[發明專利]天然氣脫酸工序中為脫酸吸收劑增壓的方法及裝置

有效

• 申請號: 201310728980.2
• 申請日: 2013-12-25
• 公開（公告）號: CN103695064A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 張生;鄭忠英;何振勇;張曉哲;寇偉偉;王廣海
• 申請（專利權）人: 新地能源工程技術有限公司
• 主分類號: C10L3/10
• 分類號: C10L3/10
• 代理公司: 北京卓恒知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11394
• 代理人: 唐曙暉;劉明芳

技術領域

本發明提供了一種全新的天然氣脫酸吸收劑增壓方法及裝置，尤其適宜應用于采用混合制冷流程的天然氣液化裝置的前端醇胺法脫酸工藝。

背景技術

附圖1所示為現有醇胺法脫酸技術的基本工藝流程：在再生塔中完成再生的醇胺溶液經醇胺溶液泵增壓后進入吸收塔中與天然氣逆流接觸傳質傳熱，天然氣中的酸性組分進入醇胺溶液，脫酸后的天然氣去下游液化裝置；吸收了酸性氣體的醇胺溶液在閃蒸罐中閃蒸出其中溶解及夾帶的烴類后去再生塔再生，再生完成的醇胺溶液經醇胺溶液泵增壓后再次進入吸收塔。

為保證裝置連續運行，醇胺溶液泵大多一用一備，即一臺處于工作狀態另一臺檢修或備用。一旦兩臺泵同時出現故障，須將天然氣脫酸裝置停車，同時切斷天然氣液化系統的天然氣入口通道，避免不合格天然氣進入天然氣液化裝置造成冷箱凍堵。但采用混合制冷流程的天然氣液化裝置不允許出現凈化天然氣氣源阻斷的情況，因為如凈化天然氣來源被切斷而混合制冷劑繼續循環工作，會出現冷箱溫度驟降，短時間內導致冷箱積液、制冷劑凍堵，難以維持到天然氣脫酸裝置恢復正常，從而導致裝置的全面停車。

發明內容

本發明的目的在于提供一種天然氣脫酸工序中為脫酸吸收劑增壓的裝置及方法，即針對現有醇胺法脫酸技術中存在的醇胺溶液泵同時出現故障導致冷箱積液甚至裝置全面停車的問題提出一種解決方法。

在本申請中吸收裝置與吸收系統可互換使用。

本發明的第一個方面，提供一種天然氣脫酸工序中為脫酸吸收劑增壓的方法，所述方法采用一臺處于工作狀態的離心泵、一臺處于檢修或備用狀態的離心泵（兩臺離心泵可相同或不同，優選為相同或大致相同規格）及一臺熱備用狀態的、由ESD系統操控的柱塞泵（流量優選小于所述任何一臺離心泵）并聯為脫酸吸收劑增壓，所述ESD系統監測所述天然氣脫酸工序的運轉；在正常工作狀態下，脫酸吸收劑經其中一臺處于工作狀態的離心泵增壓后進入吸收裝置脫除天然氣中的酸性氣體，另一臺離心泵檢修或備用；當兩臺離心泵同時出現故障時，ESD系統（Emergency?Shutdown?Device緊急停車裝置系統）輸出信號，熱備的柱塞泵自動啟動，維持裝置運轉（優選低負荷運轉），而不停車。

本發明所述方法適用于天然氣醇胺法脫酸工藝，天然氣液化工藝中尤其適用于采用混合制冷流程的天然氣液化裝置的前端醇胺法脫酸工藝。

其中，所述的脫酸吸收劑為醇胺溶液，可以為醇胺法為天然氣脫除酸性氣體常用的醇胺溶液，優選為由30%～50%、優選35～45%（重量百分比）的活化醇胺（例如用哌嗪活化的MDEA，MDEA：哌嗪（PZ）=1:0.2～0.4摩爾比）和50%～70%、優選55-65%（重量百分比）的水組成，其中醇胺為一乙醇胺（MEA）、二乙醇胺（DEA）、二異丙醇胺（DIPA）、N-甲基二乙醇胺（MDEA）、二甘醇胺（DGA）中的一種或幾種，優選一乙醇胺（MEA）、N-甲基二乙醇胺（MDEA）中的一種或兩種或更多種。

所述醇胺溶液與其可吸收的酸性氣體的體積比為1：30～1：60，優選1：35～1：55，更優選1：40～1：50。

所述的柱塞泵流量為5m³/h～20m³/h，優選8m³/h～15m³/h，例如10m³/h。柱塞泵的結構形式可以為軸向柱塞泵，也可以為徑向柱塞泵。

所述的離心泵按具體工藝流程中的工藝要求、脫酸吸收劑的流量進行選擇應用，無特殊限制。

所述天然氣脫酸工序中，有ESD系統（Emergency?Shutdown?Device緊急停車裝置系統）監測，ESD系統跟據具體工藝環境及安全等級要求選擇應用、設置，但至少設有以下的邏輯程序，當兩臺醇胺溶液離心泵同時出現故障時，ESD系統輸出信號直接啟動柱塞泵運轉工作。

當啟動柱塞泵為脫酸溶劑增壓工作時，為保證所述脫酸后的天然氣中二氧化碳含量達標，例如＜50ppm，原料天然氣流量相應降低，脫酸裝置及下游天然氣液化裝置降負荷操作，會損失一定的產能，處于低負荷運轉狀態。