CN208898830U - 一种带有预脱水模块的天然气脱水*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带有预脱水模块的天然气脱水***，预脱水模块包括预冷换热器、预脱水气液分离器；分子筛脱水模块包括第一分子筛脱水塔，分子筛再生模块包括增压压缩机、加热换热器，增压压缩机与天然气外输管进行连接，增压压缩机与加热换热器连接，加热换热器与第一分子筛脱水塔的底部端口进行连接，第一分子筛脱水塔的顶部端口与空冷器进行连接，空冷器与预冷换热器进行连接。本实用新型脱水***在分子筛脱水前加装预脱水模块，一方面降低了天然气进入分子筛脱水塔的入口温度，提高分子筛的脱水效果，另一方面天然气降温使含有的水蒸气预冷凝结成液态水，随即脱去，起到了预脱水的目的。

Description

一种带有预脱水模块的天然气脱水***

技术领域

本实用新型涉及天然气脱水技术领域，具体涉及一种带有预脱水模块的天然气脱水***。

背景技术

在石油化工领域，从气井采出的天然气大都含有饱和水，甚至携带液态水，而天然气中水分的存在对天然气的传输非常不利，例如，含有CO₂和H₂S的天然气在有水存在的情况下形成酸而腐蚀管路和设备；在一定条件下形成天然气水合物而堵塞阀门、管道和设备；降低管道输送能力，造成不必要的动力消耗。因此，从气井采出的天然气在传输之前需要先进行脱水处理。

目前，天然气脱水的方法一般包括低温法、溶剂吸收法、固体吸附法、化学反应法和膜分离法等。其中，固体吸附法目前在天然气工业中应用较广泛，固体吸附法是使气体中的水蒸气吸附在分子筛、硅胶等吸附剂上达到脱水的目的，目前，应用较为广泛的是采用分子筛吸附脱水。

但是进入分子筛脱水塔进行脱水的天然气大都需要压缩机进行增压处理，由于压缩机的排气温度较高，高温的天然气进入分子筛脱水塔，会导致分子筛吸附能力的降低，从而使天然气脱水效率的，从而可能引起后续低温脱烃模块的冻堵。

实用新型内容

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种带有预脱水模块的天然气脱水***。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：一种带有预脱水模块的天然气脱水***，包括预脱水模块、分子筛脱水模块、分子筛再生模块；

所述预脱水模块包括预冷换热器、预脱水气液分离器，所述预冷换热器的气相进口端与天然气管道进行连接，所述预冷换热器的气相出口端与预脱水气液分离器的进口端进行管道连接，所述预冷换热器的冷剂入口端和冷剂出口端均与冷剂循环模块进行管道连接；

所述分子筛脱水模块包括第一分子筛脱水塔，所述第一分子筛脱水塔的顶部端口通过第一进气阀与预脱水气液分离器的气相出口端进行管道连接，所述第一分子筛脱水塔的底部端口通过第一排气阀与天然气外输管进行连接；

所述分子筛再生模块包括增压压缩机、加热换热器，所述增压压缩机的入口端通过再生阀门与天然气外输管进行管道连接，所述增压压缩机的出口端与加热换热器的气相进口端进行管道连接，所述加热换热器的气相出口端通过第一再生进气阀与第一分子筛脱水塔的底部端口进行管道连接，所述第一分子筛脱水塔的顶部端口通过第一再生出气阀与空冷器的入口端进行管道连接，所述空冷器的出口端与预冷换热器的气相进口端进行管道连接；所述加热换热器的热流入口端和热流出口端均与热流循环模块进行管道连接。

优选的，所述预脱水气液分离器的液相出口端通过液相排出阀与污水处理装置进行管道连接。

优选的，所述冷剂循环模块包括冷剂压缩机、冷水箱、节流阀；所述冷剂压缩机的入口与预冷换热器的冷剂出口端进行管道连接，所述冷剂压缩机的出口通过冷剂循环管道连接至预冷换热器的冷剂入口端，所述冷剂压缩机出口端的冷剂循环管道穿过冷水箱进行水冷降温，所述冷剂循环管道上设有节流阀。

优选的，所述预脱水气液分离器与第一分子筛脱水塔之间设有第一过滤器，所述第一过滤器的入口端与预脱水气液分离器的气相出口端进行管道连接，所述第一过滤器的出口端通过第一进气阀与第一分子筛脱水塔的顶部端口进行管道连接。

优选的，所述天然气外输管上设有第二过滤器。

优选的，所述热流循环模块包括导热油炉，所述导热油炉的导热油出口端与加热换热器的热流入口端进行管道连接，所述导热油炉的导热油回流端与加热换热器的热流出口端进行管道连接。

