[发明专利]一种脱除天然气中酸性气体的脱除反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种脱除天然气中酸性气体的脱除反应器，主要应用于天然气中CO₂和H₂S的脱除，旨在提高吸收药剂脱硫、脱碳的能力，高度强化传质，增大气液接触面积，使脱碳后的天然气达到管输标准；同时捕集的CO₂或H₂S尽可能多的从吸收剂中解析出来，使吸收剂得到再生。

背景技术

国内许多天然气气田采出气中含有一定浓度的H₂S和CO₂，必须将这些酸性气体脱除达到质量指标后方能成为商品；另外天然气气田开发到一定阶段采出气中二氧化碳含量逐渐升高，甚至能高达90％，严重超出了国家的管输标准，因此研究天然气中CO₂和H₂S脱除的工艺技术和工业装备一直是热点。

全国天然气气田数量众多，CO₂和H₂S蕴含量十分丰富，从资源利用和环境保护的角度出发，脱除天然气中的酸性气体，并可通过CO₂提纯工艺将CO₂转化为稳定的驱油用气源，通过克劳斯工艺将H₂S转化为硫磺产品，即实现了资源的合理利用，又减少了温室气体的排放。

酸性气体脱除反应器的主要作用就是：①脱除酸性气体，使净化后的天然气达到国家规定的管输标准；②提供再生反应器解析用富液，富液解析后循环至吸收反应器。再生出的高纯CO₂可用于油田二氧化碳驱三次采油；再生后的H₂S可用克劳斯法得到高纯硫磺。

发明内容

本发明的目的是提供一种除天然气中酸性气体的脱除反应器，增长吸收剂与天然气的接触机率，提高酸性气体的脱除效率小于3％，H₂S含量低于20mg/m³，达到管输标准。

本发明的技术方案是通过以下方式实现的：

一种脱除天然气中酸性气体的脱除反应器，包括壳体、天然气进出口、吸收液进出口、液位计和裙座，其特征在于在壳体设为立式圆筒形，在壳体的上封头和下封头之间的中心部设一个管式旋流分离器，在管式旋流分离器顶端水平设有一块封板，与壳体焊接一体，在管式旋流分离器上部与壳体的环形空间设有环形捕雾器；在环形捕雾器下部的管式旋流分离器的外周设有一个圆筒式罩体，上端通过环形板和下端通过锥形底与管式旋流分离器连接一起；在筒式罩体的上部和锥形底上均匀开有通孔；在环形板下部的筒式罩体内和管式旋流分离器内设有垂直向下的吸收液喷头，吸收液喷头的进液管并连后与设在上封头中心的吸收液进口相连；在环形捕雾器上部的封板上设有出气管，出气管并连后与设在上封上天然气出口管相连，天然气进口管水平穿过壳体和筒式罩体与管式旋流分离器切向相连，在壳体下部设有液位计；在下封头上设有吸收液出口，吸收液出口管上设有电动或气动调节阀。

本发明所设计的脱除天然气中酸性气体反应器具有以下优点：

1、三重强化传质与吸收系统，能够高效去除酸性气体。通过管式旋流分离器和不锈钢罩体，三次强化气液传质，高度提升气液反应速率和吸收效率。

2、首次创造性地引入了管式旋流分离器，原料天然气切向进入旋流器，吸收液由吸收液喷头雾化进入旋流器，在旋流分离器内部，天然气与吸收液发生旋合传质反应，接触面积大，高度强化传质。由于管式旋流分离器下部分离管较长，保证了天然气和吸收液的反应时间。

3、设计了不锈钢罩体，进一步强化气液传质反应。

罩体顶端与底端均开有小孔，当气体从分离器底端出来后穿过罩体底端小孔，在底端小孔处与上面罩体内的吸收液喷头喷淋雾化的吸收液发生二次反应；气体在罩体内部上升过程中与罩体内的吸收液喷头喷淋雾化的吸收液发生第三次强化传质反应。

4、由于吸收效率高，反应器容积小，占地面积小，设备投资少，易运转、易维修，社会效益、经济效益显著。

附图说明

附图—本发明专利的结构示意图。

图中序号说明：

1-上封头 2-捕雾器 3、4-吸收液喷头 5-管式旋流分离器 6-筒式罩体 7-壳体 8-液位计 9-通孔 10-下封头 11-罩体上部小孔 12-裙座 13-天然气进口 14-天然气出口 15-吸收液进口 16-气动调节阀

具体实施方式

为进一步公开本发明的技术方案，下面结合说明书附图，通过实施例作详细阐述；