CN110218596B - 一种天然气的脱酸工艺流程 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种天然气的脱酸工艺流程,其包括以下步骤:S1,将天然气通入含有醇胺溶液的吸收塔内,天然气中的酸性气体与醇胺溶液发生放热吸附反应,从而天然气当中的酸性气体吸附在醇胺溶液中,且放热促使醇胺气体释放,得到天然气和醇胺气体的混合气;其中,与天然气发生反应后的醇胺溶液从贫液转化成富液;S2,将经过步骤S1得到的混合气通入净化气冷却器当中降温;S3,将步骤S2中降温后的混合气通入净化气分离器当中分离出其中的醇胺气体。该技术方案可以有效祛除天然气当中的酸性气体并提高其纯度,可广泛应用于天然气脱酸领域。
Description
技术领域
本发明涉及天然气脱酸领域。更具体地说,本发明涉及一种天然气的脱酸工艺流程。
背景技术
近年来,随着我国环保要求日趋严格,“煤改气”政策大力推进,天然气需求持续增长,行业进入快速发展期。通过对天然气净化、压缩、冷却转变为液化天然气(LNG),具有体积小、储运方便、热值高、安全高效等特点,是一种新型优质的清洁能源,在工业燃料、城镇燃气、交通运输等领域取得广泛应用。
天然气液化是指通过换热设备使天然气的的温度由常温逐步冷却到到-162℃,从而实现液化,使天然气的体积缩小为标准状况下的1/625,以便于储存和运输。由于天然气是一种混合气体,含有多种杂质,液化前的预处理非常重要,天然气的预处理是指脱除天然气中的二氧化碳、水分、硫化氢、重烃和汞等,以免这些杂质腐蚀设备及在低温状态下冻结而堵塞管道和阀门。因此,各项杂质的预处理能否能达到深度净化的指标,是直接影响整套液化系统能否稳定运行的关键。
目前,天然气液化装置的常规脱酸工艺存在流程复杂、醇胺溶液易起泡沫、资源利用率低。
发明内容
本发明的目的是提供一种脱酸工艺简单、醇胺溶液不易起泡沫、资源利用率高的一种天然气的脱酸工艺流程。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点,提供了一种天然气的脱酸工艺流程,其包括以下步骤:
S1,将天然气通入含有醇胺溶液的吸收塔内,天然气中的酸性气体与醇胺溶液发生放热吸附反应,从而天然气当中的酸性气体吸附在醇胺溶液中,且放热促使醇胺气体释放,得到天然气和醇胺气体的混合气;
其中,与天然气发生反应后的醇胺溶液从贫液转化成富液;
S2,将经过步骤S1得到的混合气通入净化气冷却器当中降温;
S3,将步骤S2中降温后的混合气通入净化气分离器当中分离出其中的醇胺气体。
优选地,步骤S1当中使用的醇胺溶液选用MDEA溶液。
优选地,将步骤S1中与天然气反应过的醇胺溶液进行加热,使醇胺溶液从富液转换为贫液后形成醇胺溶液再生,包括以下步骤:
步骤一,将步骤S1当中的富液从吸收塔底部排出进入闪蒸分离器进行脱气处理,通过压力变化脱除步骤S1当中的富液中的部分CO2;
步骤二,将步骤一当中脱除部分CO2的富液导入贫富液热换器中加热后通至再生塔顶部,同步利用再沸器进行二次加热后使再生塔顶部的富液中剩余的气相CO2从塔顶进入CO2冷却器至CO2分离器当中,分离出再生塔顶部的富液当中的CO2后转换成形成贫液;
步骤三,将步骤二中完全脱除CO2的贫液导入至再生塔底部通过贫富液换热器、贫液水冷却器进行降温冷却后,通入活性炭过滤器以及机械过滤器进行二次过滤,去除杂质,最终进入吸收塔,形成新的醇胺溶液。
优选地,步骤S1后还包括一下步骤:
将步骤S1当中与醇胺溶液反应过后的天然气通入脱硫塔中进行二次脱酸,使其与脱硫塔内的硫化氢祛除剂进行反应后进一步脱去天然气中剩余的H2S,得到纯净的天然气。
