一种一体化TEG脱水集成工艺装置及方法与流程

本发明涉及一种新型、高效、节能的一体化teg脱水集成工艺，属于天然气处理厂、天然气单井试采、页岩气脱水站等领域的脱水工艺技术领域。

背景技术

teg脱水是根据吸收原理，采用一种亲水液体与天然气逆流接触，从而脱除气体中的水蒸气。对于甘醇法脱水来讲，由于三甘醇脱水露点降大、成本低和运行可靠，在各种甘醇化合物中其经济效益最好。因而在国外广为采用。当采用三甘醇脱水和固体吸附剂脱水都能满足露点降要求时，采用三甘醇脱水经济效益更好。甘醇法脱水与吸附法脱水相比，具有投资低、压降小、操作稳定以及装置维护简单等优点，因此在水露点要求不高的场合，已得到广泛的应用。但在实际应用中，传统的teg吸收工艺仍有以下地方有待进行改进提高：

①需要采用汽提法进行再生，再生后的汽提气进行焚烧排放，一方面造成能量的浪费，另一方面对环境也造成一定程度的污染；

②工艺流程复杂，设备较多，装置集成化程度不高；

③传统靠重力进行的废液回收流程，回收罐布置于地面以下，不易于进行撬装搬迁；

技术实现要素：

为了克服现有技术的缺点，提高teg脱水装置的集成化，降低再生能耗，本发明提供了一种高效节能的teg脱水工艺，对富液闪蒸气和teg再生废气实现直接装置内部利用，同时优化改进teg废液的回收及回炼流程。本发明的处理工艺更节能、更环保，降低操作成本和一次性投资。

本发明所采用的技术方案是：一种一体化teg脱水集成工艺装置，包括依次连接的原料气过滤分离器、teg吸收塔、干气/贫液换热器；teg吸收塔塔底液相出口接teg循环泵；teg循环泵的富液出口依次与富液换热盘管、闪蒸罐、teg溶液过滤器、贫/富液换热器、贫液缓冲罐、富液精馏柱相连接；闪蒸罐的闪蒸气出口与teg火管式重沸器连接；富液精馏柱与火管式重沸器、贫液精馏柱及贫液缓冲罐连接在一起；贫液缓冲罐出口、贫/富液换热器、teg循环泵、干气/贫液换热器壳程、teg吸收塔塔顶液相入口依次连接。

本发明还提供了一种一体化teg脱水集成工艺方法，包括如下内容：

一、湿净化气的吸收换热及外输：

原料天然气进入过滤分离器除去原料气中夹带的机械杂质后，进入teg吸收塔下部，在塔内自下而上与teg贫液逆流接触，脱除天然气中的饱和水，脱除水分后的产品气进入干气/贫液换热器与贫teg溶液换热后作为产品气输出；

二、teg溶液循环，其中包括富液的闪蒸、过滤、换热及再生以及贫液的换热及循环回注：

从teg吸收塔下部出来的teg富液经teg循环泵降压后进入富液换热盘管换热，然后进入teg闪蒸罐闪蒸，闪蒸出来的闪蒸气去teg火管式重沸器中作为汽提气使用；闪蒸后的teg富液进入teg溶液过滤器除去溶液中的机械杂质和降解产物，再经贫/富液换热器换热后通过贫液缓冲罐进入到富液精馏柱中；汽提气插入teg火管式重沸器的teg贫液中与teg富液在富液精馏柱中接触，teg富液在富液精馏柱中被提浓，然后进入到火管式重沸器中被加热至202℃左右后，经贫液精馏柱、贫液缓冲罐进入贫/富液换热器换热后，经teg循环泵送至干气/贫液换热器，冷却换热后进入teg吸收塔顶部；

三、闪蒸气、汽提气、废气、燃烧用燃料气的循环利用：

从干气/贫液换热器管程出来的产品气，一路正常外输，另外一路经过调压至闪蒸罐用作装置内的消耗燃料气；

四、teg废液的回收及回炼：

从系统中收集的teg废液进入溶液回收管线后，接入teg补充泵的入口，经teg补充泵送至teg补充罐内进行储存，储存到一定液位后，又通过teg补充泵打回至火管式重沸器中进行回炼。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：

