CN106975323A - 一种失效天然气脱硫溶液再生装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种失效天然气脱硫溶液再生装置，包括输入端连接在溶液再生泵输出端的失效天然气输送管线，失效天然气输送管线的输出端分别连接至固体杂质脱除单元、溶液脱色单元、热稳定性盐脱除单元和有机杂质脱除单元的进液口，固体杂质脱除单元、溶液脱色单元、热稳定性盐脱除单元和有机杂质脱除单元中前一单元的出液口与后一单元的进液口连通，本发明解决了现有失效天然气脱硫溶液再生过程中存在的固体杂质颗粒脱除不彻底、脱色活性炭易破碎形成新的杂质以及无法脱除溶液中有机杂质等诸多问题，同时，四个单元经失效天然气输送管线实现并联连接，可根据脱硫溶液的实际情况选择相应的处理单元，以节省处理材料，加快工艺进程。
Description
技术领域
本发明属于天然气脱硫净化技术领域，具体涉及一种失效天然气脱硫溶液再生装置。
背景技术
天然气中的H2S、CO2等酸性组分不但易于溶解在液态水中并形成酸液，导致金属设备的严重腐蚀，同时，这些酸性组分的存在还会导致钢材发生氢脆和硫化物应力开裂。当原料天然气中的H2S、CO2等酸性组分含量超过商品天然气的质量要求时，必须采用合适的方法对其进行必要的脱硫处理，使之完全达标后才能外输。
天然气脱硫的方法一般包括间歇法、化学吸收法、物理吸收法、联合吸收法、直接转化法和膜分离法等，其中，天然气脱硫最常用的化学吸收法是醇胺溶液脱硫，这是因为醇胺溶液脱硫不仅技术成熟、溶剂来源方便，而且还具有较大的适应性。
原料天然气进入脱硫吸收塔底部后，在塔内与塔顶进入的醇胺贫液逆流接触，使原料天然气中的部分H2S和CO2被醇胺贫液吸收脱除。脱硫后的湿净化气经湿净化气分离器分液和湿净化气冷却器冷却后送往脱水装置。从吸收塔底部出来的醇胺富液降压后进入脱硫闪蒸塔以闪蒸出部分溶解在溶液中的烃类气体。从闪蒸塔出来的醇胺富液进入醇胺贫富液换热器中换热后再进入脱硫再生塔，与塔内自下而上的蒸汽逆流接触进行再生，解吸出溶液中的酸性组分。再生后的醇胺贫液经醇胺贫富液换热器以及水冷器降温后去到配制罐进行补液，待补液完成后由循环泵增压分别送入脱硫吸收塔和脱硫闪蒸塔，完成整个溶液系统的循环。
然而，在天然气脱硫溶液的长期循环使用过程中，原料天然气携带的泥沙、铁锈等固体杂质，高矿化度地层水和凝析油、上游天然气开采与集输时使用的化学助剂、醇胺溶液降解及聚合产物等有机杂质不断混入脱硫系统中并逐渐累积增加，由于天然气脱硫溶液的抗污染能力较差，极易出现溶液脱硫效率降低、产品气气质不合格以及系统发泡、设备腐蚀、管线堵塞等诸多问题，严重影响天然气脱硫装置高效、稳定运行。
目前，针对失效天然气脱硫溶液再生的方法主要有滤布过滤+活性炭脱色、滤布过滤+活性炭脱色+阴离子树脂交换相结合的方法或滤布过滤+活性炭脱色+阴离子树脂交换+阳离子树脂交换相结合的方法。对于滤布过滤+活性炭脱色来说，受滤芯精度限制，对溶液中固体杂质的过滤效果是一定的，同时活性炭脱色使用的棒状活性炭在长时间浸泡和冲刷作用下易破碎形成粉末，从而引入新的杂质；对于滤布过滤+活性炭脱色+阴离子树脂交换相结合的方法来说，可以脱除部分固体杂质颗粒和热稳定性盐中的阴离子，但无法除去热稳定性盐中的阳离子；对于滤布过滤+活性炭脱色+阴离子树脂交换+阳离子树脂交换相结合的方法来说，可以脱除部分固体杂质颗粒和热稳定性盐中的阴、阳离子，但无法除去脱硫溶液中的有机杂质。
因此，在失效天然气脱硫溶液再生处理过程中需设计有机杂质脱除单元，对脱硫溶液中的有机杂质进行有效的去除，同时，在设计处理工艺时需能够根据失效天然气脱硫溶液的实际情况可独立选择不同的处理单元，以便节省处理材料，加快工艺进程。
发明内容
