CN117654216B - 一种三甘醇脱水装置及脱水工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三甘醇脱水装置及脱水工艺,属于天然气脱水技术领域,以解决现有技术中热能回收不足、消耗较大以及在三甘醇回收过程中三甘醇流失较多的技术问题。它包括吸收塔,吸收塔上分别设置有湿气入口、干气出口、贫液入口和富液出口;重沸器,重沸器上部连通有精馏塔;汽提塔,汽提塔具有第二入口、第二出口和第三出口,汽提塔和重沸器之间通过第一出口和第二出口相连通;第二入口连通有共沸剂回收补添模块;第三出口通过管道连通有换热腔输入端。本发明三甘醇脱水装置及脱水工艺,能够更好的用于天然气脱水以及三甘醇的脱水工作,脱水方法简单、装置维保方便、工艺条件可控等优点,利于工业化生产和应用。
Description
技术领域
本发明涉及天然气脱水技术领域,具体涉及一种三甘醇脱水装置及脱水工艺。
背景技术
天然气开采过程中,水是不可避免的杂质,天然气中含有水分会导致天然气燃烧不充分;同时,天然气中的游离水会和天然气中夹带的二氧化硫、二氧化碳等形成酸性物质,从而腐蚀管道和设备;此外,天然气中的水会和天然气中的小分子结合形成天然气水合物,天然气水合物会造成管道堵塞,影响天然气管道输气量,增大管道压力,造成管道损坏。
现有天然气脱水技术中,由于三甘醇的吸水性能较好且具有优良的再生性能,因此,将三甘醇应用于天然气脱水较为广泛。三甘醇脱水流程可以简化描述为:未富集水的三甘醇贫液进入吸收塔吸收天然气中的水分,富集水后的三甘醇富液经过过滤后进入重沸器与共沸剂进行共沸,加热后水蒸气析出并得到三甘醇贫液,三甘醇贫液再次进入吸收塔进行循环。
目前,在三甘醇加热和回收流程中,存在热能回收不足、消耗较大以及在三甘醇回收过程中三甘醇流失较多的技术问题,因此,亟需一种能够减少加热消耗以及减少三甘醇流失的三甘醇脱水装置及脱水工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种三甘醇脱水装置及脱水工艺,以解决现有技术中热能回收不足、消耗较大以及在三甘醇回收过程中三甘醇流失较多的技术问题。
为实现上述目的,本发明提供了以下技术方案:
本发明提供的一种三甘醇脱水装置及脱水工艺,包括:
吸收塔,所述吸收塔上分别设置有湿气入口、干气出口、贫液入口和富液出口;所述湿气入口和富液出口低于所述干气出口和贫液入口设置;
重沸器,所述重沸器上部连通有精馏塔,所述精馏塔上部设置有一级换热模块,所述精馏塔和重沸器上分别设置有第一入口和第一出口,所述富液出口与所述一级换热模块的输入端相连通,所述一级换热模块的输出端连通有二级换热模块;所述二级换热模块包括换热腔和换热盘管,所述换热盘管内置于所述换热腔中,所述换热腔具有换热腔输入端和换热腔输出端,所述换热盘管具有换热盘管输入端和换热盘管输出端,其中所述一级换热模块的输出端与所述换热盘管输入端相连通,所述换热盘管输出端与所述第一入口相连通;
汽提塔,所述汽提塔具有第二入口、第二出口和第三出口,所述汽提塔和重沸器之间通过所述第一出口和第二出口相连通,其中第二入口低于所述第一出口和第二出口设置;所述第二入口连通有共沸剂回收补添模块;所述第三出口通过管道连通有换热腔输入端,所述换热腔输出端通过管道与所述贫液入口相连通。
可选的或优选的,所述换热盘管输出端与所述第一入口之间还设置有闪蒸罐,所述闪蒸罐具有第四出口和第五出口,所述第四出口连通有过滤器一,所述过滤器一的输出端与所述第一入口相连通;