优选地,将步骤S1当中与醇胺溶液反应过后的天然气通入脱硫塔中进行二次脱酸的工艺步骤为:
第一步:选用可溶性硫化物生成金属硫化物沉淀类硫化氢祛除剂,将其制备成喷洒液,导入位于脱硫塔中部的球形喷头并将喷洒液喷出;
其中,球形喷头通过一低速转动电机带动其转动,在喷洒液喷洒时,打开低速转动电机,使所述球形喷头边旋转边喷洒;
第二步:将步骤S1当中与醇胺溶液反应过后的天然气通入脱硫塔底部,使其沿脱硫塔自然上升与第一步当中的喷洒液接触并升温加速其反应速率,脱去其中的H2S后导入至步骤S2当中的净化气冷却器当中进行降温。
优选地,所述脱硫塔包括:
塔体,其内上部分水平横向固定一隔网,所述隔网底部中央竖向设置一输出端朝下的低速转动电机;
若干球形喷头,其均包括内部中空的圆杆,以及一端连通于圆杆的圆球,所述圆球的球体外侧均匀分布若干连通其内部的喷孔,所有球形喷头的远离圆球的一端都汇聚在一起连通于低速转动电机输出端;所述低速转动电机的输出端还连通有用于加取喷洒液的加液管,其通过水泵控制流量;
所述塔体的侧壁设置有热力传导层,用于将外部的热量传导至反应腔;
进气口,设置在塔体下部分外侧壁上;
出料口,设置在所述塔体底部,用于反应过后收取反应沉淀物。
本发明至少包括以下有益效果:
1、脱酸工艺简单,其通过一次脱酸、二次脱酸将天然气当中的酸性气体进行祛除,并利用降温装置进行提纯,工艺简单且效率高。
2、资源利用率高,将与天然气进行酸性吸附反应后的醇胺溶液通过加热使富液转化为么贫液,重新投入到脱酸的初始反应溶液中,大大提高了资源利用率。
3、反应装置安装拆卸方便,其通过各个不同的反应装置进行组合,完成不同的反应分工,移运机动灵活。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明的天然气脱酸工艺流程图;
图2为本发明的脱硫塔的结构图;
说明书附图标记说明:1、塔体,2、隔网,3、低速转动电机,4、球形喷头,5、加液管,6、水泵,7、热力传导层,8、进气口,9、出料口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
在本发明的描述中,术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
如图1-2所示,本发明提供一种天然气的脱酸工艺流程,其包括以下步骤:
S1,将天然气通入含有醇胺溶液的吸收塔内,天然气中的酸性气体与醇胺溶液发生放热吸附反应,从而天然气当中的酸性气体吸附在醇胺溶液中,且放热促使醇胺气体释放,得到天然气和醇胺气体的混合气;
其中,与天然气发生反应后的醇胺溶液从贫液转化成富液;
S2,将经过步骤S1得到的混合气通入净化气冷却器当中降温;
S3,将步骤S2中降温后的混合气通入净化气分离器当中分离出其中的醇胺气体。
在上述技术方案中,S1通过将天然气通入含有醇胺溶液的吸收塔内祛除掉CO2后,同时由于其发生反应时会释放大量热量,所以需要通入S2、S3当中的净化气冷却器以及净化气分离器当中降温、分离形成纯度较高的天然气。
在另一种技术方案中,步骤S1当中使用的醇胺溶液选用MDEA溶液。
在上述技术方案中,MDEA(甲基二乙醇胺),其作为酸性气体的吸收剂,其为无色或者微黄粘稠液体,溶于水和醇,可作为吸附酸性气体最佳试剂。
在另一种技术方案中,将步骤S1中与天然气反应过的醇胺溶液进行加热,使醇胺溶液从富液转换为贫液后形成醇胺溶液再生,包括以下步骤:
步骤一,将步骤S1当中的富液从吸收塔底部排出进入闪蒸分离器进行脱气处理,通过压力变化脱除步骤S1当中的富液中的部分CO2;
