CN106621692A - 一种联合再生净化系统及净化方法 - Google Patents
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Abstract
一种联合再生净化系统及净化方法，涉及气体净化技术领域。该系统包括原料气管路、净化气管路、第一净化装置和第二净化装置。第一净化装置包括第一吸附单元、第二吸附单元及再生单元。第一吸附单元、第二吸附单元可吸附原料气杂质和第二净化装置产生的杂质。第二净化装置出口和原料气管路均与第一吸附单元进口连接并选择性连通。第二净化装置进口和净化气管路均与第一吸附单元出口连接并选择性连通。第二净化装置出口和原料气管路均与第二吸附单元进口连接并选择性连通。第二净化装置进口和净化气管路均与第二吸附单元出口连接并选择性连通。净化方法包括一级吸附、二级吸附和三级吸附。二者能减少净化装置数量，降低成本，提高吸附效果。
Description
技术领域
本发明涉及气体净化技术领域，具体而言，涉及一种联合再生净化系统及净化方法。
背景技术
在目前的气体净化工艺中，干法净化常采用吸附剂来除去原料气中的杂质。
以现有的天然气净化工艺为例，原料气经预处理装置处理除去原料气中含有的水、重烃等杂质，再经MDEA进行脱碳处理除去二氧化碳、二氧化硫等杂质，但是由于MDEA处理过程中会产生水，所以在经MDEA处理后必须在进行一次脱水吸附，就必须在MDEA之后加设吸附装置。这样会导致必须设置多个相对独立的吸附装置以及对相应吸附装置进行再生的再生装置，使设备投资成本、运行成本、占地面积和施工难度等都大大增加。
若直接将MDEA之后的吸附装置及再生装置去掉，将经MDEA处理后的原料气重新送回预处理装置进行再次脱水，那么会导致经MDEA处理后的原料气与最初的原料气发生混合，使经MDEA处理后的原料气受到原料气污染而失去价值。
与上述的现有的天然气净化工艺相似，其他得气体净化工艺仍然存在上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种联合再生净化系统，其具有优异的净化效果，且能够减少净化装置的数量，避免重复设置多个净化装置，大大降低设备的投入成本与运行成本；其吸附剂再生灵活且充分，再生效率高，吸附效果好。
本发明的另一目的在于提供一种净化方法，其吸附效果好，再生过程效率高。
本发明的实施例是这样实现的：
一种联合再生净化系统，其包括原料气管路、净化气管路、第一净化装置和第二净化装置。第一净化装置包括第一吸附单元、第二吸附单元以及用于再生第一吸附单元和第二吸附单元二者的吸附剂的再生单元。第一吸附单元和第二吸附单元二者可吸附的杂质包括原料气中的杂质和第二净化装置产生的杂质。
第二净化装置的出口和原料气管路均与第一吸附单元的进口连接并选择性地与第一吸附单元的进口连通。第二净化装置的进口和净化气管路均与第一吸附单元的出口连接并选择性地与第一吸附单元的出口连通。第二净化装置的出口和原料气管路均与第二吸附单元的进口连接并选择性地与第二吸附单元的进口连通。第二净化装置的进口和净化气管路均与第二吸附单元的出口连接并选择性地与第二吸附单元的出口连通。
一种根据上述的联合再生净化系统的净化方法，其包括一级吸附、二级吸附和三级吸附。一级吸附包括将原料气通入第一净化装置进行吸附处理。二级吸附包括将经一级吸附的原料气通入第二净化装置吸附处理。三级吸附包括将经二级吸附的原料气通入第一净化装置吸附处理。
本发明实施例的有益效果是：本发明的实施例提供的联合再生净化系统能够减少净化装置的设置数量，避免在净化流程中重复设置多个净化装置，大大降低了设备的占地面积、投入成本和运行成本。此外，联合再生净化系统中的吸附剂再生非常灵活，吸附器之间可以通过相互切换实现再生，不会加重再生单元的负荷，吸附剂再生充分彻底而且再生效率高，使得吸附剂在吸附过程中的吸附效果非常好，进而使联合再生净化系统具有了优异的净化效果并克服了上述的传统净化工艺存在的问题。
本发明的实施例提供的净化方法吸附效果好，再生过程效率高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，不应被看作是对范围的限定，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，还可根据这些附图获得相关附图。
图1为本发明实施例1提供的联合再生净化系统的示意图；
图2为图1中的联合再生净化系统的第一净化装置的示意图；
图3为图2中的第一净化装置在某一时刻状态的简化示意图；
图4为本发明实施例2提供的联合再生净化系统的示意图；
图5为本发明实施例3提供的联合再生净化系统的示意图；
图6为本发明实施例4提供的联合再生净化系统的示意图；
图7为本发明实施例5提供的联合再生净化系统的示意图。
图标：A-联合再生净化系统；B-第一净化装置；C-第二净化装置；111、112-第一吸附器；121、122-第二吸附器；130-第三吸附器；140-第四吸附器；150-再生气加热器；160-第一再生气冷却器；170-第一液体分离器；180-第二再生气冷却器；190-第二液体分离器；190a-回收管；191a、192a、194a、195a、196a-回收支管；91a、92a、94a、95a、96a-回收支管阀门；300-原料气管路；310、320、330、340、350、360-原料气支管；31、32、33、34、35、36-原料气支管阀门；300a-净化气管路；310a、320a、330a、340a、350a、360a-净化气支管；31a、32a、33a、34a、35a、36a-净化气支管阀门；400-第一再生气输出管路；410、420、430、440、450、460-第一再生气输出支管；41、42、43、44、45、46-第一再生气输出支管阀门；400a-第一再生气输入管路；410a、420a、430a、440a、450a、460a-第一再生气输入支管；41a、42a、43a、