本发明的teg闪蒸罐兼做燃料气罐，同时采用闪蒸气作为再生系统用汽提气；teg再生塔顶的废气代替燃料气直接进入再生系统火管式重沸器燃烧，对再生塔顶废气进行回收利用，达到节能减排的目的；改进废液回收流程，将废液回收罐布置于地面以上，便于进行橇装集成，易于搬迁，对于单井试采及页岩气脱水站等项目有重要的意义。

本发明对teg流程的优化改进，不仅使工艺更简单、更有利于高度集成化设计，易于搬迁，而且很大程度上地节能减排，降低操作成本，降低一次性投资，具体表现如下：

(1)从产品气管线上设置至闪蒸罐的补气管线，将teg闪蒸罐兼做燃料气罐，同时采用闪蒸气作为再生系统用汽提气；无需单独设置燃料气罐，简化了流程，在装置内部实现了燃料气利用，更为经济可靠；

(2)teg再生塔顶的废气代替燃料直接进入再生系统火管式重沸器燃烧，不仅省掉了废气焚烧设施，减少废气排放，而且对再生塔顶废气进行循环回收利用，达到节能减排的目的，同时降低了整个teg脱水装置的一次性投资和操作费用。

(3)改进teg废液回收流程，将废液回收罐布置于地面以上，便于进行橇装集成，节约了占地且易于搬迁，为单井试采及页岩气脱水站等项目提供了极大的便利。此外该流程的设置可以实现teg补充泵的双向输送，操作便利。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1为本发明的一体化teg脱水集成工艺流程图。

具体实施方式

一种一体化teg脱水集成工艺装置，如图1所示，包括：原料气过滤分离器1、teg吸收塔2、干气/贫液换热器3、闪蒸罐4、teg溶液过滤器5、teg循环泵6、贫/富液换热器7、富液换热盘管8、富液精馏柱9、火管式重沸器10、贫液精馏柱11、贫液缓冲罐12、teg补充罐13、teg补充泵14、产品气压力调节阀15、燃料气补气管线调节阀16、闪蒸气管线压力/温度串级控制调节阀17、闪蒸罐液位调节阀18、废气分液罐19等，其中：

teg吸收塔2入口接原料气过滤分离器1，teg吸收塔2塔顶气相出口接干气/贫液换热器3管程，teg吸收塔2塔底液相接teg循环泵6；teg循环泵6出口富液依次与富液换热盘管8、闪蒸罐4、teg溶液过滤器5、贫/富液换热器7、贫液缓冲罐12、富液精馏柱9相连接；闪蒸罐4的闪蒸气出口与teg火管式重沸器10连接；富液精馏柱9与火管式重沸器10、贫液精馏柱11及贫液缓冲罐12连接在一起；贫液缓冲罐12出口、贫/富液换热器7、teg循环泵6、干气/贫液换热器3壳程、teg吸收塔2塔顶液相入口依次连接；富液换热盘管8顶部出口、废气分液罐19、火管式重沸器10的燃烧气入口依次连接；贫液缓冲罐12和废气分液罐19中的废液均进入溶液回收管线；teg补充泵14入口与溶液回收管线以及teg补充罐13底部出口管线相接，teg补充泵出口与teg补充罐13以及火管式重沸器10相接。

在干气/贫液换热器3管程出口的干气管线上设置产品气压力调节阀15；在从干气管线至闪蒸罐4出口闪蒸气管线的补气管线上设置燃料气补气管线调节阀16。在teg溶液过滤器5底部出口的富液出口管线上设置闪蒸罐液位调节阀18。在闪蒸罐4顶部气相出口管线上设置闪蒸气管线压力/温度串级控制调节阀17，用于对火管式重沸器10的温度和燃烧用燃料气压力进行串级连锁控制调节。

本发明还提供了一种一体化的teg脱水集成工艺方法，包括如下步骤：

步骤一、原料天然气进入过滤分离器1除去原料气中夹带的机械杂质后，进入teg吸收塔2下部分离段。在塔内湿天然气自下而上与teg贫液逆流接触，脱除天然气中的饱和水。脱除水分后的产品气经干气/贫液换热器3与贫teg溶液换热后作为产品气输出，由调节阀15控制teg吸收塔2的压力。