针对上述现有技术存在的缺陷，本发明提供一种失效天然气脱硫溶液再生装置，目的是将失效天然气脱硫溶液经依次串联的固体杂质脱除单元、溶液脱色单元、热稳定性盐脱除单元以及有机杂质脱除单元进行再生处理，以此达到循环使用的标准，解决了现有失效天然气脱硫溶液再生过程中存在的固体杂质颗粒脱除不彻底、脱色活性炭易破碎形成新的杂质以及无法脱除溶液中有机杂质等诸多问题，同时，四个单元经失效天然气输送管线实现并联连接，可根据脱硫溶液的实际情况选择相应的处理单元，以节省处理材料，加快工艺进程。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种失效天然气脱硫溶液再生装置，包括输入端连接在溶液再生泵输出端的失效天然气输送管线，失效天然气输送管线的输出端分别连接至固体杂质脱除单元、溶液脱色单元、热稳定性盐脱除单元和有机杂质脱除单元的进液口，固体杂质脱除单元、溶液脱色单元、热稳定性盐脱除单元和有机杂质脱除单元中前一单元的出液口与后一单元的进液口连通，且固体杂质脱除单元、溶液脱色单元和热稳定性盐脱除单元的输出端均与失效天然气输送管线连通，有机杂质脱除单元的出液口与失效天然气输送管线的输出端均连接至再生天然气输送管线的输入端。
所述固体杂质脱除单元为虹吸刮刀卸料离心机，溶液脱色单元为双料过滤脱色器，热稳定性盐脱除单元为电渗析反应器，有机杂质脱除单元为减压精馏塔。
所述虹吸刮刀卸料离心机为卧式宽刮刀卸料离心机。
所述双料过滤脱色器筒体内的滤料包括上下两端铺填的精制石英砂垫层，以及两层精制石英砂垫层之间填装的活性炭棒。
精制石英砂垫层厚度为双滤料脱色器筒体内滤料厚度的20％。
所述双料过滤脱色器材质为钢制衬胶或不锈钢。
还包括冲洗管线，所述冲洗管线输出端分别连接于固体杂质脱除单元、溶液脱色单元、热稳定性盐脱除单元和有机杂质脱除单元的顶部，固体杂质脱除单元、溶液脱色单元、热稳定性盐脱除单元和有机杂质脱除单元的底部均设有冲洗排液口。
所述冲洗管线的输入端连接一冲洗泵。
固体杂质脱除单元、溶液脱色单元、热稳定性盐脱除单元和有机杂质脱除单元的进液口以及出液口上均安装有阀门。
固体杂质脱除单元、溶液脱色单元、热稳定性盐脱除单元和有机杂质脱除单元中，前一单元的出液口、后一单元的进液口以及失效天然气输送管线三者连通处为一三通结构，且三通结构的三根管道上均安装有阀门。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明通过固体杂质脱除单元、溶液脱色单元、热稳定性盐脱除单元和有机杂质脱除单元之间相互组合的工艺方法对失效天然气脱硫溶液进行再生，解决了失效溶液脱硫能力过低以及系统发泡、设备腐蚀、管线堵塞等实际生产问题，提高了失效脱硫溶液的再生效果，具有设备简单、操作便捷、成本低廉等优点，确保天然气脱硫净化装置高效、稳定运行；同时，固体杂质脱除单元、溶液脱色单元、热稳定性盐脱除单元和有机杂质脱除单元经失效天然气输送管线实现并联连接，可根据脱硫溶液的实际情况选择相应的处理单元，以节省处理材料，加快工艺进程，各单元既可联合使用又可单独使用，使其处理工艺更具灵活性。
进一步的，固体杂质脱除单元采用卧式宽刮刀卸料虹吸过滤离心机，自动控制、连续循环工作，虹吸过滤离心机，可在全速运转下自动实现进料、分离、洗涤、脱水、排液、卸料、洗网等工序，具有结构新颖、运转平稳、自动化程度高、劳动强度低、生产能力大、洗涤效果好、滤饼含湿率低等特点。
进一步的，所述溶液脱色单元采用双料过滤脱色器，筒体上下两端铺填精制石英砂垫层，中间装填活性炭棒，以减小溶液对活性炭的直接冲刷，有效的防止了活性炭脱色使用的棒状活性炭在长时间浸泡和冲刷作用下易破碎形成粉末而导致引入新杂质等问题，另外，石英砂垫层厚度设置为整体滤料层厚度的20％，避免厚度过大造成活性炭棒脱色效果的减弱，厚度过小会使溶液部分冲刷到活性炭造成破碎而减弱石英砂垫层所起的防护作用。
