專利名稱：油田天然氣脫水裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及脫水裝置，特別是油田天然氣脫水裝置。
背景技術：
天然氣廣義指埋藏于地層中自然形成的氣體。天然氣可分為伴生氣和非伴生氣。伴隨原油共生，與原油同時被采出的油田天然氣為伴生氣；純氣田天然氣為非伴生氣，它在地層中以氣態(tài)存在。油田天然氣也稱油氣田天然氣、油田伴生氣、油田氣等。天然氣的主要成分是甲烷，根據不同地質形成條件，還含有少量數量不等的乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、已烷等低碳烷烴以及二氧化碳、氮氣、硫化物等非烴類物質。天然氣主要用途是作燃料，也可制 造炭黑、化學藥品和液化石油氣，由天然氣生產的丙烷、丁烷是現(xiàn)代工業(yè)的重要原料。由于油田天然氣與石油伴生，故與非伴生氣相比，油田天然氣的含水率高，甲烷含量相地對低，除甲烷外的其它低碳烷烴含量相對地高。油田天然氣是一種重要的自然資源。初期開采的油田天然氣一般都含有飽和量的水蒸氣。天然氣中存在水蒸氣，減少了輸氣管道對其他有效成分的輸送能力，降低了天然氣的熱值，并且當輸氣管道壓力和環(huán)境溫度發(fā)生變化時，可能引起水蒸氣從天然氣氣流中析出，形成液態(tài)水、冰或天然氣的固體水化物。這些物質的存在會降低輸氣壓力，減小輸氣管道的通過能力，嚴重時還會堵塞閥門、管道及換熱器等設備，從而影響平穩(wěn)供氣。因此，油田天然氣必須脫水。此外，根據不同應用階段的要求，還要對其作脫硫、脫低碳烷烴等處理。天然氣脫水方法有吸收法、吸附法、低溫法、膜分離法、氣體氣提法和蒸餾法，目前常用的工藝有三種吸附法、吸收法、低溫分離法(即輔助制冷+注防凍劑工藝)。吸附法常用的吸附劑有分子篩、硅膠和活性氧化鋁。溶劑吸收法常用的溶劑有二甘醇和三甘醇。低溫致冷工藝常用的有氨輔助致冷、丙烷輔助致冷、溴化鋰致冷等。油田天然氣吸附法脫水采用設備的核心部件是吸附塔，也稱干燥塔。每套設備吸附塔一般有兩個，也有三個或四個的。兩塔結構中，當其中一個塔吸附脫水時，另一個塔同時進行再生。當對井口輸出的油田天然氣進行脫水處理時，由于井口氣體壓力不是很穩(wěn)定，時高時低，會影響后續(xù)設備的正常工作，這一點在已有同類設備中沒有很好得到解決。其次是，原料氣進入吸附塔前，前過濾器負荷過大，分離效果與使用壽命欠佳。再就是，由于整套設備中有多個分離、過濾器裝置對相應段物料作分離，分離后成分的集中高效收集處理，在已有同類設備中也沒有得到很好解決。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決已有油田天然氣脫水設備對物料的前期分離與后期回收與排放功效較差，整套設備構造欠完善的問題，為此提供本發(fā)明的一處油田天然氣脫水裝置，該裝置在氣體吸附脫水的前、后期處理階段構造合理，處理效果好。為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術方案包括吸附塔A、吸附塔B、分離裝置、冷卻器、風機和加熱器，其特殊之處是設有入口分離罐，入口分離罐下部連有輸入原料氣的管一，入口分離罐上部連有輸出氣體的管二，管一上連有進氣閥，管二上連有前過濾器，管二末端T型三通式連接有管三，管三一端T型三通式連接有管四，管三另一端T型三通式連接有管五，管四連接所述吸附塔A上端，管五連接所述吸附塔B上端，管三上對應吸附塔A —側設有塔A進氣閥，管三上對應吸附塔B —側設有塔B進氣閥，吸附塔A下端連有管六，吸附塔B下端連有管七，管六與管七間跨接有管八和管十，管八中部支接有管九，管十中部支接有管十一，管八連接管六的一端方向連有塔A均壓閥，管八連接管七的一端方向連有塔B均壓閥，管十連接管六的一端方向連有塔A出氣閥，管十連按管七的一端方向連有塔B出氣閥，管九上連有放散閥，吸附塔A、吸附塔B均壓后氣體通過該放散閥排放，管九另一端與高空放空口連接；管十一另一端連有后過濾器，后過濾器一出口為成品氣出口，后過濾器另一出口經連接管十二后連有放空分離罐，所述入口分離罐下部經連接管十七后與所述放空分離罐連接，所述前過渡器的雜質排放口經接管與所述放空分離罐連接，放空分離罐上部與高空放空口連接，放空分離罐下部連有液體放管； 