可移動(dòng)撬裝的天然氣脫水裝置的制作方法

本實(shí)用新型涉及天然氣凈化處理領(lǐng)域，具體而言，涉及一種可移動(dòng)撬裝的天然氣脫水裝置。

背景技術(shù)：

目前，為降低燃煤鍋爐、汽車排放等對(duì)大氣環(huán)境造成的嚴(yán)重污染，我國近年來大力發(fā)展煤改氣工程以及汽車清潔能源。隨著西氣東輸、西氣東輸二、三線、陜京線、忠武線、川氣東輸?shù)戎鬏敋夤芫€的貫通，大量的燃煤鍋爐甚至電廠都改為了天然氣作為燃料，天然氣加氣站及加氣母站在各沿線城市得到了大力的發(fā)展。

天然氣來自地下，天然氣井口流出的天然氣幾乎都為氣相水所飽和，甚至?xí)y帶一定量的液態(tài)水。天然氣中水分的存在往往會(huì)造成嚴(yán)重的后果：含有CO2和H2S的天然氣在有水存在的情況下形成酸而腐蝕管路和設(shè)備；在一定條件下形成天然氣水合物而堵塞閥門、管道和設(shè)備；降低管道輸送能力，造成不必要的動(dòng)力消耗。水分在天然氣的存在是非常不利的事，因此，需要脫水的要求更為嚴(yán)格。

天然氣加氣站及加氣母站中最關(guān)鍵的設(shè)備之一也是天然氣深度脫水裝置。它能有效地對(duì)天然氣進(jìn)行深度脫水，且脫水的性能好壞直接影響天然氣加氣機(jī)的加氣速度和天然氣汽車的行駛性能、以及儲(chǔ)氣系統(tǒng)和售氣系統(tǒng)是否產(chǎn)生“冰堵”現(xiàn)象，并對(duì)天然氣汽車的儲(chǔ)氣罐有良好的保護(hù)作用。

天然氣脫水的方法一般包括低溫法、溶劑吸收法、固體吸附法、化學(xué)反應(yīng)法和膜分離法等。低溫法脫水是利用高壓天然氣節(jié)流膨脹降溫或利用氣波機(jī)膨脹降溫而實(shí)現(xiàn)的，這種工藝適合于高壓天然氣；而對(duì)于低壓天然氣，若要使用則必須增壓，從而影響了過程的經(jīng)濟(jì)性。溶劑吸收法和固體吸附法目前在天然氣工業(yè)中應(yīng)用較廣泛。其中，井口脫水是最根本的脫水方法，而溶劑吸收法又是井口天然氣脫水的最佳選擇，其中，甘醇是溶劑的首選。

在天然氣氣脫水工業(yè)中曾成功應(yīng)用的甘醇是：乙二醇(EG)、二甘醇(DEG)、三甘醇(TEG)和四甘醇(TREG)。最早用于天然氣脫水的甘醇是二甘醇，由于受再生溫度的限制，貧液質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為95％左右，露點(diǎn)降較低；而三甘醇再生容易，貧液質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)98％～99％，具有更大的露點(diǎn)降，且運(yùn)行成本較低，因此得到了廣泛應(yīng)用。

最近已經(jīng)有成熟的天然氣三甘醇脫水裝置，但是利用吸收塔和再生塔，體積龐大，需要的三甘醇量比較大。難以形成撬裝裝置，僅適合就地建設(shè)，無法移動(dòng)。

針對(duì)可移動(dòng)撬裝三甘醇天然氣脫水的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種可移動(dòng)撬裝的天然氣脫水裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的天然氣三甘醇脫水裝置難以移動(dòng)和撬裝的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種可移動(dòng)撬裝的天然氣脫水裝置，包括：三甘醇超重力吸收裝置，與濕天然氣管網(wǎng)連接，用于通過三甘醇對(duì)天然氣進(jìn)行脫水處理；超重力三甘醇再生裝置，與三甘醇超重力吸收裝置的三甘醇出口連通，用于對(duì)吸水后的三甘醇進(jìn)行再生處理。

