一種利用管道進出口壓差脫烴脫水的方法和裝置製造方法
2023-06-01 06:42:06 1
一種利用管道進出口壓差脫烴脫水的方法和裝置製造方法
【專利摘要】一種利用管道進出口壓差脫烴脫水的方法和裝置，屬於天然氣氣田【技術領域】。通過一個由板翅式換熱器、節流閥和低溫分離器組成的小裝置，原料天然氣在裡面產生一個小溫降；以此溫降作為換熱器冷端溫差，選取足夠大的換熱器面積，使原料氣在冷端溫差下經換熱產生足夠大的溫降，以滿足天然氣脫烴和脫水的要求；原料氣經過預冷後再經節流閥節流會產生焦耳-湯姆遜效應，溫度進一步降低至管道輸送時出現最低溫度，並且在冷卻過程中不斷析出冷凝水和液烴；在低溫分離器中，冷幹氣（即水、烴露點符合管道輸送要求的氣體）與液烴分離後，再經過板翅換熱器與原料氣換熱；復熱後的幹氣作為商品氣外輸。
【專利說明】一種利用管道進出口壓差脫烴脫水的方法和裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種利用管道進出口壓差脫烴脫水的方法和裝置，屬於天然氣氣田【技術領域】。
【背景技術】
[0002]一般情況下，低溫法是將天然氣冷卻至烴露點以下某一低溫，得到一部分富含較重烴類的液烴(天然氣凝液或凝析油)，並在此低溫下使其與氣體分離，故其也稱冷凝分離法。按提供冷量的製冷系統不同，低溫法可分為膨脹製冷(包括節流製冷和透平膨脹機製冷)、冷劑製冷和聯合製冷法三種。
[0003]除回收天然氣凝液時採用低溫法外，目前也多用於含有重烴的天然氣同時脫油(即脫液烴或脫凝液)脫水，使其水、烴露點符合商品天然氣質量指標或管道輸送的要求，即通常所說的天然氣露點控制。
[0004]氣田中常採用三甘醇脫水常溫輸送工藝後，天然氣直接外輸。在氣田及管線的運行中，發現管道有凝液析出，不僅對長輸管道造成嚴重腐蝕，還嚴重影響天然氣的熱值及外輸露點。
【發明內容】
[0005]為了克服現有技術的不足，本發明提供一種利用管道進出口壓差脫烴脫水的方法和裝置。
[0006]一種利用管道進出口壓差脫烴脫水的方法，在節省成本、簡化工藝的情況下，脫除掉重烴並且回收天然氣凝液；使其水、烴露點符合管道外輸要求，以及滿足商品天然氣質量指標。
[0007]—種利用管道進出口壓差脫烴脫水的裝置，包括板翅式換熱器、節流閥、低溫分離器；
[0008]板翅式換熱器通過管道連接節流閥、露點測試儀和低溫分離器，節流閥的另一端通過管道連接低溫分離器。
[0009]一種利用管道進出口壓差脫烴脫水的方法，含有以下步驟:通過一個由板翅式換熱器、節流閥和低溫分離器組成的小裝置，原料天然氣在裡面產生一個小溫降；以此溫降作為換熱器冷端溫差，選取足夠大的換熱器面積，使原料氣在冷端溫差下經換熱產生足夠大的溫降，以滿足天然氣脫烴和脫水的要求；
[0010]原料氣經過預冷後再經節流閥節流會產生焦耳-湯姆遜效應，溫度進一步降低至管道輸送時可出現最低溫度，並且在冷卻過程中不斷析出冷凝水和液烴；
[0011]在低溫分離器中，冷幹氣(即水、烴露點符合管道輸送要求的氣體)與液烴分離後，再經過板翅換熱器與原料氣換熱。復熱後的幹氣作為商品氣外輸。
[0012]進一步含有以下步驟:原料氣I通過管道輸送給板翅式換熱器2，板翅式換熱器2輸出第一物流3，第一物流3通過管道輸送給節流閥4，節流閥4輸出第二物流5，第二物流5通過管道輸送給低溫分離器7，低溫分離器7將第二物流5轉化為第四物流6和第三物流8輸出，第三物流8通過管道輸送給板翅式換熱器2，板翅式換熱器2將第三物流8轉化為外輸幹氣9,外輸幹氣9通過管道輸送給露點測試儀10,露點測試儀10輸出測試後的外輸氣11。
[0013]本發明的優點是通過原料氣在管道中的壓力降，利用管道進口和出口的壓力能，使原料氣的溫度冷卻至-39.76°C，在此溫度下分離出液烴。
[0014]通過在長慶油田蘇裡格氣田某集氣站中投產一套管道壓力差脫水脫烴裝置。
[0015]經現場測試發現:該裝置日處理天然氣89X 104m3，進站壓力4.6~4.8MPa，出站壓力4.1MPa,利用天然氣進出站0.5~0.7MPa的壓力差節流，使得進站溫度為20°C的天然氣，通過換熱達到-39.76°C的低溫，部分分子量較大的重烴和水分離出來，幹氣復熱外輸。
[0016]該裝置日分離出重烴1.lm3，利用該方法及裝置不但天然氣外輸露點達到質量要求，而且該工藝技術可大幅降低制冷機組的額定冷負荷，節約設備投資和運行功耗，經濟效益顯著。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]當結合附圖考慮時，通過參照下面的詳細描述，能夠更完整更好地理解本發明以及容易得知其中許多伴隨的優點，但此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本發明的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定，如圖其中:
[0018]圖1為本發明的利用管道進出口壓差脫烴脫水實施結構示例圖。
