循環(huán)使用三甘醇脫除天然氣攜帶的水和雜質(zhì)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及石油化工行業(yè)中的天然氣凈化領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]從地下開采的天然氣一般都攜帶一定量水分，天然氣的水露點(diǎn)值都高于規(guī)定的指標(biāo)(低于沿途環(huán)境溫度5?15°C )。如果攜帶水分的天然氣在高壓或低溫時(shí)，就會(huì)有液相水凝結(jié)。液相水對(duì)處理裝置以及輸氣管線有如下危害:①限制管線內(nèi)天然氣流速，降低輸氣量；②與0)2、&3等酸性組分混合生成具有腐蝕性的酸；③與小分子氣體及混合物在高壓或O度以上生成外觀似冰的固體水合物。因此，氣田各集氣站在輸送前必須脫水凈化處理采出的天然氣，使天然氣的水含量或水露點(diǎn)值符合指標(biāo)要求。
[0003]由于三甘醇熱穩(wěn)定性好而易于再生、蒸汽壓低攜帶的損失量更小、對(duì)相同質(zhì)量百分濃度的吸收溶液而言可以獲得更大露點(diǎn)降，因此各井站均采用三甘醇作為脫水劑脫除天然氣攜帶的水分。但在生產(chǎn)中，天然氣攜帶的各種污染物、腐蝕產(chǎn)物及降解產(chǎn)物都會(huì)累積到三甘醇溶液中，引起三甘醇有效濃度降低、脫水性能惡化、發(fā)泡嚴(yán)重時(shí)引起霧沫夾帶并導(dǎo)致三甘醇大量損失，造成被處理的天然氣露點(diǎn)值不達(dá)標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，而提出的一種可以大大強(qiáng)化傳質(zhì)、強(qiáng)化微觀混合的超重力反應(yīng)器基礎(chǔ)上的循環(huán)使用三甘醇脫除天然氣攜帶的水和雜質(zhì)的方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案概述如下:
[0006]天然氣濕氣A通過管道輸送到氣液分離罐1，氣液分離罐內(nèi)設(shè)置有絲網(wǎng)，分離出天然氣濕氣中夾雜的大部分液滴后的氣體輸送到過濾器2，過濾掉固體雜質(zhì)和微小液滴的氣體輸入超重力機(jī)3與三甘醇錯(cuò)流接觸進(jìn)行凈化，凈化后的天然氣通過換熱器10換熱后為B外輸；在超重力機(jī)中與來自于過濾器2的天然氣錯(cuò)流接觸后的含雜質(zhì)三甘醇液體通過管道依次輸入換熱器4換熱、經(jīng)閃蒸罐5閃蒸除去H2S和CO2 (H2S和CO2在圖1中用C表示)、經(jīng)粗濾器6除去其中較大顆粒固體雜質(zhì)，再經(jīng)陶瓷膜過濾器7除去小顆粒焦膠質(zhì)和凝析油后進(jìn)入三甘醇精餾裝置8精餾，在精餾裝置8分離出的水蒸氣D由精餾裝置頂部排至安全放空口，經(jīng)精餾裝置精餾獲得的三甘醇經(jīng)緩沖罐9緩沖，再與換熱器10換熱后，通過栗輸入超重力機(jī)3中，進(jìn)行循環(huán)使用。
[0007]本發(fā)明的方法可以使三甘醇凈化天然氣，并可將凈化天然氣后的含有腐蝕性雜質(zhì)、固體雜質(zhì)及小顆粒焦膠質(zhì)和凝析油后的三甘醇除去上述雜質(zhì)和水蒸氣后重復(fù)循環(huán)使用，避免了三甘醇的排放，避免了對(duì)環(huán)境的三甘醇污染，降低了成本。