44a、45a、46a-第一再生气输入支管阀门；500-出口管；510、520、530、540、550、560-出口支管；51、52、53、54、55、56-出口支管阀门；500a-进口管；510a、520a、530a、540a、550a、560a-进口支管；51a、52a、53a、54a、55a、56a-进口支管阀门；600-第一液体分离器出口管；610、620、630、640、650、660-第一液体分离器出口支管；61、62、63、64、65、66-第一液体分离器出口支管阀门；600a-第二再生气输出管路；610a、620a、630a、640a、650a、660a-第二再生气输出支管；61a、62a、63a、64a、65a、66a-第二再生气输出支管阀门；700-再生气加热器进口管；710、720、730、740、750、760-再生气加热器进口支管；71、72、73、74、75、76-再生气加热器进口支管阀门；700a-再生气加热器出口管；710a、720a、730a、740a、750a、760a-再生气加热器出口支管；71a、72a、73a、74a、75a、76a-再生气加热器出口支管阀门；800-第二再生气输入管路；810、820、830、840、850、860-第二再生气输入支管；81、82、83、84、85、86-第二再生气输入支管阀门；900-第三再生气输出管路；910、920、940、950、960-第三再生气输出支管；91、92、94、95、96-第三再生气输出支管阀门。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。
实施例1
请参照图1和图2，本实施例提供的联合再生净化系统A包括第一净化装置B、第二净化装置C、原料气管路300和净化气管路300a。第一净化装置B包括第一吸附单元(图中未标注)、第二吸附单元(图中未标注)以及用于再生第一吸附单元和第二吸附单元二者的吸附剂的再生单元(图中未标注)。
第一吸附单元包括至少一个第一吸附器，第二吸附单元包括至少一个第二吸附器。进一步地，在本实施例中，第一吸附器与第二吸附器均为两个，分别标注为第一吸附器111、第一吸附器112、第二吸附器121和第二吸附器122。再生单元包括第一再生气输入管路400a、第一再生气输出管路400、第二再生气输入管路800、第二再生气输出管路600a、第三吸附单元(图中未标出)、第四吸附单元(图中未标出)、再生气加热器150、第一再生气冷却器160、第一液体分离器170、第二再生气冷却器180和第二液体分离器190。其中，第三吸附单元包括至少一个第三吸附器，第四吸附单元包括至少一个第四吸附器，在本实施例中，第三吸附器和第四吸附器均为一个，分别标注为第三吸附器130和第四吸附器140。
请参阅图1，第二净化装置C的进口连接有进口管500a，第二净化装置C的出口连接有出口管500。再生气加热器150的进口连接有再生气加热器进口管700，再生气加热器150的出口连接有再生气加热器出口管700a。第一液体分离器170的出口连接有第一液体分离器出口管600。第一净化装置B和第二净化装置C之间通过出口管500和进口管500a连通。
请参阅图2，进一步地，原料气管路300具有用于与第一吸附器111的进口连接的原料气支管310和原料气支管阀门31、用于与第二吸附器121的进口连接的原料气支管320和原料气支管阀门32、用于与第三吸附器130的进口连接的原料气支管330和原料气支管阀门33、用于与第一吸附器112的进口连接的原料气支管340和原料气支管阀门34、用于与第二吸附器122的进口连接的原料气支管350和原料气支管阀门35、用于与第四吸附器140的进口连接的原料气支管360和原料气支管阀门36。换句话说，原料气支管310连通第一吸附器111的进口与原料气管路300，原料气支管310设有原料气支管阀门31用于控制原料气支管310的开闭。
原料气支管320连通第二吸附器121的进口与原料气管路300，原料气支管320设有原料气支管阀门32用于控制原料气支管320的开闭。原料气支管330连通第三吸附器130的进口与原料气管路300，原料气支管330设有原料气支管阀门33用于控制原料气支管330的开闭。原料气支管340连通第一吸附器112的进口与原料气管路300，原料气支管340设有原料气支管阀门34用于控制原料气支管340的开闭。原料气支管350连通第二吸附器122的进口与原料气管路300，原料气支管350设有原料气支管阀门35用于控制原料气支管350的开闭。原料气支管360连通第四吸附器140的进口与原料气管路300，原料气支管360设有原料气支管阀门36用于控制原料气支管360的开闭。
通过以上设计，原料气管路300可以选择性地与第一吸附器111、第一吸附器112、第二吸附器121、第二吸附器122、第三吸附器130和第四吸附器140中的一者或多者连通，即原料气管路300可以选择性地向第一吸附器111、第一吸附器112、第二吸附器121、第二吸附器122、第三吸附器130和第四吸附器140中的一者或多者输送原料气。
进一步地，净化气管路300a具有用于与第一吸附器111的出口连接的净化气支管310a和净化气支管阀门31a、用于与第二吸附器121的出口连接的净化气支管320a和净化气支管阀门32a、用于与第三吸附器130的出口连接的净化气支管330a和净化气支管阀门33a、用于与第一吸附器112的出口连接的净化气支管340a和净化气支管阀门34a、用于与第二吸附器122的出口连接的净化气支管350a和净化气支管阀门35a、用于与第四吸附器140的出口连接的净化气支管360a和净化气支管阀门36a。具体的连接方式和原料气管路300的支管以及阀门相同，具体可参照图2，此处不再赘述。通过以上设计，净化气管路300a可以选择性地与第一吸附器111、第一吸附器112、第二吸附器121、第二吸附器122、第三吸附器130和第四吸附器140中的一者或多者连通，即净化气管路300a可以选择性地从第一吸附器111、第一吸附器112、第二吸附器121、第二吸附器122、第三吸附器130和第四吸附器140中的一者或多者将净化气输出。
