一种车载式甘醇脱水装置及吸收系统的制作方法

本实用新型涉及气体分离技术领域，具体而言，涉及一种车载式甘醇脱水装置及吸收系统。

背景技术：

脱水是常见的化工分离过程，有一些气井气质较好不含酸气组分且热值足够，仅需要脱水即可进长输管网。传统的脱水装置中除吸收塔、精馏柱、烟囱等设备外，其他设备均可成撬，但在现场仍有不少安装工作量，如吸收塔安装，精馏柱复位，填料内件安装，管道复位等，另外还需要前期土建工作，耗费大量的人力物力。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种车载式甘醇脱水装置，其将吸收塔和精馏柱安装于撬座上，解决了后续安装过程中的工作强度大的问题。

本实用新型的另一目的在于提供一种吸收系统，其包括上述车载式甘醇脱水装置，能够避免吸收塔和精馏柱在后续安装过程耗费大量人力物力。

本实用新型是这样实现的：

一种车载式甘醇脱水装置，包括撬座、吸收塔、精馏柱和与精馏柱底部连通的再沸器，吸收塔、精馏柱和再沸器均固定安装于撬座上，吸收塔上设置有富液出口和贫液进口，精馏柱上设置有与富液出口连通的富液进口，再沸器上设置有与贫液进口连通的贫液出口。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，上述撬座上还安装有贫富液换热器和贫液输送装置，吸收塔的富液出口与贫富液换热器的冷侧进口连通，贫富液换热器的冷侧出口与精馏柱的富液进口连通，贫液出口与贫富液换热器的热侧进口连通，贫富液换热器的热侧出口与贫液输送装置的输入端连通，贫液输送装置的输出端与贫液进口连通。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，上述撬座上还安装有精馏柱冷凝器和闪蒸罐，精馏柱冷凝器的热侧入口与精馏柱的顶部连通，精馏柱冷凝器的冷侧入口与富液出口连通，精馏柱冷凝器的冷侧出口与闪蒸罐的入口连通，闪蒸罐的底部出口与贫富液换热器的冷侧入口连通。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，上述车载式甘醇脱水装置还包括用于输送气提气的气提气管道，再沸器上设置有气提隔室，气提气管道的出口端设置于气提隔室的底板上方。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，上述再沸器的壳体内设置有气提隔室。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，上述吸收塔的采用比表面积大于300m²/m³的填料。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，上述吸收塔采用盘式液相分布器和双列叶片式气体分布器。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，上述吸收塔的采用侧向出料。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，上述精馏柱采用比表面积大于250m²/m³的小型填料。

一种吸收系统，包括上述车载式甘醇脱水装置。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过上述设计得到的车载式甘醇脱水装置，其通过将吸收塔和精馏柱均安装于撬座上，避免了吸收塔和精馏柱在后续的安装过程中的诸多问题，节省了人力物力。本实用新型还提供了一种吸收系统，其包括上述车载式甘醇脱水装置，在后续的安装过程中不涉及吸收塔和精馏柱的安装和复位，以及填料内件的安装等问题，降低了现场安装的工作量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型实施例1提供的车载式甘醇脱水装置的第一结构示意图；

图2是本实用新型实施例1提供的车载式甘醇脱水装置的第二结构示意图；

图3是本实用新型实施例2提供的车载式甘醇脱水装置的结构示意图；

图4是图3中再沸器的结构示意图；

图5是图4中A-A截面的剖视图；

图6是图4中B-B截面的剖视图；

图7是图4中气体分布器的结构示意图；

图8是本实用新型实施例3提供的车载式甘醇脱水装置的结构示意图。

图标：100-撬座；100a-车载式甘醇脱水装置；100b-车载式甘醇脱水装置；100c-车载式甘醇脱水装置；110-吸收塔；112-原料气进口；114-富液出口；116-贫液进口；118-干气出口；120-精馏柱；121-第一精馏柱；122-富液进口；123-精馏柱冷凝器；124-液体进口；126-凝液分离罐；127-第二精馏柱；130-再沸器；131-燃烧器；134-贫液出口；1341-贫液溢流管；1312-热源进口；132-气提气管道；133-导流板；1331-气相通道；1332-液相通道；135-气体分布器；1351-支管；1352-分散球；136-气提隔室；137-人孔；138-加热部件；139-填料挡板；1391-气液通道；1392-通孔；140-贫富液换热器；150-贫液输送装置；160-闪蒸罐；161-干气贫液换热器；166-第一溶液过滤器；168-第二溶液过滤器；169-缓冲罐；170-燃料气缓冲罐；180-干气过滤器；190-原料气过滤器。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