优选的，所述分子筛脱水模块还包括再生替换模块，所述再生替换模块包括第二分子筛脱水塔，所述第二分子筛脱水塔的顶部端口通过第二进气阀与第一过滤器的出口端进行管道连接，所述第二分子筛脱水塔的底部端口通过第二排气阀与第二过滤器的入口端进行管道连接；

所述加热换热器的气相出口端通过第二再生进气阀与第二分子筛脱水塔的底部端口进行管道连接，所述第二分子筛脱水塔的顶部端口通过第二再生出气阀与空冷器的入口端进行管道连接。

优选的，所述第一分子筛脱水塔的底部设有撬座，所述预冷换热器、预脱水气液分离器、第一过滤器、第二分子筛脱水塔、增压压缩机、加热换热器、导热油炉、空冷器、第二过滤器均设置在撬座上。

本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型带有预脱水模块的天然气脱水***在分子筛脱水前加装预脱水模块，天然气通过预冷换热器与冷剂循环模块中的冷却后的水进行换热，一方面降低了天然气进入分子筛脱水塔的入口温度，提高分子筛的脱水效果，保证后端工艺的正常运行，另一方面预冷换热器对天然气的降温作用，使天然气中含有的水蒸气预冷凝结成液态水，然后经过预脱水气液分离器分离出来，起到了预脱水的目的，能够降低后续分子筛吸附脱水的负担，从而使整个脱水***的脱水效果更好。

(2)本实用新型带有预脱水模块的天然气脱水***中天然气管道中的来气与用于分子筛脱水塔再生的再生气均通过预冷气液分离器进行预脱水，即将再生气所需的气液分离器与预脱水模块中的预脱水气液分离器合并为一台分离器，在可以达到工艺要求的情况下减少一台分离器，降低了设备成本。

附图说明

图1是本实用新型带有预脱水模块的天然气脱水***的工艺流程图；

其中

1-预冷换热器，101-冷剂压缩机，102-冷水箱，103-节流阀，104-冷剂循环管道；

2-预脱水气液分离器，21-液相排出阀，22-污水处理装置，3-第一过滤器；

4-第一分子筛脱水塔，41-第一进气阀，42-第一排气阀，43-第一再生进气阀，44-第一再生出气阀；

5-第二分子筛脱水塔，51-第二进气阀，52-第二排气阀，53-第二再生进气阀，54-第二再生出气阀；

6-增压压缩机，61-再生阀门，7-加热换热器，8-导热油炉，9-空冷器，10-第二过滤器，11-天然气外输管，12-天然气管道。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1所示，一种带有预脱水模块的天然气脱水***，包括预脱水模块、分子筛脱水模块、分子筛再生模块；

所述预脱水模块包括预冷换热器1、预脱水气液分离器2，所述预冷换热器1的气相进口端与天然气管道进行连接，所述预冷换热器1的气相出口端与预脱水气液分离器2的进口端进行管道连接，所述预冷换热器1的冷剂入口端和冷剂出口端均与冷剂循环模块进行管道连接；预脱水模块一方面通过预冷换热器1降低天然气进入分子筛脱水塔的入口温度，提高分子筛的脱水效果，另一方面通过对天然气进行降温处理，使天然气中含有的水蒸气凝结成液态水，并通过预脱水气液分离器2脱去，从而起到预脱水的目的；

所述分子筛脱水模块包括第一分子筛脱水塔4，所述第一分子筛脱水塔4的顶部端口通过第一进气阀41与预脱水气液分离器2的气相出口端进行管道连接，所述第一分子筛脱水塔4的底部端口通过第一排气阀42与天然气外输管11进行连接；

所述分子筛再生模块包括增压压缩机6、加热换热器7，所述增压压缩机6的入口端通过再生阀门61与天然气外输管11进行管道连接，所述增压压缩机6的出口端与加热换热器7的气相进口端进行管道连接，所述加热换热器7的气相出口端通过第一再生进气阀43与第一分子筛脱水塔4的底部端口进行管道连接，所述第一分子筛脱水塔4的顶部端口通过第一再生出气阀44与空冷器9的入口端进行管道连接，所述空冷器9的出口端与预冷换热器1的气相进口端进行管道连接；所述加热换热器7的热流入口端和热流出口端均与热流循环模块进行管道连接。

