高含硫化氫天然氣渦流管節(jié)流閥壓縮膨脹分離加熱系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種高含硫化氫天然氣渦流管節(jié)流閥壓縮膨脹加熱系統(tǒng)，包括渦流管節(jié)流閥、換熱分離器、壓力計(jì)、溫度計(jì)、流量計(jì)和加熱爐，高含硫天然氣高壓濕氣從渦流管節(jié)流閥進(jìn)口進(jìn)入渦流管節(jié)流閥，通過壓縮旋流膨脹分離，將高含硫天然氣高壓濕氣分離為低溫干氣和高溫濕氣，低溫干氣從渦流管節(jié)流閥上頂部低溫干氣出口進(jìn)入換熱分離器的換熱盤管與渦流管節(jié)流閥下部出口出來的分離后的進(jìn)入換熱分離器的高溫濕氣換熱，高溫濕氣中的液體冷凝沉降，從換熱分離器底部出口出來進(jìn)入回收管路，換熱后的低溫干氣進(jìn)入加熱爐加熱，加熱后與從換熱分離器下部高溫干氣出口出來的高溫濕氣變成的高溫干氣混合外輸。本發(fā)明簡化了高含硫天然氣濕氣處理流程，降低了硫化氫對(duì)設(shè)備的腐蝕。
【專利說明】高含硫化氫天然氣渦流管節(jié)流閥壓縮膨脹分離加熱系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一種高含硫化氫天然氣渦流管節(jié)流閥壓縮膨脹分離加熱系統(tǒng)，主要用于高含硫油氣田開發(fā)過程中高含硫天然氣加熱運(yùn)輸領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]我國含硫天然氣資源十分豐富，至2007年底，累計(jì)探明高含硫天然氣儲(chǔ)量已超過7000 X 108m3，約占探明天然氣總儲(chǔ)量的I / 6，主要分布在四川盆地川東北地區(qū)和渤海灣盆地，隨著海相資源勘探力度的加大，我國高含H2S和(》2天然氣探明儲(chǔ)量將進(jìn)入快速增長期。
[0003]國內(nèi)外高含硫氣田在集輸工藝上獲得了豐富的經(jīng)驗(yàn)，形成了一套成熟的工藝技術(shù)。與常規(guī)氣田類似，高含硫天然氣的集氣工藝主要有單井集氣和集氣站多井集氣兩種。輸氣方式則主要分為干法輸氣和濕法輸氣，前者是指天然氣脫水后的輸送，而后者是指水套爐加熱后的天然氣濕氣輸送。短距離集氣管線一般采用加熱法濕氣輸送，長距離管線則采用集氣站脫水后干氣輸送。
[0004]常規(guī)天然氣的加熱設(shè)備經(jīng)過多年的技術(shù)發(fā)展與改進(jìn)，其技術(shù)已經(jīng)成熟，目前常規(guī)天然氣的加熱設(shè)備國內(nèi)均能自行設(shè)計(jì)生產(chǎn)。但是隨著普光氣田等高含硫天然氣田的開發(fā)，需要適用于高含硫天然氣的加熱設(shè)備，該種設(shè)備目前國內(nèi)無法生產(chǎn)，整套設(shè)備均需要從國外進(jìn)口，不僅設(shè)備造價(jià)高，而且供貨周期也非常長。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的是提供一種高含硫化氫天然氣渦流管節(jié)流閥壓縮膨脹分離加熱系統(tǒng)，解決上述已有技術(shù)存在的問題。
[0006]本發(fā)明包括渦流管節(jié)流閥、換熱分離器、壓力計(jì)、溫度計(jì)、流量計(jì)和加熱爐，高含硫天然氣高壓濕氣從渦流管節(jié)流閥進(jìn)口進(jìn)入渦流管節(jié)流閥，通過壓縮旋流膨脹分離，將高含硫化氫天然氣高壓濕氣分離為低溫干氣和高溫濕氣，低溫干氣從渦流管節(jié)流閥上頂部低溫干氣出口進(jìn)入換熱分離器的換熱盤管與渦流管節(jié)流閥下部出口出來的分離后的進(jìn)入換熱分離器的高溫濕氣換熱，高溫濕氣中的液體冷凝沉降，從換熱分離器底部出口出來進(jìn)入回收管路。換熱后的低溫干氣進(jìn)入加熱爐加熱，加熱后與從換熱分離器下部高溫干氣出口出來的高溫濕氣變成的高溫干氣混合外輸。
[0007]壓力計(jì)、溫度計(jì)和流量計(jì)逐序分別設(shè)在換熱后的低溫干氣進(jìn)入加熱爐的管路上和高溫濕氣分離后的高溫干氣進(jìn)入天然氣外輸管道上。
[0008]渦流管節(jié)流閥豎向安裝，低溫干氣出口在上、高溫濕氣出口在下。
