天然气变压吸附脱氮设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种天然气变压吸附脱氮设备，包括缓冲罐、第一脱氮塔和第二脱氮塔，所述缓冲罐的出口端依次通过第一阀门和第二阀门与第一脱氮塔入口连接，第一脱氮塔的底部出口通过第三阀门与废气管线连接，第一脱氮塔的顶部出口通过第四阀门与产品气排出管线连接；缓冲罐的出口端依次通过第一阀门和第五阀门与第二脱氮塔入口连接，第二脱氮塔的底部出口通过第六阀门与废气管线连接，第二脱氮塔的顶部出口通过第七阀门与产品气排出管线连接；第一脱氮塔与第二脱氮塔的顶部出口之间连接有均压管线，均压管线上设有第八阀门；废气管线上设有真空泵。它结构合理，能有效降低天然气内的含氮量，能改善吸附剂的再生效果，提高产品气质量。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种天然气脱氮处理设备，具体涉及一种天然气变压吸附脱氮设备。
技术介绍
目前，常规天然气的主要成分为甲烷，通常氮气含量极低（≤3%）。近年来，油田注氮增产工艺已经广泛应用于油田增产领域，该工艺在提高石油产量的同时，也大大提高了天然气中的氮气含量。然而，据调研，新疆等地某些区块已经出现了天然气中的氮气含量高达18～20%的问题。含氮量高不仅会导致的天然气的甲烷含量降低，热值不足，还会提高集输过程中的能耗，不能直接用于燃气发动机燃料、精细化工和车用压缩天然气领域，亟需脱除天然气中的氮气，以达到相应的组分要求。因此，开发天然气脱氮工艺技术非常必要。我国天然气行业相关标准规定，天然气热值应满足≥31.4MJ/m³，鉴于尚未出现天然气高含氮问题，对氮气含量没有提出要求；参照欧洲行业标准，氮气含量应该满足≤5%。目前，气体分离的主要方法有深冷法、膜法、变压吸附法等。深冷法是根据两种气体的液态时挥发性的差异进行分离，甲烷和氮气的沸点分别为-161.6℃和-195.8℃，若采用深冷法需将原料气降至极低温度，装置复杂，设备体积庞大，小流量工况的投资成本较高，不经济；膜法是根据气体在膜中溶解和扩散速率的不同，将两种目标气体分离开，然而，甲烷和氮气的溶解和扩散速率极为相近，因此，采用膜法分离甲烷和氮气极为困难，目前还无法实现；变压吸附法是根据气体分子动力学效应，组分在吸附剂内部扩算速率的差异进行分离，现在还没有通过变压吸附来将天然气分离的设备。
技术实现思路
本技术的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种结构合理，能有效降低天然气内的含氮量，能改善吸附剂的再生效果，提高产品气质量的天然气变压吸附脱氮设备。其技术方案是：天然气变压吸附脱氮设备，包括缓冲罐、第一脱氮塔和第二脱氮塔，所述缓冲罐的出口端依次通过第一阀门和第二阀门与第一脱氮塔入口连接，所述第一脱氮塔的底部出口通过第三阀门与废气管线连接，所述第一脱氮塔的顶部出口通过第四阀门与产品气排出管线连接；所述缓冲罐的出口端依次通过第一阀门和第五阀门与第二脱氮塔入口连接，所述第二脱氮塔的底部出口通过第六阀门与废气管线连接，所述第二脱氮塔的顶部出口通过第七阀门与产品气排出管线连接；所述第一脱氮塔与第二脱氮塔的顶部出口之间连接有均压管线，所述均压管线上设有第八阀门；所述废气管线上设有真空泵。所述废气管线还设有与真空泵并联的消音器。所述第一脱氮塔和第二脱氮塔的塔内装填有用于脱氮的分子筛吸附剂。本技术与现有技术相比较，具有以下优点：结构合理，能有效降低天然气内的含氮量，能改善吸附剂的再生效果，提高产品气质量。附图说明下面是结合附图和实施例对本技术进一步说明。图1是本技术的结构示意图；图中：1.缓冲罐；2.第一脱氮塔；3.第二脱氮塔；4.第一阀门；5.第二阀门；6.第三阀门；7.废气管线；8.第四阀门；9.产品气排出管线；10.第五阀门；11.第六阀门；12.第七阀门；13.均压管线；14.第八阀门；15.真空泵；16.消音器。具体实施方式参照图1，天然气变压吸附脱氮设备，包括缓冲罐1、第一脱氮塔2和第二脱氮塔3，在第一脱氮塔2和第二脱氮塔3的塔内装填有用于脱氮的分子筛吸附剂。