CN109929638A - 一种集水合物法与醇胺法于一体联合脱除天然气中酸气的方法和装置 - Google Patents
一种集水合物法与醇胺法于一体联合脱除天然气中酸气的方法和装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109929638A CN109929638A CN201910274391.9A CN201910274391A CN109929638A CN 109929638 A CN109929638 A CN 109929638A CN 201910274391 A CN201910274391 A CN 201910274391A CN 109929638 A CN109929638 A CN 109929638A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gas
- tower
- outlet
- liquid
- hydrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
本发明一种集水合物法与醇胺法于一体联合脱除天然气中酸气的方法与装置，包括原料气分离器、水合塔、分解塔、吸收塔、闪蒸罐、贫富液换热器、再生塔、冷凝器、脱水器等。原料气经原料气分离器脱除固体杂质后进入吸收塔，并在吸收塔内与由上而下的溶液逆流接触以完成酸气吸收反应，原料气中未被吸收的CO2则经由吸收塔上部进入水合塔，并在适宜的温压条件下生成CO2水合物，生成的CO2水合物经分解塔分解得到水和CO2气体，生成的水重新注入水合塔以循环利用，CO2气体则进行回收利用。脱除酸气后的气体在水合塔上部流出，经过脱水后进行管输或使用。本发明的这套装置，能快速有效地脱除天然气中的酸气，使其满足生产要求。
Description
技术领域
本发明属于天然气脱硫脱碳领域，这里特指一种集水合物法与醇胺法于一体联合脱除天然气、沼气等中CO2或H2S及其硫化物的方法与装置。
背景技术
从气井开采出来的天然气中不可避免地含有H2S、CO2、有机硫化合物等酸性气体，国内H2S摩尔分数大于1％的天然气储量占总储量的四分之一，我国普光气田天然气中H2S摩尔分数高达13％～18％，H2S的存在不仅会造成金属管道、生产设备腐蚀和环境污染，而且当天然气用作化工原料时，它们还会引起催化剂中毒，严重影响产品质量。天然气中CO2含量过高则会导致天然气燃烧热值的降低，且在天然气管道运输过程中，CO2较易形成水合物，堵塞管道和设备，另外，回收CO2可以减少温室气体排放，同时还可以变废为宝，如用于油田地下注入以增大采油率或者应用于食品工业等。
国内外就含硫天然气的脱硫方法、脱硫工艺开展了大量研究，脱硫技术不断取得新进展。这些方法按作用机理可分为化学溶剂法、物理溶剂法、化学－物理溶剂法、直接氧化法、干法、膜分离法和生物脱硫法等，但这些方法都存在能耗较高、脱除率较低、易引起环境污染等问题，基于醇胺法尤其是MDEA 的配方溶液可针对不同的工况并与适当的工艺流程相匹配，最大限度地提高硫脱除率，不但用于脱除原料天然气中的含硫组分，而且广泛应用于硫磺回收单元之前的酸气提浓及后续的尾气处理，是目前天然气处理、深度预处理中广泛使用的方法，也是目前脱硫方面的主导技术。
目前可用于脱除天然气中所含二氧化碳的方法主要有化学吸收法、膜分离法、变压吸附(PSA)法、水合物法等。变压吸附(PSA)法是根据吸附剂对原料气中各组分选择性吸附能力的不同通过加压吸附和减压解吸过程交替切换循环而实现气体分离，由于分离不同的气体要选择不同功能的吸附剂，对于富含 CO2的天然气，传统的吸附剂如碳分子筛，CO2的吸附能力很差。为使原料气连续输入，CH4和CO2连续产出，并获得高纯度的CO2及较高的烃回收率，需采用多个吸附器循环操作，需要很多的吸附塔，设备投资费用相对较大且设备管理困难。膜分离法是利用不同气体组分在聚合物膜中的溶解、扩散速率不同，在膜两侧分压差的作用下，使聚合物膜对各气体相对渗透率不同而分离的过程，膜分离法操作条件为常温、中压，因而净化度不高且目前膜材料的塑化抑制性能还不够好。膜性能随着使用逐渐变差，不能在高温下使用，热化学稳定性不够，膜材料和膜分离单元制作技术比较复杂，特别是建设天然气净化膜分离装置，而且需要对原料气进行脱水和制冷等预处理。
