一种高含硫天然气脱水装置及方法与流程

本发明涉及天然气脱硫脱水工艺，具体涉及一种高含硫天然气脱水装置及方法。

背景技术：

1、在干燥的天然气中硫化氢对金属材料无腐蚀破坏作用，硫化氢(包括二氧化碳)只有溶解在水中才具有腐蚀性。在天然气的矿场集输过程中，由于采出物大多含有饱和水，甚至形成了游离水，硫化氢的存在将导致集输系统的设备与管材处于较严重的腐蚀环境中，造成较大的安全生产风险。因此需要将天然气中的游离水或饱和水进行有效脱除，满足在集输条件下无游离水存在(满足集输压力下的水露点要求)，即可实现高含硫化氢天然气安全输送。对于这类油气田，可对相应区块高含硫天然气采用集中高压脱水后进行常温外输。

2、对于输送介质中高含硫化氢、二氧化碳等腐蚀性气体的碳酸盐油气藏，如果采用传统集输工艺，由于介质腐蚀性极强，存在以下几个问题：一是若气体不处理，按照选材标准，需要选择镍基合金等高等级耐蚀合金钢管，投资成本为常规管材的2.5倍，且管道设备后期维护难度较大；二是若进行源头净化脱硫处理，存在脱硫规模无法确定、投资高、建设周期长等问题。

3、目前，基于三甘醇类吸收剂的溶剂吸收工艺普遍应用于油田天然气脱水处理，但是，这类工艺直接应用于高含硫天然气的脱水将导致严重的设备腐蚀和吸收剂劣化，无法保证安全运行。而目前基于溶剂吸收法对高含硫化氢天然气进行脱水的研究成果较少，缺乏针对高含硫化氢介质的工艺方法研究，导致高含硫天然气集输成为制约油田发展的集输难题。

4、申请号为cn201911402988.3的中国专利公开了一种处理高硫天然气的系统和方法,包括复合溶剂法脱硫单元、三甘醇法脱水单元、克劳斯灵活分流法硫磺回收单元、加氢还原吸收尾气处理单元。该发明实现了对高碳硫比、高含硫的天然气的连续处理以及对低酸性气浓度尾气的硫磺回收,总硫回收率达到99.9％以上；而且,所用克劳斯分流反应器能够通过控制分流条件提高炉膛温度保证稳定燃烧,提升热反应转化率,减少杂质对下游催化转化的影响,提高下游硫磺回收装置对不同酸性气浓度的适应性；同时,复合溶剂法脱硫单元与加氢还原吸收尾气处理单元采用同一溶剂循环使用,在保证天然气净化效果和尾气达标排放的基础上,充分利用了溶剂的吸收能力,降低了装置脱硫溶剂的用量及再生能耗。但该方法主要针对高含硫天然气的集中脱硫处理，系统复杂，投资高，适用于大规模高含硫天然气集中处理净化，而不适于中小规模高含硫天然气的集输脱水。

5、申请号为cn201821410422.6的中国专利公开了一种高含硫天然气teg脱水装置,该装置包括teg吸收塔、干气/贫液换热器、teg重沸器、teg富液闪蒸汽提分离器、机械/活性碳过滤器、teg贫富液换热器,各设备间采用管线联接,为控制工艺参数,管线上还设有调节阀等控制设备。本实用新型采用teg富液闪蒸汽提工艺来闪蒸、汽提teg富液,闪蒸汽提出的硫化氢又增压回到了原料气中,不进入再生气,从而降低后续teg重沸器负荷、减轻teg再生系统腐蚀、减少再生气硫化氢含量,使再生气灼烧后达到国家标准要求的一级排放标准。本实用新型体积小、设备投资低、操作费用低、能保证装置长期平稳运行,经济效益明显。本装置适用于含硫和高含硫天然气的teg脱水。但该装置通过灼烧对再生塔顶产生的含硫再生气进行后处理，虽然相比传统工艺可一定程度上降低尾气的硫化物排放，但灼烧后的含硫化合物仍会对环境造成污染。

6、但是，上述脱水工艺方法具有以下的缺点：适用的处理规模偏大或偏小，不具有对集输天然气的单独脱水功能，或不具有再生气或闪蒸气的密闭处理能力，不利于油田天然气在集输过程中的脱水处理。综上所述，为解决上述问题，需要提供一种用于适用于高含硫化氢油田天然气矿场集输的脱水工艺方法。

技术实现思路

1、基于以上问题，本发明的目的是针对上述问题提供一种高含硫天然气脱水装置及方法。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明提供了一种高含硫天然气脱水装置，包括进气分离器、吸收塔、闪蒸分离器、再生塔和干气分离器组成；