请参照图1和图2，本实施例提供一种车载式甘醇脱水装置100a，包括撬座100、吸收塔110、精馏柱120和与精馏柱120底部连通的再沸器130，吸收塔110、精馏柱120和再沸器130均固定安装于撬座100上，吸收塔110上设置有富液出口114和贫液进口116，精馏柱120上设置有与富液出口114连通的富液进口122，再沸器130上设置有与贫液进口116连通的贫液出口134。

需要说明的是，将吸收塔110和精馏柱120均固定安装于撬座100上，显著减少了现场安装时的工作过程，如吸收塔110的安装，精馏柱120的复位、填料内件的安装，管道的复位等工作过程均无需现场进行，且便于运输，直接将固定在撬座100上的设备固定在现场即可进行使用，降低了人力和物力的消耗。

具体地，撬座100用于进行撬装的底盘，将一组设备固定在撬座100上，移动、就位可以使用撬杠，撬座100可以为角钢或工字钢制成的底盘。再沸器130上的热源进口1312为再沸器130提供加热用气体，具体的结构和工作原理与现有的再沸器130的供热方式相同。

具体地，甘醇脱水是采用甘醇为吸收剂，在吸收塔110中吸收原料气中的水蒸气，并在精馏柱120和再沸器130中加热再生，将再生后的吸收剂返回吸收塔110。原料气从吸收塔110的原料气进口112进入，在吸收塔110中与吸收剂甘醇充分接触，原料气中的水分被吸收后的干气从干气出口118输出，吸收水分的甘醇溶液从吸收塔110的富液出口114输出，进入精馏柱120的富液进口122，再沸器130用于提供精馏柱120升温用热源，甘醇与水蒸气在精馏柱120和再沸器130中得到分离，重组分甘醇从再沸器130上的贫液出口134输出，进入吸收塔110上的贫液进口116，进行下一阶段的吸收过程。

进一步地，撬座100上还安装有贫富液换热器140和贫液输送装置150，吸收塔110的富液出口114与贫富液换热器140的冷侧进口连通，贫富液换热器140的冷侧出口与精馏柱120的富液进口122连通，贫液出口134与贫富液换热器140的热侧进口连通，贫富液换热器140的热侧出口与贫液输送装置150的输入端连通，贫液输送装置150的输出端与贫液进口116连通。

具体地，贫富液换热器140用于将从再沸器130的贫液出口134输出的贫液与从吸收塔110的富液出口114输出的富液进行换热，使贫液的温度进行初步降低，有利于增强下一吸收过程的吸收效率，同样使需要进行加热再生的富液进行初步升温，提高了能源利用率，提高了再生过程的再生效率。贫液输送装置150为贫液泵，用于提供输送的动力。

需要说明的是，传统工艺不能将吸收塔110和精馏柱120固定于撬座100上的原因在于其高度太高，不便于运输。因此，需要使用高效的填料来提高吸收效率，从而在保证吸收效果的前提下降低吸收塔110的高度。

进一步地，吸收塔110采用比表面积大于300m²/m³的填料，精馏柱120采用比表面积大于250m²/m³的小型填料。吸收塔110和精馏柱120均采用比表面积很大的高效填料，能够增大与气液相的接触面积，显著降低吸收塔110和精馏柱120的高度，便于将吸收塔110和精馏柱120安装于撬座100上。

