基于页岩气的双塔循环脱水系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及天然气净化领域，更具体地来说，特别是涉及一种基于页岩气的双塔循环脱水系统。
【背景技术】
[0002]页岩气，是蕴藏于页岩层可供开采的天然气资源，中国的页岩气可采储量居世界首位。页岩气的形成和富集有着自身独特的特点，往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩经源岩地层中。较常规天然气相比，页岩气开发具有开米寿命长和生产周期长的优点，大部分产气页岩分布范围广、厚度大，且普遍含气，这使得页岩气井能够长期地以稳定的速率产气。
[0003]在页岩气开采净化系统中，分子筛脱水装置广泛应用，但是在现有的脱水装置中，由于需要将分子筛中的水分进行循环再生，也即是先利用分子筛将页岩气中的水分脱掉，为了是分子筛能够多次循环利用，需要将分子筛中的水分进行蒸发再从中分离出页岩气体，并将进行高温加热以返回至分子筛中来将其中的液体进行高温蒸发，从而达到分子筛的多次循环脱水利用。不过由于在对分子筛中的水分进行分离再加热的过重需要对分离出来的页岩气体进行再加热，需要耗费大量的电力，耗能过高。例如，以工作压力3.0Mpa，20X104Nm3/d分子筛脱水装置为例，设计能耗大约在110KW左右，即一小时就要耗电110度电。
[0004]所以，针对现有页岩气脱水装置的高耗能情况，本领域技术人员试图寻找一种更为高效而又低耗能的脱水方式，以此来降低其能耗，降低生产成本。
【发明内容】
[0005]鉴于以上所述，本发明的目的在于提一种基于页岩气的双塔循环脱水系统，用于解决现有页岩气脱水设备中耗能过高的问题。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供以下技术方案:
[0007]—种基于页岩气的双塔循环脱水系统，包括第一脱水塔、第二脱水塔、第一换热器、第二换热器、空冷器、压缩机以及分离器和加热器，所述第一脱水塔、第二脱水塔的顶部相互连通，所述第一换热器与第二换热器相连通，所述第一脱水塔和第二脱水塔的顶部通过第一连接管连接所述第一换热器，所述第二换热器通过第二连接管连接所述空冷器，所述空冷器通过所述第三连接管连接所述分离器的进气口，所述分离器的顶部通过第四连接管连接所述压缩机，所述压缩机通过第五连接管连接所述第二换热器，所述第一换热器通过第六连接管连接所述加热器，且所述换热器通过第七连接管连接所述第一脱水塔和第二脱水塔的底部。
[0008]综上所述，本发明的有益效果是:通过上述方案，从脱水塔出来的高温气体经过空冷器冷却后的得到方页岩气的液体，之后再经过分离器的分离将液体进行过滤，以过滤掉其中的液体，之后压缩机将从其中间将分离器中分离出来的页岩气进行压缩后输出到换热器中，利用从脱水塔处来的高温气体对其进行预加热，最后再利用加热器对预加热后的页岩气再进行二次加热，并将加热后的页岩气重新输入到脱水塔中，以带出脱水塔中分子筛中的水分，以此循环。这里，由于有换热器对分离后得到的页岩气进行预加热，从而可以提高加热器对该页岩气进行加热的效率，从而也可以将加热所需的能力，也即可以大大降低能耗，相比现有技术中的直接对气体进行加热后将其输入脱水塔，本发明中的技术方案所耗费的能量更低。
【附图说明】
[0009]为了更清楚地说明本发明实施例中的方案，下面将对具体实施例中描述所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0010]图1为本发明一种基于页岩气的双塔循环脱水系统的在一实施例中的示意图。
[0011]图2为本发明一种基于页岩气的双塔循环脱水系统中第一换热器和第二换热器的结构示意图。
[0012]图3为本发明一种基于页岩气的双塔循环脱水系统的工作效果示意图。
[0013]图4为本发明一种基于页岩气的双塔循环脱水系统的在另一实施例中的示意图。
[0014]附图标号说明
[0015]I脱水塔
[0016]2空冷器
[0017]61，71 壳体
[0018]62，72 管体
