CN110018298A - 一种室内实验研究用三甘醇脱水及再生模拟系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种室内实验研究用三甘醇脱水及再生模拟系统，包括待脱水模拟气生成装置、三甘醇脱水装置、三甘醇再生装置，所述待脱水模拟气生成装置的待脱水模拟气出口连接所述三甘醇脱水装置的进气口，所述三甘醇脱水装置的三甘醇贫液入口连接有三甘醇液源，所述三甘醇脱水装置顶部的出气口接入排气管道；所述三甘醇脱水装置的三甘醇富液出口连接所述三甘醇再生装置的入口，所述三甘醇再生装置的出口经回流管道连接所述三甘醇脱水装置的三甘醇贫液入口。有益效果：模拟天然气脱水工艺及脱水剂三甘醇再生的情况，三甘醇再生装置模拟不同条件下的三甘醇富液脱水情况，以此找出对三甘醇再生影响较大的因素，从而为实际生产应用提供理论基础。
Description
技术领域
本发明涉及三甘醇再生实验技术领域，具体涉及一种室内实验研究用三甘醇脱水及再生模拟系统。
背景技术
目前，随着技术的发展和节能减排的要求，在天然气脱水工艺中得到了广泛应用的传统三甘醇脱水法，由于各种因素的影响，三甘醇消耗损失巨大，而多数企业及实验室往往在使用过一次后，就将三甘醇丢弃，不再二次使用，令生产或实验的成本大大增加。但三甘醇作为吸水剂，其吸水能力并非是通过不可逆转的化学反应来实现，因此只需将其中吸收的水分重新剥离，则三甘醇是可以再次利用的。
实际在三甘醇再生过程中，由于缺乏理论指导，大多是依靠以往的经验来制定措施，令三甘醇的使用寿命并不能达到理想效果，甚至无法得知导致三甘醇寿命缩短的因素是哪些，无法针对性克服问题，使三甘醇再生效果差。
现有技术的缺陷：缺乏三甘醇再生过程的理论研究及指导，无法针对性克服影响其使用寿命短的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种室内实验研究用三甘醇脱水及再生模拟系统，模拟天然气脱水工艺及脱水剂三甘醇再生的情况，精准排查各因素对三甘醇再生的影响，从而为实际生产应用提供理论基础。
其技术方案如下：
一种室内实验研究用三甘醇脱水及再生模拟系统，包括待脱水模拟气生成装置、三甘醇脱水装置、三甘醇再生装置，所述待脱水模拟气生成装置的待脱水模拟气出口连接所述三甘醇脱水装置的进气口，所述三甘醇脱水装置的三甘醇贫液入口连接有三甘醇液源，所述三甘醇脱水装置顶部的出气口接入排气管道；
所述三甘醇脱水装置的三甘醇富液出口连接所述三甘醇再生装置的入口，所述三甘醇再生装置的出口经回流管道连接所述三甘醇脱水装置的三甘醇贫液入口。
通过上述设计，模拟气经待脱水模拟气生成装置变为湿气进入三甘醇脱水装置，三甘醇液源中的三甘醇流入三甘醇脱水装置，湿气与三甘醇接触后脱水变为干气，干气经排气管道输出，三甘醇由贫液转为富液，进入三甘醇再生装置，三甘醇再生装置将三甘醇富液脱水后变回贫液再回流入三甘醇脱水装置，从而形成循环。
其中，三甘醇再生装置模拟不同条件下的三甘醇富液脱水情况，以此找出对三甘醇再生影响较大的因素，完成实验教学的目的，同时也为实际生产提供理论基础，减少生产和研发成本。
进一步设计，所述三甘醇再生装置设置有N组并行的再沸器组合，N为大于1的正整数，每组所述再沸器组合的结构一致，均包括再沸器，所述再沸器的顶部连通有再生塔，所述再生塔顶部开有蒸汽出口，所述再沸器的底部连通有缓冲罐，任意二组所述再沸器组合的再沸器或罐内气压相异、或加热温度相异、或罐身材质相异；
所述再沸器的入液口设置有富液阀，所述缓冲罐的出液口设置有贫液阀。
