CN205235699U - 一种吸附塔及lng原料气的净化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种吸附塔及LNG原料气的净化装置，用于在处理小流量LNG原料气时，在固体吸附法进行脱水的同时脱除酸性组分，无需再单独使用醇胺法脱除酸性组分所需设备，使得LNG原料气的净化操作流程简单。本实用新型实施例一种吸附塔的技术方案包括：吸附塔壳体，所述吸附塔壳体上设置有进口和出口；设置在所述吸附塔壳体内的复数个间隔挡板，所述间隔挡板将所述吸附塔壳体间隔成至少两个首尾相通的吸附床层，通过所述进口进入到所述吸附塔壳体的气体呈S形的依次通过所述吸附床层，并经所述出口排出。

Description

一种吸附塔及LNG原料气的净化装置

技术领域

本实用新型实施例涉及天然气净化技术领域，具体涉及一种吸附塔及LNG原料气的净化装置。

背景技术

因原料天然气中会含有一定量的H₂S、CO₂、水等杂质，为了避免其在低温环境下冻结而堵塞管道和阀门等设备，影响整个LNG工厂的正常稳定运行，需要对LNG原料气净化处理脱除其中的H₂S、CO₂、水等杂质。原料天然气经净化处理(脱除H₂S、CO₂、水和重烃等杂质)后，在低温下逐步冷却冷凝，由气态变成液态并在常压下约﹣162℃储存，称为称为液化天然气LNG(LiquefiedNaturalGas)。

现有技术中，LNG原料气中H₂S、CO₂等酸性组分的脱除一般采用醇胺法，该净化工艺主要由吸收塔、闪蒸罐、贫富液换热器、再生塔、贫液增压泵、贫液冷却器、贫液循环泵等设备组成；天然气中水分的脱除主要有低温分离法、溶剂吸收法、固体吸附法和膜分离法等工艺方法，LNG原料气要求深度干燥，水分的脱除一般采用固体吸附法，传统的固体吸附法一般采用分子筛作为吸附剂的双塔或者三塔流程脱除天然气中的水分。

现有技术的缺陷是，在天然气处理量较小的情况下，当分别采用醇胺法脱除酸性组分和固体吸附法脱除水时，由于醇胺法脱除酸性组分所需设备较多，则使得整个LNG原料气的净化操作流程复杂。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种吸附塔，用于在处理小流量LNG原料气时，在固体吸附法进行脱水的同时脱除酸性组分，无需再单独使用醇胺法脱除酸性组分所需设备，使得LNG原料气的净化操作流程简单。

本实用新型实施例一种吸附塔的技术方案包括：

吸附塔壳体，所述吸附塔壳体上设置有进口和出口；

设置在所述吸附塔壳体内的复数个间隔挡板，所述间隔挡板将所述吸附塔壳体间隔成至少两个首尾相通的吸附床层，通过所述进口进入到所述吸附塔壳体的气体呈S形的依次通过所述吸附床层，并经所述出口排出。