所述第五出口设置于所述闪蒸罐上端,并通过管道与所述重沸器的加热燃烧装置相连通。
可选的或优选的,所述共沸剂回收补添模块包括共沸剂回收子模块和共沸剂补添子模块;
所述共沸剂回收子模块包括设置于所述精馏塔上端的吸收器以及与所述吸收器连通的三相分离器;所述吸收器用于分离所述精馏塔内产生的气体相容产物中的三甘醇和/或硫化氢和/或二氧化碳;
所述三相分离器具有第六出口、第七出口和第八出口,所述第六出口设置于所述三相分离器底端并通过管道与所述精馏塔相连通。
可选的或优选的,所述共沸剂补添子模块包括缓冲罐、过滤器二和汽化加热器;
所述缓冲罐上设置有共沸剂入口和共沸剂出口,所述共沸剂出口连通有过滤器二的输入端,所述过滤器二输入端连通有所述汽化加热器的输入端,所述汽化加热器的输出端与所述第二入口相连通;
所述第七出口通过管道与所述过滤器二相连通。
可选的或优选的,所述吸收器包括外壳体,所述外壳体外壁设置有冷却夹套;
所述吸收器与所述精馏塔之间通过流道一相连通,所述流道一贯穿所述吸收器下端面并向所述吸收器腔内延伸;
所述流道一顶端外缘可拆卸连接有筛网,所述筛网上布设有多个小孔,部分或全部多个小孔内填充有吸附剂,吸附剂用于吸收硫化氢和/或二氧化碳。
可选的或优选的,所述外壳体内壁环形阵列有多个齿状槽,所述多个齿状槽用于增大换热面积以及促使液化后的共沸剂顺利向下流动;所述吸收器下端还设置有流道二,所述流道二与所述三相分离器相连通。
可选的或优选的,所述换热腔输出端与所述贫液入口之间还设置有冷却器和换热器;
所述换热器设置于靠近所述干气出口的一侧,所述换热器用于实现靠近所述干气出口和贫液入口处管道内介质的热量交换。
一种三甘醇脱水工艺,包括以下流程:
主流程:含水天然气通过湿气入口进入吸收塔中,三甘醇在吸收塔内与含水天然气进行脱水后产生富集水的三甘醇富液,三甘醇富液通过富液出口流出进入闪蒸罐中进行初次脱水,经闪蒸后的三甘醇富液脱出少量水分和烃类化合物,然后通过第四出口进入过滤器一中进行过滤,经过滤后的三甘醇富液通过第一入口进入精馏塔中,然后通过精馏塔与重沸器的连通口进入至重沸器中进行脱水;重沸器内装载有共沸剂,三甘醇富液与共沸剂进行共沸,共沸剂将三甘醇富液中的水脱去并形成三甘醇贫液和共沸剂-水相容气体体系;三甘醇贫液通过第一出口进入汽提塔中进行汽提,三次脱水,汽提后通过第三出口进入管道并通入冷却器中进行冷却;冷却后的三甘醇贫液通过贫液入口进入至吸收塔中,进行循环;
共沸剂回收流程:共沸剂与三甘醇富液在重沸器内形成共沸剂-水相容气体体系,然后在精馏塔中进行蒸馏,从而使共沸剂与水发生分离,得到共沸剂-水混合气体;而后共沸剂-水混合气体通过流道一进入吸收器中进行预冷,此时共沸剂-水混合气体中残留的三甘醇、硫化氢在筛网的作用下被分离;部分共沸剂在冷却夹套的冷却作用下液化,在齿状槽导流作用下由流道二进入至三相分离器中进行分离,在三相分离器中能够得到气相、水相以及共沸剂相,其中气相通过第八出口排出,水相通过第六出口进入至精馏塔中继续脱水,共沸剂相通过第七出口连通管道进入至过滤器二中进行过滤,与补添的共沸剂汽化后进入汽提塔进行汽提;
共沸剂补添流程:补添的共沸剂通过共沸剂入口进入缓冲罐中,然后通过共沸剂出口进入至过滤器二中进行过滤,过滤后的共沸剂进入汽化加热器中进行加热汽化,汽化后的共沸剂作为汽提气,并通过第二入口进入至汽提塔中;
共沸剂为异辛烷、芳烃或环己烷。
可选的或优选的,还包括以下流程:
