本發(fā)明涉及一種天然氣脫酸處理系統(tǒng)及方法，特別涉及一種適用于flng裝置的天然氣脫酸處理系統(tǒng)及方法，屬于海上浮式天然氣液化處理領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著能源需求量的增長(zhǎng)，海洋油氣資源的開(kāi)發(fā)與利用成為世界油氣工業(yè)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。但深海油氣田的開(kāi)發(fā)一般遠(yuǎn)離陸地，flng技術(shù)將取代傳統(tǒng)的長(zhǎng)輸管線。

陸上天然氣脫酸通常采用胺法脫酸技術(shù)，利用吸收塔脫除天然氣中的酸氣組份，但塔器在晃動(dòng)工況下會(huì)發(fā)生氣液偏流問(wèn)題，導(dǎo)致天然氣脫酸失敗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)胺液與天然氣充分均勻接觸，提高天然氣脫酸效率的天然氣脫酸處理系統(tǒng)及方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種天然氣脫酸處理系統(tǒng)，其特征在于：它包括脫酸反應(yīng)器、電機(jī)、冷卻器、旋風(fēng)分離器、緩沖罐、循環(huán)泵和胺液再生裝置；所述脫酸反應(yīng)器包括殼體、中心筒和填料床；所述中心筒設(shè)置在所述殼體的中心位置，所述中心筒伸出所述殼體的一端與所述電機(jī)連接，所述中心筒伸出所述殼體的另一端上的液相入口通過(guò)密封連接件密封連接所述循環(huán)泵，所述循環(huán)泵連接所述緩沖罐；在所述殼體的側(cè)壁上設(shè)置氣相出口，在所述殼體內(nèi)繞所述中心筒的外周設(shè)置殼套，所述殼套與所述殼體的所述氣相出口連通，在所述殼套的外周固定連接所述填料床；所述中心筒的內(nèi)腔與所述填料床連通；所述殼體上的所述氣相出口通過(guò)所述冷卻器與所述旋風(fēng)分離器連接，所述旋風(fēng)分離器連接所述緩沖罐，所述殼體的底部通過(guò)管路與所述胺液再生裝置連接，所述胺液再生裝置通過(guò)管路連接所述緩沖罐。

在所述殼體的頂部和底部對(duì)應(yīng)設(shè)置氣相入口和液相出口，所述氣相出口供原料天然氣進(jìn)入，所述液相出口通過(guò)管路連接所述胺液再生裝置。

所述中心筒的外周均設(shè)多個(gè)均布器，在所述殼套上設(shè)有多個(gè)與所述均布器連通的通孔，使所述中心筒的內(nèi)腔與所述填料床連通。

所述中心筒伸出所述殼體的一端通過(guò)液力透平與所述電機(jī)連接，且所述液相出口通過(guò)管路連接所述液力透平的入口端，所述液力透平的出口端連接所述胺液再生裝置。

在所述液相出口與所述液相透平之間管路設(shè)置一支管路，所述支管路通過(guò)節(jié)流閥連接所述胺液再生裝置。

所述胺液再生裝置包括閃蒸罐、再生塔、再沸器、換熱器、第一冷卻器、分離器和貧液泵；所述殼體的所述液相出口與所述閃蒸罐連通，所述閃蒸罐通過(guò)所述換熱器連接所述再生塔的頂部側(cè)壁入口，所述再生塔的底部出口連接所述再沸器的入口，所述再沸器的液相出口通過(guò)所述換熱器連接所述緩沖罐；所述再沸器的氣相出口連接所述再生塔的底部側(cè)壁入口，所述再生塔的頂部出口通過(guò)所述第一冷卻器與所述分離器的側(cè)壁入口連接，所述分離器的頂部氣相出口與外部連接，所述分離器的底部出口通過(guò)所述貧液泵連接所述再生塔的另一頂部側(cè)壁入口。

所述換熱器和緩沖罐之間設(shè)置第二冷卻器。

所述中心筒與所述殼體之間采用機(jī)械密封連接。

本發(fā)明還提供了一種基于天然氣脫酸處理系統(tǒng)的處理方法，包括以下步驟：

1)酸性原料天然氣經(jīng)氣相入口進(jìn)入脫酸反應(yīng)器的殼體，并逐漸進(jìn)入填料床，來(lái)自緩沖罐的低壓混合胺液經(jīng)循環(huán)泵增壓后進(jìn)入中心筒；填料床內(nèi)的酸性原料天然氣經(jīng)殼套的通孔進(jìn)入殼套內(nèi)，中心筒內(nèi)腔內(nèi)的胺液經(jīng)均布器進(jìn)入殼套內(nèi)，同時(shí)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)中心筒和填料床做圓周運(yùn)動(dòng)，使酸性原料天然氣和混合胺液充分在殼套內(nèi)充分均勻接觸，脫酸后的混合胺液經(jīng)殼體的液相出口進(jìn)入胺液再生裝置，經(jīng)再生后的胺液進(jìn)入緩沖罐進(jìn)行循環(huán)利用。

