專利名稱：離心式預分離脫水吸收塔的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及油氣田天然氣開采技術領域，特別涉及一種天然氣進行脫水的裝置，是一種離心式預分離脫水吸收塔。
背景技術：
自地層中采出的天然氣及脫硫后的凈化天然氣中，一般都含有飽和量的水汽，水汽是天然氣中有害無益的組分。天然氣中水汽的存在，減少了輸氣管道對其它有效組分的輸送能力，降低了天然氣的熱值。并且，當輸氣壓力和環境溫度變化時，可能引起水汽從天然氣中析出，形成液態水、冰或天然氣的固體水化物，這些物質的存在會增加輸氣壓降，減 少輸氣管線的通過能力，減小輸氣管線的通過能力，嚴重時還會堵塞閥門和管線，影響平穩供氣。在輸送含有酸性組分天然氣時，液態水的存在還會加速酸性組分對管壁、閥門的腐蝕，減少管線壽命。因此，天然氣必須進行脫水處理，達到規定的含水露點指標后，才允許進入輸氣干線。目前，油田廣泛采用三甘醇對天然氣進行脫水。傳統的三甘醇脫水主要在利用三甘醇的吸附作用，對天然氣中的水分進一步脫出，使之達到外輸露點要求。傳統流程來氣經雙筒過濾器、三甘醇吸收塔和外輸三階段。由于來氣中含液量波動較大，雙筒過濾器經常不能有效分離游離水，加之吸收塔內沒有設置再次分離的結構，從而導致經三甘醇吸收后的天然氣中的水露點達不到外輸要求，部分三甘醇被氣體帶入管路系統，造成三甘醇損失。《鉆采工藝》雜志(第30卷，第4期)發表了“天然氣三甘醇脫水裝置的國產化研究”中，有工藝設計和設備設計。天然氣從三甘醇吸收塔下部進入，與從塔上部流下的三甘醇進行交換，其中的水分被三甘醇吸收，達到設計露點后由吸收塔頂流出，吸收塔分為三部分下部預分離段，中部吸收段，上部氣液捕集段。預分離段主要對進入吸收塔的天然氣進行再分離，保證氣體進入吸收段后達到工藝要求，吸收段主要借助三甘醇的吸收特性去除天然氣中的飽和水，氣液捕集段設置了特殊的高效捕集器去除其中的三甘醇，吸收體內設計了塔盤，下部預分離段與中部吸收段之間設置了分隔板。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種離心式預分離脫水吸收塔，在不改變流程中雙筒分離器的作用情況下，通過吸收塔內部結構變化，適應氣中含液變化，實現多工況下含水露點指標合格。本實用新型采用的技術方案是離心式預分離脫水吸收塔，包括吸收塔體，吸收塔體為立式圓筒結構，吸收塔體座落在裙座上，裙座固定在基礎上；氣進管固定在吸收塔體的側壁中部并沿塔體的塔壁切向伸入吸收塔體內，進入的天然氣能在吸收塔體的腔體內產生旋轉氣流。在吸收塔體內并在氣進管的上部水平焊接固定有隔板，在隔板上焊接固定有中央升氣管，中央升氣管中心線與吸收塔體中心線為同一條直線；中央升氣管垂直并穿過隔板，中央升氣管上段在隔板的上部，中央升氣管的下段在隔板的下部并且中央升氣管的下端口在錐體結構內；在吸收塔體的腔體內固定有錐體結構，錐體結構為漏斗形鋼板焊接成；錐體結構的上端焊接在吸收塔體的內壁上并在氣進管的下部；中央升氣管的下端口與錐體結構的下錐口相對，在錐體結構的下面有向下傾斜的液面穩定板；液面穩定板的上端固定在吸收塔體的內壁上；在吸收塔體的底部固定有排液口 ；在中央升氣管的上部有吸附單元；吸附單元的上部有捕霧器；在吸收塔體的頂部有氣出口 ；吸附單元的上端和下端分別有三甘醇進口和三甘醇出口，三甘醇進口和三甘醇出口由吸收塔體外向內伸入，三甘醇出口在吸附單元的下端，三甘醇進口在吸附單元的上端。吸附單元是填料或是塔盤。