一种用于乙二醇循坏再生的模块及处理方法

技术领域

本发明涉及储气库天然气集输及天然气处理技术领域，具体涉及一种用于乙二醇循坏再生的模块及处理方法。

背景技术

凝析气田生产的气体中含有大量丙烷、丁烷、戊烷以上烃类，未经处理的凝析气进入长输管道后会析出凝析油，严重影响长输管道的输气效率。GB17820《天然气》中明确规定，在天然气交接点的压力和温度条件下，天然气中不存在液态水和液态烃；GB50251《输气管道工程设计规范》中规定，进入输气管道的气体，烃露点应低于最低环境温度。

对于需同时满足烃水露点要求的原料气，一般采用低温法实现脱水脱烃，即通过降低原料气的温度使气体中的水及重烃冷凝聚集沉降达到气液分离的效果。采用低温分离工艺的气田一般采用膨胀制冷或者外加冷源制冷，目前，我国高压气田大多采用截留注醇控制烃水露点。

常用的防冻剂主要有甲醇和乙二醇。甲醇一般不回收，损失量较大，不利于环保，除了紧急情况下采用，大量注入已经不常采用；乙二醇可以较好的满足工艺要求，且装置投资低，简单实用，操作灵活，因此，一般推荐采用注乙二醇作为防冻剂，为了长期经济合理的利用方式，乙二醇设置再生系统对脱水后的乙二醇溶液进行回收；

传统的乙二醇再生装置占地面积大、投资高，一次建成后，设备无法进行循环再利用；虽然传统的乙二醇再生装置也可以满足气田采出气烃水露点控制的工艺需求，但从节约工程投资的角度考虑，还有很大的优化空间。

发明内容

针对现有技术中存在的不足之处，本发明提供了一种用于乙二醇循坏再生的模块。

本发明公开了一种用于乙二醇循坏再生的模块，所述模块包括上下分层布置的乙二醇富液闪蒸罐橇块、乙二醇贫液储罐橇块和乙二醇换热橇块；

所述乙二醇富液闪蒸罐橇块包括乙二醇富液闪蒸罐和塔顶空冷器；所述乙二醇贫液储罐橇块包括乙二醇贫液储罐和塔顶冷凝水收集罐；所述乙二醇换热橇块包括乙二醇再生塔、乙二醇重沸器、乙二醇换热器、贫乙二醇冷却器、多个乙二醇注入泵和乙二醇循环泵，所述乙二醇再生塔上下贯穿所述模块；

其中，经由烃水露点控制单元分离出的乙二醇富液出口通过管道依次与所述乙二醇再生塔、乙二醇换热器和乙二醇富液闪蒸罐连接；所述乙二醇富液闪蒸罐的蒸汽出口与所述低压放空系统或燃料气系统连接，所述乙二醇富液闪蒸罐的富乙二醇水溶液出口经管路依次与所述乙二醇再生塔、所述乙二醇重沸器和所述乙二醇换热器连接；

所述乙二醇换热器的乙二醇贫液出口分别与所述贫乙二醇冷却器和乙二醇贫液储罐连接，所述贫乙二醇冷却器通过多个所述乙二醇注入泵将乙二醇贫液输送至乙二醇注入口；所述乙二醇贫液储罐出口通过所述乙二醇循环泵与所述乙二醇注入口连接；所述乙二醇再生塔塔顶水蒸气出口与所述塔顶空冷器连接，所述塔顶空冷器与所述塔顶冷凝水收集罐连接，用于收集冷凝水；

所述贫乙二醇冷却器和所述乙二醇贫液储罐出口的乙二醇贫液通过所述乙二醇注入口回流至烃水露点控制单元。

作为本发明的进一步改进，所述乙二醇富液闪蒸罐橇块、所述乙二醇贫液储罐橇块和所述乙二醇换热橇块均为15.4m×3.4m×3.8m。

作为本发明的进一步改进，所述乙二醇换热橇块和所述乙二醇贫液储罐橇块的钢结构上部均预留有长度不小于800mm的拼接梁，所述乙二醇富液闪蒸罐橇块和所述乙二醇贫液储罐橇块的钢结构下部均预留有长度不小于500mm的拼接梁；

