一種從氣田污水中回收甲醇的系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于天然氣領域，具體涉及一種從氣田污水中回收甲醇的系統，包括依次通過管道聯接的泵一、換熱器、加熱器一、精餾塔，所述精,餾塔頂部通過冷凝器與回流罐上部聯接，所述回丨流罐底部通過管道聯接在精餾塔上部，所述回流罐頂部聯接外輸管道，所述精餾塔與換熱器加熱管進口之間設置有閥門一，通過在換熱器加熱管出口與精餾塔之間依次設置三通閥、泵二、加熱器二；三通閥與換熱器加熱管出口之間設置有旁通的用于取樣品的閥門三，有效確保回收的甲醇濃度大于95%，剩余污水中甲醇含量不高于0.1%，脫甲醇廢水為換熱器提供熱量，節約能源。
【專利說明】-種從氣田污水中回收甲醇的系統
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于天然氣領域，具體涉及一種從氣田污水中回收甲醇的系統。
【背景技術】
[0002] -般在天然氣采氣過程中，為防止天然氣在采出和集輸過程中形成水合物堵塞管 線，通常在氣井井口注入甲醇作為防凍劑。
[0003] 長期以來，天然氣經氣液分離后進入外輸管道，而分離出的氣田含甲醇污水并未 集中處理，其原因是：甲醇回收裝置能耗及冷卻水用量大；若分散在各集氣站處理，甲醇的 回收率低，回收甲醇后的廢水一般直接回注到地層，未去凈化廠污水處理裝置，并且排放廢 水中甲醇對環境造成了危害，若要解決這些問題，不但要增加操作管理人員，而且配套系統 多、投資大。
【發明內容】
[0004] 本實用新型的目的是設計出一種從氣田污水中回收甲醇的系統，能適應氣田各種 含甲醇污水工況的變化；精餾塔采用"浮閥+篩板"復合結構和脫甲醇廢水循環蒸餾，有效 確保回收的甲醇濃度大于95%，剩余污水中甲醇含量不高于0. 1%。
[0005] -種從氣田污水中回收甲醇的系統，包括依次通過管道聯接的泵一、換熱器、加熱 器一、精餾塔，所述精餾塔頂部通過冷凝器與回流罐上部聯接，所述回流罐底部通過管道聯 接在精餾塔上部，所述回流罐頂部聯接外輸管道，所述精餾塔與換熱器加熱管進口之間設 置有閥門一；
[0006] 所述換熱器加熱管出口與精餾塔之間依次設置有三通閥、泵二、加熱器二；所述三 通閥另一個出口聯接凈化水罐；
[0007] 所述換熱器加熱管出口與三通閥之間設置有旁通的用于取樣品的閥門三。
[0008] 所述閥門一入口端通過旁通管道聯接在泵二進口端，所述旁通管道上設置有閥門 --O
[0009] 所述閥門三設置在換熱器和三通閥之間。
[0010] 本實用新型的有益效果是：通過在換熱器與精餾塔之間依次設置三通閥、泵二、力口 熱器二；三通閥另一個出口聯接凈化水罐；在精餾塔與閥門一、閥門一與換熱器、或換熱器 與三通閥之間的管道任一處設置有旁通的用于取樣品的閥門三，精餾塔采用"浮閥+篩板" 復合結構，有效確保回收的甲醇濃度大于95%，剩余污水中甲醇含量不高于0. 1%，脫甲醇廢 水為換熱器提供熱量，節約能源。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011] 下面結合實施例附圖對本實用新型做進一步說明：
[0012] 圖1是一種從氣田污水中回收甲醇的系統及方法實施例示意圖；
[0013] 圖中：1、栗一 ；2、換熱器；3、加熱器一 ；4、精饋塔；5、回流罐；6、閥門一 ；7、栗_ ； 8、加熱器二；9、三通閥；10、冷凝器；11、閥門二；12、凈化儲罐；13、旁通管道；14、閥門三。
【具體實施方式】
