天然气分子筛吸附塔脱水和再生装置及控制方法与流程

本发明属于天然气脱水处理，具体涉及天然气分子筛吸附塔脱水和再生装置，还涉及天然气分子筛吸附塔脱水和再生装置的控制方法。

背景技术：

1、原料天然气是天然气乙烷回收工程原料，需采用低温精馏工艺回收乙烷等轻烃组分，其最低运行温度达到-100℃，为避免在低温工况下天然气中的水分结冰堵塞设备和管道，影响系统的安全稳定运行，必须对原料天然气深度脱水，由于长庆油田上古气藏天然气压力低，气量大，co2含量高，水露点变化较大，需要设置多塔同时吸附，单塔周期顺序切换的工艺模式，现有技术中，天然气脱水处理过程，全靠人工的经验进行把控，人为干预多且工作效率较低。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种天然气分子筛吸附塔脱水和再生装置，解决了现有技术中存在的人为干预多且工作效率较低的问题。

2、本发明的另一目的是提供上述天然气分子筛吸附塔脱水和再生装置的控制方法。

3、本发明所采用的技术方案是，天然气分子筛吸附塔脱水和再生装置，包括至少两个吸附塔和控制器，吸附塔设置有上端口和下端口，吸附塔的上端口设置有吸附进气汇管和再生出气汇管，吸附进气汇管上设置有吸附进口阀，再生出气汇管上设置有再生出气阀，吸附塔的下端口设置有再生进气汇管和吸附出气汇管，再生进气汇管上设置有再生进气阀，吸附出气汇管上设置有吸附出口阀，再生进气汇管连接有再生气加热冷吹机构，吸附进口阀、再生出气阀、再生进气阀、吸附出口阀和再生气加热冷吹机构分别与控制器电连接或信号连接，吸附塔之间并联。

4、本发明的特点还在于：

5、再生气加热冷吹机构包括加热总管、冷吹总管和再生进气总管，加热总管和冷吹总管并联后连接在再生进气总管和再生进气汇管之间，且在加热总管上设置有再生加热阀和加热器，冷吹总管上设置有再生冷吹阀，再生进气总管上设置有阀门。

6、控制器至少包括计时单元、信号接收单元、信号发送单元和数据处理单元；计时单元、信号接收单元和信号发送单元均与数据处理单元电信号连接，数据处理单元分别与吸附进口阀、再生出气阀、再生进气阀(7)、吸附出口阀和再生气加热冷吹机构电信号连接。

7、计时单元包括连续运行计时器ta、步序计时器tb和切换延时计时器tc，分别记录连续运行时间、切换步序时间和延时时间。

8、再生出气汇管上设置有再生温度计，再生温度计与控制器信号连接。

9、再生出气汇管和再生进气汇管之间连接有旁通管，旁通管与吸附塔并联，旁通管上设置有切换旁通阀，切换旁通阀与控制器信号连接。

10、吸附塔设置有4个。

11、本发明所采用的另一技术方案是，天然气分子筛吸附塔脱水和再生控制方法，采用上述天然气分子筛吸附塔塔脱水和再生装置，具体按照以下步骤实施：

12、步骤1、由控制器开启所有吸附塔上的吸附进口阀和吸附出口阀，关闭再生出气阀、再生进气阀和再生气加热冷吹机构的阀门，使所有吸附塔吸附处于吸附的工作状态，当需要对其中某一个分子筛脱水塔再生/冷却时，进入步骤2；

13、步骤2、由控制器选择需要再生的吸附塔，将选择的吸附塔上所对应的吸附进口阀和吸附出口阀关闭，并开启再生出气阀、再生进气阀、再生加热阀和加热器，关闭再生冷吹阀；

14、步骤3、步骤2完成后，加热开始，加热切换步序计时器开始计时；当达到一个加热周期后，控制器检测再生的吸附塔再生出气汇管管线温度是否达到预设温度，若已经达到预设温度，则判定此分子筛吸附塔完成再生加热，进入步骤4，否则，继续进行加热且延时计时器tc计时一个时间周期，一个延时周期加热结束后，控制器检测再生的分子筛吸附塔再生出气汇管管线温度，当温度达到预设温度，则此分子筛吸附塔完成再生加热过程，进入步骤4；

15、步骤4、关闭再生加热阀和加热器，并开启再生冷吹阀；冷吹切换时间计时器开始计时，当达到一个冷吹周期后，控制器检测再生的吸附塔再生出气汇管管线温度，当温度达到预设温度，则判定此分子筛吸附塔完成冷吹过程，否则，继续进行冷吹并使延时计时器tc计时一个时间周期，一个延时周期冷吹结束后，控制器检测再生的吸附塔再生出气汇管管线温度，当温度达到预设温度，则判定此分子筛吸附塔完成冷吹过程，进入步骤5；