[0009]高溫濕氣同低溫干氣進(jìn)行換熱，因高溫氣體含水蒸汽量較高，降溫過程會(huì)脫出部分水分和重?zé)N組分，這對(duì)降低后續(xù)輸送流程水合物生成溫度起到有利作用，該系統(tǒng)可通過對(duì)現(xiàn)有分離器添加換熱盤管實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化。渦流管節(jié)流閥分離出的高溫濕氣所攜帶水蒸汽占入口高含硫化氫天然氣中水蒸氣量比例越大，經(jīng)分離換熱后天然氣含水率越低，相應(yīng)水合物生成溫度越低。[0010]本發(fā)明將渦流管節(jié)流閥與換熱分離器相結(jié)合，充分利用氣田井口的高壓力能，通過渦流管節(jié)流閥不僅實(shí)現(xiàn)了降壓節(jié)流的作用，而且將壓力能轉(zhuǎn)化為天然氣的動(dòng)能，實(shí)現(xiàn)高溫濕氣和低溫干氣的分離，高溫濕氣和低溫干氣換熱過程節(jié)省了天然氣冷凝所需要的冷能。將含水較少的低溫干氣通入加熱爐加熱可有效減弱高含硫化氫天然氣對(duì)加熱爐盤管的腐蝕，這對(duì)高含硫天然氣加熱設(shè)備材質(zhì)的選取有積極作用。同時(shí)本系統(tǒng)同天然氣直接進(jìn)加熱爐加熱相比，低溫干氣的溫度相對(duì)較低，傳熱溫差變大，相同傳熱功率和傳熱系數(shù)條件下，換熱面積減小，這有利于減小加熱爐結(jié)構(gòu)尺寸，實(shí)現(xiàn)小型化，減少加熱爐的設(shè)備投資。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖中:1-天然氣進(jìn)氣口、2-渦流管節(jié)流閥進(jìn)口、3-渦流管節(jié)流閥、4-低溫干氣出口、5-高溫濕氣出口、6-換熱分離器、7-壓力計(jì)、8-溫度計(jì)、9-流量計(jì)、10-加熱爐、11-天然氣外輸管道、12-回收管路。
【具體實(shí)施方式】
[0013]為進(jìn)一步公開本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合說明書附圖通過實(shí)施例作詳細(xì)說明:本發(fā)明包括渦流管節(jié)流閥3、換熱分離器6、壓力計(jì)7、溫度計(jì)8、流量計(jì)9和加熱爐10，高含硫化氫天然氣高壓濕氣從渦流管節(jié)流閥進(jìn)口進(jìn)入渦流管節(jié)流閥，通過壓縮旋流膨脹分離，將高含硫化氫天然氣高壓濕氣分離為低溫干氣和高溫濕氣，低溫干氣從渦流管節(jié)流閥上頂部低溫干氣出口進(jìn)入換熱分離器的換熱盤管與渦流管節(jié)流閥下部出口出來的分離后的進(jìn)入換熱分離器的高溫濕氣換熱，高溫濕氣中的液體冷凝沉降，從換熱分離器底部出口出來進(jìn)入回收管路12。換熱后的低溫干氣進(jìn)入加熱爐加熱，加熱后與從換熱分離器下部高溫干氣出口出來的高溫濕氣變成的高溫干氣在天然氣外輸管道11混合外輸。如壓力為15Mpa、溫度為50°C高含硫化氫天然氣濕氣進(jìn)入渦流管節(jié)流閥3，低溫干氣出口 4的壓力和高溫濕氣出口 5的壓力降低為7MPa，低溫干氣出口溫度可降低為20°C，高溫濕氣出口 5的溫度可升高為65°C，經(jīng)換熱分離器換熱后，高溫濕氣中水分及重?zé)N部分冷凝脫除。低溫干氣進(jìn)入加熱爐11加熱后與從換熱分離器下部高溫干氣出口出來的高溫濕氣變成的高溫干氣在天然氣外輸管道11混合外輸。高含硫化氫天然氣濕氣經(jīng)過本系統(tǒng)處理后，濕天然氣含水可脫除30%以上，露點(diǎn)溫度可降低30%以上。
[0014]上述濕天然氣組分如下:
[0015]
【權(quán)利要求】
1.一種高含硫化氫天然氣渦流管節(jié)流閥壓縮膨脹加熱系統(tǒng)，包括渦流管節(jié)流閥、換熱分離器、壓力計(jì)、溫度計(jì)、流量計(jì)和加熱爐，其特征在于高含硫天然氣高壓濕氣從渦流管節(jié)流閥進(jìn)口進(jìn)入渦流管節(jié)流閥，通過壓縮旋流膨脹分離，將高含硫天然氣高壓濕氣分離為低溫干氣和高溫濕氣，低溫干氣從渦流管節(jié)流閥上頂部低溫干氣出口進(jìn)入換熱分離器的換熱盤管與渦流管節(jié)流閥下部出口出來的分離后的進(jìn)入換熱分離器的高溫濕氣換熱，高溫濕氣中的液體冷凝沉降，從換熱分離器底部出口出來進(jìn)入回收管路，換熱后的低溫干氣進(jìn)入加熱爐加熱，加熱后與從換熱分離器下部高溫干氣出口出來的高溫濕氣變成的高溫干氣混合外輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高含硫化氫天然氣渦流管節(jié)流閥壓縮膨脹加熱系統(tǒng)，其特征在于壓力計(jì)、溫度計(jì)和流量計(jì)逐序分別設(shè)在換熱后的低溫干氣進(jìn)入加熱爐的管路上和高溫濕氣分離后的高溫干氣進(jìn)入天然氣外輸管道上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高含硫化氫天然氣渦流管節(jié)流閥壓縮膨脹加熱系統(tǒng)，其特征在于渦流管節(jié)流閥豎向安裝，低溫干氣出口在上、高溫濕氣出口在下。
【文檔編號(hào)】F17D3/14GK103672408SQ201310439761
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月10日
【發(fā)明者】李清方, 張建, 龐會(huì)中, 黃少偉, 張啟陽, 孫廣領(lǐng), 劉海麗, 劉東杰, 吳魯寧, 劉慧英, 于惠娟, 孫志英, 覃磊 申請(qǐng)人:中石化石油工程設(shè)計(jì)有限公司, 山東賽瑞石油科技發(fā)展有限公司