三甘醇富液换热流程:来自富液出口的低温三甘醇富液首先进入精馏塔内的一级换热模块进行初次换热,然后通过换热盘管输入端进入至二级换热模块中进行二次换热,此时二级换热模块的换热腔内容物为来自第三出口的高温三甘醇贫液,经二次预热后的三甘醇富液进入闪蒸罐中进行闪蒸;来自换热腔输出端的高温三甘醇贫液在换热器内与低温天然气进行三次换热。
可选的或优选的,还包括以下流程:
燃料收集流程:来自换热盘管输出端的三甘醇富液进入闪蒸罐进行脱水时产生的烃类化合物,通过闪蒸罐上的第五出口输送至重沸器的加热燃烧装置,进行能量回收。
基于上述技术方案,本发明至少可以产生如下技术效果:
本发明提供的一种三甘醇脱水装置,通过设置有一级换热模块、二级换热模块以及换热器,能够充分利用来自重沸器的热量以及高温三甘醇贫液和低温三甘醇富液的换热需求;同时,通过将闪蒸得到的烃类化合物输送至加热燃烧装置,以实现对重沸器的加热,从而降低一部分加热消耗;
由于三甘醇进入三相分离器中难以与水相和共沸剂相分离,通过设置有吸收塔,可以进一步分离共沸剂-水混合气体中的三甘醇,从而避免后续三相分离器中分离困难以及减少三甘醇的损失;同时,吸收塔上设置有冷却夹套,能够对共沸剂进行预冷,便于共沸剂的回收使用;
本发明提供的三甘醇脱水方法,通过设置有闪蒸罐、汽提塔以及重沸器,多次对三甘醇富液进行脱水,能够取得更好的脱水效果;
另外,本发明还具有脱水方法简单、装置维保方便、工艺条件可控等优点,利于工业化生产和应用。
附图说明
图1是本发明三甘醇脱水装置的布置结构示意图;
图2是本发明三甘醇脱水装置中吸收器(省略顶盖)的结构示意图;
图3是本发明三甘醇脱水装置中吸收器(省略顶盖和筛网)的结构示意图;
图4是本发明三甘醇脱水装置中吸收器的剖视图。
图中:10、吸收塔;101、湿气入口;102、干气出口;103、贫液入口;104、富液出口;105、冷却器;106、换热器;20、重沸器;201、加热燃烧装置;202、第一出口;30、汽提塔;301、第二入口;302、第二出口;303、第三出口;40、精馏塔;401、第一入口;402、一级换热模块;50、二级换热模块;501、换热腔输入端;502、换热腔输出端;503、换热盘管输入端;504、换热盘管输出端;60、闪蒸罐;601、第四出口;602、第五出口;603、过滤器一;70、共沸剂回收补添模块;701、吸收器;7011、外壳体;7012、冷却夹套;7013、流道一;7014、筛网;7015、齿状槽;7016、流道二;702、三相分离器;703、第六出口;704、第七出口;705、第八出口;706、缓冲罐;707、过滤器二;708、汽化加热器;709、共沸剂入口;710、共沸剂出口;71、共沸剂回收子模块;72、共沸剂补添子模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图;对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述;显然,所描述的实施例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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1,图1示出了一种三甘醇脱水装置的布置结构示意图,其中用于连接各构件之间的实线为管道,实线上的箭头表示管道内容物的流动方向;需要注意的是,本实施例以及图1中省略了部分对于泵、阀的描述,本领域技术人员能够理解的,在相关构件的输入/输出端设置有阀体,部分管道内容物的压力由泵提供。
一种三甘醇脱水装置,包括吸收塔10、重沸器20以及分别与所述重沸器20连通的汽提塔30和精馏塔40。
