分子篩干燥塔脫水再生技術淺析

鐘興龍 祖龍卡爾·艾合買提

摘 要：分子篩脫水在輕烴回收裝置中起著關鍵作用，而分子篩再生的效果直接影響脫水能力。采油一廠天然氣處理站30萬方裝置采用同壓再生方式，再生速度慢，影響脫水，本文針對該問題，分析同壓再生的缺點，最終采取適合輕烴回收工藝的再生方式，最終解決30萬方輕烴回收裝置再生難的問題，提高了天然氣脫水系統效率。

關鍵詞：輕烴；工藝；再生；分子篩；能耗

中圖分類號：TE64 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）11-0187-01

引 言

采油一廠天然氣處理處理裝置于2000年11月建成投產，設計處理量30×104m3/d±20%，采用分子篩吸附法脫水，引原料氣對分子篩進行同壓再生，該工藝雖能保護氣流對分子篩的沖擊，但再生速度慢，影響脫水效果，為此我們通過對比、借鑒、學習、研究，并與現場的生產實際充分結合，采取了優化工藝、技術改造等措施，取得了良好的效果。

1 工藝流程

30萬方輕烴裝置分子篩干燥塔吸附脫水采用三塔流程，一塔吸附、一塔再生、一塔冷吹。

原料氣經三相分離器（壓縮機出口分離器）進入分子篩干燥塔（三塔）進行分子篩吸附脫水，天然氣中水分含量小于1ppm（V）。脫水后的原料氣進入制冷單元。

分子篩再生采用同壓再生，引原料氣作為再生氣；冷吹引至增壓端后冷卻器，再生冷吹氣均進入再生氣分水罐分離出游離水后進入外輸干氣管網。詳見圖1。

2 運行現狀及存在問題

分子篩在同壓再生時，由于塔內壓力一直處于2.4MPa，無壓差，使再生氣在再生塔內流速較慢，使分子篩上水分脫吸慢，量少，造成再生時間長，一般再生完全需8h，導入冷吹氣后，由于冷吹塔內壓力和冷吹氣壓力相同，也造成了冷吹速度慢，冷吹后溫度為58～63℃。冷吹塔轉為吸附塔后，使經過該塔的原料氣溫度增高，影響制冷系統的制冷效果，產量降低。

除影響制冷效果，降低產量外，同壓再生還存在以下不良影響：

（1）同壓再生影響脫水效果，水露點偏高，一般為-80℃～-85℃，然而裝置制冷溫度最高可達-87℃，易造成后續管線、設備凍堵，存在極大安全隱患。

（2）同壓再生使用的是增壓進口原料氣，使膨脹機處理量減少，進一步使產品產量降低。

3 改造內容

通過對同壓再生的現狀分析，同壓再生主要是由于壓差小造成再生和冷吹速度慢，影響脫水時效。為增加壓差，對比國內外吸附法脫水工藝，將同壓再生與減壓再生進行比較。等壓再生：優點：①不會出現分子篩床層松動的現象，不會產生更多的粉塵；②操作相對比較簡單。缺點：①再生溫度要求較高；②能耗大；③再生周期較長；④吸附塔承載周期過長使露點溫度升高；⑤原料氣的浪費。減壓再生：優點：①再生的周期短，能耗小；②再生氣易回收；③能夠保證吸附塔的干燥效果。缺點：①操作復雜；②會出現篩床松動的現象。

通過以上對比，最終決定采用減壓再生以增加壓差，提高再生冷吹速度，改善脫水現狀。改造流程見圖2。

降壓再生流程在原來同壓再生的基礎上，改變再生冷吹氣引氣點，由以前的原料氣變為外輸干氣，壓力由2.4MPa降至0.7MPa，壓差由0MPa增加至1.7MPa。

4 效果評價

4.1 實施效果

改造后，降壓再生提高了再生冷吹速率，脫水效果顯著增加。效果評價詳見表1。

4.2 經濟效益

項目總投資2萬元。

輕烴液化氣按均價4000元/t計算，裝置全年安全運行350d，年直接創造經濟效益140萬元，投資回收周期6d。

5 推廣運用前景

減壓再生改造，提高了再生冷吹速率，提高裝置脫水能力，同時增加膨脹機處理量，增加產品產量，創造巨大經濟效益。該工藝在同類輕烴回收裝置中可廣泛應用，目前，該站輕烴回收擴建裝置、雅克拉集氣處理站和大澇壩集氣處理站中均采用此減壓再生脫水工藝。

參考文獻

[1]劉俊全，李光松.石油化工應用技術[M].北京：中國石化出版社，2002.

[2]汪家鼎.化工百科全書[M].北京：化學工業出版社，1990.

收稿日期：2018-3-15