水合物法分离气体依据不同气体形成水合物的温度压力不同，不易水合的气体组分在气相中富集，容易水合的组分在水合物相中富集。在相同的温度下， CO2形成水合物的压力低于CH4形成水合物的压力，CO2易于形成水合物，从而可以通过水合物法分离CO2/CH4混合气。
本发明集水合物法和醇胺法于一体联合脱除天然气中的酸性气体的装置，在天然气脱酸过程中稳定性好、酸气脱除率高、回收效果好，主要用于陆上油气田高含CO2及H2S天然气的净化处理，此外，还可用于沼气等燃气的气体分离。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新的天然气脱酸净化方法，相比于常见的天然气脱硫方法，本发明提供的方法和装置更加经济可行，且能高效地脱除天然气中的酸性气体，使其达到管输及使用标准，本发明的这套装置也可用于沼气中CO2的脱除及回收。
本发明的技术方案具体如下：
一种集水合物法与醇胺法于一体联合脱除天然气中酸气的装置，包括：。
原料气分离器，所述原料气分离器设有进气口和出气口；
吸收塔，所述吸收塔下部设有进气口和富液出口，上部设有出气口和贫液进口，吸收塔的贫液进口通过贫液管道连接贫液缓冲罐，所述贫液管道沿着贫液流动方向依次设有贫富液换热器、贫液泵及贫液冷却器，吸收塔的进气口与原料气分离器的出气口连接，吸收塔的富液出口连接有闪蒸罐，所述闪蒸罐连接有过滤器，过滤器连接有贫富液换热器；设有夹套的水合塔，所述水合塔设有进气喷嘴、出气口、出液口和补水口，其中进气喷嘴与吸收塔的出气口连接，水合塔的出气口连接有脱水器；
分解塔，所述分解塔上部设有进液口和出气口，下部设有出液口，分解塔的进液口与水合塔的出液口连接，分解塔的出液口与水合塔的补水口连通；
再生塔，所述再生塔上部设有富液进口、酸气出口和冷凝液回流口，下部设有贫液出口和蒸汽入口，再生塔的富液进口与贫富液换热器连接；
回流液槽，所述回流液槽设有冷凝液入口、酸气出口及出液口，其中冷凝液入口通过设有冷凝器的物料管与再生塔的酸气出口连接，回流液槽的酸气出口连接有脱水器，所述脱水器设有气体出口；
再沸器，所述再沸器设有进液口、蒸汽出口及料液出口，再沸器的进液口与再生塔的贫液出口连接，再沸器的蒸汽出口与再生塔的蒸汽入口连接，再沸器的料液出口与贫富液换热器连接。
进一步的，水合塔内的水合物浆液在压差作用下进入分解塔。具体的，若浆液不能流动进入分解塔，则在分解塔和水合塔之间设液体泵。分解塔的进液口通过设有增压泵的浆液管与水合塔的出液口连接。
进一步的，分解塔的进液口通过设有增压泵的浆液管与水合塔的出液口连接。
进一步的，所述吸收塔的出气口通过设有压力调节的气体管道与水合塔的进气喷嘴连接。具体压力范围：在相同的温度下，甲烷水合物的相平衡压力高于CO2水合物，此处的压力范围应按照水合塔及低温水浴的实际温度确定，保证在该温度下，吸收塔上部的出口压力低于甲烷水合物相平衡压力即可，在文末给出了甲烷和CO2水合物的相平衡压力表及曲线，该数据由美国科罗拉多矿业大学编制的CSMHyd软件计算所得，在这个压力范围下，天然气中的甲烷等主要有效气体组分不会发生水合，CO2则形成水合物，从而使天然气中的CO2得以脱除。
进一步的，所述分解塔为板式精馏塔，底部设有加热器，贫富液换热器为管壳式换热器且富液走管程；再沸器选用卧式热虹吸型。所述分解塔为板式精馏塔，水合物浆液从塔顶最上层逐步流到最下层，分解塔下部设有加热器，水合物浆液在分解塔内分解放出CO2，分解得到的CO2气体可用于注入地层或工业利用，分解得到的水则与补充水一起由水合塔补液口注入塔内。所述贫富液换热器选用管壳式换热器时，富液走管程，为减少富液中酸性气体的解吸和减轻设备腐蚀，出换热器富液温度不应太高，出换热器贫液温度比塔内气体烃露点高5～7℃。再沸器选用卧式热虹吸型时，传热系数大，不易结垢，费用低，温度不宜超过127℃，选用火管加热炉为热源。所述再沸器和贫富液换热器的腐蚀最为严重，管束材料应选用铝合金或不锈钢。
进一步的，所述吸收塔为填料塔，再生塔为板式塔，塔板间距离为600mm，在贫液入口上放置2～5块水洗板用于洗涤回收净化气夹带的溶液。
进一步的，所述原料气分离器的出气口连接带阀门的三通管，三通管的其中一个出气口连接吸收塔的进气口，三通管的另一个出气口通过设有阀门的管道与水合塔的进气喷嘴连接。
进一步的，所述脱水器与水合塔的出气口之间还设有二氧化碳二级分离脱除单元，所述二氧化碳二级分离脱除单元包括：
第二水合塔，所述第二水合塔下部设有与水合塔出气口连接的进气喷嘴，第二水合塔底部设有补水口，顶部设有与脱水器连接的出气口；
