贫甘醇缓冲罐和贫富甘醇换热器的一体化装置及使用方法与流程

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1.本发明涉及甘醇再生技术领域，具体涉及一种甘醇再生系统中贫甘醇缓冲罐和贫富甘醇换热器的一体化装置及使用方法。

背景技术：

2.天然气水合物是指在一定温度、压力条件下，由水分子和碳氢气体分子组成的一种类冰的、可燃的、非固定化学计量的笼形晶体化合物。在湿天然气外输过程中，特别是在高压、低温条件下极易生成水合物，从而堵塞管道，对天然气生产和外输造成影响。
3.低温分离法和溶剂吸收法是目前天然气工业中应用最普遍的水露点控制方法；在低温分离法中，乙二醇是应用最普遍的水合物抑制剂；在溶剂吸收法中，三甘醇是应用最普遍的脱水溶剂；脱水后的乙二醇富液和三甘醇富液要经过甘醇再生系统再生后循环使用。
4.贫甘醇缓冲罐和贫富甘醇换热器是甘醇再生系统中的常见必要设备，从工艺上，贫富甘醇换热器在贫甘醇缓冲罐的后端，将高温贫甘醇的热量传递给富甘醇从而减少整个再生系统的热负荷。
5.当前，甘醇再生系统中贫甘醇缓冲罐、贫富甘醇换热器设备有两种配置方式：
6.1、贫甘醇缓冲罐(卧式容器)，缓冲罐内置换热盘管或换热管束；其存在的缺点如下：
7.a.缓冲罐容积较大，缓冲罐内贫甘醇的流速低，换热效率低；
8.b.缓冲罐内换热部分对贫甘醇溶液的流道没有进行限制和设计，无法保证贫甘醇在充分换热后再流出缓冲罐，无法控制缓冲罐中贫甘醇的出口温度，过高的贫甘醇温度对后续甘醇循环泵的实际使用有很大的不利影响；
9.c.换热盘管或换热管束的介质流动与常规的换热器设备不同，无法采用换热器工程计算软件精准计算，不便于进行设计计算。
10.2、贫甘醇缓冲罐(卧式容器)，和单独的贫富甘醇换热器(管壳式换热器或板式换热器；其存在的缺点如下：
11.a.缓冲罐和换热器设备间的管阀件导致整体压降增大，甘醇再生系统为微正压再生系统，较大的压降对再生塔的实际操作压力、甘醇再生温度、甘醇循环泵的汽蚀余量等均有不利影响；
12.b.2台独立的压力容器，设备投资大；
13.c.占地面积大，不利于甘醇再生系统的整体橇块化布置。

