提濃系統，一級閃蒸罐和閃蒸塔作為輕烴閃蒸設施，閃蒸出富液中大部分輕烴和少量0)2和H2S,要求處理后的一級閃蒸氣中H2S濃度彡10ppm,閃蒸氣可作為全廠燃料氣使用；二級閃蒸罐和閃蒸塔作為酸氣閃蒸設施，閃蒸出大量CO2和少量H2S，近而達到提濃富液中H2S濃度、降低酸氣量的目的，要求處理后的二級閃蒸氣中H2S濃度< 50ppm，閃蒸氣可作為全廠燃料氣使用。貧富液換熱器6富液出口設置一臺富液加熱器7，可以采用低壓蒸汽(144?152°C )或導熱油(160?220°C )作為熱介質，富液加熱器7的富液出口連接二級閃蒸罐8入口，二級閃蒸罐氣相出口連接二級閃蒸氣冷卻器9入口，二級閃蒸氣冷卻器9出口與二級閃蒸塔10底部閃蒸氣入口相連，經過貧液冷卻器26冷卻后的貧液(貧液溫度比冷卻后的富液閃蒸氣低10?30°C )從二級閃蒸塔10上部進入塔內，與由二級閃蒸塔下部進入的富液閃蒸氣逆流接觸；二級閃蒸塔10底部液體出口和二級閃蒸罐8底部液體出口分別經二級閃蒸塔底栗11、二級閃蒸罐底栗12連接至再生塔13上部富液入口。
[0036](2)設置熱貧液栗18、貧液空冷器19、貧液緩沖罐20、貧液升壓栗21、貧液后冷器22、閃蒸用貧液冷卻器26，形成溶液穩定系統。貧富液換熱器6貧液出口與熱貧液栗18、貧液空冷器19入口相連，貧液空冷器19、貧液后冷器22和貧液緩沖罐20依次相連，貧液緩沖罐的貧液出口與貧液升壓栗21相連，貧液升壓栗21出口分為兩個支路，其中一支連接至貧液循環栗23入口，貧液循環栗23出口與吸收塔3上部貧液入口相連，另外一支連接至閃蒸用貧液冷卻器26貧液側入口，貧液冷卻器貧液側出口分別連接至一級閃蒸塔5上部貧液入口和二級閃蒸塔10上部貧液入口。貧液緩沖罐20依次連接貧液過濾栗27、貧液預過濾器28、活性炭過濾器29和貧液后過濾器30，貧液后過濾器30貧液出口連接至貧液緩沖罐20。
[0037](3)設置濕凈化氣水洗塔24、水洗栗25。吸收塔3頂部的濕凈化氣出口與濕凈化氣水洗塔24下部的濕凈化氣入口相連，水洗栗25入口和出口分別連接濕凈化氣水洗塔24下部水出口和上部水入口，另外，濕凈化氣水洗塔24底部排液口與一級閃蒸罐相連。
[0038]經本發明的脫硫脫碳裝置的溶劑損耗降低40%，再生酸氣量減少42%，下游硫磺回收裝置設備和管線尺寸減小約42%。
【主權項】
1.一種耦合酸氣提濃的天然氣脫硫脫碳系統，其特征在于:包括依次連接的天然氣過濾分離系統、溶液吸收系統、閃蒸提濃系統和溶液再生系統，其中: 所述天然氣過濾分離系統包括依次連接的重力分離器和過濾分離器； 所述溶液吸收系統包括依次連接的吸收塔和濕凈化氣水洗塔； 所述閃蒸提濃系統包括依次連接的一級閃蒸裝置、貧富液換熱器、富液加熱器和二級閃蒸裝置；所述一級閃蒸裝置包括一級閃蒸罐和一級閃蒸塔，所述二級閃蒸裝置包括依次國依次連接的二級閃蒸罐、二級閃蒸氣冷卻器和二級閃蒸塔； 所述溶液再生系統包括再生塔、再生塔頂回流罐和再生塔重沸器，所述再生塔頂部氣體出口通過再生塔頂冷凝冷卻器與再生塔頂回流罐連接，再生塔頂回流罐的液體出口經再生塔回流栗與再生塔上部液體入口相連。2.根據權利要求1所述的一種耦合酸氣提濃的天然氣脫硫脫碳系統，其特征在于:在所述脫硫脫碳吸收塔和再生塔之間設置有溶液穩定系統，所述溶液穩定系統包括依次連接的熱貧液栗、貧液空冷器、貧液后冷器、貧液緩沖罐、貧液升壓栗和貧液冷卻器；所述熱貧液栗與貧富液換熱器連接，所述貧液冷卻器的液體出口分別與一級閃蒸塔和二級閃蒸塔的上部液體入口連接。3.根據權利要求2所述的一種耦合酸氣提濃的天然氣脫硫脫碳系統，其特征在于:所述溶液穩定系統中設置有溶液過濾系統，所述溶液過濾系統包括依次連接的貧液過濾栗、貧液預過濾器、活性炭過濾器和貧液后過濾器，所述貧液后過濾器的液體出口與貧液緩沖罐的上部入口相連；所述貧液緩沖罐的下部出口與貧液過濾栗的入口相連。4.根據權利要求2所述的一種耦合酸氣提濃的天然氣脫硫脫碳系統，其特征在于:所述貧液升壓栗通過貧液循環栗與吸收塔上部液體入口相連。