CN217662430U - 一种天然气纯化装置 - Google Patents

Abstract

一种天然气纯化装置，包括天然气缓冲罐、天然气吸附塔、原料气缓冲罐、燃料气缓冲罐，天然气缓冲罐的出气端通过第三管路与天然气吸附塔的进气端相连，天然气吸附塔的出气端通过第一管路与原料气缓冲罐相连，该第一管路上设置第一程控阀，通过第二管路与燃料气缓冲罐相连，该第二管路上设置第二程控阀，第一、第二、第三管路上依次设置第一、第二、第三阀门，燃料气缓冲罐中设有压力传感器，该压力传感器与第一、第二、第三阀门电连接，当检测到燃料气缓冲罐内压力≥0.15MPa，控制第一阀门、第二阀门、第三阀门关闭。本实用新型结构简单、改装成本低，可杜绝高压原料气串入低压燃料气中，保证生产安全。

Description

一种天然气纯化装置

技术领域

本实用新型涉及化工领域，特别涉及一种天然气纯化装置。

背景技术

在二硫化碳生产过程中，为得到纯净的原料气(甲烷含量在99％以上的天然气)，将外购含有杂质(乙烷、丙烷等)和水分的天然气进入天然气净化系统，在吸附塔(数量为多个，切换使用)内经过吸附剂(主要成分为三氧化二铝)高压吸附(压力1.2MPa)除去杂质得到较为纯净的原料气，吸附饱和后的吸附塔通过减压(压力低于0.1MPa)解析出吸附剂内的杂质气体(作为二硫化碳生产过程的燃料气使用)。

这种净化系统在使用过程中存在以下问题：因天然气在净化过程中，吸附和解析过程用程控阀自动控制切换，当程控阀出现故障时，会导致压力为1.2MPa的原料气串入压力低于0.1MPa的燃料气中，由于燃料气输送系统为低压设计，造成极大的安全隐患。

因此，如何设计一种安全可靠的天然气纯化装置，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种天然气纯化装置，其结构简单、改装成本低，可杜绝高压原料气串入低压燃料气中，保证生产安全。

本实用新型的技术方案是：一种天然气纯化装置，包括天然气缓冲罐、天然气吸附塔、原料气缓冲罐、燃料气缓冲罐，天然气吸附塔的数量至少为两个，并联设置，天然气吸附塔中设置有三氧化二铝分子筛层，天然气缓冲罐的进气端用于与天然气源相连，天然气缓冲罐的出气端通过第三管路与天然气吸附塔的进气端相连，各天然气吸附塔的进气端设置阀门控制开闭，天然气吸附塔的出气端通过第一管路与原料气缓冲罐相连，该第一管路上设置第一程控阀，天然气吸附塔的出气端通过第二管路与燃料气缓冲罐相连，该第二管路上设置第二程控阀，所述第一管路、第二管路、第三管路上依次设置第一阀门、第二阀门、第三阀门，所述燃料气缓冲罐中设有压力传感器，该压力传感器与第一阀门、第二阀门、第三阀门电连接，当检测到燃料气缓冲罐内压力≥0.15MPa，控制第一阀门、第二阀门、第三阀门关闭。