技术实现要素：

14.为解决现有方案一中存在的换热效率低、换热计算困难、贫甘醇出口温度难以控制等缺点以及现有方案二中整体压降偏大、设备投资高、占地面积大、橇块化困难等缺点，本发明提供一种贫甘醇缓冲罐和贫富甘醇换热器的一体化装置及使用方法。
15.本发明公开了一种贫甘醇缓冲罐和贫富甘醇换热器的一体化装置，包括：贫甘醇
缓冲罐和贫富甘醇换热器；
16.所述贫甘醇缓冲罐包括壳体，所述壳体的一端设有贫甘醇入口管口；
17.所述贫富甘醇换热器包括换热器筒节，所述换热器筒节安装在所述壳体的另一端，所述换热器筒节内安装有换热管束和折流板，所述换热器筒节的壳体内端安装有可拆卸的多孔板、壳体外端设有贫甘醇出口管口、富甘醇入口管口和富甘醇出口管口；所述贫甘醇出口管口与所述换热器筒节的内腔相连通，所述富甘醇入口管口和富甘醇出口管口与所述换热管束相连通。
18.作为本发明的进一步改进，所述壳体的两端为椭圆封头，所述贫甘醇入口管口一侧的椭圆封头上设有人孔。
19.作为本发明的进一步改进，所述壳体上设有设备铭牌、液位计管口。
20.作为本发明的进一步改进，所述壳体的顶部设有吊耳和补醇管口，所述壳体的底部设有排污管口。
21.作为本发明的进一步改进，所述壳体底部的一端安装有固定鞍座、另一端安装有滑动鞍座。
22.作为本发明的进一步改进，所述换热管束为双管程的u型换热管，所述壳体、换热器筒节和换热管束的轴线平行设置。
23.作为本发明的进一步改进，所述换热器筒节的内部沿轴线方向安装有多个上下交错的所述折流板，所述折流板包括螺旋板、翅片板中的一种。
24.作为本发明的进一步改进，所述换热器筒节的壳体内部分通过换热器筒节支撑安装在所述壳体内。
25.作为本发明的进一步改进，所述换热器筒节的壳体外端通过换热器筒体法兰安装有换热器管箱，所述富甘醇入口管口和富甘醇出口管口安装在所述换热器管箱上，所述贫甘醇出口管口安装在所述换热器筒节的壳体外部分。
26.本发明还公开了一种贫甘醇缓冲罐和贫富甘醇换热器的一体化装置的使用方法，包括：
27.再生后的高温贫甘醇溶液由所述贫甘醇入口管口进入贫甘醇缓冲罐内，在所述贫甘醇缓冲罐内缓存；
28.所述贫甘醇缓冲罐内的高温贫甘醇经过所述多孔板进入换热器筒节内，在所述换热器筒节内流动的高温贫甘醇与换热管束内的低温富甘醇进行换热。
29.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
30.1、本发明在缓冲罐内设有换热器筒节和折流板，使得缓冲罐内甘醇贫富液换热部分与单独的换热管束内部介质流动一致，可采用换热器工程计算软件进行精准计算，同时可以保证贫甘醇在充分换热后再流出设备；
31.2、本发明缓冲罐内换热管束入口设有多孔板，多孔板为换热器一端的可拆卸盖板，经设计计算后进行合理开孔，多孔板对进入换热器的贫甘醇液体起到合理分布的作用；多孔板为可拆卸设计，便于换热器的检修。
附图说明
32.图1为本发明一种实施例公开的贫甘醇缓冲罐和贫富甘醇换热器的一体化装置的
结构示意图。
33.图中：
34.1、人孔；2、椭圆封头；3、贫甘醇入口管口；4、壳体；5、设备铭牌；6、液位计管口；7、换热管束；8、吊耳；9、补醇管口；10、换热器筒节；11、换热器筒体法兰；12、富甘醇出口管口；13、换热器管箱；14、富甘醇入口管口；15、贫甘醇出口管口；16、滑动鞍座；17、排污管口；18、折流板；19、换热器筒节支撑；20、多孔板；21、固定鞍座。
具体实施方式
35.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：
