[發(fā)明專利]用于液-氣接觸單元的外部氣體混合管

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201680085237.1
• 申請(qǐng)日: 2016-05-03
• 公開（公告）號(hào): CN109069942A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: C·魏斯;T·莫貝爾;G·佩迪;C·薩萊斯;V·卡里耶;P·阿利克斯;M·福拉蒂;P·貝亞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 道達(dá)爾公司;普森納;IFP新能源公司
• 主分類號(hào): B01D3/00
• 分類號(hào): B01D3/00;B01D3/32;B01D3/42
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 孟凡宏;袁森

本發(fā)明涉及液?氣接觸單元(1)，其包括塔(100)、在塔內(nèi)的至少一個(gè)較低填充床(110)和設(shè)置成高于該較低填充床(110)的較高填充床(120)、在塔(100)內(nèi)的布置在較低與較高填充床(110；120)之間的氣密性液體收集且再分配裝置(130)以及在塔(100)外的外管(140)，該外管(140)包括入口端(141)、出口端(142)以及在入口端(141)與出口端(142)之間的外圍壁(143)；入口端(141)設(shè)置在較低填充床(110)與氣密性液體收集且再分配裝置(130)之間，并且出口端(142)設(shè)置在較高填充床(120)與氣密性液體收集且再分配裝置(130)之間。本發(fā)明還涉及通過外管將氣體從較低填充床引導(dǎo)到較高填充床來提高液?氣接觸單元的效率的方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及提高置于浮動(dòng)支撐件上的振蕩液-氣接觸單元中的氣體處理效率。

背景技術(shù)

主要來自原油井、氣井和凝析井的原料天然氣包括不同量的污染物，諸如酸性氣體(二氧化碳(CO₂)、硫化氫(H₂S)和諸如甲硫醇的硫醇)、水和汞。為了銷售，原料天然氣必須在原料天然氣處理廠中純化，以達(dá)到分銷公司或LNG規(guī)格規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。天然氣處理廠包括不同的處理單元以去除雜質(zhì)，諸如去除酸性氣體和水的幾個(gè)液-氣接觸單元和去除不同類型污染物的吸附單元(例如汞)。這些液-氣接觸單元在逆流或并流液-氣流動(dòng)條件下操作。

在逆流液-氣流動(dòng)條件下操作的液-氣接觸單元的傳統(tǒng)填充塔是裝備有位于頂部的氣體出口、位于底部的液體出口、分別位于底部和頂部或兩者都在塔中部附近的氣體入口和液體入口、多個(gè)填充床和兩個(gè)填充床之間的塔內(nèi)部機(jī)構(gòu)的圓柱形塔。在操作中，液流向下循環(huán)，且待處理氣體向上循環(huán)。液體和氣體在填充床中接觸。例如，原料天然氣與胺水溶液接觸以從天然氣中去除酸性氣體。在塔頂回收經(jīng)處理的天然氣，而在塔底回收酸化的胺水溶液。塔內(nèi)部機(jī)構(gòu)收集液體以將收集到的液體從一個(gè)較高的填充床重新分布到一個(gè)較低的填充床，同時(shí)允許氣體通過。

天然氣處理廠可以進(jìn)一步包括用于液化經(jīng)處理的天然氣以易于儲(chǔ)存或運(yùn)輸?shù)囊夯瘑卧５侥壳盀橹?，液化天然氣已在建成的陸上天然氣處理廠中生產(chǎn)，從而包括陸上液-氣接觸單元。但是自二十世紀(jì)九十年代中期以來，海上技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到在浮動(dòng)支撐件上處理并液化原料天然氣。例如，海上塔可以安裝在船舶、浮式駁船或海上平臺(tái)上，例如FPSO(浮式生產(chǎn)、儲(chǔ)存和卸載)型或FLNG(浮式液化天然氣)型。浮式駁船也可以包括蒸餾塔或脫水塔。

FLNG技術(shù)提供了許多環(huán)境優(yōu)勢(shì)，諸如減少項(xiàng)目的環(huán)境足跡以及保護(hù)海洋和沿海環(huán)境，因?yàn)檎麄€(gè)處理都在氣體提取位置進(jìn)行，即不需要建造管線和使用壓縮單元以從海上氣田泵送氣體并將其帶到岸上，或建造石油平臺(tái)或陸上天然氣處理廠。FLNG技術(shù)還提供了許多經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，例如，因?yàn)闃?gòu)建管道，向陸上泵送氣體會(huì)過于昂貴。

但是，目前FLNG技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)是天然氣處理廠和液化裝置的每個(gè)元件都需要安裝到空間有限的浮動(dòng)支撐件中，同時(shí)保持適當(dāng)?shù)陌踩讲⑶疫_(dá)到所需的規(guī)格。

為了迎接上述挑戰(zhàn)，有必要首先考慮由于波浪和天氣引起的運(yùn)動(dòng)對(duì)浮動(dòng)支撐件的影響，以保護(hù)浮動(dòng)支撐件，然后優(yōu)化處理單元，特別是液-氣接觸單元的設(shè)計(jì)。

浮動(dòng)支撐件的運(yùn)動(dòng)可以導(dǎo)致液-氣接觸單元離開垂直方向，這通常是單元設(shè)計(jì)期間考慮的方向。液-氣接觸單元的運(yùn)動(dòng)以及由此產(chǎn)生的液-氣接觸單元的角加速度對(duì)填充床內(nèi)的液體分布具有顯著影響，導(dǎo)致出現(xiàn)由通過其中的液體載荷來區(qū)分的濕區(qū)。這種現(xiàn)象被稱為液體分布不均，即一些濕區(qū)接收了比其他濕區(qū)更多的液體，使得總體上不均勻地處理不同的氣體部分。根據(jù)通過其中的液體載荷，可以將濕區(qū)分為欠載區(qū)域或過載區(qū)域。在欠載區(qū)域，氣體未得到有效處理，而在過載區(qū)域，氣體被過度處理。這導(dǎo)致氣體組成的不均勻以及氣體處理的不規(guī)則。這損害了液-氣接觸單元的效率。這可能會(huì)顯著影響塔設(shè)計(jì)基準(zhǔn)(需要增加液-氣接觸單元的塔的直徑和高度以補(bǔ)償效率損失)并且由此影響整個(gè)FLNG項(xiàng)目。