分子筛脱水系统的工艺技术研究与应用

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1、温米轻烃回收装置分子筛脱水系统的工艺技术研究与应用编写：陈杰单位：温米采油厂轻烃工区时间：2003年5月25日目录一、前言3二、脱水工艺简介4三、现状调查及分析5四、天然气脱水后露点高的原因分析74.1分子筛吸附塔吸附脱水能力的影响74.2高压分离器的分离效果对天然气水露点的影响124.3二级出口空冷器出口温度对天然气水露点的影响134.4吸附塔再生冷吹效果对天然气露点的影响134.5分子筛切换配套阀组对天然气露点的影响16五、提高天然气脱水露点的措施与实施181、减少吸附塔在一个吸附周期里的脱水量182、改造高压分离器的液位控制系统183、降低吸附气中的含水量194、优化再生冷

2、吹工艺参数20六、应用效果及效益221、经济效益222、社会效益23七、结束语24一、前言温米轻烃天然气处理装置始建于1995年8月，设计处理量为50×104NM3/d，为了充分利用天然气资源，减少资源的浪费和对环境的污染，温米在1998年初开始对原装置进行扩容改造，在原来的基础上增加了20×104NM3/d的处理量，采用了透平膨胀机＋重接触塔工艺系统和导热油供热系统。目前装置工艺系统主要由压缩机增压、分子筛三塔脱水、丙烷冷剂加膨胀机膨胀制冷和分馏稳定等工艺系统组成。装置设计制冷温度由-38℃降为-58℃，要求经分子筛吸附塔脱水后的天然气水露点达到-80℃。装置实际处理能力为68

3、×104NM3/d，分子筛吸附塔的实际湿气处理量为2.83×104NM3/h，分子筛吸附塔脱水后的天然气水露点检测为-71℃，与装置设计制冷深度对分子筛塔吸附后天然气露点（-80℃）要求相差9℃。，导致脱水后天然气的含水量较高，在进入后续流程冷箱时发生冻堵，造成装置无法正常运行。本课题以降低分子筛塔吸附后天然气的水露点展开研究与攻关，并通过工艺技术的改造与完善来提高装置的运行时率。通过工艺技术改造和完善，分子筛吸附塔脱水后天然气水露点达到-80℃，满足了温米70×104NM3/d深冷装置对水露点的工艺要求，确保了装置的平稳运行，为吐哈油田第二经济支柱的发展作出了贡献。二、脱水工艺

4、简介2.1装置吸附塔工作过程及吸附剂简介在天然气处理装置中，吸附塔的作用是对原料气进行深度脱水，目前国外引进的、国内自行设计的吸附塔都是固定床式，为保证连续操作，至少需要两个吸附塔，而温米气处理装置吸附塔采用三塔流程，吸附周期为8小时，吸附时，原料气自上而下流动，避免了因塔内气体流速大而搅动床层，吸附过程完成后进入再生加热过程，再生气自下而上流动，使床层底部分子筛得到完全再生，然后进入冷吹过程，冷吹气自上而下流动，将再生后的分子筛床层冷却到吸附时的床层温度。在常用吸附剂中，分子筛与硅胶和活性氧化铝相比具有更多的优点，分子筛有3A、4A和5A三种，本装置吸附塔采用4A分子筛作为吸附

5、剂。2.2装置脱水工艺简介二级出口空冷器来的增压原料气进入高压分离器，分离出的液烃进入闪蒸塔，液态水进入低压分离器，气相分为三股，一股为吸附气，一股为再生气，还有一股为冷吹气，分别进入三具分子筛吸附塔。吸附气经过吸附塔脱水后进入粉尘过滤器，滤去粉尘后进入后续流程。再生气进入再生气换热器与导热油换热，出来的高温再生气进入吸附塔对吸附后的分子筛床层进行再生，冷吹气进入吸附塔，为再生后的分子筛床层降温，从吸附塔出来的再生气和冷吹气汇合到一起进入再生气空冷器，冷却后的混合气进入再生气分离器，分离出的水进入低压分离器，气相又与吸附气汇合进入吸附塔脱水,分子筛吸附塔吸附周期为8小时。装置吸附

6、脱水工艺流程图如下：图1分子筛吸附脱水工艺流程如图三、现状调查及分析表1装置扩容前后制冷温度对比表装置处理量50×104NM3/d低温分离器温度，℃-38主换热器液烃出口温度，℃液烃出口-38塔顶冷凝器液烃出口温度，℃-35低温分离器干气节流后温度，℃-57装置处理量70×104NM3/d低温分离器温度，℃-38主换热器液烃出口温度，℃液烃出口-38塔顶冷凝器液烃出口温度，℃-34膨胀机出口温度，℃-58再冷凝器液烃出口温度，℃-63表2吸附脱水工艺参数运行表压力,MPa流量,m3/h温度,℃切换前床层出口温度，℃吸附气2.75290004044再生气2.863200230196

7、冷吹气2.8422004060压力，MPa温度，℃液位,m高压分离器2.90400.6再生气分离器2.80350.4表3冷箱冻堵次数统计表月份主换热器液烃冻堵次数，次再冷凝器液烃冻堵次数，次合计99.103399.213499.312399.412399.521399.6123总计19从上列表格中可以看出，由于装置扩容后制冷方式由单一丙烷制冷改进为丙烷制冷加膨胀机膨胀制冷，冷箱制冷温度由-38℃降为-58℃，随着制冷温度的降低，要求脱水后的天然气的水露点达到-80℃，而装置分子筛