一种LNG撬装脱酸系统的制作方法

文档序号:15422882发布日期:2018-09-12 00:08阅读:859来源:国知局

本实用新型涉及一种煤化工、石油化工及石油天然气开采脱酸系统,尤其涉及一种LNG撬装脱酸系统。



背景技术:

石油开采过程中,常常伴随着油田伴生气产生,以及天然气开采过程中,有些气田由于产量不高,如果采用铺设管线运输,成本太高。天然气就地液化制成液化天然气(LNG)运输是十分经济的做法。

天然气在液化之前需要进行净化,主要工艺流程包括:计量、脱酸性气、脱水、液化及存储等。在天然气液化项目中,脱碳单元一般采用脱碳剂吸收再生工艺。传统工艺由于设备效率低,MDEA吸收塔和MDEA再生塔尺寸设计的比较大,高度比较高,设备投资成本高,并且对于非常规天然气常常采用撬装设计,撬装运输需要控制设备尺寸,现有的设计中,塔器高,成撬后运输成本高,失去了撬装灵活方便的特性。



技术实现要素:

本实用新型的主要目的在于,克服现有的撬装脱酸系统存在的缺陷,而提供一种LNG撬装脱酸系统,在保证使用效果的同时减小设备的尺寸,便于现场应用,方便运输,从而更加适于实用,且具有产业上的利用价值。

本实用新型是采用如下方案实现的:

本实用新型提出的LNG撬装脱酸系统,包括吸收系统、再生系统和过滤系统,原料气经吸收系统除去二氧化碳、硫化氢和有机硫,MDEA胺液吸收了二氧化碳在再生系统和过滤系统之间循环,过滤系统包括有胺液储罐、消泡剂储罐、胺液组合过滤器和贫液增压泵,胺液储罐和胺液组合过滤器通过管道分别与贫液增压泵相连接,在胺液储罐上布置有消泡剂储罐;胺液组合过滤器上部及下部增加过滤单元,在胺液组合过滤器中间床层中装填过滤介质。

作为优选的,前述的LNG撬装脱酸系统,吸收系统包括有原料气液分离器、净化气换热器和 MDEA吸收塔,原料气液分离器通过管道与净化气换热器相连接,净化气换热器通过管道与MDEA吸收塔相连接;MDEA吸收塔的高度小于10米;减小MDEA吸收塔的前提是保证脱酸效果,采用新型高效填料,优化计算了填料的特征参数,采用峰高3.5mm,波纹倾角30-45°,工称表面积为750-800m2/m3,最优表面积为790 m2/m3的填料;有效降低MDEA吸收塔高度,从原有吸收塔设备25米高度降低到8-10米高度。

作为优选的,前述的LNG撬装脱酸系统,再生系统包括有MDEA再生塔系统和富液进料预热器,MDEA再生塔系统和富液进料预热器通过管道相连接,MDEA再生塔系统的高度小于10米。

作为优选的,前述的LNG撬装脱酸系统, MDEA再生塔系统的顶部设置有冷凝器,MDEA再生塔系统的底部设置有再沸器;传统工艺中再生塔系统由再生塔、再生塔底再沸器、再生塔顶冷凝器组成,设备多、工艺控制复杂;本实用新型方案将三台设备设计成一台, 形成MDEA再生塔系统,塔顶蒸汽在再生系统上部的冷凝器冷凝后直接进入再生塔,系统的塔底再沸器上设置特殊阀保证再沸器中蒸汽上升,凝液能通过降液管进入再沸器,缩小了设备的尺寸,工艺控制简单,更加符合撬装装置的特点,有利于成撬及后期的使用。

作为优选的,前述的LNG撬装脱酸系统,胺液组合过滤器中间床层中装填的吸收料,上部为70%体积比的活性炭,下部装填30%体积比的13X分子筛。

作为优选的,前述的LNG撬装脱酸系统,还包括有净化气聚结过滤器,净化气聚结过滤器通过管道与MDEA吸收塔相连接。

本实用新型的有益效果在于:

1.采用高效填料,优化填料的尺寸,峰高3.5mm,波纹倾角30-45°,工称表面积为750-800m2/m3,最优表面积为790 m2/m3,进而缩小了设备尺寸、降低了设备高度,使成撬尺寸小、运输方便。

2.再生塔系统由传统工艺的再生塔、再生塔底再沸器、再生塔顶冷凝器组成,设备多、工艺控制复杂,改进为一体化设计,缩小了设备的尺寸,工艺控制简单,更加符合撬装装置的特点,有利于成撬及后期的使用。

3.胺液过滤系统采用一体化设计,减少了设备数量,缩小了设备尺寸,同时在胺液填料中优化填料配置,提高了胺液过滤效率,提升了胺液吸收的效果。

4.采用钢结构撬装整体,所有设备固定于钢结构上部,设备尺寸更优选为2.5*3*10米,结构紧凑,布置更加合理。

附图说明

图1为本实用新型吸收、再生系统结构示意图;

