在胺气处理中的等压交换器制造技术

一种系统，其包括胺气处理系统，该胺气处理系统包括接触器，利用贫胺流中的胺除去未反应天然气中的酸性气体，输出经过处理的天然气，输出富胺流。该系统还包括再生器，其被配置为使富胺流中的胺再生，输出贫胺流，输出酸性气体。该系统还包括等压交换器(IPX)，被配置为将富胺流从接触器转移到再生器，将贫胺流从再生器转移到接触器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在胺气处理中的等压交换器相关申请的交叉参考本申请要求于2012年11月8日提交的题为“在胺气处理中的等压回收装置(ERD)(ISOBARICENERGYRECOVERYDEVICE(ERD)INAMINEGASPROCESSING)的美国临时专利申请61/724,031号和于2013年11月7日提交的题为“在胺气处理中的等压交换器(ISOBARICPRESSUREEXCHANGERINAMINEGASPROCESSING)的美国非临时申请14/074,530号的优先权和权益，其全部内容通过参考结合于此。本申请涉及于2012年11月8日提交的题为"胺气处理中等压能量回收装置(ERD)控制"的美国临时专利申请61/724,056，其全部内容结合入本文作参考。背景该节旨在向读者介绍涉及下文将描述和/或要求保护的本专利技术各个方面的
技术实现思路
的各方面。该讨论据信有助于使读者了解背景信息，促进读者理解本专利技术的各个方面。因此，应理解这些陈述应该就此理解，而不是现有技术的内容。本专利技术所揭示的主题涉及天然气处理，更具体涉及在使用水性胺溶液的天然气处理过程中使用等压交换器(IPX)的系统和方法。天然气是天然产生的烃气体混合物，该气体可燃烧提供能量，或用作塑料和其它有机化合物生产中的化学原料。原生天然气(例如，未处理的天然气)因为来源于天然地质矿藏，所以包含不同量的酸气，特别是二氧化碳和硫化氢，也称为酸性气体。二氧化碳降低了天然气的热值，硫化氢可转化为二氧化硫，三氧化硫和/或硫酸。已经开发了胺气处理方法，以除去原生天然气中的这些酸气组分，从而使原生天然气转化为适合在家用和工业应用中燃烧的脱硫气(例如，经过处理的天然气)。不幸的是，在胺气处理方法中采用的对胺溶液加压的过程中会消耗大量能量，在从胺溶液中汽提酸气时这些能量损失(即无法回收)。附图简要说明参照附图，阅读本专利技术的以下详细描述，可以更好地理解本专利技术的各个特征、方面和优点,图中类似的附图标记表示类似的部件，其中：图1是使用等压交换器(IPX)的胺气处理系统的实施方式的示意图；图2是旋转IPX的实施方式的分解立体图；图3是在第一操作位置的旋转IPX的实施方式的分解立体图；图4是在第二操作位置的旋转IPX的实施方式的分解立体图；图5是在第三操作位置的旋转IPX的实施方式的分解立体图；图6是在第四操作位置的旋转IPX的实施方式的分解立体图；图7是具有与控制阀并联的IPX的胺气处理系统的实施方式的图；图8是具有与控制阀串联的IPX的胺气处理系统的实施方式的图；图9是具有IPX和高压泵的胺气处理系统的实施方式的图；图10是具有IPX和与低压泵串联的高压泵的胺气处理系统的实施方式的图；图11是具有包括整体化的高压泵的IPX的胺气处理系统的实施方式的图。具体实施方式下面对本专利技术的一个或多个具体实施方式进行描述。所描述的实施方式仅仅是本专利技术的示例。另外，为了努力提供这些示例性实施方式的简要描述，本说明书中并没有描述实际执行的所有特征。应当理解，在任何这些实际实施方式的开发中，诸如在任何此类的工程或设计项目中，必须进行许多实施方式特定决定来实现研发人员的特定目标、例如符合关于系统和关于商业的限制，这可能在不同的实施方式之间不同。此外应当理解，这些开发工作可能是复杂且耗时的，但却是受益于本专利技术的普通技术人员的常规的设计、制作以及制造任务。当本专利技术的各实施方式描述某一元件时，冠词“一种”、“一个”、“该”和“所述”是指存在一个或多个元件。术语“包含”、“包括”和“具有”意指包括性的，并意味着除了所列元件还可有其它元件。如下文详细描述的，所揭示的实施方式一般涉及天然气处理，尤其涉及处理天然气的胺气处理系统，该系统使用水性胺溶液(例如烷基胺或胺)和等压交换器(IPX)。例如，胺气处理系统可包括使用贫胺流中的胺除去未处理的天然气(例如，原生天然气)中的酸性气体的接触器，从而产生经过处理的天然气(例如，脱硫气)和富胺流。经过处理的天然气可燃烧提供能量，或者用作化学原料。胺气处理系统还可包括再生器，该再生器使富胺流中的胺再生，从而产生贫胺流和酸性气体。酸性气体中存在的二氧化碳和硫化氢可用作其它工艺的原料，所述其它工艺包括例如克劳斯(Claus)法，产生元素硫，或者碳捕获和储存工艺。胺气处理系统还可包括IPX，IPX将富胺流从接触器转移到再生器，将贫胺流从再生器转移到接触器。等压可定义为相同的压力或恒压。因此，IPX可包括其中两股液体的压力相同的室，下文将详细描述。在一些实施方式中，两股液体的压力可能不完全相同。因此，IPX不仅可以等压运行，而且可以基本等压地运行(例如，其中相互之间压力的差值在约+/-1,2,3,4,5,6,7,8,9或10％的范围内)。在一些实施方式中，富胺流的第一压力可以大于贫胺流的第二压力。例如，第一压力比第二压力大约6,000kPa-8,000kPa,6,500kPa-7,500kPa,或6,750kPa-7,250kPa。因此，IPX可用于将富胺流的压力转移到贫胺流。与无IPX的其它胺气处理系统相比，使用这种包括IPX的胺气处理系统的实施方式具有诸多优点。例如，通过使用IPX可以明显降低所述实施方式中对富胺流加压所花费的能量，从而减少胺气处理系统的碳足印，同时因为降低电力消耗而降低了运行成本。