CN206867946U - 半开式与封闭式相结合分子筛的脱水与再生装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及脱水与再生装置技术领域，是一种半开式与封闭式相结合分子筛的脱水与再生装置；其包括前置过滤器、后置过滤器、A吸附塔和B吸附塔；在A吸附塔的顶部和B吸附塔的顶部分别设有上端口，A吸附塔的上端口与B吸附塔的上端口通过上连通管连接在一起，在A吸附塔的底部和B吸附塔的底部分别设有下端口，A吸附塔的下端口与B吸附塔的下端口通过下连通管连接在一起。本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，通过A吸附塔、B吸附塔、换热器、空冷器、气液分离器、A三通阀和B三通阀的配合使用，实现脱水和循环再生的目的，具有安全可靠的特点，方便了操作，提高了工作效率，降低了生产成本，杜绝了由于外排造成的资源浪费和环境污染。

Description

半开式与封闭式相结合分子筛的脱水与再生装置

技术领域

本实用新型涉及脱水与再生装置技术领域，是一种半开式与封闭式相结合分子筛的脱水与再生装置。

背景技术

井口流出的天然气几乎都为气相水所饱和，甚至会携带一定量的液态水。天然气中水分的存在往往会造成严重的后果: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。水分的存在对天然气是非常不利的事，因此，需要更为严格脱水。

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。低温法脱水是利用高压天然气节流膨胀降温或利用气波机膨胀降温而实现的，这种工艺适合于高压天然气；而对于低压天然气，若要使用则必须增压，从而影响了过程的经济性。溶剂吸收法和固体吸附法目前在天然气工业中应用较广泛。

溶剂吸收法中常采用甘醇类物质作为吸收剂，在甘醇的分子结构中含有羟基和醚键，能与水形成氢键，对水有极强的亲和力，具有较高的脱水深度。甘醇脱水适用于气量稳定的大型天然气处理厂。

固体吸附法是当液体与多孔的固体表面接触时，由于流体分子与固体表面分子之间的相互作用，流体分子会被吸附在固体表面上，导致流体分子在固体表面上含量增多，这种现象称为固体表面的吸附现象。固体吸附法就是利用多孔固体颗粒选择性地吸附流体中一定组分在其内外表面上，从而使流体混合物得以分离的方法。具有一定吸附能力的固体材料称为吸附剂，被吸附的物质称为吸附质。在天然气加工中，脱水、脱硫过程都可以应用吸附法。特别是吸附法脱水，由于其具有深度脱水高、装置简单、占地面积小等优点，天然气在深度脱水、深冷液化和海上平台等方面居于不可动摇的地位。

根据对现有天然气脱水方式对比与分析，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，可以通过改变吸附压力或者温度的方法改变平衡方向再生吸附剂。与甘醇吸附法相比，吸附法脱水后干气体中水含量可低于1x10^-6，对进料气温度、压力和流量变化不敏感，小流量脱水较为经济。

但现有分子筛脱水需高能再生；目前分子筛脱水中再生方式主要采用开放式再生，将再生气排入大气，造成的能源浪费与环境的污染。

发明内容

本实用新型提供了一种半开式与封闭式相结合分子筛的脱水与再生装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有分子筛脱水能耗高，再生气排入大气造成的能源浪费与环境的污染的问题。

本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种半开式与封闭式相结合分子筛的脱水与再生装置，包括前置过滤器、后置过滤器、A吸附塔和B吸附塔；在A吸附塔的顶部和B吸附塔的顶部分别设有上端口，A吸附塔的上端口与B吸附塔的上端口通过上连通管连接在一起，在A吸附塔的底部和B吸附塔的底部分别设有下端口，A吸附塔的下端口与B吸附塔的下端口通过下连通管连接在一起，在上连通管上连接有进料管，在下连通管上连接有出料管，在进料管上固定安装有前置过滤器，在出料管上固定安装有后置过滤器，位于进料管左右两侧的上连通管上分别固定安装有阀门，位于出料管左右两侧的下连通管上分别固定安装有阀门。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：