优选地，吸收塔110的填料采用组合填料，组合填料包括比表面积大于250m²/m³的规整填料和比表面积大于500m²/m³的小型填料，小型填料填充在规整填料空隙中。将高效的小型填料填充在规整填料的空隙中，增大了填料层与气液的接触面积，并且充分利用了吸收塔110的填料空间，在保证相同吸收效率的同时有利于降低吸收塔110的塔高。

具体地，比表面积大于250m²/m³的规整填料可以采用250Y的规整填料，比表面积大于500m²/m³的小型填料可以采用θ环填料。规整填料是一种在塔内均匀几何图形排布，整齐堆砌的填料，比表面积大、压降小、流体分布均匀且传质传热效率高。250Y的规整填料是指250Y波纹规整填料，其具有重量轻、比表面积高、易更换等优点。小型填料是指公称尺寸小于10mm的小颗粒高效填料，多采用金属丝、金属网或金属板，形状为小的环形、三角形等，如θ环填料、压延孔环填料、单圈螺旋填料。因此，将比表面积很大的θ环填料填充的250Y的规整填料的空隙中，充分利用了规整填料的波纹空间，在吸收塔110内有限的填料层高度下，可以充分利用填料空间，增大吸收塔110的吸收效率。

进一步地，吸收塔110采用盘式液相分布器和双列叶片式气体分布器。盘式液相分布器能够将吸收剂分散均匀的同时，本身的高度较低，有利于降低吸收塔110的高度。双列叶片式气体分布器同样能够在将气体分布均匀的前提下，由于其双列叶片式结构一定程度上降低吸收塔110的高度。

进一步地，吸收塔110的采用侧向出料。吸收塔110和精馏柱120均采用侧向出料，如吸收塔110的富液出口114设置在吸收塔110底部的侧壁上，干气出口118设置在吸收塔110顶部的侧壁上，这样的设置相比于将这些出料口设置在塔顶和塔底，可以省去吸收塔110的塔顶和塔底的管嘴和弯头这部分的部件的设置，降低了吸收塔110的塔高，有利于将吸收塔110固定安装于撬座100上。

需要说明的是，本实施例提供的车载式甘醇脱水装置100a，其结构简单，为工艺精度要求不高的脱水装置，将吸收塔110和精馏柱120均可以固定于撬座100上，减少后续安装过程中的劳动强度。

实施例2

本实施例所提供的车载式甘醇脱水装置100b，其实现原理及产生的技术效果和实施例1相同，为简要描述，本实施例未提及之处，可参考实施例1中相应内容。不同之处在于本实施例提供的车载式甘醇脱水装置100b的工艺更加完整，且吸收和再生的效率更高，对于由于对吸收和再生过程提出更高的工艺要求的过程，可以通过优化工艺过程来降低吸收塔110和精馏柱120的高度，从而能够将二者固定安装于撬座100上。

请参照图3，撬座100上还安装有精馏柱冷凝器123和闪蒸罐160，精馏柱冷凝器123的热侧入口与精馏柱120的顶部连通，精馏柱冷凝器123的冷侧入口与富液出口114连通，精馏柱冷凝器123的冷侧出口与闪蒸罐160的入口连通，闪蒸罐160的底部出口与贫富液换热器140的冷侧入口连通。

需要说明的是，将吸收塔110的富液出口114输出的富液经过精馏柱冷凝器123与精馏柱120的顶部流入精馏柱冷凝器123的热流进行热交换，对富液进行了初次升温，在经过闪蒸罐160进行降压分离后使富液中的天然气和水分得到初步分离，由闪蒸罐160底部输出的液体主要为甘醇和水，该液体再经过贫富液换热器140与热的贫液进行热交换，相当于对富液进行了二次升温，两次升温的过程充分利用了精馏柱120顶部的蒸气及贫液出口134输出贫液的热量，提高了能源利用率，且有利于提高吸收剂甘醇的再生过程中的再生效率。

进一步地，撬座100上还安装有凝液分离罐126，凝液分离罐126的进口与精馏柱冷凝器123的顶部连通，由精馏柱120顶部输出的气体经过精馏柱冷凝器123冷却液化后，进入凝液分离罐126，液体由凝液分离罐126的底部出口排出，尾气由凝液分离罐126的顶部出口排出。