优选地，在上述吸附塔中，复数个所述间隔挡板分为第一间隔挡板组和第二间隔挡板组，所述第一间隔挡板组与所述第二间隔挡板组错位布置；

所述第一间隔挡板组与所述吸附塔壳体的底部连接并与所述吸附塔壳体的顶部之间具有空隙；

所述第二间隔挡板组与所述吸附塔壳体的顶部连接并与所述吸附塔壳体的底部之间具有空隙。

优选地，在上述吸附塔中，复数个所述间隔挡板竖直设置。

优选地，在上述吸附塔中，复数个所述间隔挡板等距离间隔设置，使得所述吸附床层大小相同。

优选的，在上述吸附塔中，所述吸附塔壳体为圆筒状。

本实用新型实施例还提供一种LNG原料气的净化装置，具体技术方案包括：

第一吸附塔、第二吸附塔，再生气加热器、再生气冷却器、气液分离器和压缩机，其中，

所述第一吸附塔和所述第二吸附塔为上述任意技术方案所述的吸附塔；所述第一吸附塔包括第一进口、第一出口，所述第二吸附塔包括第二进口、第二出口；

所述第一进口、所述第二进口均与LNG原料气入口管线连接，所述第一出口、所述第二出口均通过出口管线分别与净化气管路和再生气加热器连接；

所述第一进口、所述第二进口均分别与再生气冷却器连接；

所述再生气冷却器与气液分离器连接；

所述气液分离器与压缩机连接，所述压缩机与所述LNG原料气入口管线连接。

优选地，在上述LNG原料气的净化装置中，所述LNG原料气入口管线与所述第一进口、所述第二进口之间均设有阀门；所述出口管线与所述第一出口、所述第二出口之间均设有阀门。

优选地，在上述LNG原料气的净化装置中，所述出口管线与所述净化气管路和所述再生气加热器之间设有粉尘过滤器。

优选地，在上述LNG原料气的净化装置中，所述粉尘过滤器与所述再生气加热器之间设有调节阀和流量计。

优选地，在上述LNG原料气的净化装置中，所述再生气加热器与所述第一出口、所述第二出口之间分别设有阀门；所述第一进口、所述第二进口与所述再生气冷却器之间分别设有阀门。

采用上述技术方案的吸附塔的有益效果是：

由于吸附塔壳体内设有至少复数个间隔挡板，该间隔挡板将吸附塔壳体间隔成至少两个首尾相通的吸附床层，通过进口进入到吸附塔壳体的气体呈S形的依次通过吸附床层，即吸附床层串联连接，在一个吸附床层完成吸附的气体进入下一个吸附床层进行吸附，在处理小流量LNG原料气时，各吸附床层实现串联操作，通过装填不同类型不同量的吸附剂可以实现LNG原料气中的水和H₂S、CO₂等酸性组分的联合脱除，无需再单独使用醇胺法脱除酸性组分所需设备，简化了LNG原料气净化的操作流程。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型优选实施例一种吸附塔的结构图；

图2为本实用新型优选实施例一种LNG原料气的净化装置的结构图。

具体实施方式

本实用新型实施例提供一种吸附塔，用于在处理小流量LNG原料气时，在固体吸附法进行脱水的同时脱除酸性组分，无需再单独使用醇胺法脱除酸性组分所需设备，使得LNG原料气的净化操作流程简单。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型实施例一种吸附塔的技术方案包括：

吸附塔壳体1，吸附塔壳体1上设置有进口9和出口7；

吸附塔壳体1内设有复数个间隔挡板10，间隔挡板10将吸附塔壳体1间隔成至少两个首尾相通的吸附床层，通过进口9进入到吸附塔壳体1的气体呈S形的依次通过吸附床层，并经出口7排出。

采用上述技术方案的吸附塔的有益效果是：

由于吸附塔壳体1内设有至少复数个间隔挡板10，该间隔挡板10将吸附塔壳体1间隔成至少两个首尾相通的吸附床层，通过进口9进入到吸附塔壳体1的气体呈S形的依次通过吸附床层，即吸附床层串联连接，在一个吸附床层完成吸附的气体进入下一个吸附床层进行吸附，在处理小流量LNG原料气时，各吸附床层实现串联操作，通过装填不同类型不同量的吸附剂可以实现LNG原料气中的水和H₂S、CO₂等酸性组分的联合脱除，无需再单独使用醇胺法脱除酸性组分所需设备，简化了LNG原料气净化的操作流程。

为了实现通过进口9进入到吸附塔壳体1内的气体能够呈S形的以此通过吸附床层，复数个间隔挡板10具体可以分为第一间隔挡板组和第二间隔挡板组，第一间隔挡板组与第二间隔挡板组错位布置；第一间隔挡板组与吸附塔壳体1的底部连接并与吸附塔壳体1的顶部之间具有空隙；第二间隔挡板组与吸附塔壳体1的顶部连接并与吸附塔壳体1的底部之间具有空隙。更进一步的，复数个间隔挡板10可以等距离间隔竖直设置，使得每个吸附床层纵向设置且大小相等。

