[实用新型]一种石油气体处理脱水换热装置

说明书

一种石油气体处理脱水换热装置，它属于石油气体处理与石油化工设备，适用于石油提炼和石油化工企业，用于改变被处理气体的状态和除去被处理气体中的水分，保证其它处理过程的正常进行。

石油提炼和石油化工中，多使用改变被处理气体的气体状态（温度和压力）使其通过相变点来进行气体组分的分离。所以在石油提炼和石油化工中用于分馏的多是使用换热器改变被处理气体的状态（温度），然后紧接着用重力方式的分馏塔进行馏。由于石油气体中包含有多种成分的烃组分，而且还含有一定的水分，要分离的有些轻烃组分液化点温度较低，达到水的冰点以下，这样，其中的水分会在换热器管道中冻结，降低换热器效率，堵塞其通道。现在的解决办法是在石油气体处理回路中插入分子筛吸附装置，使用分子筛吸附的方法排除被处理气体中的水分。这种分子筛除湿脱水有如下的缺点：分子筛价格昂贵，虽可多次再生，但每次再生后，性能都会有所降低，有一定的寿命问题。在分子筛吸收水分接近饱和时需更换分子筛或是把整个吸收塔从工作流程中切换下来，进行再生。每次再生需消耗不少能量，增加很多工作量。为保证生产流程的连续稳定，要配备两个以上吸收塔进行轮换工作。

本实用新型的目的是发明一种石油气体处理脱水换热装置。它既是一般的气体换热装置，又可以脱除被处理气体中的水分，保证生产流程的连续进行。不需要专门的脱水能量或再生能量，也不用消耗性的分子筛类昂贵材料，运行成本低。

本实用新型如附图1所示。它有换热器（1），进气口（3），出气口（4），其特征在于：在本实用新型中还有与换热器（1）相同的换热器（2），进气口（3）通过一套阀门（5）、（6）、（7）和（8）组成的阀门桥路（13）与换热器（1）和（2）的进口相连，换热器（1）和（2）的出口通过另一套阀门（9）、（10）、（11）和（12）组成的阀门桥路（14）与出气口（4）相连，在阀门桥路（13）和阀门桥路（14）之间有一气液分离器（15），在换热器（1）和（2）上各有一个控制冷却工质循环的控制阀门（16）和（17）。

本实用新型的工作原理如下。温度高于零度的被处理气体从进气口（3）进入本实用新型装置。本实用新型在第一种工作状态时，阀门（5）开启，阀门（6）关闭，气体通过阀门（5）进入换热器（1），同时，阀门（9）开启，（10）关闭，阀门（7）关闭，阀门（8）开启，阀门（11）关闭，阀门（12）开启。被处理气体通过阀门（9）进入气液分离器（15）后，又通过开启的阀门（8）进入换热器（2），进一步进行热交换，然后通过阀门（12）被传输到出气口（4）。在第二种工作状态时，阀门（5）关闭，阀门（6）开启，阀门（7）开启，阀门（8）关闭，阀门（9）关闭，（10）开启，阀门（11）开启，阀门（12）关闭。被处理气体首先通过开启的阀门进入换热器（2），然后通过阀门（10）后进入气液分离器（15），通过气液分离器的被处理气体又通过阀门（7）进入换热器（1），然后通过阀门（11）被传输到出气口（4）。在这两种工作状态中，换热器（1）和换热器（2）分别被交换了前后级位置，因此本实用新型的换热工作是分前后两级进行的。由于采用前后两级换热，被处理气体的降温可以分两个阶段，这样可以控制在前级换热器出口处被处理气体的温度不低于水的冰点。因此在前级换热器中不会出现水分的凝结结冰，而让后级换热器使被处理气体温度下降到所需温度。前级换热器把被处理气体温度降低一定程度后，已有部分水分凝集为液相，通过气液分离器（15）后在重力作用下被分离，没有被分离的水分在进入后级换热器后，由于温度进一步的降低，过冷凝结成固体，附着于后级换热器的散热片或管上。这时，被处理气体的水分已基本除去，满足了对被处理气体的水分要求。在后级换热器的水分凝结到一定程度（可以通过时间控制或换热器效率控制），让两换热器（1）和（2）进行切换。原来的结了冰的后级换热器切换为前级换热器，并进入到除冰工作状态，关闭前级（用于除冰的）换热器上的冷却介质循环阀（16）或（17）。由于初始进入的被处理气体温度较高，这一方面融化了已结的冰，而且还能利用原来冰中所含有的相变潜热降低被处理气体的温度。降温后的气体携带液化后的水分进入气液分离器（15），把液相水分分离出来，然后被处理气体再进入新的后级换热器，以达到冷却和脱水的目的。在工作一段时间后，前级的结冰除完而后级结冰到一定程度后，又进行一次切换。本实用新型循环过程各阀门的状态图如附图2所示。图中“1”表示导通，“0”表示关断。