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      一種脫除天然氣中酸性氣體的脫除反應器的制作方法

      文檔序號:4996135閱讀:162來源:國知局
      專利名稱:一種脫除天然氣中酸性氣體的脫除反應器的制作方法
      技術領域
      本發(fā)明涉及一種脫除天然氣中酸性氣體的脫除反應器,主要應用于天然氣中CO2 和H2S的脫除,旨在提高吸收藥劑脫硫、脫碳的能力,高度強化傳質(zhì),增大氣液接觸面積,使脫碳后的天然氣達到管輸標準;同時捕集的CO2或盡可能多的從吸收劑中解析出來,使吸收劑得到再生。
      背景技術
      國內(nèi)許多天然氣氣田采出氣中含有一定濃度的和CO2,必須將這些酸性氣體脫除達到質(zhì)量指標后方能成為商品;另外天然氣氣田開發(fā)到一定階段采出氣中二氧化碳含量逐漸升高,甚至能高達90%,嚴重超出了國家的管輸標準,因此研究天然氣中CO2和H2S脫除的工藝技術和工業(yè)裝備一直是熱點。全國天然氣氣田數(shù)量眾多,CO2和蘊含量十分豐富,從資源利用和環(huán)境保護的角度出發(fā),脫除天然氣中的酸性氣體,并可通過(X)2提純工藝將(X)2轉化為穩(wěn)定的驅(qū)油用氣源,通過克勞斯工藝將H2S轉化為硫磺產(chǎn)品,即實現(xiàn)了資源的合理利用,又減少了溫室氣體的排放。酸性氣體脫除反應器的主要作用就是①脫除酸性氣體,使凈化后的天然氣達到國家規(guī)定的管輸標準;②提供再生反應器解析用富液,富液解析后循環(huán)至吸收反應器。再生出的高純(X)2可用于油田二氧化碳驅(qū)三次采油;再生后的H2S可用克勞斯法得到高純硫磺。

      發(fā)明內(nèi)容
      本發(fā)明的目的是提供一種除天然氣中酸性氣體的脫除反應器,增長吸收劑與天然氣的接觸機率,提高酸性氣體的脫除效率小于3%,H2S含量低于20mg/m3,達到管輸標準。本發(fā)明的技術方案是通過以下方式實現(xiàn)的—種脫除天然氣中酸性氣體的脫除反應器,包括殼體、天然氣進出口、吸收液進出口、液位計和裙座,其特征在于在殼體設為立式圓筒形,在殼體的上封頭和下封頭之間的中心部設一個管式旋流分離器,在管式旋流分離器頂端水平設有一塊封板,與殼體焊接一體, 在管式旋流分離器上部與殼體的環(huán)形空間設有環(huán)形捕霧器;在環(huán)形捕霧器下部的管式旋流分離器的外周設有一個圓筒式罩體,上端通過環(huán)形板和下端通過錐形底與管式旋流分離器連接一起;在筒式罩體的上部和錐形底上均勻開有通孔;在環(huán)形板下部的筒式罩體內(nèi)和管式旋流分離器內(nèi)設有垂直向下的吸收液噴頭,吸收液噴頭的進液管并連后與設在上封頭中心的吸收液進口相連;在環(huán)形捕霧器上部的封板上設有出氣管,出氣管并連后與設在上封上天然氣出口管相連,天然氣進口管水平穿過殼體和筒式罩體與管式旋流分離器切向相連,在殼體下部設有液位計;在下封頭上設有吸收液出口,吸收液出口管上設有電動或氣動調(diào)節(jié)閥。本發(fā)明所設計的脫除天然氣中酸性氣體反應器具有以下優(yōu)點1、三重強化傳質(zhì)與吸收系統(tǒng),能夠高效去除酸性氣體。通過管式旋流分離器和不銹鋼罩體,三次強化氣液傳質(zhì),高度提升氣液反應速率和吸收效率。