进一步地，第一再生气输出管路400具有用于与第一吸附器111的进口连接的第一再生气输出支管410和第一再生气输出支管阀门41、用于与第二吸附器121的进口连接的第一再生气输出支管420和第一再生气输出支管阀门42、用于与第三吸附器130的进口连接的第一再生气输出支管430和第一再生气输出支管阀门43、用于与第一吸附器112的进口连接的第一再生气输出支管440和第一再生气输出支管阀门44、用于与第二吸附器122的进口连接的第一再生气输出支管450和第一再生气输出支管阀门45、用于与第四吸附器140的进口连接的第一再生气输出支管460和第一再生气输出支管阀门46。具体的连接方式和原料气管路300的支管以及阀门相同，具体可参照图2，此处不再赘述。通过以上设计，第一再生气输出管路400可以选择性地与第一吸附器111、第一吸附器112、第二吸附器121、第二吸附器122、第三吸附器130和第四吸附器140中的一者或多者连通，即第一再生气输出管路400可以选择性地从第一吸附器111、第一吸附器112、第二吸附器121、第二吸附器122、第三吸附器130和第四吸附器140中的一者或多者将再生气输出。
进一步地，第一再生气输入管路400a具有用于与第一吸附器111的出口连接的第一再生气输入支管410a和第一再生气输入支管阀门41a、用于与第二吸附器121的出口连接的第一再生气输入支管420a和第一再生气输入支管阀门42a、用于与第三吸附器130的出口连接的第一再生气输入支管430a和第一再生气输入支管阀门43a、用于与第一吸附器112的出口连接的第一再生气输入支管440a和第一再生气输入支管阀门44a、用于与第二吸附器122的出口连接的第一再生气输入支管450a和第一再生气输入支管阀门45a、用于与第四吸附器140的出口连接的第一再生气输入支管460a和第一再生气输入支管阀门46a。具体的连接方式和原料气管路300的支管以及阀门相同，具体可参照图2，此处不再赘述。通过以上设计，第一再生气输入管路400a可以选择性地与第一吸附器111、第一吸附器112、第二吸附器121、第二吸附器122、第三吸附器130和第四吸附器140中的一者或多者连通，即第一再生气输入管路400a可以选择性地向第一吸附器111、第一吸附器112、第二吸附器121、第二吸附器122、第三吸附器130和第四吸附器140中的一者或多者输送再生气。
进一步地，出口管500具有用于与第一吸附器111的进口连接的出口支管510和出口支管阀门51、用于与第二吸附器121的进口连接的出口支管520和出口支管阀门52、用于与第三吸附器130的进口连接的出口支管530和出口支管阀门53、用于与第一吸附器112的进口连接的出口支管540和出口支管阀门54、用于与第二吸附器122的进口连接的出口支管550和出口支管阀门55、用于与第四吸附器140的进口连接的出口支管560和出口支管阀门56。具体的连接方式和原料气管路300的支管以及阀门相同，具体可参照图2，此处不再赘述。通过以上设计，出口管500可以选择性地与第一吸附器111、第一吸附器112、第二吸附器121、第二吸附器122、第三吸附器130和第四吸附器140中的一者或多者连通，即出口管500可以选择性地向第一吸附器111、第一吸附器112、第二吸附器121、第二吸附器122、第三吸附器130和第四吸附器140中的一者或多者输入来自于第二净化装置C的气体。
进一步地，进口管500a具有用于与第一吸附器111的出口连接的进口支管510a和进口支管阀门51a、用于与第二吸附器121的出口连接的进口支管520a和进口支管阀门52a、用于与第三吸附器130的出口连接的进口支管530a和进口支管阀门53a、用于与第一吸附器112的出口连接的进口支管540a和进口支管阀门54a、用于与第二吸附器122的出口连接的进口支管550a和进口支管阀门55a、用于与第四吸附器140的出口连接的进口支管560a和进口支管阀门56a。具体的连接方式和原料气管路300的支管以及阀门相同，具体可参照图2，此处不再赘述。通过以上设计，进口管500a可以选择性地与第一吸附器111、第一吸附器112、第二吸附器121、第二吸附器122、第三吸附器130和第四吸附器140中的一者或多者连通，即进口管500a可以选择性地将第一吸附器111、第一吸附器112、第二吸附器121、第二吸附器122、第三吸附器130和第四吸附器140中的一者或多者输出的气体输送至第二净化装置C。
进一步地，第一液体分离器出口管600具有用于与第一吸附器111的进口连接的第一液体分离器出口支管610和第一液体分离器出口支管阀门61、用于与第二吸附器121的进口连接的第一液体分离器出口支管620和第一液体分离器出口支管阀门62、用于与第三吸附器130的进口连接的第一液体分离器出口支管630和第一液体分离器出口支管阀门63、用于与第一吸附器112的进口连接的第一液体分离器出口支管640和第一液体分离器出口支管阀门64、用于与第二吸附器122的进口连接的第一液体分离器出口支管650和第一液体分离器出口支管阀门65、用于与第四吸附器140的进口连接的第一液体分离器出口支管660和第一液体分离器出口支管阀门66。具体的连接方式和原料气管路300的支管以及阀门相同，具体可参照图2，此处不再赘述。通过以上设计，第一液体分离器出口管600可以选择性地与第一吸附器111、第一吸附器112、第二吸附器121、第二吸附器122、第三吸附器130和第四吸附器140中的一者或多者连通，即第一液体分离器出口管600可以选择性地向第一吸附器111、第一吸附器112、第二吸附器121、第二吸附器122、第三吸附器130和第四吸附器140中的一者或多者输入来自于第一液体分离器170的气体。