优选的，所述天然气吸附塔的进气端位于天然气吸附塔的下端，天然气吸附塔的出气端位于天然气吸附塔的上端。

优选的，所述第一阀门位于第一程控阀的上游。

优选的，所述第二阀门位于第二程控阀的上游。

进一步的，所述第一阀门、第二阀门、第三阀门均为气动阀。

进一步的，所述天然气缓冲罐、天然气吸附塔的底部均设有排液口，且通过阀门控制开闭。

采用上述技术方案具有以下有益效果：

1、天然气纯化装置包括天然气缓冲罐、天然气吸附塔、原料气缓冲罐、燃料气缓冲罐。天然气吸附塔的数量至少为两个，并联设置，天然气吸附塔中设置有三氧化二铝分子筛层，用于在高压条件下吸附大部分乙烷、丙烷，并在低压条件下解吸出，至少两个天然气吸附塔并联设置，切换工作状态(吸附或解吸)，实现天然气的连续纯化。天然气缓冲罐的进气端用于与天然气源相连，天然气缓冲罐的出气端通过第三管路与天然气吸附塔的进气端相连，各天然气吸附塔的进气端设置阀门控制开闭，也即，含有杂质，如乙烷、丙烷及水分的粗品天然气经过天然气缓冲罐缓冲减速后，进入天然气吸附塔中，进行纯化分离。天然气吸附塔的出气端通过第一管路与原料气缓冲罐相连，该第一管路上设置第一程控阀，天然气吸附塔的出气端通过第二管路与燃料气缓冲罐相连，该第二管路上设置第二程控阀，在正常情况下，高压吸附除去杂质得到的较为纯净的原料气，第一程控阀开启，净化后的高压原料气经第一管路进入原料气缓冲罐，至对应的天然气吸附塔吸附饱和后，第一程控阀关闭，第二程控阀开启，通过负压解吸，使解吸出的乙烷、丙烷作为燃料气进入燃料气缓冲罐。所述第一管路、第二管路、第三管路上依次设置第一阀门、第二阀门、第三阀门，所述燃料气缓冲罐中设有压力传感器，该压力传感器与第一阀门、第二阀门、第三阀门电连接，当检测到燃料气缓冲罐内压力≥0.15MPa，控制第一阀门、第二阀门、第三阀门关闭，当出现意外情况，如第二程控阀出现损害，导致高压原料气经第二管路串入燃料气缓冲罐(低压)，至压力达到0.15MPa或以上时，压力传感器发出信号控制第一阀门、第二阀门、第三阀门同时关闭，切断高压原料气的流动，可有效避免高压原料气串入低压输送系统中，避免发生意外事故。当故障解除后，可人工复位第一阀门、第二阀门、第三阀门，使天然气纯化装置恢复纯化作业。

2、天然气吸附塔的进气端位于天然气吸附塔的下端，天然气吸附塔的出气端位于天然气吸附塔的上端，使得天然气从下往上穿过天然气吸附塔的三氧化二铝分子筛层，使得天然气夹杂的水分汇集在分子筛层的底部，且在重力作用下滴落至天然气吸收塔的底部，提高分子筛层的使用寿命。

3、第一阀门位于第一程控阀的上游，第二阀门位于第二程控阀的上游，当需要维护处理时，第一程控阀、第二程控阀与高压原料气分别经第一阀门和第二阀门隔断，保证维护安全。

4、天然气缓冲罐、天然气吸附塔的底部均设有排液口，且通过阀门控制开闭，汇集在天然气缓冲罐、天然气吸附塔内的水分可通过排液口排出，满足实际需求。

下面结合附图和具体实施方式作进一步的说明。

附图说明

图1为本实用新型的连接示意图。

附图中，1为天然气缓冲罐，2为天然气吸附塔，3为原料气缓冲罐，4为燃料气缓冲罐，5为第一程控阀，6为第二程控阀，7为压力传感器，8为排液口，11为第三管路，12为第二管路，13为第三管路，a为第一阀门，b为第二阀门，c为第三阀门。

具体实施方式

本实用新型中，未标注具体结构或型号的设备、部件通常选用化工领域常规的设备或部件，未标注具体连接方式的通常为化工领域常规的连接方式或厂家建议的连接方式。

参见图1，为一种天然气纯化装置的具体实施例。天然气纯化装置包括天然气缓冲罐1、天然气吸附塔2、原料气缓冲罐3、燃料气缓冲罐4。天然气吸附塔2的数量为两个，并联设置，天然气吸附塔2中设置有三氧化二铝分子筛层。天然气缓冲罐1的进气端用于与天然气源相连，天然气缓冲罐1的出气端通过第三管路13与天然气吸附塔2的进气端相连，各天然气吸附塔2的进气端设置阀门控制开闭，具体的，天然气缓冲罐、天然气吸附塔的底部均设有排液口8，且通过阀门控制开闭，各天然气吸附塔的进气端设置在塔体的下端，位于三氧化二铝分子筛层的下方，各天然气吸附塔的出气端设置在塔体的上端，位于三氧化二铝分子筛层的上方。天然气吸附塔2的出气端通过第一管路11与原料气缓冲罐3相连，该第一管路11上设置第一程控阀5，天然气吸附塔2的出气端通过第二管路12与燃料气缓冲罐4相连，该第二管路12上设置第二程控阀6。所述第一管路11、第二管路12、第三管路13上依次设置第一阀门a、第二阀门b、第三阀门c，具体的，第一阀门、第二阀门、第三阀门均采用气动阀，第一阀门位于第一程控阀的上游，第二阀门位于第二程控阀的上游。所述燃料气缓冲罐4中设有压力传感器7，该压力传感器7与第一阀门a、第二阀门b、第三阀门c电连接，当检测到燃料气缓冲罐内压力≥0.15MPa，控制第一阀门、第二阀门、第三阀门关闭。

