一種氣相提濃式三甘醇脫水再生系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種氣相提濃式三甘醇脫水再生系統，包括吸收塔、精餾柱、閃蒸罐、貧富液換熱器、貧液緩沖罐、再生塔、重沸器、循環泵和氣體貧液換熱器，其中，吸收塔、精餾柱、閃蒸罐、貧富液換熱器、重沸器、貧液緩緩沖罐、循環泵和氣體貧液換熱器通過管道依次連接形成封閉的循環回路。在貧液緩沖罐內安設有冷凝器，冷凝器上開設有冷源入口、冷源出口、熱源入口和冷凝液出口，熱源入口與貧液緩沖罐的內部連通，冷源入口通過第二管道與第一管道連通，冷源出口通過第三管道與第一管道連通。本發明的有益效果是：冷凝套管降低了貧液氣相中的水氣分壓，從而降低了貧液中的水含量，進而降低了貧三甘醇中的水含量，提高了三甘醇溶液的濃度，也降低了閃蒸時能量消耗。
【專利說明】
一種氣相提濃式三甘醇脫水再生系統
技術領域
[0001]本發明涉及油氣田天然氣、伴生氣、頁巖氣、煤層氣以及煤制天然氣SNG等氣體脫水工藝設備技術領域，具體涉及一種氣相提濃式三甘醇脫水再生系統。
【背景技術】
[0002]三甘醇(TEG)脫水工藝屬于溶劑吸收法，根據天然氣和水在三甘醇中的溶解度不同，利用三甘醇貧液吸收天然氣中的水分，使濕天然氣脫出水汽，達到干燥天然氣的目的；再利用三甘醇與水沸點的不同，通過常壓加熱升溫蒸發掉三甘醇富液中所吸收的水分，得到再生三甘醇(貧液)，循環使用。
[0003]三甘醇脫水的主要工藝流程可分為兩個:低溫高壓天然氣脫水系統和高溫低壓甘醇再生系統，在天然氣脫水系統中，三甘醇溶液吸收水分;甘醇再生系統的目的是為了提高三甘醇貧液濃度。最初，采用常壓加熱，但受三甘醇熱分解溫度(206.7°C )的限制，三甘醇只能提濃到98.5%(w)左右，約使露點降達35 °C左右。由于這種方法不能滿足水露點的要求，因而進一步發展了另外三種再生方法，即減壓再生、氣體汽提再生和共沸再生。受系統復雜程度和操作費用等的限制，國內外通常采用的是氣體汽提再生方法。然而，采用脫水后的天然氣作為汽提氣，導致再生氣中含有大量天然氣，由于再生氣中有大量水汽而點不著火，不能用作燃料，同時，因為再生屬于常壓操作，再生氣不能進入低壓排放系統，難以回收利用，直接排放不符合目前環保和安全要求。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題是，針對現有技術的不足，提供一種三甘醇再生質量好、低能耗的氣相提濃式三甘醇脫水再生系統。
[0005]本發明采用的技術方案是:一種氣相提濃式三甘醇脫水再生系統，包括吸收塔、精餾柱、閃蒸罐、貧富液換熱器、貧液緩沖罐、再生塔、重沸器、循環栗和氣體貧液換熱器，其中，吸收塔的濕氣入口與濕氣管道連通，吸收塔的干氣出口經氣體貧液換熱器與干氣輸送管道相連;吸收塔的富三甘醇出口通過第一管道經精餾柱與閃蒸罐的進料口相連；閃蒸罐的閃蒸氣出口與閃蒸氣管道連通，閃蒸罐的富三甘醇出口與過濾器的入口相連;過濾器的出口經貧富液換熱器和貧液緩沖罐與精餾柱的進料口相連，精餾柱的出料口與重沸器的進料口相連，重沸器的熱氣出口與精餾柱的熱氣入口相連，精餾柱的再生氣出口與再生氣管道相連;重沸器的燃料氣入口與干氣輸送管道連通，重沸器的貧三甘醇出口與貧液緩沖罐的入口相連，貧液緩沖罐的出口與貧富液換熱器的入口相連，貧富液換熱器的出口經循環栗與氣體貧液換熱器的液體通道入口相連，氣體貧液換熱器的液體通道出口與吸收塔的貧三甘醇入口連通;在貧液緩沖罐內安設有冷凝器，冷凝器上開設有冷源入口、冷源出口、熱源入口和冷凝液出口，熱源入口與貧液緩沖罐的內部連通，冷源入口通過第二管道與第一管道連通，冷源出口通過第三管道與第一管道連通。
