一种液化天然气生产中的二氧化碳洗脱装置
技术领域
本实用新型涉及液化天然气生产技术领域，具体涉及一种液化天然气生产中的二氧化碳洗脱装置。
背景技术
在液化天然气（LNG）生产过程中，需要对原料天然气进行过滤、压缩、冷却、分离等预处理，除去其中所含的液滴、固体颗粒物及二氧化碳等。其中，去除二氧化碳常采用的是单乙醇胺（MEA）洗涤法，原料天然气从二氧化碳洗涤塔的底部进入，从下向上运动，与从二氧化碳洗涤塔上部进入的贫胺溶液逆向流动，贫胺溶液与原料天然气接触，其中所含的酸性气体（二氧化碳）被贫胺溶液吸收，二氧化碳与溶剂中的弱碱反应生成碳酸盐。净化后的天然气由塔顶排出进行后续加工；吸收二氧化碳后的富胺溶液由塔底排出，进入再生循环装置，分离二氧化碳，生成贫胺溶液返回二氧化碳洗涤塔。该工艺相对成熟，价格低廉、可靠。但是，目前已有的二氧化碳洗脱装置还存在二氧化碳吸收不完全、排出的净化气体携带洗涤剂等问题，使后续处理难度加大，增加了处理工序和生产成本；若去除不完全，将造成天然气产品质量问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供了一种液化天然气生产中的二氧化碳洗脱装置，该装置可提高二氧化碳的洗脱效率，对排出的净化气体进行分液处理，有效避免了携带洗涤剂的问题。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：
一种液化天然气生产中的二氧化碳洗脱装置，包括二氧化碳洗脱塔和再生循环装置，所述二氧化碳洗脱塔包括设于塔体下部的进气口、出液口和设于塔体上部的出气口和进液口，所述塔体内部设有填料层，所述进液口位于填料层上部，设有液体分配器，所述进液口和所述出液口经管路与再生循环装置连接，其特征在于，所述塔体中部设有与再生循环装置连接的补液口，所述补液口位于两个填料层之间，补液口也设有液体分配器；所述进液口、补液口和出液口处均进设有电磁阀，所述塔体底部内设有液位监测器和pH计，所述液位监测器和所述pH计与所述电磁阀相关联；所述塔体上部位于所述进液口之上，设有气液分离层和旋风分离器。
进一步地，所述电磁阀包括第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀，所述进液口处为第一电磁阀，补液口处为第二电磁阀，出液口处为第三电磁阀，所述液位监测器与所述第三电磁阀相关联，所述pH计与所述第一电磁阀和第二电磁阀相关联。根据液位监测器监测到的塔体底部富胺溶剂的量来控制第三电磁阀的开度大小，防止塔体底部液位过低或过高，影响二氧化碳洗脱塔的正常运行；根据富胺溶剂的pH变化控制第一电磁阀和第二电磁阀的开度大小，装置运行时预设pH范围，当pH偏低时，增加进液量，当pH偏高时，减少进液量，既保证二氧化碳被充分吸收，又减少洗脱溶剂的过量消耗，节约了能耗。
进一步地，所述塔体底部靠近进气口处设有第一压力监测器和第一温度监测器；所述塔体上部进液口的液体分配器与填料层之间设有第二温度监测器，所述气液分离层与进液口的液体分配器之间设有第二压力监测器。
进一步地，所述进气口前端设有加热器，所述加热器与所述第一温度监测器和第二温度监测器相关联。
进一步地，所述管路包括第一管路和第二管路，所述第一管路连接出液口和再生循环装置的入口，第二管路连接再生循环装置的出口和进液口、补液口，所述第二管路上设有循环泵。
进一步地，所述再生循环装置包括闪蒸室、热交换室和气液分离室，所述闪蒸室与出液口连接，所述气液分离室与进液口和补液口连接。
进一步地，所述出气口外还设有过滤器。
进一步地，还包括若干塔板，所述填料层设于相邻塔板之间，所述塔板为浮阀式塔板。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型的二氧化碳洗脱装置，在塔体上部设进液口，塔体中部设补液口，增加洗脱溶剂对天然气中二氧化碳的洗脱效率；塔体内底部设有与进液口、补液口和出液口电磁阀相关联的液位监测器和pH计，根据塔体底部汇集的富胺溶剂量和pH变化，来控制洗脱溶剂的加入速度和排出速度，保证二氧化碳洗脱塔高效的完成天然气中二氧化碳的洗脱。
2、本实用新型的二氧化碳洗脱装置，在塔体上部内设有汽液分离层和旋风分离器，采用两种不同的形式的气液分离器，有效保证天然气中所含的液体，尤其是洗脱溶剂被充分分离，减少后续生产过程中的加工处理，保证液化天然气产品的质量。
3、本实用新型的二氧化碳洗脱装置，设有相关联的加热器、第一温度监测器、第二温度监测器，第一温度监测器监测进气口天然气的温度，第二温度监测器监测进液口洗涤溶剂的温度，根据第一温度监测器和第二温度监测器监测的温度情况及温度差，来控制加热器的启动和关闭，保证二氧化碳洗脱装置高效、低能耗的运行。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的整体结构示意图。
附图标记：
100：塔体；110：进气口；120：出气口；130：进液口；131：第一电磁阀；132：液体分配器；140：出液口；141：第三电磁阀；150：补液口；151：第二电磁阀；160：填料层；161：塔板；171：pH计；172：液位监测器；173：第一压力检测器；174：第二压力检测器；175：第一温度监测器；176：第二温度监测器；181：气液分离层；182：旋风分离器；200：再生循环装置；300：加热器；400：过滤器；510：第一管路；520：第二管路；521：循环泵。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。
