一种依靠低温甲醇溶液脱除合成天然气中水的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种脱除合成天然气(SNG)中水的装置，具体地涉及一种依靠低温甲醇溶液脱除合成天然气(SNG)中水的装置，适用于合成气液化领域。SNG是焦炉煤气经过甲烷化后得到的一种气体，其主要成分为N2、CH4、H2、C0、C02、H20。
【背景技术】
[0002]目前，在LNG生产工艺中脱水技术方面，主要采取了冷却法脱水和分子筛脱水技术，这两种技术有着自己独特的特点:
[0003]冷却法脱水一般用于前端预脱水阶段，只适用于大量水分的粗分离，无法满足天然气液化的要求，在气源压力低或冷源不易获取的情况下，应用成本较高；
[0004]固体吸附(分子筛)脱水法有脱水效果好(能将含水量有效降至0.8mg/m3以下)，对进料气压力、温度及流量的变化不敏感，无严重的腐蚀及气泡现象等优点，在天然气凝液回收、深度脱水等装置中得到广泛应用。但分子筛脱水存在一系列缺点影响了他的推广和使用:
[0005](1)需要两个或两个以上的吸附塔切换操作，投资及操作费用较高；
[0006](2)气体压降较大、需要间歇操作；
[0007](3)再生能耗较大；
[0008](4)固体吸附剂颗粒在使用中可产生机械性破碎，有些固体杂质会使分子筛堵塞影响吸附效果。
【实用新型内容】
[0009]本实用新型提出一种依靠低温甲醇溶液脱除合成天然气(SNG)中水的装置，气脱水原理简单，设备少，特别适用于SNG制LNG工艺中。
[0010]该干燥脱水装置包括接触塔、主换热器、过冷换热器、气液分离器、甲醇水溶液储罐、甲醇栗，
[0011]其中，界区外来的合成天然气管道分为两路，一路与接触塔入口相连，另一路在接触塔顶与接触塔气相出口汇合之后连接主换热器的第一换热通道，再与过冷换热器相连，之后连接气液分离器，气液分离器的气相出口与主换热器的第二换热通道相连，液相出口与主换热器的第三换热通道相连，接着连接甲醇水溶液储罐，储罐底部出口连接甲醇栗，甲醇栗进一步连接至接触塔顶部。
[0012]接触塔底部出口连接废水排出管道。
[0013]使用上述装置的SNG脱水工艺包括:将SNG分为A、B两股气流，A气流引入接触塔中，与塔顶喷淋的甲醇水溶液(质量分数大于45%，优选45% -60% )逆向接触，将甲醇溶液中的甲醇汽提出来，气体从接触塔顶部逸出，液体从塔底排出，B气流绕过接触塔与接触塔塔顶逸出的A气流汇合(此时气体中甲醇和水的质量比在6:4至7:3之间)进入冷却器冷却至-65?-75V，更优选-68?-72°C，更优选约_70°C，降温后的合成气进行气液分离，分离后的甲醇水溶液从气液分离器底部排出进入甲醇溶液储罐，气体从分离器顶部排出并返回主换热器为其提供所需能量，然后获得干燥后的合成天然气。
[0014]SNG为焦炉气经甲烷化后所得气体，其含有CH4、C0、C02、N2、H2、H20，优选地，SNG含有 CH4(例如 70-75 体积％ )、C0 (约 0.5-1 体积％ )、C02(约 3-3.5 体积％ )、N2 (约 8_10 体积％ )、H2 (约10-12体积% )、H20 (0.01?0.15体积%，优选0.02?0.1体积%，例如约lOOOppm)。
[0015]优选地，SNG分为A、B两股气流，A股气流与B股气流的体积比为1:3?5，优选1:3.5?4.5，更优选约1:4。发明人发现，通过设定这样的比例，A部分与甲醇水溶液接触汽提出甲醇，再与B部分混合成甲醇含量及水含量均达到配比要求的混合气体，有利于节能降耗，达到甲醇溶液再生的目的。
[0016]优选地，从接触塔塔底排出的液体中甲醇含量少于lppm。
[0017]优选地，接触塔塔顶逸出的气体与B气流汇合后的合成气经主换热器降温至-50?-65 °C，优选-55?62 °C，更优选约-59 °C左右，再被过冷换热器进一步降温至-65?-75 °C，更优选-68?-72 °C，更优选约-70 °C。
[0018]优选地，处理完成后的气体(从气液分离器顶部排出并返回主换热器为其提供所需能量的气体)中甲醇含量少于15ppm、优选少于lOppm，水含量少于5ppm，优选少于3ppm。
[0019]本实用新型的优点:
[0020]1、处理能力强，投资少；
[0021]2、压降小，本实用新型工艺的压降约35_70Kpa ；
[0022]3、本实用新型装置为连续操作；
[0023]4、所需的再生热少；
[0024]5、操作简单，维护成本小；
[0025]6、此干燥脱水系统设备少，可独立成撬。
【附图说明】
[0026]图1是本实用新型的装置图。
[0027]其中T-101:接触塔、E-101:主换热器、E-102:过冷换热器、P-101:甲醇栗、
[0028]F-101:气液分离器、V-101甲醇溶液储罐。
[0029]过冷换热器的制冷剂采用LNG或者液氮。
【具体实施方式】
[0030]以下通过【具体实施方式】来说明本实用新型。
[0031]如图1所示，本发明的SNG干燥脱水装置包括接触塔T-101、主换热器E-101、过冷换热器E-102、气液分离器F-101、甲醇水溶液储罐V-101、甲醇栗P-101，
