一种天然气MDEA脱硫吸收塔制造技术

一种天然气MDEA脱硫吸收塔，涉及天然气处理技术领域，其在吸收塔中设置了超重力设备，利用其产生的超重力效应促进MDEA吸收液与含硫天然气充分接触，同时在超重力设备周围设置了阻液板用于抑制超重力设备工作时对吸收塔带来的冲蚀损害；在常规MDEA吸收塔的基础上在塔内引入了超重力设备，有效地提高了传质效率，大幅提高了MDEA溶液与气体的混合效率，保证了MDEA工艺的脱硫吸收效果，在保证超重力效果的同时，避免超重力过程产生的液相冲蚀作用损害吸收塔，确保装置的长期稳定运行。确保装置的长期稳定运行。确保装置的长期稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
一种天然气MDEA脱硫吸收塔


[0001]本专利技术涉及天然气处理
，具体涉及一种天然气MDEA脱硫吸收塔。

技术介绍

[0002]天然气作为一种清洁能源，是近十年来我国能源产业的重点开发对象，我国的天然气资源较为丰富，但多数具有高含硫的特点，其中硫元素主要以硫化氢的形式存在，直接燃烧会生成大量的硫化污染物，严重污染环境，因此，目前对于各油气田产出的天然气均需要采用稳定的脱硫方式对其进行处理，保证其能够达到国家规定的使用标准。
[0003]目前常见的天然气脱硫技术主要分为三类——干法脱硫、湿法脱硫和生物脱硫，其中，湿法脱硫当中的MDEA醇胺法，能够针对不同组分的酸性天然气进行高效脱除，且醇胺易于再生，具有高效、节能、环保的特点，是目前最主要的天然气脱硫方法。
[0004]超重力技术是一种新兴的能够强化多相流传递及反应过程的新技术，该技术通过离心模拟超重力环境代替常规重力场，在超重力环境下，分子扩散速率和相间传递过程速率相较于常规重力场均有大幅提高，相较于传统设备其效率最高能够提高3个数量级，极大幅度地强化了微观混合和传质过程，大幅提升了反应的速度，从而在化工领域的汽提、精馏等过程中得到了广泛地应用。
[0005]鉴于超重力技术对于提升混合和传质过程的效率的显著优势，目前已有将超重力技术与MDEA醇胺法脱硫相结合的相关技术方案出现，利用超重力技术对于天然气中硫化物进行高效彻底地吸收脱除，其基本结构通常为：在吸收塔中设置超重力设备，并将吸收硫化氢的MDEA管路连接至超重力设备的旋转填充床中，在工作时通过旋转填充床的高速转动产生超重力离心作用，使得注入旋转填充床的MDEA溶液在离心力的作用下被填料分散破碎成更小的液滴微元，在此过程进行的同时，旋转填充床的外部设置有指向其的天然气进口，将含硫天然气喷至旋转填充床的填料层中，与上述液滴微元充分接触吸收，同时，被甩出旋转填充床的液滴微元也会继续与环空中的气体充分接触，使得液体在高分散、高湍动、强混合以及界面急速更新的情况下与气体以极大的相对速度逆向接触，极大地强化了传质过程，相对于常规的向MDEA池中曝气或采用液体分布器散布MDEA的吸收方式，超重力法的吸收效率大幅提高，保证了针对含硫天然气的处理效果。
[0006]值得注意的是，超重力过程中的带来的液滴冲蚀很可能会对装置内部的强度造成影响。首先，天然气中存在的酸性含硫气体在存在水的情况下会释放出氢离子，对以钢铁为主要构成材料的吸收塔壁产生腐蚀，生成硫化亚铁（FeS），这种硫化亚铁通常是一种易氧化和脱落的有缺陷结构，及其容易形成原电池的阴极，对钢基体进行电化学腐蚀，即硫化亚铁一旦形成，很容易加速吸收塔内部的腐蚀；其次，脱落的硫化亚铁颗粒被裹挟于胺液中后，会在气泡的液膜表面产生聚集效应，增加了液膜的粘度，提高流体的阻力，从而增加气泡的稳定性，同时，硫化亚铁还能够促进机泵、阀门的润滑油、原料气中的C4以上的烃类的吸附，而烃类物质同样有稳泡作用，使得MDEA溶液中硫化亚铁含量较高时将出现严重的发泡现象，导致脱硫效果变差，严重时引起塔内上下压差明显增加，导致冲塔停产。因此，为了防止
天然气中硫化物在酸性条件下腐蚀产生硫化亚铁损害装置，通常需要在吸收塔所在的内壁上涂设防腐层以保护装置。然而，当液体流速过高时，其对于塔壁将产生严重的冲蚀损伤——即流速过高的胺液会对金属表面产生强力冲刷，破坏表面的保护膜，如相关文献《工艺参数对MDEA脱硫装置安全平稳运行的影响分析》（[1]江晶晶,岳云喆,陈世明.工艺参数对MDEA脱硫装置安全平稳运行的影响分析[J].石油与天然气化工,2019,48(03):28
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33.）中第2章第2.3节溶液流速中指出，液相冲蚀是导致塔壁减薄的重要原因。而上述超重力设备基于其自身的结构特性，其在超重力过程中将不可避免地将大量液滴抛撒至其所处吸收塔段的内壁上，导致液相冲蚀的显著发生，进而破坏吸收塔表面的金属层，进一步引起电化学腐蚀和发泡等后续问题发生，因此，直接将超重力设备与MDEA吸收塔相整合容易提高设备的腐蚀作用，导致设备的寿命明显下降，同时影响正常的吸收过程。

