CN218290822U - 一种利用系统压力再生的天然气脱水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种利用系统压力再生的天然气脱水系统，涉及天然气脱水技术领域，包括：分子筛脱水塔、分子筛再生塔、过滤分离器、第一调节阀、出口过滤器、第二调节阀、流量计、换热器和加热器；所述过滤分离器、第一调节阀、分子筛脱水塔和出口过滤器依次通过管路连接，天然气在其内依次流通形成分子筛脱水线路；所述第二调节阀的进口与过滤分离器的出口连接用于输入再生气，第二调节阀、流量计、换热器、加热器和分子筛再生塔依次通过管路连接，再生气在其内依次流通形成分子筛干燥线路；所述第一调节阀调节后的气体压力小于所述第二调节阀调节后的气体压力，第二调节阀和流量计配合为分子筛干燥线路提供稳定的再生流量。

Description

一种利用系统压力再生的天然气脱水系统

技术领域

本实用新型涉及天然气脱水技术领域，更具体地说涉及一种利用系统压力再生的天然气脱水系统。

背景技术

随着我国城市化的发展，越来越多的地方开始使用天然气作为燃料。但管道气进入长输管道前需要对水露点进行控制，因此需要对处理好的原料气进行最后一道含水量的控制。

对天然气进行深度脱水的方法有很多，我们常用的分子筛脱水法，一般使用一个塔脱水工作而另一个塔进行填料的再生。再生的方式现使用的方法较多如使用外接高压气源，或者使用压缩机将干燥气体升压后重新注入；两种方法都有一定的利弊，外接高压气源每个处理站不一定有；压缩机提升干燥气重新注入会导致压缩机的连续负荷工作，压缩机的使用寿命特别短暂，维修量巨大。

例如，公开号为CN208898830U的专利，公开了一种带有预脱水模块的天然气脱水系统，预脱水模块包括预冷换热器、预脱水气液分离器；分子筛脱水模块包括第一分子筛脱水塔，分子筛再生模块包括增压压缩机、加热换热器，增压压缩机与天然气外输管进行连接，增压压缩机与加热换热器连接，加热换热器与第一分子筛脱水塔的底部端口进行连接，第一分子筛脱水塔的顶部端口与空冷器进行连接，空冷器与预冷换热器进行连接。本实用新型脱水系统在分子筛脱水前加装预脱水模块，一方面降低了天然气进入分子筛脱水塔的入口温度，提高分子筛的脱水效果，另一方面天然气降温使含有的水蒸气预冷凝结成液态水，随即脱去，起到了预脱水的目的。

上述专利公开的天然气脱水系统，采用的是利用增压压缩机提供动力，实现再生，其会导致压缩机的连续负荷工作，压缩机的使用寿命特别短暂，维修量巨大。

实用新型内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种利用系统压力再生的天然气脱水系统，以解决上述再生使用外接高压气源，或者使用压缩机将干燥气体升压后重新注入等方式存在的缺陷。本实用新型提出一种新的再生工艺，利用系统本身的压力来产生一个压差，从而维持整个再生系统的运行。

为了实现以上目的，本实用新型采用的技术方案：

一种利用系统压力再生的天然气脱水系统，包括：分子筛脱水塔、分子筛再生塔、过滤分离器、第一调节阀、出口过滤器、第二调节阀、流量计、换热器和加热器；

所述过滤分离器、第一调节阀、分子筛脱水塔和出口过滤器依次通过管路连接，天然气在其内依次流通形成分子筛脱水线路；

所述第二调节阀的进口与过滤分离器的出口连接用于输入再生气，第二调节阀、流量计、换热器、加热器和分子筛再生塔依次通过管路连接，再生气在其内依次流通形成分子筛干燥线路；

所述第一调节阀调节后的气体压力小于所述第二调节阀调节后的气体压力，第二调节阀和流量计配合为分子筛干燥线路提供稳定的再生流量。

进一步的是，所述分子筛干燥线路中，在流动方向上，所述分子筛再生塔的出口通过管路连通至所述换热器，所述换热器再依次通过管路连接冷凝风机、气液分离器和分子筛脱水塔。

进一步的是，还包括第一进出塔阀组和第二进出塔阀组，所述分子筛脱水塔和分子筛再生塔的进出气均通过所述第一进出塔阀组和第二进出塔阀组与外部设备连接。

进一步的是，所述过滤分离器和气液分离器均连接有排污管。

进一步的是，所述分子筛脱水塔、分子筛再生塔和过滤分离器均连接有放空管。

进一步的是，所述第二调节阀前端管路上设置有止回阀。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的天然气脱水系统，设置有两条线路，过滤分离器、第一调节阀、分子筛脱水塔和出口过滤器依次通过管路连接，天然气在其内依次流通形成分子筛脱水线路，天然气经过该线路得到纯净气；第二调节阀、流量计、换热器、加热器和分子筛再生塔依次通过管路连接，再生气在其内依次流通形成分子筛干燥线路，该线路对吸收饱和的分子筛进行脱水处理，使其变成干燥的分子筛进入下一轮的工作。

