天然气脱液除渣脱酸性气撬装装置及工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及天然气净化处理技术领域，具体地说，涉及一种天然气脱液除渣脱酸性气撬装装置及工艺。
【背景技术】
[0002]在天然气开采、输送、处理过程中随着温度和压力的变化，天然气中会含有一定量的凝析油、水、沙粒、焊渣、锈蚀等杂物，同时天然气中通常还含有h2s、0)2等酸性气，这些杂质会对后续的加工处理及使用产生重大影响。比如腐蚀设备和连接管路，增加压缩机功耗，影响发动机性能等。因此，天然气在进入管网、压缩机、发动机等之前都需要配备脱液除渣、脱酸性气净化系统，以保证下游设备的安全运行。
[0003]公开号为CN 104073310 A的中国发明专利申请公开了一种天然气净化与干燥的装置和方法，该装置包括脱酸脱水床、脱重烃床、以及附属管道和控制阀门。其中，核心的工艺设备脱酸脱水床和脱重烃床均采用管壳式结构，管程内填装吸附剂作为吸附床层，壳程走热媒和冷媒。该方法加热再生吸附床层时将外部热媒或冷媒直接通入脱酸脱水床和脱重烃床进行加热和冷却，因而不需使用再生气，再生过程只需在管侧通入极少量的载气的情况下能保证吸附床层再生完全，解决了传统吸附床层加热再生时再生气消耗量过大的问题，减少原料天然气的消耗量，增加了产品液化天然气的液化率。该发明专利申请主要用于降低再生气消耗量，并未涉及天然气脱液除渣脱酸性气撬装装置。
[0004]公开号为CN 103421564 A的中国发明专利公开了一种天然气脱液脱硫装置及其脱硫工艺，属于化工技术领域。所述天然气脱液脱硫装置包括天然气输送管路、气液分离罐和脱硫设备，本发明通过在气液分离罐底部设置集液板和倒置U型管，将气液分离罐中分离出的液体通过倒置U型管缓慢滴入集液板下方的下部空腔内，然后通过将脱硫后的天然气返回至气液分离罐下方的下部空腔内，通过大流量的天然气将液体雾化并随脱硫后的天然气返回天然气主管道内。通过该发明所述的脱硫装置进行天然气脱硫处理时，具有脱硫装置成本低廉、脱硫工艺环保并且节约资源的优点。该发明主要用于天然气脱液脱硫，并未涉及天然气除渣及处理其他酸性气(如CO2)。
[0005]目前国内20万方以上的油气田脱水、脱烃、脱硫及脱碳技术和设备较多，工业化应用也比较成熟，但针对小型井口气，如1-5万方/日，处理措施比较少，处理成本比较高，而大规模天然气净化处理技术也不适用于小规模处理装置。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷和不足，提供了一种天然气脱液除渣脱酸性气撬装装置及工艺。
[0007]根据本发明实施例，提供了一种天然气脱液除渣脱酸性气撬装装置，所述撬装装置包括脱液除渣部分、脱硫部分和脱碳部分，所述脱液除渣部分包括一台液体收集罐和一台旋流聚结分离器，所述脱硫部分包括一台脱硫反应器，所述脱碳部分包括一台颗粒过滤器和一台膜分离器；所述旋流聚结分离器的气相出口管与脱硫反应器的进口管相连接，旋流聚结分离器的液固相出口管与液体收集罐的进口管相连接；所述脱硫反应器的出口管与颗粒过滤器的进口管相连接；所述颗粒过滤器的气体出口管与膜分离器的进口管相连接。
[0008]根据本发明实施例，提供了一种天然气脱液除渣脱酸性气撬装装置，所述撬装装置包括脱液除渣部分、脱硫部分和脱碳部分，所述脱液除渣部分包括一台液体收集罐和两台旋流聚结分离器，所述脱硫部分包括两台脱硫反应器，所述脱碳部分包括一台颗粒过滤器和两台膜分离器；所述旋流聚结分离器的气相出口管与脱硫反应器的进口管相连接，旋流聚结分离器的液固相出口管与液体收集罐的进口管相连接；所述脱硫反应器的出口管与颗粒过滤器的进口管相连接；所述颗粒过滤器的气体出口管与膜分离器的进口管相连接。
[0009]根据本发明实施例，提供了一种天然气脱液除渣脱酸性气撬装装置，所述撬装装置包括脱液除渣部分、脱硫部分和脱碳部分，所述脱液除渣部分包括一台液体收集罐和两台旋流聚结分离器，所述脱硫部分包括三台脱硫反应器，所述脱碳部分包括一台颗粒过滤器和三台膜分离器；所述旋流聚结分离器的气相出口管与脱硫反应器的进口管相连接，旋流聚结分离器的液固相出口管与液体收集罐的进口管相连接；所述脱硫反应器的出口管与颗粒过滤器的进口管相连接；所述颗粒过滤器的气体出口管与膜分离器的进口管相连接。
