天然气预处理的复合床层吸附装置的制作方法

文档序号:11192774阅读:939来源:国知局
天然气预处理的复合床层吸附装置的制造方法

本发明涉及天然气预处理和初加工的技术领域,具体是一种天然气预处理的复合床层吸附装置。



背景技术:

天然气作为一种优质的清洁能源,在我国的能源结构比例中越来越高。目前,我国存在着大量产储量较小的边际气田、油田伴生气、煤层气田,气量较小且距离输气管网较远,采用管道输送方法不经济,因而没有得到有效利用,有些长期点火燃烧来放空。

天然气液化装置可以有效利用这些富含甲烷的气体资源,通过技术创新使得回收这些资源而有经济效益,同时装置也适用于油气田、页岩气、煤层气等的勘探开发初期的气体回收。

天然气液化前都要对天然气进行预处理,脱除腐蚀性杂质和低温下会固化的杂质。现今的预处理技术几乎都是分成独立的几块,比如脱酸气装置、脱水/干燥装置、脱重烃装置等,使得天然气预处理工艺流程复杂、设备众多,经济效益较差。

现有技术中,专利“从富含甲烷的混合气体中生产液化天然气的前端组合净化工艺”(申请号:cn200810044270.7)、专利“天然气净化处理方法”(申请号:cn2013(102)37053.0)、专利“焦炉煤气制天然气预处理装置”(申请号:cn201420119978.5)、专利“天然气净化提纯装置”(申请号:cn201520510075.4)、专利“基于冷热电三联供的边际气田天然气预处理方法”(申请号:cn201610329280.x)都对各种杂质分别脱除,工艺流程复杂;专利“一种天然气净化与干燥的装置和方法”(申请号:cn201410339128.0)也是分别设置了脱酸脱水床、脱重烃床,流程也较复杂,由此可见,有关天然气的预处理设备和系统还有待进一步的完善和开发。



技术实现要素:

本发明的目的在于克服现有技术的缺点,提供一种工艺流程简单、零部件设备消耗少、处理效率高的天然气预处理的复合床层吸附装置。

本发明的目的通过以下技术方案来实现:一种天然气预处理的复合床层吸附装置,它包括预冷器、原料气分离器、吸附器处理系统、再生气冷却器、再生气分离器、再生气加热器和冷吹气冷却器,所述的吸附器处理系统包括吸附器103a、吸附器103b、吸附器103c,吸附器103a、吸附器103b、吸附器103c为相互独立的并联关系且连接关系相同,吸附器103a、吸附器103b、吸附器103c的数量配置根据实际需要设置其中一个或多个;预冷器包含有三条相互独立的通路,预冷器的进口t1接原料气管道,预冷器的出口p1与原料气分离器的进口连接,原料气分离器的主出口与吸附器103a的进口连接,原料气分离器的副出口与冷凝液管道连接,吸附器103a的出口与净化器管道5连接,吸附器103a的出口同时与再生气冷却器、冷吹气冷却器的进口连接,再生气冷却器的出口与再生气分离器的进口连接,再生气分离器的主出口与再生气加热器的进口连接,再生气分离器的副出口与冷凝液管道连接,再生气加热器的出口又与吸附器103a的进口连接,冷吹气冷却器出口与预冷器的进口t2连接,预冷器的出口p2也与吸附器103a的进口连接,所述的净化器管道同时也与吸附器103a的进口连接。

进一步地,所述的预冷器的进口t3与出口p3作为制冷剂连接通道。

进一步地,所述的制冷剂为丙烷、丙烯、丁烷、混合冷剂、符合环保要求的氟利昂或其他新型制冷剂中的任意一种或多种,制冷剂由独立的制冷机组提供或由混合冷剂压缩机提供。

进一步地,所述的再生气分离器与再生气加热器之间设有再生气压缩机;所述的冷吹气冷却器与预冷器之间设有冷吹气压缩机,再生气压缩机、冷吹气压缩机为往复式压缩机、膜式压缩机或螺杆压缩机。

进一步地,所述的原料气分离器的副出口与冷凝液管道之间、吸附器103a的出口与净化器管道5之间、再生气分离器的副出口与冷凝液管道之间均设有控制阀门。

进一步地,所述的预冷器、再生气冷却器、再生气加热器为板翅式换热器、管壳式换热器、绕管式换热器或板片式换热器。

进一步地,所述的原料气分离器、再生气分离器为重力沉降式分离器、旋风分离器或其它高效分离器。

进一步地,所述的吸附器103a采用复合床层,吸附器103a内装填有吸附剂,依照原料气在吸附器103a中的流动方向,吸附器103a内的吸附剂依次装填脱水吸附剂、脱硫吸附剂、脱重烃吸附剂、脱二氧化碳吸附剂,或依次装填脱硫吸附剂、脱水吸附剂、脱重烃吸附剂、脱二氧化碳吸附剂。

