基于頁巖氣的雙塔循環(huán)脫水系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及天然氣凈化領域，更具體地來說，特別是涉及一種基于頁巖氣的雙塔循環(huán)脫水系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]頁巖氣，是蘊藏于頁巖層可供開采的天然氣資源，中國的頁巖氣可采儲量居世界首位。頁巖氣的形成和富集有著自身獨特的特點，往往分布在盆地內(nèi)厚度較大、分布廣的頁巖經(jīng)源巖地層中。較常規(guī)天然氣相比，頁巖氣開發(fā)具有開米壽命長和生產(chǎn)周期長的優(yōu)點，大部分產(chǎn)氣頁巖分布范圍廣、厚度大，且普遍含氣，這使得頁巖氣井能夠長期地以穩(wěn)定的速率產(chǎn)氣。
[0003]在頁巖氣開采凈化系統(tǒng)中，分子篩脫水裝置廣泛應用，但是在現(xiàn)有的脫水裝置中，由于需要將分子篩中的水分進行循環(huán)再生，也即是先利用分子篩將頁巖氣中的水分脫掉，為了是分子篩能夠多次循環(huán)利用，需要將分子篩中的水分進行蒸發(fā)再從中分離出頁巖氣體，并將進行高溫加熱以返回至分子篩中來將其中的液體進行高溫蒸發(fā)，從而達到分子篩的多次循環(huán)脫水利用。不過由于在對分子篩中的水分進行分離再加熱的過重需要對分離出來的頁巖氣體進行再加熱，需要耗費大量的電力，耗能過高。例如，以工作壓力3.0Mpa，20X104Nm3/d分子篩脫水裝置為例，設計能耗大約在110KW左右，即一小時就要耗電110度電。
[0004]所以，針對現(xiàn)有頁巖氣脫水裝置的高耗能情況，本領域技術人員試圖尋找一種更為高效而又低耗能的脫水方式，以此來降低其能耗，降低生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于以上所述，本發(fā)明的目的在于提一種基于頁巖氣的雙塔循環(huán)脫水系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有頁巖氣脫水設備中耗能過高的問題。
[0006]為實現(xiàn)上述目的及其他相關目的，本發(fā)明提供以下技術方案:
[0007]—種基于頁巖氣的雙塔循環(huán)脫水系統(tǒng)，包括第一脫水塔、第二脫水塔、第一換熱器、第二換熱器、空冷器、壓縮機以及分離器和加熱器，所述第一脫水塔、第二脫水塔的頂部相互連通，所述第一換熱器與第二換熱器相連通，所述第一脫水塔和第二脫水塔的頂部通過第一連接管連接所述第一換熱器，所述第二換熱器通過第二連接管連接所述空冷器，所述空冷器通過所述第三連接管連接所述分離器的進氣口，所述分離器的頂部通過第四連接管連接所述壓縮機，所述壓縮機通過第五連接管連接所述第二換熱器，所述第一換熱器通過第六連接管連接所述加熱器，且所述換熱器通過第七連接管連接所述第一脫水塔和第二脫水塔的底部。
[0008]綜上所述，本發(fā)明的有益效果是:通過上述方案，從脫水塔出來的高溫氣體經(jīng)過空冷器冷卻后的得到方頁巖氣的液體，之后再經(jīng)過分離器的分離將液體進行過濾，以過濾掉其中的液體，之后壓縮機將從其中間將分離器中分離出來的頁巖氣進行壓縮后輸出到換熱器中，利用從脫水塔處來的高溫氣體對其進行預加熱，最后再利用加熱器對預加熱后的頁巖氣再進行二次加熱，并將加熱后的頁巖氣重新輸入到脫水塔中，以帶出脫水塔中分子篩中的水分，以此循環(huán)。這里，由于有換熱器對分離后得到的頁巖氣進行預加熱，從而可以提高加熱器對該頁巖氣進行加熱的效率，從而也可以將加熱所需的能力，也即可以大大降低能耗，相比現(xiàn)有技術中的直接對氣體進行加熱后將其輸入脫水塔，本發(fā)明中的技術方案所耗費的能量更低。
【附圖說明】
[0009]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的方案，下面將對具體實施例中描述所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0010]圖1為本發(fā)明一種基于頁巖氣的雙塔循環(huán)脫水系統(tǒng)的在一實施例中的示意圖。
[0011]圖2為本發(fā)明一種基于頁巖氣的雙塔循環(huán)脫水系統(tǒng)中第一換熱器和第二換熱器的結構示意圖。
[0012]圖3為本發(fā)明一種基于頁巖氣的雙塔循環(huán)脫水系統(tǒng)的工作效果示意圖。