16、步骤5、步骤4完成后，控制器开启再生气加热冷吹机构再生进气总管上的阀门，关闭前述完成再生过程的吸附塔的再生进气汇管的再生进气阀和再生出气汇管上的再生出气阀，并开启其吸附进气汇管的吸附进口阀和其吸附出气汇管上的吸附出口阀，使其进入吸附阶段；

17、步骤6：返回步骤2，一个循环完成。

18、本发明的有益效果是：

19、(1)本发明的天然气分子筛吸附塔脱水和再生装置，能实现对原料天然气的深度脱水，满足原料天然气脱水后的水露点达到0.1ppm指标的要求；

20、(2)本发明的天然气分子筛吸附塔脱水和再生控制方法，能自动完成分子筛脱水的吸附、加热和冷吹顺序控制，可以根据吸附的效果随时调整设定的周期或调整顺序控制步骤，从而达到原料天然气深度脱水的目的且不需要人为干预。

技术特征：

1.天然气分子筛吸附塔脱水和再生装置，其特征在于，包括至少两个吸附塔(1)和控制器，所述吸附塔(1)设置有上端口和下端口，吸附塔(1)的上端口设置有吸附进气汇管(2)和再生出气汇管(3)，所述吸附进气汇管(2)上设置有吸附进口阀(4)，所述再生出气汇管(3)上设置有再生出气阀(5)，吸附塔(1)的下端口设置有再生进气汇管(9)和吸附出气汇管(8)，所述再生进气汇管(9)上设置有再生进气阀(7)，所述吸附出气汇管(8)上设置有吸附出口阀(6)，所述再生进气汇管(9)连接有再生气加热冷吹机构，所述吸附进口阀(4)、再生出气阀(5)、再生进气阀(7)、吸附出口阀(6)和再生气加热冷吹机构分别与所述控制器电连接或信号连接，所述吸附塔(1)之间并联。

2.根据权利要求1所述天然气分子筛吸附塔脱水和再生装置，其特征在于，所述再生气加热冷吹机构包括加热总管、冷吹总管和再生进气总管(15)，所述加热总管和冷吹总管并联后连接在再生进气总管(15)和再生进气汇管(9)之间，且在加热总管上设置有再生加热阀(11)和加热器(20)，冷吹总管上设置有再生冷吹阀(12)，再生进气总管(15)上设置有阀门。

3.根据权利要求1所述天然气分子筛吸附塔脱水和再生装置，其特征在于，所述控制器至少包括计时单元、信号接收单元、信号发送单元和数据处理单元；所述的计时单元、信号接收单元和信号发送单元均与数据处理单元电信号连接，数据处理单元分别与吸附进口阀(4)、再生出气阀(5)、再生进气阀(7)、吸附出口阀(6)和再生气加热冷吹机构电信号连接。

4.根据权利要求3所述天然气分子筛吸附塔脱水和再生装置，其特征在于，所述计时单元包括连续运行计时器ta、步序计时器tb和切换延时计时器tc，分别记录连续运行时间、切换步序时间和延时时间。

5.根据权利要求1所述天然气分子筛吸附塔脱水和再生装置，其特征在于，所述再生出气汇管(3)上设置有再生温度计(13)，所述再生温度计(13)与所述控制器信号连接。

6.根据权利要求1所述天然气分子筛吸附塔脱水和再生装置，其特征在于，所述再生出气汇管(3)和再生进气汇管(9)之间连接有旁通管，所述旁通管与所述吸附塔(1)并联，所述旁通管上设置有切换旁通阀(10)，所述切换旁通阀(10)与所述控制器信号连接。

7.根据权利要求1所述天然气分子筛吸附塔脱水和再生装置，其特征在于，所述吸附塔(1)设置有4个。

8.天然气分子筛吸附塔脱水和再生控制方法，其特征在于，采用如权利要求1-7所述的天然气分子筛吸附塔塔脱水和再生装置，具体按照以下步骤实施：

技术总结本发明公开的天然气分子筛吸附塔脱水和再生装置，包括至少两个吸附塔和控制器，吸附塔的上端口设置有吸附进气汇管和再生出气汇管，吸附进气汇管上设置有吸附进口阀，再生出气汇管上设置有再生出气阀，吸附塔的下端口设置有再生进气汇管和吸附出气汇管，再生进气汇管上设置有再生进气阀，吸附出气汇管上设置有吸附出口阀，再生进气汇管连接有再生气加热冷吹机构，吸附塔之间并联。本发明的脱水和再生装置，能实现对原料天然气的深度脱水。本发明的天然气分子筛吸附塔脱水和再生控制方法，能自动完成分子筛脱水的吸附、加热和冷吹顺序控制，达到原料天然气深度脱水的目的且不需要人为干预。技术研发人员：刘子兵,夏政,王海宁,常志波,江伟平,邱鹏,张璞,张磊,梁璇玑,李亚萍,韩万龙,房建宇受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/30