第二分解塔，所述第二分解塔的上部设有进液口和出气口，下部设有出液口，底部设有第二加热器，第二分解塔的进液口与第二水合塔的出液口连接，第二分解塔的出液口与第二水合塔的补水口连通。CO2分解塔底部设置加热器，目的是使生成的CO2水合物快速分解，分解温度在CO2水合物相平衡温度以上，纯水体系CO2在10MPa所对应的平衡温度为11.5℃左右，因此，分解温度一般在15℃以上即可满足需求。在水合分解塔单元，也可不必设置加热器，CO2水合塔中生成的CO2水合物在压差作用下进入分解塔，可将分解塔内的水合物浆液直接进行储运，或做其他处理。
一种集水合物法与醇胺法于一体联合脱除天然气中酸气的方法，所述方法通过如上所述的集水合物法与醇胺法于一体联合脱除天然气中酸气的装置实施，包括如下步骤：
步骤1：原料气通过原料气分离器脱除固体杂质后由底部自下而上进入吸收塔，与塔内由上而下的贫胺液逆流接触完成酸气吸收反应，吸收反应温度为25～ 40℃。吸收塔温度控制在25～40℃之间即可保证气体净化度达到管输标准，温度过高则成本增加。
步骤2：吸收了酸气的富胺液由吸收塔的富液出口流入闪蒸罐，在闪蒸罐内闪蒸析出的烃类气体用作工厂燃料气，闪蒸后的富液经过滤器滤出固体杂质后，经贫富液换热器升温后由再生塔的富液进口淋下；
步骤3：再生塔内自上流下的闪蒸后的富液与塔内下部上升的蒸汽逆流接触将闪蒸后的富液中的酸气汽提蒸馏出来，汽提所需热量由再沸器提供，由此溶液获得再生；从再生塔下部贫液出口流出的贫胺液依次经过贫富液换热器降温，贫液泵增压，贫液冷却器冷却后返回吸收塔；
步骤4：再生塔的顶部排出的再生气经冷凝器降温，分离出其中的水蒸气和胺冷凝液，胺冷凝液经回流液槽从冷凝液回流口返回再生塔，回流液槽分出的酸气通过脱水器脱水后进行硫回收；经过回流液槽、脱水器处理后的酸气可进入硫回收装置，如制作硫磺或制备硫酸等。
步骤5：未被吸收塔吸收的剩余原料气从吸收塔的出气口进入水合塔，在 -5℃～20℃条件下剩余原料气与水合塔中的水合溶剂反应生成CO2水合物，CO2水合物浆液在压差作用下进入分解塔进行分解，分解得到的水和补充水在加入表面活性剂后从补水口注入水合塔，未参加水合反应的剩余原料气经由水合塔的出气口排出。
进一步的，水合塔的出气口排出的剩余原料气经脱水器脱水后进入天然气供应管道。
进一步的，水合塔的出气口排出的剩余原料气经由二氧化碳二级分离脱除单元进行二氧化碳二次脱除后，进入脱水器脱水，然后进入天然气供应管道。
进一步的，所述贫胺液为醇胺溶液，所述富胺液为吸收酸气后的醇胺溶液，所述醇胺溶液中含有一乙醇胺、二乙醇胺(DEA)、甲基二乙醇胺(MDEA)和二异丙醇胺中(DIPA)的任意一种。其中MEDA和DIPA在H2S和CO2共存时对H2S有良好的选择性，具体醇胺液的选择可根据经济性和要求的脱硫效果等综合进行选取。
进一步的，所述贫胺液为质量浓度为30％～50％的甲基二乙醇胺水溶液。
进一步的，所述贫胺液的质量浓度为10％～15％。
进一步的，所述水合溶剂包含水和表面活性剂，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、以及纳米石墨颗粒和十二烷基硫酸钠共混物中的任意一种或几种。
进一步的，水合溶剂还包括质量浓度范围为10％～30％的四丁基溴化铵，以便降低CO2水合物相平衡压力，减少甲烷成分的损失。
所述的闪蒸罐内闪蒸出的烃类为主的闪蒸气可用作工厂燃料。
所述的装置进行天然气中酸气脱除的步骤如下：
本发明相对于现有天然气净化装置的优点体现在以下几个方面：
(1)本发明装置联合使用水合物法与醇胺法脱除天然气中的酸性气体，在较高的进气压力下，H2S、CO2等酸性气体通过醇胺法吸收脱除即可达到管输要求，在较低压力下，H2S、硫化物等在醇胺吸收单元可脱除，大部分CO2则在水合单元以形成水合物的方式进行分离脱除，保证酸性气体的脱除率。
(2)当天然气中CO2含量多或原料气中CO2/H2S很大时，可直接进行CO2的脱除，脱除在水合单元进行，同时关闭醇胺脱除单元，因为此时醇胺脱除需要较高温度，能耗大，且少部分硫化氢也能水合脱除，降低装置成本。这样，适用本发明的方法及装置进行气体净化的适用范围更广。
(3)脱出后的酸气可进行回收利用，CO2气体可用于注入地层或工业利用，硫化氢等硫化物可进行制作硫磺、硫酸等，对环境无污染。