[0019]原料氣1、板翅式換熱器2、第一物流3、節流閥4、第二物流5、第四物流6、低溫分離器7、第三物流8、外輸幹氣9、露點測試儀10、測試後的外輸氣11。
[0020]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
【具體實施方式】
[0021]顯然，本領域技術人員基於本發明的宗旨所做的許多修改和變化屬於本發明的保護範圍。
[0022]實施例1:如圖1所示，一種利用管道進出口壓差脫烴脫水的裝置，包括板翅式換熱器2、節流閥4、低溫分離器7 ；
[0023]板翅式換熱器2通過管道連接節流閥4、露點測試儀10和低溫分離器7，節流閥4的另一端通過管道連接低溫分離器7。
[0024]一種利用管道進出口壓差脫烴脫水的方法和裝置，能夠在節省成本、簡化工藝的情況下，脫除掉重烴並且回收天然氣凝液。使其水、烴露點符合管道外輸要求，以及滿足商品天然氣質量指標。
[0025]通過一個由板翅式換熱器、節流閥和低溫分離器組成的小裝置，原料天然氣在裡面產生一個小溫降。以此溫降作為換熱器冷端溫差，選取足夠大的換熱器面積，使原料氣在冷端溫差下經換熱產生足夠大的溫降，以滿足天然氣脫烴和脫水的要求。
[0026]本發明的原理:原料氣經過預冷後再經節流閥節流會產生焦耳-湯姆遜效應，溫度進一步降低至管道輸送時可出現最低溫度，並且在冷卻過程中不斷析出冷凝水和液烴。在低溫分離器中，冷幹氣(即水、烴露點符合管道輸送要求的氣體)與液烴分離後，再經過板翅換熱器與原料氣換熱。復熱後的幹氣作為商品氣外輸。
[0027]管道進出口壓差脫烴脫水裝置主要由板式換熱器、節流閥、低溫分離器組成。
[0028]如圖1所示:原料氣(溫度20°C，壓力4.8MPa)進入板翅式換熱器換熱後，溫度為-34.5°C，進入節流閥節流，節流後物流(溫度-39.76°C，壓力4.1MPa)進入低溫分離器，分離出重烴和微量水。頂部氣體通過板翅式換熱器給原料氣提供冷量，換熱後外輸幹氣(溫度16.5°C，壓力4.09MPa)，經測算外輸幹氣的露點在4.1MPa下為-39.77。。。
[0029]通過計算得出:板翅式換熱器的熱負荷為1.942X 108kj/h，約為5.94X 104W，即為59.4kff,由此來確定換熱器的換熱面積。
[0030]表1為長慶油田蘇裡格氣田天然氣組分表；
[0031]表1現場天然氣組分測試表
[0032]
【權利要求】
1.一種利用管道進出口壓差脫烴脫水的裝置，其特徵在於包括板翅式換熱器、節流閥、低溫分離器； 板翅式換熱器通過管道連接節流閥、露點測試儀和低溫分離器，節流閥的另一端通過管道連接低溫分離器。
2.一種利用管道進出口壓差脫烴脫水的方法，含有以下步驟:通過一個由板翅式換熱器、節流閥和低溫分離器組成的小裝置，原料天然氣在裡面產生一個小溫降；以此溫降作為換熱器冷端溫差，選取足夠大的換熱器面積，使原料氣在冷端溫差下經換熱產生足夠大的溫降，以滿足天然氣脫烴和脫水的要求； 原料氣經過預冷後再經節流閥節流會產生焦耳-湯姆遜效應，溫度進一步降低至管道輸送時出現最低溫度，並且在冷卻過程中不斷析出冷凝水和液烴； 在低溫分離器中，冷幹氣(即水、烴露點符合管道輸送要求的氣體)與液烴分離後，再經過板翅換熱器與原料氣換熱；復熱後的幹氣作為商品氣外輸。
3.根據權利要求2所述的一種利用管道進出口壓差脫烴脫水的方法，其特徵在於進一步含有以下步驟:原料氣通過管道輸送給板翅式換熱器，板翅式換熱器輸出第一物流，第一物流通過管道輸送給節流閥，節流閥輸出第二物流，第二物流通過管道輸送給低溫分離器，低溫分離器將第二物流轉化為第四物流和第三物流輸出，第三物流通過管道輸送給板翅式換熱器，板翅式換熱器將第三物流轉化為外輸幹氣，外輸幹氣通過管道輸送給露點測試儀，露點測試儀輸出測試後的外輸氣。
4.根據權利要求2或3所述的一種利用管道進出口壓差脫烴脫水的方法，其特徵在於，原料氣為溫度20°C，壓力4.8MPa， 經過換熱後，第一物流溫度為-34.5°C，壓力為4.79MPa ； 經過節流閥節流，節流後第二物流溫度為-39.76°C，壓力為4.1MPa ； 節流後的天然氣進入低溫分離器，在分離器內旋流分離的作用下，氣相物流分離出來；分離出的氣相為7.86X 104kgmol/h ;分離出的液相為0.886kgmol/h ； 從低溫分離器出來的氣相物流，溫度為-39.76°C，壓力為4.1MPa，再次進入板翅式換熱器，給原料氣提供製冷量； 換熱後的外輸幹氣溫度為16.5 °C，天然氣壓力控制在4.1MPa時，其露點溫度為-39.770C ;在節流後溫度為-39.76°C，外輸天然氣。
【文檔編號】C10L3/10GK104046400SQ201310078812
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2013年3月13日 優先權日:2013年3月13日
【發明者】王勇, 夏政, 王文武, 郭亞紅, 周子棟 申請人:中國石油天然氣股份有限公司