步骤二,将步骤一当中脱除部分CO2的富液导入贫富液热换器中加热后通至再生塔顶部,同步利用再沸器进行二次加热后使再生塔顶部的富液中剩余的气相CO2从塔顶进入CO2冷却器至CO2分离器当中,分离出再生塔顶部的富液当中的CO2后转换成形成贫液;
步骤三,将步骤二中完全脱除CO2的贫液导入至再生塔底部通过贫富液换热器、贫液水冷却器进行降温冷却后,通入活性炭过滤器以及机械过滤器进行二次过滤,去除杂质,最终进入吸收塔,形成新的醇胺溶液。
在上述技术方案中,与天然气发生过酸性吸附反应后的醇胺溶液从贫液变成富液,需要对其进行醇胺溶液再生步骤,使其重新转换成贫液,步骤一当中,主要的目的是除去混合在富液当中的部分CO2,步骤二通过加热祛除富液当中的全部CO2,然后进行降温、冷却后过滤掉杂质,形成新的醇胺溶液。
在另一种技术方案中,步骤S1后还包括一下步骤:
将步骤S1当中与醇胺溶液反应过后的天然气通入脱硫塔中进行二次脱酸,使其与脱硫塔内的硫化氢祛除剂进行反应后进一步脱去天然气中剩余的H2S,得到纯净的天然气。
在上述技术方案中,将S1当中与醇胺溶液反应过后的天然气通入脱硫塔中进行二次脱酸,使其与脱硫塔内的硫化氢祛除剂进行反应后脱去酸性气体,得到纯净的天然气。
在另一种技术方案中,将步骤S1当中与醇胺溶液反应过后的天然气通入脱硫塔中进行二次脱酸的工艺步骤为:
第一步:选用可溶性硫化物生成金属硫化物沉淀类硫化氢祛除剂,将其制备成喷洒液,导入位于脱硫塔中部的球形喷头4并将喷洒液喷出;
其中,球形喷头4通过一低速转动电机3带动其转动,在喷洒液喷洒时,打开低速转动电机3,使所述球形喷头4边旋转边喷洒;
第二步:将步骤S1当中与醇胺溶液反应过后的天然气通入脱硫塔底部,使其沿脱硫塔自然上升与第一步当中的喷洒液接触并升温加速其反应速率,脱去其中的H2S后导入至步骤S2当中的净化气冷却器当中进行降温。
在上述技术方案中,选用可溶性硫化物生成金属硫化物沉淀类硫化氢祛除剂作为二次除酸的反应试剂,原理是硫元素与金属离子会发生化学反应沉淀,从而达到除酸的目的,且其反应沉淀物可回收利用。
其中,喷洒液通过球形喷头4喷洒而出形成雾状并且利用低速转动电机3转动,使其充分与天然气接触,加速其反应速率。
反应过程中,球形喷头4通过设置在脱硫塔外部的喷洒液输入装置利用一设置在加液管5上的水泵6抽取并输出,水泵6可根据塔体1内部的反应情况来控制流量大小,球形喷头4包括一本体上均匀设置若干细小喷孔并连通其内部的球体,通过该球体将喷洒液尽可能大范围地扩散至塔体1内部以形成高效的反应环境。
如图2所示,在另一种技术方案中,所述脱硫塔包括:
塔体1,其内上部分水平横向固定一隔网2,所述隔网2底部中央竖向设置一输出端朝下的低速转动电机3;
若干球形喷头4,其均包括内部中空的圆杆,以及一端连通于圆杆的圆球,所述圆球的球体外侧均匀分布若干连通其内部的喷孔,所有球形喷头4的远离圆球的一端都汇聚在一起连通于低速转动电机3输出端;所述低速转动电机3的输出端还连通有用于加取喷洒液的加液管5,其通过水泵6控制流量;
所述塔体1的侧壁设置有热力传导层7,用于将外部的热量传导至反应腔;
进气口8,设置在塔体1下部分外侧壁上;
出料口9,设置在所述塔体1底部,用于反应过后收取反应沉淀物。
在另一种技术方案中,脱硫塔内部通过隔网2形成一固定结构,将电机固定在隔网2中央,同时,当天然气在与喷洒液进行反应时,防止少量金属沉淀物混入天然气当中影响其纯度,设置隔网2形成物理阻隔,球形喷头4用于将喷洒液均匀喷出并形成雾化,同时利用低速转动电机3,加速与含有硫化氢的天然气进行充分反应,缩减整个反应发生时间。
