循环使用三甘醇脱除天然气携带的水和杂质的方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及石油化工行业中的天然气净化领域。
【背景技术】
[0002]从地下开采的天然气一般都携带一定量水分，天然气的水露点值都高于规定的指标(低于沿途环境温度5?15°C )。如果携带水分的天然气在高压或低温时，就会有液相水凝结。液相水对处理装置以及输气管线有如下危害:①限制管线内天然气流速，降低输气量；②与0)2、&3等酸性组分混合生成具有腐蚀性的酸；③与小分子气体及混合物在高压或O度以上生成外观似冰的固体水合物。因此，气田各集气站在输送前必须脱水净化处理采出的天然气，使天然气的水含量或水露点值符合指标要求。
[0003]由于三甘醇热稳定性好而易于再生、蒸汽压低携带的损失量更小、对相同质量百分浓度的吸收溶液而言可以获得更大露点降，因此各井站均采用三甘醇作为脱水剂脱除天然气携带的水分。但在生产中，天然气携带的各种污染物、腐蚀产物及降解产物都会累积到三甘醇溶液中，引起三甘醇有效浓度降低、脱水性能恶化、发泡严重时引起雾沫夹带并导致三甘醇大量损失，造成被处理的天然气露点值不达标。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，而提出的一种可以大大强化传质、强化微观混合的超重力反应器基础上的循环使用三甘醇脱除天然气携带的水和杂质的方法。
[0005]本发明的技术方案概述如下:
[0006]天然气湿气A通过管道输送到气液分离罐1，气液分离罐内设置有丝网，分离出天然气湿气中夹杂的大部分液滴后的气体输送到过滤器2，过滤掉固体杂质和微小液滴的气体输入超重力机3与三甘醇错流接触进行净化，净化后的天然气通过换热器10换热后为B外输；在超重力机中与来自于过滤器2的天然气错流接触后的含杂质三甘醇液体通过管道依次输入换热器4换热、经闪蒸罐5闪蒸除去H2S和CO2 (H2S和CO2在图1中用C表示)、经粗滤器6除去其中较大颗粒固体杂质，再经陶瓷膜过滤器7除去小颗粒焦胶质和凝析油后进入三甘醇精馏装置8精馏，在精馏装置8分离出的水蒸气D由精馏装置顶部排至安全放空口，经精馏装置精馏获得的三甘醇经缓冲罐9缓冲，再与换热器10换热后，通过栗输入超重力机3中，进行循环使用。
[0007]本发明的方法可以使三甘醇净化天然气，并可将净化天然气后的含有腐蚀性杂质、固体杂质及小颗粒焦胶质和凝析油后的三甘醇除去上述杂质和水蒸气后重复循环使用，避免了三甘醇的排放，避免了对环境的三甘醇污染，降低了成本。
[0008]本发明所采用的超重力机和塔式设备相比，体积传质系数高一到三个数量级，设备的体积和重量仅是塔式设备的百分之几。液体在高分散，高湍动，强混合以及界面急速更新的情况下与气体以极大的相对速度在弯曲孔道中逆向接触，极大地强化了传质过程。传质单元高度降低了 I?3个数量级，使巨大的塔器(二三十米以上的高度)降为高度只有2?3米的超重力机。本发明的方法采用了传质效率高的超重力机，可以快速、彻底脱除天然气湿气中的水。
[0009]另外与传统三甘醇脱水工艺相比，本发明的方法中使用了陶瓷膜过滤器，它可以有效去除积累在三甘醇溶液中的污染物小颗粒焦胶质和凝析油等，待处理料液在膜管内高速流动，在压力驱动下含小分子组分的澄清渗透液沿与之垂直方向向外透过膜，含大分子组分的混浊浓缩液被膜截留，从而使流体达到分离、浓缩、纯化的目的。过滤净化的三甘醇再生后回用，减少了三甘醇的污染与耗损，同时也避免了因三甘醇发泡带来的安全隐患，同时也减少了对设备的腐蚀与损害。
【附图说明】
[0010]图1为循环使用三甘醇脱除天然气携带的水和杂质的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0012]本申请超重力机采用的是专利号为:95107423.7错流旋转床超重力场装置，这是为了使本领域的技术人员能够更好地理解本发明，但并不对本发明作任何限制，凡已公开的超重力机都可用于本发明。