2)脫酸后的天然氣攜帶飽和混合胺液經(jīng)殼體上的氣相出口進(jìn)入冷卻器中，經(jīng)冷卻后進(jìn)入旋風(fēng)分離器進(jìn)行氣液分離，分離出的氣相經(jīng)旋風(fēng)分離器的氣相出口排出轉(zhuǎn)移，分離出的殘余胺液進(jìn)入緩沖罐再循環(huán)利用。

本發(fā)明采用以上技術(shù)方案，其具有如下優(yōu)點(diǎn)：1、本發(fā)明的脫酸反應(yīng)器包括殼體、中心筒和填料床，在殼體的中心位置設(shè)置中心筒，在中心筒的外周套置殼套，殼套的外周固定連接填料床，中心筒的內(nèi)腔與填料床連通，中心筒的一端伸出殼體與電機(jī)連接，中心筒的另一端伸出殼體通過(guò)旋轉(zhuǎn)密封件密封連接循環(huán)泵，電機(jī)驅(qū)動(dòng)中心筒和填料床繞殼體的中心線做圓周運(yùn)動(dòng)，能夠避免酸性原料天然氣和混合胺液發(fā)生氣液偏流問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)胺液和天然氣的充分均勻接觸，提高天然氣脫酸效率。2、本發(fā)明在中心筒的圓周側(cè)壁上均設(shè)多個(gè)均布器，在殼套上設(shè)有與均布器連通的多個(gè)通孔，能夠使酸性天然氣和胺液在殼套內(nèi)腔充分傳熱傳質(zhì)，提高天然氣的脫酸效率。3、本發(fā)明的脫酸反應(yīng)器的殼體上的氣相出口通過(guò)冷卻器連接旋風(fēng)分離器，旋風(fēng)分離器通過(guò)緩沖罐、循環(huán)泵與中心筒連接，殼體的底部液相出口通過(guò)管路連接胺液再生裝置，胺液再生裝置連接緩沖罐，能夠?qū)崿F(xiàn)胺液的再生循環(huán)利用。4、本發(fā)明的中心筒伸出殼體的一端通過(guò)液力透平連接電機(jī)，殼體的底部液相出口通過(guò)管路連接液力透平，利用液力透平將液相出口出的胺液壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能驅(qū)動(dòng)中心筒轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)能量的回收利用。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。

如圖1所示，本發(fā)明提供一種天然氣脫酸處理系統(tǒng)，它包括脫酸反應(yīng)器1、電機(jī)3、冷卻器4、旋風(fēng)分離器5、緩沖罐6、循環(huán)泵7和胺液再生裝置。脫酸反應(yīng)器1包括殼體11、中心筒12和填料床13；在殼體11的頂部和底部對(duì)應(yīng)設(shè)置氣相入口a和液相出口b，在殼體11的側(cè)壁上設(shè)置氣相出口c；中心筒12設(shè)置在殼體11的中心位置，中心筒12伸出殼體11的一端與電機(jī)3連接，中心筒12伸出殼體11的另一端設(shè)有液相入口d；在殼體11內(nèi)繞中心筒12的外周設(shè)置殼套14，且殼套14與殼體11的氣相出口c連通，在殼套14的外周固定連接填料床13；在中心筒12的外周均設(shè)多個(gè)均布器15，在殼套14上設(shè)有多個(gè)與均布器15連通的通孔，使中心筒12的內(nèi)腔與填料床13連通；氣相出口c通過(guò)冷卻器4與旋風(fēng)分離器5入口端連接，旋風(fēng)分離器5的出口端連接緩沖罐6的入口端，緩沖罐6的出口端連接循環(huán)泵7，循環(huán)泵7通過(guò)管路連接中心筒12的液相入口d，且管路與液相入口d通過(guò)旋轉(zhuǎn)密封件密封連接；液相出口b通過(guò)管路連接胺液再生裝置，胺液再生裝置通過(guò)管路連接緩沖罐6實(shí)現(xiàn)再生的胺液的循環(huán)利用。

