CN111826221A - 一种天然气脱水处理方法 - 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方法，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，本发明中脱水装置，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，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
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方法。
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方法。
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方法，该方法包括以下步骤：
S1：将原料天然气从脱水装置的底部进入，并与三甘醇贫液逆流接触，并分别将天然气与三甘醇富液排出；
S2：在S1中将天然气排除后，经过冷凝器的排管升温后进入闪蒸罐，尽可能闪蒸出其中溶解的烃类气体，离开闪蒸罐的液相经过过滤器过滤后流入贫/富液换热器、缓冲罐；
S3：在S2中将天然气进行处理后，使其再次进入脱水装置，并通过加热使三甘醇富液中的水分在低压、高温下脱除，而再生后的三甘醇贫液经贫/富液换热器冷却后，经甘醇泵泵入吸收塔顶部循环使用；
其中，S1中使用的所述脱水装置包括封盖结构、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方法，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方法，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为本发明中天然气脱水装置的结构剖面图；
图2为本发明中天然气脱水装置中填料板的位置示意图；
图3为本发明中天然气脱水装置附图1中的A处结构放大图；
图4为本发明中天然气脱水装置附图1中的B处结构放大图；
图5为本发明中天然气脱水装置中一号曝气环的结构剖视图；
图6为本发明的步骤图。
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6所示，本发明所述的一种天然气脱水处理方法，该方法包括以下步骤：
S1：将原料天然气从脱水装置的底部进入，并与三甘醇贫液逆流接触，并分别将天然气与三甘醇富液排出；
S2：在S1中将天然气排除后，经过冷凝器的排管升温后进入闪蒸罐，尽可能闪蒸出其中溶解的烃类气体，离开闪蒸罐的液相经过过滤器过滤后流入贫/富液换热器、缓冲罐；
S3：在S2中将天然气进行处理后，使其再次进入脱水装置，并通过加热使三甘醇富液中的水分在低压、高温下脱除，而再生后的三甘醇贫液经贫/富液换热器冷却后，经甘醇泵泵入吸收塔顶部循环使用；
其中，S1中使用的所述脱水装置包括封盖结构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 (6)
1.一种天然气脱水处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1：将原料天然气从脱水装置的底部进入，并与三甘醇贫液逆流接触，并分别将天然气与三甘醇富液排出；
S2：在S1中将天然气排除后，经过冷凝器的排管升温后进入闪蒸罐，尽可能闪蒸出其中溶解的烃类气体，离开闪蒸罐的液相经过过滤器过滤后流入贫/富液换热器、缓冲罐；
S3：在S2中将天然气进行处理后，使其再次进入脱水装置，并通过加热使三甘醇富液中的水分在低压、高温下脱除，而再生后的三甘醇贫液经贫/富液换热器冷却后，经甘醇泵泵入吸收塔顶部循环使用；
其中，S1中使用的所述脱水装置包括封盖结构(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)。
2.根据权利要求1所述的一种天然气脱水处理方法，其特征在于：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)。
3.根据权利要求1所述的一种天然气脱水处理方法，其特征在于：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)。
4.根据权利要求1所述的一种天然气脱水处理方法，其特征在于：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)。
5.根据权利要求1所述的一种天然气脱水处理方法，其特征在于：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)。
6.根据权利要求2所述的一种天然气脱水处理方法，其特征在于：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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