管四與管五另一端共接有管十三，共接端一側的管四上連有塔A再生出氣閥，共接端另一側的管五上連有塔B再生出氣閥，管十三上連有冷卻器后連有氣液分離器，氣液分離器氣體出口連有管十六，氣液分離器液體出口連有管十四后連有儲液罐，儲液罐下端連有管十五后與所述放空分離罐連接，管十六上連有循環(huán)風機和加熱器，管十六末端與管六和管七的共接端連接，共接端一側的管六上連有塔A再生進氣閥，共接端另一側的管七上連有塔B再生進氣閥；所述管一上支接有管十八，管十八上連有減壓閥。本發(fā)明宜在所述吸附塔A及吸附塔B上端各連有管二十及管二十一，管二十和管二十一上各連有安全閥，管二十、管二十一另一端連接管二十二后與所述高空放空口連接。本發(fā)明可以在所述管一上還支接有管十九，管十九上連有旁路閥。本發(fā)明宜在所述管十八上于所述減壓閥兩側方向分別連有截斷閥一和截斷閥二。本發(fā)明在所述吸附塔A、吸附塔B上設有溫度計和壓力計；所述管十三上于所述冷卻器一側方向設有溫度計和溫度傳感器，管十三上于所述冷卻器另一側方向也設有溫度計和溫度傳感器；所述管十六上于所述加熱器一側方向設有溫度計和溫度傳感器，管十六上于加熱器另一側方向設有壓力傳感器。本發(fā)明由于在原料氣輸入管上支接有旁通管，旁通管上設有減壓閥，故當輸入氣體壓力過高時，可以通過減壓閥放空，使后續(xù)設備免受高壓影響，保證設備正常工作。又由于本發(fā)明設有入口分離罐，原料氣進入進入入口分離罐，氣流體積增大，流速減慢，氣體中的液態(tài)水、部分低碳烷烴(低碳烴油)及一些雜質在重力作用下沉降，使原料氣得到初級氣液分離，從而減輕前過濾器的負荷，提高分離效果，延長前過濾器使用壽命。又由于本發(fā)明設有放空分離罐，輸入氣體于入口分離罐的雜質排放，氣體進入吸附塔前的前過濾的雜質排放，吸附后輸出氣體后過濾的雜質排放，吸附塔再生后氣體分離物料的排放，所有這些氣、液排放全都集中收集于放空分離罐，以便集中放空及分離物的集中回收，特別是輕烴油的回收，成本低，效果好。


圖I是本發(fā)明結構示意圖。圖中標記1管一，2管二，3管三，4管四，5管五，6管六，7管七，8管八，9管九，10管十，11管i^一，12管十二，13管十三，14管十四，15管十五，16管十六，17管十七，18管十八，19管十九，20管二十，21管二i^一，22管二十二，23管二十三，A吸附塔A，B吸附塔B，C冷卻器，D分離器，F(xiàn)循環(huán)風機，R加熱器，S儲液罐，V安全閥，W排污閥，DI入口分離罐，DN放空分離罐，Ml前過濾器，M2后過濾器，PRD成品氣輸出管，Pl壓力計一，P2壓力計二，PS4壓力傳感器四，Tl溫度計一，T2溫度計二，T3溫度計三，T5溫度計五，T6溫度計六，TS3溫度傳感器三，TS4溫度傳感器四，TS5溫度傳感器五，TS6溫度傳感器六，Al塔A再生出氣閥，A2塔A吸附進氣閥，A3塔A吸附后出氣閥，A4塔A再生進氣 閥，BI塔B再生出氣閥，B2塔B吸附進氣閥，B3塔B吸附后出氣閥，B4塔B再生進氣閥，
f I塔A均壓閥，f 2塔B均壓閥，f 3均壓后放散閥，F(xiàn)7進氣閥，F(xiàn)8減壓閥，F(xiàn)9成品氣采樣接口閥，F(xiàn)lO放空分離罐出口閥，F(xiàn)lI旁路閥，F(xiàn)12截斷閥一，F(xiàn)13截斷閥二。
具體實施例方式油田天然氣脫水裝置，連接井口天然氣入口的管一 I后端連有有入口分離罐DI，入口分離罐上部連有輸出氣體的管二 2，管一上連有進氣閥F7，管二上連有前過濾器Ml，管二末端T型三通式連接有管三3，管三一端T型三通式連接有管四4，管三另一端T型三通式連接有管五5，管四連接所述吸附塔A上端，管五連接所述吸附塔B上端，管三上對應吸附塔A —側設有塔A進氣閥Al，管三上對應吸附塔B —側設有塔B進氣閥BI，吸附塔A下端連有管六6，吸附塔B下端連有管七7，管六與管七間跨接有管八8和管十10，管八中部支接有管九9，管十中部支接有管十一 