[0019]3分离器
[0020]4压缩机
[0021]5加热器
[0022]6第一换热器
[0023]7第二换热器
[0024]8第一连接管
[0025]9第二连接管
[0026]10第三连接管
[0027]11第四连接管
[0028]12第五连接管
[0029]13第六连接管
[0030]14第七连接管
[0031]15电动阀
【具体实施方式】
[0032]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0033]实施例一
[0034]请参考图1，示出了本发明一种基于页岩气的双塔循环脱水系统的实施示意图，如图所示，所述基于页岩气的双塔循环脱水系统包括脱水塔1、第一换热器6、第二换热器7、空冷器2、压缩机4以及分离器3和加热器5，其中，所述第一换热器6与第二换热器7相连通，所述脱水塔I的顶部通过第一连接管8连接所述第一换热器6，所述第二换热器7通过第二连接管9连接所述空冷器2，所述空冷器2通过所述第三连接管10连接所述分离器3的进气口，所述分离器3的顶部通过第四连接管11连接所述压缩机4，所述压缩机4通过第五连接管12连接所述第二换热器7，所述第一换热器6通过第六连接管13连接所述加热器5，且所述换热器通过第七连接管14连接所述脱水塔I。
[0035]通过上述方案，从脱水塔I出来的高温气体经过空冷器2冷却后的得到方页岩气的液体，之后再经过分离器3的分离将液体进行过滤，以过滤掉其中的液体，之后压缩机4将从其中间将分离器3中分离出来的页岩气进行压缩后输出到换热器中，利用从脱水塔I处来的高温气体对其进行预加热，最后再利用加热器5对预加热后的页岩气再进行二次加热，并将加热后的页岩气重新输入到脱水塔I中，以带出脱水塔I中分子筛中的水分，以此循环。这里，由于有换热器对分离后得到的页岩气进行预加热，从而可以提高加热器5对该页岩气进行加热的效率，从而也可以将加热所需的能力，也即可以大大降低能耗，相比现有技术中的直接对气体进行加热后将其输入脱水塔1，本发明中的技术方案所耗费的能量更低。
[0036]具体地，将图2，输出了所述第一换热器6和第二换热器7的连接结构示意图，据图来看，所述第一换热器6的壳体61与第二换热器7的壳体71相连通，且所述第一换热器6的壳体61与所述第二换热器7的管体72相连通。另外，所述第一换热器6的壳体61通过上述第一连接管8与所述脱水塔I相连通，所述第二换热器7的壳体71通过第二连接管9与所述空冷器2相连通，而且，所述第二换热器7的管体72—端通过所述第五连接管12与压缩机4相连通，所述第二换热器7的管体72的另一端与所述第一换热器6管体62的一端相连通，所述第一换热器6的管体62的另一端通过所述第六连接管13与所述加热器5相连通。这里通过第一换热器6和第二换热器7来对压缩机4输出的页岩气进行预加热，由于该页岩气在第一换热器6和第二换热器7的管体72中的路径足够长，这也就使得其与第一换热器6和第二换热器7壳体71中的高温气体进行热平衡的时间更久，那么该页岩气的预加热温度也将更高，从而更有利于降低后续加热器5对其进行二次加热的能耗。
[0037]具体地，所述第一换热器6为列管式换热器，所述第二换热器7为U型换热器。
[0038]参见图3，下面以例举上述基于页岩气的双塔循环脱水系统的实际应用来说明本发明的耗能效果。以脱水塔I中输出的高温气体为230°为例，经过第一换气器和第二换热器7的热平衡，所得到的气体温度可以降低到130°至160°，之后再经过空冷器2的冷却可以得到大概30°的液体，进而再由分离器3对该液体进行分离后，利用压缩机4将所述分离器3中的页岩气输送到第二换热器7中的管体72中，并与之前从脱水塔I中出来的高温气体进行热平衡预加热，经过热平衡的预加热后，该页岩气最高可以达到130°，最后再将利用加热器5对该130°的页岩气进行二次加热，并将二次加热后的页岩气重新输入到脱水塔I中，以将其中分子筛的水分带出，以此循环下去。经过实际的使用对比，本发明的基于页岩气的双塔循环脱水系统相对现有的脱水装置，其可以节约能耗30%。
[0039]实施例二