吸收塔10下部分别设置有含水的天然气湿气入口101和富集水的三甘醇富液出口104;吸收塔10上部分别设置有脱水口的天然气干气出口102和经脱水回收的三甘醇贫液入口103;在天然气脱水过程中,天然气与三甘醇逆向接触,增大天然气和三甘醇的接触面积,从而实现更好的脱水效果。
吸收塔10与重沸器20之间通过管道相连通,吸收塔10向重沸器20提供低温三甘醇富液,重沸器20向吸收塔10提供高温三甘醇贫液。
本实施例中,重沸器20上部设置有精馏塔40,精馏塔40上部设置有一级换热模块402,精馏塔40上设置有第一入口401,三甘醇富液由上述第一入口401进入至精馏塔40中,再由精馏塔40进入至重沸器20中;重沸器20上设置有第一出口202,第一出口202将经脱水后的三甘醇贫液输出至下一流程。
为了使进入重沸器20内的三甘醇富液具有一定的温度,本实施例中,分别设置有一级换热模块402和二级换热模块50对三甘醇富液进行预热;其中一级换热模块402为连续的弯管、盘管或其它换热结构,并设置于精馏塔40上部,来自富液出口104的低温三甘醇富液在上述一级换热模块402内吸收来自精馏塔40顶端的热量并继续通入至二级换热模块50中。
进一步的,本实施例中,二级换热模块50为一密闭罐体,其包括换热腔以及设置于所述换热腔内的换热盘管,相应的,换热腔具有换热腔输入端501和换热腔输出端502,换热盘管具有换热盘管输入端503和换热盘管输出端504,其中一级换热模块402的输出端与所述换热盘管输入端503相连通,所述换热盘管输出端504将二次预热后的三甘醇富液输出至下一流程;此时,换热腔内容物为经重沸器20加热共沸后的高温三甘醇贫液。
通过设置有二级换热模块50,能够有效利用三甘醇富液和贫液的不同温度需要,进行换热,减少加热或冷却带来的成本和损耗。
上述三甘醇富液和贫液的不同温度需要是指:当三甘醇富液进入重沸器20时温度较低时,会使水蒸气液化,影响效果,并且液化的水可能会在重沸器20内形成液封,形成安全隐患;当三甘醇贫液温度较高时,受物理性质的影响,可能会造成三甘醇分解;因此,在整个三甘醇脱水回收的过程中,需要控制三甘醇的温度,以避免损失。
此外,在换热腔输出端502和贫液入口103之间还设置有冷却器105和换热器106;其中换热器106应设置于靠近干气出口102的一侧,换热器106能够通过低温天然气对进入吸收塔10的三甘醇贫液进行进一步冷却。
本实施例中,对三甘醇富液设置有多次脱水流程,从而实现更好的脱水效果。
具体的,换热盘管输出端504与第一入口401之间设置有闪蒸罐60,经二次预热后的三甘醇富液在上述闪蒸罐60内闪蒸,脱出少量水和烃类化合物;上述闪蒸罐60具有第四出口601和第五出口602,其中第四出口601连通有过滤器一603,经闪蒸后的三甘醇富液通入过滤器一603中进行过滤,过滤杂质后通过第一入口401输入至精馏塔40中进行脱水。
此外,由于闪蒸会产生一部分烃类化合物,本实施例中,为了减少重沸器20的燃料损耗,闪蒸罐60上端设置有第五出口602,闪蒸得到的烃类化合物可以通过第五出口602和管道输入至重沸器20底部的加热燃烧装置201。
本实施例中,重沸器20内装载有共沸剂,共沸剂可以为环己烷,通过共沸剂与三甘醇富液进行共沸,共沸剂与三甘醇接触下,共沸剂会与三甘醇中的水连接氢键,在重沸器20作用下,形成共沸剂-水相容气体体系;在整个工艺流程中,共沸剂也可以实现回收使用,本实施例中,通过共沸剂回收补添模块70进行回收和填补。
