[实用新型]一种气体低温冻干脱水装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及气体干燥处理技术领域，特别涉及一种天然气低温冻干脱水工艺及其装置。

背景技术

当要求气体露点温度低于0℃以下时，采用低温脱水方法时就会结冰，特别是天然气当露点要求0℃以下时还会生成水合物造成管道堵塞、甚至造成超压、严重影响设备和管道安全和人身安全；因此对气体直接降温的低温脱水法对气体脱水时，只适合0℃以上的露点温度。

目前国内气体采用低温法脱水温度高于0℃以上，否则就需要加入水合物抑制剂。天然气脱水的方法按照中华人民共和国石油天然气标准SY/T0076-2008《天然气脱水设计规范》的规定实行。标准规定天然气低温法脱水的原理为：1、向天然气内注入水合物抑制剂；2、对天然气进行冷却冷凝天然气中的水蒸气；3、分离气体和水合物抑制剂溶液；4、分离水合物抑制剂和凝结水。

正是由于加入了水合物抑制剂，增加了向天然气内加水合物抑制剂和对水合物抑制剂与凝结水进行分离的工序，由于水合物抑制剂和水均为液态，较难分离，因此需要采用蒸馏法或精馏法进行分离，带来有如下缺点：1、消耗能量；2、水合物抑制剂不可能完全分离出来，使部分的水合物抑制剂被气体带走，既污染天然气又造成水合物抑制剂损失；3、流程复杂，增加了运行成本。

专利号为201210102739.4的实用新型公开了一种压缩空气干燥器，包括压缩机，压缩机的一端通过管道与冷凝器的一端相连，冷凝器的另一端通过管道与干燥过滤器的一端相连，干燥过滤器的另一端通过管道与膨胀阀的一端相连，压缩机的另一端通过管道与蒸发器一端相连，蒸发器的另一端通过管道与膨胀阀的另一端相连，靠近蒸发器的一端设有膨胀阀传感器，膨胀阀传感器与膨胀阀相连，蒸发器中设有进风口和出风口，出风口处设有液位开关，蒸发器的底部连有出水管，出水管上设有电磁阀。该实用新型虽然提出了通过在工作压力下的温度达到露点温度从而将空气中的水蒸气凝结出来，达到干燥的目的。但它只适用于露点要求在0℃以上的气体，不适用露点温度要求低于0℃以下的气体。更不适用于天然气，因为露点温度低于0℃时，水会结冰，损坏设备和管道。天然气中还存在一定的重烃， 直接降温会生成水合物，堵塞管道和设备，带来安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的是改变目前所使用的向天然气内加水合物抑制剂低温脱水的复杂工艺，节省能耗，且不会带来水合物抑制剂消耗和污染天然气，简化脱水流程，降低运行费用。技术路线是将天然气中所含的水蒸气直接冻结成固态冰附着于冷冻器内换热器的翅片上 ，天然气中的部分气态重烃液化为液态重烃流入重烃储罐，天然气成为干燥天然气气态输出；将分离工艺改为固态冰、液态重烃和气态天然气的分离，极大简化分离工艺。

为实现该目的本实用新型采取的技术方案是：

这种天然气低温冻干脱水装置，包括与待处理的天然气输入管道相连的用于去除杂质和明水的旋风除污器1，第一低温冻干脱水器2，第二低温冻干脱水器3，低温冷水机组4，气液分离器5，重烃储液器6，凝水储液器7；低温载冷剂泵10和融冰载冷剂泵10’。所述的第一低温冻干脱水器2和第二低温冻干脱水器3的壳体上设置天然气进口21、31，天然气出口22、32，重烃及凝结水出口23、33，第一低温冻干脱水器2和第二低温冻干脱水器3的冷冻器200壳体内设置换热器器芯100，在回热器内设置回热器器芯100’，所述的低温冻干脱水器换热器器芯100上设置载冷剂进口1202，1302和载冷剂出口1201,1301；所述的回热器器芯100’上设置载冷剂进口1201’，1301’和载冷剂出口1202’,1302’所述的低温冷水机组4包括余热回收器41、蒸发器42、冷凝器43；旋风除污器1与第一低温冻干脱水器2和第二低温冻干脱水器3的天然气进口21、31通过电磁阀8相连接，天然气出口22、32通过电磁阀8与气液分离器5的进气口相连，气液分离器5的出气口与处理后的天然气输出管道相连；重烃及凝结水出口23、33通过电磁阀8分别与重烃储液器6和凝水储液器7的进液口相连；