本实用新型实施例提供了一种液化天然气生产中的二氧化碳洗脱装置，该装置包括二氧化碳洗脱塔、再生循环装置200、加热器300、过滤器400和循环泵521和控制器等。
如图1所示，二氧化碳洗脱塔包括塔体100，塔体100下部侧壁设有进气口110，塔体100底部设有出液口140，塔体100上部侧壁设有进液口130，塔体100顶部设有出气口120。塔体100的内部设有塔板161和填料层160，塔板161包括若干块，填料层160设于相邻两块塔板161之间。本实施例的塔板161优选为浮阀式塔板；填料层160为若干多面空心球，能有效增加气液接触面积，且不会被腐蚀。
进液口130位于填料层160和塔板161之上，进液口130经管路伸入塔体100内，进液口130的管路上设有液体分配器132，可将进入的洗脱溶剂均匀分散洒向塔板161和填料层160。进液口130和出液口140均由管路与再生循环装置200相连接，进液口130连接再生循环装置200的出口，出液口140连接再生循环装置200的入口。塔体100中部设有补液口150，补液口150经管路与再生循环装置200的出口连接，补液口150位于两个塔板161及两个填料层160之间，补液口150的管路上也设有液体分配器132，可将进入的洗脱溶剂均匀分散。
进液口130、补液口150和出液口140的管路上均设有电磁阀，电磁阀与控制器相连接，可由控制器控制控制电磁阀的启闭和开度。塔体100底部内设有液位监测器172和pH计171，液位监测器172和pH计171均与控制器相连接。液位监测器172和pH计171与电磁阀相关联，即控制器可接收、分析液位监测器172和PH计171的检测数据，并结合运行时的预设参数，对电磁阀的启闭和开度进行关联控制。
进一步地，电磁阀分为第一电磁阀131、第二电磁阀151和第三电磁阀141，进液口130处安装的为第一电磁阀131，补液口150处安装的为第二电磁阀151，出液口140处安装的为第三电磁阀141。液位监测器172与第三电磁阀141相关联，即液位监测器172监测塔体100底部汇集的洗脱溶剂的液位量，根据液位变化调节第三电磁阀141的启闭和开度，当液位偏高时，加快洗脱溶剂的排出，当液位偏低是，减缓或停止洗脱溶剂的排出。pH计171与第一电磁阀131和第二电磁阀151相关联，根据塔体100底部洗脱溶剂pH的变化，调节第一电磁阀131和第二电磁阀151的开度，实现控制洗脱溶剂的进入量。装置运行时预设有pH范围，当pH低于预设范围时，增大第一电磁阀131和第二电磁阀151的开度，增加进液量；当pH低于预设范围时，减小第一电磁阀131和第二电磁阀151的开度，或关闭第二电磁阀151，减少进液量。保证二氧化碳被充分吸收，避免洗脱溶剂过量消耗。
二氧化碳洗脱塔的塔体100内上部设有气液分离层181和旋风分离器182，气液分离层181位于进液口130之上和旋风分离器182之下。气液分离层181由若干纵向排列的波形板构成，采用折流分离的原理进行气液分离。旋风分离器182采用离心分离的原理分离气液，同时消除气液对流产生的气泡。出风口120位于旋风分离器182之上的塔体100顶部，出风口120经管路与过滤器400连接，净化气体经出风口120排出后经过过滤器400，再由过滤器400进行过滤，进一步除去其他中所含的液滴。
塔体100内底部靠近进气口110处设有第一压力监测器173和第一温度监测器175；塔体100内上部，进液口130的液体分配器132与填料层160之间设有第二温度监测器176，气液分离层181与进液口130的液体分配器132之间设有第二压力监测器174。第一压力监测器173、第一温度监测器175、第二温度监测器176和第二压力监测器174均与控制器连接，监测塔体100内相应部位的压力和温度，并实时传输给控制器。
进气口110前端设有加热器300，加热器300用于对原料天然气进行加热。加热器300与第一温度监测器175和第二温度监测器176相关联，第一温度监测器175监测进气口天然气的温度，第二温度监测器176监测进液口130洗涤溶剂的温度，根据第一温度监测器175和第二温度监测器176监测的温度情况及温度差，控制加热器的启动和关闭，确保进入天然气温度低于进入的洗涤溶剂温度，但相差不超过5℃。保证二氧化碳洗脱装置高效、低能耗的运行。
本实施例的管路包括第一管路510和第二管路520。第一管路510一端连接出液口140，另一端连接再生循环装置200的入口；第二管路520为三叉管路，分别连接再生循环装置200的出口、进液口130和补液口150。第二管路520连接再生循环装置200的支路上设有循环泵521，循环泵521为洗脱溶剂进入塔体100提供动力。
本实施例的再生循环装置200包括依次设置的闪蒸室、热交换室和气液分离室。闪蒸室连接塔体100的出液口140，气液分离室连接塔体100的进液口130和补液口150。吸收二氧化碳的洗涤溶剂，即富胺溶剂，进入再生循环装置200后，依次经闪蒸室、热交换室和气液分离室进行处理，分理出二氧化碳和贫胺溶剂，贫胺溶剂再进入二氧化碳吸收塔，实现循环使用。