具体的,共沸剂回收补添模块70包括共沸剂回收子模块71和共沸剂补添子模块72;其中共沸剂回收子模块71包括设置于精馏塔40上端的吸收器701以及与吸收器701连通的三相分离器702;吸收器701用于分离精馏塔40内产生的气体相容产物中的三甘醇和/或硫化氢和/或二氧化碳;
请参阅图2至图4,进一步的,上述吸收器701包括外壳体7011,吸收器701与精馏塔40之间通过流道一7013相连通,且流道一7013贯穿吸收器701下端面并向吸收器701腔内延伸一段距离;为了分离精馏塔40内产生的气体相容产物中的三甘醇和/或硫化氢和/或二氧化碳,本实施例中,流道一7013顶端外缘可拆卸连接有筛网7014,共沸剂-水混合气体沿流道一7013向上移动,在吸收器701顶盖的阻挡下通过筛网7014,筛网7014上密布有多个小孔,部分或全部的小孔内填充有吸附剂,吸附剂用于吸收上述硫化氢和二氧化碳;由于三甘醇的物理性质,其在液态下具有粘性,难以通过筛网7014上的小孔,被筛网7014分离的三甘醇会沿流道一7013返回至精馏塔40中,以此避免三甘醇的损失。图4中箭头方向是指流道一7013和吸收器701腔体内内容物的整体流动方向。
外壳体7011外部还设置有冷却夹套7012,冷却夹套7012温度为40℃-50℃,用于实现对共沸剂-水混合气体进行预冷,从而便于后续三相分离器702的分离。
此外,为了增大换热(冷却)面积以及促使液化后的共沸剂能够顺利向下流动,本实施例中,外壳体7011内壁环形阵列有多个齿状槽7015;吸收器701下端设置有流道二7016,流道二7016与三相分离器702相连通。
本实施例中,三相分离器702具有第六出口703、第七出口704和第八出口705,第六出口703设置于三相分离器702底端并通过管道与精馏塔40相连通;在三相分离器702中能够得到气相、水相以及共沸剂相,其中气相通过第八出口705排出,水相通过第六出口703进入至精馏塔40中继续脱水,共沸剂相通过第七出口704连通管道进入至过滤器二707中进行过滤,与补添的共沸剂汽化后进入汽提塔30进行汽提。
共沸剂补添子模块72包括缓冲罐706、过滤器二707和汽化加热器708;缓冲罐706上设置有共沸剂入口709和共沸剂出口710,共沸剂出口710连通有过滤器二707的输入端,过滤器二707输入端连通有汽化加热器708的输入端,汽化加热器708的输出端与第二入口301相连通;第七出口704通过管道与过滤器二707相连通;补添的共沸剂通过共沸剂入口709进入缓冲罐706中,然后通过共沸剂出口710进入至过滤器二707中进行过滤,过滤后的共沸剂进入汽化加热器708中进行加热汽化,汽化后的共沸剂作为汽提气,并通过第二入口301进入至汽提塔30中。
实施例二
本实施例相较于实施例一,提供了一种三甘醇脱水工艺,其基于实施例一中提供的三甘醇脱水装置,包括以下流程:
主流程(即三甘醇脱水流程):含水天然气通过湿气入口101进入吸收塔10中,三甘醇在吸收塔10内与含水天然气进行脱水后产生富集水的三甘醇富液,三甘醇富液通过富液出口104流出进入闪蒸罐60中进行初次脱水,经闪蒸后的三甘醇富液脱出少量水分和烃类化合物,然后通过第四出口601进入过滤器一603中进行过滤,经过滤后的三甘醇富液通过第一入口401进入精馏塔40中,然后通过精馏塔40与重沸器20的连通口进入至重沸器20中进行脱水;重沸器20内装载有共沸剂,三甘醇富液与共沸剂进行共沸,共沸剂将三甘醇富液中的水脱去并形成三甘醇贫液和共沸剂-水相容气体体系;三甘醇贫液通过第一出口202进入汽提塔30中进行汽提,三次脱水,汽提后通过第三出口303进入管道并通入冷却器105中进行冷却;冷却后的三甘醇贫液通过贫液入口103进入至吸收塔10中,进行循环;