在液面穩定板的下部有加熱器進出口，加熱器進出口穿過吸收塔體的側壁；加熱器進出口連接的加熱器，對液面穩定板加熱和對氣進管進入的天然氣加熱。所述的捕霧器為水平式捕霧器，水平式捕霧器平面與吸收塔體中心線垂直。 所述的捕霧器為垂直式捕霧器，垂直式捕霧器平面與吸收塔體中心線平行。垂直布置的捕霧器可以避免大氣速下引起的液泛。簡述離心式預分離脫水吸收塔的工作原理。參閱圖I。天然氣進入吸收塔體2后經中央升氣管4側臂使天然氣進行旋轉式氣液分離，第一次分離液體沿中央升氣管4側臂向下流入錐體結構11，分離液體繼續下流到液面穩定板12并沉降到吸收塔體2底部，從排液口 I排出。氣體通過中央升氣管4內上升；中央升氣管4的傘頂上端固定有吸附單元，吸附單元上下有三甘醇進口 8和三甘醇出口 10，三甘醇進口 8和三甘醇出口 10由吸收塔體2外向內伸入，三甘醇出口 10在吸附單元的下端，三甘醇進口 8在吸附單元的上端，吸附單元上部有捕霧器6，通過捕霧器6處理后，天然氣從吸收塔體2頂部的氣出口 7輸出；分離脫水的液體從排液口 I排出。錐體結構11為漏斗形，采用鋼板焊接成，上部開口的直徑大下部開口的直徑小。本實用新型的有益效果本實用新型離心式預分離脫水吸收塔，適應氣中含液變化，實現多工況下含水露點指標合格。天然氣從氣進管徑向進入吸收塔體內，氣體撞擊到折流板后強制轉向并向下運動，進行氣液旋轉分離；分離后的氣體去掉99%飽和水，繼后進入塔盤，經過塔盤氣液吸附，也就是通過三甘醇吸附后，其中水露點可以遠低于外輸氣露點要求；能攔截氣中99%以上的三甘醇，從而降低三甘醇損失，處理合格的天然氣進入外輸系統。
圖I是本實用新型離心式預分離脫水吸收塔結構剖面示意圖；是實施例I結構示意圖。圖2是實施例2結構示意圖。圖3是實施例3結構示意圖。圖4是實施例4結構示意圖。圖5是實施例5結構示意圖。圖6是實施例6結構示意圖。圖中，I-排液口 ；2_吸收塔體；3_氣進管；4_中央升氣管；5-塔盤；6_捕霧器；7-氣出口 ；8-三甘醇進口 ；9-隔板；10-三甘醇出口 ；11-錐體結構；12_液面穩定板；13-加熱器進出口 ； 14-裙座；15-填料。
具體實施方式
實施例I :參閱圖I。離心式預分離脫水吸收塔，包括吸收塔體2，吸收塔體2為立式圓筒結構，直徑800mm，總高度為9500mm，吸收塔體2座落在裙座14上，裙座14固定在基礎上。氣進管3固定在吸收塔體2的側壁中部并沿塔體2的塔壁切向伸入吸收塔體2內。在吸收塔體2內并在氣進管3的上部水平焊接固定有隔板9，在隔板9上焊接固定有中央升氣管4，中央升氣管4中心線與吸收塔體2中心線為同一條直線；中央升氣管4垂直并穿過隔板9，中央升氣管4上段在隔板9的上部，中央升氣管4的上段高度600mm ;中央升氣管4的下段底部距離隔板9為600mm ;中央升氣管4的下段在隔板9的下部并且中央升氣管4的下端口在錐體結構11內。在吸收塔體2的腔體內固定有錐體結構11，錐體結構11為漏斗形鋼板焊接成，錐體結構11的錐度為65度；錐體結構11的上端焊接在吸收塔體2的內壁上并在氣進管3的下部；中央升氣管4的下端口與錐體結構11的下錐口相對，錐體出口為中央升氣管4直徑的O. 8倍；在錐體結構11的下面有向下傾斜的液面穩定板12，液面穩 定板12的斜度為3%;液面穩定板12的上端固定在吸收塔體2的內壁上；在吸收塔體2的底部固定有排液口 I ;在中央升氣管4的上部有吸附單元；吸附單元的上部有捕霧器6 ;在吸收塔體2的頂部有氣出口 7 ;吸附單元的上端和下端分別有三甘醇進口 8和三甘醇出口10，三甘醇進口 8和三甘醇出口 10由吸收塔體2外向內伸入，三甘醇出口 10在吸附單元的下端，三甘醇進口 8在吸附單元的上端。