[0014] 本實施例提供了如圖1所示的一種從氣田污水中回收甲醇的系統，包括依次通過 管道聯接的泵一 1、換熱器2、加熱器一 3、精餾塔4,所述精餾塔4頂部通過冷凝器10與回 流罐5上部聯接，所述回流罐5底部通過管道聯接在精餾塔4上部，所述回流罐5頂部聯接 外輸管道，所述精餾塔4與換熱器加熱管進口 2之間設置有閥門一 6,其特征在于：
[0015] 所述換熱器加熱管出口 2與精餾塔4之間依次設置有三通閥9、泵二7、加熱器二 8 ;所述三通閥9另一個出口聯接凈化水罐12 ;
[0016] 所述換熱器加熱管出口 2與三通閥9之間設置有旁通的用于取樣品的閥門三14。
[0017] 所述閥門一 6入口端通過旁通管道13聯接在泵二7進口端，所述旁通管道上13 設置有閥門二11。
[0018] 所述閥門三14設置在換熱器2和三通閥9之間。
[0019] 一種從氣田污水中回收甲醇的方法，其特征在于：包括以下步驟：
[0020] 1)氣田污水經泵一 1增壓至0. 2?0. 3MPa后，經換熱器2、加熱器一 3加熱至85? 90 0C ；
[0021] 2)增壓加熱后的氣田污水進入精餾塔4中部進行閃蒸和精餾；甲醇蒸汽從精餾塔 4塔頂出來，在冷凝器10冷卻至低于40°C后進入回流罐5,然后一部分甲醇回流進精餾塔 4塔頂，另一部分去產品儲罐；
[0022] 精餾塔（4)塔內壓力控制在0· 10?0· 16MPa ;
[0023] 3)調節閥門一 6、閥門二11流量，脫甲醇廢水由精餾塔4塔底流出，一部分經閥門 二11、泵二7增壓至0. 2?0. 3MPa，再經加熱器二8加熱至溫度115?120°C，循環進入精 餾塔4下部；
[0024] 另一部分流經閥門一 6、在換熱器2換熱、經取樣分析，達到回注要求的，通過三通 閥9另一出口去凈化水罐12,最終回注地層；若不滿足要求，則流經泵二7、加熱器二8進入 精餾塔4。
[0025] -般情況下，氣田污水在一定溫度和壓力下按照揮發度不同進行一定程度的分 離。
[0026] 氣田污水用泵自儲罐抽出，然后經過加熱器加熱后進入精餾塔進行精餾。氣相產 物內含有較多的低沸點輕組分，液相產物內含有較多的高沸點重組分，汽化過程中，由于氣 液兩相有足夠的接觸時間和接觸面積，氣液相產物在分離時達到平衡狀態，整個精餾過程 也隨之結束。
[0027] 通常情況下，浮閥塔盤由于浮閥密封的作用，液體在塔盤間流動時，很少出現液體 滲漏的現象，氣體通過一定壓力頂開浮閥與液體進行傳質傳熱。但若在氣流速度比較高的 情況下，精餾塔的效率就降低，這是因為氣速較高，傳質與傳熱不充分。另外浮閥塔盤的投 資費用比較昂貴。相比之下，篩板塔盤是一種相對簡單的結構，只是在塔盤上打些針狀的小 孔，這種結構可處理量比較大的液體和氣體，傳質和傳熱效率比較高。但這種結構的缺點是 在氣速比較低的情況下，塔盤上的液體未能與上升的氣體進行有效的傳質與傳熱，而出現 "滴液"或"漏液"現象，塔的操作彈性能力降低。綜合上述浮閥塔盤和篩板塔盤的優缺點， 精餾塔采用"浮閥+篩板"復合結構，一方面使得精餾塔的操作彈性能力加強，另一方面還 使得氣液傳質和傳熱更加充分，同時也降低了精餾塔的投資成本。
[0028] 下面結合現場具體實施例對本實用新型作進一步說明
[0029] 基礎數據（處理量：150m3/d ;污水甲醇含量：36% ;溫度：20°C ;壓力：常壓 (0. 105MPa);要求產品：甲醇濃度彡95%，污水含甲醇彡0. 1%)。