步骤二、从teg吸收塔2下部出来的teg富液经teg循环泵6降压后经富液精馏柱9顶部的富液换热盘管8换热，然后进入teg闪蒸罐4闪蒸，闪蒸出来的闪蒸气去teg火管式重沸器10中作为汽提气使用。闪蒸后的teg富液经teg溶液过滤器5除去溶液中的机械杂质和降解产物，经贫/富液换热器7换热后通过贫液缓冲罐12进入到富液精馏柱9中。汽提气插入teg火管式重沸器10的teg贫液中与teg富液在富液精馏柱9中接触，teg富液在富液精馏柱9中被提浓，然后进入到火管式重沸器10中被加热至202℃左右后，经贫液精馏柱11、贫液缓冲罐12进入贫/富液换热器7换热后，经teg循环泵6(该泵为能量回收泵，将富液的能量转化，使贫液升压)送至干气/贫液换热器3，冷却换热后进入teg吸收塔2顶部，完成teg的吸收、再生循环过程。

步骤三、从干气/贫液换热器3管程出来的产品气，一路正常外输，另外一路经过调压至闪蒸罐4用作装置内的燃料气、汽提气等消耗燃料气。由调节阀16控制保证闪蒸罐4即燃料气系统的压力平稳。由调节阀17控制火管式重沸器10的温度在202℃左右，同时控制去火管式重沸器燃烧的废气的量，通过压力和温度的串级调节控制，保证汽提气量以及燃烧用燃料气量的匹配，从而保证贫teg的质量以及再生系统的平稳运行。

步骤四、从系统中收集的teg废液进入溶液回收管线后，通过溶液回收管线接入teg补充泵14的入口，经teg补充泵14送至teg补充罐13内进行储存，储存到一定液位后，又通过teg补充泵14打回至火管式重沸器10中进行回炼。

本发明的工作原理是：本发明主要包括四个部分，第一部分为湿净化气的吸收换热及外输部分，第二部分是teg溶液循环部分，其中包括富液的闪蒸、过滤、换热及再生以及贫液的换热及循环回注，第三部分为闪蒸气、汽提气、废气、燃烧用燃料气的循环利用流程，第四部分为teg废液的回收及回炼。原料天然气进入过滤分离器除去原料气中夹带的机械杂质后，进入teg吸收塔下部分离段。在塔内湿天然气自下而上与teg贫液逆流接触，脱除天然气中的饱和水。脱除水分后的产品气经干气/贫液换热器与贫teg溶液换热后作为产品气输出，这是第一部分的传统teg吸收工艺原理。

从teg吸收塔下部出来的teg富液经teg循环泵(能量回收泵)降压、将其能量转化为teg贫液的能量，然后依次进行换热闪蒸，闪蒸后的teg富液经teg溶液过滤器除去溶液中的机械杂质和降解产物，经贫/富液换热器与热贫液进行换热后进入到富液精馏柱进行再生提浓。汽提气插入teg贫液中与teg富液在富液精馏柱中逆流接触，teg富液被提浓后经贫液缓冲罐、贫/富液换热器换热后，经teg循环泵加压送至干气/贫液换热器，冷却换热后进入teg吸收塔顶部，从而完成teg的吸收、再生循环过程。

从产品气管线上引一路补气管线至teg闪蒸罐，teg闪蒸罐兼做燃料气罐，闪蒸罐顶部闪蒸气通入再生系统作汽提气使用，再生后的废气经废气分液罐19分液后进入teg火管式重沸器10作为燃烧气使用。在闪蒸罐顶部气相出口管线上设置火管式重沸器温度和燃烧用燃料气压力串级连锁控制的调节阀，通过压力和温度的串级调节控制，保证汽提气量以及燃烧用燃料气量的匹配，从而保证贫teg的质量以及再生系统的平稳运行。

从系统中收集的teg废液进入溶液回收管线后，通过teg补充泵送至teg补充罐内进行储存，储存到一定液位后，又通过teg补充泵打回至火管式重沸器中进行回炼，该流程的设置可以实现teg补充泵的双向输送。

本发明是在传统teg脱水工艺的基础上加以改进，不仅可以降低生产能耗，还可以降低设备一次性投资，降低污染物排放量，同时提高了装置的集成化，使teg脱水工艺朝着高效、节能、绿色环保、一体集成化的方向发展。