[发明专利]一种天然气四塔脱水脱重烃的装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工领域，尤其是天然气脱水脱重烃领域，具体为一种天然气四塔脱水脱重烃的装置及其方法。

背景技术

湿天然气中通常含有部分水和重烃，在输送过程中，会随着温度的降低而析出，严重影响输送管道的输送能力；严重时会堵塞管道，还会加速管道的腐蚀。目前，国内外对湿天然气进行脱水脱烃应用较为广泛、技术相对成熟的方法主要有以下三种：低温分离法、固体吸附法和溶剂吸收法。其中，采用固体吸附法脱出天然气中的水和重烃的技术最为成熟可靠，应用范围最广。

采用固体吸附法脱出天然气中的水和重烃时，主要以固定床吸附塔为脱水吸附器，为了保证装置的连续操作，至少需要两个吸附塔，目前，通常采用两个或三个固定床吸附塔工艺。

在两个固定床吸附塔脱出天然气中的水和重烃工艺中，一个固定床吸附塔进行脱水操作, 另一固定床吸附塔进行吸附剂的再生和冷却,然后切换操作，实现连续处理。在三个固定床吸附塔脱出天然气中的水和重烃工艺中，受进料条件等因素影响，切换程序可以有多种选择,例如：三塔流程可采用一塔吸附、一塔再生、另一塔冷却，三塔流程也可采用一塔再生及冷却、二塔吸附的切换程序等。

在两个固定床吸附塔脱出天然气中的水和重烃的装置运行过程中，需要始终保持一个固定床吸附塔处于吸附状态，另一个处于再生状态。因此，采用该种方式会导致加热炉操作不连续，点火、停炉频繁，不利于装置的长周期正常、平稳运行，同时还会造成一定的热量损失。而三个固定床吸附塔在脱出天然气中的水和重烃过程中，也存在很难将水分脱除到1ppm以下等问题。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对采用固体吸附法脱出天然气中的水和重烃时，采用两个固定床吸附塔脱会导致加热炉操作不连续，点火、停炉频繁，不利于装置的长周期正常、平稳运行，同时还会造成一定的热量损失，而采用三个固定床吸附塔存在难以将水分脱除到1ppm以下的问题，提供一种天然气四塔脱水脱重烃的装置及其方法。本发明能够用于湿天然气中水分和重烃的脱除，具有天然气干燥彻底，能源利用率高，运行费用低的特点，能够有效脱除湿天然气中的水和C5以上的重烃，且能够有效降低运行费用，减少生产成本。同时，本发明能够有效提升固定床吸附塔的再生效果，延长催化剂的使用寿命，降低设备使用成本。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种天然气四塔脱水脱重烃的装置，包括进气管、与进气管相连的聚结过滤器、节流阀、出气管、固定床吸附塔、第一管道、第二管道、第三管道、第四管道、第五管道、第六管道、第七管道、第一换热器、第二换热器、第三换热器、第四换热器、第五换热器、第一气液分离器、第二气液分离器；

聚结过滤器分别与第二管道、节流阀相连，节流阀与第一管道相连，第四管道依次通过第一换热器、第二换热器与第五管道相连，第六管道依次通过第一换热器、第三换热器与第一气液分离器相连，第一气液分离器依次通过第四换热器、第五换热器与第二气液分离器相连，第二气液分离器通过第四换热器与第七管道相连；

所述固定床吸附塔为四个，每个固定床吸附塔上分别设置有第一进料管、第二进料管、第三进料管、第四进料管、第一出料管、第二出料管、第三出料管；第一进料管、第二进料管、第三进料管、第四进料管、第一出料管、第二出料管、第三出料管分别与第二管道、第一管道、第六管道、第四管道、第三管道、出气管、第五管道相连。

所述第三管道上还设置有放空阀。

所述第一换热器两端的管道上还并联有第八管道，第八管道上设置有控制阀。

采用前述装置对天然气脱水脱重烃的方法，包括如下步骤：

（a）原料湿天然气通过进气管进入聚结过滤器除去其中的液滴后，分为第一湿天然气和第二湿天然气两部分,第一湿天然气进入第二管道中，然后再通过第二个固定床吸附塔的第一进料管进入第二个固定床吸附塔中，对第一湿天然气进行预干燥；预干燥后的第一湿天然气通过第二个固定床吸附塔第一出料管进入到第三管道中；

（b）进入到第三管道中的预干燥后的第一湿天然气通过第三个固定床吸附塔的第一出料管进入到第三固定床吸附塔中，对第三个固定床吸附塔进行冷吹；冷吹完成后，经第三固定床吸附塔的第一湿天然气再通过第三个固定床吸附塔的第四进料管进入到第四管道中；