技术实现思路

[0007]鉴于此，本专利技术目的在于提供一种超重力天然气MDEA脱硫吸收塔，在吸收塔中引入超重力系统提高吸收效率的同时，解决了超重力设备带来的腐蚀因素，避免设备的寿命和正常吸收过程受到影响。
[0008]为解决上述至少一个技术问题，本专利技术提供的技术方案是：提供一种天然气MDEA脱硫吸收塔，包括外壳、分隔板、超重力设备，其中，吸收塔整体呈圆柱形，分隔板沿截面方向设置在外壳内部，并将外壳内部分隔为处于上方的布液段和处于下方的超重力段，分隔板上设置有多组通孔连通布液段和超重力段；外壳表面上分别设置有连通外壳内部的气体出口、气体进口、贫液进口、富液出口，其中，气体出口设置在外壳顶部，贫液进口连接至布液段中，气体进口连接至超重力段中，富液出口设置在外壳底部，超重力段的内壁上设置有环形的气体分布管，气体分布管与气体进口相连；超重力段中设置有超重力设备，外壳底部设置有驱动电机，驱动电机的输出端上连接设置有伸入超重力段的转动轴，转动轴与超重力设备连接，使得超重力设备能够在驱动电机的作用下执行超重力作业，布液段中设置有与贫液进口相连的进液管，进液管穿过分隔板延伸至超重力设备处，对超重力设备进行供液；超重力设备包括超重力部分和防冲部分，其中，超重力部分用于产生离心加速度，防冲部分环绕超重力部分和其转动轴，其中，防冲部分包括阻液板、气体喷头，阻液板为凹面指向超重力部分轴心的弧形板体，多组阻液板以内径逐渐增大且完全环绕超重力部分圆周的渐进螺纹线的形式间隔环绕超重力部分设置，渐进螺纹线的环绕扩大方向与超重力部分的转动方向相反，气体喷头以一一对应的形式设置在阻液板的凸面上，且位于内径较小螺纹线段上阻液板的气体喷头的喷口指向相邻的内径较大螺纹线段上阻液板的凹面一侧，使得相邻的内径较大螺纹线段上阻液板凹面上的与内径较小螺纹线段上阻液板的气体喷头最近点的切线与内径较小螺纹线段上阻液板的气体喷头喷射轴线之间的锐夹角角度不大于15
°
；每组气体喷头均管路连接至气体分布管上。
[0009]本专利技术的一种实施方式在于，所述超重力部分包括固定架、填充床，其中，固定架为上下分布且相连的两块板体结构，填充床为中部带有的通孔的圆筒状带孔床体，填充床卡设在固定架的两块板体之间，使得填充床中部的通孔与固定架形成容纳空间，转动轴与
填充床形成同轴分布伸入容纳空间中，并连接在固定架上，转动轴位于容纳空间的部分中还设置有容纳腔，容纳腔通过转动轴表面设置的多组出液孔与容纳空间连通，进液管穿过固定架延伸进入容纳腔中，当转动轴绕轴自转时，其能够带动固定架和填充床绕同轴自转。
[0010]进一步的，所述超重力设备上下两侧还分别设置有上护盖和下护盖，其中，上护盖套设在进液管位于超重力段的部分，下护盖套设在转动轴上，且下护盖与外壳地面连接固定。