进一步的，所述双料过滤脱色器采用钢制衬胶，将失效天然气的脱硫溶液与脱色器内表面通过橡胶板隔开，或双料过滤脱色器采用不锈钢材质，都可有效的减缓失效天然气的脱硫溶液对处理单元的腐蚀，延长装置寿命。
进一步的，所述热稳定性盐脱除单元为电渗析反应器，电渗析反应器在直流电场作用下，利用荷电离子膜的反离子迁移原理可实现彻底快速的从溶液中除去热稳定性盐中的阴、阳离子，有效的提高了脱硫溶液再生处理效率。
进一步的，所述有机杂质脱除单元为减压精馏塔，通过负压操作来降低混合物的泡点，从而达到分离某些在高温下精馏时容易降解或聚合的物质的目的，具有占空间小、分离能力高、传质效率好、操作简便、造价低廉等优点。
进一步的，该失效天然气脱硫溶液再生装置通过安装冲洗管线，分别连接各单元顶部，并在各单元底部设置冲洗排液口，以排出清洗后浊液，简单的设计实现方便快速清洗装置，为后续脱硫溶液的再生处理提供清洁的环境，进而提高了处理效果，相应节约处理时间，
进一步的，在冲洗管线上设有冲洗泵，虹吸刮刀卸料离心机的进口处设有溶液再生泵，可高效快速的向处理单元输送液体，以方便进入后续处理程序，提高实验效率。
附图说明
图1是本发明实施例提供的失效天然气脱硫溶液再生装置流程示意图。
图中：1-虹吸刮刀卸料离心机，2-双料过滤脱色器，3-电渗析反应器，4-减压蒸馏塔，5-溶液再生泵，6-输送管线，7-冲洗管线，8-冲洗泵。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明包括输入端连接在溶液再生泵5输出端的失效天然气输送管线6，失效天然气输送管线6的输出端分别连接至固体杂质脱除单元1、溶液脱色单元2、热稳定性盐脱除单元3和有机杂质脱除单元4的进液口，固体杂质脱除单元1、溶液脱色单元2、热稳定性盐脱除单元3和有机杂质脱除单元4中前一单元的出液口与后一单元的进液口连通，且固体杂质脱除单元1、溶液脱色单元2和热稳定性盐脱除单元3的输出端均与失效天然气输送管线6连通，有机杂质脱除单元4的出液口与失效天然气输送管线6的输出端均连接至再生天然气输送管线的输入端，固体杂质脱除单元1、溶液脱色单元2、热稳定性盐脱除单元3和有机杂质脱除单元4的进液口以及出液口上均安装有阀门，实现各单元可联合也可独立使用；
在本发明的优选实施例中，固体杂质脱除单元1、溶液脱色单元2、热稳定性盐脱除单元3和有机杂质脱除单元4中，前一单元的出液口、后一单元的进液口以及失效天然气输送管线6三者连通处为一三通结构，且三通结构的三根管道上均安装有阀门；通过控制相应阀门的开闭，可实现四个单元中任一单元的使用，或者四个单元中任意几个单元的组合使用，使本发明的装置具有更强适用性。
本发明中的固体杂质脱除单元1为虹吸刮刀卸料离心机，优选卧式宽刮刀卸料离心机；
溶液脱色单元2为双料过滤脱色器，材质为钢制衬胶或不锈钢，双料过滤脱色器筒体内的滤料包括上下两端铺填的精制石英砂垫层，以及两层精制石英砂垫层之间填装的活性炭棒，且精制石英砂垫层厚度为双滤料脱色器2筒体内滤料厚度的20％；
热稳定性盐脱除单元3为电渗析反应器，与传统离子交换树脂相比，电渗析反应器在直流电场作用下，不仅能够利用荷电离子膜的反离子迁移原理从溶液中一次性除去热稳定性盐中的阴、阳离子，无需分步脱除和切换再生，同时还可以通过灵活调整工作电压、操作时间和进液流量等参数来准确控制热稳定性盐的脱除精度与脱除效果，除此之外，电渗析反应器的设备投资和运行维护费用都普遍低于离子交换树脂，具有较好的经济性。
有机杂质脱除单元4为减压精馏塔，塔板采用板式或填料，作用是通过负压操作来降低混合物的泡点，从而达到分离某些在高温下精馏时容易降解或聚合的物质的目的；
本发明还包括冲洗管线7，冲洗管线7上设有冲洗泵8，此冲洗管线7分别与虹吸刮刀卸料离心机1、双料过滤脱色器2、电渗析反应器3和减压蒸馏塔4的顶部相连，除盐水可分别进入虹吸刮刀卸料离心机1、双料过滤脱色器2、电渗析反应器3和减压蒸馏塔4进行冲洗作业。冲洗废液经虹吸刮刀卸料离心机1、双料过滤脱色器2、电渗析反应器3和减压蒸馏塔4底部冲洗排液口排出系统。
