CN109957430B - 一种可控制三甘醇天然气脱水液位的吸收塔 - Google Patents

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    • C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
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    • C10L3/101—Removal of contaminants
    • C10L3/106—Removal of contaminants of water

Abstract

一种可控制三甘醇天然气脱水液位的吸收塔，包括吸收塔，所述吸收塔包括内部设置有雷达液位计和磁浮子液位计，所述雷达液位计采用多管口与吸收塔连接，所述磁浮子液位计与雷达液位计采用多管连接方式连接。本发明在吸收塔内设置有雷达液位计和磁浮子液位计相互配合测量液位差，实现液位控制；设置雷达液位计和磁浮子液位计多管连接设置，可实现不同液体间排液的控制。

Description

一种可控制三甘醇天然气脱水液位的吸收塔
技术领域
本发明涉及天然气处理技术领域，尤其是一种可控制三甘醇天然气脱水液位的吸收塔。
背景技术
新开采出来的天然气含有大量水分，含有水分的高压天然气在管输时容易出现水合物而堵塞管道，通常用三甘醇吸收进行脱水将天然气水露点降到低于环境温度5℃以上，三甘醇（TEG）脱水工艺属于溶剂吸收法，根据天然气和水在三甘醇中的溶解度不同，利用三甘醇贫液吸收天然气中的水分，使湿天然气脱除水汽，达到干燥天然气的目的。
利用三甘醇进行天然气脱水，是在吸收塔里进行，吸收塔内有提供气液交换表面的填料或塔板。天然气从塔底进入吸收塔，贫甘醇从塔顶进入吸收塔，气液逆流接触进行传质传热，当天然气中含有重组分较多时，有部分轻烃会从天然气中凝析处理转移到液相，与吸水的三甘醇一同进入吸收塔底部储液区，由于凝析油密度比三甘醇小很多，在塔底快速分层后汇集于三甘醇上层。
常用的三甘醇吸收塔排油设置有如下两种：一是不设排油口，排油操作在下游的闪蒸罐进行三相分离实现排油，但是如果液位计选型是测三甘醇的液位，会出现三甘醇液位正常但是凝析油液位已经超过进气口的问题，如果液位计选型是测凝析油液位，那么总液位控制稳定时凝析油层高度越来越高，三甘醇液层高度越来越低，最后出现瞬间大量凝析油进入闪蒸罐而大大超过闪蒸罐的负荷；二是只在吸收塔内设置一个小集油槽，集油槽堰板高度为磁翻板液位计的高高液位，塔内凝析油量过多时会翻过堰板进入集油槽，按照经验定期手动排放集油槽中的凝析油，此方法经验依赖性高，但是天然气为高压气，而集油槽容量小，手动排油时阀门打开瞬间凝析油即排完而出现高压天然气外排的情况。壳牌设计手册推荐的外部排油，即单独设计一个两相分离器，把吸收塔的富甘醇及凝析油一同引入分离器，分离的凝析油回到吸收塔底部，三甘醇进入下游的闪蒸罐，此方法需要增加一套高压两相分离器。
另外，通常液位计采用上下两个管口与设备连接，当介质为两相液体时，由于上管口高于塔内液位，当轻相液体进入液位计直筒后分布在上层，除非把液体排尽，否则轻相液体不会因为排液操作从液位计直筒排出来，导致轻相液体不断在液位计直筒内累积而不能正确反映设备内部的界面液位。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种可实现对三甘醇天然气液位控制的吸收塔。
本发明的技术方案为：一种可控制三甘醇天然气脱水液位的吸收塔，包括吸收塔，所述吸收塔内部设置有雷达液位计和磁浮子液位计，所述雷达液位计采用多管口与吸收塔连接，所述磁浮子液位计与雷达液位计采用多管连接方式连接，所述吸收塔上设置有天然气进口、三甘醇出口和排尽口。
所述吸收塔上端设置有升气装置。
所述天然气进口设置在吸收塔的中上部，所述三甘醇出口设置在吸收塔的中下部，所述排尽口设置在吸收塔的底部。
所述吸收塔底部侧边设置有集油槽，所述集油槽的底端设置有排油口。
集油槽堰板高度为磁浮子液位计的高高液位。
所述雷达液位计的低液位高于集油槽堰板的100mm以上。
所述天然气进口高度要高于雷达液位计的高高液位的200mm以上。
所述吸收塔内部设置有从上往下的引液管。
所述排油口、天然气进口、三甘醇出口和排尽口上均设置有控制阀