吸附剂对第一脱氮塔2和第二脱氮塔3内的氮气进行吸附，甲烷在顶部完成汇集。缓冲罐1的出口端依次通过第一阀门4和第二阀门5与第一脱氮塔2入口连接，第一脱氮塔2的底部出口通过第三阀门6与废气管线7连接，第一脱氮塔2的顶部出口通过第四阀门8与产品气排出管线9连接。缓冲罐1的出口端还依次通过第一阀门4和第五阀门10与第二脱氮塔3入口连接，第二脱氮塔3的底部出口通过第六阀门11与废气管线7连接，第二脱氮塔3的顶部出口通过第七阀门12与产品气排出管线9连接。第一脱氮塔2与第二脱氮塔3的顶部出口之间连接有均压管线13，均压管线13上设有第八阀门14。在废气管线7上设有真空泵15。通过真空泵15可实现对第一脱氮塔2和第二脱氮塔3内吸附剂的再生。在废气管线7还设有与真空泵15并联的消音器16，通过消音器16能实现降压消音功能。工作原理：经过脱水、脱烃（C2+）后的含氮天然气进入缓冲罐1，为变压吸附的第一脱氮塔2和第二脱氮塔3提供缓冲气源。第一脱氮塔2和第二脱氮塔3的塔内装填变压吸附脱氮专用分子筛吸附剂，由缓冲罐1提供的待处理气经过第一阀门4进入第一脱氮塔2。在第一阶段，第二阀门5和第四阀门8打开，第五阀门10、第三阀门6、第八阀门14、第七阀门12关闭，第二脱氮塔2的吸附剂对氮气进行吸附，甲烷第二脱氮塔2的在顶部完成汇集，通过产品气排出管线9排出，所得气体为产品气；同时，第六阀门11打开，第二脱氮塔3依次通过消音器16完成降压消音，通过真空泵15抽真空，完成对第二脱氮塔3的再生，高含氮废气经真空泵15排出。第二阶段，第二阀门5、第五阀门10、第八阀门14打开，第一阀门4、第三阀门6、第六阀门11、第四阀门8、第七阀门12关闭，完成第二脱氮塔2和第三脱氮塔3的均压。第三阶段，第五阀门10、第七阀门12打开，第二阀门5、第六阀门11、第八阀门14、第四阀门8关闭，第二脱氮塔3的吸附剂对氮气进行吸附，甲烷在顶部完成汇集，通过产品气排出管线9排出，所得气体为产品气；同时，第三阀门6打开，第一脱氮塔2依次通过消音器5完成降压消音，通过真空泵4抽真空，完成对第一脱氮塔2的再生，高含氮废气经真空泵15排出。如此循环，以上吸附-均压-降压-抽真空再生-吸附过程周期性的工作，完成对甲烷和氮气混合气体的变压吸附分离过程，得到氮气含量≤3%的产品气。本技术结构简单，通过天然气变压吸附法脱氮的工艺流程，含氮量可由20%降至3%；采用抽真空法对吸附剂进行再生，改善了吸附剂的再生效果。富集后的产品气含氮量降至3%以下，达到商用天然气的品质要求，可用于民用燃气、精细化工、车用压缩天然气或大型燃气发动机等领域。本文档来自技高网...

【技术保护点】
天然气变压吸附脱氮设备，其特征在于：包括缓冲罐、第一脱氮塔和第二脱氮塔，所述缓冲罐的出口端依次通过第一阀门和第二阀门与第一脱氮塔入口连接，所述第一脱氮塔的底部出口通过第三阀门与废气管线连接，所述第一脱氮塔的顶部出口通过第四阀门与产品气排出管线连接；所述缓冲罐的出口端依次通过第一阀门和第五阀门与第二脱氮塔入口连接，所述第二脱氮塔的底部出口通过第六阀门与废气管线连接，所述第二脱氮塔的顶部出口通过第七阀门与产品气排出管线连接；所述第一脱氮塔与第二脱氮塔的顶部出口之间连接有均压管线，所述均压管线上设有第八阀门；所述废气管线上设有真空泵。

【技术特征摘要】
1.天然气变压吸附脱氮设备，其特征在于：包括缓冲罐、第一脱氮塔和第二脱氮塔，所述缓冲罐的出口端依次通过第一阀门和第二阀门与第一脱氮塔入口连接，所述第一脱氮塔的底部出口通过第三阀门与废气管线连接，所述第一脱氮塔的顶部出口通过第四阀门与产品气排出管线连接；所述缓冲罐的出口端依次通过第一阀门和第五阀门与第二脱氮塔入口连接，所述第二脱氮塔的底部出口通过第六阀门与废气管线连接，所述第二脱...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉军，吴洪波，郑富林，孟巧玲，宋亮，王涛，刘平，方绍杰，田琳，
申请(专利权)人：山东恒业石油新技术应用有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37