可变容量的多段填充分离柱的制作方法_2

文档序号:9251669阅读:来源:国知局
收剂在设备中以供给到投入运 转的每一个所述填充管状构件的贫吸收液的形式再循环和重复使用。类似地,已经去除了 水的已处理气体流穿过经由导管连接到生产歧管的气体出口,用于作为满足预定规格的产 品回收。
[0036] 根据本发明的一个重要方面,例如,通过水分传感器或者其它分析器件监测离开 管状构件的已处理气体的水分含量,并且不满足产品规格的已处理气体被经由带有阀的导 管传输到第二管状构件,在所述第二管状构件处,所述已处理气体与未处理的进料气体一 起引入,用于与吸收液接触。如本领域中的普通技术人员理解的那样,在已经确定本发明设 备的操作参数并且已知进料流的水分含量之后,可基于经历并且通过使用商业可获得的处 理工程模拟软件程序(诸如HYSYS和PR0/II)预测系统的性能。
[0037] 为了方便,应当理解的是,如在说明书和权利要求中使用的,术语"传感器"或者 "多个传感器"将包括:探针等,所述探针定位成与通过的已处理气体流直接接触并且产生 可与水分含量相关的信号;电子装置,所述电子装置形成气体传输导管的一部分;和其它 取样装置,所述其它取样装置收回气体和不需要组分的样本,用于进行周期或持续测试。这 种"传感器"的很多类型被本领域中的普通技术人员所熟知,尤其是用于监测流动流体中的 水分含量。本领域中的普通技术人员通过本公开将理解的是,本发明并不局限于处理气体 流以减小水负荷,而且还具有去除其它不需要的组分的广泛效用和应用,所述其它不需要 的组分能够可逆地由稳定液体吸收,所述稳定液体可与正在处理的气体相容。
[0038] 在一个优选的操作模式中,由标记为例如A、B、C和D的四个管状构件构成的管束 的操作如下,以提供可要求满足预定的产品规格的扩展处理。气态进料流被引入到柱A的 底部并,且处理过的流从柱A的顶部进入到毗邻柱B的未加工气体入口并且穿过柱B的填 充段,由此提供了与填充材料和吸收液相接触的两倍长度,使得离开柱B的顶部的已处理 气体流很好地处于规格范围内。类似地,处理被引入到柱C底部的包含水的气体以去除一 部分水,来自柱C顶部的气体进入到柱D底部中的未加工气体入口,在所述未加工气体入口 处,其进行进一步处理,以提供处于规格范围内的产品气体流。
[0039] 在另一操作模式中,在通过使得进料气体通过两个相继的填充管状构件产生显著 低于产品规格的产品气体流的情况中,可将其它的未加工进料气体引入到第二柱(例如, 如上所述的柱B和D)的底部,以生产出更接近所需产品气体规格的已处理气体的生成混合 物。判定已经通过两个填充柱的气体与通过仅仅一个柱的未加工进料气体的适当混合的技 术为本领域的普通技术。在GOSP示例的背景中,可在本发明的填充柱设备的上游轻易地确 定与GOSP有关的气体流的水负荷。利用这种信息和本发明的设备的已知操作参数,本领域 中的一名普通技术人员使用诸如HYSYS或者PR0/II的计算机软件程序可开发出系统的处 理工程模型,以预测未加工气体流的处理要求。利用引入气体流的已知水负荷和每一个填 充管状构件的去除一部分所述水的能力,可由处理模拟软件程序和发送到控制阀的适当数 据来计算处理过和未加工气体流在管状构件中的分布,以调节它们的相应流速以及将处理 过和未加工气体流布置在设备中以最大化有效操作和流速。当结合上述设备使用时,这种 系统提供了一种用于处理包含预定浓度或者水负荷的给定体积的气体以满足已处理气体 规格的最优操作方法。
[0040] 在一个优选实施例中,关于系统操作的历史数据作为历史数据表格收集并且保存 在存储装置中,可由操作人员以及程序访问所述历史数据,以对用于引入湿气体的流量控 制阀进行初始设置,以及以在操作期间基于从系统传感器传输的数据进行任何调节。
[0041] 在需要其它灵活性和/或待处理的气体的体积使得由四个管状构件构成的管束 不足以提供满足已处理气体规格的产品流的情况中,可添加一个或多个管束以增加整体组 件的容量。如本领域中的一名普通技术人员理解的那样,经由导管和阀连结的管状构件的 数量不必局限于在附图中图解的四个。
[0042] 在本发明的一个方面中,构造管状构件的组件的经济效益考虑了使用易于从制造 商/供应商获得的标准管段的良好经济性。管道可被切割成任何所需的长度,所述管道设 置有适当的开口,用于引入和去除填充材料、放置和焊接内部元件、布置端口(例如,螺纹 入口和出口)、传感器和计量器和其它所需的控制元件。可以用端盖或者板例如通过焊接封 闭管,并且盖或者板还装备有适当的入口和出口联接件,用于附接标准管道和阀。基于这些 考虑,将看到的是,传统布置方案是四个管状构件,所述四个管状构件能够紧凑地定位成碰 触排列或者利用适当的定位间隔件定位,使得四个管状构件能够固定在一起以形成一个单 元,从提供单元操作的观点来看这应当具有优势。紧凑定位四个管状构件还减小了使得单 元与连通导管连结以使得已处理气体流相继从一个到达另一个所需管道的长度。
