[发明专利]一种气体脱水装置的闭环再生系统

说明书

本发明公开了一种气体脱水装置的闭环再生系统，其中脱水装置中的水饱和干燥剂以前用于天然气脱水，在使用液化石油气（LPG）的闭环工艺中进行再生。液化石油气从储罐中泵出，蒸发和过热。过热的液化石油气进入脱水装置，使热气体通过干燥剂，从而使干燥剂再生。来自脱水装置的架空气流进入冷凝器，在冷凝器中，来自脱水装置的热气温度下降，形成含有液化石油气、水和不可冷凝气体的流体流。流体流进入三相分离器，用于将流体流分离成气体流、水流和含有液化石油气的液体流，然后将其返回储槽，以便在闭环过程中重复使用。

技术领域

本发明涉及使用含有固体干燥剂的吸附床的天然气脱水装置领域。其中包括分子筛、氧化铝和硅胶，并进一步涉及在这种天然气脱水装置中再生吸附床的系统和方法。

背景技术

在常规天然气处理中，天然气经过酸气脱除装置（AGRU）和露点控制，通常通过将天然气通过容器系统或称为脱水装置的装置进行脱水，该脱水装置包含由颗粒材料构成的吸附床，在本文中也称为固体干燥剂、分子筛或分子筛。该系统包括至少两个容器，其中一个容器包含处于再生模式的饱和摩尔筛，而另一个或多个容器以脱水模式操作。在脱水模式下，水和其他污染物被吸附到摩尔筛材料上；在再生模式下，它们被摩尔筛解吸。通常，再生开始于通过热干燥的天然气，即经过饱和摩尔筛脱水的天然气。这需要一台大型压缩机将热干天然气送回脱水装置或AGRU上游的位置。

天然气脱水通常是通过分子筛吸附剂上的热气流来实现的。气体中的水优先被分子筛吸附。在任何液化天然气（LNG）装置中，使用分子筛脱水法去除气体中的水分是一个重要的工艺组件，以满足水分含量规范（低于0.1 ppmv）。天然气中可能含有硫化氢、硫醇、氧气、二氧化碳、羰基硫化物等被分子筛部分共吸附的污染物。在高压再生过程中，系统设计问题，如碳氢化合物和水回流，会导致水解吸不良（摩尔筛内残留水含量高）和腐蚀。这可能导致早期水分突破和与频繁更换分子筛和低脱水器可用性相关的经济损失。

如果摩尔筛床在高温和低压下再生，则再生气体可能是干气、液化天然气蒸发气或任何其他合适的干气的滑流。如果再生是在高压和大容器直径下进行的，那么容器厚度和材料的选择将在再生系统上产生额外的热负荷。

再生气体中含有氧等污染物，在高再生温度下与氢、硫化氢或碳氢化合物（例如丙烷）发生反应，从而形成不需要的副产物，如硫、硫二氧化物、水和二氧化碳。这些副产品可能在下游装置或燃油系统中堆积，导致污染和不合格产品等问题。此外，由于存在污染物，导致脱水装置的性能达不到最佳状态，因此无法实现分子筛的完全再生。这也可能伴随着对分子筛造成的损坏，导致使用寿命缩短。一种已知的溶液是使用额外的吸附剂进一步净化再生气体。然而，这样的方案是昂贵的，不会总是导致再生气体的完全污染物去除。

在天然气脱水装置中，需要一种更有效、更可靠、成本更低的方法和系统来再生饱和摩尔筛。

发明内容

在一个方面，提供了一种用于在天然气原料流脱水过程中使用的含有水饱和摩尔筛的气体脱水装置中再生水饱和摩尔筛的系统。该系统包括用于存储液态丙烷或丁烷（也称为液化石油气）的储罐；用于从储罐中泵送液化石油气的泵；至少两个串联的热交换器，用于接收和转换液化石油气为热（过热）丙烷或丁烷气；气体脱水装置中的再生气体入口，含有待再生的水饱和摩尔筛，用于接收热丙烷或丁烷气，使热丙烷或丁烷气体通过水饱和摩尔筛，从而再生水饱和摩尔筛；与气体脱水装置中的再生气体出口连通的冷凝器，用于接收来自气体脱水装置的含有热丙烷或丁烷气体的架空气流，并降低温度以形成含有液化石油气、水和不可冷凝气体的液流；与冷凝器连通的三相分离器，用于将流体流分离成气体流、水流和包含液化石油气的液体流；以及与三相分离器连通的线路，用于将液化石油气返回储槽。

附图说明

本发明的附图不受权利要求书范围的限制。图中所示的元素不一定要按比例缩放。参考数字表示类似或对应的元素，但不一定相同。

图1-4是根据示例性实施例说明用于再生脱水装置容器的系统的示意图。

具体实施方式