CN107596877A - 一种再生尾气处理的三甘醇脱水装置 - Google Patents
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Abstract
一种再生尾气处理的三甘醇脱水装置，包括冷凝分离器，该冷凝分离器上开设有冷源入口、冷源出口、热源入口、冷凝液出口和不凝气出口；所述热源入口与所述精馏柱顶部的再生气出口通过再生气管道相连通，不凝气出口管道通入所述重沸器预热后进入汽提塔，作为汽提气循环利用；冷凝液出口将冷凝液引入甘醇闭排系统；所述吸收塔的甘醇富液出口管道上依次连通有富液冷源入口管道和富液冷源出口管道；而富液冷源入口管道和冷凝分离器的冷源入口连通作为冷源，冷凝分离器的冷源出口与所述富液冷源出口管道连通，使得三甘醇富液与再生气在冷凝分离器换热后进入精馏柱。本发明对再生气回收再利用，解决了环境污染问题，降低了环保费用。
Description
技术领域
本发明涉及三甘醇脱水工艺装备技术领域，具体指一种再生尾气处理的三甘醇脱水装置。
技术背景
三甘醇( TEG )脱水工艺是根据天然气和水在三甘醇中的溶解度不同，利用三甘醇贫液吸收天然气中的水分，使湿天然气脱出水汽，达到干燥天然气的目的；再利用三甘醇与水沸点的不同，通过常压加热升温蒸发掉三甘醇富液中所吸收的水分，得到再生三甘醇(贫液)，循环使用。
三甘醇脱水系统是气田生产过程的主要装置，用于集气站天然气脱水，国内越来越多的采用三甘醇脱水系统对天然气脱水。但受三甘醇热分解温度（206.7℃）的限制，三甘醇提浓到98.5%（w）左右，约使露点降达35℃。由于这种方法不能满足水露点的要求，因而进一步发展了另外三种再生方法，即减压再生、汽提再生和共沸再生。受系统复杂程度和操作费用等的限制，国内外通常采用的是气体汽提再生方法，该方法可使再生后三甘醇贫液浓度达到99 .95％( w )，露点降可达75～85℃。目前，常用的汽提气是脱水后的天然气，汽提再生方法导致再生气中含有大量的天然气，且含有大量水汽而点不着火，再生气不能用作燃料；同时，再生过程在常压下进行，再生气不能进入低压排放系统，难以回收利用；直接排放，造成天然气的浪费，而且大气污染严重。
发明内容
本发明提供一种再生尾气处理的三甘醇脱水装置，可对再生气进行优化处理
及回收再利用，解决了环境污染问题。
本发明所采用的技术方案是：
一种再生尾气处理的三甘醇脱水装置，主要包括吸收塔、精馏柱、闪蒸罐、过滤器、贫富液换热器、再生塔、重沸器、汽提塔、贫富液换热器、甘醇缓冲罐、甘醇泵和干气-贫液换热器并依次通过各路管道连接形成封闭的循环回路，所述三甘醇脱水装置包括冷凝分离器，该冷凝分离器上开设有冷源入口、冷源出口、热源入口、冷凝液出口和不凝气出口；所述热源入口与所述精馏柱顶部的再生气出口通过再生气管道相连通，不凝气出口管道通入所述重沸器预热后进入汽提塔，作为汽提气循环利用；冷凝液出口将冷凝液引入甘醇闭排系统；所述吸收塔的甘醇富液出口管道上依次连通有富液冷源入口管道和富液冷源出口管道；而富液冷源入口管道和冷凝分离器的冷源入口连通作为冷源，冷凝分离器的冷源出口与所述富液冷源出口管道连通，使得三甘醇富液与再生气在冷凝分离器换热后进入精馏柱。
所述富液冷源入口管道和富液冷源出口管道分别于甘醇富液出口管道上的连通点之间设置截止阀。
本发明的有益效果是：
1、增加冷凝分离器，将原本直接放空的再生气引入冷凝分离器，冷凝分离器采用冷却水或系统内的三甘醇富液为冷源，与从精馏柱顶部排出的再生气进行换热，再生气内的水蒸气等其他可凝结组分经冷凝分离后，凝液进入闭排系统；未凝结的气体组分通入重沸器预热，作为汽提气进行甘醇再生，实现再生气的回收再利用，解决了环境污染问题。
2、冷凝分离器以从吸收塔的三甘醇富液为冷源时，一方面可冷却再生气内的可凝结组分，另一方面，三甘醇富液的温度也得到提高，同时也降低了闪蒸时的能耗。
3、本发明结构合理，流程简单，运行可靠，占地面积小，环保费用低。