所述乙二醇富液闪蒸罐橇块、所述乙二醇贫液储罐橇块和所述乙二醇换热橇块的钢结构的拼接梁通过螺栓连接，构成所述模块。

作为本发明的进一步改进，所述乙二醇换热橇块上部预留管道接口与所述乙二醇贫液储罐橇块管道接口均高出橇顶30mm，所述乙二醇贫液储罐橇块下部的管道接口与乙二醇换热橇块管道接口内缩30mm。

作为本发明的进一步改进，多个所述乙二醇注入泵的入口高度低于所述乙二醇换热器的出口高度。

作为本发明的进一步改进，多个所述乙二醇注入泵包括依次连接的第一乙二醇高压注入泵、第二乙二醇高压注入泵和乙二醇低压注入泵；

所述第一乙二醇高压注入泵的入口与所述贫乙二醇冷却器出口连接，所述乙二醇低压注入泵出口与所述乙二醇注入口连接。

作为本发明的进一步改进，还包括多个电气接线箱和仪表接线箱，每个所述电气接线箱和仪表接线箱的对外接口均为电缆接头；

多个所述电气接线箱和仪表接线箱分别设置在所述乙二醇富液闪蒸罐橇块、乙二醇贫液储罐橇块和所述乙二醇换热橇块上，实现对每层所述乙二醇富液闪蒸罐橇块、乙二醇贫液储罐橇块和所述乙二醇换热橇块上阀组和阀门单独控制和供电。

本发明还公开了一种用于乙二醇循坏再生的模块的处理方法，包括正常运行工况和间歇运行工况；

所述正常运行工况包括：

1)、烃水露点控制单元分离出的乙二醇富液依次与乙二醇再生塔顶水蒸气和乙二醇换热器中的乙二醇贫液进行换热后进入乙二醇富液闪蒸罐；

2)、乙二醇富液闪蒸罐的闪蒸出的气相根据需要，选择去低压放空系统或燃料气系统；乙二醇富液闪蒸罐的富乙二醇水溶液再次回流至乙二醇再生塔；

3)、乙二醇再生塔内的塔顶水蒸气经塔顶空冷器冷凝后，进入塔顶冷凝水收集罐，定期排至排污系统，乙二醇再生塔内的塔底乙二醇贫液进入乙二醇重沸器，经乙二醇重沸器处理后的乙二醇贫液再次流入乙二醇换热器进行进一步冷却；

4)、经乙二醇换热器冷却后的乙二醇贫液进入贫乙二醇冷却器进行进一步冷却，经贫乙二醇冷却器冷却后的乙二醇贫液通过乙二醇循环泵可直接输送至乙二醇贫液储罐进行储存，也可通过多个乙二醇注入泵增压后输入乙二醇注入口，通过乙二醇注入口回流至烃水露点控制单元，经烃水露点控制单元雾化后循环使用。

作为本发明的进一步改进，所述间歇运行工况包括：

1)、乙二醇贫液储罐内的乙二醇贫液经多个乙二醇注入泵增压后输送至乙二醇注入口，低压油气水装置中轻烃分离器和低压气低温分离器分离出的乙二醇富液通过乙二醇再生塔旁路输入至乙二醇富液闪蒸罐储存；

2)、当乙二醇富液闪蒸罐内的乙二醇富液存满时，重复所述正常运行工况中的步骤三和步骤四进行乙二醇富液处理，并将处理后的合格乙二醇贫液输入乙二醇贫液储罐，由乙二醇贫液储罐经多个乙二醇注入泵增压后输入乙二醇注入口。

作为本发明的进一步改进，在间歇运行工况下，多个所述乙二醇注入泵处于一直运行状态，所述乙二醇再生塔处于间歇运行状态。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明通过采用模块设计，通过设计乙二醇富液闪蒸罐橇块、乙二醇贫液储罐橇块和乙二醇换热橇块，集成度高，功能完善，且可采用工厂预制，结构紧凑，易于安装、运输，占地面积小，节省投资的同时也大大降低了施工工期，减少了现场施工量；

