一種帶有超音速多級噴管的天然氣分離處理裝置製造方法
2023-12-06 17:02:56
一種帶有超音速多級噴管的天然氣分離處理裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種帶有超音速多級噴管的天然氣分離處理裝置，包括：撬裝基座，撬裝基座上設有用於天然氣初步分離的三相分離器；用於天然氣冷箱預冷的換熱器與所述三相分離器連通；用於水、氣分離的兩相分離器與所述換熱器連通；用於噴射降溫的超音速多級噴管與所述兩相分離器連通；液烴分離器與所述超音速多級噴管連通；三相分離器、兩相分離器、所述液烴分離器均與所述撬裝基座內的集液管道連通。本實用新型的有益效果為：液烴回收集中於一根超音速多級噴管，大大的減少了設備投資，節約了場地，降低了能耗，節約人力成本，易於成撬，裝置本身屬靜止類產品，無功耗，便於安裝和操作，節能減排，大幅度提高了生產效率和降低運行成本。
【專利說明】一種帶有超音速多級噴管的天然氣分離處理裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種帶有超音速多級噴管的天然氣分離處理裝置。
【背景技術】
[0002]現有的天然氣分離技術(脫水、脫烴)主要是三種方法:低溫冷凝分離法、溶劑油吸收法、固體分子篩吸附法。現有天然氣處理的系統採用一種或多種工藝的組合，將水分及重烴從天然氣中脫除。
[0003]如採用分子篩吸附法和三甘醇等溶劑吸收法來進行脫水，空冷法和低溫法同時脫水脫重烴，小壓差節流法脫水脫重烴，以及吸收法與低溫法組合工藝脫水脫烴等組合法，這些工藝各有優缺點及一定的使用條件。就缺點來講，以上所述各工藝都存在流程複雜，設備體積大、投資高，運行成本高，能耗高，不經濟、不環保的缺點。
[0004]如節流法、低溫冷凝法需要滿足較高的壓力，且在氣體壓縮和氣體膨脹環節壓力降很大，即壓力做功損失較大，因此運行能耗較高；溶劑油吸收法需要建設龐大的吸收分離設備，投入大劑量的溶劑油，存在天然氣處理量小的缺點，且環保指標很難達到要求，天然氣壓力損失較大；分子篩吸附法，同樣設備大，投資高，需要反覆的吸附、加熱再生、再吸附的循環，造成很高的壓降，同時浪費大量的能源，還需要投入很大的壓縮功率來天然氣提高壓力，已達到管輸的要求。
實用新型內容
[0005]針對上述問題中存在的不足之處，本實用新型提供一種帶有超音速多級噴管的天然氣分離處理裝置。
[0006]為實現上述目的，本實用新型提供一種帶有超音速多級噴管的天然氣分離處理裝置，包括:
[0007]撬裝基座，所述撬裝基座上設有用於天然氣初步分離的三相分離器；
[0008]用於天然氣冷箱預冷的換熱器與所述三相分離器連通；
[0009]用於水、氣分離的兩相分離器與所述換熱器連通；
[0010]用於噴射降溫的超音速多級噴管與所述兩相分離器連通；
[0011]液烴分離器與所述超音速多級噴管連通；
[0012]所述三相分離器、所述兩相分離器、所述液烴分離器均與所述撬裝基座內的集液管道連通；
[0013]壓縮部一位於所述超音速多級噴管前部；
[0014]膨脹部一與壓縮部二位於所述超音速多級噴管中部；
[0015]膨脹部二位於所述超音速多級噴管後部；
[0016]所述壓縮部一與所述膨脹部一通過喉部一連通；
[0017]所述壓縮部二與所述膨脹部二通過喉部二連通；
[0018]所述膨脹部一下部的管壁上設有排液口一 ；
[0019]所述膨脹部二下部的管壁上設有排液口二。
[0020]作為本實用新型進一步改進，所述三相分離器前部與天然氣管道連接，所述天然氣管道前端為溼氣進口。
[0021]作為本實用新型進一步改進，所述三相分離器底部還設有固體雜質出口。