(4)水合单元添加了复配表面活性剂能大大提高水合物生成速率，加入四丁基溴化铵或四丁基氟化铵等明显降低CO2水合物生成压力，避免甲烷等有效气体形成水合物，从而减少天然气中甲烷等有效组分的损耗。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是利用本发明方法及装置进行天然气脱硫脱碳的流程示意图；
图2是本发明再沸器示意图；
图3是本发明用于脱除沼气中CO2的装置示意图；
图4为甲烷和二氧化碳水合物相平衡温度及压力曲线。
图1中：1-原料气分离器；2-吸收塔；3-闪蒸罐；4-过滤器；5-贫富液换热器；6-再生塔；7-冷凝器；8-回流液槽；9-回流泵；10-再沸器；11-缓冲罐；12- 贫液泵；13-贫液冷却器；14-喷嘴；15-水合塔；16-低温水浴；17-脱水器；18- 分解塔.19-加热器，20-第二水合塔；21-第二分解塔；22-第二加热器。
具体实施方式
下面结合附图和实施案例对本发明内容作进一步详细说明：图中箭头代表流体流动方向。
如图1所示，一种集水合物法与醇胺法于一体联合脱除天然气中酸气的装置，包括入口原料气分离器1、吸收塔2、闪蒸罐3、过滤器4、贫富液换热器5、再生塔6、冷凝器7、回流液槽8、再沸器10、缓冲罐11、加热器19、低温水浴16、水合塔15、喷嘴14、分解塔18、脱水器17。所述原料气分离器(1)设有进气口和出气口。
吸收塔2下部设有进气口和富液出口，上部设有出气口和贫液进口，吸收塔2的贫液进口通过贫液管道连接贫液缓冲罐11，所述贫液管道沿着贫液流动方向依次设有贫富液换热器5、贫液泵12及贫液冷却器13，吸收塔2的进气口与原料气分离器1的出气口连接，吸收塔2的富液出口连接有闪蒸罐3，所述闪蒸罐3连接有过滤器4，过滤器4连接所述贫富液换热器5。具体的，吸收塔2 的出气口通过设有压力调节的气体管道与水合塔15的进气喷嘴连接。
水合塔15设有进气喷嘴、出气口、出液口和补水口，其中进气喷嘴与吸收塔2的出气口连接，水合塔15的出气口连接有脱水器17。
分解塔18上部设有进液口和出气口，下部设有出液口，分解塔18的进液口通过设有增压泵的浆液管与水合塔15的出液口连接，分解塔18的出液口与水合塔15的补水口连通。水合塔15内的水合物浆液在压差作用下进入分解塔 18，具体的，若浆液不能流动进入分解塔，则在分解塔和水合塔之间设液体泵。
再生塔6，所述再生塔6上部设有富液进口、酸气出口和冷凝液回流口，下部设有贫液出口和蒸汽入口，再生塔6的富液进口与贫富液换热器5连接。
回流液槽8，所述回流液槽8设有冷凝液入口、酸气出口及出液口，其中冷凝液入口通过设有冷凝器7的物料管与再生塔6的酸气出口连接，回流液槽8 的酸气出口连接有脱水器17，所述脱水器17设有气体出口。
再沸器10，所述再沸器10设有进液口、蒸汽出口及料液出口，再沸器10 的进液口与再生塔6的贫液出口连接，再沸器10的蒸汽出口与再生塔6的蒸汽入口连接，再沸器10的料液出口与贫富液换热器5连接。
具体的，所述分解塔18为板式精馏塔，其底部设有加热器19，贫富液换热器5为管壳式换热器且富液走管程；再沸器10选用卧式热虹吸型；吸收塔2 为填料塔，再生塔6为板式塔，塔板间距离为600mm，在贫液入口上放置2～5 块水洗板用于洗涤回收净化气夹带的溶液。原料气分离器1的出气口连接带阀门的三通管，三通管的其中一个出气口连接吸收塔2的进气口，三通管的另一个出气口通过设有阀门的管道与水合塔15的进气喷嘴连接。
利用本实施例所述的方法进行天然气中酸气脱除的步骤如下：
(1)原料气通过原料气分离器脱除固体杂质后由底部自下而上进入吸收塔，与塔内由上而下的贫胺液逆流接触完成酸气吸收反应，吸收反应温度为25～ 40℃，温度过高则成本增加。
(2)吸收了酸气的富胺液由吸收塔的富液出口流入闪蒸罐，在闪蒸罐内闪蒸析出的烃类气体用作工厂燃料气，闪蒸后的富液经过滤器滤出固体杂质后，经贫富液换热器升温后由再生塔的富液进口淋下；
(3)再生塔内自上流下的闪蒸后的富液与塔内下部上升的蒸汽逆流接触将闪蒸后的富液中的酸气汽提蒸馏出来，汽提所需热量由再沸器提供，由此溶液获得再生；从再生塔下部贫液出口流出的贫胺液依次经过贫富液换热器降温，贫液泵增压，贫液冷却器冷却后返回吸收塔；
(4)再生塔的顶部排出的再生气经冷凝器降温，分离出其中的水蒸气和胺冷凝液，胺冷凝液经回流液槽从冷凝液回流口返回再生塔，回流液槽分出的酸气通过脱水器脱水后进行硫回收；如制作硫磺或制备硫酸等。
