專利名稱：一種石油氣體處理脫水換熱裝置的制作方法
一種石油氣體處理脫水換熱裝置，它屬于石油氣體處理與石油化工設(shè)備，適用于石油提煉和石油化工企業(yè)，用于改變被處理氣體的狀態(tài)和除去被處理氣體中的水分，保證其它處理過程的正常進(jìn)行。
石油提煉和石油化工中，多使用改變被處理氣體的氣體狀態(tài)(溫度和壓力)使其通過相變點(diǎn)來進(jìn)行氣體組分的分離。所以在石油提煉和石油化工中用于分餾的多是使用換熱器改變被處理氣體的狀態(tài)(溫度)，然后緊接著用重力方式的分餾塔進(jìn)行餾。由于石油氣體中包含有多種成分的烴組分，而且還含有一定的水分，要分離的有些輕烴組分液化點(diǎn)溫度較低，達(dá)到水的冰點(diǎn)以下，這樣，其中的水分會(huì)在換熱器管道中凍結(jié)，降低換熱器效率，堵塞其通道?，F(xiàn)在的解決辦法是在石油氣體處理回路中插入分子篩吸附裝置，使用分子篩吸附的方法排除被處理氣體中的水分。這種分子篩除濕脫水有如下的缺點(diǎn)分子篩價(jià)格昂貴，雖可多次再生，但每次再生后，性能都會(huì)有所降低，有一定的壽命問題。在分子篩吸收水分接近飽和時(shí)需更換分子篩或是把整個(gè)吸收塔從工作流程中切換下來，進(jìn)行再生。每次再生需消耗不少能量，增加很多工作量。為保證生產(chǎn)流程的連續(xù)穩(wěn)定，要配備兩個(gè)以上吸收塔進(jìn)行輪換工作。
本發(fā)明的目的是發(fā)明一種石油氣體處理脫水換熱裝置。它既是一般的氣體換熱裝置，又可以脫除被處理氣體中的水分，保證生產(chǎn)流程的連續(xù)進(jìn)行。不需要專門的脫水能量或再生能量，也不用消耗性的分子篩類昂貴材料，運(yùn)行成本低。
本發(fā)明如附

圖1所示。它有換熱器(1)，進(jìn)氣口(3)，出氣口(4)，其特征在于在本發(fā)明中還有與換熱器(1)相同的換熱器(2)，進(jìn)氣口(3)通過一套閥門(5)、(6)、(7)和(8)組成的閥門橋路(13)與換熱器(1)和(2)的進(jìn)口相連，換熱器(1)和(2)的出口通過另一套閥門(9)、(10)、(11)和(12)組成的閥門橋路(14)與出氣口(4)相連，在閥門橋路(13)和閥門橋路(14)之間有一氣液分離器(15)，在換熱器(1)和(2)上各有一個(gè)控制冷卻工質(zhì)循環(huán)的控制閥門(16)和(17)。
本發(fā)明的工作原理如下。溫度高于零度的被處理氣體從進(jìn)氣口(3)進(jìn)入本發(fā)明裝置。本發(fā)明在第一種工作狀態(tài)時(shí)，閥門(5)開啟，閥門(6)關(guān)閉，氣體通過閥門(5)進(jìn)入換熱器(1)，同時(shí)，閥門(9)開啟，(10)關(guān)閉，閥門(7)關(guān)閉，閥門(8)開啟，閥門(11)關(guān)閉，閥門(12)開啟。被處理氣體通過閥門(9)進(jìn)入氣液分離器(15)后，又通過開啟的閥門(8)進(jìn)入換熱器(2)，進(jìn)一步進(jìn)行熱交換，然后通過閥門(12)被傳輸?shù)匠鰵饪?4)。在第二種工作狀態(tài)時(shí)，閥門(5)關(guān)閉，閥門(6)開啟，閥門(7)開啟，閥門(8)關(guān)閉，閥門(9)關(guān)閉，(10)開啟，閥門(11)開啟，閥門(12)關(guān)閉。被處理氣體首先通過開啟的閥門進(jìn)入換熱器(2)，然后通過閥門(10)后進(jìn)入氣液分離器(15)，通過氣液分離器的被處理氣體又通過閥門(7)進(jìn)入換熱器(1)，然后通過閥門(11)被傳輸?shù)匠鰵饪?4)。在這兩種工作狀態(tài)中，換熱器(1)和換熱器(2)分別被交換了前后級(jí)位置，因此本發(fā)明的換熱工作是分前后兩級(jí)進(jìn)行的。由于采用前后兩級(jí)換熱，被處理氣體的降溫可以分兩個(gè)階段，這樣可以控制在前級(jí)換熱器出口處被處理氣體的溫度不低于水的冰點(diǎn)。因此在前級(jí)換熱器中不會(huì)出現(xiàn)水分的凝結(jié)結(jié)冰，而讓后級(jí)換熱器使被處理氣體溫度下降到所需溫度。前級(jí)換熱器把被處理氣體溫度降低一定程度后，已有部分水分凝集為液相，通過氣液分離器(15)后在重力作用下被分離，沒有被分離的水分在進(jìn)入后級(jí)換熱器后，由于溫度進(jìn)一步的降低，過冷凝結(jié)成固體，附著于后級(jí)換熱器的散熱片或管上。