本实用新型提供的天然气脱水系统，第一调节阀调节后的气体压力小于第二调节阀调节后的气体压力，第二调节阀和流量计配合为分子筛干燥线路提供稳定的再生流量，两个调节阀产生一个恒定的压差，在这个恒定的压差作用下为再生的气体提供一个源源不断的动力，使得再生气体通过各个工艺设备后的压力略大于分子筛脱水线路的气体压力，从而能顺利的进入主管与原料气一起进入主塔脱水后外输。

附图说明

图1为本实用新型的示意图；

附图标记：

1、分子筛脱水塔；2、分子筛再生塔；3、过滤分离器；4、第一调节阀；5、出口过滤器；6、第二调节阀；7、流量计；8、换热器；9、加热器；10、冷凝风机；11、气液分离器；12、第一进出塔阀组；13、第二进出塔阀组；14、排污管；15、放空管；16、止回阀。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。

实施例1

一种利用系统压力再生的天然气脱水系统，如图1所示，包括：分子筛脱水塔1、分子筛再生塔2、过滤分离器3、第一调节阀4、出口过滤器5、第二调节阀6、流量计7、换热器8和加热器9；

过滤分离器3、第一调节阀4、分子筛脱水塔1和出口过滤器5依次通过管路连接，天然气在其内依次流通形成分子筛脱水线路；

第二调节阀6的进口与过滤分离器3的出口连接用于输入再生气，第二调节阀6、流量计7、换热器8、加热器9和分子筛再生塔2依次通过管路连接，再生气在其内依次流通形成分子筛干燥线路；

第一调节阀4调节后的气体压力小于第二调节阀6调节后的气体压力，第二调节阀6和流量计7配合为分子筛干燥线路提供稳定的再生流量。

本实施例中，分子筛脱水塔1用于对天然气进行脱水；分子筛再生塔2用于对吸收饱和的分子筛进行脱水处理，使其变成干燥的分子筛进入下一轮的工作。

分子筛脱水塔1和分子筛再生塔2可相互转变。具体的，分子筛脱水塔1在对天然气进行脱水一段时间后，其分子筛吸收饱和，需要对其进行脱水处理，使其变成干燥的分子筛，此时分子筛脱水塔1转变为分子筛再生塔2。分子筛再生塔2在干燥一段时间后，其吸收饱和的分子筛变成干燥的分子筛，此时可利用干燥的分子筛对天然气进行脱水，也即分子筛再生塔2转变成分子筛脱水塔1。

分子筛脱水塔1和分子筛再生塔2的具体数量可根据具体的实际情况设置，优先的，可设置一个分子筛脱水塔1和一个分子筛再生塔2，分子筛脱水塔1和分子筛再生塔2并列。

过滤分离器3用于将饱和原料中的固体颗粒及游离水脱去；第一调节阀4用于调节分子筛脱水线路上的气体压力；出口过滤器5用于将残余的分子筛残渣滤去；第二调节阀6用于调节分子筛干燥线路上的气体压力；流量计7用于调节分子筛干燥线路上的气体流量；换热器8用于对再生气进行预热；加热器9用于将气体提升到规定的再生温度。

本实施例中，设置有两条线路，过滤分离器3、第一调节阀4、分子筛脱水塔1和出口过滤器5依次通过管路连接，天然气在其内依次流通形成分子筛脱水线路，天然气经过该线路得到纯净气；第二调节阀6、流量计7、换热器8、加热器9和分子筛再生塔2依次通过管路连接，再生气在其内依次流通形成分子筛干燥线路，该线路对吸收饱和的分子筛进行脱水处理，使其变成干燥的分子筛进入下一轮的工作。

本实施例中，第一调节阀4调节后的气体压力小于第二调节阀6调节后的气体压力，第二调节阀6和流量计7配合为分子筛干燥线路提供稳定的再生流量。如图1所示，第一调节阀4将系统压力降低，既图示中压力P0减压至P1产生一个恒定的压差△P，使用第二调节阀6联合流量计7为再生提供一个稳定的再生流量；因此在这个恒定的压差△P作用下为再生的气体提供一个源源不断的动力，使得再生气体通过各个工艺设备后的压力略大于P1后，从而能顺利的进入主管与原料气一起进入主塔脱水后外输。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上作进一步的阐述，如图1所示，分子筛干燥线路中，在流动方向上，分子筛再生塔2的出口通过管路连通至换热器8中，换热器8再依次通过管路连接冷凝风机10、气液分离器11和分子筛脱水塔1。

本实施例中，再生气经过分子筛再生塔2后，再进入换热器8，换热器8对其提升温度；换热后的饱和气体进入冷凝风机10，冷凝风机10将其冷却到环境温度后饱和水析出；之后进入气液分离器11，气液分离器11将气液分离排出后，冷却气体进入分子筛脱水塔1，进入正常的脱水状态。

