【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种天然气脱水和二氧化碳的装置，尤其涉及一种采用吸附法进行天然气脱水和二氧化碳的装置。
技术介绍
1、对于偏于地区的小型天然气气井，由于其距离主管网较远，不具备接入管网的经济价值，一般采用放空或就地燃烧的方式，既是对能源的巨大浪费，也造成环境的污染。这些井口一般比较分散、产气量小、产气周期短，不具备建设大规模的天然气处理厂的条件。因此，迫切需要一种建设周期短、可移动、安装便捷、工艺简单、操作方便的天然气处理装置。
2、常规的天然气处理采用胺液脱除二氧化碳，然后进入分子筛脱水，适用于大型液化工厂中高含量二氧化碳的脱除和二氧化碳深度脱除。而对于小型低含量二氧化碳天然气气井的处理，有以下缺点：1）胺液脱碳工艺较为复杂，实现无人值守困难：2）再生塔与吸收塔较高，成撬复杂，需设置固定基础，安装不便，安装后移动困难；3）胺液、缓蚀剂、抗氧化剂等需要进行监控、补充，寒冷低区需要考虑防冻措施，溶液泵需要经常检修，对操作人员要求较高。4)天然气经胺液脱碳后，需要配套分子筛脱水装置，对脱碳后含饱和水的天然气进行脱水，工艺流程长、配套设备多、投资大、占地面积大、安装困难、检维修工作量大。
3、cn109370670a公开了一种同时脱除天然气中二氧化碳、水分及重烃的工艺系统，组成包括：吸附塔i、吸附塔ii、吸附塔iii，净化天然气管通过阀门i与冷吹进口管相连，冷吹出口管与冷吹气冷却器进口管相连，冷吹气冷却器出口管与冷吹气增压机进口管相连，冷吹气增压机出口管分别与冷吹进口管和净化气管连接，吸附塔i、吸附塔ii、吸附塔ii
技术实现思路
1、本技术提出一种天然气脱水和二氧化碳的装置及工艺，本技术采用分子筛同时吸附水与脱二氧化碳的工艺与方法，工艺简单，特别适用于偏远地区的小型气井的天然气处理。装置采用模块化，根据处理量大小，调整吸附塔台数与组数；装置可为撬装化，所有设备可集中布置在一个撬块上，运输方便、安装快捷。装置无较高的塔器设备，不需要坚固的混凝土基础，建造周期短、安装与再次移动方便快捷、现场安装工作量小。装置无化学溶液、无溶液泵等，可采用全自动控制，无人值守，现场检维修工作量小，对操作人员数量及技术水平要求较低。装置搬迁方便快捷，当一处气井收集完成后，可以整体快速的迁移到另外一个气井。
2、本技术的天然气脱水和二氧化碳的装置包括四组吸附塔，第一组吸附塔、第二组吸附塔、第三组吸附塔、第四组吸附塔、加热器、再生气冷却器、分离器、第一至第二十四程控阀、第一流量调节阀、第二流量调节阀、减压阀、第一至第七温度测量仪表。
3、第一组吸附塔、第二组吸附塔、第三组吸附塔、第四组吸附塔分别具有下部进出口管道和上部进出口管道，下部进出口管道分别设置第一至第四程控阀，上部进出口管道分别经由第五至第八程控阀连接天然气总管，下部进出口管道汇合成净化天然气输出管道，
4、天然气总管还分出加热器进口管道连接加热器，加热器进口管道上设有第一调节阀，加热器出口管道作为加热气进线，分为四个支管，四个支管分别经由第九至第十二程控阀连接至第一组吸附塔、第二组吸附塔、第三组吸附塔、第四组吸附塔的下部开口，或者分别连接至第一至第四程控阀与第一组吸附塔、第二组吸附塔、第三组吸附塔、第四组吸附塔的下部开口之间的下部进出口管道上，