(5)未被吸收塔吸收的剩余原料气从吸收塔的出气口进入水合塔，在-5℃～ 20℃条件下剩余原料气与水合塔中的水合溶剂反应生成CO2水合物，CO2水合物浆液在压差作用下进入分解塔进行分解，分解得到的水和补充水在加入表面活性剂后从补水口注入水合塔，未参加水合反应的剩余原料气经由水合塔的出气口排出。
(6)水合塔的出气口排出的剩余原料气经脱水器脱水后进入天然气供应管道。
(7)所述贫胺液为醇胺溶液，所述富胺液为吸收酸气后的醇胺溶液，所述醇胺溶液中含有一乙醇胺、二乙醇胺、甲基二乙醇胺和二异丙醇胺中的任意一种。具体醇胺液的选择可根据经济性和要求的脱硫效果等综合进行选取
(8)所述贫胺液为质量浓度为30％～50％的甲基二乙醇胺水溶液。所述贫胺液的质量浓度为10％～15％。所述水合溶剂包含水和表面活性剂，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、以及纳米石墨颗粒和十二烷基硫酸钠共混物中的任意一种或几种。所述水合溶剂还包括质量浓度范围为10％～ 30％的四丁基溴化铵，以便降低CO2水合物相平衡压力，减少甲烷成分的损失。
实施例2
见图3，本实施例的集水合物法与醇胺法于一体联合脱除天然气中酸气的装置与实施例1基本相同，区别在于：所述脱水器17与水合塔15的出气口之间还设有二氧化碳二级分离脱除单元，所述二氧化碳二级分离脱除单元包括：
第二水合塔20，所述第二水合塔20下部设有与水合塔15出气口连接的进气喷嘴，第二水合塔20底部设有补水口，顶部设有与脱水器17连接的出气口；
第二分解塔21，所述第二分解塔21的上部设有进液口和出气口，下部设有出液口，底部设有第二加热器22，第二分解塔21的进液口与第二水合塔20的出液口连接，第二分解塔21的出液口与第二水合塔20的补水口连通。
沼气中甲烷含量为55％～70％，二氧化碳含量为28％～44％，硫化氢平均含量为0.034％，由于沼气中的硫化氢含量较低，脱除其中的CO2即可。本实施例用于沼气脱除CO2的示意图见附图3。
沼气通过入口分离器脱除固体杂质后，直接进入水合塔Ⅰ。
水合塔Ⅰ内的CO2在低温且压力合适的条件下发生水合，形成CO2水合物，水合物浆液在压差作用下进入CO2分解塔进行分解或直接进行储运以完成CO2的回收，分解得到的水和补充水在加入表面活性剂后重新注入水合塔。
水合塔内未发生水合的甲烷气体及未发生水合的CO2再次流进水合塔Ⅱ以进行二级除碳。
所述水合塔均与低温水浴相连接，低温水浴的温度为-5～20℃，介质为乙二醇。
水合塔内液相体系内需添加表面活性剂，如SDS，SDBS等，也可将纳米石墨颗粒与SDS复配用于水合物的快速生成，提高水合速率。同时，可以加入质量浓度范围为10％～30％的四丁基溴化铵(TBAB)或四丁基氟化铵(TBAF)，降低CO2水合物的形成压力，避免有甲烷气体形成水合物，减少甲烷的损失。
经过两级水合后，沼气或高含CO2气体的天然气中的CO2已达到脱除标准，净化后的沼气由水合塔Ⅱ上部流出，经过脱水器脱水处理后直接使用或集输。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种集水合物法与醇胺法于一体联合脱除天然气中酸气的装置，其特征在于：包括：
原料气分离器(1)，所述原料气分离器(1)设有进气口和出气口；
吸收塔(2)，所述吸收塔(2)下部设有进气口和富液出口，上部设有出气口和贫液进口，吸收塔(2)的贫液进口通过贫液管道连接贫液缓冲罐(11)，所述贫液管道沿着贫液流动方向依次设有贫富液换热器(5)、贫液泵(12)及贫液冷却器(13)，吸收塔(2)的进气口与原料气分离器(1)的出气口连接，吸收塔(2)的富液出口连接有闪蒸罐(3)，所述闪蒸罐(3)连接有过滤器(4)，过滤器(4)连接所述贫富液换热器(5)；
设有夹套的水合塔(15)，所述水合塔(15)设有进气喷嘴、出气口、出液口和补水口，其中进气喷嘴与吸收塔(2)的出气口连接，水合塔(15)的出气口连接有脱水器(17)；
分解塔(18)，所述分解塔(18)上部设有进液口和出气口，下部设有出液口，分解塔(18)的进液口与水合塔(15)的出液口连接，分解塔(18)的出液口与水合塔(15)的补水口连通；
再生塔(6)，所述再生塔(6)上部设有富液进口、酸气出口和冷凝液回流口，下部设有贫液出口和蒸汽入口，再生塔(6)的富液进口与贫富液换热器(5)连接；