本发明工程管理方便，且便于迁移，重复利用率高，可多次、多地重复整体搬迁使用，既适用于新建储气库，也可适用于已建储气库改造，适应范围广。

附图说明

图1为本发明公开的一种乙二醇循环再生的模块及处理方法的结构示意图；

图2为图1中的乙二醇换热橇块的结构示意图；

图3为图1中的乙二醇贫液储罐橇块的结构示意图；

图4为图1中的乙二醇富液闪蒸罐橇块的结构示意图。

图中：

1、外部管道接口；2、橇块间管道接口；3、乙二醇再生塔；4、塔顶冷凝水收集罐；5、电气接线箱；6、仪表接线箱；7、乙二醇贫液储罐；8、乙二醇低压注入泵；9、乙二醇高压注入泵；10、乙二醇重沸器；11、乙二醇换热器；12、乙二醇循环泵；13、贫乙二醇冷却器；14、乙二醇低压注入泵前阀组；15、乙二醇低压注入泵后阀组；16、乙二醇高压注入泵前阀组；17、乙二醇高压注入泵后阀组；18、乙二醇循环泵泵前阀组；19、第一安全放空阀组；20、乙二醇富液闪蒸罐；21、乙二醇富液放空调节阀组；22、塔顶空冷器；23、第二安全放空阀组；24、乙二醇富液闪蒸罐调节阀组；25、第三安全放空阀组；26、乙二醇富液闪蒸罐橇块；27、乙二醇贫液储罐橇块；28、乙二醇换热橇块。

具体实施方式

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：

如图1所示，本发明公开了一种用于乙二醇循环再生的模块，模块包括上下分层布置的乙二醇富液闪蒸罐橇块26、乙二醇贫液储罐橇块27和乙二醇换热橇块28；乙二醇富液闪蒸罐橇块26包括乙二醇富液闪蒸罐20和塔顶空冷器22；乙二醇贫液储罐橇块27包括乙二醇贫液储罐7和塔顶冷凝水收集罐4；乙二醇换热橇块28包括乙二醇再生塔3、乙二醇重沸器10、乙二醇换热器11、贫乙二醇冷却器13、多个乙二醇注入泵和乙二醇循环泵12，乙二醇再生塔3上下贯穿模块；其中，经由烃水露点控制单元分离出的乙二醇富液出口通过管道依次与乙二醇再生塔3、乙二醇换热器11和乙二醇富液闪蒸罐20连接，乙二醇富液闪蒸罐20的蒸汽出口与低压放空系统或燃料气系统连接；乙二醇富液闪蒸罐20的富乙二醇水溶液出口经管路依次与乙二醇再生塔3、乙二醇重沸器10和乙二醇换热器11连接；乙二醇换热器11的乙二醇贫液出口分别与贫乙二醇冷却器13和乙二醇贫液储罐7连接，乙二醇贫液储罐7用于储存乙二醇贫液，贫乙二醇冷却器13通过多个乙二醇注入泵将乙二醇贫液输送至乙二醇注入口；乙二醇贫液储罐7的出口通过乙二醇循环泵12与乙二醇注入口连接；乙二醇再生塔3的塔顶水蒸气出口与塔顶空冷器22连接，塔顶空冷器22与塔顶冷凝水收集罐4连接，塔顶冷凝水收集罐4用于收集冷凝水；贫乙二醇冷却器13和乙二醇贫液储罐7出口的乙二醇贫液通过乙二醇注入口回流至烃水露点控制单元。本发明中低压放空系统或燃料气系统均为现有设计，在此不做赘述。

本发明通过采用模块设计，通过设计乙二醇富液闪蒸罐橇块26、乙二醇贫液储罐橇块27和乙二醇换热橇块28，集成度高，功能完善，且可采用工厂预制，结构紧凑，易于安装、运输，占地面积小，节省投资的同时也大大降低了施工工期，减少了现场施工量；本发明工程管理方便，且便于迁移，重复利用率高，可多次、多地重复整体搬迁使用，既适用于新建储气库，也可适用于已建储气库改造，适应范围广。