另外，如下文详细讨论的，胺气处理系统的某些实施方式可为设备操作者提供对富胺和贫胺流之间混合程度的控制，从而有助于设备操作者改进整个工艺。在依据所揭示的实施方式构造的胺气处理系统中，通过减小尺寸或减少泵、变频驱动装置(VFD)、循环泵、控制阀、相关设备的数目等等来降低资金成本。而且，在现有的胺气处理系统的运行能力受到电力约束如可获量、阶梯式电价、配给或其任意组合的限制的情况中，实施所述实施方式可以减轻电力约束，从而提高生产量和盈利性。而且，所揭示的实施方式通过增加贫胺流到接触器的流速有助于提高胺气处理系统的处理量和盈利性。另外，使用所揭示的实施方式可以降低扩大现有胺气处理系统的能力如增加额外的处理流程或接触器相关的成本。图1是可用于天然气处理的胺气处理系统10的实施方式的示意图。如图1所示，接触器12例如在接触器12的底部接收未处理的天然气14(例如，原生天然气)。贫胺流(例如，液体)可加入到接触器12的顶部。随着未处理的天然气14在接触器12中向上移动，天然气14与向下流动的贫胺30密切接触。由于在接触器12内的这种相互作用，未处理的天然气14中的酸气(例如酸性气体)离开气相流，进入液相胺溶液流。因此，经过处理的基本不含酸气的天然气16(例如脱硫气)通过接触器12的顶部离开。未处理的天然气14可在最高达约8,270kPa的压力和约30℃的温度下进入接触器12。在以下讨论中，术语“高压”表示与接触器12的运行相关的压力(例如，最高约6,895kPa,7,585kPa或8,270kPa)。贫胺30可在比未处理的天然气14的进口温度高约3-20℃,4-15℃或5-12℃的温度下进入接触器12，从而有助于减少或防止重烃从未处理的天然气14中冷凝。离开的富胺流随后进入IPX20，在此将富胺流的压力降低到约475kPa-730kPa,500kPa-715kPa,或515kPa-690kP本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，其包括：胺气处理系统，包括：接触器，其被配置为利用贫胺流中的胺除去未处理的天然气中的酸性气体，输出经过处理的天然气，输出富胺流；再生器，被配置为使富胺流中的胺再生，输出贫胺流，输出酸性气体；和等压交换器(IPX)，被配置为将富胺流从接触器转移到再生器，将贫胺流从再生器转移到接触器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.11.08 US 61/724,031;2013.11.07 US 14/074,5301.一种用于天然气处理的系统，其包括：胺气处理系统，包括：接触器，其被配置为利用贫胺流中的胺除去未处理的天然气中的酸性气体，输出经过处理的天然气，输出富胺流；再生器，被配置为使富胺流中的胺再生，输出贫胺流，输出酸性气体；和等压交换器(IPX)，被配置为将富胺流从接触器转移到再生器，将贫胺流从再生器转移到接触器，其中，IPX被配置成将在第一压力下的进入IPX的富胺流的压力传递到在第二压力下的离开IPX的贫胺流，其中所述第一压力大于所述第二压力；所述IPX包括等压交换器，其包括：具有本体部分的外壳；在本体部分相反端部的第一和第二端板，其中各端板具有用于各液流的进口孔和出口孔；和设置在外壳的本体部分中的转子，其中转子具有与端板密封接触的端部，其中转子在其内部具有至少一个从转子的一端纵向延伸到转子相反端的通道，其中该通道在转子各端具有开口，所述开口配置成容纳富胺流或贫胺流。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，IPX的外部外壳包括双相不锈钢。3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，IPX包括凸缘连接器或螺纹连接器。4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统包括被配置成将富胺流从接触器转移到再生器的流量控制阀，其中流量控制阀被设置在IPX周围的富胺旁路回路中。5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统包括设置在IPX和再生器之间的流量控制阀，其中该流量控制阀被配置用来调节富胺流流向再生器的流量。6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统包括被配置成将贫胺流从再生器转移到IPX的第一泵。7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，该系统包括被配置成将贫胺流从再生器转移到第一泵的第二泵。8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统包括被配置成将贫胺流从IPX转移到接触器的循环泵。9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统包括被配置成将贫胺流从再生器转移到接触器的第三泵，其中该第三泵被设置在IPX周围的贫胺旁路回路中。10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，IPX包括被配置成将贫胺流从IPX转移到接触器的整体化的第四泵。11.一种用于天然气处理的方法，其包括：在接触器中使用贫胺流中的胺除去未处理的天然气中的酸性气体；从接触器...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·L·阿勒克，J·G·马丁，P·克里士，
申请(专利权)人：能量回收股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US