进一步地，第二再生气输出管路600a具有用于与第一吸附器111的出口连接的第二再生气输出支管610a和第二再生气输出支管阀门61a、用于与第二吸附器121的出口连接的第二再生气输出支管620a和第二再生气输出支管阀门62a、用于与第三吸附器130的出口连接的第二再生气输出支管630a和第二再生气输出支管阀门63a、用于与第一吸附器112的出口连接的第二再生气输出支管640a和第二再生气输出支管阀门64a、用于与第二吸附器122的出口连接的第二再生气输出支管650a和第二再生气输出支管阀门65a、用于与第四吸附器140的出口连接的第二再生气输出支管660a和第二再生气输出支管阀门66a。具体的连接方式和原料气管路300的支管以及阀门相同，具体可参照图2，此处不再赘述。通过以上设计，第二再生气输出管路600a可以选择性地与第一吸附器111、第一吸附器112、第二吸附器121、第二吸附器122、第三吸附器130和第四吸附器140中的一者或多者连通，即第二再生气输出管路600a可以选择性地从第一吸附器111、第一吸附器112、第二吸附器121、第二吸附器122、第三吸附器130和第四吸附器140中的一者或多者将再生气输出。
进一步地，再生气加热器进口管700具有用于与第一吸附器111的进口连接的再生气加热器进口支管710和再生气加热器进口支管阀门71、用于与第二吸附器121的进口连接的再生气加热器进口支管720和再生气加热器进口支管阀门72、用于与第三吸附器130的进口连接的再生气加热器进口支管730和再生气加热器进口支管阀门73、用于与第一吸附器112的进口连接的再生气加热器进口支管740和再生气加热器进口支管阀门74、用于与第二吸附器122的进口连接的再生气加热器进口支管750和再生气加热器进口支管阀门75、用于与第四吸附器140的进口连接的再生气加热器进口支管760和再生气加热器进口支管阀门76。具体的连接方式和原料气管路300的支管以及阀门相同，具体可参照图2，此处不再赘述。通过以上设计，再生气加热器进口管700可以选择性地与第一吸附器111、第一吸附器112、第二吸附器121、第二吸附器122、第三吸附器130和第四吸附器140中的一者或多者连通，即再生气加热器进口管700可以选择性地将第一吸附器111、第一吸附器112、第二吸附器121、第二吸附器122、第三吸附器130和第四吸附器140中的一者或多者输出的气体输送至再生气加热器150。
进一步地，再生气加热器出口管700a具有用于与第一吸附器111的出口连接的再生气加热器出口支管710a和再生气加热器出口支管阀门71a、用于与第二吸附器121的出口连接的再生气加热器出口支管720a和再生气加热器出口支管阀门72a、用于与第三吸附器130的出口连接的再生气加热器出口支管730a和再生气加热器出口支管阀门73a、用于与第一吸附器112的出口连接的再生气加热器出口支管740a和再生气加热器出口支管阀门74a、用于与第二吸附器122的出口连接的再生气加热器出口支管750a和再生气加热器出口支管阀门75a、用于与第四吸附器140的出口连接的再生气加热器出口支管760a和再生气加热器出口支管阀门76a。具体的连接方式和原料气管路300的支管以及阀门相同，具体可参照图2，不再赘述。通过以上设计，再生气加热器出口管700a可以选择性地与第一吸附器111、第一吸附器112、第二吸附器121、第二吸附器122、第三吸附器130和第四吸附器140中的一者或多者连通，即再生气加热器出口管700a可以选择性地箱第一吸附器111、第一吸附器112、第二吸附器121、第二吸附器122、第三吸附器130和第四吸附器140中的一者或多者输送再生气。
进一步地，第二再生气输入管路800具有用于与第一吸附器111的进口连接的第二再生气输入支管810和第二再生气输入支管阀门81、用于与第二吸附器121的进口连接的第二再生气输入支管820和第二再生气输入支管阀门82、用于与第三吸附器130的进口连接的第二再生气输入支管830和第二再生气输入支管阀门83、用于与第一吸附器112的进口连接的第二再生气输入支管840和第二再生气输入支管阀门84、用于与第二吸附器122的进口连接的第二再生气输入支管850和第二再生气输入支管阀门85、用于与第四吸附器140的进口连接的第二再生气输入支管860和第二再生气输入支管阀门86。具体的连接方式和原料气管路300的支管以及阀门相同，具体可参照图2，此处不再赘述。通过以上设计，第二再生气输入管路800可以选择性地与第一吸附器111、第一吸附器112、第二吸附器121、第二吸附器122、第三吸附器130和第四吸附器140中的一者或多者连通，即第二再生气输入管路800可以选择性地向第一吸附器111、第一吸附器112、第二吸附器121、第二吸附器122、第三吸附器130和第四吸附器140中的一者或多者输入再生气。
需要说明的是，本发明提供的实施例中，第一吸附器111、第一吸附器112、第二吸附器121、第二吸附器122、第三吸附器130和第四吸附器140可以吸附的杂质包括但不限于原料气中的杂质和第二净化装置C产生的杂质，进一步地，在本实施例中，第一吸附器111、第一吸附器112、第二吸附器121、第二吸附器122、第三吸附器130和第四吸附器140的吸附剂相同且可以吸附原料气中的杂质和第二净化装置C产生的杂质。通过以上的联合式结构设计，第一吸附器111、第一吸附器112、第二吸附器121、第二吸附器122、第三吸附器130和第四吸附器140之间可以实现相互功能转换以及相互替代，不仅仅实现了第一吸附单元与再生单元之间、第二吸附单元与再生单元之间的相互交替，还实现了第一吸附单元与第二吸附单元之间的相互交替。