具体的：

进一步的，本发明中的乙二醇富液闪蒸罐橇块26、乙二醇贫液储罐橇块27和乙二醇换热橇块28均为15.4m×3.4m×3.8m，满足汽车运输的B类要求。

如图2-4所示，本发明中的乙二醇换热橇块28和乙二醇贫液储罐橇块27的钢结构上部均预留有长度不小于800mm的拼接梁，本发明中的乙二醇换热橇块28和乙二醇贫液储罐橇块27的钢结构上部的拼接梁长度优选800mm；乙二醇富液闪蒸罐橇块26和乙二醇贫液储罐橇块27的钢结构下部均预留有长度不小于500mm的拼接梁，本发明中的乙二醇富液闪蒸罐橇块26和乙二醇贫液储罐橇块27的钢结构下部拼接梁长度优选500mm。乙二醇富液闪蒸罐橇块26、乙二醇贫液储罐橇块27和乙二醇换热橇块28的钢结构的拼接梁通过高强度螺栓实现上下连接，从而构成模块。

进一步的，为方便吊装安装，本发明在乙二醇贫液储罐橇块27的钢结构上部设置有吊耳。

进一步的，本发明中的乙二醇换热橇块28上部预留的橇块间管道接口2与乙二醇贫液储罐橇块27的橇块间管道接口2均高出橇顶30mm，乙二醇贫液储罐橇块27下部的橇块间管道接口2与乙二醇换热橇块28的橇块间管道接口2内缩30mm，使本模块在运输及存放时，可最大限度的降低对管道的损坏。

进一步的，本发明中的多个乙二醇注入泵包括依次连接的多个乙二醇高压注入泵9和一个乙二醇低压注入泵8，本发明中的多个第一乙二醇高压注入泵9包括第一乙二醇高压注入泵和第二乙二醇高压注入泵；其中第一乙二醇高压注入泵、第二乙二醇高压注入泵和乙二醇低压注入泵8均安装在乙二醇换热橇块28上，且第一乙二醇高压注入泵与贫乙二醇冷却器13出口连接，乙二醇低压注入泵8出口与乙二醇注入口连接。

进一步的，本发明中对应第一乙二醇高压注入泵、第二乙二醇高压注入泵设置有乙二醇高压注入泵前阀组16和乙二醇高压注入泵后阀组17，乙二醇低压注入泵8设置有乙二醇低压注入泵前阀组14和乙二醇低压注入泵后阀组15，其中乙二醇高压注入泵前阀组16、乙二醇高压注入泵后阀组17、乙二醇低压注入泵前阀组14、乙二醇低压注入泵后阀组15均为现有设计，在此不做赘述，且由于考虑乙二醇注入泵的汽蚀余量，本发明中的多个乙二醇注入泵的入口高度低于乙二醇换热器11的出口高度，因此，将多个乙二醇注入泵设置在乙二醇换热橇块28上，且低于乙二醇换热器11设置；。

进一步的，本发明在乙二醇富液闪蒸罐20上设置有第一安全放空阀组19，在乙二醇再生塔3的塔顶蒸汽出口管路上设置有第二安全放空阀组23，在塔顶冷凝水收集罐4上方管路上设有第三安全放空阀组25，其中第一安全放空阀组19、第二安全放空阀组23和第三安全放空阀组25均为现有设计，在此不做赘述，第一安全放空阀组19、第二安全放空阀组23和第三安全放空阀组25的设计，实现了在设备停机的时候排出管路中的残余废气。

进一步的，本发明在乙二醇富液闪蒸罐20的出口管路上还设置有乙二醇富液闪蒸罐调节阀组24，用于调节乙二醇富液闪蒸罐20的乙二醇富液的流出流量大小。

进一步的，本发明还包括多个电气接线箱5和仪表接线箱6，每个电气接线箱5和仪表接线箱6的对外接口均为电缆接头；多个电气接线箱5和仪表接线箱6分别设置在乙二醇富液闪蒸罐橇块26、乙二醇贫液储罐橇块27和乙二醇换热橇块28上，实现对每层乙二醇富液闪蒸罐橇块26、乙二醇贫液储罐橇块27和乙二醇换热橇块28上的阀组、泵和阀门单独控制和供电。

进一步的，本发明中的烃水露点控制单元的作用即采用低温法，利用乙二醇作为冷冻剂，使原料气实现脱水脱烃，而由于乙二醇在作为冷冻剂参与反应时，乙二醇会吸附大量的水分，因此本模块再生的乙二醇来源为烃水露点控制单元，而当乙二醇经本模块提纯后，则再次输送至烃水露点控制单元，进行循环使用，本发明中的烃水露点控制单元为现有设计，在此不做赘述。