[0022]作為本實用新型進一步改進，所述超音速多級噴管與所述撬裝基座上的幹氣出口連通。
[0023]作為本實用新型進一步改進，所述集液管道與所述撬裝基座側部的混烴儲罐連通，所述集液管道前部設有汙水口。
[0024]本實用新型的有益效果為:將壓縮、膨脹降溫、液烴回收集中於一根超音速多級噴管，大大的減少了設備投資，節約了場地，降低了能耗，節約人力成本；因為本裝置的壓力降非常小，所以如果原料天然氣的進氣壓力能夠滿足一定的標準(0.8?1.5Mpa即可滿足工況要求)，可以省卻掉壓縮機、制冷機、膨脹機等設施，或大大降低壓縮或膨脹的做功功率。原料氣經過超音速多級噴管後，所產幹氣直接就可以進入管網或CNG製作單元。同等進口壓力的條件下，由於壓力降的減少，壓縮功率和膨脹機功率可以降低40— 60%;同等烴液回收率的條件下，系統總能耗可以降低50%。大幅度提高了生產效率和降低運行成本；同等的功率消耗，可以產生較高的輕烴回收率和較低的水露點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]圖1為本實用新型一種帶有超音速多級噴管的天然氣分離處理裝置的結構框圖。
[0026]圖2為本實用新型一種帶有超音速多級噴管的天然氣分離處理裝置的超音速多級噴管的結構框圖。
[0027]圖中:1、溼氣進口 ；2、天然氣管道；3、三相分離器；4、換熱器；5、兩相分離器；6、超音速多級噴管；7、液烴分離器；8、幹氣出口 ；9、撬裝基座；10、集液管道；11、汙水口 ；12、固體雜質出口。
【具體實施方式】
[0028]如圖1-2所示，本實用新型實施例所述的一種帶有超音速多級噴管的天然氣分離處理裝置，包括:撬裝基座9，所述撬裝基座9上設有用於天然氣初步分離的三相分離器3 ；用於天然氣冷箱預冷的換熱器4與所述三相分離器3連通；用於水、氣分離的兩相分離器5與所述換熱器4連通；用於噴射降溫的超音速多級噴管6與所述兩相分離器5連通；液烴分離器7與所述超音速多級噴管6連通；所述三相分離器3、所述兩相分離器5、所述液烴分離器7均與所述撬裝基座9內的集液管道10連通；壓縮部一 13位於所述超音速多級噴管6前部；膨脹部一 15與壓縮部二 16位於所述超音速多級噴管6中部；膨脹部二 18位於所述超音速多級噴管6後部；所述壓縮部一 13與所述膨脹部一 15通過喉部一 14連通；所述壓縮部二 16與所述膨脹部二 18通過喉部二 17連通；所述膨脹部一 15下部的管壁上設有排液口一 19 ;所述膨脹部二 18下部的管壁上設有排液口二 20。所述三相分離器3前部與天然氣管道2連接，所述天然氣管道2前端為溼氣進口 I。所述三相分離器3底部還設有固體雜質出口 12，所述超音速多級噴管6與所述撬裝基座9上的幹氣出口 8連通。所述集液管道10與所述撬裝基座9側部的混烴儲罐連通，所述集液管道10前部設有汙水口 11。第一級壓縮---喉部---膨脹，根據優化設計的方法，選擇壓降較小的設計，通過對喉部的優化設計，達到壓降少，溫降也較少的效果，目的是初步脫出一部分水分，為下一級深度脫水做準備。通過第一級的脫水，使天然氣中飽和水汽含量降至一定的水平，大大減少深度脫水過程中由於低溫形成氣水混合物(可燃冰)的概率，解決系統冰堵的機率。將壓縮、膨脹降溫、液烴回收集中於一根超音速多級噴管，大大的減少了設備投資，節約了場地，降低了能耗，節約人力成本；因為本裝置的壓力降非常小，所以如果原料天然氣的進氣壓力能夠滿足一定的標準，可以省卻掉壓縮機、制冷機、膨脹機等設施，原料氣經過超音速多級噴管後，所產幹氣直接就可以進入管網。同等進口壓力的條件下，由於壓力降的減少，壓縮功率和膨脹機功率可以降低40— 60% ;同等烴液回收率的條件下，系統總能耗可以降低50%。大幅度提高了生產效率和降低運行成本。