[0011]进一步的，所述阻液板、上护盖和下护盖为聚四氟乙烯材料制成。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天然气MDEA脱硫吸收塔，其特征在于，包括外壳（2）、分隔板（5）、超重力设备（6），其中，吸收塔（1）整体呈圆柱形，分隔板（5）沿截面方向设置在外壳（2）内部，并将外壳（2）内部分隔为处于上方的布液段（3）和处于下方的超重力段（4），分隔板（5）上设置有多组通孔连通布液段（3）和超重力段（4）；外壳（2）表面上分别设置有连通外壳（2）内部的气体出口（10）、气体进口（11）、贫液进口（12）、富液出口（13），其中，气体出口（10）设置在外壳（2）顶部，贫液进口（12）连接至布液段（3）中，气体进口（11）连接至超重力段（4）中，富液出口（13）设置在外壳（2）底部，超重力段（4）的内壁上设置有环形的气体分布管（7），气体分布管（7）与气体进口（11）相连；超重力段（4）中设置有超重力设备（6），外壳（2）底部设置有驱动电机（8），驱动电机（8）的输出端上连接设置有伸入超重力段（4）的转动轴（9），转动轴（9）与超重力设备（6）连接，使得超重力设备（6）能够在驱动电机（8）的作用下执行超重力作业，布液段（3）中设置有与贫液进口（12）相连的进液管（14），进液管（14）穿过分隔板（5）延伸至超重力设备（6）处，对超重力设备（6）进行供液；超重力设备（6）包括超重力部分和防冲部分，其中，超重力部分用于产生离心加速度，防冲部分环绕超重力部分和其转动轴，其中，防冲部分包括阻液板（63）、气体喷头（64），阻液板（63）为凹面指向超重力部分轴心的弧形板体，多组阻液板（63）以内径逐渐增大且完全环绕超重力部分圆周的渐进螺纹线的形式间隔环绕超重力部分设置，渐进螺纹线的环绕扩大方向与超重力部分的转动方向相反，气体喷头（64）以一一对应的形式设置在阻液板（63）的凸面上，且位于内径较小螺纹线段上阻液板（63）的气体喷头（64）的喷口指向相邻的内径较大螺纹线段上阻液板（63）的凹面一侧，使得相邻的内径较大螺纹线段上阻液板（63）凹面上的与内径较小螺纹线段上阻液板（63）的气体喷头（64）最近点的切线与内径较小螺纹线段上阻液板（63）的气体喷头（64）喷射轴线之间的锐夹角角度不大于15
°
；每组气体喷头（64）均管路连接至气体分布管（7）上。2.根据权利要求1所述的一种天然气MDEA脱硫吸收塔，其特征在于：所述超重力部分包括固定架（...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄前名，黄旭，岳春，黄施瀚，石磊，余星颖，
申请(专利权)人：四川恒乐达能源工程有限公司，
类型：发明
国别省市：