[0006]按上述方案，所述冷凝器為冷凝套管，冷凝套管包括固定在貧液緩沖罐上的殼體，所述熱源入口開設在殼體的上部，冷凝液出口開設在殼體的下部，冷凝液出口與外設的冷凝液管道連通;在殼體內部設置有冷凝盤管，殼體與冷凝管之間的空間為熱源通道;冷凝盤管的一端為冷源入口，冷凝盤管的另一端為冷源出口。
[0007]按上述方案，所述冷凝液出口向下傾斜。
[0008]按上述方案，在第二管道與第一管道連接處和第三管道與第一管道連接處之間的第一管道上安設有截止閥。
[0009]按上述方案，所述脫水再生系統還包括燃料氣緩沖罐;所述干氣輸送管道與設置有與燃料氣緩沖罐的燃料氣管道連通，燃料氣管道與重沸器的燃料氣入口連通。
[0010]按上述方案，所述脫水再生系統還包括產品氣分離器，產品分離器的入口與氣體貧液交換器的出口連通，產品分離器的出口與干氣輸送管道相連。
[0011]按上述方案，所述脫水再生系統還包括灼燒爐，閃蒸罐的閃蒸氣出口與灼燒爐連通。
[0012]按上述方案，所述脫水再生系統還包括聚結過濾分離器，聚結過濾分離器的入口與濕氣管道連通，聚結過濾分離器的出口與吸收塔的濕氣入口連通。
[0013]本發明的有益效果為:本發明不通過汽提再生方式提高三甘醇貧液的濃度，無需以脫水后的天然氣為代價;本發明在貧液緩沖罐內置的冷凝套管，以進入精餾柱換熱前的富三甘醇為冷源，以貧液緩沖罐內的貧三甘醇(此時為氣相)為熱源，兩者進行熱交換;富三甘醇在升溫的同時降低了貧液緩沖罐內的溫度，貧液緩沖罐內的部分氣相介質降溫冷凝，冷凝水在冷凝套管內聚集后引出貧液緩沖罐之外。冷凝套管降低了貧液氣相中的水氣分壓，從而降低了貧三甘醇中的水含量，進而提高了三甘醇的濃度，三甘醇貧液濃度得到提高；同時，換熱后富三甘醇溫度升高，也提高了閃蒸效果。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明一個具體實施例的結構示意圖。
[0015]圖2為本實施例中冷凝套管的結構示意圖。
[0016]其中:1、聚結過濾分離器;2、吸收塔;3、氣體貧液換熱器;4、產品氣分離器;5、精餾柱;6、閃蒸罐;7、過濾器;8、貧富液換熱器;9、貧液緩沖罐；10、重沸器；11、循環栗；12、燃料氣緩沖罐；13、凝液罐；14;濕氣管道；15、干氣輸送管道；16、閃蒸氣管道；17、冷凝套管；17.1、外殼；17.2、熱源入口； 17.3、冷凝盤管；17.4、冷凝液出口 ； 17.5、冷源出口； 17.6、冷源入口； 18、第一管道;19、第二管道;20、第三管道;21、再生氣管道;22、截止閥。
【具體實施方式】
[0017]為了更好地理解本發明，下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步地描述。
[0018]如圖1所示的一種氣相提濃式三甘醇脫水再生系統，包括產品氣分離器4、氣體貧液換熱器3、聚結過濾分離器1、吸收塔2、精餾柱5、閃蒸罐6、過濾器7、貧富液換熱器8、貧液緩沖罐9、重沸器10、氣體貧液換熱器3、循環栗11、燃料氣緩沖罐12，其中，閃蒸罐6包括進料口，閃蒸氣出口和富三甘醇出口 ；精餾柱5包括再生氣出口、進料口、熱氣入口以及出料口；重沸器10包括燃料氣入口、進料口、貧三甘醇出口和熱氣出口；吸收塔2包括貧三甘醇入口、富三甘醇出口、濕氣入口和干氣出口。吸收塔2、精餾柱5、閃蒸罐6、過濾器7、貧富液換熱器8、重沸器10、貧液緩緩沖罐9、循環栗11和氣體貧液換熱器3通過管道依次連接形成封閉的循環回路。