需要说明的是，吸附塔壳体1可以为圆柱筒体，各吸附床层在具体工作过程中实现串联操作，每个吸附床层根据需要可以装填一种或者多种吸附剂，吸附塔的进口9、出口7可以分别位于吸附塔壳体1的两侧，并分别与最外侧的吸附床层连通。

在至少两个(可以为2个，3个，4个等)相互独立的吸附床层中，吸附塔可以根据LNG原料气的处理量以及水和H₂S、CO₂等酸性组分含量的不同，计算出吸附塔壳体1的筒体的直径以及4A分子筛和13X分子筛吸附剂的装填高度，从而确定整个筒体的高度，其中4A分子筛主要用于原料天然气中水的脱除，13X分子筛则用于原料气天然气中H₂S、CO₂等酸性组分的脱除。

吸附床层可以具体包括瓷球填充层2、丝网层3、吸附剂填充层4，具体使用时，瓷球填充层2、丝网层3、吸附剂填充层4可从上到下依次设置，瓷球填充层2可以起到均匀分布吸附塔中的天然气的作用；布置在吸附剂床层上下的丝网层3可以避免细小的吸附剂被天然气带出吸附塔而对下游工序造成堵塞；装填不同类型的吸附剂(如4A分子筛和13X分子筛等)用来吸附天然气中的水、H₂S和CO₂等组分。

本实施例中的吸附塔同时还包括：卸料口5、支撑栅板6、排污口8、装料口11。

请参阅图2，本实用新型实施例还提供一种包含上述吸附塔的LNG原料气的净化装置，具体包括：

第一吸附塔D1A、第二吸附塔D1B、再生气加热器H1、再生气冷却器E1、再生气气液分离器V1、再生气压缩机C1；

第一吸附塔D1A包括第一进口、第一出口，第二吸附塔D1B包括第二进口、第二出口；

下面分别对各部件进行详细说明：

(1)第一吸附塔D1A和第二吸附塔D1B

第一进口和第二进口均与LNG原料气入口管线连通，在LNG原料气入口管线内的LNG原料气可以经过第一进口进入第一吸附塔D1A和经过第二进口进入第二吸附塔D1B，LNG原料气在第一吸附塔D1A和第二吸附塔D1B内进行脱除水、和H₂S、CO₂等酸性组分的操作。

需要说明的是，LNG原料气的入口管线与第一进口、第二进口之间可以各设有起开关作用的阀门K1A、阀门K1B，阀门K1A、阀门K1B的开关状态由程序逻辑控制。

经过脱除水、和H₂S、CO₂等酸性组分的天然气经第一出口和第二出口与出口管线连接，第一出口、第二出口与出口管线之间可以各设有阀门K2A、阀门K2B，阀门K2A和阀门K2B起开关作用且开关状态由程序逻辑控制。

(2)出口管线

经过出口管线的已脱除水、和H₂S、CO₂等酸性组分的天然气将分两部分，一部分通过净化气管路作为净化气使用，一部分通过再生气加热器H1作为再生气使用。

进一步的，出口管线和净化器管路及再生气加热器H1之间可以设有粉尘过滤器F1，经过粉尘过滤器F1过滤后再分别进入净化器管路和再生气加热器H1。

(3)再生气加热器H1

一部分已脱除水、和H₂S、CO₂等酸性组分的天然气通过出口管线进入再生气加热器H1，以作为再生气使用，再生气包括热吹气和冷吹气两种。

进一步的，出口管线与再生气加热器H1之间可以设有流量计FE1和调节阀K9，用于调节热吹气或冷吹气的流量。

再生气加热器H1除与出口管线连接外，还分别与第一出口和第二出口连接，再生气加热器H1与第一出口之间可以设有阀门K3A，再生气加热器H1与第二出口之间可以设有阀门K3B，阀门K3A、阀门K3B起开关作用且开关状态由程序逻辑控制。

