高效原油天然气脱硫化氢装置及其脱除硫化氢方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及油田脱硫化氢技术领域，是一种高效原油天然气脱硫化氢装置及其脱除硫化氢方法，前者包括高传质喷射反应器、塔式反应器壳体和釜式反应器壳体。本发明专利技术集成了釜式反应器、喷射反应器、塔式反应器的优点，既可以用作气提塔脱除原油中硫化氢，也可以用作高效反应器实现天然气、煤气和沼气的粗脱硫和精脱硫；在脱除天然气等气相中的硫化氢时，可以提高天然气与脱硫液的传质效率，提高脱除硫化氢的效果，尤其是该高传质喷射反应器的使用，传质效果显著，一台高传质喷射反应器的传质效果等同于四台釜式反应器的传质效果，因此，本装置的体积更小。

High efficiency crude oil and natural gas hydrogen sulfide removal device and its method

【技术实现步骤摘要】
高效原油天然气脱硫化氢装置及其脱除硫化氢方法
本专利技术涉及油田脱硫化氢装置
，是一种高效原油天然气脱硫化氢装置及其脱除硫化氢方法。
技术介绍
石油天然气、煤层气、沼气常因含有硫化氢而发生设备腐蚀、使作业人员处于危险的工作环境中，易发生硫化氢中毒安全事故，对安全生产造成了较大的危害。当硫化氢含量大于500ppm时，常使天然气、煤层气和沼气等燃料失去回收价值，点火炬又产生二氧化硫污染环境；原油也因注入大量的价格昂贵的脱硫剂而成本居高不下。油气田开采中尤其是边缘试采井没有管网能进入系统，大多是天然气放空烧掉，原油添加液体脱硫剂拉运回联合站处理，造成了极大的能源浪费。现有的脱硫化氢装置大多传质效率低下，而超重力机脱硫化氢时的传质效率虽高但是因为动密封的质量不高，不适用于大于0.5MPa的脱硫化氢工况。现有的湿法脱硫装置中，络合铁工艺流程长，装置大难以撬装化，需用304不锈钢材质制造而成本高昂，而且能耗大，在北方的冬天散热须加热维持反应的温度。
技术实现思路
本专利技术提供了一种高效原油天然气脱硫化氢装置及其脱除硫化氢方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有硫化氢装置传质效率低、装置体积大的问题。本专利技术的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种高效原油天然气脱硫化氢装置，包括高传质喷射反应器、塔式反应器壳体和釜式反应器壳体，塔式反应器壳体的底端口与釜式反应器壳体的顶端口固定连通，在釜式反应器壳体上端侧壁上沿圆周间隔分布有至少一个下进料口，每一个下进料口上均设置有一个高传质喷射反应器，高传质喷射反应器的混合介质出口与下进料口连通，在釜式反应器壳体下部侧壁上设置有出料口，在塔式反应器壳体内自上而下间隔设置有捕雾器、第一分布器和第二分布器，在第一分布器和第二分布器之间的塔式反应器壳体内形成装填腔，在装填腔内装填有填料，在捕雾器与第一分布器之间的塔式反应器壳体侧壁上设置有上进料口，在捕雾器上方的塔式反应器壳体上设置有天然气出口；在釜式反应器壳体壁面上设置有换热盘管。下面是对上述专利技术技术方案之一的进一步优化或/和改进：上述高传质喷射反应器包括管体，管体包括进口段、引射段、混合段、扩散段和工作段，引射段呈弯头状，进口段的左端与引射段的右端固定并连通，引射段的下端与混合段的上端固定并连通，混合段的下端与扩散段的上端固定并连通，工作段的下端出口与引射段的弯曲段固定并连通，且工作段的下端出口朝向混合段，在工作段的右端设置有工作流体进口；进口段的右端口为待处理气体进口，扩散段的下端口为混合介质出口，在进口段侧壁上设置有至少一个与待处理气体进口垂直的第一脱硫液进口，在混合段侧壁上设置有至少一个与混合介质出口垂直的第二脱硫液进口，在扩散段侧壁上设置有至少一个与混合介质出口垂直的第三脱硫液进口。上述第一脱硫液进口设置在靠近待处理气体进口处的进口段侧壁上；或/和，第二脱硫液进口设置在靠近混合段进口处的混合段侧壁上；或/和，第三脱硫液进口设置在靠近扩散段进口处的扩散段侧壁上；或/和，工作段上设置有能调节工作流体进入工作段的调节装置。调节装置为手动或电动的调节阀，调节阀固定安装在工作段的上端口处。