用于煤制天然氣的預(yù)冷卻和干燥凈化的系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于煤制天然氣干燥凈化處理領(lǐng)域，具體而言，本實用新型涉及用于煤制天然氣的預(yù)冷卻和干燥凈化的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]煤制天然氣的主要成分為甲烷，因此也稱為甲烷氣。煤制天然氣裝置的甲烷化(甲烷合成)的產(chǎn)品為40°C左右含飽和水的煤制天然氣(甲烷氣)，進(jìn)入管道天然氣長輸管線或甲烷氣液化制取LNG前必須進(jìn)行脫水干燥凈化處理。常用方法有冷分離法、固體吸附法和溶劑吸收法。
[0003]冷分離法是利用壓力變化引起溫度變動，使水蒸汽從氣相中冷凝下來的方法。常用有兩種流程:節(jié)流膨脹冷卻流程與加壓后冷卻流程，上述兩種方法氣體的干燥度即露點溫度，將受多種因素影響、且能量損失大，達(dá)不到很低的露點溫度。
[0004]固體吸附法脫水工藝是用多孔性的固體吸咐劑處理氣體混合物，使其中所含的一種或數(shù)種組分吸附于固體表面上以達(dá)到分離的操作。吸附作用有兩種情況:一是固體和氣體間的相互作用并不是很強(qiáng)，類似于凝縮，引起這種吸附所涉及的力同引起凝縮作用的范德華分子凝聚力相同，稱之為物理吸附；另一種是化學(xué)吸附，這一類咐附需要活化能。物理吸附是一可逆過程，而化學(xué)吸附是不可逆的，被咐附的氣體往往需要在很高的溫度下才能逐出，且所釋出的氣體往往已發(fā)生化學(xué)變化。
[0005]目前用于天然氣脫水的多為固定床物理吸附。用吸附劑除去氣體混合物的雜質(zhì)，一般都使吸附劑再生循環(huán)使用。升溫脫吸是工業(yè)上常用的再生方法。這是基于所有干燥劑的濕容量都隨溫度上升而降低這一特點來實現(xiàn)的。通常采用一種經(jīng)過預(yù)熱的解吸氣體來加熱床層，使被吸附物質(zhì)的分子脫吸，然后再用載氣將它們帶出吸附器，這樣就可達(dá)到吸附，循環(huán)再生。吸附劑再生所需的熱量由載氣帶入吸附床，一般吸附劑的再生溫度為175?260。。。
[0006]固體干燥劑脫水的操作過程是周期性的，用一個或多個干燥塔吸附脫水。應(yīng)采用吸附水能力比吸附烴類或吸附酸性氣體能力強(qiáng)的干燥劑，用熱氣體通過吸過水的干燥劑將水分帶出使之再生。
[0007]常用的固體吸附脫水法有氯化鈣法、硅膠法、活性氧化鋁及活性鋁礬土法，分子篩法以及復(fù)式固定干燥劑法等。復(fù)式固定干燥劑是綜合了多種干燥劑的優(yōu)點。該法是根據(jù)不同的氣源，分別放置不同的脫水劑，以便有選擇地脫除不同組分氣體的水分。天然氣脫水過程使用的吸附劑通常有分子篩和硅膠。
[0008]固體吸附脫水工藝對于大流量氣體投資和運行成本都比較高，此工藝只適合小流量的低壓天然氣處理。
【實用新型內(nèi)容】
[0009]本實用新型旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本實用新型的一個目的在于提出用于煤制天然氣的預(yù)冷卻和干燥凈化的系統(tǒng)。
[0010]根據(jù)本實用新型的一個方面，本實用新型提出了一種用于煤制天然氣的預(yù)冷卻和干燥凈化的系統(tǒng)，包括:
[0011 ] 預(yù)冷器，所述預(yù)冷器具有天然氣入口、第一冷卻天然氣出口、第一冷媒入口和第一冷媒出口，所述預(yù)冷器適于對煤制天然氣進(jìn)行第一冷卻處理并得到第一冷卻天然氣；
[0012]氣液分離器，所述氣液分離器具有分離器入口、分離器出口和冷凝液出口，所述分離器入口與所述第一冷卻天然氣出口相連，所述氣液分離器適于對所述第一冷卻天然氣進(jìn)行氣液分離；
[0013]冷卻器，所述冷卻器具有第一冷卻天然氣入口、第二冷卻天然氣出口、第二冷媒入口和第二冷媒出口，所述第一冷卻天然氣入口與所述分離器出口相連，所述冷卻器適于對經(jīng)過所述氣液分離的第一冷卻天然氣進(jìn)行第二冷卻處理并得到第二冷卻天然氣；
[0014]洗滌塔，所述洗滌塔具有第二冷卻天然氣入口、甲醇洗滌液入口、凈化甲烷出口和甲醇洗滌后液出口，所述第二冷卻天然氣入口與所述第二冷卻天然氣出口相連，所述洗滌塔適于利用甲醇洗滌液對所述第二冷卻天然氣進(jìn)行干燥和凈化處理，以便得到富含甲烷的甲醇洗滌后液和凈化甲烷；