進(jìn)一步地，三甘醇超重力吸收裝置包括：聚結(jié)過濾器，與濕天然氣管網(wǎng)連通，用于分離天然氣中的游離態(tài)液滴與固體雜質(zhì)；以及三甘醇超重力機(jī)，與聚結(jié)過濾器連通，用于通過三甘醇吸收天然氣中的水分，以得到天然氣和富三甘醇液。

進(jìn)一步地，超重力三甘醇再生裝置包括：閃蒸罐，與三甘醇超重力機(jī)連通，用于閃蒸分離出溶解在富三甘醇液中的烴氣體；過濾器組，與閃蒸罐連通，用于過濾富三甘醇液中的雜質(zhì)；換熱器組，與過濾器組連通，用于將富三甘醇液加熱；再生超重力機(jī)，與過濾器組連通，用于分離三甘醇與水蒸汽，以得到貧三甘醇液和再生尾氣。

進(jìn)一步地，過濾器組包括：前過濾器，與閃蒸罐連通，用于過濾富三甘醇液中的部分重?zé)N及三甘醇再生時(shí)的降解物質(zhì)；后過濾器，與前過濾器連通，用于除去富三甘醇液中的5μm以上的固體雜質(zhì)。

進(jìn)一步地，換熱器組包括：貧富液換熱器，與過濾器組連通，用于將富三甘醇液與貧三甘醇液換熱；再沸器，分別與再生超重力機(jī)和貧富液換熱器連通，用于加熱富三甘醇液。

進(jìn)一步地，超重力三甘醇再生裝置還包括：氣液換熱器，分別與貧富液換熱器和三甘醇超重力機(jī)連通，用于將天然氣與貧三甘醇液換熱。

進(jìn)一步地，超重力三甘醇再生裝置還包括：增壓泵，設(shè)置于貧富液換熱器與氣液換熱器之間，貧富液換熱器通過增壓泵與氣液換熱器連通，增壓泵用于將貧三甘醇液增壓。

進(jìn)一步地，超重力三甘醇再生裝置還包括：尾氣換熱器，設(shè)置于三甘醇超重力機(jī)與再生超重力機(jī)之間并與三甘醇超重力機(jī)連通，用于將再生尾氣與富三甘醇液換熱。

進(jìn)一步地，超重力三甘醇再生裝置還包括：尾氣分離器，與尾氣換熱器連通，用于對(duì)換熱后的再生尾氣進(jìn)行脫水處理，并將脫水后的再生尾氣輸送至增壓回收單元。

進(jìn)一步地，超重力三甘醇再生裝置還包括：尾氣冷卻器，設(shè)置于尾氣換熱器與尾氣分離器之間，用將換熱后的再生尾氣冷卻。

應(yīng)用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，提供了一種包括可移動(dòng)撬裝的天然氣脫水裝置，由于該天然氣脫水裝置包括三甘醇超重力吸收裝置和超重力三甘醇再生裝置，三甘醇超重力吸收裝置與濕天然氣管網(wǎng)相連接，用于脫除天然氣中的水分，超重力三甘醇再生裝置與三甘醇超重力吸收裝置相連接，用于將吸水后的富三甘醇溶液脫水，使之再生，循環(huán)使用，從而通過對(duì)天然氣中的水分吸收、吸收劑的再生以及吸收劑的循環(huán)，達(dá)到了幾乎完全脫除天然氣中水分、降低吸收劑使用量以及節(jié)約能源和裝置占地面積的技術(shù)效果，進(jìn)而提供了一種可移動(dòng)撬裝的天然氣脫水裝置。

除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本實(shí)用新型還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照?qǐng)D，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

附圖說明

構(gòu)成本實(shí)用新型的一部分的說明書附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1示出了本實(shí)用新型實(shí)施方式所提供的一種可移動(dòng)撬裝的天然氣脫水裝置的連接結(jié)構(gòu)示意圖；以及

圖2示出了本實(shí)用新型實(shí)施方式所提供的一種可選的可移動(dòng)撬裝的天然氣脫水裝置的連接結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，上述附圖包括以下附圖標(biāo)記：

10、三甘醇超重力吸收裝置；101、聚結(jié)過濾器；102、三甘醇超重力機(jī)；20、超重力三甘醇再生裝置；201、尾氣換熱器；202、閃蒸罐；203、前過濾器；204、后過濾器；205、貧富液換熱器；206、再沸器；207、再生超重力機(jī)；208、增壓泵；209、氣液換熱器；210、尾氣冷卻器；211、尾氣分離器。