以现有的天然气净化工艺为例，现有技术单独设置了两个吸附装置，每个吸附装置均包括吸附单元和再生单元，一个吸附装置用于原料气预处理，另一个吸附装置用于对MDEA出口气进行再处理。现有技术是需要设置两个相对独立的吸附装置，不仅增加了投入成本、运行成本和占地面积，也增大了运行难度，不便于设备统一管理。本申请的发明人在研究中发现：将两个吸附装置进行简单合并，只是把两个吸附装置进行直接拼凑，无法解决上述问题。如果去掉一个吸附装置，将管道直接接到另一个吸附装置，那么又会造成原料气与MDEA出口气混合，使产品气受到污染，失去净化的意义，仍然无法解决上述问题。发明人尝试将一个吸附装置中的再生单元去掉，使两个吸附单元共用一个再生单元；这样可以减少再生单元的数量，表面上可以简化设备，但是，这样必然会增大再生单元的工作负荷，若保持再生时间不变，那么必然需要增大再生单元的最大再生功率，这必将导致要增大再生单元的数量和体积，与简化设备的初衷相矛盾，实际上也达不到简化的目的；如果要保证不增加再生单元的数量和体积，那么就必须缩短每个吸附单元的再生时间，这样又必定会导致再生不彻底，随着时间的推移，容易出现吸附穿透，使产品气不合格；所以上述处理仍然无法解决实际问题。除天然气净化工艺外，现有的其他气体净化工艺中也存在类似问题。
本发明实施例提供的联合再生净化系统A很好地解决了现有技术存在的问题，联合再生净化系统A的第一吸附单元与第二吸附单元不仅可以共用一个再生系统，而且第一吸附单元与再生单元之间、第二吸附单元与再生单元之间、第一吸附单元与第二吸附单元之间均可以进行灵活的相互替换与转化，在保持再生单元的数量、体积均不变的情况下，再生效果不会受到影响，并且再生过程更加灵活，更加能够适应连续式工业生产。
本实施例还提供一种根据上述的联合再生净化系统A的净化方法，包括一级吸附、二级吸附和三级吸附。一级吸附包括将原料气通入第一净化装置B进行吸附处理。二级吸附包括将经一级吸附的原料气通入第二净化装置C吸附处理。三级吸附包括将经二级吸附的原料气通入第一净化装置B吸附处理。下面结合联合再生净化系统A用于天然气净化时的具体工作状态对其有益效果以及上述的净化方法进行具体说明：
请参阅图3，在联合再生净化系统A的运行过程中的某一时刻，原料气支管阀门32、进口支管阀门52a、出口支管阀门51、净化气支管阀门31a、第二再生气输入支管阀门83、第一再生气输入支管阀门43a、第一再生气输入支管阀门44a、再生气加热器进口支管阀门74、再生气加热器出口支管阀门75a、第一再生气输出支管阀门45、第一液体分离器出口支管阀门66和第二再生气输出支管阀门66a处于开启状态，其他阀门均处于关闭状态。此时，原料气经原料气管路300由原料气支管320进入第二吸附器121进行预处理，吸附脱除原料气中的重烃、水、甲醇等杂质，即为一级吸附。原料气从第二吸附器121出来后经进口支管520a进入第二净化装置C(MDEA脱碳装置)进行二氧化碳、二氧化硫等的脱除，即为二级吸附。由第二净化装置C输出的原料气中会有水，该原料气经出口支管510进入第一吸附器111脱除水，水脱除后原料气也就成为了净化气，即为三级吸附。净化气由净化气支管310a从第一吸附器111经净化气管路300a输出。该过程中，第二吸附器121用于对原料气进行预处理，第一吸附器111用于对经MDEA处理的气体进行再处理。
在对原料气进行吸附处理的同时，再生气经第二再生气输入管路800由第二再生气输入支管830进入第三吸附器130。再生气在第三吸附器130脱除水、重烃、甲醇等杂质后，经第一再生气输入支管430a进入第一吸附器112并对第一吸附器112进行冷吹，冷吹后再生气再经再生气加热器进口支管740进入再生气加热器150进行加热，加热后的再生气经再生气加热器出口支管750a进入第二吸附器122并对第二吸附器122进行热吹，热吹后的再生气又经第一再生气输出支管450进入第一再生气冷却器160冷却(冷却温度一般为15℃～40℃)，由第一液体分离器170过滤掉冷却产生的冷凝水之后的再生气最后经第一液体分离器出口支管660进入第四吸附器140进行深度除水，出水后的再生气由第二再生气输出支管660a进入第二再生气冷却器180进行进一步冷却(冷却温度一般为-40℃～5℃)使重烃深度脱出，脱出的重烃经第二液体分离器190过滤后，再生气由第二液体分离器190的气体出口导出。
需要说明的是，再生气可以是界外气体也可以是界内气体，若是界外气体，则可以是氮气、或与原料气成分相同的气体等，若是界内气体，则可以是原料气、净化气或介于原料气与净化气之间的中间气体。在本实施例中，再生气来自于界内，第二再生气输入管路800的进口与原料气管路300连通，即再生气来自于原料气。由第二液体分离器190的气体出口导出的再生气可以额外统一收集，也可以使其返回原料气，在本实施例中，由第二液体分离器190的气体出口导出的再生气经回收管190a返回原料气。
在本实施例中，第三吸附器130用于吸附脱除再生气中的水、重烃和甲醇等能质，以免杂质对冷吹、热吹造成干扰，使再生效果很差甚至失效，保证了再生气的纯净度，保证再生过程的有效进行。第四吸附器140用于对再生气中的水进行深度吸附脱除，如果水未深度脱除，再生气在第二再生气冷却器180中冷却时水会发生结晶，造成管路堵塞而使整个再生过程无法进行。故第四吸附器140有助于确保重烃可以被深度脱除，并保证了整个再生过程的有效进行。
进一步地，当第二吸附器122热吹完成、第一吸附器112冷吹完成后，第二吸附器122进入冷吹阶段，第一吸附器112用于替换第一吸附器111或第二吸附器121，替换下来的吸附器则马上进入热吹阶段。这些都可以通过调节各个阀门的开闭状态来实现，具体状态与图3类似，在此不再赘述。通过上述调节，第二吸附器122替代了第一吸附器112，第一吸附器112替代了替换下来的吸附器，替换下来的吸附器则替代了第二吸附器122。
需要说明的是，第一吸附器112还可以用于替换第三吸附器130或第四吸附器140等，替换方式多种多样，可以结合实际再生需要灵活选择。且第一吸附单元、第二吸附单元、第三吸附单元和第四吸附单元各自的吸附器数量还可以不同，可以设置更多的吸附器，这样可以进一步提高再生灵活性和吸附器之间替换方式的多样性。