图2为本实用新型净化系统结构示意图;

图中标记含义:1.原料气液分离器,2.净化气换热器,3.MDEA吸收塔,4.MDEA再生塔系统,5.富液进料预热器,6.净化气聚结过滤器,7.胺液储罐,8.消泡剂储罐,9.胺液组合过滤器,10.贫液增压泵,11.管道。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1和图2所示本实用新型提出的LNG撬装脱酸系统,包括吸收系统、再生系统、过滤系统和净化气聚结过滤器6,原料气经吸收系统除去二氧化碳,MDEA胺液吸收了二氧化碳在再生系统和过滤系统之间循环。

其中过滤系统包括有胺液储罐7、消泡剂储罐8、胺液组合过滤器9和贫液增压泵10,胺液储罐7通过管道11与胺液组合过滤器9相连接;胺液储罐7和胺液组合过滤器9通过管道11分别与贫液增压泵10相连接,在胺液储罐7上布置有消泡剂储罐8;胺液组合过滤器9上部及下部增加过滤单元,在胺液组合过滤器9中间床层中装填吸收料;针对MDEA胺液在吸收过程中易变质的特性,在过滤器中间床层中上部装填70%体积比活性炭,下部装填30%体积比的13X分子筛,能有效吸附胺液中的变质的络合物杂质,提升吸附效率。

吸收系统包括有原料气液分离器1、净化气换热器2和 MDEA吸收塔3,原料气液分离器1通过管道11与净化气换热器2相连接,净化气换热器2通过管道11与MDEA吸收塔3相连接;再生系统包括有MDEA再生塔系统4和富液进料预热器5, MDEA再生塔系统4和富液进料预热器5通过管道11相连接。净化气聚结过滤器6通过管道11与MDEA吸收塔3相连接。

MDEA再生塔系统4的顶部设置有冷凝器, MDEA再生塔系统4的底部设置有再沸器。塔顶蒸汽在MDEA再生塔系统4上部的冷凝器冷凝后直接进入再生塔,MDEA再生塔系统4的塔底再沸器上设置特殊阀保证再沸器中蒸汽上升,凝液能通过降液管进入再沸器,本设计缩小了设备的尺寸,工艺控制简单,更加符合撬装装置的特点,有利于成撬及后期的使用。

采用新型高效填料,优化计算填料的特征参数,采用峰高3.5mm,波纹倾角30-45°,工称表面积为750-800m2/m3,,有效降低MDEA吸收塔3及MDEA再生塔4的高度,从原有吸收塔和再生塔设备25米高度降低到8-10米高度填料塔。

本工艺以复合胺溶液为吸收剂、采用一段吸收、一段再生流程脱除原料气中酸性气体。原料气经过原料气气液分离器1气相经过净化气换热器2与MDEA吸收塔3顶,气体换热后从MDEA吸收塔3下部进入,自下而上通过MDEA吸收塔3;再生后的复合胺溶液从MDEA吸收塔3上部进入,自上而下通过MDEA吸收塔3,逆向流动的复合胺溶液和天然气在吸收塔内充分接触,气体中的CO2被吸收而进入液相,未被吸收的组份从MDEA吸收塔3顶部引出,进入净化气换热器2,将温度降至≤38℃,进净化气聚结过滤器6,出净化气聚结过滤器6气体进入下游工段,出净化气聚结过滤器6液去MDEA吸收塔3,与塔底富液进入MDEA再生塔系统4再生。

富液是吸收CO2的复合胺溶液,富液与MDEA再生塔系统4底部流出的溶液(贫液)在富液进料预热器5中换热,升温到95~100℃后流向MDEA再生塔系统4再生塔上部,在MDEA再生塔系统4内进行汽提再生,达到指标贫液从MDEA再生塔系统4底部再沸器流出并通过富液进料预热器5换热,去蒸发冷撬,贫液被冷却到35~52℃,进入胺液储罐7,在胺液储罐7上布置了消泡剂储罐8添加消泡剂。添加了消泡剂及其他化学药剂的胺液经过贫液增压泵10将胺液一次打入胺液组合过滤器9,去除胺液中的杂质。经过过滤后的胺液返回胺液储罐7,并通过贫液增压泵10打入MDEA吸收塔3上部,重新吸收。

本工艺根据现有LNG脱碳装置设计中设备尺寸大,塔器高度高,设备投资成本高,同时,在撬装设备中要求尺寸小的特点,优化设计,减小设备数量,缩小设备尺寸。

最后,通过PDMS和ASPEN软件优化设计方案,本工艺比传统工艺设备尺寸上缩小,降低运输成本,成撬更方便,投资成本低。同时将原有的外置式再沸器与塔釜通过设备法兰连接,使得工艺管道大大节省,安装空间也进一步降低。

以上所述,仅为本实用新型较佳的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

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