[0030] 如圖1所示，罐區來的氣田污水(溫度20°C，壓力0· 105MPa)經過泵一 1增壓至壓 力0. 185MPa，再經換熱器2換熱，繼續經加熱器一 3加熱后溫度達到90°C，進入精餾塔4中 部進行蒸餾。
[0031] 精餾塔4塔頂冷凝器10的甲醇摩爾分數控制在96%。氣田污水在此溫度下行閃蒸 和精餾，精餾塔4塔頂出來的甲醇(溫度66. 37°C，壓力0. 105MPa)冷卻至低于40°C后進入 冷凝器10,然后用泵抽出，一部分甲醇回流進精餾塔4塔頂，另一部分去產品儲罐。
[0032] 調節閥門一 6和閥門二11，保證給換熱器2供熱的脫甲醇廢水用量，其余的脫甲 醇廢水直接循環進入精餾塔4。控制約70% (質量分數）脫甲醇廢水(溫度111.3°C，壓力 0. 16MPa)經泵二7增壓后，壓力0. 2MPa，再經加熱器二8加熱至119. 4°C，循環進入精餾塔 4下部第五層塔盤；
[0033] 約30% (質量分數）脫甲醇廢水經閥門一 6給原料氣田污水提供熱量，再流經三通 閥9、泵二7增壓后，壓力0. 2MPa，再經加熱器二8加熱至119. 4°C，循環進入精餾塔4下部 第五層塔盤；
[0034] 每隔一小時在閥門三14取樣，并用色譜分析法檢測甲醇含量；經過多次循環蒸 餾，測得脫甲醇廢水中甲醇含量< 〇. 1%時，去凈化水罐12,最終回注地層。
[0035] 根據HYSYS軟件建立起了氣田污水回收模型，利用該模型對現場甲醇回收工藝參 數進行優化以及換熱器等設備進行簡化。
[0036] 模擬結果顯示：當甲醇回收率控制到96%時，加熱器的熱負荷比優化前減少了 20% ;精餾塔塔底熱負荷比優化前減少了 30% ;精餾塔操作壓力控制在（0. 10?0. 16) MPa之 間，比現場操作壓力降低了 0. 〇2MPa，基本能滿足精餾塔在常壓下運行。精餾塔塔頂的回流 提高了 10%，氣田污水在精餾塔內回流更加充分，甲醇回收率進一步提高，比優化前甲醇回 收率提高了 10%。通過模擬計算得出，當換熱器和加熱器的熱負荷降低時，設備的結構也得 到進一步優化和簡化。因此，本模擬計算不僅提供了提高甲醇回收率和能耗的方法，還對現 場建造甲醇回收裝置的換熱器及重沸器的結構選型提供了理論依據。
【權利要求】
1. 一種從氣田污水中回收甲醇的系統，包括依次通過管道聯接的泵一（1)、換熱器 (2)、加熱器一（3)、精餾塔（4)，所述精餾塔（4)頂部通過冷凝器（10)與回流罐（5)上部聯 接，所述回流罐（5)底部通過管道聯接在精餾塔（4)上部，所述回流罐（5)頂部聯接外輸管 道，所述精餾塔（4)與換熱器（2)加熱管進口之間設置有閥門一（6)，其特征在于： 所述換熱器（2)加熱管出口與精餾塔（4)之間依次設置有三通閥（9)、泵二（7)、加熱器 二（8);所述三通閥（9)另一個出口聯接凈化水罐（12); 所述換熱器（2)加熱管出口與三通閥（9)之間設置有旁通的用于取樣品的閥門三 (14)。
2. 如權利要求1所述的一種從氣田污水中回收甲醇的系統，其特征在于：所述閥門一 (6)入口端通過旁通管道（13)聯接在泵二（7)進口端，所述旁通管道上（13)設置有閥門二 (11)。
3. 如權利要求1所述的一種從氣田污水中回收甲醇的系統，其特征在于：所述閥門三 (14)設置在換熱器（2)和三通閥（9)之間。
【文檔編號】C07C29/80GK204022707SQ201420382936
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年7月11日 優先權日:2014年7月11日
【發明者】王勇, 林罡, 郭亞紅, 何茂林 申請人:西安長慶科技工程有限責任公司