CN111826220B - 一种天然气脱水处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及天然气生产技术领域，具体的说是一种天然气脱水处理系统，包括封盖结构、承托结构、脱水结构和气液分离结构，所述封盖结构和承托结构之间安装有脱水结构，所述封盖结构和脱水结构之间安装有气液分离结构，所述封盖结构包括上封盖、插槽、一号法兰、一号回流管和排气管，所述上封盖的中部开设有插槽，所述上封盖的上侧固定嵌设有排气管和若干一号回流管，本发明换质后的甘醇类化合物贫液经处理后能够循环导入进液管内，从而可实现循环利用甘醇类化合物溶液的目的，外套筒、内套筒和折流套筒之间共同形成折流通道，能够有效延长甘醇类化合物溶液与天然气的换质时限，采用底部曝气的方式，使得天然气能够分散成气泡。

Description

一种天然气脱水处理系统
技术领域
本发明涉及天然气生产技术领域，具体的说是一种天然气脱水处理系统。
背景技术
目前，天然气脱水工艺多采用溶剂吸收脱水法，将天然气与某种吸水能力强的化学溶剂相接触，利用化学溶剂对水的吸收能力，吸收天然气中的水分，同时不与水发生化学反应，最终可达到脱水的目的，且吸收剂能通过一定的方法进行再生，使其能重复使用，这化学溶剂可为甘醇类化合物，如二甘醇、三甘醇等氯化钙水溶液等，其中板式脱水塔在天然气加工领域应用广泛，板式脱水塔是在塔内装有一定数量的塔盘，气体以鼓泡或喷射的形式穿过塔盘上的液层使两相密切接触，进行传质，其脱水过程为：湿天然气自吸收塔底部进入，自下而上与从顶部进入的三甘醇贫液相接触后，干气从顶部流出，贫三甘醇自塔顶进入，与吸收塔内湿天然气充分接触后成为富液，富液从塔底部流出，经过滤器、换热器与贫三甘醇换热后进入再生塔，富液再生后成为贫液经与富液换冷后加压循环注入吸收塔中。
如上所述，板式脱水塔是采用底部曝气的方式进行气浮传质的，而在多组塔盘的作用下，甘醇类化合物能够呈曲折状传输，有较长的换质空间，而气浮天然气则为直线上升，使得换质时间有限，从而容易造成天然气脱水效果不佳的现象，使得现有天然气板式脱水塔脱水效率和质量低下。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供了一种天然气脱水处理系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种天然气脱水处理系统，包括封盖结构、承托结构、脱水结构和气液分离结构，所述封盖结构和承托结构之间安装有脱水结构，所述封盖结构和脱水结构之间安装有气液分离结构。
具体的，所述封盖结构包括上封盖、插槽、一号法兰、一号回流管和排气管，所述上封盖的中部开设有插槽，所述上封盖的上侧固定嵌设有排气管和若干一号回流管，所述一号回流管远离上封盖的一端均固定连接有一号法兰。
具体的，所述承托结构包括底板、承托柱、下封盖、二号回流管、进气管、一号曝气环、二号曝气环、填料环、曝气口和二号法兰，所述底板的上方设有下封盖，所述底板和下封盖之间固定连接有若干承托柱，所述下封盖的上方设有一号曝气环和二号曝气环，所述一号曝气环的下侧固定嵌设有四个进气管，所述二号曝气环的下侧固定嵌设有若干二号回流管，所述进气管和二号回流管均固定嵌设在下封盖上，所述二号回流管远离二号曝气环的一端均固定连接有二号法兰，所述一号曝气环和二号曝气环的上侧均开设有若干曝气口，所述一号曝气环和二号曝气环内均嵌设有填料环。
具体的，所述脱水结构包括外套筒、折流套筒、内套筒、进液管、分隔板、上法兰环、下法兰环、排液管、折流通道，所述外套筒的两端外壁分别固定连接有上法兰环和下法兰环，所述上法兰环与上封盖螺丝固定，所述下法兰环与下封盖螺丝固定，所述外套筒的底端外壁固定嵌设有四个排液管，所述外套筒内固定嵌设有分隔板，所述分隔板的中部固定嵌设有进液管，所述进液管的外侧且位于分隔板上焊接有内套筒，所述外套筒和内套筒之间均设有折流套筒，所述折流套筒的底端均焊接在下封盖的上侧，所述外套筒、内套筒和折流套筒之间共同形成折流通道。