进一步的，本发明中的模块设计采用统一PDMS三维设计平台，拥有独立的数据库结构。设备、管道、结构、电气、仪表等专业可以开展协同设计，各专业间充分关联联动，全比例三维实体建模，而且以所见即所得方式设计建模，设计标准统一，是模块高度集成设计的基本保障。

进一步的，本发明中的模块在工厂内预制完成，现场进行复装作业，大大减少现场工作量，缩短了施工周期。

进一步的，由于乙二醇和水的混合液在进入乙二醇再生塔3进行分离时，由于乙二醇比水重，所以乙二醇在乙二醇再生塔3内向下走，而蒸汽向上走，因此，本发明将由乙二醇重沸器10和乙二醇换热器11等组成的乙二醇换热橇块28放在了模块的最下层；而由于塔顶空冷器22的作用是冷却从乙二醇再生塔3上部出来的蒸汽，使冷却后的液体自流进入塔顶冷凝水收集罐4，由于基本上需要靠重力自流，因此，塔顶空冷器22需高于塔顶冷凝水收集罐4，因此，将塔顶空冷器22设置在了乙二醇富液闪蒸罐橇块26。本发明中乙二醇富液闪蒸罐20和乙二醇贫液储罐7放置位置可根据需要进行上下橇块调整。

本发明还公开了一种用于乙二醇循环再生的模块的处理方法，包括正常运行工况和间歇运行工况；具体为：

正常运行工况包括：

1)、烃水露点控制单元分离出的乙二醇富液经外部管道接口1依次与乙二醇再生塔3的塔顶水蒸气和乙二醇换热器11中的乙二醇贫液进行换热后进入乙二醇富液闪蒸罐20；

2)、乙二醇富液闪蒸罐20的闪蒸出的气相根据需要，选择去低压放空系统或燃料气系统；乙二醇富液闪蒸罐20的富乙二醇水溶液再次回流至乙二醇再生塔3；

3)、乙二醇再生塔3内的塔顶水蒸气经塔顶空冷器22冷凝后，进入塔顶冷凝水收集罐4，定期排至排污系统，乙二醇再生塔3内的塔底乙二醇贫液进入乙二醇重沸器10，经乙二醇重沸器10处理后的乙二醇贫液再次流入乙二醇换热器11进行进一步冷却；

4)、经乙二醇换热器11冷却后的乙二醇贫液进入贫乙二醇冷却器13进行进一步冷却，经贫乙二醇冷却器13冷却后的乙二醇贫液通过乙二醇循环泵12可直接输送至乙二醇贫液储罐7进行储存，也可通过多个乙二醇注入泵增压后输入乙二醇注入口，通过乙二醇注入口回流至烃水露点控制单元，经烃水露点控制单元中的乙二醇注入器雾化后循环使用。

进一步的，本发明的间歇运行工况包括：

1)、乙二醇贫液储罐7内的乙二醇贫液经多个乙二醇注入泵增压后输送至乙二醇注入口，低压油气水装置中轻烃分离器和低压气低温分离器分离出的乙二醇富液经外部管道接口1通过乙二醇再生塔3旁路输入至乙二醇富液闪蒸罐20储存；

2)、当乙二醇富液闪蒸罐20内的乙二醇富液存满时，重复正常运行工况中的步骤三和步骤四进行乙二醇富液处理，并将处理后的合格乙二醇贫液输入乙二醇贫液储罐7，由乙二醇贫液储罐7经多个乙二醇注入泵增压后输入乙二醇注入口。

进一步的，本发明中在间歇运行工况下，多个乙二醇注入泵处于一直运行状态，乙二醇再生塔3处于间歇运行状态，即只有在乙二醇富液闪蒸罐20内的乙二醇富液存满时，才会重复正常运行工况中的步骤三和步骤四，当乙二醇富液闪蒸罐20内的乙二醇富液不满时，不会进行正常运行工况中的步骤三和步骤四，从而实现间歇运行工况，达到节能提效的作用。

进一步的，本发明中的低压油气装置中轻烃分离器和低压气低温分离器均为现有设计，在此不做赘述。

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。