需要说明的是，联合再生净化系统A中的各个吸附器、各个支管和各个阀门之间并没有固定的对应关系，在不同时间点，不同吸附器之间会出现相互转换和替代，所以吸附器与各个支管和各个阀门之间的对应关系也是在不断变化的，对应关系不是静态的，而是动态的。
需要说明的是，再生单元可以对再生气进行预处理使再生气可以满足冷吹和热吹的要求，再生单元还可以对再生气进行后处理使再生气可以返回原料气。再生单元用于对第一吸附单元和第二吸附单元二者的吸附器的吸附剂进行再生，而且再生单元中的吸附器还可以通过与第一吸附单元和第二吸附单元二者的吸附器进行交换替代而使再生单元的吸附器也得到再生，使再生过程可以持续进行，并保证再生效果的稳定性。
在联合再生净化系统A中，第一吸附单元、第二吸附单元、第三吸附单元和第四吸附单元不仅均可以实现各自内部的吸附器的相互替代和转换，而且还可以在彼此之间进行全部或部分替代和转换，在保证再生单元的数量和体积均不变的前提下，不仅不会增大再生单元的再生负担，也不会降低再生效果和彻底性，同时还可以进一步提高再生过程的灵活性，使各个单元内部、各个单元之间的吸附器之间的替代和转换更加灵活，更能适应连续性的生产节奏，再生效果、吸附效果和净化效果均随之提高。
通过以上设计，还可以提高联合再生净化系统A的抗故障性能。例如：当某个吸附塔出现问题不能再工作时，可以通过阀门调节使该吸附器不再参与工作，此时便可以对该吸附器进行检修，并且不会导致生产中断，联合再生净化系统A的生产并不会受到影响。这样可以使联合再生净化系统A满足连续生产的需要，特别是对于追求产量的情况十分适合。
综上所述，联合再生净化系统A具有优异的净化效果，且能够减少净化装置的数量，避免重复设置多个净化装置，大大降低设备的投入成本与运行成本；其吸附剂再生灵活且充分，再生效率高，吸附效果好。根据联合再生净化系统A的净化方法充分利用了联合再生净化系统A的优势，不仅可以使对原料气的吸附效果好，而且再生效率高而且再生效果好并很稳定，这样进一步保证了吸附过程的持续有效进行，进一步提高了吸附效果。
实施例2
请参阅图4，本实施例提供一种联合再生净化系统。与联合再生净化系统A相比，本实施例的联合再生净化系统不具有第二再生气输入管路800和第三吸附器130。进一步地，本实施例的联合再生净化系统通过第一再生气输入管路400a引入再生气，且第一再生气输入管路400a的进口与净化气管路300a连通，以产品气作再生气。需要说明的是，由于产品气中不含有杂质，所以可以直接进行冷吹，而无需先经过杂质吸附，故可以不设置第三吸附器130。
本实施例的联合再生净化系统在某一工作时刻的状态为：原料气支管阀门31、进口支管阀门51a、出口支管阀门52、净化气支管阀门32a、第一再生气输入支管阀门44a、再生气加热器进口支管阀门74、再生气加热器出口支管阀门75a、第一再生气输出支管阀门45、第一液体分离器出口支管阀门66和第二再生气输出支管阀门66a处于开启状态，其他阀门均处于关闭状态。此时，第一吸附器111用于对原料气进行预处理脱出水、重烃、甲醇等杂质，第二吸附器121用于脱除来自于MDEA的气体中的水，第一吸附器112处于冷吹状态，第二吸附器122处于热吹状态，第四吸附器140用于将来自于第一液体分离器170的气体中的水进行深度脱除，再生气最后由回收管190a输出。再生气可以选择回送至原料气、中间气体或直接返还产品气。
实施例3
请参阅图5，本实施例提供一种联合再生净化系统。与实施例2的联合再生净化系统相比，本实施例的联合再生净化系统不具有再生气加热器150、再生气加热器进口管700、再生气加热器出口管700a。
进一步地，第一吸附器111、第一吸附器112、第二吸附器121、第二吸附器122和第四吸附器140均与回收管190a连接并选择性地与回收管190a连通。具体地，回收管190a具有用于与第一吸附器111的出口连接的回收支管191a和回收支管阀门91a、用于与第二吸附器121的出口连接的回收支管192a和回收支管阀门92a、用于与第一吸附器112的出口连接的回收支管194a和回收支管阀门94a、用于与第二吸附器122的出口连接的回收支管195a和回收支管阀门95a、用于与第四吸附器140的出口连接的回收支管196a和回收支管阀门96a。具体的连接方式和原料气管路300的支管以及阀门相同，具体可参照图2，此处不再赘述。
通过以上设计，回收管190a可以选择性地与第一吸附器111、第一吸附器112、第二吸附器121、第二吸附器122和第四吸附器140中的一者或多者连通，即回收管190a可以选择性地向第一吸附器111、第一吸附器112、第二吸附器121、第二吸附器122和第四吸附器140中的一者或多者输入由第二液体分离器190的气出口输出的再生气。
进一步地，再生单元还包括第三再生气输出管路900。第三再生气输出管路900具有用于与第一吸附器111的进口连接的第三再生气输出支管910和第三再生气输出支管阀门91、用于与第二吸附器121的进口连接的第三再生气输出支管920和第三再生气输出支管阀门92、用于与第一吸附器112的进口连接的第三再生气输出支管940和第三再生气输出支管阀门94、用于与第二吸附器122的进口连接的第三再生气输出支管950和第三再生气输出支管阀门95、用于与第四吸附器140的进口连接的第三再生气输出支管960和第三再生气输出支管阀门96。具体的连接方式和原料气管路300的支管以及阀门相同，具体可参照图2，此处不再赘述。通过以上设计，第三再生气输出管路900可以选择性地与第一吸附器111、第一吸附器112、第二吸附器121、第二吸附器122、第三吸附器130和第四吸附器140中的一者或多者连通，即第三再生气输出管路900可以选择性地从第一吸附器111、第一吸附器112、第二吸附器121、第二吸附器122、第三吸附器130和第四吸附器140中的一者或多者将再生气输出。