4、本发明适用于油气田天然气、伴生气、页岩气、煤层气以及煤制天然气等气体的三甘醇脱水工艺。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中：1、聚结分离器；2、吸收塔；3、闪蒸罐；4、活性炭过滤器；5、后过滤器；6、甘醇缓冲罐；7、贫富液换热器（板式）；8、汽提塔；9、重沸器；10、精馏柱；11、再生塔；12、产品气分离器；13、冷凝分离器；14、甘醇泵；15、预过滤器；16、截止阀；17、冷凝盘管；18、压力计；19、压力控制阀；20、干气-贫液换热器；1-1、湿天然气管道；1-2、干气输送管道；1-3、汽提气管道；1-4、不凝气管道；1-5、再生气管道；1-6、富液冷源入口管道；1-7、富液冷源出口管道；1-8、甘醇富液出口管道；1-9、闪蒸气管道。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地描述。
如图1所示的一种再生尾气处理的三甘醇脱水橇装置，包括聚结分离器1、吸收塔2、精馏柱10、汽提塔8、干气-贫液换热器20，甘醇泵14，闪蒸罐3、预过滤器15、活性炭过滤器4、后过滤器5、再生塔11、甘醇缓冲罐6、冷凝分离器13、重沸器9和贫富液换热器7，产品气分离器12。其中，闪蒸罐3包括其上部的进料口，顶部的闪蒸气出口和底部的富三甘醇出口；精馏柱10包括其顶部的再生气出口、上部的进料口及出料口、热气入口（热气入口是在塔体内部，再生塔11的气体上升到精馏柱10；重沸器9包括其顶部的进料口、下底部的贫三甘醇出口和热气出口（不凝气管道1-4的出口）；吸收塔2包括其上部的贫三甘醇入口、下部的富三甘醇出口、下部的湿气入口和顶部的干气出口。吸收塔2、精馏柱10、闪蒸罐3、过滤器、贫富液换热器7、再生塔11、重沸器9、汽提塔8、贫富液换热器7、甘醇缓冲罐6、甘醇泵14和干气-贫液换热器20通过管道依次连接形成封闭的循环回路。
上述各个部件的连接关系：聚结分离器1的入口与湿天然气管道1-1连通，聚结分离器1的出口与吸收塔2下部的湿气入口连通，吸收塔2顶部的干气出口经干气-贫液换热器20和产品气分离器12后与干气输送管道1-2相连，干气输送管道1-2设有旁路汽提气管道1-3，该汽提气管道1-3上设有压力控制阀19与不凝气管道1-4连通后一起接入汽提塔8下部的气体入口；吸收塔2的富三甘醇出口通过甘醇富液出口管道1-8经精馏柱10与闪蒸罐3的进料口相连；闪蒸罐3顶部的闪蒸气出口与闪蒸气管道1-9连通，该闪蒸气管道1-9与灼烧炉连通（图中未标出），闪蒸罐3底部的富三甘醇出口与预过滤器15入口相连；预过滤器15的出口依次与活性炭过滤器、后过滤器相连后经贫富液换热器7和再生塔入口相连，精馏柱10顶部的再生气出口通过再生气管道1-5与冷凝分离器13的热源入口相连；重沸器9的贫三甘醇出口与汽提塔8的入口相连，汽提塔8的出口与贫富液换热器7的入口相连，贫富液换热器7的出口与缓冲罐6入口相连后和甘醇泵14及气体-贫液换热器20相连，该气体-贫液换热器20的液体出口与吸收塔2上部的贫三甘醇入口连通。
所述三甘醇脱水装置包括冷凝分离器13，该冷凝分离器13上开设有冷源入口、冷源出口、热源入口、冷凝液出口和不凝气出口；所述热源入口与所述精馏柱10顶部的再生气出口通过再生气管道1-5相连通，不凝气出口管道1-4通入所述重沸器9预热后进入汽提塔8，作为汽提气循环利用；冷凝液出口将冷凝液引入甘醇闭排系统；所述吸收塔2的甘醇富液出口管道1-8上依次连通有富液冷源入口管道1-6和富液冷源出口管道1-7；而富液冷源入口管道1-6和冷凝分离器13的冷源入口连通作为冷源，冷凝分离器13的冷源出口与所述富液冷源出口管道1-7连通，使得三甘醇富液与再生气在冷凝分离器13换热后进入精馏柱10。
冷凝分离器13包括壳体和壳体内部的冷凝盘管17，其中，壳体包括外壳和内壳，内壳包覆在外壳的内部，外壳与内壳之间填充有隔热材料；所述热源入口和气体出口均分别开设在壳体的上部，冷凝液出口开设在壳体的底部为了使冷凝液顺利流出冷凝分离器13，冷凝液出口可向下倾斜；冷源入口开设在冷凝盘管的一端，所述冷源出口开设在冷凝盘管的另一端。