[0013]圖4為本發(fā)明一種基于頁巖氣的雙塔循環(huán)脫水系統(tǒng)的在另一實施例中的示意圖。
[0014]附圖標號說明
[0015]I脫水塔
[0016]2空冷器
[0017]61，71 殼體
[0018]62，72 管體
[0019]3分離器
[0020]4壓縮機
[0021]5加熱器
[0022]6第一換熱器
[0023]7第二換熱器
[0024]8第一連接管
[0025]9第二連接管
[0026]10第三連接管
[0027]11第四連接管
[0028]12第五連接管
[0029]13第六連接管
[0030]14第七連接管
[0031]15電動閥
【具體實施方式】
[0032]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0033]實施例一
[0034]請參考圖1，示出了本發(fā)明一種基于頁巖氣的雙塔循環(huán)脫水系統(tǒng)的實施示意圖，如圖所示，所述基于頁巖氣的雙塔循環(huán)脫水系統(tǒng)包括脫水塔1、第一換熱器6、第二換熱器7、空冷器2、壓縮機4以及分離器3和加熱器5，其中，所述第一換熱器6與第二換熱器7相連通，所述脫水塔I的頂部通過第一連接管8連接所述第一換熱器6，所述第二換熱器7通過第二連接管9連接所述空冷器2，所述空冷器2通過所述第三連接管10連接所述分離器3的進氣口，所述分離器3的頂部通過第四連接管11連接所述壓縮機4，所述壓縮機4通過第五連接管12連接所述第二換熱器7，所述第一換熱器6通過第六連接管13連接所述加熱器5，且所述換熱器通過第七連接管14連接所述脫水塔I。
[0035]通過上述方案，從脫水塔I出來的高溫氣體經(jīng)過空冷器2冷卻后的得到方頁巖氣的液體，之后再經(jīng)過分離器3的分離將液體進行過濾，以過濾掉其中的液體，之后壓縮機4將從其中間將分離器3中分離出來的頁巖氣進行壓縮后輸出到換熱器中，利用從脫水塔I處來的高溫氣體對其進行預加熱，最后再利用加熱器5對預加熱后的頁巖氣再進行二次加熱，并將加熱后的頁巖氣重新輸入到脫水塔I中，以帶出脫水塔I中分子篩中的水分，以此循環(huán)。這里，由于有換熱器對分離后得到的頁巖氣進行預加熱，從而可以提高加熱器5對該頁巖氣進行加熱的效率，從而也可以將加熱所需的能力，也即可以大大降低能耗，相比現(xiàn)有技術中的直接對氣體進行加熱后將其輸入脫水塔1，本發(fā)明中的技術方案所耗費的能量更低。
[0036]具體地，將圖2，輸出了所述第一換熱器6和第二換熱器7的連接結構示意圖，據(jù)圖來看，所述第一換熱器6的殼體61與第二換熱器7的殼體71相連通，且所述第一換熱器6的殼體61與所述第二換熱器7的管體72相連通。另外，所述第一換熱器6的殼體61通過上述第一連接管8與所述脫水塔I相連通，所述第二換熱器7的殼體71通過第二連接管9與所述空冷器2相連通，而且，所述第二換熱器7的管體72—端通過所述第五連接管12與壓縮機4相連通，所述第二換熱器7的管體72的另一端與所述第一換熱器6管體62的一端相連通，所述第一換熱器6的管體62的另一端通過所述第六連接管13與所述加熱器5相連通。這里通過第一換熱器6和第二換熱器7來對壓縮機4輸出的頁巖氣進行預加熱，由于該頁巖氣在第一換熱器6和第二換熱器7的管體72中的路徑足夠長，這也就使得其與第一換熱器6和第二換熱器7殼體71中的高溫氣體進行熱平衡的時間更久，那么該頁巖氣的預加熱溫度也將更高，從而更有利于降低后續(xù)加熱器5對其進行二次加熱的能耗。
[0037]具體地，所述第一換熱器6為列管式換熱器，所述第二換熱器7為U型換熱器。
[0038]參見圖3，下面以例舉上述基于頁巖氣的雙塔循環(huán)脫水系統(tǒng)的實際應用來說明本發(fā)明的耗能效果。以脫水塔I中輸出的高溫氣體為230°為例，經(jīng)過第一換氣器和第二換熱器7的熱平衡，所得到的氣體溫度可以降低到130°至160°，之后再經(jīng)過空冷器2的冷卻可以得到大概30°的液體，進而再由分離器3對該液體進行分離后，利用壓縮機4將所述分離器3中的頁巖氣輸送到第二換熱器7中的管體72中，并與之前從脫水塔I中出來的高溫氣體進行熱平衡預加熱，經(jīng)過熱平衡的預加熱后，該頁巖氣最高可以達到130°，最后再將利用加熱器5對該130°的頁巖氣進行二次加熱，并將二次加熱后的頁巖氣重新輸入到脫水塔I中，以將其中分子篩的水分帶出，以此循環(huán)下去。經(jīng)過實際的使用對比，本發(fā)明的基于頁巖氣的雙塔循環(huán)脫水系統(tǒng)相對現(xiàn)有的脫水裝置，其可以節(jié)約能耗30%。
[0039]實施例二