三甘醇富液经再沸器加热后，其中的水分气化蒸腾进入再生塔，液体三甘醇变为贫液流入缓冲罐，从而实现三甘醇与水的分离，但不同的条件可能会对三甘醇富液转贫液的效率产生不同影响，而通过上述设计，二个再沸器之间将其他条件保持一致，仅保留一个影响因素有差异，以此对比得到这一因素对三甘醇再生的影响，而不同情况下再生的三甘醇对湿气的脱水效果也能直观体现，能够直接得到最优解；
特别值得注意的是再沸器罐身材质这一因素，由于三甘醇在加热过程中是否会受催化产生化学反应而令三甘醇永久损失，这一点可能受罐身材质影响，而不同材质的判断必然需要多个再沸器，因此无法在单个再沸器上实现反应材质对三甘醇再生影响的判断。
更进一步设计，所述三甘醇再生装置还包括一个闪蒸罐，所述闪蒸罐的入液口与所述三甘醇脱水装置的三甘醇富液出口连接，所述闪蒸罐的排气口连接有废气管道；
所述闪蒸罐的出液口经活性炭过滤器接入贫富液换热装置的富液入口，所述贫富液换热装置的富液出口经管道分别接入N个所述富液阀，所述贫富液换热装置的贫液入口分别连接N个所述贫液阀，所述贫富液换热装置的贫液出口经回流泵接入所述回流管道。
由于模拟气中会掺有少量杂质气体，以此完全模拟天然气情况，而部分杂质气体会在脱水时被三甘醇一并吸收，则需要闪蒸罐对三甘醇富液中的杂质气体进行剥离，活性炭过滤器能吸收部分杂质，进一步对三甘醇提纯，提纯后的富液再与贫液出口流出的贫液进行换热，此时，富液温度高于贫液，换热后贫液中未完全剥离的水分能再分离出，以提升再生效率。
更进一步设计，所述再生塔的塔内空间上部设置有盘绕液道，所述盘绕液道的二个端口延伸出再生塔外表面，并分别接有一个进液开关阀与一个出液开关阀；
所述三甘醇脱水装置的三甘醇富液出口经总管接入N个所述进液开关阀，所述三甘醇再生装置还包括一个闪蒸罐，所述闪蒸罐的入液口分别连接N个所述出液开关阀，所述闪蒸罐的排气口连接有废气管道；
所述闪蒸罐的出液口经活性炭过滤器接入贫富液换热装置的富液入口，所述贫富液换热装置的富液出口经管道分别接入N个所述富液阀，所述贫富液换热装置的贫液入口分别连接N个所述贫液阀，所述贫富液换热装置的贫液出口经回流泵接入所述回流管道。
盘绕液道即用于三甘醇流通的盘旋管道，再生塔内充斥着水蒸气，因此其上部的盘绕液道会经水蒸气加热，在盘绕液道中流经的三甘醇温度上升，再进入闪蒸罐有利于杂质与部分水分更好析出，提升整体效率，同时也可选择三甘醇是否经过加热的盘绕液道，以此判断该步骤对三甘醇再生的影响。
更进一步设计，所述回流泵与所述回流管道之间还设置有气液换热装置，其中，所述所述回流泵接入所述气液换热装置的液道入口，所述回流管道连接所述气液换热装置的液道出口，所述气液换热装置的气道入口连接所述三甘醇脱水装置的出气口，所述气液换热装置的气道出口连接所述排气管道。
通过上述设计，脱水后的模拟气与三甘醇贫液进行换热，能将贫液的温度降低，以防止流入脱水装置中因温度过高蒸发模拟气中的部分水分，影响脱水结果判断。
更进一步设计，所述三甘醇脱水装置设置有吸收塔，所述吸收塔内由上到下布置有M层筛板，每层筛板均开有阵列分布的筛孔；
所述吸收塔顶部为出气口，所述吸收塔上部设置三甘醇贫液入口，其位置高于最上层的所述筛板，所述吸收塔下部设置有进气口与三甘醇富液出口，二者的位置均低于最底层的所述筛板，所述吸收塔底部设置有排污口；
所述吸收塔的进气口连接有过滤分离器的出气口，所述过滤分离器的进气口连接所述待脱水模拟气生成装置的待脱水模拟气出口，所述过滤分离器底部设置有排污口。