液面穩定板12的下部是儲液腔，儲液腔設有液位監測儀。在液面穩定板12的下部有加熱器進出口 13，加熱器進出口 13穿過吸收塔體2的側壁；加熱器進出口 13連接加熱器(設有加熱盤管)加熱器對液面穩定板12加熱和對氣進管3進入的天然氣加熱。所述的捕霧器6垂直安裝，捕霧器6的平面與吸收塔體2中心線平行。工作原理天然氣從氣進管3切向進入吸收塔體2內，氣體撞擊到中央升氣管4的側臂后強制轉向并向下運動，進行第一次氣液分離；分離后的氣體向下經過中央升氣管4入口再向上，從中央升氣管4頂端輸出，進入塔盤5的入口，經塔盤5吸附，也就是通過三甘醇吸附后，其中水露點遠低于外輸氣露點要求；氣體繼續上升，進塔第一次氣液分離以及經過捕霧器6攔截的液體流入儲液腔。實施例2 :參閱圖2。離心填料式預分離脫水吸收塔的吸收塔體2為立筒式結構，吸收塔體2座落在裙座14上，裙座14與基礎固定。裙座14與吸收塔體2連接面的上端有加熱器進出口 13，加熱器進出口 13連接的加熱器對其上的液面穩定板12和氣進管3進入的天然氣加熱。氣進管3固定在吸收塔體2的側壁中部并沿塔體2的塔壁切向伸入吸收塔體2內。在吸收塔體2內并在氣進管3的上部水平焊接固定有一個隔板9，在隔板9上焊接固定有一個中央升氣管4，中央升氣管4中心線與吸收塔體2中心線為同一條直線。中央升氣管4垂直并穿過隔板9,中央升氣管4上段在隔板9的上部，中央升氣管4的下段在隔板9的下部并且中央升氣管4的下端口在錐體結構11內。在吸收塔體2的腔體內固定有錐體結構11，錐體結構11為漏斗形鋼板焊接成。錐體結構11的上端焊接在吸收塔體2的內壁上并在氣進管3的下部。中央升氣管4的下端口與錐體結構11的下錐口相對，在錐體結構11的下面有向下傾斜的液面穩定板12。液面穩定板12的上端固定在吸收塔體2的內壁上。在吸收塔體2的底部固定有一個排液口 I ;在中央升氣管4的上部有吸附單元，吸附單元采用的是填料15 ;填料15的上部有捕霧器6 ;在吸收塔體2的頂部有氣出口 7 ;填料15的上端和下端分別有三甘醇進口 8和三甘醇出口 10，三甘醇進口 8和三甘醇出口 10由吸收塔體2外向內伸入，三甘醇出口 10在填料15 的下端，三甘醇進口 8在填料15的上端。工作原理天然氣從氣進管3切向進入吸收塔體2內，氣體撞擊到中央升氣管4的側臂后強制轉向并向下運動，進行第一次氣液分離；分離后的氣體向下經過中央升氣管4入口再向上，從中央升氣管4頂端輸出，進入填料15的入口，經填料15吸附，也就是通過三甘醇吸附后，其中水露點可以遠低于外輸氣露點要求；氣體繼續上升，進入捕霧器6，去掉99%飽和水，可以攔截氣中99%以上的三甘醇，從而降低三甘醇損失，處理合格的天然氣進入外輸系統。進塔第一次氣液分離以及經過捕霧器6攔截的液體流入儲液腔。儲液腔設有液位監測。考慮冬季北方寒冷，在儲液腔內設有加熱盤管。垂直布置的捕霧器可以避免大氣速下引起的液泛。實施例3 :參閱圖3。實施例3其結構與實施例I基本相同，其區別之處在于，裙座14與吸收塔體2連接面的上端吸收塔體2內壁上沒有加熱器進出口 13。這種結構適應用溫度較高的區域。實施例4:參閱圖4。實施例4與實施例2基本相同，其區別之處在于，裙座14與吸收塔體2連接面的上端吸收塔體2內壁上沒有加熱器進出口 13。這種結構適應用溫度較高的區域。實施例5 :參閱圖5。實施例5其結構與實施例I基本相同，其區別之處在于，捕霧器6為水平式捕霧器。實施例6:參閱圖6。實施例6其結構與實施例2基本相同，其區別之處在于，捕霧器6為水平式捕霧器。本實用新型實施例5和實施例6中，第一捕霧器6采用垂直結構，第二捕霧器6采用水平式捕霧器，能充分去掉99%飽和水，垂直結構具有較率低、但工作過程不受影響的特點，受外來水氣動能的影響，水平結構去掉的飽和水會形成氣泡浮在下面表，使進入的外氣受阻。而垂直結構去掉的飽和水不會形成氣泡浮在下面表，而直接隨側臂分離脫水，使進入的外氣不會受到阻力。
