專利名稱：一種低壓差節(jié)流天然氣凝析油脫除裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種凝析油脫除方法，特別是一種低壓差節(jié)流天然氣凝析油脫除裝置。
背景技術：
天然氣從井口出來后含有飽和水及凝析油、游離水及游離凝析油、以及從井底帶上來的細小粉塵等雜質，含有飽和水及凝析油、游離水及游離凝析油、以及從井底帶上來的細小粉塵等雜質在集氣過程中必須去除，以保護下游輸氣管線及生產設備、儀表的正常運轉。現(xiàn)有脫除天然氣中的凝析油工藝流程包括如下方法工藝流程之一是將井區(qū)來氣先經(jīng)過預過濾分離，再經(jīng)精細過濾分離后，進入配氣總匯管，經(jīng)計量后外輸。優(yōu)點工藝改造簡單，投資少。缺點采用常溫分離過濾的方案除去進集配氣總站的天然氣中已凝析出的凝析油，基本能保證外輸交接點壓力溫度條件下無凝析油，但不能徹底解決下游輸氣管線中由于輸氣溫度下降產生的凝析油析出問題。如陜141井區(qū)的集氣站自1999年建成投運以來，井口天然氣經(jīng)常溫分離工藝流程處理后，在氣液兩相分離器分離出的凝析油產量大約為0.0054m3/104m3天然氣，并且在以下部位不同程度出現(xiàn)凝析油1、脫水撬緩沖罐液位計顯示大約有1～3cm高的液位，但是無法準確確定其量的大小。2、自用氣過濾器每周排液中均有約2～4L凝析油。3、輸氣干支線中自1999年投產以來，在每次清管作業(yè)中均不同程度有凝析油出現(xiàn)，僅2002年7次清管作業(yè)中，清出凝析油中共約有4.52m3。
工藝流程之二是井區(qū)天然氣經(jīng)換熱器預冷后，再進行制冷、預過濾器分離，最后經(jīng)精細過濾分離，進入配氣總匯管，經(jīng)計量后外輸。優(yōu)點天然氣經(jīng)低溫過濾分離后，能分離出較多量的凝析油，使外輸氣的烴露點達到要求值，能保證在外輸過程中無凝析油析出，徹底解決了下游輸氣管線中凝析油的析出問題。缺點采用外制冷裝置，工藝改造流程復雜，投資費用較高，并需要很高的操作，運行、維修費用。
工藝流程之三是對井區(qū)來氣進行增壓，經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流制冷，再進行預過濾分離、精細過濾分離進入配氣總匯管，經(jīng)計量后外輸。這種工藝在生產運行中要耗費大量電能，投資與運行費用都很高。
發(fā)明內容
本實用新型的目的是提供一種低壓差節(jié)流天然氣凝析油脫除裝置，它可在設備投資及運行費用很小的情況下使外輸氣的烴露點達到要求值，徹底解決下游輸氣管線中凝析油的析出問題。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，一種低壓差節(jié)流天然氣凝析油脫除裝置，其特征是它由氣液分離器、甲醇滴注裝置、板翅式換熱器、節(jié)流閥、過濾分離器組成，原料氣經(jīng)氣液分離器分離，氣液分離器的輸出端與板翅式換熱器輸入端連接，板翅式換熱器輸出端經(jīng)節(jié)流閥后進入過濾分離器輸入端，過濾分離器輸出端與板翅式換熱器已處理氣輸入端連接，從板翅式換熱器已處理氣輸出端輸出。
上述連接在板翅式換熱器后端的節(jié)流閥前后端的壓差在0.3-1Mpa之間；在上述壓差下板翅式換熱器源氣端氣溫與節(jié)流閥輸入端氣溫溫差在20-80攝氏度。
為了達到最佳的效果，本實用新型還采用了以下工藝，天然氣首先進入橇上氣液分離器分離掉由于集氣管線中析出的凝析油；為防止各集氣站甘醇脫水工藝中由于操作不穩(wěn)定造成總站天然氣水露點偏高，以致在本低溫分離工藝中形成水化物，在進換熱器前設置甲醇滴注裝置；在節(jié)流閥上并接調節(jié)閥，以控制隨氣量波動造成的節(jié)流壓差的波動。
過濾分離器內固定有起凝聚作用的濾芯，分離掉因節(jié)流降溫產生的亞微米級的凝析油凝液。
在所有天然氣低溫分離的脫油方案中，利用天然氣氣原始壓力能節(jié)流降溫，低溫分離的方案無疑是最節(jié)省投資、節(jié)省能量而且操作運行最簡單的方案。
下面結合實施例附圖對本實用新型作進一步說明。
圖1是本實用新型結構原理圖；圖2是本實用新型具體結構示意圖。
圖中，1、源氣端；2、節(jié)流閥輸入端；3、節(jié)流閥輸出端；4、凝析油排放管道；5、分離器處理輸出端；6、出氣端；7、換熱器；8、過濾分離器；9、節(jié)流閥；10、氣液分離器；11、甲醇滴注裝置；12、調節(jié)閥。
具體實施方式
如圖1所示，一種低壓差節(jié)流天然氣凝析油脫除裝置，它由板翅式換熱器7、節(jié)流閥9、過濾分離器8組成，連接在板翅式換熱器7后端的節(jié)流閥兩端的壓差使用在0.3-1Mpa之間；在這種壓差下板翅式換熱器7源氣端1氣溫與節(jié)流閥輸入端2氣溫溫差在20-80攝氏度。