进一步地，在闪蒸罐160的底部出口与贫富液换热器140的冷侧入口之间的连通管路上设置有第一溶液过滤器166和第二溶液过滤器168，第一溶液过滤器166内装有第一过滤填料，第二溶液过滤器168内装有第二过滤填料。具体地，第一过滤填料可以为活性炭用于吸附闪蒸罐160底部输出液体中的有机物，提高甘醇再生过程中贫液的纯度。第二过滤填料可以采用石英砂或无烟煤等，用于进行机械过滤，提高进入富液进口122的富液纯度，提高再生后贫液的质量。

进一步地，撬座100上还安装有燃料气缓冲罐170，燃料气缓冲罐170的入口与闪蒸罐160的顶部出口连通，燃料气缓冲罐170的顶部出口与再沸器130的燃烧器131连通。闪蒸罐160的顶部输出的气体主要为天然气含有少量的水蒸气，将这部分气体作为燃料气进行储存，用于对再沸器130的燃烧器131提供燃料，提高了能源利用率，降低了工艺成本。另外，燃料气缓冲罐170底部设置有排污水口，用于排出由闪蒸罐160的顶部出口输出气体中的水分。

进一步地，贫液输送装置150的输出端与贫液进口116的连通管路上设置有干气贫液换热器161，干气贫液换热器161的热侧入口与贫液输送装置150的输出端连通，干气贫液换热器161的热侧出口与贫液进口116连通，干气贫液换热器161的冷侧入口与干气出口118连通，干气贫液换热器161的冷侧出口与燃料气缓冲罐170的入口连通。干气贫液换热器161用于将贫液输送装置150输出的贫液与干气出口118输出的干气进行换热，使贫液进行二次降温，有利于在下一个吸收过程中提高吸收效率。

进一步地，在干气贫液换热器161与燃料气缓冲罐170的连通管路上设置有干气过滤器180，干气过滤器180的进口与干气贫液换热器161的冷侧出口连通，干气过滤器180的顶部出口与燃料气缓冲罐170的入口连通，且干气过滤器180的顶部出口通过气提气管道132与再沸器130的底部连通。干气过滤器180对干气进行机械过滤，排出干气中的液态甘醇，这部分甘醇从干气过滤器180的底部排污水口输出，纯净的干气从干气过滤器180的顶部输出，一部分作为产品进入下一工序，一部分进入燃料气缓冲罐170为再沸器130提供燃料，另外还有一部分干气作为气提气进入再沸器130底部，提高了整个工艺过程的能源利用率。

进一步地，车载式甘醇脱水装置100b还包括原料气过滤器190，原料气进入吸收塔110的原料气进口112之前，通过原料气过滤器190对原料气进行过滤，去除掉原料气中的液态水或游离的液态物质，提高后续吸收和再生过程的工艺效果。

进一步地，请结合图3和图4，车载式甘醇脱水装置100b还包括用于输送气提气的气提气管道132，再沸器130的壳体内设置有气提隔室136，通过设备的整合降低了设备的体积。气提气管道132的出口端设置于气提隔室136的底板上方。气提隔室136内装有填料用于进行气提过程，将精馏柱120底部的液体进入再沸器130并通过气提隔室136上的气液通道1391进入气提隔室136内，干气作为气提气由气提气管道132穿过通孔1392导入到气提隔室136的底部，降低了水蒸气的分压，并通过鼓泡的形式加强气提作用，使甘醇溶液中的水分分离出来，增大了甘醇的再生效率。

具体地，再沸器130的腔体内设置有加热部件138，导流板133和填料挡板139，填料挡板139为气提隔室136靠近导流板133一侧的挡板。加热部件138用于对再沸器130的腔体内的气体和液体进行加热，与现有用于加热的换热组件的结构和工作原理相同。请结合图5，导流板133的顶部和再沸器130的顶壁之间形成供气体流通的气相通道1331，导流板133的底部和再沸器130的底壁之间形成供液体流通的液相通道1332。请结合图6，填料挡板139的顶部与再沸器130的顶壁之间形成供气相和液相流通的气液通道1391，气液通道1391下方为密封挡板结构。具体地，气液通道1391为条形孔的结构，液相从导流板133的底部流入并由填料挡板139的顶部的气液通道1391进入气提隔室136，减少了返混的产生。