共沸剂回收流程:共沸剂与三甘醇富液在重沸器20内形成共沸剂-水相容气体体系,然后在精馏塔40中进行蒸馏,从而使共沸剂与水发生分离,得到共沸剂-水混合气体;而后共沸剂-水混合气体通过流道一7013进入吸收器701中进行预冷,此时共沸剂-水混合气体中残留的三甘醇、硫化氢在筛网7014的作用下被分离;部分共沸剂在冷却夹套7012的冷却作用下液化,在齿状槽7015导流作用下由流道二7016进入至三相分离器702中进行分离,在三相分离器702中能够得到气相、水相以及共沸剂相,其中气相通过第八出口705排出,水相通过第六出口703进入至精馏塔40中继续脱水,共沸剂相通过第七出口704连通管道进入至过滤器二707中进行过滤,与补添的共沸剂汽化后进入汽提塔30进行汽提;
共沸剂补添流程:补添的共沸剂通过共沸剂入口709进入缓冲罐706中,然后通过共沸剂出口710进入至过滤器二707中进行过滤,过滤后的共沸剂进入汽化加热器708中进行加热汽化,汽化后的共沸剂作为汽提气,并通过第二入口301进入至汽提塔30中;共沸剂为异辛烷、芳烃或环己烷。
为了能够有效利用三甘醇富液和贫液的不同温度需要,进行换热,减少加热或冷却带来的成本和损耗,本实施例中三甘醇的脱水工艺,还包括以下流程:
三甘醇富液换热流程:来自富液出口104的低温三甘醇富液首先进入精馏塔40内的一级换热模块402进行初次换热,然后通过换热盘管输入端503进入至二级换热模块50中进行二次换热,此时二级换热模块50的换热腔内容物为来自第三出口303的高温三甘醇贫液,经二次预热后的三甘醇富液进入闪蒸罐60中进行闪蒸;来自换热腔输出端502的高温三甘醇贫液在换热器106内与低温天然气进行三次换热。
为了减少重沸器20的燃料损耗,本实施例中三甘醇的脱水工艺,还包括以下流程:
燃料收集流程:来自换热盘管输出端504的三甘醇富液进入闪蒸罐60进行脱水时产生的烃类化合物,通过闪蒸罐60上的第五出口602输送至重沸器20的加热燃烧装置201,进行能量回收。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等,应做广义理解,例如“连接”,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种三甘醇脱水装置,其特征在于,包括:
吸收塔(10),所述吸收塔(10)上分别设置有湿气入口(101)、干气出口(102)、贫液入口(103)和富液出口(104);所述湿气入口(101)和富液出口(104)低于所述干气出口(102)和贫液入口(103)设置;
重沸器(20),所述重沸器(20)上部连通有精馏塔(40),所述精馏塔(40)上部设置有一级换热模块(402),所述精馏塔(40)上设置有第一入口(401);所述重沸器(20)上设置有第一出口(202),所述富液出口(104)与所述一级换热模块(402)的输入端相连通,所述一级换热模块(402)的输出端连通有二级换热模块(50);所述二级换热模块(50)包括换热腔和换热盘管,所述换热盘管内置于所述换热腔中,所述换热腔具有换热腔输入端(501)和换热腔输出端(502),所述换热盘管具有换热盘管输入端(503)和换热盘管输出端(504),其中所述一级换热模块(402)的输出端与所述换热盘管输入端(503)相连通,所述换热盘管输出端(504)与所述第一入口(401)相连通;
