一种天然气中二氧化碳的脱除工艺与脱除系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种天然气中二氧化碳的脱除工艺，包括以下步骤，首先将天然气原料气经过第一胺液吸收塔初脱后，得到粗过滤天然气；再将上述步骤得到的粗过滤天然气经过第二胺液吸收塔精脱后，得到天然气。本发明针对天然气原料气具有组分动态变化的特点，采用两级胺液吸收净化串联工艺，有效的解决了原料气组分中高含量二氧化碳的脱除问题，显著的提高了工厂中工艺、设备的适应范围和适应能力，使整个净化系统适用性更加广泛，处理能力更强，处理精度更有保障，而且采用本发明的串联工艺可以保障净化后原料气中二氧化碳的含量在50ppm以下。
【专利说明】
一种天然气中二氧化碳的脱除工艺与脱除系统
技术领域
[0001] 本发明涉及天然气生产技术领域，具体涉及一种天然气中二氧化碳的脱除工艺与 脱除系统，尤其涉及一种天然气中高含量二氧化碳的脱除工艺与脱除系统。
【背景技术】
[0002] 通常的"天然气"的定义，是从能量角度出发的狭义定义，是指天然蕴藏于地层中 的烃类和非烃类气体的混合物，是优质燃料和化工原料，主要是作燃料，可制造炭黑、化学 药品和液化石油气，生产的丙烷、丁烷也是现代工业的重要原料。天然气主要由气态低分子 烃和非烃气体混合组成，主要成分烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁 烷，此外一般有硫化氢、二氧化碳、氮和水气和少量一氧化碳及微量的稀有气体。天然气作 为优质、清洁的燃料和重要的化工原料，其应用范围越来越广，工业发展步伐不断加快。近 年来，我国天然气勘探有重大进展，相继开发了一些重要气藏，但这也引起了天然气生产上 诸多问题，其中天然气原料气中CO 2的含量高低不等，是其中的一个重要问题。
[0003] CO2的存在给天然气的输送和深加工带来许多危害。首先，CO2的含量过高会降低天 然气的热值和管输能力。如果不将其脱除，单位积天然气燃烧所产生的热量会大大降低。其 次，CO 2的含量过高，低温时，它会成为固相析出，从而堵塞管道。另外，在对天然气进行深冷 加工时，天然气的温度极低，又会堵塞深冷设备，引发深冷加工的不稳定。第三，CO 2腐蚀也 是一个不容忽视的严重问题。在水溶液存在的情况下，天然气中的CO2会对设备、管道造成 严重的腐蚀。因此必须对CO 2要进行脱除。
[0004] 常用的脱除天然气中CO2的方法主要有溶剂吸收法(包括醇胺吸收法、热钾碱法、 物理溶剂法）、膜分离法、低温分馏法及变压吸附法等几大类，其中天然气中的酸性杂质主 要是H 2S和CO2，而醇胺吸收法在脱除CO2的同时能将H2S脱除。
[0005] 在化工厂实际运转中，气态的天然气经过脱硫、脱碳、脱水等净化工艺流程。净化 后的气体中硫含量:彡Ippm;二氧化碳含量:彡50ppm;水含量彡Ippm;脱硫、脱水工艺已成熟 运用于化工厂中，脱碳过程中二氧化碳含量由3%以下脱除至<50ppm的工艺也基本稳定。 但是当天然气中含有大量二氧化碳时，如含量超过3%时，要脱除达到<50ppm的含量，工艺 系统就难以实现，即便能实现，其稳定性和持续性也难于保障。然而经过净化系统后的天然 气中二氧化碳含量高于<50ppm，还容易造成后续低温系统堵塞，整个系统无法运行，经常 启停系统，增加设备运行成本，严重影响工厂效益。
[0006] 因此，如何提供一种天然气原料气中二氧化碳的脱除工艺，特别是一种稳定的，持 续性强的天然气中高含量二氧化碳的脱除工艺，已成为业内众多天然气生产厂家亟待解决 的问题之一。
【发明内容】
[0007] 有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种天然气原料气中二氧化碳的脱 除工艺和系统，特别是一种天然气中高含量二氧化碳的脱除工艺和系统，本发明提供的脱 除天然气原料气中二氧化碳的工艺，能够充分的保证整个系统平稳连续正常运行，避免系 统经常启停系统，降低设备运行成本，保证工厂经济效益。
[0008] 本发明提供了一种天然气中二氧化碳的脱除工艺，包括以下步骤：
[0009] a)将天然气原料气经过第一胺液吸收塔初脱后，得到粗过滤天然气；
[0010] b)将上述步骤得到的粗过滤天然气经过第二胺液吸收塔精脱后，得到天然气；
[0011] 所述天然气原料气中的二氧化碳含量多3 %。
[0012] 优选的，所述胺液吸收塔中，胺液组成为MEA、DEA、TEA、DIPA、DGA和MDEA中的一种 或多种。
