一種天然氣脫碳脫水工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種天然氣脫碳脫水工藝，具體涉及一種采用膜分離法脫碳、脫水和分子篩脫水相結(jié)合的工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]來自油氣田或長輸管道的天然氣，主要成分是甲烷，還含有少量重?zé)N、二氧化碳、硫化氫、水、汞等雜質(zhì)。生產(chǎn)液化天然氣時(shí)首先必須將CO2、水分、重?zé)N、汞等脫除，以避免CO2、水分、重?zé)N等在低溫下凍結(jié)堵塞下游管道和設(shè)備，以及硫、汞等對設(shè)備產(chǎn)生的腐蝕。
[0003]目前天然氣脫0)2大多采用醇胺法，采用MDEA(N-甲基二乙醇胺)溶劑脫除CO 2，該方法脫除0)2需用專用的配方溶劑，成本很高，而且MDEA溶液也容易腐蝕管線和設(shè)備。
[0004]天然氣脫水工藝，目前較常用的是分子篩脫水。分子篩脫水后需要進(jìn)行再生。分子篩經(jīng)反復(fù)使用和再生后，其脫水效果將會(huì)下降，而提高再生溫度可以提高再生后分子篩的吸附容量，但再生溫度高會(huì)縮短分子篩的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種簡單的天然氣脫碳脫水裝置，解決傳統(tǒng)脫碳工藝的管線設(shè)備腐蝕和脫水工藝分子篩使用壽命短的問題。
[0006]本發(fā)明的一種天然氣脫碳脫水工藝，其工藝流程如下。
[0007]從天然氣輸氣管道來的濕天然氣(壓力約4.5MPa)通過自身的壓力經(jīng)過濾器過濾掉固體顆粒，送入原料加熱器，加熱到3-35°C，送入脫碳膜分離器，脫除0)2和H 2S，然后送入脫水膜分離器，水由膜的滲透側(cè)排出，進(jìn)入冷卻器冷卻，然后進(jìn)入氣液分離器分離出廢水和CH4，脫水膜分離器高壓側(cè)的天然氣經(jīng)脫水后，由分子篩脫水塔頂部進(jìn)入分子篩脫水塔，進(jìn)行深度脫水，脫水后由分子篩脫水塔底部排出。脫水后的干天然氣被分為兩股，一股進(jìn)入下一工序，一股作為分子篩的再生氣對分子篩進(jìn)行再生。
[0008]再生時(shí)，作為再生氣的干天然氣經(jīng)加熱器加熱后，由分子篩脫水塔底部進(jìn)入分子篩脫水塔，然后經(jīng)分子篩脫水塔頂部出來，經(jīng)冷卻器冷卻，再經(jīng)氣液分離器分離出廢水，然后并入膜脫水分離器天然氣出口管線。
[0009]所述脫碳膜分離器采用的膜為乙酸纖維素膜、或聚酰亞胺膜、或聚砜膜，此類膜對
0)2和H2S的脫除效果很好。
[0010]所述脫水膜分離器采用的膜為醋酸纖維膜。
[0011]所述分子篩脫水塔為兩個(gè)。
[0012]分子篩脫水塔吸附和再生過程，物料的進(jìn)出流向相反。
[0013]脫水膜分離器脫除的水分經(jīng)冷卻器冷卻再經(jīng)氣液分離器分離出廢水和014氣，分出的CH4氣再與脫水膜分離器高壓側(cè)的天然氣會(huì)合后被送入分子篩脫水塔。最大程度減輕了膜分離過程中CH4損失。
[0014]本發(fā)明采用膜分離器脫碳，選用對0)2和H 2S具有較好滲透性，而對天然氣主要成分無滲透作用的膜來脫碳，可以避免目前天然氣脫碳采用醇胺法所帶來的管線和設(shè)備腐蝕問題。采用膜脫水與分子篩脫水技術(shù)相結(jié)合，先采用膜分離器脫除天然氣中大部分水分，再采用分子篩進(jìn)行深度脫水，可以有效降低分子篩的工作負(fù)荷，延長分子篩使用壽命。
[0015]采用膜分離技術(shù)可以簡化天然氣脫碳脫水工藝，設(shè)備簡單，操作容易，并且占地面積小。不需要額外添加溶劑、也不需要再生，無二次污染。可利用天然氣本身的壓力作為推動(dòng)力，操作彈性大。可以通過調(diào)節(jié)膜面積和工藝參數(shù)控制適應(yīng)的處理量。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明裝置流程圖。