2、首次創(chuàng)造性地引入了管式旋流分離器,原料天然氣切向進入旋流器,吸收液由吸收液噴頭霧化進入旋流器,在旋流分離器內(nèi)部,天然氣與吸收液發(fā)生旋合傳質(zhì)反應,接觸面積大,高度強化傳質(zhì)。由于管式旋流分離器下部分離管較長,保證了天然氣和吸收液的反應時間。3、設計了不銹鋼罩體,進一步強化氣液傳質(zhì)反應。罩體頂端與底端均開有小孔,當氣體從分離器底端出來后穿過罩體底端小孔,在底端小孔處與上面罩體內(nèi)的吸收液噴頭噴淋霧化的吸收液發(fā)生二次反應;氣體在罩體內(nèi)部上升過程中與罩體內(nèi)的吸收液噴頭噴淋霧化的吸收液發(fā)生第三次強化傳質(zhì)反應。4、由于吸收效率高,反應器容積小,占地面積小,設備投資少,易運轉、易維修,社會效益、經(jīng)濟效益顯著。


      附圖一本發(fā)明專利的結構示意圖。圖中序號說明1-上封頭2-捕霧器3、4_吸收液噴頭5-管式旋流分離器6_筒式罩體7_殼體 8-液位計9-通孔10-下封頭11-罩體上部小孔12-裙座13-天然氣進口 14-天然氣出口 15-吸收液進口 16-氣動調(diào)節(jié)閥
      具體實施例方式為進一步公開本發(fā)明的技術方案,下面結合說明書附圖,通過實施例作詳細闡述;一種脫除天然氣中酸性氣體的脫除反應器,包括殼體7、天然氣進出口 13、14、吸收液進出口 15、16、液位計8和裙座12,其特征在于在殼體7設為立式圓筒形,在殼體的上封頭和下封頭之間的中心部設一個管式旋流分離器5,在管式旋流分離器頂端水平設有一塊封板,與殼體焊接一體,在管式旋流分離器上部與殼體的環(huán)形空間設有環(huán)形捕霧器2 ;在環(huán)形捕霧器下部的管式旋流分離器的外周設有一個圓筒式罩體6,上端通過環(huán)形板和下端通過錐形底與管式旋流分離器5連接一起;在筒式罩體的上部和錐形底上均勻開有通孔; 在環(huán)形板下部的筒式罩體內(nèi)和管式旋流分離器內(nèi)設有垂直向下的吸收液噴頭4,吸收液噴頭的進液管并連后與設在上封頭中心的吸收液進口 15相連;在環(huán)形捕霧器上部的封板上設有出氣管,出氣管并連后與設在上封上天然氣出口管相連,天然氣進口管水平穿過殼體和筒式罩體與管式旋流分離器切向相連,在殼體下部設有液位計;在下封頭上設有吸收液出口,吸收液出口管上設有電動或氣動調(diào)節(jié)閥。本反應器適宜于二氧化碳含量為20% 90%天然氣處理,進氣溫度為10 50°C, 天然氣處理量范圍為60 1000m3/h,氣液比為40 1 80 1,采用的吸收液為胺液或本菲爾溶液,根據(jù)進氣壓力進行選擇。當進氣為常壓時,采用胺液作為吸收液,吸收液(貧液)溫度為40 60°C ;當進氣壓力為0. 2MPa 1. OMPa時,采用本菲爾溶液作為吸收液, 吸收液(貧液)溫度為70 80°C。兩種吸收液與原料氣中二氧化碳反應后均生成不穩(wěn)定的化合物(富液),富液均在110 120°C情況下分解,釋放出C02,同時富液轉化為貧液。
      本發(fā)明的工作過程為吸收液經(jīng)吸收液進口 15和吸收液噴頭3后以霧化形式進入旋流分離器,同時天然氣切向高速進入管式旋流分離器5,在管式旋流分離器內(nèi)氣液發(fā)生傳質(zhì)反應。氣液在旋流器底端出來后,液體直接落入儲液腔,由液位計8和氣動調(diào)節(jié)閥16控制持液液面與不銹鋼罩體6底端相平,以防氣體從罩體外側逸出;天然氣通過不銹鋼罩體底端通孔9,在通孔處與上面吸收液噴頭4噴淋霧化的吸收液發(fā)生二次反應;天然氣在罩體內(nèi)部上升過程中與吸收液噴頭4噴淋霧化的吸收液發(fā)生第三次強化傳質(zhì)反應;從罩體上部通孔11出來后經(jīng)過上部雙層高密度絲網(wǎng)捕霧器2除去攜帶的反應液,之后凈化后的天然氣去干燥進集輸管網(wǎng),反應液則落入下方儲液腔。反應器底部出液去再生系統(tǒng),以使吸收液得到再生。