(4)再生气冷却器E1

再生气冷却器E1分别与第一进口和第二进口连接，再生气冷却器E1还和再生气气液分离器V1连接。

再生气冷却器E1与第一进口之间设有阀门K4A，再生气冷却器E1和第二进口之间设有阀门K4B，阀门K4A、阀门K4B起开关作用且开关状态由程序逻辑控制。

(5)再生气气液分离器V1

再生气气液分离器V1与再生气冷却器E1和再生气压缩机C1连接，再生气压缩机C1与入口管线连接。

下面结合附图对本实用新型LNG原料气的净化装置的工作原理进行详细说明：

LNG原料气入口管线与第一吸附塔D1A的第一进口和第二吸附塔D1B的第二进口相连，在第一吸附塔D1A和第二吸附塔D1B脱除了水、和H₂S、CO₂等酸性组分的天然气通过第一出口、第二出口经出口管线进入到粉尘过滤器F1，过滤后的天然气一部分作为净化气进入净化器管路，另一部分作为再生气(再生气包括热吹气和冷吹气)，再生气通过再生气加热器H1后经第一出口进入到第一吸附塔D1A和第二出口进入到第二吸附塔D1B，再生气分别对第一吸附塔D1A、第二吸附塔D1B先后完成热吹和冷吹操作，热吹操作可通过热吹气将第一吸附塔D1A、第二吸附塔D1B中被吸附剂吸附的水、H₂S和CO₂等酸性组分解析出来，而冷吹操作可通过冷吹气将第一吸附塔D1A、第二吸附塔D1B的温度冷却到预定的吸附温度，从而使第一吸附塔D1A、第二吸附塔D1B中的吸附剂恢复其对水、H₂S和CO₂等酸性组分的吸附能力，通过第一吸附塔D1A、第二吸附塔D1B的再生气依次经过再生气冷却器E1、再生气气液分离器V1后，对再生气进行合理的利用。

当第一吸附塔D1A、第二吸附塔D1B处于热吹时，热吹气一部分作为再生气加热器H1的燃料气，另一部分则作为液化工厂其他装置的燃料气，实现对热吹气的合理利用；当第一吸附塔D1A、第二吸附塔D1B处于冷吹时，冷吹气则通过再生气压缩机C1增压后与原料天然气混合，实现对冷吹气的循环回收利用。

需要说明的是，本实施例中的第一进口、第一出口、第二进口、第二出口中的第一、第二只是为了便于区分，不具有实际含义，同时在执行不同的操作时，第一进口、第二进口也起到出口的作用，第一出口和第二出口也起到进口作用。

本实用新型提供的一种LNG原料气的净化装置，第一吸附塔D1A、第二吸附塔D1B按照程序控制在每个周期中分别要完成吸附、热吹和冷吹过程。下面以第一吸附塔D1A进行吸附操作，第二吸附塔D1B分别进行热吹和冷吹操作为例进行说明，具体过程如下：

当第一吸附塔D1A进行吸附操作、第二吸附塔D1B进行热吹操作时，原料天然气由LNG原料气入口管线通过阀门K1A经第一进口进入第一吸附塔D1A，在吸附床层中先后脱除水、H₂S和CO₂等酸性组分后的天然气由阀门K2A通过出口管线进入到粉尘过滤器F1中，经过过滤后的天然气一部分与净化气管路连接，一部分作为再生气(进行热吹操作时，再生气为热吹气)与再生气加热器H1连接，热吹气的流量可通过再生气管线上的流量计FE1和调节阀K9进行调节，热吹气通过再生气加热器H1加热到约280℃后，由阀门K3B经第二出口进入第二吸附塔D1B中，对吸附床层进行加热并将吸附床层中吸附的水、H₂S和CO₂等酸性组分解析出来，由第二吸附塔D1B的第二进口、阀门K4B进入到再生气冷却器E1中进行冷却，然后通过再生气分离器V1，分离出部分冷凝水后，通过阀门K6一部分热吹气作为再生气加热器H1的燃料气，另一部分则作为液化工厂其他装置的燃料气，实现对热吹气的合理利用。