[0010]根据本发明实施例，提供了一种天然气脱液除渣脱酸性气工艺，含有以下步骤:
[0011]脱液除渣处理:夹带大液滴和固体颗粒的原料气沿切向进入旋流聚结分离器的同向流旋风分离部分，沿外壁由上向下旋转，并不断向内转变为沿轴线向上旋转，气流中的固体颗粒和大液滴在离心力的作用下被甩向同向流旋风分离部分的器壁，在重力和气流的带动作用下沿同向流旋风分离部分的器壁下落，气体进入并流聚结吸附分离部分，小液滴在并流聚结吸附分离部分的聚结层和吸附剂表面吸附聚结成大液滴，气液并流流出并流聚结吸附分离部分时进行液体和气体的分离，脱除的液相和固相进入液体收集罐进行液固分离；
[0012]脱硫处理:经过脱液除渣处理的气体进入脱硫反应器，通过脱硫反应器中脱硫剂的吸附反应脱除气体中的H2S;
[0013]脱碳处理:脱硫后的气体经过颗粒过滤器过滤后进入膜分离器进行干法脱C02，获得净化后的天然气。
[0014]本发明实施例提供的上述撬装装置结构简单，脱液除渣、脱硫、脱碳模块化设计，比如原料气无需脱硫时，可将脱液除渣部分直接与脱碳部分串接，原料气无需脱碳时，可将脱液除渣部分与脱硫部分串接，实现小型化、便携撬装化和无人值守化，非常适用于“枯井”、“小型井”、“零散气井”、“边缘井”的挖潜增效工作，为企业带来经济效益，同时解决了放烧造成的环境问题。本发明提供的上述天然气脱液除渣脱酸性气工艺，工艺简单，投资少，能耗低，通过该工艺净化后的天然气，固体杂质脱出率为100%，粒径在I μπι以上液滴脱出率达到99.9%以上，硫化氢含量彡6mg/m3，二氧化碳含量彡2%。
【附图说明】
[0015]附图1为本发明实施例1中天然气脱液除渣脱酸性气撬装装置的结构示意图。
[0016]附图2为本发明实施例3中天然气脱液除渣脱酸性气撬装装置的结构示意图。
[0017]附图3为本发明实施例3中脱硫装置的阀门控制图。
[0018]附图4为本发明实施例4中天然气脱液除渣脱酸性气撬装装置的结构示意图。
[0019]图中，1、液体收集罐，2、旋流聚结分离器，3、脱硫反应器，4、颗粒过滤器，5、膜分离器，6、放净口，7、排液口，8、卸料口，9、放净口，10、排渣口。
【具体实施方式】
[0020]以下结合附图对本发明实施例作进一步说明。
[0021]实施例1:如图1所示，一种天然气脱液除渣脱酸性气撬装装置，该撬装装置包括脱液除渣部分、脱硫部分和脱碳部分，所述脱液除渣部分包括一台液体收集罐I和一台旋流聚结分离器2，所述脱硫部分包括一台脱硫反应器3，所述脱碳部分包括一台颗粒过滤器4和一台膜分离器5 ;所述旋流聚结分离器2的气相出口管与脱硫反应器3的进口管相连接，旋流聚结分离器2的液固相出口管与液体收集罐I的进口管相连接；所述脱硫反应器3的出口管与颗粒过滤器4的进口管相连接；所述颗粒过滤器4的气体出口管与膜分离器5的进口管相连接。
[0022]在本发明上述实施例提供的撬装装置中，旋流聚结分离器2的外壁上均缠绕有电加热设备和吹扫气进出管线，可以通过电加热升温对旋流聚结分离器2内部的吸附剂进行再生，也可以通过吹扫气对旋流聚结分离器2内部的吸附剂进行再生；旋流聚结分离器2包括同向流旋风分离部分和并流聚结吸附分离部分，两部分采用灵活固定方式复合而成，体积小，便于撬装化，维护方便。
[0023]在本发明上述实施例提供的撬装装置中，所述脱硫反应器3采用中心流道开孔率为5-50%、外流道开孔率为10-50%的径向床脱硫反应器，在所述径向床脱硫反应器的床层上设有催化剂封，防止由于催化剂床层沉降造成气体短路；在所述径向床脱硫反应器的分流流道及集流流道开设有不均匀的孔或孔径大小不同的孔，使流体均匀分布；在所述径向床脱硫反应器的分流流道及集流流道的内侧均设有不锈钢丝网，防止脱硫剂被吹出。本实施例中脱硫反应器采用径向床脱硫反应器，解决了长周期切换的轴向固定床吸附工艺的高压降和撬装化安装难题。
[0024]膜分离器脱碳针对中小型天然气脱碳，在本发明上述实施例提供的撬装装置中，膜分离器5采用无循环膜组件，高效体积小，便于撬装化安装。
[0025]本实施例中，脱硫反应器和膜分离器均设有一台，