上述设计将湿气从吸收塔下部进入，三甘醇由吸收塔上部进入，湿气经层层筛板上升，三甘醇沿筛板的筛孔落下，两者充分接触后完成湿气脱水，完成后的三甘醇富液经下部排出，进入再生装置。
更进一步设计，所述待脱水模拟气生成装置为气体加湿器，该气体加湿器用于盛放纯净水，所述气体加湿器的进气口连接模拟气源。
模拟气源通常采用氮气来模拟天然气，且由于其不易发生反应的特性，在实验过程中更安全，将其通入气体加湿器后就形成带水汽的湿气，以此来模拟天然气带水汽的状态。
更进一步设计，所述三甘醇脱水装置与三甘醇再生装置均固定安装于背板上。此设计便于固定与实验观测。
与现有技术相比，本发明的有益效果：模拟天然气脱水工艺及脱水剂三甘醇再生的情况，三甘醇再生装置模拟不同条件下的三甘醇富液脱水情况，以此找出对三甘醇再生影响较大的因素，精准排查各因素对三甘醇再生的影响，从而为实际生产应用提供理论基础，完成实验教学的目的，同时也为实际生产提供理论基础，减少生产和研发成本。
附图说明
图1为本发明的结构框图；
图2为实施例一的示意图；
图3为实施例二的示意图。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
一种室内实验研究用三甘醇脱水及再生模拟系统，如图1所示，包括待脱水模拟气生成装置1、三甘醇脱水装置2、三甘醇再生装置3，所述待脱水模拟气生成装置1的待脱水模拟气出口连接所述三甘醇脱水装置2的进气口，所述三甘醇脱水装置2的三甘醇贫液入口连接有三甘醇液源4，所述三甘醇脱水装置2顶部的出气口接入排气管道5；
所述三甘醇脱水装置2的三甘醇富液出口连接所述三甘醇再生装置3的入口，所述三甘醇再生装置3的出口经回流管道6连接所述三甘醇脱水装置2的三甘醇贫液入口。
如图2、3中示意，所述待脱水模拟气生成装置1为气体加湿器，该气体加湿器用于盛放纯净水，所述气体加湿器的进气口连接模拟气源，模拟气源中的气体为掺杂有杂质气体的氮气。
所述三甘醇脱水装置2设置有吸收塔21，所述吸收塔21内由上到下布置有M层筛板，每层筛板均开有阵列分布的筛孔；
所述吸收塔21顶部为出气口，所述吸收塔21上部设置三甘醇贫液入口，其位置高于最上层的所述筛板，所述吸收塔21下部设置有进气口与三甘醇富液出口，二者的位置均低于最底层的所述筛板，所述吸收塔21底部设置有排污口；
所述吸收塔21的进气口连接有过滤分离器22的出气口，所述过滤分离器22的进气口连接所述待脱水模拟气生成装置1的待脱水模拟气出口，所述过滤分离器22底部设置有排污口。
所述三甘醇再生装置3设置有3组并行的再沸器组合31，每组所述再沸器组合31的结构一致，均包括再沸器311，所述再沸器311的顶部连通有再生塔312，所述再生塔312顶部开有蒸汽出口，所述再沸器311的底部连通有缓冲罐313，其中，图3所示的实施例二中，所述再生塔312的塔内空间上部设置有盘绕液道312a，所述盘绕液道312a的二个端口延伸出再生塔312外表面，并分别接有一个进液开关阀312b与一个出液开关阀312c；
由于气压与温度对三甘醇反应的影响研究较多，因此本实施方案为简化步骤，将3个再沸器311中的气压均设为大气压，加热温度均控制在190-205℃，第1个再沸器311为铁罐，第2个再沸器311为铝罐，第3个再沸器311为陶瓷罐；
所述再沸器311的入液口设置有富液阀314，所述缓冲罐313的出液口设置有贫液阀315。
实施例一与实施例二的所述三甘醇再生装置3均包括一个闪蒸罐32，所述闪蒸罐32的排气口连接有废气管道7；
