一种用于天然气的分子筛脱水系统的制作方法

本技术涉及分子筛脱水装置，特别是指一种用于天然气的分子筛脱水系统。

背景技术：

1、分子筛脱水是一个物理吸附过程。根据水分子和天然气分子大小的不同，选用不同直径孔洞的分子筛，使得天然气分子可以通过，而水分子被吸附下来，达到天然气脱水的目的。

2、现有吸附脱水塔进行脱水时不能连续生产，当脱水塔内分子筛吸附饱和、出塔气体含水量上升前应中止进气，分子筛需进行再生。为了连续生产，现主要采用两种处理流程：两塔处理和三塔处理，其分子筛再生时都采用脱水后的干气加热吹洗,这样结果是再生时，整套工艺的输出干气流量减少，输出干气流量不稳定，影响后面工艺的正常进行。

3、为了解决上述技术问题，申请公布日为2019.09.10、申请公布号为cn 110218595a的中国发明专利申请公开了一种天然气的三塔脱水装置及工艺，其装置包括脱水塔a、脱水塔b、脱水塔c、再生气加热器和再生气处理系统；脱水塔c一端和再生气加热器串联，脱水塔c的另一端并联连接湿气进口管道和再生气处理系统，脱水塔a和脱水塔b的一端均并联连接有湿气进口管道和再生气出口管道，脱水塔a和脱水塔b的另一端均并联连接有干气出口管道和再生气入口管道，再生加热器连接再生气入口管道，再生气出口管道连接再生气处理系统，其工艺包括同时进行的脱水工艺段和分子筛再生工艺段。

4、但是上述专利申请的技术方案仍然存在以下不足：脱水塔a和脱水塔b是并联工作模式，脱水塔c与脱水塔a和脱水塔b是串联工作模式，无法在脱水塔a、脱水塔b、脱水塔c之间形成相互循环的吸附、再生、冷吹效果，生产效率有待提高。

技术实现思路

1、针对上述背景技术中的不足，本实用新型提出一种用于天然气的分子筛脱水系统，解决了现有三塔脱水装置无法在三个塔之间形成相互循环的吸附、再生、冷吹效果的技术问题。

2、本申请的技术方案为：

3、一种用于天然气的分子筛脱水系统，包括分子筛吸附塔a、分子筛吸附塔b、分子筛吸附塔c，所述分子筛吸附塔a、分子筛吸附塔b、分子筛吸附塔c通过进气管道和出气管道并联在原料气管道与集输管网之间，分子筛吸附塔a、分子筛吸附塔b、分子筛吸附塔c的进气口与出气口之间通过并联设置的再生管道串联有再生气电加热器，分子筛吸附塔a、分子筛吸附塔b、分子筛吸附塔c通过再生气处理单元并联至进气管道，所述进气管道、出气管道、再生气处理单元均设置有独立控制分子筛吸附塔a、分子筛吸附塔b、分子筛吸附塔c气路通断的闸阀，所述闸阀通过控制系统控制循环启闭。

4、进一步地，所述闸阀包括净化气进口阀、净化气出口阀、冷吹进气阀、冷吹出气阀、热吹进气阀、热吹出气阀，所述进气口位于塔顶，所述出气口位于塔底，所述净化气进口阀、冷吹进气阀、热吹出气阀均与进气口相配合，所述净化气出口阀、冷吹出气阀、热吹进气阀均与出气口相配合。

5、进一步地，所述闸阀阀位状态与工艺阶段状态关系为：

6、

7、表中a塔为所述分子筛吸附塔a，表中b塔为所述分子筛吸附塔b，表中c塔为所述分子筛吸附塔c。

8、进一步地，所述再生气处理单元包括串联的再生气空冷器，所述分子筛吸附塔a、分子筛吸附塔b、分子筛吸附塔c通过再生气处理管道并联至再生气空冷器，再生气空冷器连接再生气分离器，再生气分离器与进气管道相连。

9、进一步地，所述进气管道、出气管道、再生气处理单元均设置有旁通单元。

10、进一步地，所述原料气管道通过重力分离器与进气管道相连，进气管道上设置有聚结分离器，聚结分离器的进出口之间并联有旁通单元。

11、进一步地，所述集输管网与出气管道之间设置有粉尘过滤器，粉尘过滤器进出口之间并联有旁通单元。

12、进一步地，所述再生气分离器的排污口通过排污管道与排污汇管相连，排污管道并联有旁通单元。

13、进一步地，所述再生气分离器的放空口通过放空管道与放空总管相连，放空管道并联的旁通单元；所述再生气分离器的再生口通过再生气管道与进气管道相连。

14、进一步地，所述排污管道、放空管道、再生气管道及旁通单元上均设置有控制通断的闸阀，所述闸阀与控制单元相连。

15、与现有技术相比，本实用新型的技术方案采用三塔操作流程，t小时自动切换一次，原料气自上而下流过分子筛吸附塔a（或b、或c）进行吸附脱水，脱水后的天然气中水露点<-10℃，分子筛出口原料气经分子筛出口粉尘过滤器，除去其中夹带的分子筛粉尘和杂质后进集输管网。原料气切换到已再生完毕的分子筛吸附塔a（或b、或c）进行吸附脱水，水饱和的吸附塔a（或b、或c）经再生、冷吹完成再生过程。