本发明利用溶液再生泵5将失效天然气脱硫溶液打入虹吸刮刀卸料离心机1进行过滤，去除一定粒径的固体杂质；自虹吸刮刀卸料离心机1来的脱硫溶液通过双料过滤脱色器2进行溶液脱色处理；自双料过滤脱色器2来的脱硫溶液通过电渗析反应器3去除其中的热稳定性盐阴、阳离子；采用减压蒸馏塔4对自电渗析反应器3来的脱硫溶液进行处理，以去除溶液中的有机杂质，失效天然气脱硫溶液也可根据实际情况经失效天然气脱硫溶液输送管线6选择任一处理单元及其后续程序进行选择性再生处理，最终达到失效天然气脱硫溶液的再生循环使用的标准。
上述具体实施方案仅是本发明的举例，该案例只是举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，任何符合本发明权利要求书的失效天然气脱硫溶液再生装置且任何所属技术领域的普通人员对其所做的修饰和变化，皆应落入本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种失效天然气脱硫溶液再生装置，其特征在于：包括输入端连接在溶液再生泵(5)输出端的失效天然气输送管线(6)，失效天然气输送管线(6)的输出端分别连接至固体杂质脱除单元(1)、溶液脱色单元(2)、热稳定性盐脱除单元(3)和有机杂质脱除单元(4)的进液口，固体杂质脱除单元(1)、溶液脱色单元(2)、热稳定性盐脱除单元(3)和有机杂质脱除单元(4)中前一单元的出液口与后一单元的进液口连通，且固体杂质脱除单元(1)、溶液脱色单元(2)和热稳定性盐脱除单元(3)的输出端均与失效天然气输送管线(6)连通，有机杂质脱除单元(4)的出液口与失效天然气输送管线(6)的输出端均连接至再生天然气输送管线的输入端；
所述固体杂质脱除单元(1)为虹吸刮刀卸料离心机，溶液脱色单元(2)为双料过滤脱色器，热稳定性盐脱除单元(3)为电渗析反应器，有机杂质脱除单元(4)为减压精馏塔。
2.根据权利要求1所述的一种失效天然气脱硫溶液再生装置，其特征在于：所述虹吸刮刀卸料离心机为卧式宽刮刀卸料离心机。
3.根据权利要求1所述的一种失效天然气脱硫溶液再生装置，其特征在于：所述双料过滤脱色器筒体内的滤料包括上下两端铺填的精制石英砂垫层，以及两层精制石英砂垫层之间填装的活性炭棒。
4.根据权利要求3所述的一种失效天然气脱硫溶液再生装置，其特征在于：精制石英砂垫层厚度为双滤料脱色器筒体内滤料厚度的20％。
5.根据权利要求1所述的一种失效天然气脱硫溶液再生装置，其特征在于：所述双料过滤脱色器材质为钢制衬胶或不锈钢。
6.根据权利要求1所述的一种失效天然气脱硫溶液再生装置，其特征在于：还包括冲洗管线(7)，所述冲洗管线(7)输出端分别连接于固体杂质脱除单元(1)、溶液脱色单元(2)、热稳定性盐脱除单元(3)和有机杂质脱除单元(4)的顶部，固体杂质脱除单元(1)、溶液脱色单元(2)、热稳定性盐脱除单元(3)和有机杂质脱除单元(4)的底部均设有冲洗排液口。
7.根据权利要求6所述的一种失效天然气脱硫溶液再生装置，其特征在于：所述冲洗管线(7)的输入端连接一冲洗泵(8)。
8.根据权利要求1所述的一种失效天然气脱硫溶液再生装置，其特征在于：固体杂质脱除单元(1)、溶液脱色单元(2)、热稳定性盐脱除单元(3)和有机杂质脱除单元(4)的进液口以及出液口上均安装有阀门。
9.根据权利要求1所述的一种失效天然气脱硫溶液再生装置，其特征在于：固体杂质脱除单元(1)、溶液脱色单元(2)、热稳定性盐脱除单元(3)和有机杂质脱除单元(4)中，前一单元的出液口、后一单元的进液口以及失效天然气输送管线(6)三者连通处为一三通结构，且三通结构的三根管道上均安装有阀门。
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