[0008]本發(fā)明所采用的超重力機(jī)和塔式設(shè)備相比，體積傳質(zhì)系數(shù)高一到三個(gè)數(shù)量級(jí)，設(shè)備的體積和重量?jī)H是塔式設(shè)備的百分之幾。液體在高分散，高湍動(dòng)，強(qiáng)混合以及界面急速更新的情況下與氣體以極大的相對(duì)速度在彎曲孔道中逆向接觸，極大地強(qiáng)化了傳質(zhì)過程。傳質(zhì)單元高度降低了 I?3個(gè)數(shù)量級(jí)，使巨大的塔器(二三十米以上的高度)降為高度只有2?3米的超重力機(jī)。本發(fā)明的方法采用了傳質(zhì)效率高的超重力機(jī)，可以快速、徹底脫除天然氣濕氣中的水。
[0009]另外與傳統(tǒng)三甘醇脫水工藝相比，本發(fā)明的方法中使用了陶瓷膜過濾器，它可以有效去除積累在三甘醇溶液中的污染物小顆粒焦膠質(zhì)和凝析油等，待處理料液在膜管內(nèi)高速流動(dòng)，在壓力驅(qū)動(dòng)下含小分子組分的澄清滲透液沿與之垂直方向向外透過膜，含大分子組分的混濁濃縮液被膜截留，從而使流體達(dá)到分離、濃縮、純化的目的。過濾凈化的三甘醇再生后回用，減少了三甘醇的污染與耗損，同時(shí)也避免了因三甘醇發(fā)泡帶來的安全隱患，同時(shí)也減少了對(duì)設(shè)備的腐蝕與損害。
【附圖說明】
[0010]圖1為循環(huán)使用三甘醇脫除天然氣攜帶的水和雜質(zhì)的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0012]本申請(qǐng)超重力機(jī)采用的是專利號(hào)為:95107423.7錯(cuò)流旋轉(zhuǎn)床超重力場(chǎng)裝置，這是為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠更好地理解本發(fā)明，但并不對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡已公開的超重力機(jī)都可用于本發(fā)明。
[0013]天然氣濕氣A通過管道輸送到氣液分離罐I，氣液分離罐內(nèi)設(shè)置有絲網(wǎng)，分離出天然氣濕氣中夾雜的大部分液滴(烴類液體)后的氣體輸送到過濾器2，過濾掉固體雜質(zhì)和微小液滴的氣體輸入超重力機(jī)3與三甘醇錯(cuò)流接觸進(jìn)行凈化，凈化后的天然氣通過換熱器10換熱后為B (合格的干天然氣)外輸；在超重力機(jī)中與來自于過濾器2的天然氣錯(cuò)流接觸后的含雜質(zhì)三甘醇液體通過管道依次輸入換熱器4換熱、經(jīng)閃蒸罐5閃蒸除去H2S和CO2(H2S和CO2在圖1中用C表示，都經(jīng)過火炬系統(tǒng)排放)、從閃蒸罐5底部排出的液體經(jīng)粗濾器6除去其中較大顆粒固體雜質(zhì)(直徑大于5 μ m)，再經(jīng)陶瓷膜過濾器7除去小顆粒焦膠質(zhì)和凝析油后進(jìn)入三甘醇精餾裝置8精餾(該精餾裝置包括精餾柱、重沸器和冷凝器，含水三甘醇通過精餾柱填料向下流入重沸器，在由重沸器中氣化上升的熱三甘醇蒸汽和水蒸氣接觸，冷凝三甘醇蒸汽和部分水蒸汽)，在精餾裝置8分離出的水蒸氣D由精餾裝置頂部排至安全放空口(常壓)，(重沸器頂氣通過冷卻器部分冷凝產(chǎn)生回流液，使得在塔的填料口上端建立起溫度梯度，提高三甘醇再生效果)。經(jīng)精餾裝置精餾獲得的三甘醇經(jīng)緩沖罐9緩沖，再與換熱器10換熱后(冷卻至55°C )，通過栗輸入超重力機(jī)3中，進(jìn)行循環(huán)使用。
[0014]本發(fā)明所采用的超重力機(jī)和塔式設(shè)備相比，體積傳質(zhì)系數(shù)高一到三個(gè)數(shù)量級(jí)，設(shè)備的體積和重量?jī)H是塔式設(shè)備的百分之幾。液體在高分散，高湍動(dòng)，強(qiáng)混合以及界面急速更新的情況下與氣體以極大的相對(duì)速度在彎曲孔道中逆向接觸，極大地強(qiáng)化了傳質(zhì)過程。傳質(zhì)單元高度降低了 I?3個(gè)數(shù)量級(jí)，使巨大的塔器(二三十米以上的高度)降為高度只有2?3米的超重力機(jī)。本發(fā)明的方法采用了傳質(zhì)效率高的超重力機(jī)，可以快速、徹底脫除天然氣濕氣中的水。