上述在B吸附塔的外侧有换热器、空冷器、气液分离器、A三通阀和B三通阀；靠近A吸附塔和B吸附塔上端口位置的上连通管上并联有上旁通管，靠近A吸附塔和B吸附塔下端口位置的下连通管上并联有下旁通管；换热器的壳程进口端与上旁通管之间连接有第一管线，换热器的壳程出口端与空冷器的进口端通过第二管线连接在一起，空冷器的出口端与气液分离器的进料端通过第三管线连接在一起，气液分离器的出气端与A三通阀的进口端通过第四管线连接在一起，A三通阀的第一出口端与进料管之间连接有第五管线，A三通阀的第二出口端与B三通阀的进口端之间连接有第六管线，B三通阀的第一出口端与下旁通管之间连接有第七管线，在第六管线上固定安装有循环风机，在第七管线上固定安装有加热器，位于第一管线左右两侧的上旁通管上分别固定安装有阀门，位于第七管线左右两侧的下旁通管上分别固定安装有阀门。

上述B三通阀的第二出口端与换热器的管程进口端之间连接有第八管线，在换热器的管程出口端与第七管线之间连接有第九管线。

上述在A三通阀与循环风机之间的第六管线与出料管之间连接有第十管线，在第十管线上固定安装有阀门。

上述加热器为电加热器。

上述在A吸附塔的下侧有撬座，前置过滤器、后置过滤器、A吸附塔、B吸附塔、空冷器和气液分离器均固定安装在撬座上。

本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，通过A吸附塔、B吸附塔、换热器、空冷器、气液分离器、A三通阀和B三通阀的配合使用，实现脱水和循环再生的目的，具有安全可靠的特点，方便了操作，提高了工作效率，降低了生产成本，杜绝了由于外排造成的资源浪费和环境污染。

附图说明

附图1为本实用新型最佳实施例的工艺流程图。

附图中的编码分别为：1为前置过滤器，2为后置过滤器，3为A吸附塔，4为B吸附塔，5为上连通管，6为下连通管，7为进料管，8为出料管，9为阀门，10为换热器，11为空冷器，12为气液分离器，13为A三通阀，14为B三通阀，15为上旁通管，16为下旁通管，17为第一管线，18为第二管线，19为第三管线，20为第四管线，21为第五管线，22为第六管线，23为第七管线，24为循环风机，25为加热器，26为第八管线，27为第九管线，28为第十管线。

具体实施方式

本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：

如附图1所示，该半开式与封闭式相结合分子筛的脱水与再生装置包括前置过滤器1、后置过滤器2、A吸附塔3和B吸附塔4；在A吸附塔3的顶部和B吸附塔4的顶部分别设有上端口，A吸附塔3的上端口与B吸附塔4的上端口通过上连通管5连接在一起，在A吸附塔3的底部和B吸附塔4的底部分别设有下端口，A吸附塔3的下端口与B吸附塔4的下端口通过下连通管6连接在一起，在上连通管5上连接有进料管7，在下连通管6上连接有出料管8，在进料管7上固定安装有前置过滤器1，在出料管8上固定安装有后置过滤器2，位于进料管7左右两侧的上连通管5上分别固定安装有阀门9，位于出料管8左右两侧的下连通管6上分别固定安装有阀门9。A吸附塔3和B吸附塔4均为结构相同公知公用的分子筛吸附塔；通过A吸附塔3和B吸附塔4，实现天然气脱水的目的，具有安全可靠的特点，方便了操作，提高了工作效率。A吸附塔3和B吸附塔4可实现一塔脱水一塔再生，从而保证生产的连续运行。

