[发明专利]一种天然气吸附剂再生节能工艺及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于天然气工业对天然气进行脱水和吸附剂再生的天然气吸附剂再生节能工艺及装置。 

背景技术

车用压缩天然气水露点应符合GB18047的规定，脱水装置是完成车用压缩天然气脱水的重要设备，对水露点的控制至关重要。目前车用压缩天然气脱水方式宜采用吸附法脱水，吸附剂宜采用4A型或3A型分子筛。同时，为保证加气站连续运行，需要两塔或多塔脱水装置交替作业，两塔脱水装置运行时，一塔进行脱水操作，另一塔进行脱附再生和冷却，然后切换操作。在三塔或多塔流程中，受进料条件等因素影响切换程序可以有多种选择，例如三塔流程可采用一塔吸附、一塔再生、另一塔冷却或二塔吸附、一塔再生及冷却的切换操作。 

车用压缩天然气的脱水装置工艺流程包含天然气脱水操作和吸附剂再生操作。脱水操作流程为：增压后的高压天然气经前过滤分离器分离后从脱水塔顶部进气口进入，与脱水塔内的吸附剂充分接触，吸附剂吸附高压天然气所含的水分和部分烃，然后从脱水塔的底部排气口排出，随后进入后过滤器分离器过滤，最后经顺序控制盘控制压缩天然气的储存和加气。再生操作流程为：用作吸附剂再生的再生气(一般用干燥天然气)经加热器加热到吸附剂再生所需要的温度后，由脱水塔的底部进入，流经吸附剂床层与吸附剂接触加热，随着温度的升高，吸附剂吸附的水分及部分烃被再生气带走，完成吸附剂的再生，从而达到吸附剂的再生目的；同时，吸附剂再生完成后脱水塔需冷却到常温以满足对天然气的脱水操作。目前有采用自然冷却和通入再生气吹扫吸附剂的方式，但多采用后者的降温方式。吸附剂温度降低到常温时，停止通入再生气，吸附剂恢复脱水能力，从而满足天然气的脱水功能。同时，从脱水塔排出的再生气经冷却分离后进入天然气回收罐准备再次压缩。 

在吸附剂再生操作流程中，由于加热器的压力等级一般较低，需对再生气节流降压以满足加热器的压力等级。由焦耳-汤姆逊效应知，经节流降压后的再生气温度一般很低。由脱水装置再生操作流程知，节流降压后的再生气经加热器加热后进入脱水塔完成吸附剂的再生，随后从脱水塔顶部排出，经过冷却分离后进入回收罐。存在不合理之处：(1)从脱水塔顶部排出的再生气携带了大量热量，对其冷却需要耗用大量的冷却水，增加了冷却的能耗，同时若冷却不好，不利于气液分离，影响分离效果，再生气进入回收罐后也提高了回收罐的温度；(2)节流降压后的再生气温度低，使得加热炉的进口温度低，导致加热时间长，能耗大，不利于节能运行。 

发明内容

本发明的目的是为了克服脱水装置吸附剂再生过程能耗大，用气量大，加热时间长，再生不彻底的问题，特提供一种天然气吸附剂再生节能工艺及装置，通过再生气(一般用干燥天然气)节流降压后的冷量与完成脱附后再生气的热量换热，使冷气升温、热气冷却，实现能量的互补利用；用节流降压后较低温度的再生气直接冷吹脱水塔，实现脱水塔的快速降温，达到脱水装置节能降耗以及优化脱水和再生效果的双重目的。