冷凝分离器13可以采用冷却水、空气或系统内的三甘醇富液。当以从吸收塔2流出的三甘醇富液为冷源时，冷凝分离器13的冷源入口通过富液冷源入口管道1-6与甘醇富液出口管道1-8连通，冷凝分离器13的冷源出口通过富液冷源出口管道1-7与甘醇富液出口管道1-8连通。甘醇富液与再生气换热后进入精馏柱。
所述富液冷源入口管道1-6和富液冷源出口管道1-7分别于甘醇富液出口管道1-8上的连通点之间设置截止阀16，截止阀16关闭时，从吸收塔2流出的富三甘醇必须经冷凝盘管17换热后进入精馏柱；截止阀16打开时，从吸收塔2流出的富三甘醇部分经冷凝套管17换热在进入精馏柱10，部分富三甘醇直接进入精馏柱10。
所述吸收塔、再生塔、汽提塔均采用填料塔，可缩小橇块体积。因常用的为板式塔，体积较大。
所述干气-贫液换热器20为套管式气液换热器，提高换热效率。因常用的为盘管式换热器，换热效率较差）。
过滤器为串联的预过滤器15、活性炭过滤器4和后过滤器5，预过滤器（滤布过滤器）用于除去甘醇溶液内≧5um的固体颗粒，使甘醇内的固体质量分数小于0.01%。活性炭过滤器用于清除甘醇溶液内含有液烃、泵、压缩机等增压设备的润滑油以及流程上游注入的各种化学剂，活性炭过滤器后的后过滤器（滤布过滤器）用来保证三甘醇溶液不被活性炭颗粒污染，防止活性炭过滤器的活性炭颗粒被冲入三甘醇溶液内，有效保证三甘醇不被污染。
贫富液换热器7为板式换热器，具有传热系数大、传热效率高、组装灵活、操作弹性大、使用维修方便，可降低重沸器的热负荷。
汽提气管道1-3通过压力控制阀19与管道1-4相通，该压力控制阀19起到汽提气管道1-3与不凝气管道1-4连接后的管道压力的控制调节作用，保障汽提过程正常运行。
冷凝分离器13以甘醇富液为冷源时，一方面可冷却再生气内的可凝结组分，另一方面，三甘醇富液的温度也得到提高，进入闪蒸罐分离时，消耗的能量也得到降低。同时，换热后富三甘醇温度升高，也提高了闪蒸效果。
所述三甘醇脱水装置还包括产品气分离器12，产品气分离器12的入口与干气-贫液换热器20的出口连通，产品分离器12的出口与干气输送管道1-2相连。
所述三甘醇脱水装置还包括灼烧炉，闪蒸汽管道1-9与灼烧炉(图中未表明)连通。
Claims (7)
1.一种再生尾气处理的三甘醇脱水装置，主要包括吸收塔、精馏柱、闪蒸罐、过滤器、贫富液换热器、再生塔、重沸器、汽提塔、贫富液换热器、甘醇缓冲罐、甘醇泵和干气-贫液换热器并依次通过各路管道连接形成封闭的循环回路，其特征在于：所述三甘醇脱水装置包括冷凝分离器（13），该冷凝分离器（13）上开设有冷源入口、冷源出口、热源入口、冷凝液出口和不凝气出口；所述热源入口与所述精馏柱（10）顶部的再生气出口通过再生气管道（1-5）相连通，不凝气出口管道（1-4）通入所述重沸器（9）预热后进入汽提塔（8），作为汽提气循环利用；冷凝液出口将冷凝液引入甘醇闭排系统；所述吸收塔（2）的甘醇富液出口管道（1-8）上依次连通有富液冷源入口管道（1-6）和富液冷源出口管道（1-7）；而富液冷源入口管道（1-6）和冷凝分离器（13）的冷源入口连通作为冷源，冷凝分离器（13）的冷源出口与所述富液冷源出口管道（1-7）连通，使得三甘醇富液与再生气在冷凝分离器（13）换热后进入精馏柱（10）。
2.如权利要求1 所述的三甘醇脱水装置，其特征在于：所述富液冷源入口管道（1-6）和富液冷源出口管道（1-7）分别于甘醇富液出口管道（1-8）上的连通点之间设置截止阀（16）。
3.如权利要求1 所述的三甘醇脱水装置，其特征在于：所述吸收塔、再生塔、汽提塔均采用填料塔。
4.如权利要求1 所述的三甘醇脱水装置，其特征在于：所述干气-贫液换热器（20）为套管式气液换热器。
5.如权利要求1 所述的三甘醇脱水装置，其特征在于：过滤器为串联的预过滤器（15）、活性炭过滤器（4）和后过滤器（5）。
6.如权利要求1 所述的三甘醇脱水装置，其特征在于，贫富液换热器（7）为板式换热器。
7.如权利要求1 所述的三甘醇脱水装置，其特征在于：汽提气管道（1-3）通过压力控制阀（19）与管道（1-4）相通。
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