可根据实际需要，对上述半开式与封闭式相结合分子筛的脱水与再生装置作进一步优化或/和改进：

如附图1所示，在B吸附塔4的外侧有换热器10、空冷器11、气液分离器12、A三通阀13和B三通阀14；靠近A吸附塔3和B吸附塔4上端口位置的上连通管5上并联有上旁通管15，靠近A吸附塔3和B吸附塔4下端口位置的下连通管6上并联有下旁通管16；换热器10的壳程进口端与上旁通管15之间连接有第一管线17，换热器10的壳程出口端与空冷器11的进口端通过第二管线18连接在一起，空冷器11的出口端与气液分离器12的进料端通过第三管线19连接在一起，气液分离器12的出气端与A三通阀13的进口端通过第四管线20连接在一起，A三通阀13的第一出口端与进料管7之间连接有第五管线21，A三通阀13的第二出口端与B三通阀14的进口端之间连接有第六管线22，B三通阀14的第一出口端与下旁通管16之间连接有第七管线23，在第六管线22上固定安装有循环风机24，在第七管线23上固定安装有加热器25，位于第一管线17左右两侧的上旁通管15上分别固定安装有阀门9，位于第七管线23左右两侧的下旁通管16上分别固定安装有阀门9。换热器10、空冷器11、气液分离器12、A三通阀13和B三通阀14均为公知公用；通过A吸附塔3、B吸附塔4、换热器10、空冷器11、气液分离器12、A三通阀13和B三通阀14的配合使用，实现脱水和循环再生的目的，具有安全可靠的特点，方便了操作，提高了工作效率，降低了生产成本，杜绝了由于外排造成的资源浪费和环境污染。

如附图1所示，B三通阀14的第二出口端与换热器10的管程进口端之间连接有第八管线26，在换热器10的管程出口端与第七管线23之间连接有第九管线27。这样，便于更好的换热，降低了能耗。

如附图1所示，在A三通阀13与循环风机24之间的第六管线22与出料管8之间连接有第十管线28，在第十管线28上固定安装有阀门9。

根据需要，加热器25为电加热器。这样，便于更好的加热。换热器10的目的是利用余热换热，提高加热器25进口温度，减少加热器25的负荷，减少空冷器11进口温度，减少空冷器11的负荷，有效节能。

根据需要，在A吸附塔3的下侧有撬座，前置过滤器1、后置过滤器2、A吸附塔3、B吸附塔4、空冷器11和气液分离器12均固定安装在撬座上。这样，便于更好的搬迁，占地小；同时针对克拉玛依富城能源公司主要回收伴生气、井口放空，气量小，地理位置偏远等特征，脱水方式选用固体吸附法，材料为分子筛，采用撬装化装置，方便搬迁。

以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

本实用新型最佳实施例的使用过程：流程分为三个阶段吸附、再生和冷吹。吸附：原料湿气通过进料管7进入前置过滤器1内除去液、固体杂质后，进入A吸附塔3脱水，经过脱水后的气体从A吸附塔3塔底出来进入后置过滤器2进行除杂过滤，最后通过出料管8向外输送。再生可分为两种方式，半开式再生、冷吹：从A吸附塔3塔底出来的部分干气，通过第十管线28和循环风机24增压进入加热器25加热到180℃左右后，由下向上流入B吸附塔4的加热床层，去除吸附剂所吸附的水，恢复吸附剂活性。冷吹：从B吸附塔4塔顶出来的再生湿气进入换热器10壳程初步换热，壳程出来的湿气通过空冷器11，冷却降温到60℃左右，大部分水蒸气在气液分离器12内凝析、分出；脱除游离水的再生气由气液分离器12返回原料气，与原料气一起进行干燥；封闭式再生、冷吹：B吸附塔4塔内滞留带有饱和水的湿气，通过循环风机24增压从塔顶出来，进入换热器10壳程与管程的冷源换热，壳程出来的湿气经过空冷器11冷却降温到60℃左右，大部分水蒸气在气液分离器12内凝析、分出。脱除游离水的再生气由循环风机24进入换热器10的管程与壳程的热源换热，管程出来的湿气经过加热器25加热到180℃左右后，由下向上返回到B吸附塔4的加热床层，去除吸附剂所吸附的水，恢复吸附剂活性。两种再生方式的切换通过气液分离器12后端的A三通阀13实现，当向上的A三通阀13的第一出口打开，向下的A三通阀13的第二出口关闭时，实现的是半开式循环再生流程；当向上的A三通阀13的第一出口关闭，向下的A三通阀13的第二出口打开时，实现的是闭式循环再生流程。

