天然氣脫液除渣脫酸性氣撬裝裝置及工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及天然氣凈化處理技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種天然氣脫液除渣脫酸性氣撬裝裝置及工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]在天然氣開(kāi)采、輸送、處理過(guò)程中隨著溫度和壓力的變化，天然氣中會(huì)含有一定量的凝析油、水、沙粒、焊渣、銹蝕等雜物，同時(shí)天然氣中通常還含有h2s、0)2等酸性氣，這些雜質(zhì)會(huì)對(duì)后續(xù)的加工處理及使用產(chǎn)生重大影響。比如腐蝕設(shè)備和連接管路，增加壓縮機(jī)功耗，影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能等。因此，天然氣在進(jìn)入管網(wǎng)、壓縮機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)等之前都需要配備脫液除渣、脫酸性氣凈化系統(tǒng)，以保證下游設(shè)備的安全運(yùn)行。
[0003]公開(kāi)號(hào)為CN 104073310 A的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了一種天然氣凈化與干燥的裝置和方法，該裝置包括脫酸脫水床、脫重?zé)N床、以及附屬管道和控制閥門(mén)。其中，核心的工藝設(shè)備脫酸脫水床和脫重?zé)N床均采用管殼式結(jié)構(gòu)，管程內(nèi)填裝吸附劑作為吸附床層，殼程走熱媒和冷媒。該方法加熱再生吸附床層時(shí)將外部熱媒或冷媒直接通入脫酸脫水床和脫重?zé)N床進(jìn)行加熱和冷卻，因而不需使用再生氣，再生過(guò)程只需在管側(cè)通入極少量的載氣的情況下能保證吸附床層再生完全，解決了傳統(tǒng)吸附床層加熱再生時(shí)再生氣消耗量過(guò)大的問(wèn)題，減少原料天然氣的消耗量，增加了產(chǎn)品液化天然氣的液化率。該發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)主要用于降低再生氣消耗量，并未涉及天然氣脫液除渣脫酸性氣撬裝裝置。
[0004]公開(kāi)號(hào)為CN 103421564 A的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)了一種天然氣脫液脫硫裝置及其脫硫工藝，屬于化工技術(shù)領(lǐng)域。所述天然氣脫液脫硫裝置包括天然氣輸送管路、氣液分離罐和脫硫設(shè)備，本發(fā)明通過(guò)在氣液分離罐底部設(shè)置集液板和倒置U型管，將氣液分離罐中分離出的液體通過(guò)倒置U型管緩慢滴入集液板下方的下部空腔內(nèi)，然后通過(guò)將脫硫后的天然氣返回至氣液分離罐下方的下部空腔內(nèi)，通過(guò)大流量的天然氣將液體霧化并隨脫硫后的天然氣返回天然氣主管道內(nèi)。通過(guò)該發(fā)明所述的脫硫裝置進(jìn)行天然氣脫硫處理時(shí)，具有脫硫裝置成本低廉、脫硫工藝環(huán)保并且節(jié)約資源的優(yōu)點(diǎn)。該發(fā)明主要用于天然氣脫液脫硫，并未涉及天然氣除渣及處理其他酸性氣(如CO2)。
[0005]目前國(guó)內(nèi)20萬(wàn)方以上的油氣田脫水、脫烴、脫硫及脫碳技術(shù)和設(shè)備較多，工業(yè)化應(yīng)用也比較成熟，但針對(duì)小型井口氣，如1-5萬(wàn)方/日，處理措施比較少，處理成本比較高，而大規(guī)模天然氣凈化處理技術(shù)也不適用于小規(guī)模處理裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷和不足，提供了一種天然氣脫液除渣脫酸性氣撬裝裝置及工藝。