4、所述进气分离器与进气管道相连，且所述进气分离器通过第一送气管道与所述吸收塔的气提段相连通；

5、所述再生塔通过第二送气管道与所述吸收塔的精馏段相连通；

6、所述吸收塔的塔底通过闪蒸送气管道与所述闪蒸分离器相连通，所述闪蒸送气管道上设有二级贫/富液换热器；

7、所述闪蒸分离器通过一级贫/富液换热器与所述再生塔相连通；

8、所述吸收塔的塔顶通过出气管道与所述干气分离器相连通，所述出气管道上设有干气/贫液换热器。

9、优选地，所述第二送气管道依次通过所述一级贫/富液换热器、所述二级贫/富液换热器和所述干气/贫液换热器。

10、优选地，所述第二送气管道中运输有吸收剂贫液。

11、优选地，所述闪蒸分离器与所述二级贫/富液换热器上设置有过滤器。

12、优选地，所述再生塔的塔顶通过第一回流管道与所述进气管道相连通。

13、优选地，所述闪蒸分离器设有第二回流管道，所述第二回流管道通入所述第一回流管道中。

14、优选地，所述再生塔还设有汽提气送气管道，用于向所述再生塔中输送汽提气。

15、本发明还提供一种高含硫天然气脱水装置方法，使用如上述任意一项所述的高含硫天然气脱水装置进行脱水和脱硫，具体方法为：

16、原始气体通过进气管道经过进气分离器初步分离之后，产生干气并进入吸收塔中，所述干气与来自再生塔的贫甘醇溶液反应，反应产生的脱水干气经过干气/贫液换热器换热后进入干气分离器，反应产生的富甘醇溶液自塔底通过闪蒸送气管道，经二级贫/富液换热器换热后进入闪蒸分离器进行闪蒸处理，闪蒸后的富甘醇经一级贫/富液换热器换热后进入再生塔进行再生。

17、优选地，所述再生塔与所述闪蒸分离器中产生的含硫闪蒸气分别通过第一回流管道和第二回流管道通入进气管道中。

18、优选地，所述再生塔中还通入汽提气，用于对所述贫甘醇溶液进行提纯。

19、与现有技术相比，本发明有以下优势：

20、本发明提供的一种高含硫天然气脱水装置及工艺，原始气体通过进气管道经过进气分离器初步分离之后，产生干气并进入吸收塔中，所述干气与来自再生塔的贫甘醇溶液进行逆流接触反应，反应产生的脱水干气经过干气/贫液换热器换热后进入干气分离器，再进入后续处理单元，塔底得到的含水和硫化氢的吸收剂富液经过闪蒸后进入富液再生塔，再生后的吸收剂贫液返回吸收塔进行循环使用，实现高含硫化氢闪蒸气的密闭循环，满足环境保护和安全运行的需要，进一步提高系统用能效率，相比预热盘管置于再生塔内的传统三甘醇脱水工艺，可解决内置预热盘管容易腐蚀且不易检修更换的情况(再生塔直径较小)，且单独设置贫/富液换热器进行预热流程，可方便后续检修。

技术特征：

1.一种高含硫天然气脱水装置，其特征在于：

2.如权利要求1所述的一种高含硫天然气脱水装置，其特征在于：

3.如权利要求1所述的一种高含硫天然气脱水装置，其特征在于：

4.如权利要求1所述的一种高含硫天然气脱水装置，其特征在于：

5.如权利要求1所述的一种高含硫天然气脱水装置，其特征在于：

6.如权利要求5所述的一种高含硫天然气脱水装置，其特征在于：

7.如权利要求1所述的一种高含硫天然气脱水装置，其特征在于：所述再生塔还设有汽提气送气管道，用于向所述再生塔中输送汽提气。

8.一种高含硫天然气脱水装置方法，其特征在于：

9.如权利要求8所述的一种高含硫天然气脱水装置方法，其特征在于：

10.如权利要求8所述的一种高含硫天然气脱水装置方法，其特征在于：所述再生塔中还通入汽提气，用于对所述吸收剂贫液进行提纯。

技术总结本发明提供了一种高含硫天然气脱水装置及方法，涉及天然气脱硫脱水技术领域，包括进气分离器、吸收塔、闪蒸分离器、再生塔和干气分离器组成；进气分离器与进气管道相连，且所述进气分离器通过第一送气管道与吸收塔的气提段相连通；再生塔通过第二送气管道与吸收塔的精馏段相连通；吸收塔的塔底通过闪蒸送气管道与闪蒸分离器相连通，闪蒸送气管道上设有二级贫/富液换热器；闪蒸分离器通过一级贫/富液换热器与再生塔相连通；吸收塔的塔顶通过出气管道与干气分离器相连通。本发明提供的一种高含硫天然气脱水装置及方法可实现吸收剂的再生，进行循环使用，实现高含硫化氢闪蒸气的密闭循环，满足环境保护和安全运行的需要，进一步提高系统用能效率。技术研发人员：曾文广,李鹏,高秋英,钟荣强,崔伟,孙永尧受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/3/11