一种天然气脱氯装置及工艺的制作方法

1.本发明涉及天然气净化技术领域，具体地，涉及一种天然气脱氯装置及工艺。


背景技术：

2.天然气净化是天然气生产过程中的一个中间环节，该环节的目的是将从气田开采出的含硫天然气中h2s及h2o几乎全部脱除，并部分脱除co2，使净化后的天然气气质满足国家标准《天然气》产品气的要求。
3.目前国内天然气净化厂设备及管线选材均不考虑原料天然气中携带氯离子，天然气进料过滤器、天然气脱硫塔、贫富胺液换热器及溶剂再生塔等关键设备均选用不锈钢材质，酸性天然气管线及仪表也都大量选用不锈钢材质。
4.天然气净化厂实际运行过程中，原料天然气中往往携带大量含氯液滴，根据国内某天然气净化厂的测量：2010～2015五年运行期间，天然气装置排液中氯离子浓度平均为11000mg/l。
5.根据nace标准，316l奥氏体不锈钢材料对氯离子浓度要求如下：温度＜60℃、h2s分压＜350kpa时，氯离子浓度不得超过50mg/l，净化厂原料气携带氯离子浓度已远超出设计和标准要求，存在氯离子诱导的硫化氢应力腐蚀开裂的风险。原料气管线输送介质压力高，通常含有硫化氢、有机硫等有毒组分，一旦发生氯离子诱导的硫化氢应力腐蚀开裂，原料气泄漏量大、速度快，波及范围广，存在人员中毒、火灾爆炸、环境污染等风险。若整体提高材质，净化厂投资会大幅增加。