[0013] 优选的，所述第一胺液吸收塔中的胺液组成为MEA、DEA、TEA、DIPA、DGA和MDEA; [0014]所述第一胺液吸收塔中的胺液的浓度为48%~52%。
[0015] 优选的，所述第二胺液吸收塔中的胺液组成为MEA、DEA、TEA、DIPA、DGA和MDEA;
[0016] 所述第二胺液吸收塔中的胺液的浓度为40%~45%。
[0017]优选的，所述第一胺液吸收塔中包括第一触膜网；
[0018]所述第一触膜网的目数为100~300目。
[0019]优选的，所述第二胺液吸收塔中包括第二触膜网；
[0020]所述第二触膜网的目数为400~600目。
[0021]优选的，所述第一胺液吸收塔中的胺液经过第一胺液解析塔再生后，返回第一胺 液吸收塔重复使用；
[0022] 所述第二胺液吸收塔中的胺液经过第二胺液解析塔再生后，返回第二胺液吸收塔 重复使用。
[0023] 优选的，所述天然气原料气中的二氧化碳含量为5%~37% ;
[0024] 所述天然气原料气的气体处理量为（15~100)*104Nm3/d。
[0025] 本发明提供了一种天然气中二氧化碳的脱除系统，包括第一胺液吸收塔、第二胺 液吸收塔、天然气原料气进气管路、天然气原料气进气控制计量装置、粗过滤天然气出气管 路以及天然气出气管路；
[0026] 所述天然气原料气进气管路上设置有天然气原料气进气控制计量装置；
[0027] 所述天然气原料气进气管路与第一胺液吸收塔底部的进气口相连接；
[0028] 所述第一胺液吸收塔塔顶的出气口与所述粗过滤天然气出气管路的一端相连接；
[0029] 所述粗过滤天然气出气管路的另一端与所述第二胺液吸收塔底部的进气口相连 接；
[0030] 所述第二胺液吸收塔塔顶的出气口与所述天然气出气管路相连接。
[0031] 优选的，还包括第一胺液解析塔、第二胺液解析塔；
[0032] 所述第一胺液解析塔顶部的废液进口与所述第一胺液吸收塔底部的胺液出口相 连接，所述第一胺液解析塔底部的再生胺液出口与所述第一胺液吸收塔顶部的胺液进口相 连接；
[0033]所述第二胺液解析塔顶部的废液进口与所述第二胺液吸收塔底部的胺液出口相 连接，所述第二胺液解析塔底部的再生胺液出口与所述第二胺液吸收塔顶部的胺液进口相 连接。
[0034]本发明提供了一种天然气中二氧化碳的脱除工艺，包括以下步骤，首先将天然气 原料气经过第一胺液吸收塔初脱后，得到粗过滤天然气;再将上述步骤得到的粗过滤天然 气经过第二胺液吸收塔精脱后，得到天然气;所述天然气原料气中的二氧化碳含量多3%。 与现有技术相比，本发明经过技术研讨、模拟计算、大量的试验和创造性选择后，针对天然 气原料气这种地下矿产资源具有组分动态变化的特点，采用两级胺液吸收净化串联工艺， 有效的解决了原料气组分中高含量二氧化碳的脱除问题，显著的提高了工厂中工艺、设备 的适应范围和适应能力，使整个净化系统适用性更加广泛，处理能力更强，处理精度更有保 障;而且采用本发明的串联工艺可以保障净化后原料气中二氧化碳的含量在50ppm以下，能 够充分的保证整个系统，尤其是后续处理系统的平稳连续正常运行，提高了整个生产系统 的稳定性和持续性，避免了系统的经常启停，降低设备运行成本，保证工厂经济效益，更加 适合工业化大生产。实验结果表明，本发明提供的天然气中二氧化碳的脱除工艺和脱除系 统，在天然气原料气处理量为l〇〇*l〇 4Nm3/d的情况下，依然能够保证处理后的原料气中二氧 化碳含量小于等于50ppm。
【附图说明】
[0035]图1为本发明提供的天然气中二氧化碳的脱除系统的流程简图。
【具体实施方式】
[0036] 为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是 应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的 限制。
[0037] 本发明所有原料和设备，对其来源没有特别限制，在市场上购买的或按照本领域 技术人员熟知的常规方法制备的即可。
[0038] 本发明所有原料，对其纯度没有特别限制，本发明优选采用本领域常规的纯度。
[0039] 本发明提供了一种天然气中二氧化碳的脱除工艺，包括以下步骤：
[0040] a)将天然气原料气经过第一胺液吸收塔初脱后，得到粗过滤天然气；
[0041 ] b)再将上述步骤得到的粗过滤天然气经过第二胺液吸收塔精脱后，得到天然气； [0042]所述天然气原料气中的二氧化碳含量多3%。