[0017]圖中各編號(hào)的意義如下:
1-濕天然氣;2-。02和H 2S ；3-廢水；4-廢水；5-干天然氣；
1-1-過濾器；1-2-原料加熱器；1-3-脫碳膜分離器；1-4-脫水膜分離器；1-5-冷卻器；1-6-氣液分離器；l-7a、l_7b-分子篩脫水塔；1_8_加熱器；1_9_冷卻器；1_10_氣液分離器。
【具體實(shí)施方式】
[0018]結(jié)合說明書附圖，本裝置的工藝流程為。
[0019]從天然氣輸氣管道來的濕天然氣I (壓力約4.5MPa)通過自身的壓力經(jīng)過濾器1_1過濾掉固體顆粒，送入加熱器1-2，加熱到3-35°C，送入脫碳膜分離器1-3。脫碳膜分離器1-3采用的膜為乙酸纖維素膜、或聚酰亞胺膜、或聚砜膜，此類膜對0)2和H2S的脫除效果很好。COJPH2S從膜的滲透側(cè)排出，高壓側(cè)的天然氣脫除COjPH2S后被送入脫水膜分離器1-4，水由膜的滲透側(cè)排出。脫水膜分離器排出的水汽可能會(huì)夾帶少量CH4。脫水膜分離器排出的水分再經(jīng)冷卻器1-5冷卻，進(jìn)入氣液分離器1-6，分離出廢水和CH4，CH4氣體隨脫水膜分離器1-4高壓側(cè)的天然氣一起由分子篩脫水塔l_7a頂部進(jìn)入，經(jīng)過分子篩填料層，由分子篩脫水塔l_7a底部排出，經(jīng)脫水后的干天然氣被分為兩股，一股作為分子篩脫水塔的再生氣，另一股進(jìn)入下一步工序。作為再生氣的干天然氣經(jīng)加熱器1-8加熱后，由分子篩脫水塔l_7b底部進(jìn)入分子篩脫水塔l_7b，對分子篩進(jìn)行再生，再生分子篩后的干天然氣依次經(jīng)冷卻器1-9、氣液分離器1-10分出廢水和天然氣，天然氣經(jīng)管線與脫水膜分離器1-4出口天然氣管線相連。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種天然氣脫碳脫水裝置，其特征在于從天然氣輸氣管道來的濕天然氣(壓力約4.5MPa)通過自身的壓力經(jīng)過濾器過濾掉固體顆粒，送入原料加熱器，加熱到3-35°C，送入脫碳膜分離器，脫除0)2和H 2S，然后送入脫水膜分離器，水由膜的滲透側(cè)排出，進(jìn)入冷卻器冷卻，然后進(jìn)入氣液分離器分離出廢水和CH4，脫水膜分離器高壓側(cè)的天然氣經(jīng)脫水后，由分子篩脫水塔頂部進(jìn)入分子篩脫水塔，進(jìn)行深度脫水，脫水后由分子篩脫水塔底部排出。2.脫水后的干天然氣被分為兩股，一股進(jìn)入下一工序，一股作為分子篩的再生氣對分子篩進(jìn)行再生。3.如權(quán)利要求1所述的一種天然氣脫碳脫水裝置，其特征在于脫碳膜為乙酸纖維素膜、或聚酰亞胺膜、或聚砜膜。4.如權(quán)利要求1所述的一種天然氣脫碳脫水裝置，其特征在于脫水膜為醋酸纖維膜。5.如權(quán)利要求1所述的一種天然氣脫碳脫水裝置，其特征在于分子篩脫水塔為兩個(gè)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種膜法天然氣脫碳脫水以及分子篩脫水相結(jié)合的工藝，該工藝將天然氣輸氣管道來的濕天然氣通過脫碳膜分離器脫除CO2和H2S，再經(jīng)脫水膜分離器脫除大部分水分，然后再通過分子篩脫水塔深度脫水。本發(fā)明的工藝可以有效解決傳統(tǒng)脫碳工藝中管線和設(shè)備的腐蝕問題，以及脫水工藝中分子篩使用壽命短的問題。
【IPC分類】B01D53/26, B01D53/22, C10L3/10
【公開號(hào)】CN104927951
【申請?zhí)枴緾N201510264155
【發(fā)明人】楊曉麗
【申請人】寧夏寶塔石化科技實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年5月22日