[0032]界区外来的合成天然气管道分为两路，一路与接触塔T-101入口相连，另一路在接触塔T-101塔顶与接触塔T-101气相出口汇合之后连接主换热器E-101的第一换热通道，再与过冷换热器E-102相连，之后连接气液分离器F-101，气液分离器F-101的气相出口与主换热器E-101的第二换热通道相连，液相出口与主换热器E-101的第三换热通道相连，接着连接甲醇水溶液储罐V-101，V-101储罐底部出口连接甲醇栗P-101，甲醇栗P-101进一步连接至接触塔T-101顶部。
[0033]实施例中，合成天然气组成为CH4(约70-75体积％ )、C0(约0.5-1体积% )、C02 (约 3-3.5 体积 ％ )、N2 (约 8-10 体积 ％ )、H2 (约 10-12 体积 ％ )、H20 (约 0.1 体积 %，lOOOppm)。
[0034]实施例1
[0035]合成天然气(SNG)进入SNG干燥脱水系统后分为A、B两股气流，其体积比为1:4。A气流进入接触塔(T-101)，与塔顶喷淋的质量分数50%甲醇水溶液逆向接触，将甲醇汽提出来，气体从接触塔顶部逸出，液体从塔底排出，排出的液体中甲醇含量少于lppm。塔顶逸出的气体与B气流汇合，此时气体中甲醇和水的质量比在6:4至7:3之间。汇合后的SNG经主换热器(E-101)降温至_59°C左右，再被过冷换热器(E-102)进一步降温至_70°C。降温后的气体通过气液分离器(F-101)处理，含有甲醇的液体经主换热器复温后进入甲醇水溶液储罐(V-101)，气体从分离器(F-101)顶部排出并返回主换热器(E-101)为其提供所需能量。处理完成后的气体中甲醇含量少于15ppm、水含量小于5ppm。返回甲醇溶液储罐中的甲醇水溶液通过甲醇栗(p-ιο?)从接触塔(T-101)顶部注入。
[0036]实施例2
[0037]合成天然气(SNG)进入SNG干燥脱水系统后分为A、B两股气流，其体积比为1:3.5。A气流进入接触塔(T-101)，与塔顶喷淋的质量分数50%甲醇水溶液逆向接触，将甲醇汽提出来，气体从接触塔顶部逸出，液体从塔底排出，排出的液体中甲醇含量少于lppm。塔顶逸出的气体与B气流汇合，此时气体中甲醇和水的质量比在6:4至7:3之间。汇合后的SNG经主换热器(E-101)降温至-59°C左右，再被过冷换热器(E-102)进一步降温至-70°C。降温后的气体通过气液分离器(F-101)处理，含有甲醇的液体经主换热器复温后进入甲醇水溶液储罐(V-101)，气体从分离器(F-101)顶部排出并返回主换热器(E-101)为其提供所需能量。处理完成后的气体中甲醇含量少于15ppm、水含量小于5ppm。返回甲醇溶液储罐中的甲醇水溶液通过甲醇栗(p-ιο?)从接触塔(T-101)顶部注入。
[0038]实施例3
[0039]合成天然气(SNG)进入SNG干燥脱水系统后分为A、B两股气流，其体积比为1:4.5。A气流进入接触塔(T-101)，与塔顶喷淋的质量分数50%甲醇水溶液逆向接触，将甲醇汽提出来，气体从接触塔顶部逸出，液体从塔底排出，排出的液体中甲醇含量少于lppm。塔顶逸出的气体与B气流汇合，此时气体中甲醇和水的质量比在6:4至7:3之间。汇合后的SNG经主换热器(E-101)降温至-59°C左右，再被过冷换热器(E-102)进一步降温至-70°C。降温后的气体通过气液分离器(F-101)处理，含有甲醇的液体经主换热器复温后进入甲醇水溶液储罐(V-101)，气体从分离器(F-101)顶部排出并返回主换热器(E-101)为其提供所需能量。处理完成后的气体中甲醇含量少于15ppm、水含量小于5ppm。返回甲醇溶液储罐中的甲醇水溶液通过甲醇栗(p-ιο?)从接触塔(T-101)顶部注入。
[0040]以上说明了本实用新型的优选实施方式，然而，本领域技术人员清楚，在不偏离本实用新型主旨和范围的情况下，可以对本实用新型的上述实施方式做出许多变化或修改，这些变化或修改也纳入本实用新型权利要求保护范围内。
【主权项】
1.一种依靠低温甲醇溶液脱除合成天然气中水的装置，其特征在于，该装置包括接触塔、主换热器、过冷换热器、气液分离器、甲醇水溶液储罐、甲醇栗， 其中，界区外来的合成天然气管道分为两路，一路与接触塔入口相连，另一路在接触塔顶与接触塔气相出口汇合之后连接主换热器的第一换热通道，再与过冷换热器相连，之后连接气液分离器，气液分离器的气相出口与主换热器的第二换热通道相连，液相出口与主换热器的第三换热通道相连，接着连接甲醇水溶液储罐，储罐底部出口连接甲醇栗，甲醇栗进一步连接至接触塔顶部。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，接触塔底部出口连接废水排出管道。
【专利摘要】一种依靠低温甲醇溶液脱除合成天然气中水的装置，包括接触塔、主换热器、过冷换热器、气液分离器、甲醇溶液罐、甲醇泵。本实用新型的装置提供的合成气干燥脱水流程简单，设备少，容易制造成一个统一的撬装设备，特别适用于合成天然气制LNG装置。
【IPC分类】C10L3/10
【公开号】CN205011723
【申请号】CN201520753014
【发明人】何振勇, 蔚龙, 谢晨, 张生, 王双彪, 孙建威, 宣永根, 李伟, 刘金超, 楚洁璞, 刘学强
【申请人】新地能源工程技术有限公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年9月25日