[0040]见图4，示出了上述实施例一中基于页岩气的双塔循环脱水系统所不同的是，本实施例二中还给出另外一种基于页岩气的双塔循环脱水系统的结构示意图，如图，与实施例一所不同的是，本实施例二中还增设有了一个脱水塔1，即通过两个脱水塔I的顶部相互连通，并通过所述第一连接管8与所述第一换热器6相连通，所述两个脱水塔I的底部同时通过第七连接管14与所述加热器5相连通。除此之外，本实施例的结构与所述实施例一相同，这里增加一个脱水塔I的目的是提高脱水的效率，相比实施例一中的方案，本实施例二中的方案较其要提高效率至少20 %。
[0041]具体地，见图4，在所述两个脱水塔I的顶部的上还分别各设有一个电动阀15，所述第一连接管8的一端连接于两个电动阀15之间。以此来快速抽气脱水塔I中的高温气体，这样可以提供整个脱水系统的脱水效率，在相同时间里，本实施例二中的方案效果几乎是其实施例一的2倍。
[0042]需要说明的是，本发明中的各构成设备均为采购的现有设备，对于本领域的技术人员来说，通过上述方案的说明，其完全可以清楚地实施上述方案，故这里就不再对各构成设备作进一步的说明。
[0043]综上所述，本发明利用换热器与其他设备的配合，使得经分离后的页岩气在换热器中进行热平衡的预加热，从而来降低加热页岩气的能耗。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
【主权项】
1.一种基于页岩气的双塔循环脱水系统，包括第一脱水塔、第二脱水塔、第一换热器、第二换热器、空冷器、压缩机以及分离器和加热器，其特征在于，所述第一脱水塔和第二脱水塔的顶部相互连通，所述第一换热器与第二换热器相连通，所述第一脱水塔和第二脱水塔的顶部通过第一连接管连接所述第一换热器，所述第二换热器通过第二连接管连接所述空冷器，所述空冷器通过所述第三连接管连接所述分离器的进气口，所述分离器的顶部通过第四连接管连接所述压缩机，所述压缩机通过第五连接管连接所述第二换热器，所述第一换热器通过第六连接管连接所述加热器，且所述换热器通过第七连接管连接所述第一脱水塔和第二脱水塔的底部。2.根据权利要求1所述的基于页岩气的双塔循环脱水系统，其特征在于，所述第一换热器的壳体与第二换热器的壳体相连通，且所述第一换热器的壳体与所述第二换热器的管体相连通。另外，所述第一换热器的壳体通过上述第一连接管与所述脱水塔相连通，所述第二换热器的壳体通过第二连接管与所述空冷器相连通，而且，所述第二换热器的管体一端通过所述第五连接管与压缩机相连通，所述第二换热器的管体的另一端与所述第一换热器管体的一端相连通，所述第一换热器的管体的另一端通过所述第六连接管与所述加热器相连通。3.根据权利要求1所述的基于页岩气的双塔循环脱水系统，其特征在于，在所述两个脱水塔的顶部的上还分别各设有一个电动阀，所述第一连接管的一端连接于两个电动阀之间。4.根据权利要求1所述的基于页岩气的双塔循环脱水系统，其特征在于，所述第一换热器为列管式换热器。5.根据权利要求3所述的基于页岩气的双塔循环脱水系统，其特征在于，所述第二换热器为U型换热器。
【专利摘要】本发明提供一种基于页岩气的双塔循环脱水系统，包括第一脱水塔、第二脱水塔、第一换热器、第二换热器、空冷器、压缩机、分离器和加热器，第一脱水塔、第二脱水塔的顶部连通，第一换热器与第二换热器连通，第一脱水塔和第二脱水塔的顶部经第一连接管连接第一换热器，第二换热器经第二连接管连接空冷器，空冷器经第三连接管连接分离器的进气口，分离器的顶部经第四连接管连接压缩机，压缩机经第五连接管连接第二换热器，第一换热器经第六连接管连接加热器，且换热器经第七连接管连接第一脱水塔和第二脱水塔的底部。本发明利用换热器与其他设备的配合，使得经分离后的页岩气在换热器中进行热平衡的预加热，从而来降低加热页岩气的能耗。
【IPC分类】B01D53/26, B01D53/00, C10L3/10
【公开号】CN105713688
【申请号】CN201410788836
【发明人】唐培文, 唐亮, 秦祖奎, 曹登泉, 何志祥, 刘乔平, 郭怡, 青鹏
【申请人】重庆恬愉石油技术有限公司