[发明专利]一种低温脱除天然气中水和CO2

权利要求书

1.一种低温脱除天然气中水和CO₂的装置，包括：

冷剂循环系统，其用于为天然气液化提供冷量，主要包括冷剂压缩机、主换热器、第一冷剂节流阀、第二冷剂节流阀；

第一切换换热器组，其包括第一预冷脱水换热器和第一深冷冷冻脱CO₂换热器；以及，

第二切换换热器组，其包括第二预冷脱水换热器和第二深冷冷冻脱CO₂换热器；

其中，第一切换换热器组与第二切换换热器组是互为备用的切换换热器组；

其特征在于，

天然气进气口分别经第一进气阀和第二进气阀与第一预冷脱水换热器和第二预冷脱水换热器的下方壳程入口连接，第一预冷脱水换热器上方的壳程出口通过第一排气阀连接有用于排出脱除水的天然气的排放口并且该壳程出口经第一连接阀与第一深冷冷冻脱CO₂换热器的下方管程入口连接，第二预冷脱水换热器上方的壳程出口通过第二排气阀连接有用于排出脱除水的天然气的排放口并且该壳程出口经第二连接阀与第二深冷冷冻脱CO₂换热器的下方管程入口连接；第一深冷冷冻脱CO₂换热器和第二深冷冷冻脱CO₂换热器的上方均设置有管程出口，分别经第一排液阀和第二排液阀与用于排出经冷却脱除CO₂的液化天然气排液口连接；

冷剂压缩机出口与冷凝器连接，冷凝器出口与主换热器的冷剂入口连接，主换热器的冷剂出口通过第一膨胀阀和第二膨胀阀分别与第一深冷冷冻脱CO₂换热器和第二深冷冷冻脱CO₂换热器上方的冷剂入口连接，第一深冷冷冻脱CO₂换热器和第二深冷冷冻脱CO₂换热器下方的冷剂出口分别与第一预冷脱水换热器和第二预冷脱水换热器的上方管程入口连接，第一预冷脱水换热器和第二预冷脱水换热器的下方管程出口分别经第一止回阀和第二止回阀与主换热器的冷剂回流流入口连接，主换热器的冷剂回流流出口与压缩机的冷剂入口连接；

第一深冷冷冻脱CO₂换热器和第二深冷冷冻脱CO₂换热器的管程出口还分别经第一加热气进气阀和第二加热气进气阀连接有供用于复热切换换热器组的加热气体流入的进气管路，加热气体沿第一深冷冷冻脱CO₂换热器和第二深冷冷冻脱CO₂换热器的管程、第一预冷脱水换热器和第二预冷脱水换热器的壳程反向流动进行复热，最后分别经第一加热气排气阀和第二加热气排气阀从第一预冷脱水换热器和第二预冷脱水换热器下方的加热气出口排出。

2.根据权利要求1所述的低温脱除天然气中水和CO₂的装置，还包括第三节流阀，其设置在主换热器的冷剂出口，经该节流阀节流后的冷剂返回主换热器。

3.根据权利要求2所述的低温脱除天然气中水和CO₂的装置，在第一预冷脱水换热器和第二预冷脱水换热器的壳程出口分别设置有第一温度传感器和第二温度传感器，针对不同的天然气组分，可以通过调节预冷脱水换热器出口排出的天然气的温度，在脱除水的同时，还可以在预冷脱水换热器的底部收集到含水的混烃副产品。

4.根据权利要求3所述的低温脱除天然气中水和CO₂的装置，在第一深冷冷冻脱CO₂换热器和第二深冷冷冻脱CO₂换热器的管程出口分别设置有第三温度传感器和第四温度传感器，用于监测排出的液化天然气产品的温度。

5.根据权利要求4所述的低温脱除天然气中水和CO₂的装置，在第一预冷脱水换热器和第二预冷脱水换热器的管程出口分别设置有第五温度传感器和第六温度传感器。

6.根据权利要求1-5任一项所述的低温脱除天然气中水和CO₂的装置，其中冷剂循环系统为混合冷剂制冷循环或者膨胀制冷循环。