技术实现要素：

6.针对现有技术存在的上述技术问题，本发明的目的是一种天然气脱氯装置及工艺，将该装置增设在净化装置上游，能够脱除天然气中携带的氯离子，脱氯后天然气夹带液滴中氯离子浓度＜50mg/l，满足下游设备及管道材料要求，避免其对下游管线及设备的影响，保证净化装置的安全稳定运行，烃损失小，产生的闪蒸气可送至硫磺回收装置回收。
7.本发明的第一方面提供了一种天然气脱氯装置，该天然气脱氯装置包括冲洗水缓冲注入设施、天然气脱氯塔和酸性水闪蒸罐；
8.所述冲洗水缓冲注入设施包括冲洗水缓冲罐和冲洗水泵，所述冲洗水缓冲罐的进水口与界区冲洗水管线相连，所述冲洗水缓冲罐的出水口通过冲洗水泵与天然气脱氯塔上部的冲洗水入口相连；
9.所述天然气脱氯塔下部设有天然气入口、顶部设有脱氯天然气出口、底部设有含氯酸性水出口，所述天然气入口与界区天然气管线连通，所述脱氯天然气出口与净化装置相连，所述含氯酸性水出口与酸性水闪蒸罐的进料口相连；
10.所述酸性水闪蒸罐的顶部设有闪蒸气出口、底部设有含氯废水出口，所述闪蒸气出口与硫磺回收装置相连，所述含氯废水出口与废水处理装置相连。
11.本发明的第二方面提供了采用上述天然气脱氯装置的天然气脱氯工艺，该天然气
脱氯工艺包括：冲洗水进入冲洗水缓冲罐，再经冲洗水泵升压后进入天然气脱氯塔，在天然气脱氯塔中，冲洗水与天然气逆向接触，脱除天然气中的氯离子，脱氯天然气进入净化装置进行后续净化，含氯酸性水进入酸性水闪蒸罐闪蒸，闪蒸气进入硫磺回收装置回收，含氯废水进入废水处理装置处理。
12.本发明的天然气脱氯装置及工艺具有以下优点：
13.1、本发明的天然气脱氯装置及工艺是针对现有原料天然气中氯离子含量高，对天然气净化装置造成安全隐患的情况提出的，采用本发明的装置和工艺可有效去除天然气中的氯离子，脱氯后天然气夹带液滴中氯离子浓度＜50mg/l，满足下游设备及管道材料要求，填补国内技术空白。
14.2、采用本发明的天然气脱氯装置及工艺，装置及工艺原料气损耗率低，冲洗水采用公用工程单元的酸水汽提净化水，降低操作成本，脱氯后的废水经后续处理后可送至污水处理厂，环境影响小。
15.本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
16.附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但不构成对本发明的限制。
17.图1是根据本发明的一种具体实施方式的天然气脱氯装置的工艺流程示意图。
18.附图标记说明
19.设备：1冲洗水缓冲注入设施；2天然气脱氯塔；3酸性水闪蒸罐；4冲洗水缓冲罐；5冲洗水泵；
20.物流：6冲洗水；7高压冲洗水；8天然气；9脱氯天然气；10含氯酸性水；11含氯废水；12闪蒸气。
具体实施方式
21.为使本发明更加容易理解，下面将结合实施方式和附图来详细说明本发明，这些实施方式仅起说明性作用，并不用于限制本发明。
22.根据本发明的第一方面，本发明提供了一种天然气脱氯装置，该天然气脱氯装置包括冲洗水缓冲注入设施、天然气脱氯塔和酸性水闪蒸罐；
23.所述冲洗水缓冲注入设施包括冲洗水缓冲罐和冲洗水泵，所述冲洗水缓冲罐的进水口与界区冲洗水管线相连，所述冲洗水缓冲罐的出水口通过冲洗水泵与天然气脱氯塔上部的冲洗水入口相连；
24.所述天然气脱氯塔下部设有天然气入口、顶部设有脱氯天然气出口、底部设有含氯酸性水出口，所述天然气入口与界区天然气管线连通，所述脱氯天然气出口与净化装置相连，所述含氯酸性水出口与酸性水闪蒸罐的进料口相连；
25.所述酸性水闪蒸罐的顶部设有闪蒸气出口、底部设有含氯废水出口，所述闪蒸气出口与硫磺回收装置相连，所述含氯废水出口与废水处理装置相连。
26.本发明的冲洗水缓冲注入设施用于将冲洗水储存，并升压后注入天然气脱氯塔。
27.本发明中，所述天然气脱氯塔可以为板式塔或填料塔，其内装塔板或填料，使天然
气与冲洗水逆向充分接触，保证脱氯效果。
28.优选地，所述天然气脱氯塔的冲洗水入口处设有液体分布器，冲洗水经液体分布器均匀喷淋在塔内件(塔板或者填料)上，从天然气脱氯塔下部进入的天然气，自下而上通过塔板或者填料，与冲洗水逆向充分接触，脱除天然气中携带的氯离子。
29.优选地，所述天然气脱氯塔的塔顶设有分液元件，脱除脱氯天然气中夹带的液滴，进一步去除氯离子。
30.优选地，所述含氯酸性水出口通过液控阀与酸性水闪蒸罐的进料口相连。所述酸性水闪蒸罐通过降压将将含氯酸性水中溶解的酸性气组分(h2s、co2)及烃组分闪蒸出去，送至硫磺回收装置回收利用。
31.本发明中，所述闪蒸气出口通过压力调节阀与硫磺回收装置相连。
32.根据本发明，所述含氯废水出口通过流量及液位串级控制系统与废水处理装置相连。
33.优选地，所述冲洗水泵采用自动变频调节的往复泵。
34.本发明中未加以限定的装置组件，均可根据现有技术进行常规设置。
35.根据本发明的第二方面，本发明提供了采用上述天然气脱氯装置的天然气脱氯工艺，该天然气脱氯工艺包括：冲洗水进入冲洗水缓冲罐，再经冲洗水泵升压后进入天然气脱氯塔，在天然气脱氯塔中，冲洗水与天然气逆向接触，脱除天然气中的氯离子，脱氯天然气进入净化装置进行后续净化，含氯酸性水进入酸性水闪蒸罐闪蒸，闪蒸气进入硫磺回收装置回收，含氯废水进入废水处理装置处理。