优选的，所述预脱水气液分离器2的液相出口端通过液相排出阀21与污水处理装置进行管道连接。

优选的，所述冷剂循环模块包括冷剂压缩机101、冷水箱102、节流阀103；所述冷剂压缩机101的入口与预冷换热器1的冷剂出口端进行管道连接，所述冷剂压缩机101的出口通过冷剂循环管道104连接至预冷换热器1的冷剂入口端，所述冷剂压缩机101出口端的冷剂循环管道104穿过冷水箱102进行水冷降温，所述冷剂循环管道104上设有节流阀103，以便对冷剂进行节流降温；其中冷剂为甲烷、乙烯、丁烷和异丁烷通过一定比例的配比而成的。

优选的，所述预脱水气液分离器2与第一分子筛脱水塔4之间设有第一过滤器3，所述第一过滤器3的入口端与预脱水气液分离器2的气相出口端进行管道连接，所述第一过滤器3的出口端通过第一进气阀41与第一分子筛脱水塔4的顶部端口进行管道连接。

优选的，所述天然气外输管11上设有第二过滤器10。

优选的，所述热流循环模块包括导热油炉8，所述导热油炉8的导热油出口端与加热换热器7的热流入口端进行管道连接，所述导热油炉8的导热油回流端与加热换热器7的热流出口端进行管道连接；导热油炉8中的导热热油经内部的高温油泵输送至加热换热器中与脱水后的净化天然气进行换热，换热完毕后的导热热油温度降低，回流至导热油炉8内进行加热，形成一个完整的热流循环流程。

优选的，所述分子筛脱水模块还包括再生替换模块，所述再生替换模块包括第二分子筛脱水塔5，所述第二分子筛脱水塔5的顶部端口通过第二进气阀51与第一过滤器3的出口端进行管道连接，所述第二分子筛脱水塔5的底部端口通过第二排气阀52与第二过滤器10的入口端进行管道连接；

所述加热换热器7的气相出口端通过第二再生进气阀53与第二分子筛脱水塔5的底部端口进行管道连接，所述第二分子筛脱水塔5的顶部端口通过第二再生出气阀54与空冷器9的入口端进行管道连接。

优选的，所述第一分子筛脱水塔4的底部设有撬座，所述预冷换热器1、预脱水气液分离器2、第一过滤器3、第二分子筛脱水塔5、增压压缩机6、加热换热器7、导热油炉8、空冷器9、第二过滤器10均设置在撬座上。

一种带有预脱水模块的天然气脱水***，其具体实施方式如下：

本申请的天然气脱水***包括分子筛脱水模块、分子筛再生模块、再生替换模块，它们之间的连接关系使整个***能够实现一塔脱水一塔再生，保证天然气脱水工艺的连续进行，具体如下：

以第一分子筛脱水塔4进行脱水，第二分子筛脱水塔5进行再生为例进行说明，此时第一进气阀41、第一排气阀42打开，第一再生进气阀43、第一再生出气阀44关闭，以实现第一分子筛脱水塔4的脱水流程；第二进气阀51、第二排气阀52关闭，第二再生进气阀53、第二再生出气阀54打开，以实现第二分子筛脱水塔5的再生流程。

天然气管道12中的天然气进入预冷换热器1内与冷剂循环模块中的冷却水进行换热已达到降温的目的，随后降温之后的天然气进入预脱水气液分离器2内，将天然气中含有的液态水脱出，脱出的液态水经预脱水气液分离器2底部的液相出口、液相排出阀21通过管道输送至污水处理装置22进行处理；预脱水之后的天然气经预脱水气液分离器2的气相出口流经第一过滤器3除去相应的液、固相杂质，之后经过打开的第一进气阀41进入第一分子筛脱水塔4，经过第一分子筛脱水塔4脱水后的天然气经第一分子筛脱水塔4的底部端口进入第二过滤器10除杂之后成为净化天然气，经过天然气外输管11进行外输；

同时，天然气外输管11内的部分净化天然气经过增压压缩机6输送至加热换热器7内与导热油炉8内的导热油进行换热升温，升温后的净化天然气由第二分子筛脱水塔5的底部端口进入第二分子筛脱水塔5，去除吸附剂吸附的水，以恢复吸附剂的活性，而变为潮湿的再生气，之后经第二分子筛脱水塔5的顶部端口经过空冷器9的冷却作用，然后经过管道输送至预冷换热器1，与天然气管道12中的来气共同进入预脱水模块进行预脱水。

一般的工艺流程，从第二分子筛脱水塔5的顶部端口出来的潮湿的再生气大都需要再生气分离器进行脱水，而本申请中将预脱水气液分离器2作为潮湿再生气的分离器，即将再生气所需的气液分离器与预脱水模块中的预脱水气液分离器合并为一台分离器，在可以达到工艺要求的情况下减少一台分离器，降低了设备成本。