回流液槽(8)，所述回流液槽(8)设有冷凝液入口、酸气出口及出液口，其中冷凝液入口通过设有冷凝器(7)的物料管与再生塔(6)的酸气出口连接，回流液槽(8)的酸气出口连接有脱水器(17)，所述脱水器(17)设有气体出口；
再沸器(10)，所述再沸器(10)设有进液口、蒸汽出口及料液出口，再沸器(10)的进液口与再生塔(6)的贫液出口连接，再沸器(10)的蒸汽出口与再生塔(6)的蒸汽入口连接，再沸器(10)的料液出口与贫富液换热器(5)连接。
2.根据权利要求1所述的集水合物法与醇胺法于一体联合脱除天然气中酸气的装置，其特征在于：水合塔(15)内的水合物浆液在压差作用下进入分解塔(8)。
3.根据权利要求2所述的集水合物法与醇胺法于一体联合脱除天然气中酸气的装置，其特征在于：分解塔(18)的进液口通过设有增压泵的浆液管与水合塔(15)的出液口连接；
和/或，所述吸收塔(2)的出气口通过设有压力调节的气体管道与水合塔(15)的进气喷嘴连接；
和/或，所述分解塔(18)为板式精馏塔，其底部设有加热器(19)，贫富液换热器(5)为管壳式换热器且富液走管程；再沸器(10)选用卧式热虹吸型；
和/或，所述吸收塔(2)为填料塔，再生塔(6)为板式塔，塔板间距离为600mm，在贫液入口上放置2～5块水洗板用于洗涤回收净化气夹带的溶液。
4.根据权利要求1所述的集水合物法与醇胺法于一体联合脱除天然气中酸气的装置，其特征在于：所述原料气分离器(1)的出气口连接带阀门的三通管，三通管的其中一个出气口连接吸收塔(2)的进气口，三通管的另一个出气口通过设有阀门的管道与水合塔(15)的进气喷嘴连接。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的集水合物法与醇胺法于一体联合脱除天然气中酸气的装置，其特征在于：所述脱水器(17)与水合塔(15)的出气口之间还设有二氧化碳二级分离脱除单元，所述二氧化碳二级分离脱除单元包括：
第二水合塔(20)，所述第二水合塔(20)下部设有与水合塔(15)出气口连接的进气喷嘴，第二水合塔(20)底部设有补水口，顶部设有与脱水器(17)连接的出气口；
第二分解塔(21)，所述第二分解塔(21)的上部设有进液口和出气口，下部设有出液口，底部设有第二加热器(22)，第二分解塔(21)的进液口与第二水合塔(20)的出液口连接，第二分解塔(21)的出液口与第二水合塔(20)的补水口连通。
6.一种集水合物法与醇胺法于一体联合脱除天然气中酸气的方法，其特征在于：所述方法通过如权利要求1至5中任一项所述的集水合物法与醇胺法于一体联合脱除天然气中酸气的装置实施，包括如下步骤：
步骤1：原料气通过原料气分离器(1)脱除固体杂质后由底部自下而上进入吸收塔(2)，与塔内由上而下的贫胺液逆流接触完成酸气吸收反应，吸收反应温度为25～40℃；
步骤2：吸收了酸气的富胺液由吸收塔(2)的富液出口流入闪蒸罐(3)，在闪蒸罐(3)内闪蒸析出的烃类气体用作工厂燃料气，闪蒸后的富液经过滤器(4)滤出固体杂质后，经贫富液换热器(5)升温后由再生塔(6)的富液进口淋下；
步骤3：再生塔(6)内自上流下的闪蒸后的富液与塔内下部上升的蒸汽逆流接触将闪蒸后的富液中的酸气汽提蒸馏出来，汽提所需热量由再沸器提供，由此溶液获得再生；从再生塔(6)下部贫液出口流出的贫胺液依次经过贫富液换热器(5)降温，贫液泵(12)增压，贫液冷却器(13)冷却后返回吸收塔(2)；
步骤4：再生塔(6)的顶部排出的再生气经冷凝器(7)降温，分离出其中的水蒸气和胺冷凝液，胺冷凝液经回流液槽(8)从冷凝液回流口返回再生塔(6)，回流液槽(8)分出的酸气通过脱水器(17)脱水后进行硫回收；
步骤5：未被吸收塔(2)吸收的剩余原料气从吸收塔(2)的出气口进入水合塔(15)，在-5℃～20℃条件下剩余原料气与水合塔(15)中的水合溶剂反应生成CO2水合物，CO2水合物浆液在压差作用下进入分解塔(18)进行分解，分解得到的水和补充水在加入表面活性剂后从补水口注入水合塔(15)，未参加水合反应的剩余原料气经由水合塔(15)的出气口排出。
7.根据权利要求6所述的集水合物法与醇胺法于一体联合脱除天然气中酸气的方法，其特征在于：水合塔(15)的出气口排出的剩余原料气经脱水器(17)脱水后进入天然气供应管道。
8.根据权利要求6所述的集水合物法与醇胺法于一体联合脱除天然气中酸气的方法，其特征在于：水合塔(15)的出气口排出的剩余原料气经由二氧化碳二级分离脱除单元进行二氧化碳二次脱除后，进入脱水器(17)脱水，然后进入天然气供应管道。