5.根據權利要求1所述的一種耦合酸氣提濃的天然氣脫硫脫碳系統，其特征在于:所述濕凈化氣水洗塔的下部水出口和上部水入口分別連接水洗栗的進口和出口。6.根據權利要求1所述的一種耦合酸氣提濃的天然氣脫硫脫碳系統，其特征在于:所述二級閃蒸塔底部液體出口和二級閃蒸罐底部液體出口分別經二級閃蒸塔底栗、二級閃蒸罐底栗連接至再生塔上部富液入口。7.根據權利要求1所述的一種耦合酸氣提濃的天然氣脫硫脫碳系統，其特征在于:所述一級閃蒸塔采用填料塔，二級閃蒸塔采用板式塔，濕凈化氣水洗塔為板式塔。8.一種耦合酸氣提濃的天然氣脫硫脫碳方法，其特征在于:包括如下步驟: 步驟一、含硫原料天然氣首先經重力分離器和原料氣過濾分離器分離除去機械雜質、游離水和污油； 步驟二、分離后的天然氣在操作壓力為6?1MPa(g)的吸收塔內脫除原料氣中大部分的H2S、CO2等雜質氣體，吸收塔塔頂排出的濕凈化氣進入濕凈化氣水洗塔完成水洗后進入下游裝置； 步驟三、吸收塔塔底排出的60?75°C的富液與濕凈化氣水洗塔排出的液體一同進入一級閃蒸罐:閃蒸后的閃蒸氣進入操作壓力為0.5?0.7MPa(g)的一級閃蒸塔與貧液逆流接觸凈化后至燃料氣系統；閃蒸后的富液經貧富液換熱器換熱后溫度為80?110°C，然后經過富液加熱器換熱至90?120°C后進入二級閃蒸罐:閃蒸后的閃蒸氣經二級閃蒸氣冷卻器冷卻后進入操作壓力為0.3?0.5MPa(g)的二級閃蒸塔與貧液逆流接觸凈化后至燃料氣系統或低壓放空火炬； 步驟四、二級閃蒸塔底富液和二級閃蒸罐底富液分別栗送至操作壓力為0.08?0.12MPa(g)的再生塔，富液在塔內蒸汽的汽提作用下解吸出酸氣，酸氣由塔頂排出經再生塔頂冷凝冷卻器冷凝冷卻后進入再生塔頂回流罐；分離出的液體經再生塔回流栗返回再生塔上部；分離出的酸氣進入下游酸氣處理裝置；再生塔底部溶液經過再生塔重沸器加熱實現再生。9.根據權利要求8所述的一種耦合酸氣提濃的天然氣脫硫脫碳方法，其特征在于:再生塔塔底流出的120?130°C的貧液經貧富液換熱器與一級閃蒸罐來的富液換熱降溫至80?90°C后依次經熱貧液栗輸送進入貧液空冷器冷卻至50?60°C后，再經貧液后冷器冷卻至40?50 0C后進入貧液緩沖罐，貧液緩沖罐中的貧液通過貧液升壓栗抽出，其中的80?90%流量的貧液經貧液循環栗進入吸收塔上部，其余貧液經貧液冷卻器冷卻至30°C后分成兩股，其中的20%進入一級閃蒸塔上部，其余進入二級閃蒸塔的上部。10.根據權利要求9所述的一種耦合酸氣提濃的天然氣脫硫脫碳方法，其特征在于:貧液緩沖罐中I?10%的貧液依次經貧液過濾栗、貧液預過濾器、活性炭過濾器和貧液后過濾器完成過濾過程后返回貧液緩沖罐上部。
【專利摘要】本發明公開了一種耦合酸氣提濃的天然氣脫硫脫碳系統及方法，該系統包括依次連接的天然氣過濾分離系統、溶液吸收系統、閃蒸提濃系統和溶液再生系統、溶液穩定系統和溶液過濾系統。本發明適用于大型天然氣脫硫脫碳裝置和含硫原料天然氣直接LNG液化的脫硫脫碳預處理裝置，既解決了天然氣脫硫脫碳裝置大型化引起的操作不穩定、溶劑損耗量大的問題，也解決了天然氣脫硫脫碳后硫磺回收裝置設備尺寸過大的問題。與aMDEA工藝、MDEAmax工藝相比，本發明達到相同產品氣指標時酸氣量降低20～45％，相應下游硫磺回收裝置設備和管線可減小20～45％，具有明顯的優勢及廣泛的應用前景。
【IPC分類】C10L3/10, B01D53/78, B01D53/62, B01D53/18, B01D53/52
【公開號】CN105013296
【申請號】CN201510483320
【發明人】陳建良, 胡玲, 陳運強, 肖秋濤, 王茜, 程林, 張津, 韓淑怡, 李超群, 蘭林
【申請人】中國石油集團工程設計有限責任公司
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年8月10日