[发明专利]一种用于三甘醇脱水工艺的温度控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种用于三甘醇脱水工艺的温度控制系统及方法，第一、第二温度控制回路分别通过调节进入再生装置顶部冷却介质流量对其顶部温度进行控制，以及调节进入再生装置底部燃料气流量对其底部温度进行控制。第一、第二温度控制回路均包括前馈控制与反馈控制结构，前馈控制信号与反馈控制信号经加法器进行加权运算后作用于对应的阀门进行调节，其中加权运算的权值根据实时温度偏差进行动态更新。本发明提高了三甘醇脱水装置温度控制的准确性与及时性。

技术领域

本发明涉及天然气化工领域，尤其涉及一种用于三甘醇脱水工艺的温度控制系统及方法。

背景技术

从油、气井开采出的天然气会含有大量的饱和蒸汽甚至游离液滴，当含水量超过一定范围时，不仅会降低管线输送能力，同时，由于输送压力和周边环境的变化，形成的水合物和酸性物质还会对管道产生腐蚀，甚至造成用户燃气加热炉燃烧器熄火，存在严重的安全隐患，因此需要通过脱水环节降低外输天然气的含水量。目前，三甘醇脱水工艺由于其具有吸湿性好、露点降高、蒸汽压低、气象携带损失小、装置投资及运行费用低等优点，广泛应用于天然气脱水环节中。

典型的三甘醇脱水工艺流程可以分为低温高压天然气脱水与高温低压三甘醇再生两个阶段。在三甘醇脱水工艺中，作为吸收剂的三甘醇利用其亲水特性脱除天然气中的水分，吸收了水分的三甘醇经闪蒸后进入再生装置提升三甘醇贫液的浓度，实现了三甘醇的循环利用。

在三甘醇脱水工艺中，再生装置的温度控制至关重要。再生装置温度过高会导致三甘醇热降解损失以及能源浪费，再生装置温度过低会导致三甘醇贫液浓度低，无法满足天然气的脱水要求。现有的用于三甘醇脱水工艺的温度控制系统一般是采用单回路闭环控制对再生装置底部的温度进行控制。由于再生装置多为塔式结构，这种温度控制系统无法控制全塔的温度分布，控制精度低；同时，针对外界干扰作用与变工况运行，控制系统响应存在一定程度的延迟。

因此在三甘醇脱水工艺中寻求一种控制精度高、响应及时的温度控制系统尤为重要。

发明内容

为解决现有技术中的问题，本发明提供了一种用于三甘醇脱水工艺的温度控制系统及方法，本发明能够实现再生装置整体温度分布的准确控制，并且可以对于外界干扰作用与变工况运行进行及时响应。

本发明采用的技术方案如下：

一种用于三甘醇脱水工艺的温度控制系统，包括吸收装置、闪蒸罐、再生装置、贫富液换热器、第一温度控制回路和第二温度控制回路，第一温度控制回路用于通过调节进入再生装置顶部冷却介质流量对再生装置顶部温度进行控制，第二温度控制回路用于通过调节进入再生装置底部燃料气流量对再生装置底部温度进行控制；

第一温度控制回路包括第一前馈控制结构和再生装置顶部温度反馈控制结构，第一前馈控制结构与吸收装置的天然气进口管线连接，再生装置顶部温度反馈控制结构与再生装置顶部以及闪蒸罐连接，第一前馈控制结构和再生装置顶部温度反馈控制结构连接；

第二温度控制回路包括第二前馈控制结构和再生装置底部温度反馈控制结构，第二前馈控制结构与吸收装置的三甘醇富液出口管线连接，再生装置底部温度反馈控制结构与再生装置底部以及燃料气入口端连接，第二前馈控制结构和再生装置底部温度反馈控制结构连接。

优选的，第一温度控制回路中，第一前馈控制结构包括第一流量传感器和第一流量控制器，再生装置顶部温度反馈控制结构包括第一温度传感器、第一温度控制器、第一加法器、第一电磁阀、手动阀和旁路管线，第一流量传感器布置在天然气进口管线上，第一流量控制器与第一流量传感器相连，第一温度传感器布置在再生装置顶部，第一温度控制器与第一温度传感器相连，第一流量控制器和第一温度控制器均与第一加法器相连；第一加法器与第一电磁阀相连接，第一电磁阀的入口与吸收装置的三甘醇富液出口管线相连，第一电磁阀的一出口与主路管线的入口相连，第一电磁阀的另一出口通过旁路管线与手动阀的一入口相连，手动阀的另一入口与再生装置的主路管线的出口相连，手动阀的出口连接闪蒸罐进口管线。