具体的，所述气液分离结构包括一号储气室、二号储气室、一号气孔、压板、二号气孔、穿孔、长螺栓、螺母和填料板，所述一号储气室和二号储气室均位于分隔板的上方，所述一号储气室位于外套筒和内套筒之间，所述二号储气室位于内套筒和进液管之间，所述一号储气室和二号储气室的底壁上均开设有若干一号气孔，所述一号储气室和二号储气室内均设有压板，所述压板上均开设有若干穿孔和若干二号气孔，所述一号储气室和二号储气室底壁与相邻压板之间均设有填料板，所述一号储气室和二号储气室底壁上侧均固定连接有长螺栓，所述长螺栓的顶端均穿过穿孔螺纹连接有螺母。
具体的，所述排气管与二号储气室连通，所述一号回流管均与一号储气室连通，相邻所述一号法兰和二号法兰螺丝固定，所述一号曝气环位于外套筒和相邻折流套筒之间，所述二号曝气环位于内套筒和相邻折流套筒之间，两个所述折流套筒的半径不同，所述进液管的顶端穿过插槽。
本发明的有益效果：
(1)本发明一种天然气脱水处理系统，换质后的甘醇类化合物贫液经处理后能够循环导入进液管内，从而可实现循环利用甘醇类化合物溶液的目的，外套筒、内套筒和折流套筒之间共同形成折流通道，能够有效延长甘醇类化合物溶液与天然气的换质时限，采用底部曝气的方式，使得天然气能够分散成气泡，扩大了有效换质面积，提高了换质效果，且换质过程中，气泡流向与甘醇类化合物溶液流向相反，可避免甘醇类化合物溶液富集后，吸水能力急剧减弱的问题。
(2)本发明一种天然气脱水处理系统，在分隔板上方设有一号储气室和二号储气室，使得底部曝气产生的天然气能够聚集加压，待气压足够时，经回流管倒流，能够将高压天然气重新导入折流通道底部，从而实现折流通道的多次曝气脱水流程，避免了传统板式脱水塔内天然气气泡换质时间有限的弊端，加强了脱水效果。
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为本发明提供的一种天然气脱水处理系统的结构剖面图；
图2为本发明提供的一种天然气脱水处理系统中填料板的位置示意图；
图3为本发明提供的一种天然气脱水处理系统附图1中的A处结构放大图；
图4为本发明提供的一种天然气脱水处理系统附图1中的B处结构放大图；
图5为本发明提供的一种天然气脱水处理系统中一号曝气环的结构剖视图。
图中：1、封盖结构；11、上封盖；12、插槽；13、一号法兰；14、一号回流管；15、排气管；2、承托结构；21、底板；22、承托柱；23、下封盖；24、二号回流管；25、进气管；26、一号曝气环；27、二号曝气环；28、填料环；29、曝气口；210、二号法兰；3、脱水结构；31、外套筒；32、折流套筒；33、内套筒；34、进液管；35、分隔板；36、上法兰环；37、下法兰环；38、排液管；39、折流通道；4、气液分离结构；41、一号储气室；42、二号储气室；43、一号气孔；44、压板；45、二号气孔；46、穿孔；47、长螺栓；48、螺母；49、填料板。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1-图5所示，本发明所述的一种天然气脱水处理系统，包括封盖结构1、承托结构2、脱水结构3和气液分离结构4，所述封盖结构1和承托结构2之间安装有脱水结构3，所述封盖结构1和脱水结构3之间安装有气液分离结构4,封盖结构1、承托结构2、脱水结构3共同组成换质空间，气液分离结构4能够在折流通道39上进行气液分离，使得未完全脱水的天然气重复曝气。
具体的，所述封盖结构1包括上封盖11、插槽12、一号法兰13、一号回流管14和排气管15，所述上封盖11的中部开设有插槽12，所述上封盖11的上侧固定嵌设有排气管15和若干一号回流管14，所述一号回流管14远离上封盖11的一端均固定连接有一号法兰13，插槽12内嵌设进液管34，一号回流管14可将高压天然气重新导入折流通道39底部，排气管15用于收集天然气。
具体的，所述承托结构2包括底板21、承托柱22、下封盖23、二号回流管24、进气管25、一号曝气环26、二号曝气环27、填料环28、曝气口29和二号法兰210，所述底板21的上方设有下封盖23，所述底板21和下封盖23之间固定连接有若干承托柱22，所述下封盖23的上方设有一号曝气环26和二号曝气环27，所述一号曝气环26的下侧固定嵌设有四个进气管25，所述二号曝气环27的下侧固定嵌设有若干二号回流管24，所述进气管25和二号回流管24均固定嵌设在下封盖23上，所述二号回流管24远离二号曝气环27的一端均固定连接有二号法兰210，所述一号曝气环26和二号曝气环27的上侧均开设有若干曝气口29，所述一号曝气环26和二号曝气环27内均嵌设有填料环28，天然气由一号曝气环26和二号曝气环27内的填料环28空隙穿过，之后从曝气口29向上曝气，形成密布的天然气泡，增大天然气与甘醇类化合物溶液的接触面积，从而加快换质效率。
