关于三塔等压吸附脱水天然气脱水工艺的若干思考

2022-09-10

三塔脱水工艺具有较强的独立性, 能够降低能源的消耗量, 设备利用率高, 能减少一套再生气增压机组, 实际成效显著, 在我国市场中具有广泛的发展前景, 是一项值得大力推广与宣传的技术。本文首先介绍了分子筛脱水与三塔脱水工艺, 其次, 进行了一番技术对比。

一、分子筛脱水与三塔脱水工艺

1. 分子筛脱水

分子筛主要指的是具有均匀的微孔, 其实际孔径和一般分子大小相当的一类物质, 由硅氧、铝氧四面体组成基本的骨架结构。分子筛工艺通常涵盖了两塔、三塔、多塔这三种流程。不过在所有的流程中, 各分子筛都会呈现出下列工作状态:首先, 吸附状态;通常体现为常温高压下天然气至上而下流动。天然气先进入塔顶中, 然后从塔底流出, 这有效防止了高压气体在冲击分子筛后产生的粉尘带出分子筛, 进而威胁到后续工艺的开展, 提高了分子筛的使用率。能够将冷凝后的水一直置于床层顶部, 防止天然气发生大量的水露点。其次, 再生状态;在高温低压情况下, 再生气通常由下至上进行流动。应选择水露点不高的闪蒸汽或者净化气, 在对其进行一番加热后逆向吹扫分子筛, 从而将其存在的水分带出。对进口端周围吸附的污染物予以全面的脱除, 同时, 还要防止其渗入到床层中, 确保床层底部分子筛能够达到再生目的。通常情况下, 再生气若具有较高的干燥性与温度、较长的吹扫时间, 分子筛的再生会更好。

从两塔流程角度上看, 一塔主要负责脱水操作, 一塔主要负责对吸附剂实施变温变压再生与冷却, 并做好切换操作。从三塔与多塔流程角度上看, 由于进料条件等各种因素的威胁, 应确立多样化的切换程序, 比如, 在三塔流程中, 一塔负责吸附, 一塔负责再生, 另一塔负责冷却或者二塔负责吸附、一塔负责再生和冷却, 不过三塔流程与两塔流程都使用相同的原理, 即一塔或者两塔负责吸附、另一塔或者两塔负责再生。

2. 三塔脱水工艺

当前, 在我国部分天然气液化厂中已经实际应用了三塔等压脱水流程, 成效显著, 相较于过去的两塔变压再生, 该流程共有两方面的特征:一方面, 如果实际存在A、B、C三个分子筛, 其中两塔彼此交替着负责脱水与再生, 另一塔一直留作预再生用。另一方面, 当分子筛实现再生后, 分子筛入口前的支线中会产生再生气, 再生和吸附过程中产生的压力大致上一样, 因此被我们称之为等压再生, 它仅有两步再生过程, 将充压和泄压这两个步骤摒弃了。在三塔等压脱水流程中, 如果A塔负责吸附, B塔已达到吸附前沿开始再生, 那么, 应采用以下步骤。

(1) 对B塔热吹;首先, 在脱水单元前正确的引出一股天然气支线, 到C塔中进行脱水, 也就是对C塔冷吹, 然后采用加热器予以加热, 温度应在三百摄氏度作用, 这样就会产生热度高的再生气。其次, 适当的把再生气引入至B塔中实施热吹。另外, 当再生气通过热吹之后, 采用相应的空冷器与水冷器, 降低其温度, 处于常温状态下, 进入气液分离罐中, 把存在的液相全部排放到污水系统中, 然后气相再一次的到脱水单元内成为其中的一股原料气。再有, 当B塔实际温度在三百摄氏度左右时应立即停止热吹, 该过程大约需要三个小时。

(2) 对B塔冷吹;首先, 将在脱水单元前引出的天然气支线直接放置于B塔中来冷吹, 然后采用加热器将其温度提升至三百摄氏度左右, 以产生热度高的再生气。其次, 把产生的再生气引入到C塔中实施吹扫, 将存于C塔内的水分带走, 也就是热吹C塔。第三, 当B塔温度处于常温状态、C塔温度在三百摄氏度左右时, 应立即停止对B塔的冷吹, 该过程需要花费三个小时时间。第四, 切换到由B塔进行吸附、A塔进行再生、C塔进行预吸附状态下。

二、技术对比

1. 工艺原理

一, 三塔脱水;A、B两个塔彼此切换吸附与再生, C塔主要是A、B两塔再生过程中的预吸附。也就是在天然气脱水主要流程中不会涉及到C塔, 仅持续的热吹与冷吹, 这是本流程的独特之处。二, 再生气主要来自于脱水单元前的天然气主流程中, 无需如加压之后的闪蒸汽等来源, 外界不会对其造成影响, 具有较强的独立性。三, 当再生气结束热吹与冷吹后, 采用空冷器与水冷器将其温度调至于常温状态下, 全面排除凝液, 然后气相再次流进脱水单元, 具有较好的回收利用率。四, 在冷吹B塔过程中, 主要采用没有经过任何脱水的原料气, 致使B塔未得到充分的再生, 对之后的脱水效果造成了威胁, 不过从生产情况上看, 威胁并不严重。

2. 设备

多一个分子筛;没有设置分子筛再生气增压机组;等压再生中, 不会过于在意阀门、管线的密封性, 较为安全;提高了再生气加热器的利用率, 三塔等压吸附脱水工艺最显著的特征就是一个分子筛时时刻刻都在热吹, 另一个分子筛时时刻刻都在冷吹, 最后一个进行脱水, 可见, 再生气加热器始终通过最大功率运转, 作业温度无需降低, 具有较高的利用率。

结论

综上所述可知, 从上述的分析中不难看出, 三塔脱水工艺具有较强的独立性, 降低能源消耗, 利用率高等优势特征, 对其充分运用, 能实现预期的分子筛脱水效果, 做到节能降耗, 是一种新进高效的天然气脱水工艺技术。

摘要：在天然气中如果存在大量的水分将会直接造成天然气节流或者液化等各降温过程产生水合物现象, 严重者将结出厚厚的冰, 致使管道不通畅, 引起事故隐患, 因此我们要及时有效的对天然气内的水含量予以合理控制及净化。固体吸附法中的分子筛脱水是当前我国最常用到的一种脱水方法, 而本文所论述的三塔等压吸附脱水工艺则是一种全新的技术, 其已经成为了今后中天然气脱水工艺的主要发展方向。

关键词：天然气,脱水工艺,三塔,等压再生