本发明的有益效果为：本发明在吸收塔内设置有雷达液位计和磁浮子液位计相互配合测量液位差，实现液位控制；设置雷达液位计和磁浮子液位计多管连接设置，可实现不同液体间排液的控制；磁浮子液位计测量三甘醇与凝析油的界面液位，雷达液位计测量包括凝析油和三甘醇的总液位，通过两个液位差来判定吸收塔塔内凝析油的厚度，指导及时排油，避免大量轻烃油层积累过多漫过进气管以及瞬间大量轻烃进入闪蒸罐并超过其负荷，从而导致下游活性炭过滤器快速失效；提高装置的运行稳定性，降低运行成本，可广泛应用于寒冷区域含重组分较多的天然气的脱水吸收塔液位控制。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中，1-升气装置，2-天然气进口，3-液位计上管口，4-集油槽，5-排油口，6-液位计下管口，7-排尽口，8-三甘醇出口，9-液位计中管口，10-引液管，11-吸收塔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
如图1所示，一种可控制三甘醇天然气脱水液位的吸收塔，包括吸收塔11，所述吸收塔11包括内部设置有雷达液位计和磁浮子液位计，所述雷达液位计采用多管口与吸收塔11连接，所述磁浮子液位计与雷达液位计采用多管连接方式连接，所述吸收塔上设置有天然气进口2、三甘醇出口8和排尽口7；磁浮子液位计测量三甘醇与凝析油的界面液位，雷达液位计测量包括凝析油和三甘醇的总液位，把液位信号连接到DCS，编程计算两个液位差。
所述吸收塔11上端设置有升气装置1，在完成后天然气从升气装置1升起。
所述天然气进口2设置在吸收塔的中上部，所述三甘醇出口8设置在吸收塔的中下部，所述排尽口7设置在吸收塔的底部。
所述吸收塔11底部侧边设置有集油槽4，所述集油槽4的底端设置有排油口5，集油槽集合液体，集油槽堰板的高度决定了磁浮子液位计的高高液位。
所述吸收塔11内部设置有从上往下的引液管10，设置引液管10把从上部下来的富甘醇及凝液引导液位底部，提高液腔的两相分离效率
所述天然气进口2高度要高于雷达液位计的高液位的200mm以上。
所述雷达液位计的低液位高于集油槽堰板的100mm以上。
所述排油口5、天然气进口2、三甘醇出口8和排尽口7上均设置有控制阀，在排油口5设置控制阀，将控制阀的最大流通量设置为2m3/h，设定集油槽4堰板到雷达液位计最低液位之间的体积在40L以上，保证集油槽内液体不被排尽而导致窜气。
当排油操作完成时，液位计内油层也同时排出，使得雷达液位计的液位与吸收塔内液位一致。
具体实施例1
当天然气压力10Mpag，温度30℃，流量200000Nm3/h，吸收塔塔径1400mm，三甘醇循环量3m3/h，进气管线DN250，三甘醇管线DN50，排油阀门DN15，排油阀下游安装限流孔板，集油槽高度400mm，集油槽边设置在半径方向200mm，雷达液位计采用三个管口分别是液位计上管口3，液位计下管口6和液位计中管口9与吸收塔连接，中间管口高度设置在雷达液位计低液位高度，雷达液位计直筒直径为DN80，磁浮子液位计同样采用三个管口与雷达液位计在相同高度位置连接，磁浮子液位计直筒直径DN50，两种液位计的液位设置如下表：
低低液位 低液位 高液位 高高液位
磁浮子液位计 200mm 300mm 600mm 700mm
雷达液位计 700mm 800mm 1000mm 1100mm
三甘醇循环量按3m3/h，最大排油流量按照2m3/h计算，三甘醇和凝析油各个液位对应的排液时间如下表：
停留时间 三甘醇 凝析油
低低液位-低液位 2.5min 4.5min
低液位-高液位 8min 9min
高液位-高高液位 2.5min 4.5min
可以看出该分离段有10min以上的停留时间进行两相分离，排油控制阀有足够的时间响应避免集油槽排空窜气。
上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理和最佳实施例，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (1)

1.一种可控制三甘醇天然气脱水液位的吸收塔，包括吸收塔，其特征在于：所述吸收塔内部设置有雷达液位计和磁浮子液位计，所述雷达液位计采用多管口与吸收塔连接，所述磁浮子液位计与雷达液位计采用多管连接方式连接，所述吸收塔上设置有天然气进口、三甘醇出口和排尽口，所述吸收塔上端设置有升气装置，所述天然气进口设置在吸收塔的中上部，所述三甘醇出口设置在吸收塔的中下部，所述排尽口设置在吸收塔的底部，所述吸收塔底部侧边设置有集油槽，所述集油槽的底端设置有排油口，集油槽堰板高度为磁浮子液位计的高液位，雷达液位计的低液位高于集油槽堰板的100mm以上，天然气进口高度要高于雷达液位计的高高液位的200mm以上，所述吸收塔内部设置有从上往下的引液管，所述排油口、天然气进口、三甘醇出口和排尽口上均设置有控制阀。
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