具體實(shí)施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本實(shí)用新型中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本實(shí)用新型。

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實(shí)用新型方案，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分的實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

需要說明的是，本實(shí)用新型的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對(duì)象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以互換，以便這里描述的本實(shí)用新型的實(shí)施例。此外，術(shù)語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。

正如背景技術(shù)中所介紹的，現(xiàn)有技術(shù)中的天然氣三甘醇脫水裝置利用吸收塔和再生塔，體積龐大，需要的三甘醇量比較大。難以形成撬裝裝置，僅適合就地建設(shè)，無法移動(dòng)。本實(shí)用新型針對(duì)上述問題進(jìn)行研究，提出了一種可移動(dòng)撬裝的天然氣脫水裝置，如圖1所示，包括：三甘醇超重力吸收裝置10，與濕天然氣管網(wǎng)連接，用于通過三甘醇對(duì)天然氣進(jìn)行脫水處理；超重力三甘醇再生裝置20，與三甘醇超重力吸收裝置10的三甘醇出口連通，用于對(duì)吸水后的三甘醇進(jìn)行再生處理。

上述天然氣脫水裝置中由于包括三甘醇超重力吸收裝置和超重力三甘醇再生裝置，三甘醇超重力吸收裝置與濕天然氣管網(wǎng)相連接，用于脫除天然氣中的水分，超重力三甘醇再生裝置與三甘醇超重力吸收裝置相連接，用于將吸水后的富三甘醇溶液脫水，使之再生，循環(huán)使用，從而通過對(duì)天然氣中的水分吸收、吸收劑的再生以及吸收劑的循環(huán)，達(dá)到了幾乎完全脫除天然氣中水分、降低吸收劑使用量以及節(jié)約能源和裝置占地面積的技術(shù)效果，進(jìn)而提供了一種可移動(dòng)撬裝的天然氣脫水裝置。

需要說明的是，上述天然氣脫水裝置應(yīng)用于對(duì)天然氣進(jìn)行脫水處理，以達(dá)到處理后的天然氣可以滿足長距離運(yùn)輸和工業(yè)、民用的要求。

天然氣開采出以后含有一定量的輕烴甚至重質(zhì)烴和水，為了穩(wěn)定天然氣的品質(zhì)，脫除水和輕烴，上述天然氣脫水裝置通過有吸收裝置10和再生裝置20對(duì)天然氣進(jìn)行處理和吸收劑再生。具體地，利用吸收裝置10對(duì)濕天然氣進(jìn)行脫水處理，利用再生裝置20再生吸收后的三甘醇，從而達(dá)到了天然氣脫水、降低天然氣管線腐蝕性等目的，進(jìn)而解決了天然氣三甘醇脫水裝置難以移動(dòng)和撬裝的技術(shù)問題，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了提高天然氣的品質(zhì)穩(wěn)定性的效果。

在本實(shí)用新型上述天然氣脫水裝置中，為了利用吸收裝置10實(shí)現(xiàn)對(duì)天然氣的脫水處理，可選地，如圖2所示，吸收裝置10包括：聚結(jié)過濾器101和三甘醇超重力機(jī)102，聚結(jié)過濾器101與濕天然氣管網(wǎng)連通，用于分離天然氣中的游離態(tài)液滴與固體雜質(zhì)；三甘醇超重力機(jī)102與聚結(jié)過濾器101連通，用于通過三甘醇吸收天然氣中的水分，以得到天然氣和富三甘醇液。

具體地，通過聚結(jié)過濾器101的呈水飽和狀態(tài)的濕天然氣進(jìn)入超三甘醇超重力機(jī)102，在一定壓力下，天然氣與三甘醇?xì)庖耗嫦蚪佑|，天然氣中的水被吸收到三甘醇中，天然氣出口的捕霧絲網(wǎng)除去大于5μm的甘醇液滴。其中，在三甘醇超重力機(jī)102中可以按照天然氣含水要求填充有填料，以達(dá)到最好的吸收效率要求的目的；需要說明的是，超重力機(jī)102中填充的填料的形狀材料質(zhì)地不同也可以控制三甘醇超重力吸收裝置10的吸收效果。