16、本技术方案中的再生气采用原料气，将气体用电加热的方式进行加热，加热到一定温度后，进入完成吸附后的吸附塔加热。当加热塔出口气体温度升至预定温度后，则再生完毕。此时将加热器停用，原料气经旁通进入加热完成后加热塔，用于冷却加热塔。当冷却塔温度冷却到要求温度时又可开始下一循环的吸附。加热塔出来的再生气经再生气空冷器冷却，进入再生气分离器，分出游离水后作为再生气与原料气同用。

17、吸附操作时塔内气体流速最大，气体从上向下流动，这样可使吸附剂床层稳定，不致动荡。再生时，气体从下向上流动，一方面可以脱除靠近进口端被吸附的物质，并且不使其流过整个床层。另外，可使床层底部干燥剂得到完全再生，因为床层底部是湿原料气吸附干燥过程最后接触的部位，直接影响流出床层的干燥天然气质量。

技术特征：

1.一种用于天然气的分子筛脱水系统，包括分子筛吸附塔a（1）、分子筛吸附塔b（2）、分子筛吸附塔c（3），其特征在于：所述分子筛吸附塔a（1）、分子筛吸附塔b（2）、分子筛吸附塔c（3）通过进气管道（4）和出气管道（5）并联在原料气管道与集输管网之间，分子筛吸附塔a（1）、分子筛吸附塔b（2）、分子筛吸附塔c（3）的进气口与出气口之间通过并联设置的再生管道（6）串联有再生气电加热器（7），分子筛吸附塔a（1）、分子筛吸附塔b（2）、分子筛吸附塔c（3）通过再生气处理单元并联至进气管道（4），所述进气管道（4）、出气管道（5）、再生气处理单元均设置有独立控制分子筛吸附塔a（1）、分子筛吸附塔b（2）、分子筛吸附塔c（3）气路通断的闸阀，所述闸阀通过控制系统控制循环启闭。

2.根据权利要求1所述的用于天然气的分子筛脱水系统，其特征在于：所述闸阀包括净化气进口阀、净化气出口阀、冷吹进气阀、冷吹出气阀、热吹进气阀、热吹出气阀，所述进气口位于塔顶，所述出气口位于塔底，所述净化气进口阀、冷吹进气阀、热吹出气阀均与进气口相配合，所述净化气出口阀、冷吹出气阀、热吹进气阀均与出气口相配合。

3.根据权利要求1或2所述的用于天然气的分子筛脱水系统，其特征在于：所述再生气处理单元包括串联的再生气空冷器（9），所述分子筛吸附塔a（1）、分子筛吸附塔b（2）、分子筛吸附塔c（3）通过再生气处理管道（8）并联至再生气空冷器（9），再生气空冷器（9）连接再生气分离器（10），再生气分离器（10）与进气管道（4）相连。

4.根据权利要求3所述的用于天然气的分子筛脱水系统，其特征在于：所述进气管道（4）、出气管道（5）、再生气处理单元均设置有旁通单元。

5.根据权利要求4所述的用于天然气的分子筛脱水系统，其特征在于：所述原料气管道通过重力分离器与进气管道（4）相连，进气管道（4）上设置有聚结分离器（11），聚结分离器（11）的进出口之间并联有旁通单元。

6.根据权利要求5所述的用于天然气的分子筛脱水系统，其特征在于：所述集输管网与出气管道（5）之间设置有粉尘过滤器（12），粉尘过滤器（12）进出口之间并联有旁通单元。

7.根据权利要求4-6任一项所述的用于天然气的分子筛脱水系统，其特征在于：所述再生气分离器（10）的排污口通过排污管道（10-1）与排污汇管相连，排污管道（10-1）并联有旁通单元。

8.根据权利要求7所述的用于天然气的分子筛脱水系统，其特征在于：所述再生气分离器（10）的放空口通过放空管道（10-2）与放空总管相连，放空管道（10-2）并联有旁通单元；所述再生气分离器（10）的再生口通过再生气管道（10-3）与进气管道（4）相连。

9.根据权利要求8所述的用于天然气的分子筛脱水系统，其特征在于：所述排污管道（10-1）、放空管道（10-2）、再生气管道（10-3）及旁通单元上均设置有控制通断的闸阀，所述闸阀与控制单元相连。

技术总结
本技术公开了一种用于天然气的分子筛脱水系统，分子筛吸附塔A、分子筛吸附塔B、分子筛吸附塔C通过进气管道和出气管道并联在原料气管道与集输管网之间，分子筛吸附塔A、分子筛吸附塔B、分子筛吸附塔C的进气口与出气口之间通过并联设置的再生管道串联有再生气电加热器，分子筛吸附塔A、分子筛吸附塔B、分子筛吸附塔C通过再生气处理单元并联至进气管道，所述进气管道、出气管道、再生气处理单元均设置有独立控制分子筛吸附塔A、分子筛吸附塔B、分子筛吸附塔C气路通断的闸阀。本技术t小时自动切换一次，原料气切换到已再生完毕的吸附塔进行吸附脱水，水饱和的吸附塔热吹再生、热吹后的吸附冷吹完成再生过程。

技术研发人员：魏坤波,徐东海
受保护的技术使用者：濮阳兴泰金属结构制品有限公司
技术研发日：20230327
技术公布日：2024/1/13