其中,在塔体1内部进行脱酸反应时,通过设置在塔体1侧壁上的热力传导层7将热量均匀输送至塔体1内部,可根据其最佳反应温度,在塔体1外控制输入温度。
反应完毕,打开塔体1底部的出料口9,回收反应沉淀物,其中,出料口9伸入塔体1内部的部分设置成锥形,以方便落料后自动进入出料口9。
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (2)
1.一种天然气的脱酸工艺流程,其特征在于,包括以下步骤:
S1,将天然气通入含有醇胺溶液的吸收塔内,天然气中的酸性气体与醇胺溶液发生放热吸附反应,从而天然气当中的酸性气体吸附在醇胺溶液中,且放热促使醇胺气体释放,得到天然气和醇胺气体的混合气;
其中,与天然气发生反应后的醇胺溶液从贫液转化成富液;
S2,将经过步骤S1得到的混合气通入净化气冷却器当中降温;
S3,将步骤S2中降温后的混合气通入净化气分离器当中分离出其中的醇胺气体;
将步骤S1中与天然气反应过的醇胺溶液进行加热,使醇胺溶液从富液转换为贫液后形成醇胺溶液再生,包括以下步骤:
步骤一,将步骤S1当中的富液从吸收塔底部排出进入闪蒸分离器进行脱气处理,通过压力变化脱除步骤S1当中的富液中的部分CO2;
步骤二,将步骤一当中脱除部分CO2的富液导入贫富液热换器中加热后通至再生塔顶部,同步利用再沸器进行二次加热后使再生塔顶部的富液中剩余的气相CO2从塔顶进入CO2冷却器至CO2分离器当中,分离出再生塔顶部的富液当中的CO2后转换成形成贫液;
步骤三,将步骤二中完全脱除CO2的贫液导入至再生塔底部通过贫富液换热器、贫液水冷却器进行降温冷却后,通入活性炭过滤器以及机械过滤器进行二次过滤,去除杂质,最终进入吸收塔,形成新的醇胺溶液;
步骤S1后还包括一下步骤:
将步骤S1当中与醇胺溶液反应过后的天然气通入脱硫塔中进行二次脱酸,使其与脱硫塔内的硫化氢祛除剂进行反应后进一步脱去天然气中剩余的H2S,得到纯净的天然气
将步骤S1当中与醇胺溶液反应过后的天然气通入脱硫塔中进行二次脱酸的工艺步骤为:
第一步:选用可溶性硫化物生成金属硫化物沉淀类硫化氢祛除剂,将其制备成喷洒液,导入位于脱硫塔中部的球形喷头并将喷洒液喷出;
其中,球形喷头通过一低速转动电机带动其转动,在喷洒液喷洒时,打开低速转动电机,使所述球形喷头边旋转边喷洒;
第二步:将步骤S1当中与醇胺溶液反应过后的天然气通入脱硫塔底部,使其沿脱硫塔自然上升与第一步当中的喷洒液接触并升温加速其反应速率,脱去其中的H2S后导入至步骤S2当中的净化气冷却器当中进行降温;
所述脱硫塔包括:
塔体,其内上部分水平横向固定一隔网,所述隔网底部中央竖向设置一输出端朝下的低速转动电机;
若干球形喷头,其均包括内部中空的圆杆,以及一端连通于圆杆的圆球,所述圆球的球体外侧均匀分布若干连通其内部的喷孔,所有球形喷头的远离圆球的一端都汇聚在一起连通于低速转动电机输出端;所述低速转动电机的输出端还连通有用于加取喷洒液的加液管,其通过水泵控制流量;
所述塔体的侧壁设置有热力传导层,用于将外部的热量传导至反应腔;
进气口,设置在塔体下部分外侧壁上;
出料口,设置在所述塔体底部,用于反应过后收取反应沉淀物。
2.根据权利要求1所述的天然气的脱酸工艺流程,其特征在于,步骤S1当中使用的醇胺溶液选用MDEA溶液。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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