上述下进料口上固定连通有进料管线，进料管线的进口端与高传质喷射反应器的混合介质出口连通，在高传质喷射反应器与下进料口之间的进料管线上连通有进干气管线，进干气管线上串接有阀门；或/和，釜式反应器壳体上端固定有封头，塔式反应器壳体的底端口与封头顶端口固定连通，下进料口设置在封头侧壁上；或/和，上进料口与捕雾器之间的塔式反应器壳体侧壁上设置有蒸汽入口；或/和，釜式反应器壳体底部设置有排污口。本专利技术的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种使用技术方案之一所述高效原油天然气脱硫化氢装置脱除硫化氢方法，脱除天然气中的脱硫化氢时，含硫化氢天然气在高传质喷射反应器内与脱硫液混合传质形成的混合介质经下进料口进入釜式反应器壳体内，混合介质在釜式反应器壳体发生气液分离后，以含部分雾化的脱硫液的天然气为气相，脱硫液为液相，脱硫液从出料口排出后，再从上料口进入塔式反应器壳体内，下行的脱硫液与上行的天然气在填料处逆向接触、传质及反应，进一步脱除天然气中的硫化氢，经过本次传质反应后，天然气从天然气出口排出，脱硫液从出料口排出，排出的脱硫液也能同时进入高传质喷射反应器内重复使用。下面是对上述专利技术技术方案之二的进一步优化或/和改进：上述脱硫液在高传质喷射反应器内被雾化，进入釜式反应器壳体内的脱硫液部分仍呈雾状，雾状的脱硫液随天然气进入塔式反应器壳体内经捕雾器捕获；发泡的脱硫液在经过塔式反应器壳体内第一分布器、填料和第二分布器处时，完成消泡。上述含硫化氢天然气先在高传质喷射反应器内与脱硫液传质及反应，含硫化氢天然气在高传质喷射反应器的脱硫化氢过程：待脱除硫化氢的天然气从进口段的待处理气体进口进入，同时向第一脱硫液进口、第二脱硫液进口和第三脱硫液进口内送入脱硫液，并以井下采出的高压天然气作为工作段的工作流体从工作流体进口进入工作段内，进口段内作为一级雾化室，混合段内作为二级雾化室，扩散段内作为三级雾化室，含硫化氢天然气首先在一级雾化室第一次雾化，通过雾化，脱硫液被分散成液滴，由此增大含硫化氢天然气与脱硫液的接触面积，含硫化氢天然气与脱硫液第一次高效混合传质，更多的硫化氢与脱硫液反应，然后穿过引流段进入混合段进行第二次雾化；第一次混合传质后的天然气穿过引流段时，与工作段内高压天然气混合后再进入混合段，高压天然气的动能大，其分子间的碰撞机会更高，该高压天然气与经过第一次混合传质后的含硫化氢天然气混合后，再与脱硫液经过第二次雾化和第三次雾化后形成的混合介质从混合介质出口经下料口进入进入釜式反应器壳体内。上述当釜式反应器壳体内底部形成硫磺膏浆液时，将沉降的硫磺膏浆液通过排污口排出并过滤，过滤得到的滤液大部分为脱硫液，将该过滤得到的脱硫液泵送至高传质喷射反应器、上进料口处循环回用。上述脱除原油中的硫化氢时，关闭高传质喷射反应器，干气从进干气管线进入釜式反应器壳体内，含硫化氢原油通过上料口进入塔式反应器壳体内，含硫化氢原油与干气在第一分布器、填料和第二分布器处逆向接触、传质吸收硫化氢，吸收硫化氢后的干气从天然气出口流出，脱除硫化氢的原油通过出料口排出。本专利技术集成了釜式反应器、喷射反应器、塔式反应器的优点，既可以用作气提塔脱除原油中硫化氢，也可以用作高效反应器实现天然气、煤气和沼气的粗脱硫和精脱硫；在脱除天然气等气相中的硫化氢时，可以提高天然气与脱硫液的传质效率，提高脱除硫化氢的效果，尤其是该高传质喷射反应器的使用，传质效果显著，一台高传质喷射反应器的传质效果等同于四台釜式反应器的传质效果，因此，本装置的体积更小。附图说明附图1为本专利技术中的高传质喷射反应器主视结构示意图。附图2为本专利技术的主视结构示意图。附图中的编码分别为：1为进口段，2为引射段，3为混合段，4为扩散段，5为工作段，6为工作流体进口，7为待处理气体进口，8为混合介质出口，9为第一脱硫液进口本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效原油天然气脱硫化氢装置，其特征在于包括高传质喷射反应器、塔式反应器壳体和釜式反应器壳体，塔式反应器壳体的底端口与釜式反应器壳体的顶端口固定连通，在釜式反应器壳体上端侧壁上沿圆周间隔分布有至少一个下进料口，每一个下进料口上均设置有一个高传质喷射反应器，高传质喷射反应器的混合介质出口与下进料口连通，在釜式反应器壳体下部侧壁上设置有出料口，在塔式反应器壳体内自上而下间隔设置有捕雾器、第一分布器和第二分布器，在第一分布器和第二分布器之间的塔式反应器壳体内形成装填腔，在装填腔内装填有填料，在捕雾器与第一分布器之间的塔式反应器壳体侧壁上设置有上进料口，在捕雾器上方的塔式反应器壳体上设置有天然气出口；在釜式反应器壳体壁面上设置有换热盘管。/n

