海上浮式生产平台天然气脱硫吸收塔装置

摘要

本发明涉及一种海上浮式生产平台天然气脱硫吸收塔装置,包括如下部件：罐体，罐体的上部设置有丝网，罐体的中部设置有若干格栅板，罐体的下部设置有分布管，格栅板被配置为有效抑制罐体内液位的大幅倾斜和波动并保证气液接触时间和效率，分布管被配置为将含硫天然气均匀分布到罐体的底部；络合铁溶液再生系统，包括络合亚铁氧化还原器和络合铁溶液喷头，络合亚铁氧化还原器的入口通过排液管线与罐体的底部连通，络合亚铁氧化还原器的出口与络合铁溶液喷头的入口连接，络合铁溶液喷头设置在罐体内且位于格栅板的上方。本发明通过在罐体内设置格栅板，有效抑制天然气脱硫吸收塔内液位的大幅倾斜和波动。

说明书

技术领域

本发明涉及一种天然气脱硫吸收塔装置，特别是涉及一种海上浮式生产平台天然气脱硫吸收塔装置，属于海上油田装备技术领域。

背景技术

我国部分海上油田开发存在伴生硫化氢问题，给天然气处理、燃料气的利用、设备和管线防腐、人员安全等都带来了较大的挑战。天然气脱硫处理是海上天然气处理流程中的重要组成部分，需要将天然气中的硫化氢脱除，使天然气达到电站、热站利用的气质要求。陆上天然气脱硫工艺及设备已经较为成熟，针对于海上油田伴生热气脱硫处理工况，陆上油田常用的络合铁氧化还原法可以作为一种技术可行的方案。主要技术原理为利用络合铁催化剂的氧化还原性质，吸收天然气中的硫化氢。硫化氢被络合铁催化剂直接氧化生成单质硫，络合铁转化为络合亚铁，然后在再生流程中，以空气氧化催化剂富液中的络合亚铁，使催化剂富液中的络合亚铁转化为络合铁，从而再生回用。产生的硫磺通过硫磺回收系统处理。

天然气脱硫技术应用到海上浮式生产平台，面临的主要问题是浮式平台的晃动问题。在恶劣的海洋环境条件下，硫化氢吸收塔随着浮式平台的不停晃动会造成塔内液位稳定性较差，发生较大的液位倾斜，从而降低天然气与络合铁溶液的接触时间，造成天然气脱硫处理不达标以及络合铁溶液的利用率下降。因此需要研发适用于海上浮式生产平台的天然气脱硫吸收塔装置。

发明内容

针对上述突出问题，本发明提供一种海上浮式生产平台天然气脱硫吸收塔装置，该装置通过在天然气脱硫吸收塔内设置格栅板，使得天然气气泡与格栅板之间能够发生碰撞而破碎，进一步增加了天然气与络合铁溶液的接触面积和接触时间。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种海上浮式生产平台天然气脱硫吸收塔装置，包括如下部件：

罐体，所述罐体的上部设置有丝网，所述罐体的中部设置有若干格栅板，所述罐体的下部设置有分布管，所述丝网被配置为过滤掉脱硫后天然气中的液体和硫磺颗粒，所述格栅板被配置为有效抑制所述罐体内液位的大幅倾斜和波动并保证气液接触时间和效率，所述分布管被配置为将含硫天然气均匀分布到所述罐体的底部；

络合铁溶液再生系统，包括络合亚铁氧化还原器和络合铁溶液喷头，所述络合亚铁氧化还原器的入口通过排液管线与所述罐体的底部连通，所述络合亚铁氧化还原器的出口与所述络合铁溶液喷头的入口连接，所述络合铁溶液喷头设置在所述罐体内且位于所述格栅板的上方。

所述的海上浮式生产平台天然气脱硫吸收塔装置，优选地，若干所述格栅板包括多层竖直排列的第二格栅板，所述第二格栅板上设置有格栅孔，所述第二格栅板被配置为加快络合铁溶液在若干所述格栅板之间的流动分配。

所述的海上浮式生产平台天然气脱硫吸收塔装置，优选地，若干所述格栅板还包括第一格栅板，设置于所述第二格栅板的上方，所述第二格栅板上亦设置有所述格栅孔，且为水平格栅板，所述第一格栅板被配置为加快络合铁溶液的流动和脱硫后天然气的逸出。

所述的海上浮式生产平台天然气脱硫吸收塔装置，优选地，还包括淡水冲洗系统，包括淡水冲洗器、第一冲洗喷头和第二冲洗喷头，所述第一冲洗喷头和所述第二冲洗喷头分别设置在所述丝网的上下两端，所述淡水冲洗器的第一出口与所述第一冲洗喷头的入口连接，所述淡水冲洗器的第二出口与所述第二冲洗喷头的入口连接，所述第一冲洗喷头和所述第二冲洗喷头被配置为冲洗所述丝网上的颗粒附着物，避免造成污堵。

所述的海上浮式生产平台天然气脱硫吸收塔装置，其特征在于，所述淡水冲洗器的第三出口与所述天然气分配管的入口连接，以实现对所述天然气分配管的冲洗，避免所述天然气分配管的出气口堵塞。

所述的海上浮式生产平台天然气脱硫吸收塔装置，优选地，还包括含硫天然气输送管，所述含硫天然气输送管的出口与所述分布管的入口连接。

所述的海上浮式生产平台天然气脱硫吸收塔装置，优选地，所述格栅孔的直径为3～5cm。

所述的海上浮式生产平台天然气脱硫吸收塔装置，优选地，相邻所述第二格栅板之间的间距为12～15cm。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