进一步地，请结合图4和图7，气提隔室136内还设置有气体分布器135，气提隔室136的顶部还设置有便于认为安装填料的人孔137。具体地，气体分布器135包括支管1351和分散球1352，支管1351与气提气管道132的出口端连通，分散球1352高于贫液溢流管1341的进口端。气提气由气提气管道132输出后进入气体分布器135的支管1351中，输送至分散球1352，气体从分散球1352输出加强鼓泡的效果，有利于提高气提过程的效果，从而提升贫液的纯度。分散球1352高于贫液溢流管1341的进口端，可以防止气提气进入贫液溢流管1341而降低贫液的纯度。

需要说明的是，本实施例提供的车载式甘醇脱水装置100b相比于实施例1工艺过程更加完善，提高了吸收和再生过程的工作效率和产品质量，能够适用于分离精度更高的工艺过程。

实施例3

参照图8所示，本实施例所提供的车载式甘醇脱水装置100c，其实现原理及产生的技术效果和实施例2相同，为简要描述，本实施例未提及之处，可参考实施例2中相应内容。不同之处在于本实施例提供的车载式甘醇脱水装置100c的精馏柱120包括第一精馏柱121和第二精馏柱127。

需要说明的是，精馏柱120包括第一精馏柱121和第二精馏柱127，即将精馏柱120分为两部分，一部分与再沸器130一体，一部分与精馏柱冷凝器123组合后单独使用。这样的设置可以增加精馏柱120的高度，对于甘醇再生过程有更高要求的工艺工程，可以采用此方式，满足工艺要求的同时可以将吸收塔110和精馏柱120固定安装于撬座100上。

具体地，精馏柱冷凝器123的热侧入口与第一精馏柱121的顶部连通，再沸器130与第二精馏柱127的底部连通，第二精馏柱127上设置有液体进口124，第一精馏柱121的底部出口与第二精馏柱127的液体进口124连通，贫富液换热器140的冷侧出口与第二精馏柱127上的富液进口122连通。

需要说明的是，将富液进口122设置在第二精馏柱127上，在第二精馏柱127和再沸器130进行再生过程后的气相进入第一精馏柱121继续进行再生过程，提高了再生效率，热蒸汽为精馏柱冷凝器123提供热源，冷却后由凝液分离罐126进行气液分离。

需要说明的是，本实施例中提供的车载式甘醇脱水装置100c相比于实施例2中的车载式甘醇脱水装置100b，适用于再生要求更高的工艺过程，精馏柱120的总高度相当于第一精馏柱121和第二精馏柱127之和，在满足安装于撬座100上的要求的同时可以达到更好的再生效率。

本实用新型还提供了一种吸收系统，包括上述车载式甘醇脱水装置。该吸收系统吸收剂经过吸收塔110对原料气中的待吸收组分进行吸收，富液于精馏柱120和再沸器130中进行再生后再返回吸收塔110。

综上所述，本实用新型提供了一种车载式甘醇脱水装置，其通过将吸收塔和精馏柱固定安装于撬座上，在后续现场施工过程中避免了吸收塔的安装、精馏柱的复位以及填料内件的安装等问题，降低了现场安装的工作量；通过精馏柱冷凝器对富液进行初步升温，提升了甘醇再生的效率；将精馏柱分为两部分，一部分与再沸器一体，一部分与精馏柱冷凝器组合后单独使用，这样的设置可以增加精馏柱的高度，能够满足对甘醇再生过程有更高要求的工艺工程。本实用新型还提供了一种吸收系统，其通过将吸收塔和精馏柱均安装于撬座上，避免了吸收塔和精馏柱在后续的安装过程中的诸多问题，节省了人力物力。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。