进一步地，在本实施例中，再生气为界外气体，再生气由第一再生气输入管路400a引入，且再生气必须是不含杂质的热气体。在本实施例的联合再生净化系统运行过程中的某一时刻，原料气支管阀门32、进口支管阀门52a、出口支管阀门51、净化气支管阀门31a、第一再生气输入支管阀门44a、第一再生气输出支管阀门44、第一液体分离器出口支管阀门65、第二再生气输出支管阀门65a、回收支管阀门96a和第三再生气输出支管阀门96处于开启状态，其他阀门均关闭。此时，再生气由第一再生气输入支管440a进入，由于再生气是不含杂质的热气体，可以直接用于对第一吸附器112进行热吹，热的再生气经第一再生气输出支管440进入第一再生气冷却器160冷却、经第一液体分离器170过滤、经第四吸附器140吸附、经第二再生气冷却器180和第二液体分离器190深度脱出重烃后，由回收支管196a进入第二吸附器122并对其进行冷吹，冷吹结束后由第三再生气输出管路900导出。
本实施例的联合再生净化系统可以利用不含杂质的热气体作为再生气，并且实现自我冷吹，不用再额外通入冷气体进行冷吹，大大简化了再生步骤。
实施例4
请参阅图6、本实施例提供一种联合再生净化系统，与实施例3的联合再生净化系统不同的是，本实施例的联合再生净化系统不具有第一吸附器112和第二吸附器122。
本实施例的联合再生净化系统需要再生时，需要暂停净化过程。当本实施例的联合再生净化系统开始再生时，净化过程暂停，在某一时刻，第一再生气输入支管阀门41a、第一再生气输出支管阀门41、第一液体分离器出口支管阀门62、第二再生气输出支管阀门62a、回收支管阀门94a和第三再生气输出支管阀门94处于开启状态，其他阀门均关闭。再生气(不含杂质的热气体)由第一再生气输入支管410a进入对第一吸附器111进行热吹，热吹后经第一再生气输出支管410进入第一再生气冷却器160和第一液体分离器170冷却过滤，再进入第四吸附器140进行深度脱水，再经第二再生气冷却器180和第二液体分离器190深度脱重烃，最后进入第二吸附器121进行冷吹。随后可以通过调节阀门实现对第一吸附器111、第二吸附器121和第四吸附器140的再生。再生完成后即可继续进行净化过程。
实施例5
请参阅图7、本实施例提供一种联合再生净化系统，与实施例1的联合再生净化系统不同的是，本实施例的联合再生净化系统不具有第一吸附器112和第二吸附器122。
本实施例的联合再生净化系统需要再生时，需要暂停净化过程。当本实施例的联合再生净化系统开始再生时，净化过程暂停，在某一时刻，第二再生气输入支管阀门83、第一再生气输入支管阀门43a、第一再生气输入支管阀门42a、再生气加热器进口支管阀门72、再生气加热器出口支管阀门71a、第一再生气输出支管阀门41、第一液体分离器出口支管阀门66和第二再生气输出支管阀门66a处于开启状态，其他阀门均关闭。本实施例的联合再生净化系统的再生气来自于原料气，需要利用第三吸附器130对原料气进行预处理后方可用于再生。再生气由第二再生气输入支管阀门83进入对第三吸附器130进行脱水脱重烃处理，之后经第一再生气输入支管阀门43a和第一再生气输入支管阀门42a对第二吸附器121进行冷吹，再经再生气加热器进口支管阀门72进入再生气加热器150加热后由再生气加热器出口支管阀门71a进入第一吸附器111对其进行热吹，热吹后经第一再生气输出支管阀门41去到第一再生气冷却器160和第一液体分离器170进行冷却过滤，再经第一液体分离器出口支管阀门66、第四吸附器140和第二再生气输出支管阀门66a深度脱水后进入第二再生气冷却器180和深度脱重烃，最后返回原料气。
需要说明的是，本发明实施例提供的各个联合再生净化系统中的各种吸附器均可以设置更多个，各个吸附器之间均可实现相互替代与转换，还可以并列设置多个第一净化装置或者并列设置多个联合再生净化系统，实现更大生产范围内的相互替代与转换。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种联合再生净化系统，其特征在于，包括原料气管路、净化气管路、第一净化装置和第二净化装置；所述第一净化装置包括第一吸附单元、第二吸附单元以及用于再生所述第一吸附单元和所述第二吸附单元二者的吸附剂的再生单元；所述第一吸附单元和所述第二吸附单元二者可吸附的杂质包括原料气中的杂质和所述第二净化装置产生的杂质；
所述第二净化装置的出口和所述原料气管路均与所述第一吸附单元的进口连接并选择性地与所述第一吸附单元的进口连通；
所述第二净化装置的进口和所述净化气管路均与所述第一吸附单元的出口连接并选择性地与所述第一吸附单元的出口连通；
所述第二净化装置的出口和所述原料气管路均与所述第二吸附单元的进口连接并选择性地与所述第二吸附单元的进口连通；
所述第二净化装置的进口和所述净化气管路均与所述第二吸附单元的出口连接并选择性地与所述第二吸附单元的出口连通。
2.根据权利要求1所述的联合再生净化系统，其特征在于，所述第一吸附单元包括至少一个第一吸附器，所述第二吸附单元包括至少一个第二吸附器，所述再生单元包括第一再生气输入管路与第一再生气输出管路；所述第一吸附器与所述第二吸附器二者可吸附的杂质包括原料气中的杂质和所述第二净化装置产生的杂质；
所述第二净化装置的出口、所述原料气管路和所述第一再生气输出管路均与所述第一吸附器的进口连接并选择性地与所述第一吸附器的进口连通；
所述第二净化装置的进口、所述净化气管路和所述第一再生气输入管路均与所述第一吸附器的出口连接并选择性地与所述第一吸附器的出口连通；
所述第二净化装置的出口、所述原料气管路和所述第一再生气输出管路均与所述第二吸附器的进口连接并选择性地与所述第二吸附器的进口连通；
所述第二净化装置的进口、所述净化气管路和所述第一再生气输入管路均与所述第二吸附器的出口连接并选择性地与所述第二吸附器的出口连通。
3.根据权利要求2所述的联合再生净化系统，其特征在于，所述再生单元还包括再生气加热器；
所述第一吸附器与所述第二吸附器二者的进口均与所述再生气加热器的进口连接并选择性地与所述再生气加热器的进口连通；
所述第一吸附器与所述第二吸附器二者的出口均与所述再生气加热器的出口连接并选择性地与所述再生气加热器的出口连通。
