[实用新型]一种高压分子筛循环脱水系统

说明书

技术领域

本实用新型公开了一种液化天然气的脱水处理设备，特别是一种高压天然气分子筛脱水系统及方法。

背景技术

液化天然气脱水技术工艺主要是将脱硫后的天然气进行脱水处理，利用分子筛水的吸附作用进行脱水操作，一个吸附周期结束后用加热的方法对分子筛进行再生操作，分子筛脱水工艺采用两塔循环操作，一塔脱水一塔再生，相关操作都是在密封的分子筛脱水塔中进行。

常用的分子筛脱水包括分子筛脱水塔、燃烧加热炉、气液分离罐、控制阀门以及相关的控制系统。天然气液化之前要进行严格的预处理及脱酸、脱硫、脱杂质操作，脱水过程作为预处理的最后一道流程需要将天然气中的水脱除后进入最终的液化阶段。在液化工程中天然气中所含的水会造成设备堵塞、结冰、液化效率降低等诸多问题，所以脱水过程多脱水的深度和脱水后露点要求十分严格，采用分子筛吸附脱水操作可以达到上述要求。天然气在结束脱硫等预处理操作后直接进入分子筛塔进行脱水操作流程，假设Ⅰ塔脱水，Ⅱ塔再生。待脱水天然气通过阀门控制系统上至下通过内有分子筛的分子筛脱水Ⅰ塔，天然气经过分子筛床层所含水被分子筛吸附，达到脱水的目的。经过脱水处理后的天然气从塔底排出直接进入液化阶段；同时再生气通过燃烧加热炉加热到设定温度后从塔底进入Ⅱ塔，从下至上对塔内已经饱和的分子筛进行再生，当塔内分子筛脱水完全即再生结束后进行冷吹操作，达到脱水分离操作条件后结束冷吹等待下次脱水操作，如此循环为一个工作周期，一个工作周期结束后通过阀门控制系统使Ⅰ、Ⅱ脱水再生操作对调，Ⅱ塔脱水Ⅰ塔再生如此循环往复。

这种分子筛脱水流程由于脱水过程在常压情况下进行，由于气体体积较大，使用的设备体积较大，不适合小型撬装；分子筛脱水再生一段时间后会发生粉化现象，脱水后的天然气会携带粉末进入液化阶段，会造成液化效率低和设备堵塞等问题；再生操作会产生大量余热同时再生气也需要妥善处理，有效利用，以达到节约成本，降低能耗，环境友好的目的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服和改进上述脱水流程中存在的问题，提供了一种高压分子筛循环脱水系统。

本实用新型采用的技术方案如下:

一种高压分子筛循环脱水系统，包括天然气脱水系统和再生气循环系统；

所述的天然气脱水系统包括依次串联的压缩机、丝网过滤器、Ⅰ塔、控鼓风机和旋风分离器，所述的压缩机的入口为进气口，其出口与丝网过滤器相连，且所述的旋风分离器上端的溢流口为出气口，下端为粉末收集口；

所述的再生气循环系统包括依次串联的Ⅱ塔、换热器、缓冲罐、气液分离罐、燃烧加热炉；所述的Ⅱ塔的顶部分别与换热器的入口、Ⅰ塔相连通，所述的燃烧加热炉的出口分别与Ⅰ塔、Ⅱ塔相连通。

所述的Ⅱ塔、Ⅰ塔的顶部均与丝网过滤器的出口连通，且在其连接的管路上各自串联一个第三阀门、第四阀门。

所述的Ⅱ塔、Ⅰ塔的顶部均与换热器的入口连通，且在其连接的管路上各自串联一个第一阀门、第二阀门。

所述的Ⅱ塔、Ⅰ塔的底部均与控鼓风机的入口连通，且在其连接的管路上各自串联一个第五阀门、第六阀门。

所述的Ⅱ塔、Ⅰ塔的底部均与燃烧加热炉的出口连通，且在其连接的管路上各自串联一个第七阀门、第八阀门。

所述的旋风分离器上端的溢流口还与换热器的入口相连，且换热器的出口一方面与缓冲罐相连，一方面与燃烧加热炉相连。

在旋风分离器上端的溢流口与燃烧加热炉连接的管路上设有一个第九阀门；

所述的燃烧加热炉的入口直接与其出口相连，且在其连接的管路上设有一个第十阀门。

上述系统的脱水方法如下:

当Ⅰ塔脱水，Ⅱ塔再生操作时，开启第二、三、五、八阀门，关闭第一、四、六、七阀门；

液化的流程为：待脱水天然气从进气口首先进入压缩机，达到高压操作条件后进入丝网过滤器除去天然气中携带的液态水以及有害杂质，天然气进入Ⅰ塔塔顶从上至下通过分子筛塔盘脱去所含的水，鼓风机负责提供气体流动动力，从Ⅰ塔塔底脱水后的天然气进入旋风分离器切向入口；由于天然气和所携带分子筛粉末的密度不同受到离心力不同，分子筛粉末被甩到边壁从粉末收集口排除，清洁天然气通过上端溢流口排出，大部分脱水后的天然气通过出气口进入液化流程；