權利要求1.一種離心式預分離脫水吸收塔，包括吸收塔體(2)，吸收塔體(2)為立式圓筒結構，吸收塔體(2)座落在裙座(14)上，裙座(14)固定在基礎上；氣進管(3)固定在吸收塔體(2)的側壁中部并沿塔體(2)的塔壁切向伸入吸收塔體(2)內；在吸收塔體(2)內并在氣進管(3)的上部水平焊接固定有隔板(9)，在隔板(9)上焊接固定有中央升氣管(4)，中央升氣管(4)中心線與吸收塔體(2)中心線為同一條直線；中央升氣管(4)垂直并穿過隔板(9)，中央升氣管(4)上段在隔板(9)的上部，中央升氣管(4)的下段在隔板(9)的下部并且中央升氣管(4)的下端口在錐體結構(11)內；在吸收塔體(2)的腔體內固定有錐體結構(11)，錐體結構(11)為漏斗形鋼板焊接成；錐體結構(11)的上端焊接在吸收塔體(2)的內壁上并在氣進管(3)的下部；中央升氣管(4)的下端口與錐體結構(11)的下錐口相對，在錐體結構(11)的下面有向下傾斜的液面穩定板(12);液面穩定板(12)的上端固定在吸收塔體(2)的內壁上；在吸收塔體(2)的底部固定有排液口(I);在中央升氣管(4)的上部有吸附單元；吸附單元的上部有捕霧器(6);在吸收塔體(2)的頂部有氣出口(7);吸附單元的上端和下端分別有三甘醇進口(8)和三甘醇出口(10)，三甘醇進口(8)和三甘醇出口(10)由吸收塔體⑵外向內伸入，三甘醇出口(10)在吸附單元的下端，三甘醇進口⑶在吸附單元的上端。
2.根據權利要求I所述的離心式預分離脫水吸收塔，其特征是吸附單元是填料(15)或塔盤(5)。
3.根據權利要求I所述的離心式預分離脫水吸收塔，其特征是在液面穩定板(12)的下部有加熱器進出口(13)，加熱器進出口(13)穿過吸收塔體(2)的側壁；加熱器進出口(13)連接有加熱器。
4.根據權利要求I所述的離心式預分離脫水吸收塔，其特征是所述的捕霧器(6)為水平式捕霧器，水平式捕霧器出)的平面與吸收塔體(2)中心線垂直。
5.根據權利要求I所述的離心式預分離脫水吸收塔，其特征是所述的捕霧器(6)為垂直式捕霧器，垂直式捕霧器￠)的平面與吸收塔體(2)中心線平行。
專利摘要離心式預分離脫水吸收塔，應用于天然氣開采脫水技術領域。氣進管固定在吸收塔體側壁中部并沿塔體的塔壁切向伸入吸收塔體內，中央升氣管的中部固定在隔板上；隔板水平固定在吸收塔體的腔體內；在中央升氣管的下部有錐體結構；在錐體結構的下面有傾斜的液面穩定板；在吸收塔體的底部固定有排液口；在中央升氣管的上部有吸附單元；吸附單元的上部有捕霧器；在吸收塔體的頂部有氣出口；在吸收塔體的側壁上并在塔盤的上部有三甘醇進口；在吸收塔體的側壁上并在隔板的上部有三甘醇出口。效果是能去掉99％飽和水，能攔截氣中99％以上的三甘醇，從而降低三甘醇損失，處理合格的天然氣進入外輸系統。
文檔編號C10L3/10GK202595082SQ201220218350
公開日2012年12月12日 申請日期2012年5月15日 優先權日2012年5月15日
發明者何茂林, 王文武, 李永生, 郭亞紅 申請人:中國石油天然氣股份有限公司