9.根据权利要求6所述的集水合物法与醇胺法于一体联合脱除天然气中酸气的方法，其特征在于：所述贫胺液为醇胺溶液，所述富胺液为吸收酸气后的醇胺溶液，所述醇胺溶液中含有一乙醇胺、二乙醇胺、甲基二乙醇胺和二异丙醇胺中的任意一种；
和/或，所述水合溶剂包含水和表面活性剂，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、以及纳米石墨颗粒和十二烷基硫酸钠共混物中的任意一种或几种；
和/或，水合溶剂还包括质量浓度范围为10％～30％的四丁基溴化铵。
10.根据权利要求6所述的集水合物法与醇胺法于一体联合脱除天然气中酸气的方法，其特征在于：所述贫胺液的质量浓度为10％～15％；
和/或，所述贫胺液为质量浓度为30％～50％的甲基二乙醇胺水溶液。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910274391.9A CN109929638A (zh) | 2019-04-08 | 2019-04-08 | 一种集水合物法与醇胺法于一体联合脱除天然气中酸气的方法和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910274391.9A CN109929638A (zh) | 2019-04-08 | 2019-04-08 | 一种集水合物法与醇胺法于一体联合脱除天然气中酸气的方法和装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109929638A true CN109929638A (zh) | 2019-06-25 |
Family
ID=66989424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910274391.9A Pending CN109929638A (zh) | 2019-04-08 | 2019-04-08 | 一种集水合物法与醇胺法于一体联合脱除天然气中酸气的方法和装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109929638A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111732981A (zh) * | 2020-06-10 | 2020-10-02 | 中国石油天然气集团有限公司 | 基于膜分离的闪蒸气脱碳脱水方法及装置 |
| RU2750696C1 (ru) * | 2020-06-26 | 2021-07-01 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз Краснодар" | Адсорбционная установка подготовки природного газа |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106474904A (zh) * | 2016-11-25 | 2017-03-08 | 中国科学院广州能源研究所 | 一种水合物法联合化学吸收法的co2气体分离装置及方法 |
| CN108722148A (zh) * | 2017-04-13 | 2018-11-02 | 中国石油化工股份有限公司 | 含二氧化碳和硫化氢气体的处理方法及装置 |
| CN109666522A (zh) * | 2019-03-05 | 2019-04-23 | 兰州理工大学 | 一种生物天然气高效净化系统及净化方法 |
-
2019
- 2019-04-08 CN CN201910274391.9A patent/CN109929638A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106474904A (zh) * | 2016-11-25 | 2017-03-08 | 中国科学院广州能源研究所 | 一种水合物法联合化学吸收法的co2气体分离装置及方法 |
| CN108722148A (zh) * | 2017-04-13 | 2018-11-02 | 中国石油化工股份有限公司 | 含二氧化碳和硫化氢气体的处理方法及装置 |