具体的，所述脱水结构3包括外套筒31、折流套筒32、内套筒33、进液管34、分隔板35、上法兰环36、下法兰环37、排液管38、折流通道39，所述外套筒31的两端外壁分别固定连接有上法兰环36和下法兰环37，所述上法兰环36与上封盖11螺丝固定，所述下法兰环37与下封盖23螺丝固定，所述外套筒31的底端外壁固定嵌设有四个排液管38，所述外套筒31内固定嵌设有分隔板35，所述分隔板35的中部固定嵌设有进液管34，所述进液管34的外侧且位于分隔板35上焊接有内套筒33，所述外套筒31和内套筒33之间均设有折流套筒32，所述折流套筒32的底端均焊接在下封盖23的上侧，所述外套筒31、内套筒33和折流套筒32之间共同形成折流通道39，将甘醇类化合物溶液由进液管34缓慢导入，甘醇类化合物溶液则能够沿折流通道39曲折流通，从而使得甘醇类化合物溶液交替进行向下流通和向上流通，再从排液管38导出，而导出后的甘醇类化合物溶液经处理后能够循环导入进液管34内，从而使得甘醇类化合物溶液能够循环使用。
具体的，所述气液分离结构4包括一号储气室41、二号储气室42、一号气孔43、压板44、二号气孔45、穿孔46、长螺栓47、螺母48和填料板49，所述一号储气室41和二号储气室42均位于分隔板35的上方，所述一号储气室41位于外套筒31和内套筒33之间，所述二号储气室42位于内套筒33和进液管34之间，所述一号储气室41和二号储气室42的底壁上均开设有若干一号气孔43，所述一号储气室41和二号储气室42内均设有压板44，所述压板44上均开设有若干穿孔46和若干二号气孔45，所述一号储气室41和二号储气室42底壁与相邻压板44之间均设有填料板49，所述一号储气室41和二号储气室42底壁上侧均固定连接有长螺栓47，所述长螺栓47的顶端均穿过穿孔46螺纹连接有螺母48，天然气不断浮至折流通道39顶部，使得折流通道39顶部气体压强压强逐渐增大，使得天然气受气压差作用，能够穿过填料板49间隙，从而进入到一号储气室41内，而一号储气室41气压急剧升高，初步脱水的高压天然气则能够穿过二号曝气环27内的填料环28空隙穿过，从曝气口29向上曝气，实现二次曝气作用。
具体的，所述排气管15与二号储气室42连通，所述一号回流管14均与一号储气室41连通，相邻所述一号法兰13和二号法兰210螺丝固定，一号储气室41内的天然气能够回流至折流通道39底部，二号储气室42为脱水完全的天然气，所述一号曝气环26位于外套筒31和相邻折流套筒32之间，所述二号曝气环27位于内套筒33和相邻折流套筒32之间，一号曝气环26和二号曝气环27的位置正好位于折流通道39的溶液下行流道底部，能够实现气液反向运动，两个所述折流套筒32的半径不同，所述进液管34的顶端穿过插槽12，折流套筒32将外套筒31和内套筒33之间的空间切割成曲线形，使得甘醇类化合物溶液能够曲折传输，提高了换质时间。
在使用时，设备组装完成后，将各处连接间隙焊接为一体，避免漏液漏气等情况的现象，将甘醇类化合物溶液由进液管34缓慢导入，甘醇类化合物溶液则能够沿折流通道39曲折流通，从而使得甘醇类化合物溶液交替进行向下流通和向上流通，再从排液管38导出，而导出后的甘醇类化合物溶液经处理后能够循环导入进液管34内，从而使得甘醇类化合物溶液能够循环使用，将天然气由进气管25导入，天然气由一号曝气环26内的填料环28空隙穿过，之后从曝气口29向上曝气，形成密布的天然气泡，增大天然气与甘醇类化合物溶液的接触面积，从而加快换质效率，随后，天然气不断浮至折流通道39顶部，使得折流通道39顶部气体压强压强逐渐增大，使得天然气受气压差作用，能够穿过填料板49间隙，从而进入到一号储气室41内，而一号储气室41气压急剧升高，初步脱水的高压天然气则能够穿过二号曝气环27内的填料环28空隙穿过，从曝气口29向上曝气，实现二次曝气作用，曝气后的天然气则能够重新上浮换质，同理，二号储气室42下方的气压不断升高，充分脱水后的天然气则能够进入二号储气室42内，再由排气管15导出。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施方式和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，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本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种天然气脱水处理系统，其特征在于，包括封盖结构(1)、承托结构(2)、脱水结构(3)和气液分离结构(4)，所述封盖结构(1)和承托结构(2)之间安装有脱水结构(3)，所述封盖结构(1)和脱水结构(3)之间安装有气液分离结构(4)；