所述闪蒸罐32的出液口经活性炭过滤器33接入贫富液换热装置34的富液入口，所述贫富液换热装置34的富液出口经管道分别接入3个所述富液阀314，所述贫富液换热装置34的贫液入口分别连接3个所述贫液阀315，所述贫富液换热装置34的贫液出口经回流泵35接入所述回流管道6。
所述回流泵35与所述回流管道6之间还设置有气液换热装置36，其中，所述所述回流泵35接入所述气液换热装置36的液道入口，所述回流管道6连接所述气液换热装置36的液道出口，所述气液换热装置36的气道入口连接所述三甘醇脱水装置2的出气口，所述气液换热装置36的气道出口连接所述排气管道5。
实施例的贫富液换热装置34与气液换热装置36均优选为板式换热器，其具体结构为由许多冲压有波纹的薄板按一定间隔叠装而成，各薄板之间形成薄矩形通道，通过板片进行热量交换。薄板四周通过垫片密封，并用框架和压紧螺旋重叠压紧而成，薄板和垫片的四个角孔形成了流体的分配管和汇集管，同时又合理地将冷热流体分开，使其分别在每块板片两侧的流道中流动，通过板片进行热交换，是液—液、液—汽进行热交换的理想设备。它具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、应用广泛、使用寿命长等特点。
图2所示的实施例一中，所述闪蒸罐32的入液口与所述三甘醇脱水装置2的三甘醇富液出口直接连接，而图3示意的实施例二则所述三甘醇脱水装置2的三甘醇富液出口经总管23接入3个所述进液开关阀312b，所述三甘醇再生装置3还包括一个闪蒸罐32，所述闪蒸罐32的入液口分别连接3个所述出液开关阀312c。
上述三甘醇脱水装置2与三甘醇再生装置3均固定安装于背板8上。
为便于监测与控制，每个再沸器311对应设置有温度控制器，气体加湿器的出气口、过滤分离器22的出气口、吸收塔21的出气口均设置有湿度计，闪蒸罐32设置有检测内部压力的压力表。
最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种室内实验研究用三甘醇脱水及再生模拟系统，特征在于：包括待脱水模拟气生成装置(1)、三甘醇脱水装置(2)、三甘醇再生装置(3)，所述待脱水模拟气生成装置(1)的待脱水模拟气出口连接所述三甘醇脱水装置(2)的进气口，所述三甘醇脱水装置(2)的三甘醇贫液入口连接有三甘醇液源(4)，所述三甘醇脱水装置(2)顶部的出气口接入排气管道(5)；
所述三甘醇脱水装置(2)的三甘醇富液出口连接所述三甘醇再生装置(3)的入口，所述三甘醇再生装置(3)的出口经回流管道(6)连接所述三甘醇脱水装置(2)的三甘醇贫液入口。
2.根据权利要求1所述的一种室内实验研究用三甘醇脱水及再生模拟系统，特征在于：所述三甘醇再生装置(3)设置有N组并行的再沸器组合(31)，N为大于1的正整数，每组所述再沸器组合(31)的结构一致，均包括再沸器(311)，所述再沸器(311)的顶部连通有再生塔(312)，所述再生塔(312)顶部开有蒸汽出口，所述再沸器(311)的底部连通有缓冲罐(313)，任意二组所述再沸器组合(31)的再沸器(311)或罐内气压相异、或加热温度相异、或罐身材质相异；
所述再沸器(311)的入液口设置有富液阀(314)，所述缓冲罐(313)的出液口设置有贫液阀(315)。
3.根据权利要求2所述的一种室内实验研究用三甘醇脱水及再生模拟系统，特征在于：所述三甘醇再生装置(3)还包括一个闪蒸罐(32)，所述闪蒸罐(32)的入液口与所述三甘醇脱水装置(2)的三甘醇富液出口连接，所述闪蒸罐(32)的排气口连接有废气管道(7)；