汽提塔(30),所述汽提塔(30)具有第二入口(301)、第二出口(302)和第三出口(303),所述汽提塔(30)和重沸器(20)之间通过所述第一出口(202)和第二出口(302)相连通,其中第二入口(301)低于所述第一出口(202)和第二出口(302)设置;所述第二入口(301)连通有共沸剂回收补添模块(70);所述第三出口(303)通过管道连通有换热腔输入端(501),所述换热腔输出端(502)通过管道与所述贫液入口(103)相连通;
所述换热盘管输出端(504)与所述第一入口(401)之间还设置有闪蒸罐(60),所述闪蒸罐(60)具有第四出口(601)和第五出口(602),所述第四出口(601)连通有过滤器一(603),所述过滤器一(603)的输出端与所述第一入口(401)相连通;
所述第五出口(602)设置于所述闪蒸罐(60)上端,并通过管道与所述重沸器(20)的加热燃烧装置(201)相连通;
所述共沸剂回收补添模块(70)包括共沸剂回收子模块(71)和共沸剂补添子模块(72);
所述共沸剂回收子模块(71)包括设置于所述精馏塔(40)上端的吸收器(701)以及与所述吸收器(701)连通的三相分离器(702);所述吸收器(701)用于分离所述精馏塔(40)内产生的气体相容产物中的三甘醇和/或硫化氢和/或二氧化碳;
所述三相分离器(702)具有第六出口(703)、第七出口(704)和第八出口(705),所述第六出口(703)设置于所述三相分离器(702)底端并通过管道与所述精馏塔(40)相连通;
所述共沸剂补添子模块(72)包括缓冲罐(706)、过滤器二(707)和汽化加热器(708);
所述缓冲罐(706)上设置有共沸剂入口(709)和共沸剂出口(710),所述共沸剂出口(710)连通有过滤器二(707)的输入端,所述过滤器二(707)输出端连通有所述汽化加热器(708)的输入端,所述汽化加热器(708)的输出端与所述第二入口(301)相连通;
所述第七出口(704)通过管道与所述过滤器二(707)相连通;
所述吸收器(701)包括外壳体(7011),所述外壳体(7011)外壁设置有冷却夹套(7012);
所述吸收器(701)与所述精馏塔(40)之间通过流道一(7013)相连通,所述流道一(7013)贯穿所述吸收器(701)下端面并向所述吸收器(701)腔内延伸;
所述流道一(7013)顶端外缘可拆卸连接有筛网(7014),所述筛网(7014)与所述外壳体(7011)连接,所述筛网(7014)上布设有多个小孔,部分或全部小孔内填充有吸附剂,吸附剂用于吸收硫化氢和/或二氧化碳;
所述流道一(7013)的外壁与所述外壳体(7011)的内壁形成流道二(7016);所述流道二(7016)包裹所述流道一(7013)设置,所述流道二(7016)与所述三相分离器(702)相连通;所述外壳体(7011)与所述流道二(7016)相接触的内壁上环形阵列有多个齿状槽(7015),多个所述齿状槽(7015)用于增大换热面积以及促使液化后的共沸剂顺利向下流动;
所述吸收器(701)还包括顶盖,所述顶盖设置在所述外壳体(7011)的顶端,所述顶盖用于使来自所述流道一(7013)的混合相转向进入所述流道一(7013)外侧所述流道二(7016)。
2.根据权利要求1所述的三甘醇脱水装置,其特征在于,所述换热腔输出端(502)与所述贫液入口(103)之间还设置有冷却器(105)和换热器(106);