[0007]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，提供了一種天然氣脫液除渣脫酸性氣撬裝裝置，所述撬裝裝置包括脫液除渣部分、脫硫部分和脫碳部分，所述脫液除渣部分包括一臺(tái)液體收集罐和一臺(tái)旋流聚結(jié)分離器，所述脫硫部分包括一臺(tái)脫硫反應(yīng)器，所述脫碳部分包括一臺(tái)顆粒過(guò)濾器和一臺(tái)膜分離器；所述旋流聚結(jié)分離器的氣相出口管與脫硫反應(yīng)器的進(jìn)口管相連接，旋流聚結(jié)分離器的液固相出口管與液體收集罐的進(jìn)口管相連接；所述脫硫反應(yīng)器的出口管與顆粒過(guò)濾器的進(jìn)口管相連接；所述顆粒過(guò)濾器的氣體出口管與膜分離器的進(jìn)口管相連接。
[0008]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，提供了一種天然氣脫液除渣脫酸性氣撬裝裝置，所述撬裝裝置包括脫液除渣部分、脫硫部分和脫碳部分，所述脫液除渣部分包括一臺(tái)液體收集罐和兩臺(tái)旋流聚結(jié)分離器，所述脫硫部分包括兩臺(tái)脫硫反應(yīng)器，所述脫碳部分包括一臺(tái)顆粒過(guò)濾器和兩臺(tái)膜分離器；所述旋流聚結(jié)分離器的氣相出口管與脫硫反應(yīng)器的進(jìn)口管相連接，旋流聚結(jié)分離器的液固相出口管與液體收集罐的進(jìn)口管相連接；所述脫硫反應(yīng)器的出口管與顆粒過(guò)濾器的進(jìn)口管相連接；所述顆粒過(guò)濾器的氣體出口管與膜分離器的進(jìn)口管相連接。
[0009]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，提供了一種天然氣脫液除渣脫酸性氣撬裝裝置，所述撬裝裝置包括脫液除渣部分、脫硫部分和脫碳部分，所述脫液除渣部分包括一臺(tái)液體收集罐和兩臺(tái)旋流聚結(jié)分離器，所述脫硫部分包括三臺(tái)脫硫反應(yīng)器，所述脫碳部分包括一臺(tái)顆粒過(guò)濾器和三臺(tái)膜分離器；所述旋流聚結(jié)分離器的氣相出口管與脫硫反應(yīng)器的進(jìn)口管相連接，旋流聚結(jié)分離器的液固相出口管與液體收集罐的進(jìn)口管相連接；所述脫硫反應(yīng)器的出口管與顆粒過(guò)濾器的進(jìn)口管相連接；所述顆粒過(guò)濾器的氣體出口管與膜分離器的進(jìn)口管相連接。
[0010]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，提供了一種天然氣脫液除渣脫酸性氣工藝，含有以下步驟:
[0011]脫液除渣處理:夾帶大液滴和固體顆粒的原料氣沿切向進(jìn)入旋流聚結(jié)分離器的同向流旋風(fēng)分離部分，沿外壁由上向下旋轉(zhuǎn)，并不斷向內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)檠剌S線向上旋轉(zhuǎn)，氣流中的固體顆粒和大液滴在離心力的作用下被甩向同向流旋風(fēng)分離部分的器壁，在重力和氣流的帶動(dòng)作用下沿同向流旋風(fēng)分離部分的器壁下落，氣體進(jìn)入并流聚結(jié)吸附分離部分，小液滴在并流聚結(jié)吸附分離部分的聚結(jié)層和吸附劑表面吸附聚結(jié)成大液滴，氣液并流流出并流聚結(jié)吸附分離部分時(shí)進(jìn)行液體和氣體的分離，脫除的液相和固相進(jìn)入液體收集罐進(jìn)行液固分離；
[0012]脫硫處理:經(jīng)過(guò)脫液除渣處理的氣體進(jìn)入脫硫反應(yīng)器，通過(guò)脫硫反應(yīng)器中脫硫劑的吸附反應(yīng)脫除氣體中的H2S;
[0013]脫碳處理:脫硫后的氣體經(jīng)過(guò)顆粒過(guò)濾器過(guò)濾后進(jìn)入膜分離器進(jìn)行干法脫C02，獲得凈化后的天然氣。