[0043] 本发明对所述天然气原料气的定义没有特别限制，以本领域技术人员熟知的原料 天然气或湿气即可，即天然气井生产出来的天然气，未经过提炼之前的原料气体，也称作 "湿气"。本发明所述脱除工艺能够针对常规二氧化碳含量的天然气原料气，尤其优选适用 于高二氧化碳含量的天然气原料气，所述天然气原料气中的二氧化碳含量可以为大于等于 3%或者大于等于5%，也可以为5%~50%，也可以为10%~45%，或者为15%~37%。本发 明对所述胺液吸收塔中的胺液组成没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情 况、原料气质量以及产品质量进行选择和调整，本发明为提高初脱的脱除效率，所述胺液吸 收塔中，胺液组成优选为MEA( -乙醇胺）、DEA(二乙醇胺）、TEA(三乙醇胺）、DIPA(二异丙醇 胺）、DGA(二甘醇胺）和MDEA(N-甲基二乙醇胺）中的一种或多种，更优选为MEA、DEA、TEA、 DIPA、DGA和MDEA。
[0044] 本发明首先将天然气原料气经过第一胺液吸收塔初脱后，得到粗过滤天然气。
[0045] 本发明对所述第一胺液吸收塔没有特别限制，以本领域技术人员熟知的用于天然 气原料气脱硫脱碳的胺液吸收塔即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、原料气质 量以及产品质量进行选择和调整。本发明对所述第一胺液吸收塔中胺液的浓度没有特别限 制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、原料气质量以及产品质量进行选择和调整，本 发明优选为质量浓度，本发明为提高第一胺液吸收塔的初脱效果，所述第一胺液吸收塔中 的胺液的浓度优选为48%~52%，更优选为48.5%~51.5%，更优选为49%~52%，最优选 为 50%~51%。
[0046] 本发明对所述第一胺液吸收塔中胺液的循环工艺没有特别限制，本领域技术人员 可以根据实际生产情况、原料气质量以及产品质量进行选择和调整，本发明为提高第一胺 液吸收塔中胺液的利用率，实现连续稳定生产，所述第一胺液吸收塔中的胺液经过第一胺 液解析塔再生后，返回第一胺液吸收塔重复使用，即胺液在对天然气原料气进行脱硫化氢 和脱二氧化碳的同时，再送入解析塔中再生后重新返回吸收塔，从而实现整体工艺的连续 运转。
[0047] 本发明对所述第一胺液吸收塔中触膜网，即第一触膜网的目数没有特别限制，本 领域技术人员可以根据实际生产情况、原料气质量以及产品质量进行选择和调整，本发明 为提高第一胺液吸收塔的初脱效果，所述第一触膜网的目数优选为100~300目，更优选为 130~270目，更优选为150~250目，最优选为200目。
[0048] 本发明对所述天然气原料气的进气量没有特别限制，本领域技术人员可以根据实 际生产情况、原料气质量以及产品质量进行选择和调整，本发明提供的脱除工艺，即两级胺 液吸收净化串联工艺，所能达到的天然气原料气的处理量可以为（15~100)*10 4Nm3/d，也可 以为（20 ~100)*104Nm3/d，也可以为（30 ~90)*104Nm3/d，或者是(40 ~70)*104Nm3/d。
[0049] 本发明对所述粗过滤天然气中二氧化碳含量的要求没有特别限制，本领域技术人 员可以根据实际生产情况、原料气质量以及产品质量进行选择和调整，本发明为保证整体 脱除工艺的正常进行以及最终天然气中二氧化碳含量符合标准，本发明所述粗过滤天然气 中的二氧化碳含量优选为小于等于4%或者小于等于3%，也可以为50ppm~3%，也可以为 500ppm~2.5%，或者为0.5%~2%。
[0050] 本发明再将上述步骤得到的粗过滤天然气经过第二胺液吸收塔精脱后，得到天然 气，即经过脱硫脱碳后的天然气原料气。
[0051] 本发明对所述第二胺液吸收塔没有特别限制，以本领域技术人员熟知的用于天然 气原料气脱硫脱碳的胺液吸收塔即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、原料气质 量以及产品质量进行选择和调整。本发明对所述第二胺液吸收塔中胺液的浓度没有特别限 制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、原料气质量以及产品质量进行选择和调整，本 发明优选为质量浓度，本发明为提高第二胺液吸收塔的初脱效果，所述第二胺液吸收塔中 的胺液的浓度优选为40%~45%，更优选为41 %~44%，更优选为41.5%~43.5%，最优选 为 42% ~43%。