37.本发明提供一种贫甘醇缓冲罐和贫富甘醇换热器的一体化装置，其属于井口天然气、伴生气、煤层气、页岩气、煤制气和地下煤炭气化粗煤气等行业甘醇型露点控制系统溶剂再生中的应用装置，同时也适用于井口天然气、伴生气、煤层气、页岩气、煤制气和地下煤炭气化粗煤气等行业胺法脱酸净化系统溶剂再生中的应用装置；具有换热效率高、贫甘醇出口温度精准控制、设备压降合理、设备投资低、占地面积小、便于橇块化布置等优点。
38.具体的：
39.如图1所示，本发明提供一种贫甘醇缓冲罐和贫富甘醇换热器的一体化装置，包括：人孔1、椭圆封头2、贫甘醇入口管口3、壳体4、设备铭牌5、液位计管口6、换热管束7、吊耳8、补醇管口9、换热器筒节10、换热器筒体法兰11、富甘醇出口管口12、换热器管箱13、富甘醇入口管口14、贫甘醇出口管口15、滑动鞍座16、排污管口17、折流板18、换热器筒节支撑19、多孔板20和固定鞍座21；其中，
40.本发明贫甘醇缓冲罐的壳体4的一端的顶部设有贫甘醇入口管口3，再生后的高温贫甘醇溶液由贫甘醇入口管口3进入贫甘醇缓冲罐内，在贫甘醇缓冲罐内缓存。其中，
41.壳体4的两端为椭圆封头2，靠近贫甘醇入口管口3一侧的椭圆封头上设有人孔1，方便设备停车检修；壳体4上设有设备铭牌5和液位计管口6，用于安装液位检测仪表，可实现缓冲罐内液位的自动控制；壳体4的顶部设有吊耳8，方便设备吊装；壳体4的顶部设有补醇管口9，用于甘醇补充；壳体4的底部设有排污管口17，用于缓冲罐内液体排空；壳体4底部的一端安装有固定鞍座21、另一端安装有滑动鞍座16，用于设备安装固定。
42.本发明的贫富甘醇换热器包括换热器筒节10，换热器筒节10安装在壳体4的另一端，换热器筒节10内安装有换热管束7和折流板18，换热器筒节10的壳体内端安装有可拆卸的多孔板20、壳体外端设有贫甘醇出口管口15、富甘醇入口管口14和富甘醇出口管口12；贫甘醇出口管口15与换热器筒节与换热管束7之间的内腔相连通，富甘醇入口管口14和富甘醇出口管口12与换热管束7相连通；贫甘醇缓冲罐内的高温贫甘醇经过多孔板20进入换热器筒节10内，在换热器筒节10内流动的高温贫甘醇与换热管束7内的低温富甘醇进行换热。其中，
43.本发明的多孔板20为换热器一端的可拆卸盖板，经设计计算后进行合理开孔，多
孔板对进入换热器的贫甘醇液体起到合理分布的作用，多孔板为可拆卸设计，便于换热器的检修。贫甘醇在换热器筒节内与换热管束7内富甘醇进行换热，尽可能的提升富甘醇温度，减少再生系统的整体热负荷。换热后的低温贫甘醇由贫甘醇出口管口15流出。低温富甘醇由富甘醇入口管口14进入换热管束7，换热后的高温富甘醇由富甘醇出口管口12流出；由于换热器筒节10对贫甘醇液体的流道进行了限制，流通面积减少，贫甘醇流速增加，提高了贫富甘醇的换热系数。
44.本发明的壳体4、换热器筒节10和换热管束7的轴线平行设置，换热器筒节10的内部沿轴线方向安装有多个上下交错的折流板18，折流板18起到增加湍流、减少死区、加长流程的作用，提高贫富甘醇的换热效果；也可采用螺旋板、翅片板等多种形式的折流板，增加换热效果。
45.本发明的换热管束7采用u型换热管；贫富甘醇温差较大，u型管可以自由伸缩，热补偿性能好；管程采用双管程，流程较长，流速较高，传热性能较好，管束可从壳体内抽出，便于检修和清洗。
46.本发明换热器筒节10的壳体内部分通过换热器筒节支撑19安装在壳体4内，换热器筒节10的壳体外端通过换热器筒体法兰11安装有换热器管箱13，富甘醇入口管口14和富甘醇出口管口12安装在换热器管箱13上。
47.本发明提供一种贫甘醇缓冲罐和贫富甘醇换热器的一体化装置的使用方法，包括：
48.步骤1、再生后的高温贫甘醇溶液由贫甘醇入口管口3进入贫甘醇缓冲罐内，在贫甘醇缓冲罐内缓存；