[0014]本發(fā)明實(shí)施例提供的上述撬裝裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，脫液除渣、脫硫、脫碳模塊化設(shè)計(jì)，比如原料氣無(wú)需脫硫時(shí)，可將脫液除渣部分直接與脫碳部分串接，原料氣無(wú)需脫碳時(shí)，可將脫液除渣部分與脫硫部分串接，實(shí)現(xiàn)小型化、便攜撬裝化和無(wú)人值守化，非常適用于“枯井”、“小型井”、“零散氣井”、“邊緣井”的挖潛增效工作，為企業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)解決了放燒造成的環(huán)境問(wèn)題。本發(fā)明提供的上述天然氣脫液除渣脫酸性氣工藝，工藝簡(jiǎn)單，投資少，能耗低，通過(guò)該工藝凈化后的天然氣，固體雜質(zhì)脫出率為100%，粒徑在I μπι以上液滴脫出率達(dá)到99.9%以上，硫化氫含量彡6mg/m3，二氧化碳含量彡2%。
【附圖說(shuō)明】
[0015]附圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中天然氣脫液除渣脫酸性氣撬裝裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]附圖2為本發(fā)明實(shí)施例3中天然氣脫液除渣脫酸性氣撬裝裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]附圖3為本發(fā)明實(shí)施例3中脫硫裝置的閥門(mén)控制圖。
[0018]附圖4為本發(fā)明實(shí)施例4中天然氣脫液除渣脫酸性氣撬裝裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中，1、液體收集罐，2、旋流聚結(jié)分離器，3、脫硫反應(yīng)器，4、顆粒過(guò)濾器，5、膜分離器，6、放凈口，7、排液口，8、卸料口，9、放凈口，10、排渣口。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0021]實(shí)施例1:如圖1所示，一種天然氣脫液除渣脫酸性氣撬裝裝置，該撬裝裝置包括脫液除渣部分、脫硫部分和脫碳部分，所述脫液除渣部分包括一臺(tái)液體收集罐I和一臺(tái)旋流聚結(jié)分離器2，所述脫硫部分包括一臺(tái)脫硫反應(yīng)器3，所述脫碳部分包括一臺(tái)顆粒過(guò)濾器4和一臺(tái)膜分離器5 ;所述旋流聚結(jié)分離器2的氣相出口管與脫硫反應(yīng)器3的進(jìn)口管相連接，旋流聚結(jié)分離器2的液固相出口管與液體收集罐I的進(jìn)口管相連接；所述脫硫反應(yīng)器3的出口管與顆粒過(guò)濾器4的進(jìn)口管相連接；所述顆粒過(guò)濾器4的氣體出口管與膜分離器5的進(jìn)口管相連接。
[0022]在本發(fā)明上述實(shí)施例提供的撬裝裝置中，旋流聚結(jié)分離器2的外壁上均纏繞有電加熱設(shè)備和吹掃氣進(jìn)出管線，可以通過(guò)電加熱升溫對(duì)旋流聚結(jié)分離器2內(nèi)部的吸附劑進(jìn)行再生，也可以通過(guò)吹掃氣對(duì)旋流聚結(jié)分離器2內(nèi)部的吸附劑進(jìn)行再生；旋流聚結(jié)分離器2包括同向流旋風(fēng)分離部分和并流聚結(jié)吸附分離部分，兩部分采用靈活固定方式復(fù)合而成，體積小，便于撬裝化，維護(hù)方便。
[0023]在本發(fā)明上述實(shí)施例提供的撬裝裝置中，所述脫硫反應(yīng)器3采用中心流道開(kāi)孔率為5-50%、外流道開(kāi)孔率為10-50%的徑向床脫硫反應(yīng)器，在所述徑向床脫硫反應(yīng)器的床層上設(shè)有催化劑封，防止由于催化劑床層沉降造成氣體短路；在所述徑向床脫硫反應(yīng)器的分流流道及集流流道開(kāi)設(shè)有不均勻的孔或孔徑大小不同的孔，使流體均勻分布；在所述徑向床脫硫反應(yīng)器的分流流道及集流流道的內(nèi)側(cè)均設(shè)有不銹鋼絲網(wǎng)，防止脫硫劑被吹出。本實(shí)施例中脫硫反應(yīng)器采用徑向床脫硫反應(yīng)器，解決了長(zhǎng)周期切換的軸向固定床吸附工藝的高壓降和撬裝化安裝難題。
[0024]膜分離器脫碳針對(duì)中小型天然氣脫碳，在本發(fā)明上述實(shí)施例提供的撬裝裝置中，膜分離器5采用無(wú)循環(huán)膜組件，高效體積小，便于撬裝化安裝。
[0025]本實(shí)施例中，脫硫反應(yīng)器和膜分離器均設(shè)有一臺(tái)，