[0015]其中，所述甲醇洗滌液入口與凈化合成氣的系統(tǒng)中的低溫甲醇洗裝置相連，所述甲醇洗滌后液出口與所述凈化合成氣的系統(tǒng)中的低溫甲醇吸收塔相連，以便利用所述低溫甲醇洗裝置生產(chǎn)的低溫甲醇預(yù)先在所述洗滌塔內(nèi)對所述第二冷卻天然氣進(jìn)行干燥凈化處理后返回所述凈化合成氣的系統(tǒng)用于凈化合成氣。
[0016]由此，本實用新型上述實施例的用于煤制天然氣的預(yù)冷卻和干燥凈化的系統(tǒng)與凈化合成氣的系統(tǒng)結(jié)合，將凈化合成氣的系統(tǒng)中制備的低溫甲醇預(yù)先對煤制天然氣進(jìn)行干燥凈化處理后，返回用于凈化，得到凈化合成氣粗煤氣，得到凈化合成氣。由此采用同一種溶劑甲醇同時對粗煤氣和甲烷氣進(jìn)行凈化，具有甲烷氣凈化度高，甲烷氣中甲醇夾帶少，甲醇液中夾帶部分甲烷，甲醇洗滌后液可直接作為低溫甲醇洗吸收塔塔頂?shù)奈找?，進(jìn)而省去了單獨為煤制天然氣洗滌塔提供用于干燥凈化的低溫甲醇和再生系統(tǒng)，達(dá)到節(jié)能降耗的目的；或省去了單獨為煤制天然氣干燥凈化單獨設(shè)置干燥凈化系統(tǒng)，達(dá)到節(jié)省投資和降低消耗的目的。
[0017]另外，根據(jù)本實用新型上述實施例的用于煤制天然氣的預(yù)冷卻和干燥凈化的系統(tǒng)還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0018]在本實用新型的一些實施例中，上述實施例的用于煤制天然氣的預(yù)冷卻和干燥凈化的系統(tǒng)進(jìn)一步包括:甲醇加壓泵，所述甲醇加壓泵設(shè)在所述甲醇洗滌后液出口與所述凈化合成氣的系統(tǒng)中的低溫甲醇吸收塔之間且適于將所述甲醇洗滌后液泵入所述低溫甲醇吸收塔內(nèi)。
[0019]在本實用新型的一些實施例中，上述實施例的用于煤制天然氣的預(yù)冷卻和干燥凈化的系統(tǒng)進(jìn)一步包括:脫氣罐，所述脫氣罐設(shè)在所述洗滌塔與所述甲醇加壓泵之間，所述脫氣罐適于脫除所述甲醇洗滌后液中富含的甲烷并返回至所述洗滌塔內(nèi)。
[0020]在本實用新型的一些實施例中，所述第二冷媒入口與所述凈化合成氣的系統(tǒng)中的低溫甲醇洗裝置的再生系統(tǒng)相連，且所述第二冷媒出口與所述第一冷媒入口相連，以便利用所述凈化合成氣的系統(tǒng)中的低溫甲醇洗裝置的再生系統(tǒng)排出的低溫尾氣和/或低溫二氧化碳對所述天然氣進(jìn)行第一冷卻處理和第二冷卻處理；
[0021 ] 任選地，進(jìn)一步包括:甲醇液噴入口，所述甲醇液噴入口設(shè)置連接所述氣液分離器與所述冷卻器的管路上，以在進(jìn)行所述第二冷卻處理前，向所述第一冷卻天然氣中噴入甲醇液。
[0022]在本實用新型的一些實施例中，所述第二冷媒入口與所述凈化甲烷出口相連，且所述第二冷媒出口與所述第一冷媒入口相連，以便利用所述凈化甲烷對所述天然氣進(jìn)行第一冷卻處理和第二冷卻處理。
[0023]在本實用新型的一些實施例中，所述用甲醇洗滌液的溫度為-40?-70攝氏度，所述第一冷卻天然氣的溫度為3-8攝氏度，所述第二冷卻天然氣的溫度為-20?-40攝氏度。
【附圖說明】
[0024]圖1是根據(jù)本實用新型一個實施例的用于煤制天然氣的預(yù)冷卻和干燥凈化的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖2是根據(jù)本實用新型另一個實施例的用于煤制天然氣的預(yù)冷卻和干燥凈化的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0026]根據(jù)本實用新型的一個方面，本實用新型提出了一種用于煤制天然氣的預(yù)冷卻和干燥凈化的系統(tǒng)。下面參考圖1-2詳細(xì)描述本實用新型具體實施例的用于煤制天然氣的預(yù)冷卻和干燥凈化的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:預(yù)冷器10、氣液分離器20、冷卻器30和洗滌塔40。
[0027]其中，預(yù)冷器10具有天然氣入口 11、第一冷卻天然氣出口 12、第一冷媒入口 13和第一冷媒出口 14。根據(jù)本實用新型的具體實施例，預(yù)冷器10適于對煤制天然氣進(jìn)行第一冷卻處理并得到第一冷卻天然氣。
[0028]氣液分離器20具有分離器入口 21、分離器出口 22和冷凝液出口 23，分離器入口21與第一冷卻天然氣出口 12相連。根據(jù)本實用新型的具體實施例，氣液分離器20適于對第一冷卻天然氣進(jìn)行氣液分離。
[0029]冷卻器30具有第一冷卻天然氣入口 31、第