5、从第一组吸附塔、第二组吸附塔、第三组吸附塔、第四组吸附塔的上部开口或者第一组吸附塔、第二组吸附塔、第三组吸附塔、第四组吸附塔的上部开口与第五至第八程控阀之间的上部进出口管道上分别引出加热气出线连接再生气冷却器的热介质通道进口，加热气出线上分别设置第十三至十六程控阀，再生气冷却器的热介质通道出口经由管道连接分离器进口，
6、从净化气输出管道分出冷吹气输入总管，冷吹气输入总管上设有第二调节阀，冷吹气输入总管分出四个冷吹气输入管道，分别连接第一组吸附塔、第二组吸附塔、第三组吸附塔、第四组吸附塔的下部开口，或者分别连接至第一至第四程控阀与第一组吸附塔、第二组吸附塔、第三组吸附塔、第四组吸附塔的下部开口之间的下部进出口管道上，四个冷吹气输入管道上分别设置第十七至第二十程控阀，
7、从第一组吸附塔、第二组吸附塔、第三组吸附塔、第四组吸附塔的上部开口或者第一组吸附塔、第二组吸附塔、第三组吸附塔、第四组吸附塔的上部开口与第五至第八程控阀之间的上部进出口管道上分别引出冷吹气输出管道，冷吹气输出管道上分别设置第二十一至第二十四程控阀，分别或汇合后连接再生气冷却器的冷介质通道进口，再生气冷却器的冷介质通道出口经管道连接净化气输出管道。
8、进一步地，在第一组吸附塔、第二组吸附塔、第三组吸附塔、第四组吸附塔中，每一组吸附塔可由一台或多台吸附塔组成，多台吸附塔采用串联和/或并联连接。
9、进一步地，净化天然气输出管道上设置减压阀，优选设置在分出冷吹气输入总管的位置的下游，以及与再生气冷却器的出口连接位置的上游。
10、进一步地，在第一组吸附塔、第二组吸附塔、第三组吸附塔、第四组吸附塔的上部进出口管道上分别设置第一至第四温度测量仪，在加热器的出口管道上设置第五温度测量仪，在再生气冷却器的冷介质通道出口与净化天然气输出管道的连接管道上设置第六温度测量仪，在再生气冷却器的热介质通道出口与分离器之间的管道上设置第七温度测量仪。
11、进一步地，所述净化天然气输出管道上设置用于净化气中水及二氧化碳含量分析的分析仪。
12、进一步地，本技术的装置采用plc或dcs控制所有程控阀的切换，以及电加热器和冷却器的运行，实现装置的吸附与再生循环，保证系统持续运行。本装置采用分子筛吸附的方式，同时脱除天然气中所含的水份与二氧化碳杂质。吸附塔为四组，每组设置一台吸附塔，工作时两组处于吸附状态，一组处于加热状态，一组处于冷吹状态。
13、本技术进一步提供了一种天然气脱水和二氧化碳的工艺，所述工艺包括：
14、第一吸附塔依次进行吸附、加热、冷吹、等待，第二吸附塔依次进行等待、吸附、加热、冷吹；第三吸附塔依次进行冷吹、等待、吸附、加热，第四吸附塔依次进行加热、冷吹、等待、吸附，
15、以第一吸附塔先进行吸附，单个吸附周期运行过程如下：
16、第一吸附塔吸附过程：来自天然气总管的天然气经第五程控阀从第一吸附塔上部进入，经第一程控阀从第一吸附塔下部排出；第九程控阀、第十三程控阀、第十七程控阀、第二十一程控阀处于关闭状态；
17、第二吸附塔等待过程：第二吸附塔再生已完成，等待切换至吸附状态，第二程控阀、第六程控阀、第十程控阀、第十四程控阀、第十八程控阀、第二十二程控阀处于关闭状态；
18、第三吸附塔加热过程：第三吸附塔已吸附饱和，需要对吸附塔内的吸附剂进行加热再本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种天然气脱水和二氧化碳的装置，其特征在于，其包括四组吸附塔，第一组吸附塔（1a）、第二组吸附塔（1b）、第三组吸附塔（1c）、第四组吸附塔（1d）、加热器（2）、再生气冷却器（3）、分离器（4），