进一步地,所述的原料气管道中的原料气压力范围在2.0~20mpa。

进一步地,所述的再生气冷却器中的再生气和冷吹气冷却器中的冷吹气的补充除采用净化气外,还采用液化冷箱内的闪蒸气、其他尾气和lng贮槽的bog、氮气之类的惰性气体。

本发明具有以下优点:

1、本发明所述的天然气预处理的复合床层吸附装置具有工艺流程简单、零部件设备消耗少的特点,本发明的整体工艺流程相对简单,原理通俗易懂,适于相关企业技术人员对本装置的系统掌握,同时,本发明所用的工艺设备、阀门、管道、仪表的数量大幅度减少,减少了零部件设备的用量和消耗,实现了生产成本的降低。

2、本发明所述的天然气预处理的复合床层吸附装置还具有处理效率高的特点,本发明将多个工艺流程和设备集中于一起,基本实现了对天然气预处理的一步到位处理工作,避免了分散冗杂的处理工作,对天然气预处理工作的效率实现了大幅度提升。

附图说明

图1为三台吸附器的天然气预处理工艺逆时针旋转90°后的结构示意图;

图2为两台吸附器的天然气预处理工艺逆时针旋转90°后的结构示意图;

图3为外来再生气/冷吹气的三台吸附器的天然气预处理工艺逆时针旋转90°的流程图;

图4为外来再生气/冷吹气的两台吸附器的天然气预处理工艺逆时针旋转90°的流程图;

图中1:1-原料气管道,5-净化器管道,63-燃料气交叉管路,73-冷凝液管道,101-预冷器,102-原料气分离器,104-再生气冷却器,105-再生气分离器,106-再生气压缩机,107-再生气加热器,108-冷吹气冷却器,109-冷吹气压缩机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述,但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示,一种天然气预处理的复合床层吸附装置,它包括预冷器101、原料气分离器102、吸附器处理系统、再生气冷却器104、再生气分离器105、再生气加热器107和冷吹气冷却器108,所述的吸附器处理系统包括吸附器103a、吸附器103b、吸附器103c,吸附器103a、吸附器103b、吸附器103c为相互独立的并联关系且连接关系相同,吸附器103a、吸附器103b、吸附器103c的数量配置根据实际需要设置其中一个或多个;预冷器101包含有三条相互独立的通路,预冷器101的进口t1接原料气管道1,预冷器101的出口p1与原料气分离器102的进口连接,原料气分离器102的主出口与吸附器103a的进口连接,原料气分离器102的副出口与冷凝液管道73连接,吸附器103a的出口与净化器管道5连接,吸附器103a的出口同时与再生气冷却器104、冷吹气冷却器108的进口连接,再生气冷却器104的出口与再生气分离器105的进口连接,再生气分离器105的主出口与再生气加热器107的进口连接,再生气分离器105的副出口与冷凝液管道73连接,再生气加热器107的出口又与吸附器103a的进口连接,冷吹气冷却器108出口与预冷器101的进口t2连接,预冷器101的出口p2也与吸附器103a的进口连接,所述的净化器管道5同时也与吸附器103a的进口连接。

更进一步地,作为本发明的优选实施方式,所述的预冷器101的进口t3与出口p3作为制冷剂连接通道;所述的制冷剂为丙烷、丙烯、丁烷、混合冷剂、符合环保要求的氟利昂或其他新型制冷剂中的任意一种或多种,制冷剂由独立的制冷机组提供或由混合冷剂压缩机提供;所述的再生气分离器105与再生气加热器107之间设有再生气压缩机106;所述的冷吹气冷却器108与预冷器101之间设有冷吹气压缩机109,再生气压缩机106、冷吹气压缩机109为往复式压缩机、膜式压缩机或螺杆压缩机;所述的原料气分离器102的副出口与冷凝液管道73之间、吸附器103a的出口与净化器管道5之间、再生气分离器105的副出口与冷凝液管道73之间均设有控制阀门;所述的预冷器101、再生气冷却器104、再生气加热器107为板翅式换热器、管壳式换热器、绕管式换热器或板片式换热器;所述的原料气分离器102、再生气分离器105为重力沉降式分离器、旋风分离器或其它高效分离器;所述的吸附器103a采用复合床层,吸附器103a内装填有吸附剂,依照原料气在吸附器103a中的流动方向,吸附器103a内的吸附剂依次装填脱水吸附剂、脱硫吸附剂、脱重烃吸附剂、脱二氧化碳吸附剂,或依次装填脱硫吸附剂、脱水吸附剂、脱重烃吸附剂、脱二氧化碳吸附剂;所述的原料气管道1中的原料气压力范围在2.0~20mpa;所述的再生气冷却器104中的再生气和冷吹气冷却器108中的冷吹气的补充除采用净化气外,还采用液化冷箱内的闪蒸气、其他尾气和lng贮槽的bog、氮气之类的惰性气体。