進(jìn)一步地，中心筒12伸出殼體11的一端通過(guò)液力透平2與電機(jī)3連接，且液相出口b通過(guò)管路連接液力透平2的入口端，液力透平2的出口端連接胺液再生裝置，利用液力透平2將液相出口b流出的脫酸后的胺液的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，使液力透平2和電機(jī)3共同驅(qū)動(dòng)中心筒12和填料床13繞殼體11的中心線做圓周運(yùn)動(dòng)，降低電機(jī)3的能耗。

更進(jìn)一步地，在液相出口b與液相透平2之間管路設(shè)置一支管路，支管路通過(guò)節(jié)流閥8連接胺液再生裝置，整個(gè)系統(tǒng)剛開(kāi)始啟動(dòng)脫酸時(shí)，液相出口b處的胺液壓力小不足以驅(qū)動(dòng)液力透平2運(yùn)轉(zhuǎn)，打開(kāi)節(jié)流閥8，將胺液通過(guò)支管路直接輸送至胺液再生裝置中，當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)時(shí)，關(guān)閉節(jié)流閥8，液相出口b處的一定壓力的胺液進(jìn)入液力透平2，經(jīng)液力透平2降壓后輸送至胺液再生裝置，這樣設(shè)置，能夠提高整個(gè)系統(tǒng)的安全性，同時(shí)，能夠保證脫酸后的胺液能夠充分循環(huán)再生。

進(jìn)一步地，胺液再生裝置包括閃蒸罐9、再生塔10、再沸器16、換熱器17、冷卻器18、分離器19和貧液泵20；殼體11的液相出口b與閃蒸罐9連通，閃蒸罐9通過(guò)換熱器17連接再生塔10的頂部側(cè)壁入口，再生塔10的底部出口連接再沸器16的入口，再沸器16的液相出口通過(guò)換熱器17連接緩沖罐6；再沸器16的氣相出口連接再生塔10的底部側(cè)壁入口，再生塔10的頂部出口通過(guò)冷卻器18與分離器19的側(cè)壁入口連接，分離器19的頂部氣相出口與外部連接，分離器19的底部出口通過(guò)貧液泵20連接再生塔10的另一頂部側(cè)壁入口。

進(jìn)一步地，換熱器17和緩沖罐6之間設(shè)置冷卻器21，使再生后的胺液經(jīng)換熱器17換熱后，再經(jīng)冷卻器21冷卻進(jìn)入緩沖罐6。

進(jìn)一步地，中心筒12與殼體11之間采用機(jī)械密封連接。

基于上述實(shí)施例中提供的新型天然氣脫酸處理系統(tǒng)，本發(fā)明還提供了一種能夠?qū)崿F(xiàn)新型天然氣脫酸處理系統(tǒng)的處理方法，其包括以下步驟：

1)酸性原料天然氣經(jīng)氣相入口a進(jìn)入新型脫酸反應(yīng)器1的殼體11，并逐漸進(jìn)入填料床13，來(lái)自緩沖罐6的低壓混合胺液經(jīng)循環(huán)泵7增壓后進(jìn)入中心筒12；填料床13內(nèi)的酸性原料天然氣經(jīng)殼套14的通孔進(jìn)入殼套14內(nèi)，中心筒12內(nèi)腔內(nèi)的胺液經(jīng)均布器15進(jìn)入殼套14內(nèi)，同時(shí)，電機(jī)3驅(qū)動(dòng)中心筒12和填料床13做圓周運(yùn)動(dòng)，使酸性原料天然氣和混合胺液在殼套14內(nèi)充分均勻接觸，避免出現(xiàn)偏流現(xiàn)象，脫酸后的混合胺液經(jīng)殼體11的液相出口b進(jìn)入胺液再生裝置，經(jīng)再生后的胺液進(jìn)入緩沖罐6進(jìn)行循環(huán)利用。

2)脫酸后的天然氣攜帶飽和混合胺液經(jīng)殼體11上的氣相出口c進(jìn)入冷卻器4中，經(jīng)冷卻后進(jìn)入旋風(fēng)分離器5進(jìn)行氣液分離，分離出的氣相經(jīng)旋風(fēng)分離器5的氣相出口排出轉(zhuǎn)移，分離出的殘余胺液進(jìn)入緩沖罐6再循環(huán)利用。

本發(fā)明僅以上述實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，各部件的結(jié)構(gòu)、設(shè)置位置及其連接都是可以有所變化的。在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，凡根據(jù)本發(fā)明原理對(duì)個(gè)別部件進(jìn)行的改進(jìn)或等同變換，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。