[0040]見圖4，示出了上述實施例一中基于頁巖氣的雙塔循環(huán)脫水系統(tǒng)所不同的是，本實施例二中還給出另外一種基于頁巖氣的雙塔循環(huán)脫水系統(tǒng)的結構示意圖，如圖，與實施例一所不同的是，本實施例二中還增設有了一個脫水塔1，即通過兩個脫水塔I的頂部相互連通，并通過所述第一連接管8與所述第一換熱器6相連通，所述兩個脫水塔I的底部同時通過第七連接管14與所述加熱器5相連通。除此之外，本實施例的結構與所述實施例一相同，這里增加一個脫水塔I的目的是提高脫水的效率，相比實施例一中的方案，本實施例二中的方案較其要提高效率至少20 %。
[0041]具體地，見圖4，在所述兩個脫水塔I的頂部的上還分別各設有一個電動閥15，所述第一連接管8的一端連接于兩個電動閥15之間。以此來快速抽氣脫水塔I中的高溫氣體，這樣可以提供整個脫水系統(tǒng)的脫水效率，在相同時間里，本實施例二中的方案效果幾乎是其實施例一的2倍。
[0042]需要說明的是，本發(fā)明中的各構成設備均為采購的現(xiàn)有設備，對于本領域的技術人員來說，通過上述方案的說明，其完全可以清楚地實施上述方案，故這里就不再對各構成設備作進一步的說明。
[0043]綜上所述，本發(fā)明利用換熱器與其他設備的配合，使得經(jīng)分離后的頁巖氣在換熱器中進行熱平衡的預加熱，從而來降低加熱頁巖氣的能耗。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。
【主權項】
1.一種基于頁巖氣的雙塔循環(huán)脫水系統(tǒng)，包括第一脫水塔、第二脫水塔、第一換熱器、第二換熱器、空冷器、壓縮機以及分離器和加熱器，其特征在于，所述第一脫水塔和第二脫水塔的頂部相互連通，所述第一換熱器與第二換熱器相連通，所述第一脫水塔和第二脫水塔的頂部通過第一連接管連接所述第一換熱器，所述第二換熱器通過第二連接管連接所述空冷器，所述空冷器通過所述第三連接管連接所述分離器的進氣口，所述分離器的頂部通過第四連接管連接所述壓縮機，所述壓縮機通過第五連接管連接所述第二換熱器，所述第一換熱器通過第六連接管連接所述加熱器，且所述換熱器通過第七連接管連接所述第一脫水塔和第二脫水塔的底部。2.根據(jù)權利要求1所述的基于頁巖氣的雙塔循環(huán)脫水系統(tǒng)，其特征在于，所述第一換熱器的殼體與第二換熱器的殼體相連通，且所述第一換熱器的殼體與所述第二換熱器的管體相連通。另外，所述第一換熱器的殼體通過上述第一連接管與所述脫水塔相連通，所述第二換熱器的殼體通過第二連接管與所述空冷器相連通，而且，所述第二換熱器的管體一端通過所述第五連接管與壓縮機相連通，所述第二換熱器的管體的另一端與所述第一換熱器管體的一端相連通，所述第一換熱器的管體的另一端通過所述第六連接管與所述加熱器相連通。3.根據(jù)權利要求1所述的基于頁巖氣的雙塔循環(huán)脫水系統(tǒng)，其特征在于，在所述兩個脫水塔的頂部的上還分別各設有一個電動閥，所述第一連接管的一端連接于兩個電動閥之間。4.根據(jù)權利要求1所述的基于頁巖氣的雙塔循環(huán)脫水系統(tǒng)，其特征在于，所述第一換熱器為列管式換熱器。5.根據(jù)權利要求3所述的基于頁巖氣的雙塔循環(huán)脫水系統(tǒng)，其特征在于，所述第二換熱器為U型換熱器。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于頁巖氣的雙塔循環(huán)脫水系統(tǒng)，包括第一脫水塔、第二脫水塔、第一換熱器、第二換熱器、空冷器、壓縮機、分離器和加熱器，第一脫水塔、第二脫水塔的頂部連通，第一換熱器與第二換熱器連通，第一脫水塔和第二脫水塔的頂部經(jīng)第一連接管連接第一換熱器，第二換熱器經(jīng)第二連接管連接空冷器，空冷器經(jīng)第三連接管連接分離器的進氣口，分離器的頂部經(jīng)第四連接管連接壓縮機，壓縮機經(jīng)第五連接管連接第二換熱器，第一換熱器經(jīng)第六連接管連接加熱器，且換熱器經(jīng)第七連接管連接第一脫水塔和第二脫水塔的底部。本發(fā)明利用換熱器與其他設備的配合，使得經(jīng)分離后的頁巖氣在換熱器中進行熱平衡的預加熱，從而來降低加熱頁巖氣的能耗。
【IPC分類】B01D53/26, B01D53/00, C10L3/10
【公開號】CN105713688
【申請?zhí)枴緾N201410788836
【發(fā)明人】唐培文, 唐亮, 秦祖奎, 曹登泉, 何志祥, 劉喬平, 郭怡, 青鵬
【申請人】重慶恬愉石油技術有限公司