1、本发明通过在天然气脱硫吸收塔内设置格栅板，使得天然气气泡与格栅板之间能够发生碰撞而破碎，进一步增加了天然气与络合铁溶液的接触面积和接触时间。

2、本发明通过在天然气脱硫吸收塔内设置多层垂直排列的格栅板与水平格栅板之间的配合作用，有效抑制天然气脱硫吸收塔内液位的大幅倾斜和波动。

3、本发明通过在丝网的上下两端分布设置淡水冲洗喷头，可以定期冲洗丝网上的颗粒附着物，避免造成污堵。

4、本发明通过在天然气脱硫吸收塔的底部设置分布管，使天然气气泡均匀分布在罐体底部，增大了与溶液的接触面积，另外还通过将淡水冲洗器与分布管连接，可实现对天然气分配管的冲洗，避免天然气分配管出气口的堵塞。

5、本发明通过在天然气脱硫吸收塔内设置丝网，可以滤掉脱硫后天然气中的液体和硫磺颗粒，避免脱硫天然气输送管道的堵塞。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的天然气脱硫吸收塔装置的结构示意图；

图2为本发明该实施例提供的天然气脱硫吸收塔装置中水平格栅板的俯视图；

图3为本发明该实施例提供的天然气脱硫吸收塔装置中竖直格栅板的俯视图；

图中各标记如下：

1-罐体；2-丝网；3-第一冲洗喷头；4-络合铁溶液喷头；5-第一格栅板；6-第二格栅板；7-分布管；8-液位调节阀；9-淡水冲洗器；10-含硫天然气输送管；11-脱硫天然气储罐；12-络合亚铁氧化还原器；13-第二冲洗喷头。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

如图1所示，本发明提供一种海上浮式生产平台天然气脱硫吸收塔装置，包括如下部件：

罐体1，罐体1的上部设置有丝网2，罐体1的中部设置有若干格栅板，罐体1的下部设置有分布管7，丝网2被配置为过滤掉脱硫后天然气中的液体和硫磺颗粒，格栅板被配置为增大天然气与络合铁溶液的接触面积和接触时间，分布管7被配置为将含硫天然气均匀分布到罐体1的底部；络合铁溶液再生系统，包括络合亚铁氧化还原器12和络合铁溶液喷头4，络合亚铁氧化还原器12的入口通过排液管线与罐体1的底部连通，络合亚铁氧化还原器12的出口与络合铁溶液喷头4的入口连接，络合铁溶液喷头4设置在罐体1内且位于格栅板的上方。本发明通过在天然气脱硫吸收塔内设置格栅板，使得天然气气泡与格栅板之间能够发生碰撞而破碎，进一步增加了天然气与络合铁溶液的接触面积和接触时间。

在本发明一个优选的实施方案中，若干格栅板包括一层竖直排列的第二格栅板6，第二格栅板6上设置有格栅孔，第二格栅板6被配置为加快络合铁溶液在若干格栅板之间的流动分配。

在本发明一个优选的实施方案中，若干格栅板包括多层竖直排列的第二格栅板6，第二格栅板6上设置有格栅孔，第二格栅板6被配置为加快络合铁溶液在若干格栅板之间的流动分配。

在本发明一个优选的实施方案中，若干格栅板还包括第一格栅板5，设置于第二格栅板6的上方，第二格栅板6上亦设置有格栅孔，且为水平格栅板，第一格栅板5被配置为加快络合铁溶液的流动和脱硫后天然气的逸出。

在本发明一个优选的实施方案中，还包括淡水冲洗系统，包括淡水冲洗器9、第一冲洗喷头3和第二冲洗喷头13，第一冲洗喷头3和第二冲洗喷头13分别设置在丝网2的上下两端，淡水冲洗器9的第一出口与第一冲洗喷头3的入口连接，淡水冲洗器9的第二出口与第二冲洗喷头13的入口连接，第一冲洗喷头3和第二冲洗喷头13被配置为冲洗丝网2上的颗粒附着物，避免造成污堵。

在本发明一个优选的实施方案中，淡水冲洗器9的第三出口与天然气分配管7的入口连接，以实现对天然气分配管7的冲洗，避免天然气分配管7的出气口堵塞。

在本发明一个优选的实施方案中，还包括含硫天然气输送管10，含硫天然气输送管10的出口与分布管7的入口连接。

在本发明一个优选的实施方案中，格栅孔的直径为3～5cm。

在本发明一个优选的实施方案中，相邻第二格栅板6之间的间距为12～15cm。

在本发明一个优选的实施方案中，罐体1内的液位通过罐体1底部的排液管线上的液体调节阀8进行控制。

本发明还提供上述天然气脱硫吸收塔装置的脱硫方法，包括如下步骤：含硫天然气输送管10将天然气输送至分布管7中，分布管7将天然气均匀分布到罐体1的底部，天然气与络合铁溶液接触碰撞，向上运动过程中，与竖直分布在罐体1中的第二格栅板6以及水平分布的第一格栅板5发生碰撞而破碎，增加了天然气与络合铁溶液的接触面积和接触时间，同时多层竖直排列的第二格栅板6和第一格栅板5可以在晃动条件下有效抑制罐体1内液位的大幅倾斜和波动，保证天然气与络合铁溶液的接触时间和效率，进而提高脱硫效率；脱硫后的天然气继续向上运动，通过丝网2，丝网2会过滤掉脱硫后天然气中的液体和硫磺颗粒，去除杂质的脱硫天然气通过输送管道储存到脱硫天然气储罐11中。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。