第一吸附塔D1A进行吸附操作，第二吸附塔D1B进行冷吹操作时，原料天然气由LNG原料气入口管线通过阀门K1A经第一进口进入到第一吸附塔D1A中，在吸附床层中先后脱除水、H₂S和CO₂等酸性组分后由阀门K2A通过第一出口经出口管线进入到粉尘过滤器F1中，过滤后的天然气一部分与净化器管路连接作为净化气使用，另一部分作为本单元的冷吹气，冷吹气的流量可通过再生气管线上的流量计FE1和调节阀K9进行调节，冷吹气通过再生气加热器H1后(冷吹时加热器不工作)，由阀门K3B经第二出口进入到第二吸附塔D1B中，对吸附床层进行冷吹，冷吹气经第二进口由阀门K4B排出依次通过再生气冷却器E1和再生气分离器V1后，最后通过阀门K5进入到再生气压缩机C1增压，增压后的冷吹气返回到原料天然气的入口端，与原料天然气一起进入吸附塔D1A中，实现对冷吹气的循环回收利用。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种吸附塔，其特征在于，包括：

吸附塔壳体，所述吸附塔壳体上设置有进口和出口；

设置在所述吸附塔壳体内的复数个间隔挡板，所述间隔挡板将所述吸附塔壳体间隔成至少两个首尾相通的吸附床层，通过所述进口进入到所述吸附塔壳体的气体呈S形的依次通过所述吸附床层，并经所述出口排出。

2.根据权利要求1所述的吸附塔，其特征在于，复数个所述间隔挡板分为第一间隔挡板组和第二间隔挡板组，所述第一间隔挡板组与所述第二间隔挡板组错位布置；

所述第一间隔挡板组与所述吸附塔壳体的底部连接并与所述吸附塔壳体的顶部之间具有空隙；

所述第二间隔挡板组与所述吸附塔壳体的顶部连接并与所述吸附塔壳体的底部之间具有空隙。

3.根据权利要求2所述的吸附塔，其特征在于，复数个所述间隔挡板竖直设置。

4.根据权利要求3所述的吸附塔，其特征在于，复数个所述间隔挡板等距离间隔设置，使得所述吸附床层大小相同。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的吸附塔，其特征在于，所述吸附塔壳体为圆筒状。

6.一种LNG原料气的净化装置，其特征在于，包括第一吸附塔、第二吸附塔，再生气加热器、再生气冷却器、气液分离器和压缩机，其中，

所述第一吸附塔和所述第二吸附塔为权利要求1至5中任一项所述的吸附塔；所述第一吸附塔包括第一进口、第一出口，所述第二吸附塔包括第二进口、第二出口；

所述第一进口、所述第二进口均与LNG原料气入口管线连接，所述第一出口、所述第二出口均通过出口管线分别与净化气管路和再生气加热器连接；

所述第一进口、所述第二进口均分别与再生气冷却器连接；

所述再生气冷却器与气液分离器连接；

所述气液分离器与压缩机连接，所述压缩机与所述LNG原料气入口管线连接。

7.根据权利要求6所述的LNG原料气的净化装置，其特征在于，所述LNG原料气入口管线与所述第一进口、所述第二进口之间均设有阀门；所述出口管线与所述第一出口、所述第二出口之间均设有阀门。

8.根据权利要求6或7所述的LNG原料气的净化装置，其特征在于，所述出口管线与所述净化气管路和所述再生气加热器之间设有粉尘过滤器。

9.根据权利要求8所述的LNG原料气的净化装置，其特征在于，所述粉尘过滤器与所述再生气加热器之间设有调节阀和流量计。

10.根据权利要求9所述的LNG原料气的净化装置，其特征在于，所述再生气加热器与所述第一出口、所述第二出口之间分别设有阀门；所述第一进口、所述第二进口与所述再生气冷却器之间分别设有阀门。