這時(shí)，被處理氣體的水分已基本除去，滿足了對(duì)被處理氣體的水分要求。在后級(jí)換熱器的水分凝結(jié)到一定程度(可以通過時(shí)間控制或換熱器效率控制)，讓兩換熱器(1)和(2)進(jìn)行切換。原來的結(jié)了冰的后級(jí)換熱器切換為前級(jí)換熱器，并進(jìn)入到除冰工作狀態(tài)，關(guān)閉前級(jí)(用于除冰的)換熱器上的冷卻介質(zhì)循環(huán)閥(16)或(17)。由于初始進(jìn)入的被處理氣體溫度較高，這一方面融化了已結(jié)的冰，而且還能利用原來冰中所含有的相變潛熱降低被處理氣體的溫度。降溫后的氣體攜帶液化后的水分進(jìn)入氣液分離器(15)，把液相水分分離出來，然后被處理氣體再進(jìn)入新的后級(jí)換熱器，以達(dá)到冷卻和脫水的目的。在工作一段時(shí)間后，前級(jí)的結(jié)冰除完而后級(jí)結(jié)冰到一定程度后，又進(jìn)行一次切換。本發(fā)明循環(huán)過程各閥門的狀態(tài)圖如附圖2所示。圖中“1”表示導(dǎo)通，“0”表示關(guān)斷。
本發(fā)明通過把換熱器分為兩級(jí)，在兩級(jí)間增加一個(gè)氣液分離器和一套可進(jìn)行切換換熱器前后級(jí)的閥門構(gòu)成了一套脫水換熱裝置。它通過冷卻凝結(jié)脫水，有較高的脫水效率并易保證脫水量的要求，而且通過切換，直接用被處理氣體的能量進(jìn)行除冰再生，不用增加脫水再生能量，提高了系統(tǒng)的能量利用效率。也不存在再生后效能降低問題。本發(fā)明在工作切換時(shí)，動(dòng)作很快，與其它方法中切換備用設(shè)備的過程相同。因此可以認(rèn)為流程是連續(xù)的，可不用備份設(shè)備就能保證連續(xù)生產(chǎn)。同時(shí)，本發(fā)明不再使用昂貴的分子篩，也降低了成本，特別是運(yùn)行成本。
本發(fā)明在工作中，為減少切換次數(shù)，當(dāng)前級(jí)換熱器除冰結(jié)束后，并不一定馬上切換，這時(shí)前級(jí)恢復(fù)通入冷卻介質(zhì)，進(jìn)行換熱，只有在后級(jí)換熱器結(jié)冰達(dá)到規(guī)定要求時(shí)，才進(jìn)行切換。所有的切換都可以用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，這一方面提高了操作速度和精度，另一方面也可免除工人的重復(fù)勞動(dòng)。使用的計(jì)算機(jī)可以是最普通的微機(jī)或單板機(jī)，也可以是整個(gè)生產(chǎn)流程控制計(jì)算機(jī)的一部分。機(jī)型可以是TP801，T802，APPLEⅡ或PC機(jī)等。使用標(biāo)準(zhǔn)的開關(guān)量控制板或直接用它們的I/O口。
權(quán)利要求
1.一種石油氣體處理脫水換熱裝置，它有換熱器(1)，進(jìn)氣口(3)，出氣口(4)，其特征在于在本實(shí)用新型中還有與換熱器(1)相同的換熱器(2)，進(jìn)氣口(3)通過一套閥門(5)、(6)、(7)和(8)組成的閥門橋路(13)與換熱器(1)和(2)的進(jìn)口相連，換熱器(1)和(2)的出口通過另一套閥門(9)、(10)、(11)和(12)組成的閥門橋路(14)與出氣口(4)相連，在閥門橋路(13)和閥門橋路(14)之間有一氣液分離器(15)，在換熱器(1)和(2)上各有一個(gè)控制冷卻工質(zhì)循環(huán)的控制閥門(16)和(17)。
全文摘要
一種石油氣體處理的脫水換熱裝置。它用于石油的提煉和石油化工流程中。它有換熱器，進(jìn)氣口，出氣口，其特征在于其中還有與換熱器(1)相同的換熱器，進(jìn)氣口通過閥門橋路與換熱器進(jìn)口相連，兩換熱器出口通過閥門橋路與出氣口相連。在兩閥門橋路之間有一氣水分離塔，兩換熱器各有一個(gè)冷卻工質(zhì)循環(huán)的閥門。通過兩換熱器交換前后級(jí)關(guān)系達(dá)到脫水的目的。
文檔編號(hào)C09K3/18GK1061615SQ9010916
公開日1992年6月3日 申請(qǐng)日期1990年11月17日 優(yōu)先權(quán)日1990年11月17日
發(fā)明者史航, 楊燕生 申請(qǐng)人:北京市西城區(qū)新開通用試驗(yàn)廠