Claims (10)

1.一种半开式与封闭式相结合分子筛的脱水与再生装置，其特征在于包括前置过滤器、后置过滤器、A吸附塔和B吸附塔；在A吸附塔的顶部和B吸附塔的顶部分别设有上端口，A吸附塔的上端口与B吸附塔的上端口通过上连通管连接在一起，在A吸附塔的底部和B吸附塔的底部分别设有下端口，A吸附塔的下端口与B吸附塔的下端口通过下连通管连接在一起，在上连通管上连接有进料管，在下连通管上连接有出料管，在进料管上固定安装有前置过滤器，在出料管上固定安装有后置过滤器，位于进料管左右两侧的上连通管上分别固定安装有阀门，位于出料管左右两侧的下连通管上分别固定安装有阀门。

2.根据权利要求1所述的半开式与封闭式相结合分子筛的脱水与再生装置，其特征在于B吸附塔的外侧有换热器、空冷器、气液分离器、A三通阀和B三通阀；靠近A吸附塔和B吸附塔上端口位置的上连通管上并联有上旁通管，靠近A吸附塔和B吸附塔下端口位置的下连通管上并联有下旁通管；换热器的壳程进口端与上旁通管之间连接有第一管线，换热器的壳程出口端与空冷器的进口端通过第二管线连接在一起，空冷器的出口端与气液分离器的进料端通过第三管线连接在一起，气液分离器的出气端与A三通阀的进口端通过第四管线连接在一起，A三通阀的第一出口端与进料管之间连接有第五管线，A三通阀的第二出口端与B三通阀的进口端之间连接有第六管线，B三通阀的第一出口端与下旁通管之间连接有第七管线，在第六管线上固定安装有循环风机，在第七管线上固定安装有加热器，位于第一管线左右两侧的上旁通管上分别固定安装有阀门，位于第七管线左右两侧的下旁通管上分别固定安装有阀门。

3.根据权利要求2所述的半开式与封闭式相结合分子筛的脱水与再生装置，其特征在于B三通阀的第二出口端与换热器的管程进口端之间连接有第八管线，在换热器的管程出口端与第七管线之间连接有第九管线。

4.根据权利要求2或3所述的半开式与封闭式相结合分子筛的脱水与再生装置，其特征在于A三通阀与循环风机之间的第六管线与出料管之间连接有第十管线，在第十管线上固定安装有阀门。

5.根据权利要求2或3所述的半开式与封闭式相结合分子筛的脱水与再生装置，其特征在于加热器为电加热器。

6.根据权利要求4所述的半开式与封闭式相结合分子筛的脱水与再生装置，其特征在于加热器为电加热器。

7.根据权利要求2或3所述的半开式与封闭式相结合分子筛的脱水与再生装置，其特征在于A吸附塔的下侧有撬座，前置过滤器、后置过滤器、A吸附塔、B吸附塔、空冷器和气液分离器均固定安装在撬座上。

8.根据权利要求4所述的半开式与封闭式相结合分子筛的脱水与再生装置，其特征在于A吸附塔的下侧有撬座，前置过滤器、后置过滤器、A吸附塔、B吸附塔、空冷器和气液分离器均固定安装在撬座上。

9.根据权利要求5所述的半开式与封闭式相结合分子筛的脱水与再生装置，其特征在于A吸附塔的下侧有撬座，前置过滤器、后置过滤器、A吸附塔、B吸附塔、空冷器和气液分离器均固定安装在撬座上。

10.根据权利要求6所述的半开式与封闭式相结合分子筛的脱水与再生装置，其特征在于A吸附塔的下侧有撬座，前置过滤器、后置过滤器、A吸附塔、B吸附塔、空冷器和气液分离器均固定安装在撬座上。