[0052]本发明对所述第二胺液吸收塔中胺液的循环工艺没有特别限制，本领域技术人员 可以根据实际生产情况、原料气质量以及产品质量进行选择和调整，本发明为提高第二胺 液吸收塔中胺液的利用率，实现连续稳定生产，所述第二胺液吸收塔中的胺液经过第二胺 液解析塔再生后，返回第二胺液吸收塔重复使用，即胺液在对天然气原料气进行脱硫化氢 和脱二氧化碳的同时，再送入解析塔中再生后重新返回吸收塔，从而实现整体工艺的连续 运转。
[0053]本发明对所述第二胺液吸收塔中触膜网，即第二触膜网的目数没有特别限制，本 领域技术人员可以根据实际生产情况、原料气质量以及产品质量进行选择和调整，本发明 为提高第二胺液吸收塔的初脱效果，所述第二触膜网的目数优选为400~600目，更优选为 430~570目，更优选为450~550目，最优选为500目。
[0054]本发明对所述粗过滤天然气的进气量没有特别限制，本领域技术人员可以根据实 际生产情况、原料气质量以及产品质量进行选择和调整，本发明提供的脱除工艺，即两级胺 液吸收净化串联工艺，所能达到的粗过滤天然气的处理量可以为(5~65) * 104Nm3/d，也可以 为（10 ~65)*104Nm3/d，也可以为（20 ~55)*104Nm3/d，或者是（30 ~45)*104Nm3/d。
[0055] 本发明对所述天然气中二氧化碳含量的要求没有特别限制，以本领域技术人员熟 知的天然气脱碳后的标准二氧化碳含量即可，本发明为保证整体脱除工艺的正常进行以及 最终天然气中二氧化碳含量符合标准，本发明所述粗过滤天然气中的二氧化碳含量优选为 小于等于50ppm，也可以为小于等于49ppm，或者为小于等于48ppm。
[0056] 本发明上述步骤提供了一种天然气中二氧化碳的脱除工艺，本发明针对天然气原 料气中动态变化大，尤其是二氧化碳含量高的问题，在经过技术研讨、模拟计算、大量的试 验和创造性选择后，本发明提出了一种天然气中高含量二氧化碳的脱除工艺，采用两级净 化系统串联工艺用以解决组分中高含量二氧化碳的脱除问题。一级净化系统将气体中的二 氧化碳含量由50%左右脱除至3%以下，即粗脱净化系统；二级净化系统再将含量3%的二 氧化碳脱除至小于等于50ppm，简称精脱净化流程。本发明提供的针对高含量二氧化碳的脱 除工艺，使整个净化系统适用性更加广泛，处理能力更强，处理精度更有保障。尤其适应于 处理气体量大于20*10 4Nm3/d(20万方/天）的天然气中二氧化碳高含量处理的化工厂规模， 能够充分的保证整个系统平稳连续正常运行，避免系统经常启停系统，降低设备运行成本， 保证工厂经济效益。
[0057]本发明还提供了一种天然气中二氧化碳的脱除系统，包括第一胺液吸收塔、第二 胺液吸收塔、天然气原料气进气管路、天然气原料气进气控制计量装置、粗过滤天然气出气 管路以及天然气出气管路；
[0058]所述天然气原料气进气管路上设置有天然气原料气进气控制计量装置；
[0059] 所述天然气原料气进气管路与第一胺液吸收塔底部的进气口相连接；
[0060] 所述第一胺液吸收塔塔顶的出气口与所述粗过滤天然气出气管路的一端相连接；
[0061] 所述粗过滤天然气出气管路的另一端与所述第二胺液吸收塔底部的进气口相连 接；
[0062] 所述第二胺液吸收塔塔顶的出气口与所述天然气出气管路相连接。
[0063]本发明对所述天然气原料气进气管路的具体规格、排布以及材质等没有特别限 制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、原料气质量以及产品质量进行选择和调整，本 发明为保证实现连续生产和系统控制，所述天然气原料气进气管路是优选设置有天然气原 料气进气控制计量装置。本发明对所述天然气原料气进气控制计量装置的具体规格、安装 要求以及型号等没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、原料气质量以及 产品质量进行选择和调整。
[0064]本发明所述天然气原料气进气管路与第一胺液吸收塔底部的进气口相连接，本发 明对上述具体的连接位置没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、原料气 质量以及产品质量进行选择和调整，以最大化实现天然气原料气的脱硫脱碳为最优方案。
[0065] 本发明所述第一胺液吸收塔塔顶的出气口与所述粗过滤天然气出气管路的一端 相连接，本发明对上述具体的连接位置没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产 情况、原料气质量以及产品质量进行选择和调整，以最大化实现天然气原料气的脱硫脱碳 为最优方案。