[0019]本發明中，聚結過濾分離器I的入口與濕氣管道14連通，聚結過濾分離器I的出口與吸收塔2的濕氣入口連通，吸收塔2的干氣出口經氣體貧液換熱器3和產品氣分離器4后與干氣輸送管道15相連，干氣輸送管道15與設置有燃料氣緩沖罐12的燃料氣管道連通，燃料氣管道與重沸器10的燃料氣入口連通(為重沸器10提供燃料氣)；吸收塔2的富三甘醇出口通過第一管道18經精餾柱5與閃蒸罐6的進料口相連;閃蒸罐6的閃蒸氣出口(閃蒸氣出口位于閃蒸罐6的頂部)與閃蒸氣管道16連通，閃蒸氣管道16與灼燒爐連通，閃蒸罐6的富三甘醇出口(富三甘醇出口位于閃蒸罐6的底部)與過濾器7的入口相連;過濾器7的出口經貧富液換熱器8和貧液緩沖罐9與精餾柱5的進料口相連，精餾柱5的出料口與重沸器10的進料口相連，重沸器10的熱氣出口與精餾柱5的熱氣入口相連，精餾柱5頂部的再生氣出口通過再生氣管道21與凝液罐13相連;重沸器10的燃料氣入口與燃料氣管道連通，重沸器10的貧三甘醇出口與貧液緩沖罐9的入口相連，貧液緩沖罐9的出口與貧富液換熱器8的入口相連，貧富液換熱器8的出口經循環栗11與氣體貧液換熱器3的液體通道入口相連，氣體貧液換熱器3的液體通道出口與吸收塔2上部側面的貧三甘醇入口連通。吸收塔2、精餾柱5、閃蒸罐6、過濾器7、貧富液換熱器8、重沸器10、貧液緩緩沖罐9、循環栗11和氣體貧液換熱器3通過管道依次連接形成封閉的循環回路。在貧液緩沖罐9內安設有冷凝器，冷凝器上開設有冷源入口、冷源出口、熱源入口和冷凝流體出口，熱源入口與貧液緩沖罐9的內部連通，冷源入口通過第二管道19與第一管道18連通，冷源出口通過第三管道20與第一管道18連通。
[0020]本發明中，如圖2所示，冷凝器為冷凝套管17，冷凝套管17包括固定在貧液緩沖罐9上的殼體，熱源入口 17.2開設在殼體上，冷凝液出口 17.4開設在殼體的下部，與外設的冷凝液管道連通為了使冷凝液順利流出，冷凝液出口向下傾斜設置;在殼體內部設置有冷凝盤管17.3(冷凝盤管17.3由普通的換熱盤管組成，根據換熱量的不同可以有不同的排列方式)，殼體與冷凝盤管17.3之間的空間為熱源通道;冷凝盤管17.3的一端為冷源入口 17.6，冷凝盤管17.3的另一端為冷源出口 17.5。
[0021]本發明中，在第二管道19與第一管道18連接處和第三管道20與第一管道18連接處之間的第一管道18上安設有截止閥22。截止閥22關閉時，從吸收塔2流出的富三甘醇必須經冷凝套管17換熱后進入精餾柱;截止閥22打開時，從吸收塔2流出的富三甘醇部分經冷凝套管17換熱在進入精餾柱5，部分富三甘醇直接進入精餾柱5。
[0022]本發明提供的氣相提濃式三甘醇脫水再生系統工藝流程如下:
1、濕氣管道14內待脫水的濕天然氣經聚結過濾分離器I進入吸收塔2，同時貧三甘醇(即用于脫水的含水和其他雜質較低的三甘醇)從吸收塔2的貧三甘醇進口進入吸收塔2，濕天然氣與貧三甘醇在吸收塔2內進行逆流脫水；
2、經步驟I脫水后的干天然氣從吸收塔2頂部的干氣出口流出，經氣體貧液換熱器3換熱后進入產品氣分離器4，進一步脫除其中夾帶的液體后流出，進入干氣輸送管道15，部分干天然氣進入支路成為重沸器10的燃料氣；
3、步驟I中吸收塔2內的貧三甘醇吸收濕天然氣中的水分和部分天然氣后成為富三甘醇，富三甘醇從吸收塔2流出，經過精餾柱5換熱后進入閃蒸罐6，在閃蒸罐6內閃蒸脫去易燃輕組分后流出，并依次經過濾器7過濾后進入貧富液換熱器8(與從貧液緩沖罐9內流出的貧三甘醇進行換熱)，換熱后進入精餾柱5內精餾，精餾柱5柱頂餾分部分以氣體的形式從再生氣出口流出，進入再生氣管道;精餾柱5柱底餾分進入重沸器10加熱(重沸器10以燃料氣為熱源)，低揮發度組分由重沸器10的熱氣出口返回精餾柱5，高揮發度組分(貧三甘醇)流出重沸器10，在貧液緩沖罐9內經冷凝套管17換熱(以進入精餾柱5換熱前的富三甘醇為冷源，以貧液緩沖罐9內的貧三甘醇(此時為氣相)為熱源，兩者進行熱交換)，進入貧富液換熱器10內繼續換熱降溫，經循環栗11、氣體貧液換熱器3進入吸收塔2中循環使用。