所述闪蒸罐(32)的出液口经活性炭过滤器(33)接入贫富液换热装置(34)的富液入口，所述贫富液换热装置(34)的富液出口经管道分别接入N个所述富液阀(314)，所述贫富液换热装置(34)的贫液入口分别连接N个所述贫液阀(315)，所述贫富液换热装置(34)的贫液出口经回流泵(35)接入所述回流管道(6)。
4.根据权利要求2所述的一种室内实验研究用三甘醇脱水及再生模拟系统，特征在于：所述再生塔(312)的塔内空间上部设置有盘绕液道(312a)，所述盘绕液道(312a)的二个端口延伸出再生塔(312)外表面，并分别接有一个进液开关阀(312b)与一个出液开关阀(312c)；
所述三甘醇脱水装置(2)的三甘醇富液出口经总管(23)接入N个所述进液开关阀(312b)，所述三甘醇再生装置(3)还包括一个闪蒸罐(32)，所述闪蒸罐(32)的入液口分别连接N个所述出液开关阀(312c)，所述闪蒸罐(32)的排气口连接有废气管道(7)；
所述闪蒸罐(32)的出液口经活性炭过滤器(33)接入贫富液换热装置(34)的富液入口，所述贫富液换热装置(34)的富液出口经管道分别接入N个所述富液阀(314)，所述贫富液换热装置(34)的贫液入口分别连接N个所述贫液阀(315)，所述贫富液换热装置(34)的贫液出口经回流泵(35)接入所述回流管道(6)。
5.根据权利要求3或4所述的一种室内实验研究用三甘醇脱水及再生模拟系统，特征在于：所述回流泵(35)与所述回流管道(6)之间还设置有气液换热装置(36)，其中，所述所述回流泵(35)接入所述气液换热装置(36)的液道入口，所述回流管道(6)连接所述气液换热装置(36)的液道出口，所述气液换热装置(36)的气道入口连接所述三甘醇脱水装置(2)的出气口，所述气液换热装置(36)的气道出口连接所述排气管道(5)。
6.根据权利要求1所述的一种室内实验研究用三甘醇脱水及再生模拟系统，特征在于：所述三甘醇脱水装置(2)设置有吸收塔(21)，所述吸收塔(21)内由上到下布置有M层筛板，每层筛板均开有阵列分布的筛孔；
所述吸收塔(21)顶部为出气口，所述吸收塔(21)上部设置三甘醇贫液入口，其位置高于最上层的所述筛板，所述吸收塔(21)下部设置有进气口与三甘醇富液出口，二者的位置均低于最底层的所述筛板，所述吸收塔(21)底部设置有排污口；
所述吸收塔(21)的进气口连接有过滤分离器(22)的出气口，所述过滤分离器(22)的进气口连接所述待脱水模拟气生成装置(1)的待脱水模拟气出口，所述过滤分离器(22)底部设置有排污口。
7.根据权利要求1所述的一种室内实验研究用三甘醇脱水及再生模拟系统，特征在于：所述待脱水模拟气生成装置(1)为气体加湿器，该气体加湿器用于盛放纯净水，所述气体加湿器的进气口连接模拟气源。
8.根据权利要求1所述的一种室内实验研究用三甘醇脱水及再生模拟系统，特征在于：所述三甘醇脱水装置(2)与三甘醇再生装置(3)均固定安装于背板(8)上。
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| CN112391216A (zh) * | 2019-08-15 | 2021-02-23 | 中国石化工程建设有限公司 | 一种三甘醇溶剂的再生装置和方法 |
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- 2019-04-24 CN CN201910331893.0A patent/CN110018298A/zh active Pending
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