[0066] 本发明所述粗过滤天然气出气管路的另一端与所述第二胺液吸收塔底部的进气 口相连接，本发明对上述具体的连接位置没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生 产情况、原料气质量以及产品质量进行选择和调整，以最大化实现天然气原料气的脱硫脱 碳为最优方案。
[0067] 本发明所述第二胺液吸收塔塔顶的出气口与所述天然气出气管路相连接，本发明 对上述具体的连接位置没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、原料气质 量以及产品质量进行选择和调整，以最大化实现天然气原料气的脱硫脱碳为最优方案。
[0068] 本发明对所述第一胺液吸收塔的其他规格和设置没有特别限制，以本领域技术人 员熟知的胺液吸收塔的规格或设置即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、原料气 质量以及产品质量进行选择和调整，本发明为保证脱碳脱硫的连续进行，提高二氧化碳的 脱除效率，所述第一胺液吸收塔的直径优选为800~1200m，更优选为850~1150m，更优选为 900~11OOm，最优选为1000 m;所述第一胺液吸收塔内塔内触膜器外径，即第一触膜器的外 径，优选为700~1100mm，更优选为750~1050mm，更优选为800~1000mm，最优选为900mm。
[0069] 本发明对所述第二胺液吸收塔的其他规格和设置没有特别限制，以本领域技术人 员熟知的胺液吸收塔的规格或设置即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、原料气 质量以及产品质量进行选择和调整，本发明为保证脱碳脱硫后天然气的品质，提高二氧化 碳的脱除效率，所述第二胺液吸收塔的直径优选为300~700m，更优选为350~650m，更优选 为400~600m，最优选为500m;所述第二胺液吸收塔内塔内触膜器外径，即第二触膜器的外 径，优选为200~600mm，更优选为250~550mm，更优选为300~500mm，最优选为400mm。
[0070] 本发明为提高第二胺液吸收塔中胺液的利用率，实现连续稳定生产，所述脱除系 统优选还包括第一胺液解析塔、第二胺液解析塔。
[0071] 本发明所述第一胺液解析塔顶部的废液进口优选与所述第一胺液吸收塔底部的 胺液出口相连接，所述第一胺液解析塔底部的再生胺液出口优选与所述第一胺液吸收塔顶 部的胺液进口相连接;本发明对上述具体的连接位置没有特别限制，本领域技术人员可以 根据实际生产情况、原料气质量以及产品质量进行选择和调整，以最大化实现天然气原料 气的脱硫脱碳以及胺液循环利用为最优方案。
[0072] 本发明所述第二胺液解析塔顶部的废液进口优选与所述第二胺液吸收塔底部的 胺液出口相连接，所述第二胺液解析塔底部的再生胺液出口优选与所述第二胺液吸收塔顶 部的胺液进口相连接;本发明对上述具体的连接位置没有特别限制，本领域技术人员可以 根据实际生产情况、原料气质量以及产品质量进行选择和调整，以最大化实现天然气原料 气的脱硫脱碳以及胺液循环利用为最优方案。
[0073] 本发明对所述天然气原料气中二氧化碳的脱除系统的其他装置或后续装置没有 特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、原料气质量以及产品质量进行选择和 调整，以最大化实现天然气净化为优选方案，本发明所述天然气出气管路优选后续与冷却 装置相连接，然后再经过脱水装置脱水后，进入后续处理流程。
[0074] 参见图1，图1为本发明提供的天然气中二氧化碳的脱除系统的流程简图。
[0075] 本发明上述步骤提供了一种天然气中二氧化碳的脱除工艺和脱除系统，特别是一 种针对天然气中高含量二氧化碳的脱除工艺和系统。本发明经过技术研讨、模拟计算、大量 的实验和创造性选择后，针对天然气原料气这种地下矿产资源具有组分动态变化的特点， 采用两级胺液吸收净化串联工艺和系统，有效的解决了原料气组分中高含量二氧化碳的脱 除问题，显著的提高了工厂中工艺、设备的适应范围和适应能力，使整个净化系统适用性更 加广泛，处理能力更强，处理精度更有保障;而且采用本发明的串联工艺和系统可以保障净 化后原料气中二氧化碳的含量在50ppm以下，能够充分的保证整个系统，尤其是后续处理系 统的平稳连续正常运行，提高了整个生产系统的稳定性和持续性，避免了系统的经常启停， 降低设备运行成本，保证工厂经济效益，更加适合工业化大生产。实验结果表明，本发明提 供的天然气中二氧化碳的脱除工艺和脱除系统，在天然气原料气处理量为l〇〇*l〇 4Nm3/d的 情况下，依然能够保证处理后的原料气中二氧化碳含量小于等于50ppm。
