[发明专利]一种适用于采油平台的天然气脱硫装置及其脱硫工艺

权利要求书

1.一种适用于采油平台的天然气脱硫装置，其特征在于：包括缓冲-脱气罐(9)、超重力脱硫机(8)和沉降再生罐(32)，含硫化氢的天然气(1)经过滤器(6)进入到缓冲-脱气罐(9)中，过滤器(6)与平台密排系统(2)连接；其中缓冲-脱气罐(9)中，罐本体的上部设有天然气进气口，罐本体的底部设有富液排出口，排出富液经输送泵(14)输送至沉降再生罐(32)中，罐本体内的中下部从上至下依次设有隔板(12)、上层填料层(13)和下层填料层(34)，其中隔板(12)的上部空间形成缓冲室(11)，下层填料层(34)和罐本体之间的空间形成脱气室(10)，在隔板(12)和上层填料层(13)之间引出一尾气回收管路，尾气回收管路与尾气系统(4)连接，在上层填料层(13)和下层填料层(34)之间设有一喷嘴(16)，喷嘴(16)通过管路与缓冲室(11)相通且该管路上设有脱气控制阀(17)；超重力脱硫机(8)通过管路与缓冲-脱气罐(9)的缓冲室(11)连通；在沉降再生罐(32)中，罐本体的内部设有环形隔板(28)和一端封闭的中心筒(30)，中心筒(30)的开口端与隔板(28)的内环边沿固定连接，中心筒(30)封闭端的侧面均匀分布有贫液收集口(31)，由中心筒(30)和隔板(28)将罐本体分成两个腔室，位于中心筒(30)和隔板(28)下方的腔室为一级再生室，位于中心筒(30)和隔板(28)上方的腔室为二级再生室(25)；在一级再生室内设有螺旋导流板(29)，螺旋导流板(29)绕于中心筒(30)的外周围；在二级再生室(9)内的上方设有填料层(24)，罐本体的上部设有富液和压缩空气(3)的入口，入口管路与一级再生室相通且入口管路的末端处设有一喷嘴，在罐本体的上部还设有一出口与尾气系统(4)连通；在罐本体的底部设有一出口与硫磺压滤系统(5)连通，在罐本体(16)的底部还设有一压缩空气(3)的入口，压缩空气(3)通过管路与二级再生室(25)相通，在二级再生室(25)内完成二级再生的贫液经输送泵(33)输送到超重力脱硫机(8)中。

2.如权利要求1所述的一种适用于采油平台的天然气脱硫装置，其特征在于：缓冲-脱气罐(9)的缓冲室(11)设有液位计(19)和和压力计(20)，在脱气室(10)内设有液位计(15)。

3.如权利要求1所述的一种适用于采油平台的天然气脱硫装置，其特征在于：沉降再生罐(32)的中上部设有排气控制阀(27)，排气控制阀(27)的两端分别与一级再生室和二级再生室(25)相通。

4.如权利要求3所述的一种适用于采油平台的天然气脱硫装置，其特征在于：沉降再生罐(32)的二级再生室(25)内设有压力计(23)和液位计(26)。

5.如权利要求1、2或4所述的一种适用于采油平台的天然气脱硫工艺，其特征在于该工艺包括以下具体步骤：

(a)过滤：含硫化氢的天然气(1)进入过滤器(6)去除多余的水分和固体杂质，分离出的液相送到平台密排系统(2)处理；

(b)缓冲预处理：经过滤后的天然气经进气流量计(7)进入缓冲-脱气罐(9)的缓冲室(11)内，天然气的气相组分在压力作用下进入超重力脱硫机(8)进行脱硫反应，充分反应后的含硫磺的富液回流到缓冲室(11)内；

(c)富液脱气：缓冲室(11)回流的富液液相组分在脱气控制阀(17)的控制下进入脱气室(10)，富液经喷嘴(16)均匀分散液相，并在填料层(13、34)的分散作用下快速脱析液相中饱和的天然气，该处理后的天然气经管路输送到尾气系统(4)，脱气后的富液经输送泵(14)、流量计(22)进入到沉降再生罐(32)；

(d)一级药剂再生：采用了旋流进液方式，由压缩空气系统提供的一级再生气(3)经流量计(21)计量后，按设定的一级气液比随液相旋流进入，来液沿沉降再生罐(32)切线方向进入，在螺旋导流板(29)的作用下形成适度的微旋流流态，并通过在富液和一级再生气(3)的入口管路末端处设有一喷嘴，使再生气与富液快速充分混合，完成一级再生反应；

(e)硫磺沉降：通过流量计(21、22)、液位计(26)以及压力计(23)控制进液压力或流量，使沉降再生罐(32)中的旋流强度控制在适宜程度，由于微旋流流场具备加速不同密度组分以及分离速度的作用，密度大于水的硫磺颗粒将在离心力的作用下向下及向近壁侧富集，在流经至沉降再生罐底部锥底时，固液分离作用更为明显，并在出口处达到固相含量的最高点，最终富含硫磺的高固液相转运到硫磺压滤系统(5)处理；

(f)二级药剂再生：在微旋流的作用下，在沉降再生罐(32)中心偏下区域硫磺颗粒含量降到最低，因此为避免破坏底部流场，导致固相被扰动吸出，在中心筒(30)底部适当高度侧面均匀布置贫液收集孔(31)；贫液在压力作用下，经中心筒(30)向上流动，二级再生气经流量计(35)计量后，按设定的二级气液比加入系统，贫液到达二级再生室(25)后进一步完成药剂的二级再生；

(g)完成二级再生后的贫液经输送泵(33)输送到超重力脱硫机(8)开始下一个工作循环周期。