本发明的工作过程如下:将本发明的各个系统和组成设备按照图1所示的连接关系进行安装,本发明安装完成后即可开始使用。(1)、原料天然气净化流路:原料天然气由管道1进入预冷器101中冷却降温,由管到2引出而进入分离器102,分离的冷凝液由阀71降压后进入冷凝液管道73,分离出的天然气由管道11出分离器102,通过管道11a/b/c、阀12a/b/c、汇合管3a/b/c进入吸附器103a/b/c中的第一台,之后从汇合管4a/b/c出吸附器103a/b/c,再由阀13a/b/c、管道14a/b/c进入净化气管道5中并流向后续设备。(2)、冷吹气流路:冷吹气从预冷器101中冷却降温后,进入冷吹气管道21,再通过管道21a/b/c、阀22a/b/c、汇合管3a/b/c进入吸附器103a/b/c中的第二台,之后从汇合管4a/b/c出吸附器103a/b/c,再由阀23a/b/c、管道24a/b/c进入冷吹气管道24中并流向冷吹气冷却器108,冷却后由管道25进入冷吹气压缩机109增压,增压后的冷吹气由管道26进入预冷器101中冷却,冷吹气在封闭的流路中循环直到冷却结束。(3)、再生气流路:再生气从再生气加热器107出来,进入再生气管道31,再通过管道31a/b/c、阀32a/b/c、汇合管3a/b/c进入吸附器103a/b/c中的第三台,之后从汇合管4a/b/c出吸附器103a/b/c,再由阀33a/b/c、管道34a/b/c进入再生气管道34中并流向再生气冷却器104,冷却后由管道35进入再生气分离器105,分离的冷凝液由阀72降压后进入冷凝液管道73,分离出的天然气由管道36出分离器105,再进入再生气压缩机106增压,增压后的再生气由管道37进入再生气加热器107加热,再生气在封闭的流路中循环直到加热结束。(4)、吸附器切换过程:设置的三台吸附器103a、吸附器103b、吸附器103c,第一台处于吸附状态、第二台处于冷吹(冷却)状态、第三台处于加热(再生)状态,三台吸附器切换使用。每台吸附器的连接关系相同,每台吸附器均要经历吸附、加热(再生)、冷吹(冷却)状态,依次循环使用。(5)、冷吹气补充和卸放:冷吹气流路是封闭的,冷吹气的补充采用净化气,从管道41、管道41a/b/c、阀42a/b/c进入汇合管3a/b/c,再补充进入吸附器103a、吸附器103b、吸附器103c;在冷吹(冷却)结束后,冷吹气从阀62降压排入燃料气系统或火炬。(6)、再生气补充和卸放:再生气流路是封闭的,再生气的补充采用净化气,从管道41、管道41a/b/c、阀42a/b/c进入汇合管3a/b/c,再补充进入吸附器103a/b/c;在再生(加热)结束后,再生气从阀61降压排入燃料气系统或火炬。

如图2所示,所述的工艺及装置为采用两塔流程进行天然气预处理,区别于图1在于吸附器103a在吸附时,吸附器103b首先处于加热再生,然后在进行冷却;如图3所示,所述的工艺及装置与图1几乎相同,区别在于再生气/冷吹气的补充来源采用液化冷箱内的闪蒸气、lng贮槽的bog、以及诸如氮气类的惰性气体;如图4所示,所述的工艺及装置与图2几乎相同,区别在于再生气/冷吹气的补充来源采用液化冷箱内的闪蒸气、lng贮槽的bog、以及诸如氮气类的惰性气体。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式,不应看作是对其他实施例的排除,而可用于各种其他组合、修改和环境,并能够在本文所述构想范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围,则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1