同理，当第一分子筛脱水塔4进行再生流程，第二分子筛脱水塔5进行脱水流程时，只要更改相应阀的开关状态即可：第一进气阀41、第一排气阀42关闭，第一再生进气阀43、第一再生出气阀44打开，以实现第一分子筛脱水塔4的再生流程；第二进气阀51、第二排气阀52打开，第二再生进气阀53、第二再生出气阀54关闭，以实现第二分子筛脱水塔5的脱水流程。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“顶部”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (8)

1.一种带有预脱水模块的天然气脱水***，其特征是，包括预脱水模块、分子筛脱水模块、分子筛再生模块；

所述预脱水模块包括预冷换热器、预脱水气液分离器，所述预冷换热器的气相进口端与天然气管道进行连接，所述预冷换热器的气相出口端与预脱水气液分离器的进口端进行管道连接，所述预冷换热器的冷剂入口端和冷剂出口端均与冷剂循环模块进行管道连接；

所述分子筛脱水模块包括第一分子筛脱水塔，所述第一分子筛脱水塔的顶部端口通过第一进气阀与预脱水气液分离器的气相出口端进行管道连接，所述第一分子筛脱水塔的底部端口通过第一排气阀与天然气外输管进行连接；

所述分子筛再生模块包括增压压缩机、加热换热器，所述增压压缩机的入口端通过再生阀门与天然气外输管进行管道连接，所述增压压缩机的出口端与加热换热器的气相进口端进行管道连接，所述加热换热器的气相出口端通过第一再生进气阀与第一分子筛脱水塔的底部端口进行管道连接，所述第一分子筛脱水塔的顶部端口通过第一再生出气阀与空冷器的入口端进行管道连接，所述空冷器的出口端与预冷换热器的气相进口端进行管道连接；所述加热换热器的热流入口端和热流出口端均与热流循环模块进行管道连接。

2.如权利要求1所述的一种带有预脱水模块的天然气脱水***，其特征是，所述预脱水气液分离器的液相出口端通过液相排出阀与污水处理装置进行管道连接。

3.如权利要求1所述的一种带有预脱水模块的天然气脱水***，其特征是，所述冷剂循环模块包括冷剂压缩机、冷水箱、节流阀；所述冷剂压缩机的入口与预冷换热器的冷剂出口端进行管道连接，所述冷剂压缩机的出口通过冷剂循环管道连接至预冷换热器的冷剂入口端，所述冷剂压缩机出口端的冷剂循环管道穿过冷水箱进行水冷降温，所述冷剂循环管道上设有节流阀。

4.如权利要求1所述的一种带有预脱水模块的天然气脱水***，其特征是，所述预脱水气液分离器与第一分子筛脱水塔之间设有第一过滤器，所述第一过滤器的入口端与预脱水气液分离器的气相出口端进行管道连接，所述第一过滤器的出口端通过第一进气阀与第一分子筛脱水塔的顶部端口进行管道连接。

5.如权利要求4所述的一种带有预脱水模块的天然气脱水***，其特征是，所述天然气外输管上设有第二过滤器。

6.如权利要求1所述的一种带有预脱水模块的天然气脱水***，其特征是，所述热流循环模块包括导热油炉，所述导热油炉的导热油出口端与加热换热器的热流入口端进行管道连接，所述导热油炉的导热油回流端与加热换热器的热流出口端进行管道连接。

7.如权利要求5所述的一种带有预脱水模块的天然气脱水***，其特征是，所述分子筛脱水模块还包括再生替换模块，所述再生替换模块包括第二分子筛脱水塔，所述第二分子筛脱水塔的顶部端口通过第二进气阀与第一过滤器的出口端进行管道连接，所述第二分子筛脱水塔的底部端口通过第二排气阀与第二过滤器的入口端进行管道连接；

所述加热换热器的气相出口端通过第二再生进气阀与第二分子筛脱水塔的底部端口进行管道连接，所述第二分子筛脱水塔的顶部端口通过第二再生出气阀与空冷器的入口端进行管道连接。

8.如权利要求7所述的一种带有预脱水模块的天然气脱水***，其特征是，所述第一分子筛脱水塔的底部设有撬座，所述预冷换热器、预脱水气液分离器、第一过滤器、第二分子筛脱水塔、增压压缩机、加热换热器、导热油炉、空冷器、第二过滤器均设置在撬座上。