| CN109666522A (zh) * | 2019-03-05 | 2019-04-23 | 兰州理工大学 | 一种生物天然气高效净化系统及净化方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 高晓明: "《能源与化工技术概论》", 30 June 2017, 西安：陕西科学技术出版社 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111732981A (zh) * | 2020-06-10 | 2020-10-02 | 中国石油天然气集团有限公司 | 基于膜分离的闪蒸气脱碳脱水方法及装置 |
| CN111732981B (zh) * | 2020-06-10 | 2021-06-08 | 中国石油天然气集团有限公司 | 基于膜分离的闪蒸气脱碳脱水方法及装置 |
| RU2750696C1 (ru) * | 2020-06-26 | 2021-07-01 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз Краснодар" | Адсорбционная установка подготовки природного газа |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103418210B (zh) | 一种co2全捕集和h2s富集工艺 | |
| CN104445272B (zh) | 一种含氨气、二氧化碳的变换气冷凝液综合回收利用方法 | |
| CN105664671B (zh) | 一种零碳排放工艺气净化方法及装置 | |
| CN108129254A (zh) | 一种从乙烷气体中脱除二氧化碳的装置及方法 | |
| CN109929638A (zh) | 一种集水合物法与醇胺法于一体联合脱除天然气中酸气的方法和装置 | |
| KR20130010253A (ko) | 산성가스 포집을 위한 탈거장치의 에너지원 재사용 방법 | |
| CN105542876A (zh) | 一种利用低温用甲醇洗装置去除变换气中杂质的方法 | |
| CN103695043B (zh) | 利用低温甲醇洗干燥、净化和冷却变换粗合成气和sng产品气的方法及其装置 | |
| CN104529704A (zh) | 低碳混合醇合成与分离的联合生产系统及其联合生产工艺 | |
| CN109943375A (zh) | 一种用于含硫天然气单井脱硫制酸的装置及其工艺 | |
| CN109319736A (zh) | 氨罐驰放气回收装置及其工艺 | |
| CN107789969B (zh) | 一种炼厂酸性气的处理方法与装置 | |
| CN103214009B (zh) | 一种合成氨脱碳工艺 | |
| CN1872679A (zh) | 利用水泥窑尾气制备食品级液体二氧化碳的方法 | |
| CN101863471A (zh) | 低温甲醇吸收生产二氧化碳的技术 | |
| CN109929637A (zh) | 一种基于水合物法气体分离原理净化燃气的方法及装置 | |
| CN102876828B (zh) | 一种与气基竖炉配套的还原气净化工艺及系统 | |
| CN216998309U (zh) | 一种天然气脱硫系统 | |
| CN215886928U (zh) | 粗煤气的净化系统 | |
| CN211159192U (zh) | 一种克劳斯硫回收酸性水的处理装置 | |
| CN212395910U (zh) | 一种低温甲醇洗洗涤富液co2解吸装置 | |
| CN211688249U (zh) | 一种针对大型化燃烧前co2捕集系统 | |
| CN210845815U (zh) | 一种节能高效的脱酸蒸氨系统 | |
| CN207221662U (zh) | 一种二硫化碳生产过程中酸性过程气的处理设备 | |
| CN113856231A (zh) | 一种低温甲醇洗洗涤富液co2解吸装置及方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190625 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |