率，提高了对能源的综合利用。
本***在再生气管路的出气段设置有第一阀门，并在第一阀门的两端引出与天然气的脱硫塔相连的管道，通过阀门控制，利用现有的脱硫塔设备形成再生气的脱硫管路，同时在再生气回收罐中加入了H2S含量检测仪，通过H2S含量检测仪可以实时将回收的再生气中的硫含量数据反馈给控制单元，若控制单元发现再生气中的硫含量超过一定数值，则可以通过控制阀门，让再生气进入到脱硫塔中进行脱硫，降低再生气中的硫含量，防止再生气的硫含量过高，对设备产生腐蚀性，防止对脱水的天然气中的硫含量产生影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一种双塔分子筛天然气脱水***的示意图。
具体实施方式
本发明公开了一种双塔分子筛天然气脱水***，改进了天然气脱水***中再生气的作用和回收***，能够实时监测再生气中的硫含量，并对再生气进行脱硫处理，降低再生气的硫含量，同时将再生气管路进行改造，提升能源利用效率。
下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1所示，一种双塔分子筛天然气脱水***，包括天然气脱水管路和再生气回收管路，所述天然气脱水管路与再生气回收管路通过设置分子筛干燥器作为交汇点，所述天然气脱水管路依次包括天然气进气端2、脱硫塔3、分子筛干燥器和储气井11，所述再生气回收管路依次包括再生气进气端14、再生气加热器9、分子筛干燥器、冷凝分离器18和再生气回收罐19，所述再生气回收管路还包括有一换热器8，所述换热器8设置在冷凝分离器18和分子筛干燥器之间，所述再生气进气端14先通过换热器8再进入再生气加热器9，换热器8作为再生气进气段和出气段之间的换热装置，所述再生气回收罐19内安装有H2S含量检测仪，所述再生气回收管路上设置有第一阀门15，在第一阀门15的两端引出两条脱硫管道连至脱硫塔3，从脱硫塔3的底部进入，从顶部延伸回再生气回收管路，所述脱硫管道上设第二阀门16和第三阀门17。
所述分子筛干燥器由第一分子筛干燥器5和第二分子筛干燥器6并联构成，所述分子筛干燥器的入口和出口处各设置四个转换阀门连入天然气脱水管路和再生气回收管路，如图1所示，分子筛干燥器的入口处分别设置转换阀门1a、转换阀门1b、转换阀门1c、转换阀门1d，分子筛干燥器的出口处分别设置转换阀门1e、转换阀门1f、转换阀门1g、转换阀门1h，另设置有控制单元，接收H2S含量检测仪的信号以及对各阀门进行控制。
还包括紧急放空管路，所述紧急放空管路分别与第一分子筛干燥器5、第二分子筛干燥器6连接，并设置有第一紧急放空阀10和第二紧急放空阀11，第一紧急放空阀10和第二紧急放空阀11用于在突发事件下对分子筛干燥器内部的天然气进行放散，防止出现火灾事故。所述再生气回收管路上设置有一安全放空阀7，安全放空阀7位于分子筛干燥器和换热器8之间，所述天然气脱水管路的前后分别设置有第一过滤分离器4和第二过滤分离器13。
本发明的运行原理在于：当该***运行时，保持两个分子筛干燥器一个处于天然气的脱水状态，一个处于再生气的再生状态，整个***同时两个流程在进行，脱水工艺流程和再生工艺流程。
脱水工艺流程为：天然气原气经过前处理进入到该***中，此时的天然气中带有水分、粉尘、以及H2S、SO2等硫化物，天然气先经过脱硫塔3进行脱硫处理，天然气从脱硫塔3的底部入口进入，经过处理后从脱硫塔3顶部出来，经过第一过滤分离器4进行初步脱水除尘，再通过分子筛干燥器进行脱水处理，然后进第二过滤分离器13进行再次脱水除尘后进入储气井11进行储存。
再生工艺流程为：再生气经过换热器8进行初步加热，再经过再生气加热器9进行再次加热，将一定温度的再生气从分子筛干燥器底部进入，带走其中在脱水工艺流程中吸附的水分，带水分的再生气从分子筛干燥器出来，经过换热器8进行初步降温，再通过冷凝分离器18将其中的再生气和冷凝液分离，分离后的再生气进入再生气回收罐19重新利用。
当第一分子筛干燥器5处于天然气的脱水状态，第二分子筛干燥器6处于再生气的再生状态时，控制单元控制转换阀门1a、转换阀门1d、转换阀门1g和转换阀门1f开启，控制转换阀门1b、转换阀门1c、转换阀门1e和转换阀门1h关闭，天然气经过第一分子筛干燥器5进行天然气脱水，再生气经过第二分子筛干燥器6进行干燥器再生；
当第一分子筛干燥器5处于再生气的再生状态，第二分子筛干燥器6处于天然气的脱水状态时，控制单元控制转换阀门1b、转换阀门1c、转换阀门1e和转换阀门1h开启，控制转换阀门1a、转换阀门1d、转换阀门1g和转换阀门1f关闭，天然气经过第二分子筛干燥器6进行天然气脱水，再生气经过第一分子筛干燥器5进行干燥器再生。
再生气回收罐19中的H2S含量检测仪实时监测再生气的硫含量，并硫含量数据转换成电子信号传输到控制单元，当再生气的硫含量超过一定数值，则控制单元自动控制天然气进气关闭，同时关闭第一阀门15，打开第二阀门16和第三阀门17，经过分子筛干燥器的再生气通过第二阀门16进入到脱硫塔3中，进行脱硫工序，降低再生气的硫含量，经脱硫的再生气在重新经过第三阀门17回到再生气回收罐19重复利用。
通过以上描述可知，与现有技术相比，本发明的优点在于：1、能够对再生气的硫含量进行有效控制，防止再生气中硫含量过高，对设备产生腐蚀性，保证天然气的质量；2、对能源进行有效利用，减少了再生气加热器所需要消耗的能量，又降低再生气回收温度，提高冷凝分离效率，降低耗能。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种双塔分子筛天然气脱水***，包括天然气脱水管路和再生气回收管路，所述天然气脱水管路与再生气回收管路通过设置分子筛干燥器作为交汇点，所述天然气脱水管路依次包括天然气进气端、脱硫塔、分子筛干燥器和储气井，所述再生气回收管路依次包括再生气进气端、再生气加热器、分子筛干燥器、冷凝分离器和再生气回收罐，其特征在于，所述再生气回收管路还包括有一换热器，所述换热器设置在冷凝分离器和分子筛干燥器之间，所述再生气进气端先通过换热器再进入再生气加热器，所述再生气回收罐内安装有H2S含量检测仪，所述再生气回收管路上设置有第一阀门，在第一阀门的两端引出两条脱硫管道连至脱硫塔，从脱硫塔的底部进入，从顶部延伸回再生气回收管路，所述脱硫管道上设第二阀门和第三阀门。
2.根据权利要求1所述的一种双塔分子筛天然气脱水***，其特征在于，所述分子筛干燥器由第一分子筛干燥器和第二分子筛干燥器并联构成。
3.根据权利要求2所述的一种双塔分子筛天然气脱水***，其特征在于，所述分子筛干燥器的入口和出口处各设置四个转换阀门连入天然气脱水管路和再生气回收管路。
4.根据权利要求2所述的一种双塔分子筛天然气脱水***，其特征在于，还包括紧急放空管路，所述紧急放空管路分别与第一分子筛干燥器、第二分子筛干燥器连接，并设置有第一紧急放空阀和第二紧急放空阀。
5.根据权利要求1所述的一种双塔分子筛天然气脱水***，其特征在于，所述再生气回收管路上设置有一安全放空阀，安全放空阀位于分子筛干燥器和换热器之间。
6.根据权利要求1所述的一种双塔分子筛天然气脱水***，其特征在于，另设置有控制单元，接收H2S含量检测仪的信号以及对各阀门进行控制。
7.根据权利要求1所述的一种双塔分子筛天然气脱水***，其特征在于，所述天然气脱水管路的前后分别设置有第一过滤分离器和第二过滤分离器。
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