【技术特征摘要】
1.一种高效原油天然气脱硫化氢装置，其特征在于包括高传质喷射反应器、塔式反应器壳体和釜式反应器壳体，塔式反应器壳体的底端口与釜式反应器壳体的顶端口固定连通，在釜式反应器壳体上端侧壁上沿圆周间隔分布有至少一个下进料口，每一个下进料口上均设置有一个高传质喷射反应器，高传质喷射反应器的混合介质出口与下进料口连通，在釜式反应器壳体下部侧壁上设置有出料口，在塔式反应器壳体内自上而下间隔设置有捕雾器、第一分布器和第二分布器，在第一分布器和第二分布器之间的塔式反应器壳体内形成装填腔，在装填腔内装填有填料，在捕雾器与第一分布器之间的塔式反应器壳体侧壁上设置有上进料口，在捕雾器上方的塔式反应器壳体上设置有天然气出口；在釜式反应器壳体壁面上设置有换热盘管。


2.根据权利要求1所述的高效原油天然气脱硫化氢装置，其特征在于高传质喷射反应器包括管体，管体包括进口段、引射段、混合段、扩散段和工作段，引射段呈弯头状，进口段的左端与引射段的右端固定并连通，引射段的下端与混合段的上端固定并连通，混合段的下端与扩散段的上端固定并连通，工作段的下端出口与引射段的弯曲段固定并连通，且工作段的下端出口朝向混合段，在工作段的右端设置有工作流体进口；进口段的右端口为待处理气体进口，扩散段的下端口为混合介质出口，在进口段侧壁上设置有至少一个与待处理气体进口垂直的第一脱硫液进口，在混合段侧壁上设置有至少一个与混合介质出口垂直的第二脱硫液进口，在扩散段侧壁上设置有至少一个与混合介质出口垂直的第三脱硫液进口。


3.根据权利要求2所述的高效原油天然气脱硫化氢装置，其特征在于第一脱硫液进口设置在靠近待处理气体进口处的进口段侧壁上；或/和，第二脱硫液进口设置在靠近混合段进口处的混合段侧壁上；或/和，第三脱硫液进口设置在靠近扩散段进口处的扩散段侧壁上；或/和，工作段上设置有能调节工作流体进入工作段的调节装置。


4.根据权利要求1或2或3所述的高效原油天然气脱硫化氢装置，其特征在于下进料口上固定连通有进料管线，进料管线的进口端与高传质喷射反应器的混合介质出口连通，在高传质喷射反应器与下进料口之间的进料管线上连通有进干气管线，进干气管线上串接有阀门；或/和，釜式反应器壳体上端固定有封头，塔式反应器壳体的底端口与封头顶端口固定连通，下进料口设置在封头侧壁上；或/和，上进料口与捕雾器之间的塔式反应器壳体侧壁上设置有蒸汽入口；或/和，釜式反应器壳体底部设置有排污口。


5.一种根据权利要求1至4任意一项所述的高效原油天然气脱硫化氢装置的脱除硫化氢方法，其特征在于按下述方法进行：脱除天然气中的脱硫化氢时，含硫化氢天然气在高传质喷射反应器内与脱硫液混合传质形成的混合介质经下进料口进入釜式反应器壳体内，混合介质在釜式反应器壳体发生气液分离后，以含部分雾化的脱硫液的天然气为气相，脱硫液为液...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟常忠，阎尔平，牛占山，万晓东，高武，刘世昌，唐青隽，胥猛，沈开元，喻友均，袁陶，王爱华，高山，张新平，陆晓鹏，黄茂生，姚建江，陈涛，郭辉，
申请(专利权)人：翟常忠，
类型：发明
国别省市：新疆;65