[0013]天然气湿气A通过管道输送到气液分离罐I，气液分离罐内设置有丝网，分离出天然气湿气中夹杂的大部分液滴(烃类液体)后的气体输送到过滤器2，过滤掉固体杂质和微小液滴的气体输入超重力机3与三甘醇错流接触进行净化，净化后的天然气通过换热器10换热后为B (合格的干天然气)外输；在超重力机中与来自于过滤器2的天然气错流接触后的含杂质三甘醇液体通过管道依次输入换热器4换热、经闪蒸罐5闪蒸除去H2S和CO2(H2S和CO2在图1中用C表示，都经过火炬系统排放)、从闪蒸罐5底部排出的液体经粗滤器6除去其中较大颗粒固体杂质(直径大于5 μ m)，再经陶瓷膜过滤器7除去小颗粒焦胶质和凝析油后进入三甘醇精馏装置8精馏(该精馏装置包括精馏柱、重沸器和冷凝器，含水三甘醇通过精馏柱填料向下流入重沸器，在由重沸器中气化上升的热三甘醇蒸汽和水蒸气接触，冷凝三甘醇蒸汽和部分水蒸汽)，在精馏装置8分离出的水蒸气D由精馏装置顶部排至安全放空口(常压)，(重沸器顶气通过冷却器部分冷凝产生回流液，使得在塔的填料口上端建立起温度梯度，提高三甘醇再生效果)。经精馏装置精馏获得的三甘醇经缓冲罐9缓冲，再与换热器10换热后(冷却至55°C )，通过栗输入超重力机3中，进行循环使用。
[0014]本发明所采用的超重力机和塔式设备相比，体积传质系数高一到三个数量级，设备的体积和重量仅是塔式设备的百分之几。液体在高分散，高湍动，强混合以及界面急速更新的情况下与气体以极大的相对速度在弯曲孔道中逆向接触，极大地强化了传质过程。传质单元高度降低了 I?3个数量级，使巨大的塔器(二三十米以上的高度)降为高度只有2?3米的超重力机。本发明的方法采用了传质效率高的超重力机，可以快速、彻底脱除天然气湿气中的水。
[0015]另外与传统三甘醇脱水工艺相比，本发明的方法中使用了陶瓷膜过滤器，它可以有效去除积累在三甘醇溶液中的污染物小颗粒焦胶质和凝析油等，待处理料液在膜管内高速流动，在压力驱动下含小分子组分的澄清渗透液沿与之垂直方向向外透过膜，含大分子组分的混浊浓缩液被膜截留，从而使流体达到分离、浓缩、纯化的目的。过滤净化的三甘醇再生后回用，减少了三甘醇的污染与耗损，同时也避免了因三甘醇发泡带来的安全隐患，同时也减少了对设备的腐蚀与损害。
【主权项】
1.循环使用三甘醇脱除天然气携带的水和杂质的方法，其特征是包括如下步骤:天然气湿气A通过管道输送到气液分离罐(I)，分离出天然气湿气中夹杂的大部分液滴后的气体输送到过滤器(2)，过滤掉固体杂质和微小液滴的气体输入超重力机(3)与三甘醇错流接触进行净化，净化后的天然气通过换热器(10)换热后为B外输；在超重力机中与来自于过滤器(2)的天然气错流接触后的含杂质三甘醇液体通过管道依次输入换热器(4)换热、经闪蒸罐(5)闪蒸除去H2S和CO2(C)、经粗滤器(6)除去其中较大颗粒固体杂质，再经陶瓷膜过滤器(7)除去小颗粒焦胶质和凝析油后进入三甘醇精馏装置(8)精馏，在精馏装置(8)分离出的水蒸气(D)由精馏装置顶部排至安全放空口，经精馏装置精馏获得的三甘醇经缓冲罐(9)缓冲，再与换热器(10)换热后，通过栗输入超重力机(3)中，进行循环使用。
【专利摘要】本发明公开了循环使用三甘醇脱除天然气携带的水和杂质的方法，步骤为：天然气湿气A通过管道依次输送到气液分离罐1，过滤器2，超重力机3与三甘醇错流接触进行净化，天然气外输；在超重力机中的含杂质三甘醇液体通过管道依次输入换热器4换热、经闪蒸罐5闪蒸、经粗滤器6除去其中较大颗粒固体杂质，再经陶瓷膜过滤器7除去小颗粒焦胶质和凝析油后进入三甘醇精馏装置8精馏，经精馏获得的三甘醇经缓冲罐9缓冲，换热，输入超重力机3中进行循环使用。本发明的方法可除去天然气携带的水和杂质，并使三甘醇循环使用，减少了三甘醇的污染与耗损，同时也避免了因三甘醇发泡带来的安全隐患，同时也减少了对设备的腐蚀与损害。
【IPC分类】C10L3/10
【公开号】CN105062594
【申请号】CN201510430915
【发明人】刘杰, 孟强, 付裕, 陈振栋, 高海宾, 庄传晶, 闫化云
【申请人】中国海洋石油总公司, 中海油能源发展股份有限公司, 中海油（天津）管道工程技术有限公司
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年7月21日