4.根据权利要求3所述的联合再生净化系统，其特征在于，所述再生单元还包括第二再生气输入管路和第三吸附单元，所述第三吸附单元包括至少一个第三吸附器；所述第三吸附器可吸附的杂质包括原料气中的杂质和所述第二净化装置产生的杂质；
所述第二净化装置的出口、所述再生气加热器的进口、所述原料气管路、所述第一再生气输出管路和所述第二再生气输入管路均与所述第三吸附器的进口连接并选择性地与所述第三吸附器的进口连通；
所述第二净化装置的进口、所述再生气加热器的出口、所述净化气管路和所述第一再生气输入管路均与所述第三吸附器的出口连接并选择性地与所述第三吸附器的出口连通；
所述第一吸附器和所述第二吸附器二者的进口均与所述第二再生气输入管路连接并选择性地与所述第二再生气输入管路连通。
5.根据权利要求4所述的联合再生净化系统，其特征在于，所述再生单元还包括第一再生气冷却器、第一液体分离器、第四吸附单元和用于导出再生气的第二再生气输出管路，所述第一再生气冷却器的出口与所述第一液体分离器的进口连通，所述第四吸附单元包括至少一个第四吸附器；所述第四吸附器可吸附的杂质包括原料气中的杂质和所述第二净化装置产生的杂质；
所述第一再生气冷却器的进口与所述第一再生气输出管路连通，所述第一液体分离器的气体出口用于回收再生气；
所述第二净化装置的出口、所述再生气加热器的进口、所述第一液体分离器的气体出口、所述原料气管路、所述第一再生气输出管路、和所述第二再生气输入管路均与所述第四吸附器的进口连接并选择性地与所述第四吸附器的进口连通；
所述第二净化装置的进口、所述再生气加热器的出口、所述净化气管路、所述第一再生气输入管路和所述第二再生气输出管路均与所述第四吸附器的出口连接并选择性地与所述第四吸附器的出口连通；
所述第一吸附器、所述第二吸附器、所述第三吸附器三者的出口均与所述第二再生气输出管路连接并选择性地与所述第二再生气输出管路连通；
所述第一吸附器、所述第二吸附器、所述第三吸附器三者的进口均与所述第一液体分离器的气体出口连接并选择性地与所述第一液体分离器的气体出口连通。
6.根据权利要求2所述的联合再生净化系统，其特征在于，所述再生单元还包括第一再生气冷却器、第一液体分离器、第三吸附单元和第二再生气输出管路，所述第一再生气冷却器的出口与所述第一液体分离器的进口连通，所述第三吸附单元包括至少一个第三吸附器，所述第三吸附器可吸附的杂质包括原料气中的杂质和所述第二净化装置产生的杂质；
所述第一再生气冷却器的进口与所述第一再生气输出管路连通，所述第一液体分离器的气体出口用于回收再生气；
所述第二净化装置的出口、所述第一液体分离器的气体出口、所述原料气管路和所述第一再生气输出管路均与所述第三吸附器的进口连接并选择性地与所述第三吸附器的进口连通；
所述第二净化装置的进口、所述净化气管路、所述第一再生气输入管路和所述第二再生气输出管路均与所述第三吸附器的出口连接并选择性地与所述第三吸附器的出口连通；
所述第一吸附器和所述第二吸附器二者的出口均与所述第二再生气输出管路连接并选择性地与所述第二再生气输出管路连通；
所述第一吸附器和所述第二吸附器二者的进口均与所述第一液体分离器的气体出口连接并选择性地与所述第一液体分离器的气体出口连通；
所述第二再生气输出管路用于导出再生气。
7.根据权利要求6所述的联合再生净化系统，其特征在于，所述再生单元还包括第二再生气冷却器、第二液体分离器、第二再生气输入管路和用于导出再生气的第三再生气输出管路，所述第二再生气输入管路与所述第二再生气输出管路连通；
所述第一吸附器、所述第二吸附器和所述第三吸附器三者的进口均与所述第三再生气输出管路连接并选择性地与所述第三再生气输出管路连通；
所述第一吸附器、所述第二吸附器和所述第三吸附器三者的出口均与所述第二再生气输入管路连接并选择性地与所述第二再生气输入管路连通；
所述第二再生气输出管路与所述第二再生气冷却器的进口连通，所述第二再生气冷却器的出口与所述第二液体分离器的进口连通，所述第二液体分离器的气体出口与所述第二再生气输入管路连通。
8.根据权利要求3所述的联合再生净化系统，其特征在于，所述再生单元还包括第一再生气冷却器、第一液体分离器、第三吸附单元和用于导出再生气的第二再生气输出管路，所述第一再生气冷却器的出口与所述第一液体分离器的进口连通，所述第三吸附单元包括至少一个第三吸附器，所述第三吸附器可吸附的杂质包括原料气中的杂质和所述第二净化装置产生的杂质；
所述第一再生气冷却器的进口与所述第一再生气输出管路连通，所述第一液体分离器的气体出口用于回收再生气；
所述第二净化装置的出口、所述再生气加热器的进口、所述第一液体分离器的气体出口、所述原料气管路和所述第一再生气输出管路均与所述第三吸附器的进口连接并选择性地与所述第三吸附器的进口连通；
所述第二净化装置的进口、所述再生气加热器的出口、所述净化气管路、所述第一再生气输入管路和所述第二再生气输出管路均与所述第三吸附器的出口连接并选择性地与所述第三吸附器的出口连通；
所述第一吸附器和所述第二吸附器二者的出口均与所述第二再生气输出管路连接并选择性地与所述第二再生气输出管路连通；
所述第一吸附器和所述第二吸附器二者的进口均与所述第一液体分离器的气体出口连接并选择性地与所述第一液体分离器的气体出口连通。
9.根据权利要求5或6或8所述的联合再生净化系统，其特征在于，所述再生单元还包括第二再生气冷却器和第二液体分离器；所述第二再生气输出管路与所述第二再生气冷却器的进口连通，所述第二再生气冷却器的出口与所述第二液体分离器的进口连通，所述第二液体分离器的气体出口用于导出再生气。
10.一种根据权利要求1所述的联合再生净化系统的净化方法，其特征在于，包括一级吸附、二级吸附和三级吸附，所述一级吸附包括将原料气通入所述第一净化装置进行吸附处理，所述二级吸附包括将经所述一级吸附的所述原料气通入所述第二净化装置吸附处理，所述三级吸附包括将经所述二级吸附的所述原料气通入所述第一净化装置吸附处理。
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