[0023]本發明中，在貧液緩沖罐9內置的冷凝套管17，以進入精餾柱5換熱前的富三甘醇為冷源，以貧液緩沖罐9內的貧三甘醇(此時為氣相)為熱源，兩者進行熱交換；富三甘醇在升溫的同時降低了貧液緩沖罐9內的溫度，貧液緩沖罐9內的部分氣相介質降溫冷凝，冷凝水在冷凝套管17內聚集后引出貧液緩沖罐9之外。冷凝套管17降低了貧液氣相中的水氣分壓，從而降低了貧三甘醇中的水含量，進而提高了三甘醇溶液的濃度；同時，換熱后富三甘醇溫度升高，也提高了閃蒸效果。
[0024]以上僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種氣相提濃式三甘醇脫水再生系統，包括吸收塔、氣體貧液換熱器、精餾柱、閃蒸罐、貧富液換熱器、貧液緩沖罐、再生塔、重沸器和循環栗，其中，吸收塔的濕氣入口與濕氣管道連通，吸收塔的干氣出口經氣體貧液換熱器與干氣輸送管道相連;吸收塔的富三甘醇出口通過第一管道經精餾柱與閃蒸罐的進料口相連;閃蒸罐的閃蒸氣出口與閃蒸氣管道連通，閃蒸罐的富三甘醇出口經貧富液換熱器和貧液緩沖罐與精餾柱的進料口相連，精餾柱的出料口與重沸器的進料口相連，重沸器的熱氣出口與精餾柱的熱氣入口相連，精餾柱的再生氣出口與再生氣管道相連;重沸器的燃料氣入口與干氣輸送管道連通，重沸器的貧三甘醇出口與貧液緩沖罐的入口相連，貧液緩沖罐的出口與貧富液換熱器的入口相連，貧富液換熱器的出口經循環栗與氣體貧液換熱器的液體通道入口相連，氣體貧液換熱器的液體通道出口與吸收塔的貧三甘醇入口連通;其特征在于，在貧液緩沖罐內安設有冷凝器，冷凝器上開設有冷源入口、冷源出口、熱源入口和冷凝液出口，熱源入口與貧液緩沖罐的內部連通，冷源入口通過第二管道與第一管道連通，冷源出口通過第三管道與第一管道連通。2.如權利要求1所述的一種氣相提濃式三甘醇脫水再生系統，其特征在于，所述冷凝器為冷凝套管，冷凝套管包括固定在貧液緩沖罐上的殼體，所述熱源入口開設在殼體的上部，冷凝液出口開設在殼體的下部，冷凝液出口與外設的冷凝液管道連通;在殼體內部設置有冷凝盤管，殼體與冷凝管之間的空間為熱源通道;冷凝盤管的一端為冷源入口，冷凝盤管的另一端為冷源出口。3.如權利要求2所述的一種氣相提濃式三甘醇脫水再生系統，其特征在于，所述冷凝液出口向下傾斜。4.如權利要求1所述的一種氣相提濃式三甘醇脫水再生系統，其特征在于，在第二管道與第一管道連接處和第三管道與第一管道連接處之間的第一管道上安設有截止閥。5.如權利要求1所述的一種氣相提濃式三甘醇脫水再生系統，其特征在于，所述脫水再生系統還包括燃料氣緩沖罐;所述干氣輸送管道與設置有與燃料氣緩沖罐的燃料氣管道連通，燃料氣管道與重沸器的燃料氣入口連通。6.如權利要求1所述的一種氣相提濃式三甘醇脫水再生系統，其特征在于，所述脫水再生系統還包括產品氣分離器，產品分離器的入口與氣體貧液交換器的出口連通，產品分離器的出口與干氣輸送管道相連。7.如權利要求1所述的一種氣相提濃式三甘醇脫水再生系統，其特征在于，所述脫水再生系統還包括灼燒爐，閃蒸罐的閃蒸氣出口與灼燒爐連通。8.如權利要求1所述的一種氣相提濃式三甘醇脫水再生系統，其特征在于，所述脫水再生系統還包括聚結過濾分離器，聚結過濾分離器的入口與濕氣管道連通，聚結過濾分離器的出口與吸收塔的濕氣入口連通。
【文檔編號】C10L3/10GK105861089SQ201610440268
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月17日
【發明人】張寧寧, 李清方, 張啟陽, 張建, 張新軍, 黃少偉, 朱紅彬, 顏廷敏, 傅莉, 張碩琳, 王利君, 董金婷, 付榮, 劉海麗, 李金環
【申請人】中石化節能環保工程科技有限公司