一種天然氣脫碳脫水工藝的制作方法
【技術領域】
[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合的工藝。
【背景技術】
[0002]來自油氣田或長輸管道的天然氣，主要成分是甲烷，還含有少量重烴、二氧化碳、硫化氫、水、汞等雜質。生產液化天然氣時首先必須將CO2、水分、重烴、汞等脫除，以避免CO2、水分、重烴等在低溫下凍結堵塞下游管道和設備，以及硫、汞等對設備產生的腐蝕。
[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行再生。分子篩經反復使用和再生后，其脫水效果將會下降，而提高再生溫度可以提高再生后分子篩的吸附容量，但再生溫度高會縮短分子篩的使用壽命。

【發(fā)明內容】

[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，水由膜的滲透側排出，進入冷卻器冷卻，然后進入氣液分離器分離出廢水和CH4，脫水膜分離器高壓側的天然氣經脫水后，由分子篩脫水塔頂部進入分子篩脫水塔，進行深度脫水，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，一股進入下一工序，一股作為分子篩的再生氣對分子篩進行再生。
[0008]再生時，作為再生氣的干天然氣經加熱器加熱后，由分子篩脫水塔底部進入分子篩脫水塔，然后經分子篩脫水塔頂部出來，經冷卻器冷卻，再經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。
[0012]分子篩脫水塔吸附和再生過程，物料的進出流向相反。
[0013]脫水膜分離器脫除的水分經冷卻器冷卻再經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的天然氣會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備腐蝕問題。采用膜脫水與分子篩脫水技術相結合，先采用膜分離器脫除天然氣中大部分水分，再采用分子篩進行深度脫水，可以有效降低分子篩的工作負荷，延長分子篩使用壽命。
[0015]采用膜分離技術可以簡化天然氣脫碳脫水工藝，設備簡單，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?？衫锰烊粴獗旧淼膲毫ψ鳛橥苿恿?，操作彈性大?？梢酝ㄟ^調節(jié)膜面積和工藝參數(shù)控制適應的處理量。
【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。
【具體實施方式】
[0018]結合說明書附圖，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從膜的滲透側排出，高壓側的天然氣脫除COjPH2S后被送入脫水膜分離器1-4，水由膜的滲透側排出。脫水膜分離器排出的水汽可能會夾帶少量CH4。脫水膜分離器排出的水分再經冷卻器1-5冷卻，進入氣液分離器1-6，分離出廢水和CH4，CH4氣體隨脫水膜分離器1-4高壓側的天然氣一起由分子篩脫水塔l_7a頂部進入，經過分子篩填料層，由分子篩脫水塔l_7a底部排出，經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，另一股進入下一步工序。作為再生氣的干天然氣經加熱器1-8加熱后，由分子篩脫水塔l_7b底部進入分子篩脫水塔l_7b，對分子篩進行再生，再生分子篩后的干天然氣依次經冷卻器1-9、氣液分離器1-10分出廢水和天然氣，天然氣經管線與脫水膜分離器1-4出口天然氣管線相連。
【主權項】
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，水由膜的滲透側排出，進入冷卻器冷卻，然后進入氣液分離器分離出廢水和CH4，脫水膜分離器高壓側的天然氣經脫水后，由分子篩脫水塔頂部進入分子篩脫水塔，進行深度脫水，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，一股進入下一工序，一股作為分子篩的再生氣對分子篩進行再生。3.如權利要求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。
【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】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