[0076] 为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的天然气原料气中二氧化 碳的脱除工艺和系统进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
[0077] 实施例1 [0078] 日处理量50万方
[0079]天然气原料气组分参见表1，表1为本实施例天然气原料气的组分含量。
[0082]由表1可知，天然气原料气中二氧化碳含量为37.1687 %，硫化氢含量为0.4541 %。 [0083] 将上述含量的天然气栗压至6MPa，经由天然气原料气进气管路送入直径为1000 m 的第一胺液吸收塔，进气量为50*104Nm3/d;第一胺液吸收塔中的胺液组成为MDEA和脱盐水， 胺液的浓度为50%，吸收塔中的触膜网目数为200目，外径为900mm。
[0084]天然气原料气在第一胺液吸收塔中自下而上进行初级脱碳脱硫后，得到粗过滤天 然气，然后由第一胺液吸收塔塔顶的出气口经由粗过滤天然气出气管路进入精脱净化系 统；其中第一胺液吸收塔中的胺液经由吸收塔底部的胺液出口送入第一胺液解析塔，经过 胺液解析塔再生后，再由第一胺液解析塔底部的再生胺液出口，重新返回第一胺液吸收塔 循环利用。
[0085] 上述步骤得到的粗过滤天然气经由粗过滤天然气出气管路送入直径为500m的第 二胺液吸收塔，进气量为33*104Nm3/d;第二胺液吸收塔中的胺液组成为MDEA和脱盐水，胺液 的浓度为40%，吸收塔中的触膜网目数为500目，外径为400mm。
[0086] 天然气原料气在第二胺液吸收塔中自下而上进行初级脱碳脱硫后，得到天然气， 即脱硫脱碳后的天然气原料气，然后由第二胺液吸收塔塔顶的出气口经由天然气出气管路 送入后续的冷却装置和脱水装置处理后，再进行后续流程;其中第二胺液吸收塔中的胺液 经由吸收塔底部的胺液出口送入第二胺液解析塔，经过胺液解析塔再生后，再由第二胺液 解析塔底部的再生胺液出口，重新返回第二胺液吸收塔循环利用。
[0087] 对本发明上述步骤得到的天然气进行检测，第二胺液吸收塔塔顶出气口的含硫量 为lppm，出口含二氧化碳量为7ppm，而且本发明提供的上述脱除系统稳定性好，连续性好， 参数运行稳定。
[0088] 实施例2 [0089]日处理量30万方
[0090]天然气原料气组分参见表2,表2为本实施例天然气原料气的组分含量。
[0092]由表2可知，天然气原料气中二氧化碳含量为23.81 %，硫化氢含量为0。
[0093] 将上述含量的天然气栗压至6MPa，经由天然气原料气进气管路送入直径为800m的 第一胺液吸收塔，进气量为30* IO4NmVd;第一胺液吸收塔中的胺液组成为MDEA和脱盐水，胺 液的浓度为50%，吸收塔中的触膜网目数为200目，外径为700mm。
[0094]天然气原料气在第一胺液吸收塔中自下而上进行初级脱碳脱硫后，得到粗过滤天 然气，然后由第一胺液吸收塔塔顶的出气口经由粗过滤天然气出气管路进入精脱净化系 统；其中第一胺液吸收塔中的胺液经由吸收塔底部的胺液出口送入第一胺液解析塔，经过 胺液解析塔再生后，再由第一胺液解析塔底部的再生胺液出口，重新返回第一胺液吸收塔 循环利用。
[0095] 上述步骤得到的粗过滤天然气经由粗过滤天然气出气管路送入直径为450m的第 二胺液吸收塔，进气量为19.8*104Nm3/d;第二胺液吸收塔中的胺液组成为MDEA和脱盐水，胺 液的浓度为42%，吸收塔中的触膜网目数为500目，外径为350mm。
[0096] 天然气原料气在第二胺液吸收塔中自下而上进行初级脱碳脱硫后，得到天然气， 即脱硫脱碳后的天然气原料气，然后由第二胺液吸收塔塔顶的出气口经由天然气出气管路 送入后续的冷却装置和脱水装置处理后，再进行后续流程;其中第二胺液吸收塔中的胺液 经由吸收塔底部的胺液出口送入第二胺液解析塔，经过胺液解析塔再生后，再由第二胺液 解析塔底部的再生胺液出口，重新返回第二胺液吸收塔循环利用。
[0097] 对本发明上述步骤得到的天然气进行检测，第二胺液吸收塔塔顶出气口的含硫量 为lppm，出口含二氧化碳量12ppm，而且本发明提供的上述脱除系统稳定性好，连续性好，参 数运行稳定。
[0098] 实施例3 [0099]日处理量20万方