[0015]另外與傳統(tǒng)三甘醇脫水工藝相比，本發(fā)明的方法中使用了陶瓷膜過濾器，它可以有效去除積累在三甘醇溶液中的污染物小顆粒焦膠質(zhì)和凝析油等，待處理料液在膜管內(nèi)高速流動(dòng)，在壓力驅(qū)動(dòng)下含小分子組分的澄清滲透液沿與之垂直方向向外透過膜，含大分子組分的混濁濃縮液被膜截留，從而使流體達(dá)到分離、濃縮、純化的目的。過濾凈化的三甘醇再生后回用，減少了三甘醇的污染與耗損，同時(shí)也避免了因三甘醇發(fā)泡帶來的安全隱患，同時(shí)也減少了對(duì)設(shè)備的腐蝕與損害。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.循環(huán)使用三甘醇脫除天然氣攜帶的水和雜質(zhì)的方法，其特征是包括如下步驟:天然氣濕氣A通過管道輸送到氣液分離罐(I)，分離出天然氣濕氣中夾雜的大部分液滴后的氣體輸送到過濾器(2)，過濾掉固體雜質(zhì)和微小液滴的氣體輸入超重力機(jī)(3)與三甘醇錯(cuò)流接觸進(jìn)行凈化，凈化后的天然氣通過換熱器(10)換熱后為B外輸；在超重力機(jī)中與來自于過濾器(2)的天然氣錯(cuò)流接觸后的含雜質(zhì)三甘醇液體通過管道依次輸入換熱器(4)換熱、經(jīng)閃蒸罐(5)閃蒸除去H2S和CO2(C)、經(jīng)粗濾器(6)除去其中較大顆粒固體雜質(zhì)，再經(jīng)陶瓷膜過濾器(7)除去小顆粒焦膠質(zhì)和凝析油后進(jìn)入三甘醇精餾裝置(8)精餾，在精餾裝置(8)分離出的水蒸氣(D)由精餾裝置頂部排至安全放空口，經(jīng)精餾裝置精餾獲得的三甘醇經(jīng)緩沖罐(9)緩沖，再與換熱器(10)換熱后，通過栗輸入超重力機(jī)(3)中，進(jìn)行循環(huán)使用。
【專利摘要】本發(fā)明公開了循環(huán)使用三甘醇脫除天然氣攜帶的水和雜質(zhì)的方法，步驟為：天然氣濕氣A通過管道依次輸送到氣液分離罐1，過濾器2，超重力機(jī)3與三甘醇錯(cuò)流接觸進(jìn)行凈化，天然氣外輸；在超重力機(jī)中的含雜質(zhì)三甘醇液體通過管道依次輸入換熱器4換熱、經(jīng)閃蒸罐5閃蒸、經(jīng)粗濾器6除去其中較大顆粒固體雜質(zhì)，再經(jīng)陶瓷膜過濾器7除去小顆粒焦膠質(zhì)和凝析油后進(jìn)入三甘醇精餾裝置8精餾，經(jīng)精餾獲得的三甘醇經(jīng)緩沖罐9緩沖，換熱，輸入超重力機(jī)3中進(jìn)行循環(huán)使用。本發(fā)明的方法可除去天然氣攜帶的水和雜質(zhì)，并使三甘醇循環(huán)使用，減少了三甘醇的污染與耗損，同時(shí)也避免了因三甘醇發(fā)泡帶來的安全隱患，同時(shí)也減少了對(duì)設(shè)備的腐蝕與損害。
【IPC分類】C10L3/10
【公開號(hào)】CN105062594
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510430915
【發(fā)明人】劉杰, 孟強(qiáng), 付裕, 陳振棟, 高海賓, 莊傳晶, 閆化云
【申請(qǐng)人】中國海洋石油總公司, 中海油能源發(fā)展股份有限公司, 中海油（天津）管道工程技術(shù)有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年7月21日