本实用新型的工作原理为，正常情况下，第一阀门、第二阀门、第三阀门处于常开状态。外界含杂质及水分的天然气(高压)经天然气缓冲罐减速缓冲后，先经第三管路进入第一个天然气吸附塔内，经三氧化二铝分子筛层吸附分离后，第一程控阀开启，较为纯净的高压天然气(1.2MPa)经第一管路进入原料气缓冲罐，作为原料使用，当这个天然气吸附塔吸附饱和后，第一程控阀关闭，且开启第二个程控阀，在负压条件下解吸，且解吸的乙烷、丙烷(压力低于0.1MPa)经第二管路进入燃料气缓冲罐，作为燃料使用。外界含杂质及水分的天然气(高压)经天然气缓冲罐减速缓冲后，经第三管路进入第二个天然气吸附塔内进行吸附分离，且较为纯净的高压天然气连续进入原料气缓冲罐，满足使用需求，至吸附饱和后，对应的第一程控阀关闭而第二程控阀开启，进行解吸，同时第一个天然气吸附塔解吸完毕再次进行天然气分离纯化，形成交替运行。当出现意外事故，如程控阀损坏，使得燃料气缓冲罐内的压力增大，至0.15MPa，第一阀门、第二阀门、第三阀门均关闭，待故障解除后，人工复位第一阀门、第二阀门、第三阀门，恢复纯化作业。

Claims (6)

1.一种天然气纯化装置，包括天然气缓冲罐(1)、天然气吸附塔(2)、原料气缓冲罐(3)、燃料气缓冲罐(4)，天然气吸附塔(2)的数量至少为两个，并联设置，天然气吸附塔(2)中设置有三氧化二铝分子筛层，天然气缓冲罐(1)的进气端用于与天然气源相连，天然气缓冲罐(1)的出气端通过第三管路(13)与天然气吸附塔(2)的进气端相连，各天然气吸附塔(2)的进气端设置阀门控制开闭，天然气吸附塔(2)的出气端通过第一管路(11)与原料气缓冲罐(3)相连，该第一管路(11)上设置第一程控阀(5)，天然气吸附塔(2)的出气端通过第二管路(12)与燃料气缓冲罐(4)相连，该第二管路(12)上设置第二程控阀(6)，其特征在于：所述第一管路(11)、第二管路(12)、第三管路(13)上依次设置第一阀门(a)、第二阀门(b)、第三阀门(c)，所述燃料气缓冲罐(4)中设有压力传感器(7)，该压力传感器(7)与第一阀门(a)、第二阀门(b)、第三阀门(c)电连接，当检测到燃料气缓冲罐内压力≥0.15MPa，控制第一阀门、第二阀门、第三阀门关闭。

2.根据权利要求1所述的天然气纯化装置，其特征在于：所述天然气吸附塔(2)的进气端位于天然气吸附塔的下端，天然气吸附塔(2)的出气端位于天然气吸附塔的上端。

3.根据权利要求1所述的天然气纯化装置，其特征在于：所述第一阀门(a)位于第一程控阀(5)的上游。

4.根据权利要求1所述的天然气纯化装置，其特征在于：所述第二阀门(b)位于第二程控阀(6)的上游。

5.根据权利要求1所述的天然气纯化装置，其特征在于：所述第一阀门(a)、第二阀门(b)、第三阀门(c)均为气动阀。

6.根据权利要求1所述的天然气纯化装置，其特征在于：所述天然气缓冲罐(1)、天然气吸附塔(2)的底部均设有排液口(8)，且通过阀门控制开闭。

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