[0100]天然气原料气组分参见表3,表3为本实施例天然气原料气的组分含量。
[0103]由表3可知，天然气原料气中二氧化碳含量为16.545%，硫化氢含量为O。
[0104] 将上述含量的天然气栗压至6MPa，经由天然气原料气进气管路送入直径为600m的 第一胺液吸收塔，进气量为20* IO4NmVd;第一胺液吸收塔中的胺液组成为MDEA和脱盐水，胺 液的浓度为50%，吸收塔中的触膜网目数为200目，外径为500mm。
[0105] 天然气原料气在第一胺液吸收塔中自下而上进行初级脱碳脱硫后，得到粗过滤天 然气，然后由第一胺液吸收塔塔顶的出气口经由粗过滤天然气出气管路进入精脱净化系 统；其中第一胺液吸收塔中的胺液经由吸收塔底部的胺液出口送入第一胺液解析塔，经过 胺液解析塔再生后，再由第一胺液解析塔底部的再生胺液出口，重新返回第一胺液吸收塔 循环利用。
[0106] 上述步骤得到的粗过滤天然气经由粗过滤天然气出气管路送入直径为400m的第 二胺液吸收塔，进气量为13.2* IO4NmVd;第二胺液吸收塔中的胺液组成为MDEA和脱盐水，胺 液的浓度为45%，吸收塔中的触膜网目数为500目，外径为300mm。
[0107] 天然气原料气在第二胺液吸收塔中自下而上进行初级脱碳脱硫后，得到天然气， 即脱硫脱碳后的天然气原料气，然后由第二胺液吸收塔塔顶的出气口经由天然气出气管路 送入后续的冷却装置和脱水装置处理后，再进行后续流程;其中第二胺液吸收塔中的胺液 经由吸收塔底部的胺液出口送入第二胺液解析塔，经过胺液解析塔再生后，再由第二胺液 解析塔底部的再生胺液出口，重新返回第二胺液吸收塔循环利用。
[0108] 对本发明上述步骤得到的天然气进行检测，第二胺液吸收塔塔顶出气口的含硫量 为lppm，出口含二氧化碳量为20ppm，而且本发明提供的上述脱除系统稳定性好，连续性好， 参数运行稳定。
[0109] 比较例1
[0110] 日处理量降到常规处理量的50%以下，10万方
[0111] 天然气原料气组分参见表4,表4为本实施例天然气原料气的组分含量。
[0114] 由表4可知，天然气原料气中二氧化碳含量为37.1687 %，硫化氢含量为0.4541 %。
[0115] 将上述含量的天然气栗压至6MPa，经由天然气原料气进气管路送入直径为1000 m 的第一胺液吸收塔，进气量为l〇*l〇4Nm3/d;第一胺液吸收塔中的胺液组成为MDEA和脱盐水， 胺液的浓度为50%，吸收塔中的触膜网目数为200目，外径为900mm。
[0116] 天然气原料气在第一胺液吸收塔中自下而上进行初级脱碳脱硫后，得到粗过滤天 然气，然后由第一胺液吸收塔塔顶的出气口经由天然气出气管路送入后续的冷却装置和脱 水装置处理后，再进行后续流程;其中第一胺液吸收塔中的胺液经由吸收塔底部的胺液出 口送入第一胺液解析塔，经过胺液解析塔再生后，再由第一胺液解析塔底部的再生胺液出 口，重新返回第一胺液吸收塔循环利用。
[0117] 对本发明上述步骤得到的天然气进行检测，第二胺液吸收塔塔顶出气口的含硫量 为6ppm，出口含二氧化碳量为6%，而且上述脱除系统稳定性差，容易造成后续低温系统堵 塞，整个系统无法运行，经常启停系统，连续性差，参数运行不稳定。
[0118] 对比例2
[0119] 日处理量30万方
[0120] 天然气原料气组分参见表5,表5为本实施例天然气原料气的组分含量。
[0123] 由表5可知，天然气原料气中二氧化碳含量为37.1687 %，硫化氢含量为0.4541 %。
[0124] 将上述含量的天然气栗压至6MPa，经由天然气原料气进气管路送入直径为1000 m 的第一胺液吸收塔，进气量为30*104Nm3/d;第一胺液吸收塔中的胺液组成为MDEA和脱盐水， 胺液的浓度为60%，吸收塔中的触膜网目数为200目，外径为1200mm。
[0125] 天然气原料气在第一胺液吸收塔中自下而上进行初级脱碳脱硫后，得到粗过滤天 然气，然后由第一胺液吸收塔塔顶的出气口经由粗过滤天然气出气管路进入精脱净化系 统；其中第一胺液吸收塔中的胺液经由吸收塔底部的胺液出口送入第一胺液解析塔，经过 胺液解析塔再生后，再由第一胺液解析塔底部的再生胺液出口，重新返回第一胺液吸收塔 循环利用。
[0126] 上述步骤得到的粗过滤天然气经由粗过滤天然气出气管路送入直径为600m的第 二胺液吸收塔，进气量为19.8*10 4Nm3/d;第二胺液吸收塔中的胺液组成为MDEA和脱盐水，胺 液的浓度为55%，吸收塔中的触膜网目数为300目，外径为700mm。