所述换热器(106)设置于靠近所述干气出口(102)的一侧,所述换热器(106)用于实现靠近所述干气出口(102)和贫液入口(103)处管道内介质的热量交换。
3.一种三甘醇脱水工艺,基于权利要求2所述的三甘醇脱水装置,其特征在于,包括以下流程:
主流程:含水天然气通过湿气入口(101)进入吸收塔(10)中,三甘醇在吸收塔(10)内与含水天然气进行脱水后产生富集水的三甘醇富液,三甘醇富液通过富液出口(104)流出进入闪蒸罐(60)中进行初次脱水,经闪蒸后的三甘醇富液脱出少量水分和烃类化合物,然后通过第四出口(601)进入过滤器一(603)中进行过滤,经过滤后的三甘醇富液通过第一入口(401)进入精馏塔(40)中,然后通过精馏塔(40)与重沸器(20)的连通口进入至重沸器(20)中进行脱水;重沸器(20)内装载有共沸剂,三甘醇富液与共沸剂进行共沸,共沸剂将三甘醇富液中的水脱去并形成三甘醇贫液和共沸剂-水相容气体体系;三甘醇贫液通过第一出口(202)进入汽提塔(30)中进行汽提,三次脱水,汽提后通过第三出口(303)进入管道并通入冷却器(105)中进行冷却;冷却后的三甘醇贫液通过贫液入口(103)进入至吸收塔(10)中,进行循环;
共沸剂回收流程:共沸剂与三甘醇富液在重沸器(20)内形成共沸剂-水相容气体体系,然后在精馏塔(40)中进行蒸馏,从而使共沸剂与水发生分离,得到共沸剂-水混合气体;而后共沸剂-水混合气体通过流道一(7013)进入吸收器(701)中进行预冷,此时共沸剂-水混合气体中残留的三甘醇、硫化氢在筛网(7014)的作用下被分离;部分共沸剂在冷却夹套(7012)的冷却作用下液化,在齿状槽(7015)导流作用下由流道二(7016)进入至三相分离器(702)中进行分离,在三相分离器(702)中能够得到气相、水相以及共沸剂相,其中气相通过第八出口(705)排出,水相通过第六出口(703)进入至精馏塔(40)中继续脱水,共沸剂相通过第七出口(704)连通管道进入至过滤器二(707)中进行过滤,与补添的共沸剂汽化后进入汽提塔(30)进行汽提;
共沸剂补添流程:补添的共沸剂通过共沸剂入口(709)进入缓冲罐(706)中,然后通过共沸剂出口(710)进入至过滤器二(707)中进行过滤,过滤后的共沸剂进入汽化加热器(708)中进行加热汽化,汽化后的共沸剂作为汽提气,并通过第二入口(301)进入至汽提塔(30)中;
共沸剂为异辛烷、芳烃或环己烷。
4.根据权利要求3所述的三甘醇脱水工艺,其特征在于,还包括以下流程:
三甘醇富液换热流程:来自富液出口(104)的低温三甘醇富液首先进入精馏塔(40)内的一级换热模块(402)进行初次换热,然后通过换热盘管输入端(503)进入至二级换热模块(50)中进行二次换热,此时二级换热模块(50)的换热腔内容物为来自第三出口(303)的高温三甘醇贫液,经二次预热后的三甘醇富液进入闪蒸罐(60)中进行闪蒸;来自换热腔输出端(502)的高温三甘醇贫液在换热器(106)内与低温天然气进行三次换热。
5.根据权利要求4所述三甘醇脱水工艺,其特征在于,还包括以下流程:
燃料收集流程:来自换热盘管输出端(504)的三甘醇富液进入闪蒸罐(60)进行脱水时产生的烃类化合物,通过闪蒸罐(60)上的第五出口(602)输送至重沸器(20)的加热燃烧装置(201),进行能量回收。
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GR01 | Patent grant | ||
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