2.根据权利要求1所述的天然气脱水和二氧化碳的装置，其特征在于，在第一组吸附塔（1a）、第二组吸附塔（1b）、第三组吸附塔（1c）、第四组吸附塔（1d）的上部进出口管道上分别设置第一温度测量仪（T1a）、第二温度测量仪（T1b）、第三温度测量仪（T1c）、第四温度测量仪（T1d），在加热器（2）的出口管道上设置第五温度测量仪（T2），在再生气冷却器（3）的冷介质通道出口与净化天然气输出管道的连接管道上设置第六温度测量仪（T3），在再生气冷却器（3）的热介质通道出口与分离器（4）之间的管道上设置第七温度测量仪（T4）。
3.根据权利要求1或2所述的天然气脱水和二氧化碳的装置，其特征在于，所述净化天然气输出管道上设置用于净化气中水及二氧化碳含量分析的水露点与二氧化碳分析仪（AE）。
4.根据权利要求1或2所述的天然气脱水和二氧化碳的装置，其特征在于
5.根据权利要求1或2所述的天然气脱水和二氧化碳的装置，其特征在于，所述装置第一至第四组吸附塔内装填的吸附剂，采用多种填料复合装填，床层自下至上分别为：φ12大颗粒惰性瓷球床层100mm、φ6小颗粒惰性瓷球床层50mm、φ3~5分子筛床层1800mm、φ3~5氧化铝床层100mm。
6.根据权利要求1或2所述的天然气脱水和二氧化碳的装置，其特征在于，所述再生气冷却器（3）采用空气冷却形式，再生气加热器（2）采用电加热形式。
7.根据权利要求1或2所述的天然气脱水和二氧化碳的装置，其特征在于，所述再生气冷却器（3）采用双通道换热器，分别通过再生气加热气和再生气冷吹气，冷吹气温度以第六温度测量仪（T3）测量、加热气出口温度以第七温度测量仪（T4）测量，第六温度测量仪、第七温度测量仪与再生气冷却器（3）进行联锁控制，当第六温度测量仪、第七温度测量仪温度高于50℃进行高报警，当冷却后温度低于5℃时联锁停再生气冷却器（3）。
...【技术特征摘要】
1.一种天然气脱水和二氧化碳的装置，其特征在于，其包括四组吸附塔，第一组吸附塔（1a）、第二组吸附塔（1b）、第三组吸附塔（1c）、第四组吸附塔（1d）、加热器（2）、再生气冷却器（3）、分离器（4），
2.根据权利要求1所述的天然气脱水和二氧化碳的装置，其特征在于，在第一组吸附塔（1a）、第二组吸附塔（1b）、第三组吸附塔（1c）、第四组吸附塔（1d）的上部进出口管道上分别设置第一温度测量仪（t1a）、第二温度测量仪（t1b）、第三温度测量仪（t1c）、第四温度测量仪（t1d），在加热器（2）的出口管道上设置第五温度测量仪（t2），在再生气冷却器（3）的冷介质通道出口与净化天然气输出管道的连接管道上设置第六温度测量仪（t3），在再生气冷却器（3）的热介质通道出口与分离器（4）之间的管道上设置第七温度测量仪（t4）。
3.根据权利要求1或2所述的天然气脱水和二氧化碳的装置，其特征在于，所述净化天然气输出管道上设置用于净化气中水及二氧化碳含量分析的水露点与二氧化碳分析仪（ae）。
4.根据权利要求1或2所述的天然气脱水和二氧化碳的装置...
【专利技术属性】
技术研发人员：王长建，李占越，戚新华，王少中，张正，王庆楠，康博，纪晓宇，邓拓，周立伟，冯相明，朱树越，张浩，舒畅，
申请(专利权)人：新地能源工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：
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