[发明专利]节能用再生气换热器及使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及天然气脱水工艺流程，主要是通过在流程中增设再生气换热器实现节能减排、降低设备投资和日常操作成本的作用。

背景技术

在天然气处理业中，一般采用的是高压低温工艺。若天然气中含水，天然气中的水分会在低温时以冰或霜的形式冻结,甚至与天然气形成天然气水化物，可能导致工艺管线、设备堵塞，严重影响生产的安全稳定运行。为了避免天然气中水对加工工艺的影响，需将天然气中的游离水脱除，达到低温处理的要求。目前完全满足天然气深冷加工要求的天然气脱水方法以分子筛吸附法最常用。

该工艺主要包括三个步骤：吸附、再生、冷吹。吸附是指常温下天然气流经分子筛床层，水分子被吸附停留在分子筛表面，从而获得干燥天然气。再生是指当分子筛吸附饱和后，需要利用高温气体将水分子带离分子筛床层从而实现分子筛再生。冷吹是指再生结束后的分子筛处于高温状态，需要常温干燥的气体不断吹过，待降至吸附所需温度冷吹结束。每座分子筛塔在一个周期都要经历吸附、再生和冷吹三个过程。处于吸附过程的分子筛塔与处于再生或冷吹的分子筛塔没有直接联系。

吸附过程分子筛塔处于稳定的常温或原料气温度。再生过程分子筛塔温度从吸附温度逐渐升高，达到再生要求温度，约200～300℃，稳定一段时间后再生结束。冷吹过程分子筛塔温度从再生温度逐渐降低，达到常温或者冷吹气温度，稳定一段时间冷吹结束。传统工艺流程再生高温完全来自于再生气加热炉，热再生气带着水分离开分子筛塔后需要降温分离出游离水。没有对热再生气热能回收，同时也造成再生气加热炉和再生气冷却器负荷增加，不符合节能减排的发展理念。

本发明通过设置换热器及旁通管线以保证流程中需要升温的气体被需要降温的气体预热，在实现热能的回收利用的同时降低了下游再生气加热炉、再生气冷却器的工作热负荷。对天然气脱水装置降低操作运行费用，节能减排具有重大意义。

发明内容

针对传统流程不能回收能量的不足,本发明提供一种节能用再生气换热器及使用方法。如图1所示，本发明的具体方案如下：

一种节能用再生气换热器，在天然气脱水流程中设置一台再生气换热器9；该换热器有两个流道，一个流道对应的进口连接再生塔出口管线1、出口连接再生气管线4；另一个流道对应的进口连接冷吹塔出口管线2、出口连接冷吹气管线5；在冷吹塔出口管线2上设置有冷吹塔出口管线温度表7；在冷吹塔出口管线2上的换热器9两端连接一条旁通管线3。在旁通管线3上设置开关阀8；在再生塔出口管线1上设置再生塔出口管线温度表6。

旁通管线3的管径等于或大于冷吹塔出口管线2的管径，如果大于优选比其大一等级（管道公称直径简称管径执行GB/T8163-2008或GB/T14976-2002或GB6479-2000或HG/T20553-2011）。

本发明的再生气换热器的使用方法，当再生塔出口管线温度表6的检测温度高于冷吹塔出口管线温度表7的检测温度，开关阀8关闭；高温气体由再生塔出口管线1进入再生气换热器9，出换热器后温度降低，由再生气管线4进入下游冷却设备；低温气体由冷吹塔出口管线2进入再生气换热器9，出换热器后温度升高，由冷吹气管线5进入下游加热设备；当再生塔出口管线温度表6的检测温度低于或等于冷吹塔出口管线温度表7的检测温度，开关阀8打开，高温气体由冷吹塔出口管线2流向开关阀8和旁通管线3，最后沿冷吹气管线5进入下游加热设备，低温气体仍然由再生塔出口管线1进入再生气换热器9，由再生气管线4进入下游冷却设备。

本发明的作用是可以实现最大程度的回收生产余热降低下游设备工作负荷，对于降低项目建设投资和运行费用具有显著效果，对于节能减排具有重要意义。

附图说明

图1节能用再生气换热器及使用方法简图；

图2传统三塔脱水流程示意图；

图3优化三塔脱水流程示意图；

其中：1.再生塔出口管线，2.冷吹塔出口管线，3.旁通管线，4.再生气管线，5.冷吹气管线，6.再生塔出口管线温度表，7.冷吹塔出口管线温度表，8.开关阀，9.再生气换热器，10.再生气冷却器，11.分离器，12.吸附塔，13.冷吹塔，14.再生塔，15.再生气加热炉，16.原料天然气，17.干燥天然气，18.冷吹用天然气，19.再生用天然气，20.冷却后再生气，21.分离游离水后天然气，22.游离水。

说明1：虚线框内为本发明的应用简图。