[0029]具體使用時:溼氣先進入三相分離器，將天然氣進行初步的分離，即將固態雜質、游離狀態水去除；然後進入冷箱預冷，天然氣遇冷後再次產生的游離水，通過兩相分離器將水和汽分離；分離後的氣體進入超音速多級噴管，經兩次噴射降溫後分別凝結出的液體進入液烴分離器；從噴管二級出口流出的天然氣即為處理合格的幹氣；三相分離器、兩相分離器、液烴分離器分離出來的水經汙水口排放，混烴則送至混烴儲罐，整個流程完畢。多級噴射分離處理裝置屬於冷凝分離法的範疇，但由於經過優化噴管的設計，使天然氣處理的壓縮、膨脹、冷凝、回收的過程集中於一根噴管，壓力降較上述的各種方法有明顯的減少，在滿足相同的脫水率和相同的輕烴回收率的條件下，壓縮、膨脹所付出的的功率大大降低，功耗較之節流閥降溫法的降幅可達40% -60%，比透平膨脹機的功率要低30%以上；在相同壓力條件下，本裝置有著較高的輕烴回收率和較高的脫水率。
[0030]而且該裝置體積小、易於成撬，裝置本身屬靜止類產品，無功耗，便於安裝和操作，投資規模小，運營和管理成本大幅度降低，促進天然氣生產企業降低運營成本，提高生產效率，節能減排。
[0031]以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本實用新型，對於本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種帶有超音速多級噴管的天然氣分離處理裝置，其特徵在於，包括: 撬裝基座(9)，所述撬裝基座(9)上設有用於天然氣初步分離的三相分離器(3)； 用於天然氣冷箱預冷的換熱器(4)與所述三相分離器(3)連通； 用於水、氣分離的兩相分離器(5)與所述換熱器(4)連通； 用於噴射降溫的超音速多級噴管(6)與所述兩相分離器(5)連通； 液烴分離器(7)與所述超音速多級噴管(6)連通； 所述三相分離器(3)、所述兩相分離器(5)、所述液烴分離器(7)均與所述撬裝基座(9)內的集液管道(10)連通； 壓縮部一(13)位於所述超音速多級噴管(6)前部； 膨脹部一(15)與壓縮部二(16)位於所述超音速多級噴管￠)中部； 膨脹部二(18)位於所述超音速多級噴管(6)後部； 所述壓縮部一(13)與所述膨脹部一(15)通過喉部一(14)連通； 所述壓縮部二(16)與所述膨脹部二(18)通過喉部二(17)連通； 所述膨脹部一(15)下部的管壁上設有排液口一(19)； 所述膨脹部二(18)下部的管壁上設有排液口二(20)。
2.根據權利要求1所述的天然氣分離處理裝置，其特徵在於:所述三相分離器(3)前部與天然氣管道(2)連接，所述天然氣管道(2)前端為溼氣進口(I)。
3.根據權利要求2所述的天然氣分離處理裝置，其特徵在於:所述三相分離器(3)底部還設有固體雜質出口(12)。
4.根據權利要求1所述的天然氣分離處理裝置，其特徵在於:所述超音速多級噴管(6)與所述撬裝基座(9)上的幹氣出口(8)連通。
5.根據權利要求1所述的天然氣分離處理裝置，其特徵在於:所述集液管道(10)與所述撬裝基座(9)側部的混烴儲罐連通，所述集液管道(10)前部設有汙水口(11)。
【文檔編號】F25J5/00GK203949443SQ201420405728
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月22日 優先權日:2014年7月22日
【發明者】劉亞濱, 宋曉侖, 張維 申請人:劉亞濱, 宋曉侖, 張維