36.按照本发明的一种具体实施方式，所述天然气脱氯工艺包括：
37.1)公用工程单元的冲洗水通过界区冲洗水管线进入冲洗水缓冲罐，冲洗水缓冲罐中的冲洗水通过冲洗水泵升压后，经冲洗水入口进入天然气脱氯塔；
38.2)天然气由天然气入口进入天然气脱氯塔，冲洗水与天然气在天然气脱氯塔内逆向接触，脱除天然气中携带的氯离子，同时溶解少量的h2s、co2及烃类，脱氯天然气经脱氯天然气出口进入净化装置，含氯酸性水经含氯酸性水出口进入酸性水闪蒸罐；
39.3)酸性水闪蒸罐中的闪蒸气通过闪蒸气出口进入硫磺回收装置回收利用，酸性水闪蒸罐中的含氯废水经含氯废水出口进入废水处理装置处理。
40.优选地，所述冲洗水缓冲罐的操作压力为0.05-0.25mpag，温度30-39℃；所述冲洗水缓冲罐通过氮气维持稳定的操作压力。
41.优选地，所述酸性水闪蒸罐的操作压力为0.2-2.0mpag；所述酸性水闪蒸罐的压力通过闪蒸气压控阀进行控制。
42.本发明中未加以限定的工艺参数，均可根据现有技术进行常规选择。
43.采用本发明的装置和工艺有效去除天然气中的氯离子，保证下游净化装置的运行安全，冲洗水采用公用工程单元的酸水汽提净化水，降低操作成本，脱氯后的废水经后续处理后可送至污水处理厂，环境影响小。该装置及工艺简单可行，可方便地应用于现有装置的改造。
44.下面将通过实施例对本发明说明进行详细描述。
45.实施例
46.本实施例用于说明本发明的天然气脱氯装置及工艺。
47.如图1所示，本发明提供一种天然气脱氯装置，该天然气脱氯装置包括冲洗水缓冲注入设施1、天然气脱氯塔2和酸性水闪蒸罐3；
48.所述冲洗水缓冲注入设施1包括冲洗水缓冲罐4和冲洗水泵5，所述冲洗水缓冲罐4的进水口与界区冲洗水管线相连，所述冲洗水缓冲罐4的出水口通过冲洗水泵5与天然气脱氯塔2上部的冲洗水入口相连；
49.所述天然气脱氯塔2下部设有天然气入口、顶部设有脱氯天然气出口、底部设有含氯酸性水出口，所述天然气入口与界区天然气管线连通，所述脱氯天然气出口与净化装置(净化装置的原料气管线)相连，所述含氯酸性水出口与酸性水闪蒸罐3的进料口相连；
50.所述酸性水闪蒸罐3的顶部设有闪蒸气出口、底部设有含氯废水出口，所述闪蒸气出口与硫磺回收装置相连，所述含氯废水出口与废水处理装置相连。
51.天然气脱氯塔2为板式塔，塔内设18块塔板，塔径为1.8米。天然气脱氯塔2的冲洗水入口处设有液体分布器，天然气脱氯塔2的塔顶设有分液元件。
52.所述含氯酸性水出口通过液控阀与酸性水闪蒸罐3的进料口相连。
53.所述闪蒸气出口通过压力调节阀与硫磺回收装置相连。
54.所述含氯废水出口通过流量及液位串级控制系统与废水处理装置相连。
55.所述冲洗水泵5采用自动变频调节的往复泵。
56.采用上述天然气脱氯装置的天然气脱氯工艺包括：
57.1)公用工程单元的冲洗水6通过界区冲洗水管线进入冲洗水缓冲罐4，冲洗水缓冲罐4中的冲洗水6通过冲洗水泵5升压后，高压冲洗水7经冲洗水入口进入天然气脱氯塔2，冲洗水缓冲罐4通过氮气维持稳定操作压力0.2mpag，冲洗水泵5的正常流量10m3/h，冲洗水泵5出口压力9.0mpag。
58.冲洗水6的性能参数如表1所示。
59.表1
60.ph6.5-9.0h2s＜0.1mg/l固体悬浮物≤10.0mg/l温度，℃39
61.2)天然气8由天然气入口进入天然气脱氯塔2，流量为125000nm3/h，高压冲洗水7与天然气8在天然气脱氯塔2内逆向接触，脱除天然气8中携带的氯离子，同时溶解少量的h2s、co2及烃类，脱氯天然气9流量124819nm3/小时，温度35.85℃，压力8.29-8.49mpag，脱氯天然气9中夹带液滴氯离子浓度＜50mg/l，脱氯天然气9经脱氯天然气出口进入净化装置，含氯酸性水10经含氯酸性水出口进入酸性水闪蒸罐3。
62.天然气8组成及性能参数如表2所示；含氯酸性水10的组成及性能参数如表3所示。
63.表2
[0064][0065][0066]
表3
[0067][0068]
3)酸性水闪蒸罐3中的闪蒸气12(溶解在含氯酸性水中的h2s、co2及烃类)通过闪蒸气出口进入硫磺回收装置回收利用，酸性水闪蒸罐3中的含氯废水11经含氯废水出口进入废水处理装置处理，酸性水闪蒸罐3的压力通过闪蒸气压控阀控制在0.6mpag。
[0069]
闪蒸气12的组成及性能参数如表4所示。
[0070]
表4
[0071][0072][0073]
本发明的装置和工艺可有效去除天然气中的氯离子，保证下游净化装置的运行安全，冲洗水采用公用工程单元的酸水汽提净化水，降低操作成本，脱氯后的废水经后续处理后可送至污水处理厂，环境影响小。而且本发明的装置及工艺简单可行，可方便地应用于现有装置的改造。
[0074]
以上已经描述了本发明的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。