如按圖1所示的方案進行設計，設進氣量為130×104Nm3/d，進氣壓力為4.8MPa，源氣端1的溫度為10℃；設定節(jié)流閥9的輸入端2溫度為-10℃；節(jié)流后節(jié)流閥輸出端3的壓力為4.0MPa，則計算得3點的溫度為-15℃，換熱器換熱量207×106kJ/h，換熱器中冷、熱流換熱平均溫差為5℃；設換熱器中總傳熱系數(shù)為400kW/m2℃，則計算換熱器換熱面積為600m2；外輸氣(6點)的溫度為5℃實際上根據(jù)本實用新型依據(jù)的現(xiàn)場資料，冬季最冷時集氣支、干線進總站的天然氣溫度只有1～3℃，因此上述需要的節(jié)流壓差及換熱器的面積還有很大余量，經(jīng)計算如果換熱器面積不變，進氣溫度為3℃則要保證-13℃的冷凝溫度，只需要0.5Mpa的壓力降。冬季最冷時滿足了烴露點要求，氣溫高時盡管進氣溫度升高，但同時要求的烴露點也將隨之升高，同樣能滿足要求。至于在以后的長距離輸送過程中還會不會因反凝析現(xiàn)象有極少量凝析油析出，一般說可能性不大，但由于我油田對天然氣組份的化驗資料中不能列出含量在10ppm以上的所有重烴組份，因此不能準確計算和預測。
采用工作壓力為6MPa的板翅式換熱器換熱，換熱面積約600m2。該面積是按進氣溫度10℃，出氣溫度一10℃，處理氣量130～104Nm3/d，板翅式換熱器天然氣換熱傳熱系數(shù)400KW/m2℃推算出來的。
圖2給出了本實用新型較完整的工藝流程圖，為了達到最佳的效果，圖2中的工藝除了保持圖1的處理工藝外，在換熱器前面，也就是在天然氣進入換熱器前，通過氣液分離器10分離掉由于集氣管線中析出的凝析油；為防止各集氣站甘醇脫水工藝中由于操作不穩(wěn)定造成總站天然氣水露點偏高，以致在本低溫分離工藝中形成水化物，在進換熱器7前設置甲醇滴注裝置11；并設置節(jié)流壓差調節(jié)閥12控制隨氣量波動造成的節(jié)流壓差的波動。本實用新型中的過濾分離器8采用起凝聚作用的濾芯，以分離掉因節(jié)流降溫產生的亞微米級的凝析油凝液。
從理論上講換熱器換熱面積越大節(jié)流后獲得的溫度就越低。原料氣進、出換熱器溫度降傳遞的熱量即為換熱器的換熱量。在本實用新型中井區(qū)集輸天然氣最大量為130×104Nm3/d時，在換熱器中溫度從10℃降到-10℃換熱量為2070000kJ/h，換熱溫差為5℃，采用板翅換熱器，計算傳熱面積約為600m2，這樣大面積的換熱器若采用管殼式設備就太龐大了。但是采用板翅式換熱器，換熱器體積就很小，目前1m3體積的板翅式換熱器換熱面積可達2500m2。近年來由于我國板翅式換熱器制造工藝的發(fā)展，生產的板翅式換熱器工作壓力可達6.4Mpa。
通過上述說明我們可以清楚的了解到此發(fā)明的意義所在，用很小的壓差節(jié)流使天然氣產生了很大的溫度降，是天然氣脫水、脫烴技術領域重大突破。
利用天然氣外輸過程中很小的壓差，解決了天然氣低溫脫水、脫烴的大問題，它解決了陜141#區(qū)向北京輸氣時天然氣中凝析油無法脫除的問題，而且此發(fā)明公開的技術將作為蘇里格氣田開發(fā)地面集輸工藝中的關鍵技術，對蘇里格氣田地面集輸總流程產生區(qū)大影響，實現(xiàn)蘇里格氣田低成本高效益開發(fā)。
權利要求1.一種低壓差節(jié)流天然氣凝析油脫除裝置，其特征是它由氣液分離器、甲醇滴注裝置、板翅式換熱器、節(jié)流閥、過濾分離器組成，原料氣經(jīng)氣液分離器分離，氣液分離器的輸出端與板翅式換熱器輸入端連接，板翅式換熱器輸出端經(jīng)節(jié)流閥后進入過濾分離器輸入端，過濾分離器輸出端與板翅式換熱器已處理氣輸入端連接，從板翅式換熱器已處理氣輸出端輸出。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種低壓差節(jié)流天然氣凝析油脫除裝置，其特征是A、連接在板翅式換熱器后端的節(jié)流閥前后端的壓差在0.3-1Mpa之間；B、在上述壓差下板翅式換熱器源氣端氣溫與節(jié)流閥輸入端氣溫溫差在20-80攝氏度。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種低壓差節(jié)流天然氣凝析油脫除裝置，其特征是在節(jié)流閥上并接調節(jié)閥。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種低壓差節(jié)流天然氣凝析油脫除裝置，其特征是過濾分離器(8)采用起凝聚作用的濾芯。
專利摘要本實用新型涉及一種凝析油脫除方法，特別是一種低壓差節(jié)流天然氣凝析油脫除裝置。它由氣液分離器、甲醇滴注裝置、板翅式換熱器、節(jié)流閥、過濾分離器組成，原料氣經(jīng)氣液分離器分離，氣液分離器的輸出端與板翅式換熱器輸入端連接，板翅式換熱器輸出端經(jīng)節(jié)流閥后進入過濾分離器輸入端，過濾分離器輸出端與板翅式換熱器已處理氣輸入端連接，從板翅式換熱器已處理氣輸出端輸出。
文檔編號C10L3/00GK2666916SQ0326283
公開日2004年12月29日 申請日期2003年9月16日 優(yōu)先權日2003年9月16日
發(fā)明者馮凱生 申請人:西安長慶科技工程有限責任公司