如图1所示，还包括第一进出塔阀组12和第二进出塔阀组13，分子筛脱水塔1和分子筛再生塔2的进出气均通过第一进出塔阀组12和第二进出塔阀组13与外部设备连接。本实施例中，第一进出塔阀组12设置在分子筛脱水塔1和分子筛再生塔2下方，第二进出塔阀组13设置在分子筛脱水塔1和分子筛再生塔2上方，第一进出塔阀组12和第二进出塔阀组13均包括四个调节阀，通过各个调节阀的配合，实现分子筛脱水、分子筛干燥等功能。

如图1所示，过滤分离器3和气液分离器11均连接有排污管14用于排污。

如图1所示，分子筛脱水塔1、分子筛再生塔2和过滤分离器3均连接有放空管15，用于气体放空。

如图1所示，第二调节阀6前端管路上设置有止回阀16，用于防止气体回流。

为了更好的理解本实用新型，下面对本实用新型的工作原理作一次完整的描述：

一、分子筛直接脱水

如图1所示，将饱和原料气从上游进入过滤分离器3中，过滤分离器3将固体颗粒及游离水脱去，天然气经过第一调节阀4后，再经过第一进出塔阀组12（第一进出塔阀组12通过阀门的开关来屏蔽天然气进入分子筛再生塔2内）后进入分子筛脱水塔1，分子筛脱水塔1对天然气进行脱水，脱水后的天然气经第二进出塔阀组13（第二进出塔阀组13通过阀门的开关来屏蔽天然气进入分子筛再生塔2内）后进入出口过滤器5，出口过滤器5将残余的分子筛残渣滤去，纯净气进入下游管道进行输配。

二、对吸收饱和的分子筛进行脱水处理

分子筛脱水塔1在使用一段时间后，其分子筛吸收饱和，需要对其进行脱水处理，使其变成干燥的分子筛，此时分子筛脱水塔1转变为分子筛再生塔2。对分子筛再生塔2内的分子筛进行干燥的工作路线及原理如下：

如图1所示，过滤分离器3过滤分离后的气体，经止回阀16、第二调节阀6和流量计7后，再生气体进入换热器8预热、进入加热器9把气体提升到规定的再生温度，再生气体再经第二进出塔阀组13（第二进出塔阀组13通过阀门的开关来屏蔽天然气进入分子筛脱水塔1内）后进入分子筛再生塔2，再生气体和分子筛再生塔2饱和分子筛充分接触后，去除分子筛吸附的水，以使其恢复活性，再生气体变为潮湿的再生气体，潮湿的再生气体离开分子筛再生塔2，再经第一进出塔阀组12（第一进出塔阀组12通过阀门的开关来屏蔽天然气进入分子筛脱水塔1内）后进入换热器8，利用余热来提升冷气温度；换热后的饱和气体进入冷凝风机10冷却到环境温度饱和水析出后，进入气液分离器11，气液分离器11将气液分离排出后，气体再次进入分子筛脱水塔1，进入正常的脱水状态，此时完成了一个循环。

以上对本实用新型的实施方式进行了具体说明，但本实用新型并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种等同变型或替换，这些等同或替换均包含在本实用新型权利要求所限定的范围内。

Claims (6)

1.一种利用系统压力再生的天然气脱水系统，其特征在于，包括：分子筛脱水塔（1）、分子筛再生塔（2）、过滤分离器（3）、第一调节阀（4）、出口过滤器（5）、第二调节阀（6）、流量计（7）、换热器（8）和加热器（9）；

所述过滤分离器（3）、第一调节阀（4）、分子筛脱水塔（1）和出口过滤器（5）依次通过管路连接，天然气在其内依次流通形成分子筛脱水线路；

所述第二调节阀（6）的进口与过滤分离器（3）的出口连接用于输入再生气，第二调节阀（6）、流量计（7）、换热器（8）、加热器（9）和分子筛再生塔（2）依次通过管路连接，再生气在其内依次流通形成分子筛干燥线路；所述第一调节阀（4）调节后的气体压力小于所述第二调节阀（6）调节后的气体压力。

2.如权利要求1所述的天然气脱水系统，其特征在于，所述分子筛干燥线路中，在流动方向上，所述分子筛再生塔（2）的出口通过管路连通至所述换热器（8），所述换热器（8）再依次通过管路连接冷凝风机（10）、气液分离器（11）和分子筛脱水塔（1）。

3.如权利要求1所述的天然气脱水系统，其特征在于，还包括第一进出塔阀组（12）和第二进出塔阀组（13），所述分子筛脱水塔（1）和分子筛再生塔（2）的进出气均通过所述第一进出塔阀组（12）和第二进出塔阀组（13）与外部设备连接。

4.如权利要求2所述的天然气脱水系统，其特征在于，所述过滤分离器（3）和气液分离器（11）均连接有排污管（14）。

5.如权利要求1所述的天然气脱水系统，其特征在于，所述分子筛脱水塔（1）、分子筛再生塔（2）和过滤分离器（3）均连接有放空管（15）。

6.如权利要求1所述的天然气脱水系统，其特征在于，所述第二调节阀（6）前端管路上设置有止回阀（16）。

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