      權利要求
      1.一種脫除天然氣中酸性氣體的脫除反應器,包括殼體、天然氣進出口、吸收液進出口、液位計和裙座,其特征在于在殼體設為立式圓筒形,在殼體的上封頭和下封頭之間的中心部設一個管式旋流分離器,在管式旋流分離器頂端水平設有一塊封板,與殼體焊接一體, 在管式旋流分離器上部與殼體的環(huán)形空間設有環(huán)形捕霧器;在環(huán)形捕霧器下部的管式旋流分離器的外周設有一個圓筒式罩體,上端通過環(huán)形板和下端通過錐形底與管式旋流分離器連接一起;在筒式罩體的上部和錐形底上均勻開有通孔;在環(huán)形板下部的筒式罩體內(nèi)和管式旋流分離器內(nèi)設有垂直向下的吸收液噴頭,吸收液噴頭的進液管并連后與設在上封頭中心的吸收液進口相連;在環(huán)形捕霧器上部的封板上設有出氣管,出氣管并連后與設在上封上天然氣出口管相連,天然氣進口管水平穿過殼體和筒式罩體與管式旋流分離器切向相連,在殼體下部設有液位計;在下封頭上設有吸收液出口,吸收液出口管上設有電動或氣動調(diào)節(jié)閥。
      2.根據(jù)權利要求書1所述的一種脫除天然氣中酸性氣體的脫除反應器,其特征在于環(huán)形捕霧器是高目數(shù)的絲網(wǎng)捕霧器或波紋板式捕霧器。
      3.根據(jù)權利要求書1所述的一種脫除天然氣中酸性氣體的脫除反應器,其特征在于筒式罩體是不銹鋼罩體或耐腐蝕的非金屬罩體。
      4.根據(jù)權利要求書1所述的一種脫除天然氣中酸性氣體的脫除反應器,其特征在于吸收液噴頭設為淋浴頭形或環(huán)管形,下部均勻設有微孔。
      全文摘要
      一種脫除天然氣中酸性氣體的脫除反應器,包括殼體、天然氣進出口、吸收液進出口、液位計和裙座,在殼體的上封頭和下封頭之間的中心部設一個管式旋流分離器,在管式旋流分離器頂端水平設有一塊封板,在管式旋流分離器上部與殼體的環(huán)形空間設有環(huán)形捕霧器;在管式旋流分離器的外周設有一個圓筒式罩體,上端通過環(huán)形板和下端通過錐形底與管式旋流分離器連接一起;在筒式罩體的上部和錐形底上均勻開有通孔;在筒式罩體內(nèi)和管式旋流分離器內(nèi)設有垂直向下的吸收液噴頭,吸收液噴頭的進液管并連后與設在上封頭中心的吸收液進口相連;在環(huán)形捕霧器上部的封板上設有出氣管,出氣管并連后與設在上封上天然氣出口管相連,天然氣進口與管式旋流分離器上部切向相連。
      文檔編號B01D53/96GK102424768SQ20111031950
      公開日2012年4月25日 申請日期2011年10月10日 優(yōu)先權日2011年10月10日
      發(fā)明者劉海麗, 孫煥泉, 張建, 張新軍, 李清方, 王增林, 陸詩建, 黃少偉 申請人:山東賽瑞石油科技發(fā)展有限公司, 勝利油田勝利勘察設計研究院有限公司
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