[0043] 类似地,将多个管束(假若需要它们)放置成相互彼此靠近还将有效输送贫吸收 剂以及回收富液体吸收剂,而且有效输送未加工进料气以及收集已处理气体流。
[0044] 在将在下文更加详细描述的另一个优选实施例中,通过去除填充段和所有相关的 内部元件并且安装组装成管束并且位于现有压力容器内部的多个管状构件来改造如结合 图1描述的现有技术的现存填充柱,所述现存填充柱因未加工进料气中的未预料到的负荷 而不能生产满足规格的产品。利用适于处理过的流按次序通过小的填充柱中的两个或者多 个的必要数量的管状构件的这种改造导致回收满足规格的生产流的能力和灵活性增强。
【附图说明】
[0045] 将在下文并且参照附图更加详细地描述本发明,在所述附图中,相同或者相似的 元件用相同的附图标记表示,并且其中:
[0046] 图1是现有技术的典型GOSP脱水单元的示意图;
[0047] 图2是现有技术的有代表性的填充分离器的示意图;
[0048] 图3是本发明的填充柱组件的一个实施例的示意图,所述实施例还具有拥有液体 导管和气体导管的第一布置方案的四个管状构件;
[0049] 图4是本发明的填充柱组件的示意图,其还具有拥有液体导管和气体导管的可替 代布置方案的四个管状构件;
[0050] 图5是描绘了针对各种特定的填充材料的压降与气体速度关系的产品供应商表 的复制品;
[0051] 图6是标绘了针对各种特定的填充材料的传质单元的高度与液体负荷关系的产 品供应商表格的复制品;
[0052] 图7A和图7B是用根据本发明的三个填充柱组件改造现有柱的一个实施例的示意 图;
[0053] 图8A和图8B是用根据本发明的四个填充柱组件改造现有柱的另一个实施例的示 意图;
[0054] 图9是示出了用于实施根据本发明的方法的自动处理的一个实施例的流程图。
【具体实施方式】
[0055] 现在参照图3,将描述多段组件(300)的一个实施例的设备和操作。组件(300)包 括四个分离柱或者段(350A、350B、350C,350D)和对应的液体吸收分配和控制系统、湿吸收 剂收集和回收系统、湿气体分配和控制系统以及已处理气体收集系统,将在下文详细描述 上述系统中的每一个。通常由多段标准市售可获得的管来制造圆柱形柱。
[0056] 允许湿气体(351)进入到对应于四段组件的一系列入口控制阀(310A、310B、 310C、310D)。湿气体经由入口管路(350A)进入到第一分离柱(360A)并且上升穿过柱填充 材料,以如在下文更加详细描述的那样与吸收剂交换水分。
[0057] 经由管路(314A)从柱排放未处理气体并且所述未处理气体通过管路(316A)和 排放控制阀(318A),以被收集在已处理气体收集歧管(328)中。在可替代方案中,如果判 定从第一柱(360A)排放的已处理气体没有满足所需的产品规格,则排放阀(318A)保持关 闭并且传输阀(322A)打开,以允许部分已处理气体进入到毗邻柱(360B)中。在这种情况 中,部分已处理气体流可与通过入口阀(310B)经由入口管路(350B)进入的新鲜的湿气体 混合,或者入口阀(310B)可保持处于闭合位置并且被传输的气体将作为唯一的流到第二 柱(360B)中,用于进行进一步处理。如果经过两次处理的气体流满足或者超过所需的产品 规格,则其经由排放管路(314B)和气体排放阀(318B)离开,以进入到已处理的收集歧管 (328)〇
[0058] 在离开第二柱(360B)的已处理气体以相对大幅度超过所需产品流的情况中,其 可以与穿过第三柱和可选的第四柱(360C、360D)的部分已处理气体流中的一些或全部混 合,以提供满足已处理气体规格的离开分离和排放导管(315)的掺混的已处理气体流。
[0059] 如本领域中的一名普通技术人员理解的那样,可通过下述方式来确定用于判定湿 气体通过一根或多根柱的路径的整个系统:(a)使用可测试水蒸气的存在性的适当的内置 传感器;和/或(b)针对单元的操作参数和引入湿气体流(351)的水负荷的经验以及通过 使用诸如HYSYS和PR0/II的适当处理工程模拟软件程序提供的支持。可以将传感器的输 出以数据的形式提供给适当编程的处理器/控制器,所述处理器/控制器连结到多个气流 控制阀(310A、310B、310C、310D ;318A、318B、318C、318D ;322A、322B、322C)。为了清晰以及 描述本发明的多段分离柱组件的主要新颖特征,在附图中没有示出现有技术的传感器和相 关处理器/控制器。
[0060] 吸收液分配系统在吸收剂分配中心中接收新鲜的和/或回收的贫吸收液(331), 在图解的实施例中,所述吸收剂分配中心包括四个吸收剂入口控制阀(333A、333B、333C、 333D),所述吸收剂入口控制阀分别允许吸收液进入到分离管(360A、360B、360C、360D)中 的一根或者多根。经由例如喷射喷嘴(334A、334B、334C、334D)的系统分配新鲜的引入液 体,所述喷嘴均匀地位于管中的填充材料的上部部分上方,用于逆流地
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