49.步骤2、贫甘醇缓冲罐内的高温贫甘醇经过多孔板20进入换热器筒节10内，在换热器筒节内流动的高温贫甘醇与换热管束7内的低温富甘醇进行换热；
50.步骤3、换热后的低温贫甘醇从贫甘醇出口管口15流出，低温富甘醇由富甘醇入口管口14进入换热管束7，换热后的高温富甘醇由富甘醇出口管口12流出。
51.本发明的优点为：
52.1、本发明在缓冲罐内设有换热器筒节和折流板，使得缓冲罐内甘醇贫富液换热部分与单独的换热管束内部介质流动一致，可采用换热器工程计算软件进行精准计算，同时可以保证贫甘醇在充分换热后再流出设备；
53.2、本发明缓冲罐内换热管束入口设有多孔板，多孔板为换热器一端的可拆卸盖板，经设计计算后进行合理开孔，多孔板对进入换热器的贫甘醇液体起到合理分布的作用；多孔板为可拆卸设计，便于换热器的检修。
54.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种贫甘醇缓冲罐和贫富甘醇换热器的一体化装置，其特征在于，包括：贫甘醇缓冲罐和贫富甘醇换热器；所述贫甘醇缓冲罐包括壳体，所述壳体的一端设有贫甘醇入口管口；所述贫富甘醇换热器包括换热器筒节，所述换热器筒节安装在所述壳体的另一端，所述换热器筒节内安装有换热管束和折流板，所述换热器筒节的壳体内端安装有可拆卸的多孔板、壳体外端设有贫甘醇出口管口、富甘醇入口管口和富甘醇出口管口；所述贫甘醇出口管口与所述换热器筒节的内腔相连通，所述富甘醇入口管口和富甘醇出口管口与所述换热管束相连通。2.如权利要求1所述的一体化装置，其特征在于，所述壳体的两端为椭圆封头，所述贫甘醇入口管口一侧的椭圆封头上设有人孔。3.如权利要求1所述的一体化装置，其特征在于，所述壳体上设有设备铭牌、液位计管口。4.如权利要求1所述的一体化装置，其特征在于，所述壳体的顶部设有吊耳和补醇管口，所述壳体的底部设有排污管口。5.如权利要求1所述的一体化装置，其特征在于，所述壳体底部的一端安装有固定鞍座、另一端安装有滑动鞍座。6.如权利要求1所述的一体化装置，其特征在于，所述换热管束为双管程的u型换热管，所述壳体、换热器筒节和换热管束的轴线平行设置。7.如权利要求1或6所述的一体化装置，其特征在于，所述换热器筒节的内部沿轴线方向安装有多个上下交错的所述折流板，所述折流板包括螺旋板、翅片板中的一种。8.如权利要求1所述的一体化装置，其特征在于，所述换热器筒节的壳体内部分通过换热器筒节支撑安装在所述壳体内。9.如权利要求1所述的一体化装置，其特征在于，所述换热器筒节的壳体外端通过换热器筒体法兰安装有换热器管箱，所述富甘醇入口管口和富甘醇出口管口安装在所述换热器管箱上，所述贫甘醇出口管口安装在所述换热器筒节的壳体外部分。10.一种如权利要求1～9中任一项所述的一体化装置的使用方法，其特征在于，包括：再生后的高温贫甘醇溶液由所述贫甘醇入口管口进入贫甘醇缓冲罐内，在所述贫甘醇缓冲罐内缓存；所述贫甘醇缓冲罐内的高温贫甘醇经过所述多孔板进入换热器筒节内，在所述换热器筒节内流动的高温贫甘醇与换热管束内的低温富甘醇进行换热。

技术总结

本发明公开了一种贫甘醇缓冲罐和贫富甘醇换热器的一体化装置及使用方法，贫甘醇缓冲罐包括壳体，壳体的一端设有贫甘醇入口管口；贫富甘醇换热器包括换热器筒节，换热器筒节安装在壳体的另一端，换热器筒节内安装有换热管束和折流板，换热器筒节的壳体内端安装有多孔板、壳体外端设有贫甘醇出口管口、富甘醇入口管口和富甘醇出口管口；贫甘醇出口管口与换热器筒节的内腔相连通，富甘醇入口管口和富甘醇出口管口与换热管束相连通；使用时，贫甘醇缓冲罐中的贫甘醇经多孔板进入换热器筒节内与换热管束内的富甘醇进行换热。本发明具有换热效率高、贫甘醇出口温度精准控制、设备压降合理、设备投资低、占地面积小、便于橇块化布置等优点。优点。优点。