[0127] 天然气原料气在第二胺液吸收塔中自下而上进行初级脱碳脱硫后，得到天然气， 即脱硫脱碳后的天然气原料气，然后由第二胺液吸收塔塔顶的出气口经由天然气出气管路 送入后续的冷却装置和脱水装置处理后，再进行后续流程;其中第二胺液吸收塔中的胺液 经由吸收塔底部的胺液出口送入第二胺液解析塔，经过胺液解析塔再生后，再由第二胺液 解析塔底部的再生胺液出口，重新返回第二胺液吸收塔循环利用。
[0128] 对本发明上述步骤得到的天然气进行检测，第二胺液吸收塔塔顶出气口的含硫量 为3ppm，出口含二氧化碳量为4%，而且上述脱除系统稳定性较差，容易造成后续低温系统 堵塞，整个系统无法运行，经常启停系统，连续性较差，参数运行不稳定。
[0129] 以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对 于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行 若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
[0130] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的 一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明 将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。
【主权项】
1. 一种天然气中二氧化碳的脱除工艺，其特征在于，包括以下步骤： a) 将天然气原料气经过第一胺液吸收塔初脱后，得到粗过滤天然气； b) 将上述步骤得到的粗过滤天然气经过第二胺液吸收塔精脱后，得到天然气； 所述天然气原料气中的二氧化碳含量多3 %。2. 根据权利要求1所述的脱除工艺，其特征在于，所述胺液吸收塔中，胺液组成为MEA、 DEA、TEA、DI PA、DGA和MDEA 中的一种或多种。3. 根据权利要求2所述的脱除工艺，其特征在于，所述第一胺液吸收塔中的胺液组成为 MEA、DEA、TEA、DIPA、DGA和MDEA; 所述第一胺液吸收塔中的胺液的浓度为48%~52 %。4. 根据权利要求2所述的脱除工艺，其特征在于，所述第二胺液吸收塔中的胺液组成为 MEA、DEA、TEA、DIPA、DGA和MDEA; 所述第二胺液吸收塔中的胺液的浓度为40 %~45 %。5. 根据权利要求1所述的脱除工艺，其特征在于，所述第一胺液吸收塔中包括第一触膜 网； 所述第一触膜网的目数为100~300目。6. 根据权利要求1所述的脱除工艺，其特征在于，所述第二胺液吸收塔中包括第二触膜 网； 所述第二触膜网的目数为400~600目。7. 根据权利要求1所述的脱除工艺，其特征在于，所述第一胺液吸收塔中的胺液经过第 一胺液解析塔再生后，返回第一胺液吸收塔重复使用； 所述第二胺液吸收塔中的胺液经过第二胺液解析塔再生后，返回第二胺液吸收塔重复 使用。8. 根据权利要求1所述的脱除工艺，其特征在于，所述天然气原料气中的二氧化碳含量 为5%~37%; 所述天然气原料气的气体处理量为（15~100)*104Nm3/d。9. 一种天然气中二氧化碳的脱除系统，其特征在于，包括第一胺液吸收塔、第二胺液吸 收塔、天然气原料气进气管路、天然气原料气进气控制计量装置、粗过滤天然气出气管路以 及天然气出气管路； 所述天然气原料气进气管路上设置有天然气原料气进气控制计量装置； 所述天然气原料气进气管路与第一胺液吸收塔底部的进气口相连接； 所述第一胺液吸收塔塔顶的出气口与所述粗过滤天然气出气管路的一端相连接； 所述粗过滤天然气出气管路的另一端与所述第二胺液吸收塔底部的进气口相连接； 所述第二胺液吸收塔塔顶的出气口与所述天然气出气管路相连接。10. 根据权利要求9所述的脱除系统，其特征在于，还包括第一胺液解析塔、第二胺液解 析塔； 所述第一胺液解析塔顶部的废液进口与所述第一胺液吸收塔底部的胺液出口相连接， 所述第一胺液解析塔底部的再生胺液出口与所述第一胺液吸收塔顶部的胺液进口相连接； 所述第二胺液解析塔顶部的废液进口与所述第二胺液吸收塔底部的胺液出口相连接， 所述第二胺液解析塔底部的再生胺液出口与所述第二胺液吸收塔顶部的胺液进口相连接。
【文档编号】C10L3/10GK106039932SQ201610378002
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月27日
【发明人】何跃军, 王良波, 陈全明, 邓小军
【申请人】重庆耐德能源装备集成有限公司