所述封盖结构(1)包括上封盖(11)、插槽(12)、一号法兰(13)、一号回流管(14)和排气管(15)，所述上封盖(11)的中部开设有插槽(12)，所述上封盖(11)的上侧固定嵌设有排气管(15)和若干一号回流管(14)，所述一号回流管(14)远离上封盖(11)的一端均固定连接有一号法兰(13)；
所述承托结构(2)包括底板(21)、承托柱(22)、下封盖(23)、二号回流管(24)、进气管(25)、一号曝气环(26)、二号曝气环(27)、填料环(28)、曝气口(29)和二号法兰(210)，所述底板(21)的上方设有下封盖(23)，所述底板(21)和下封盖(23)之间固定连接有若干承托柱(22)，所述下封盖(23)的上方设有一号曝气环(26)和二号曝气环(27)，所述一号曝气环(26)的下侧固定嵌设有四个进气管(25) ，所述二号曝气环(27)的下侧固定嵌设有若干二号回流管(24) ，所述进气管(25)和二号回流管(24)均固定嵌设在下封盖(23)上，所述二号回流管(24)远离二号曝气环(27)的一端均固定连接有二号法兰(210)，所述一号曝气环(26)和二号曝气环(27)的上侧均开设有若干曝气口(29) ，所述一号曝气环(26)和二号曝气环(27)内均嵌设有填料环(28)；
所述脱水结构(3)包括外套筒(31)、折流套筒(32)、内套筒(33)、进液管(34)、分隔板(35)、上法兰环(36)、下法兰环(37)、排液管(38)、折流通道(39)，所述外套筒(31)的两端外壁分别固定连接有上法兰环(36)和下法兰环(37)，所述上法兰环(36)与上封盖(11)螺丝固定，所述下法兰环(37)与下封盖(23)螺丝固定，所述外套筒(31)的底端外壁固定嵌设有四个排液管(38)，所述外套筒(31)内固定嵌设有分隔板(35)，所述分隔板(35)的中部固定嵌设有进液管(34)，所述进液管(34)的外侧且位于分隔板(35)上焊接有内套筒(33)，所述外套筒(31)和内套筒(33)之间均设有折流套筒(32)，所述折流套筒(32)的底端均焊接在下封盖(23)的上侧，所述外套筒(31)、内套筒(33)和折流套筒(32)之间共同形成折流通道(39)；
所述气液分离结构(4)包括一号储气室(41)、二号储气室(42)、一号气孔(43)、压板(44)、二号气孔(45)、穿孔(46)、长螺栓(47)、螺母(48)和填料板(49)，所述一号储气室(41)和二号储气室(42)均位于分隔板(35)的上方，所述一号储气室(41)位于外套筒(31)和内套筒(33)之间，所述二号储气室(42)位于内套筒(33)和进液管(34)之间，所述一号储气室(41)和二号储气室(42)的底壁上均开设有若干一号气孔(43)，所述一号储气室(41)和二号储气室(42)内均设有压板(44)，所述压板(44)上均开设有若干穿孔(46)和若干二号气孔(45)，所述一号储气室(41)和二号储气室(42)底壁与相邻压板(44)之间均设有填料板(49)，所述一号储气室(41)和二号储气室(42)底壁上侧均固定连接有长螺栓(47)，所述长螺栓(47)的顶端均穿过穿孔(46)螺纹连接有螺母(48)；
所述排气管(15)与二号储气室(42)连通，所述一号回流管(14)均与一号储气室(41)连通，相邻所述一号法兰(13)和二号法兰(210)螺丝固定；所述一号曝气环(26)位于外套筒(31)和相邻折流套筒(32)之间，所述二号曝气环(27)位于内套筒(33)和相邻折流套筒(32)之间；两个所述折流套筒(32)的半径不同，所述进液管(34)的顶端穿过插槽(12)。
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