在本實(shí)用新型上述天然氣脫水裝置中，為了利用再生裝置20實(shí)現(xiàn)對(duì)吸水后三甘醇的再生，可選地，如圖2所示，超重力三甘醇再生裝置20包括閃蒸罐202，與三甘醇超重力機(jī)102連通，用于閃蒸分離出溶解在富三甘醇液中的烴氣體；上述超重力三甘醇再生裝置20還包括過濾器組，與閃蒸罐202連通，用于過濾富三甘醇液中的雜質(zhì)；上述超重力三甘醇再生裝置20還包括換熱器組，與過濾器組連通，用于將富三甘醇液加熱；再生超重力機(jī)207，與過濾器組連通，用于分離三甘醇與水蒸汽，以得到貧三甘醇液和再生尾氣。

為了實(shí)現(xiàn)過濾器組對(duì)富三甘醇液中雜質(zhì)的過濾，可選地，如圖2所示，上述過濾器組包括前過濾器203，與閃蒸罐202連通，用于過濾富三甘醇液中的部分重?zé)N及三甘醇再生時(shí)的降解物質(zhì)；上述過濾器組還包括后過濾器204，與前過濾器203連通，用于除去富三甘醇液中的5μm以上的固體雜質(zhì)。

為了利用換熱器組實(shí)現(xiàn)對(duì)富三甘醇液的加熱，可選地，如圖2所示，上述換熱器組包括貧富液換熱器205，與過濾器組連通，用于將富三甘醇液與貧三甘醇液換熱；上述換熱器組還包括再沸器206，分別與再生超重力機(jī)207和貧富液換熱器連通，用于加熱富三甘醇液。

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)富三甘醇液再生之前的預(yù)熱，可選地，如圖2所示，上述超重力三甘醇再生裝置20還包括尾氣換熱器201，設(shè)置于三甘醇超重力機(jī)102與再生超重力機(jī)207之間并與三甘醇超重力機(jī)102連通，用于將再生尾氣與富三甘醇液換熱。

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)上述換熱后再生尾氣的處理，可選地，如圖2所示，超重力三甘醇再生裝置20還包括尾氣分離器211，與上述尾氣換熱器201連通，用于對(duì)換熱后的再生尾氣進(jìn)行脫水處理，并將脫水后的再生尾氣輸送至增壓回收單元；并且，可選地，超重力三甘醇再生裝置20還包括尾氣冷卻器210，設(shè)置于尾氣換熱器201與尾氣分離器211之間，用將換熱后的再生尾氣冷卻。具體地，再生尾氣經(jīng)尾氣換熱器201回收熱量后經(jīng)尾氣冷卻器210使用循環(huán)水進(jìn)一步冷卻，然后經(jīng)尾氣分離器211氣液分離，處理后的再生尾氣去增壓回收單元，污水去污水處理系統(tǒng)。

上述超重力三甘醇再生裝置20中的再沸器206可以采用燃料直接加熱，溫度優(yōu)選為198～200℃，三甘醇重量百分比濃度可達(dá)98.5～99.0％，底部通入熱干氣對(duì)貧液進(jìn)行汽提，三甘醇重量百分比濃度可達(dá)99.8％；并且，再生超重力機(jī)207可以內(nèi)置填料。需要說明的是，再沸器206通入的熱干氣比例以及再生超重力機(jī)207中填充的填料的形狀材料質(zhì)地不同也可以控制再生裝置20的再生效果。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，對(duì)天然氣進(jìn)行脫水處理后形成的富三甘醇液首先進(jìn)入上述尾氣換熱器201，與再生超重力機(jī)207中產(chǎn)生的尾氣換熱，從而降低尾氣溫度，同時(shí)把富三甘醇液加熱到35～60℃；預(yù)熱后的富三甘醇液進(jìn)入上述閃蒸罐202，閃蒸出吸收在三甘醇內(nèi)的烴氣體，閃蒸氣直接進(jìn)入燃料氣系統(tǒng)；閃蒸后的富三甘醇液經(jīng)過上述前過濾器203，過濾掉其中的部分重?zé)N及三甘醇再生時(shí)的降解物質(zhì)，然后經(jīng)后過濾器204，除去其中5μm以上的固體雜質(zhì)；經(jīng)過濾后的富三甘醇液進(jìn)入上述貧富液換熱器205，與由再沸器206下部緩沖罐流出的熱貧甘醇液換熱升溫至110℃～120℃，再進(jìn)入緩沖罐內(nèi)置換熱盤管進(jìn)一步與熱貧甘醇換熱升溫至140℃～170℃；加熱后的富三甘醇液進(jìn)入上述再生超重力機(jī)207，富甘醇中的水分及很小部分烴類被分離出去，作為尾氣排出并進(jìn)入尾氣換熱器201中對(duì)富三甘醇液預(yù)熱。

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)再生后三甘醇的循環(huán)利用，可選地，如圖2所示，上述超重力三甘醇再生裝置20還包括氣液換熱器209，分別與貧富液換熱器205和三甘醇超重力機(jī)102連通，用于將天然氣與貧三甘醇液換熱；并且，可選地，超重力三甘醇再生裝置20還包括增壓泵208，設(shè)置于貧富液換熱器205與氣液換熱器209之間，貧富液換熱器205通過增壓泵208與氣液換熱器209連通，增壓泵208用于將貧三甘醇液增壓。

具體地，經(jīng)過三甘醇超重力吸收裝置10脫水后的天然氣成為了干天然氣，溫度較低，采用上述氣液換熱器209能夠升高天然氣的溫度；同時(shí)，上述氣液換熱器209還能夠降低進(jìn)入三甘醇超重力吸收裝置10中貧三甘醇液的溫度，然后進(jìn)入外輸管網(wǎng)，吸收水分后的三甘醇成為富三甘醇液，再進(jìn)入超重力三甘醇再生裝置20中進(jìn)行再生處理，然后循環(huán)使用。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，再生后的貧三甘醇液在再沸器206下部的緩沖罐中通過換熱盤管與富甘醇液換熱，并經(jīng)過緩沖罐外壁的冷卻，溫度降至140℃左右出緩沖罐，進(jìn)入貧富液換熱器205中與富甘醇液換熱，溫度降至65～75℃左右進(jìn)增壓泵208，由增壓泵208增壓后進(jìn)氣液換熱器209與外輸氣換熱至36～56℃，最后進(jìn)入三甘醇超重力機(jī)102中吸收天然氣中的水分，以實(shí)現(xiàn)三甘醇的循環(huán)利用。

在實(shí)際應(yīng)用場景中，該實(shí)施例的天然氣脫水裝置可以適用于天然氣井口，也可用于天然氣集輸站，或天然氣加氣站等，典型的適用于天然氣井口以及需要脫水的濕天然氣管網(wǎng)之中，具體地，天然氣井口天然氣被采出之后，以及需對(duì)濕天然氣進(jìn)行脫水并穩(wěn)定品質(zhì)作為生活或工業(yè)用氣的管網(wǎng)之后，例如，天然氣井口采出的天然氣，經(jīng)脫水、脫硫、脫碳處理后進(jìn)入外輸管網(wǎng)，也即本實(shí)用新型實(shí)施例的脫水裝置適用于濕天然氣與進(jìn)入集輸或用戶管網(wǎng)之間。

本實(shí)用新型實(shí)施例的天然氣脫水裝置已經(jīng)為中東地區(qū)多次提供了工業(yè)應(yīng)用。其中，為伊朗提供的三套500km³/h天然氣脫水裝置，采用三甘醇，達(dá)到CE天然氣輸送標(biāo)準(zhǔn)。

從以上的描述中，可以看出，本實(shí)用新型上述的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果：三甘醇超重力吸收裝置與濕天然氣管網(wǎng)相連接，用于脫除天然氣中的水分，超重力三甘醇再生裝置與三甘醇超重力吸收裝置相連接，用于將吸水后的富三甘醇溶液脫水，使之再生，循環(huán)使用，從而通過對(duì)天然氣中的水分吸收、吸收劑的再生以及吸收劑的循環(huán)，達(dá)到了幾乎完全脫除天然氣中水分、降低吸收劑使用量以及節(jié)約能源和裝置占地面積的技術(shù)效果，進(jìn)而提供了一種可移動(dòng)撬裝的天然氣脫水裝置。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。