11，管八連接管六的一端方向連有塔A均壓閥H，管八連接管七的一端方向連有塔B均壓閥f2，管十連接管六的一端方向連有塔A出氣閥A3，管十連按管七的一端方向連有塔B出氣閥B3，管九上連有放散閥f3，管九另一端與高空放空口連接，管i^一另一端連有后過濾器M2，后過濾器一出口與成品氣輸出管PRD連接，后過濾器另一出口經連接管十二 12后連有放空分離罐DN，入口分離罐DI下部經連接管十七17后與放空分離罐DN連接，前過渡器Ml的雜質排放口經接管與放空分離罐DN連接；管四與管五另一端共接有管十三13，共接端一側的管四上連有塔A再生出氣閥Al，共接端另一側的管五上連有塔B再生出氣閥BI，管十三上連有冷卻器C后連有氣液分離器D，氣液分離器氣體出口連有管十六16，氣液分離器液體出口連有管十四14后連有儲液罐S，儲液罐下端連有管十五15后與所述放空分離罐DN連接，管十六上連有循環(huán)風機F和加熱器R，管十六末端與管六和管七的共接端連接，共接端一側的管六上連有塔A再生進氣閥A4，共接端另一側的管七上連有塔B再生進氣閥B4 ；所述管一上支接有管十八18，管十八上連有減壓閥F8，管十八上于所述減壓閥兩側方向分別連有截斷閥一 F12和截斷閥二F13 ;管一上還支接有管十九19，管十九上連有旁路閥Fll ；所述吸附塔A及吸附塔B上端各連有管二十20及管二十一 21，管二十和管二十一上各連有安全閥，管二十、管二十一另一端連接管二十二 22后與所述高空放空口連接；所述吸附塔A、吸附塔B上設有溫度計和壓力計；所述管十三上于所述冷卻器一側方向設有溫度計和溫度傳感器，管十三上于所述冷卻器另一側方向也設有溫度計和溫度傳感器；所述管十六上于所述加熱器一側方向設有溫度計和溫度傳感器，管十六上于加熱器另一側方向設有壓力傳感器。井口天然氣通過管一 I進入入口分離罐DI,氣流體積增大,流速減慢,氣體中部分液態(tài)水、低碳烷烴(低碳烴油)及一些雜質在重力作用下沉降，氣體從入口分離罐上部進入管二，液體從下部通過管十七17進入放空分離罐DN，原料氣得到初級分離。初級分離后氣體通過前過濾器Ml進一步過濾分離后，通過管三3進入吸附塔A或吸附塔B (兩塔交替吸附、脫附)。吸附脫水后氣體通過管六6或管七7進入管十10，之后通過管十一 11和后過濾器M2，從成品氣輸出管PRD輸出。再生過程為升溫再生。包括管十六16的系統(tǒng)內再生氣體在循環(huán)風機F帶動下通過加熱器R升溫至200°C左右，從管十六16輸入管六6或管七7，對吸附塔A或吸附塔B進行脫附再生。高溫再生氣使吸附劑所附水分和部分低碳烷烴氣化脫附，通過管四4或管五
5后進入管十三13，通過冷卻器C和分離器C后得到氣液分離，氣體進入管十六16作循環(huán)再生用，液體進入儲液罐S，再通過管十五15進入放空分離罐DN。當輸入氣體壓力過高時，通過管十八18上的減壓閥F8部分放空降壓，維持后續(xù)系 統(tǒng)正常壓力。管十八上的截斷閥一 F12和截斷閥二 F13作用為減壓閥維護期間管路截斷。管十九及其上旁路閥Fll作用為減壓閥失靈時旁通調壓。
權利要求
1.油田天然氣脫水裝置，包括吸附塔A(A)、吸附塔B (B)、分離裝置、冷卻器、風機和加熱器，其特征是設有入口分離罐(DI)，入口分離罐下部連有輸入原料氣的管一(1)，入口分離罐上部連有輸出氣體的管二(2)，管一上連有進氣閥(F7)，管二上連有前過濾器(M1)，管二末端T型三通式連接有管三(3)，管三一端T型三通式連接有管四(4)，管三另一端T型三通式連接有管五(5)，管四連接所述吸附塔A上端，管五連接所述吸附塔B上端，管三上對應吸附塔A —側設有塔A進氣閥(Al)，管三上對應吸附塔B —側設有塔B進氣閥(BI)，吸附塔A下端連有管六(6 )，吸附塔B下端連有管七(7 )，管六與管七間跨接有管八(8 )和管十(10)，管八中部支接有管九(9)，管十中部支接有管十一(11)，管八連接管六的一端方向連有塔A均壓閥(fl)，管八連接管七的一端方向連有塔B均壓閥(f2)，管十連接管六的一端方向連有塔A出氣閥(A3)，管十連按管七的一端方向連有塔B出氣閥(B3)，管九上連有放散閥(f3)，管九另一端與高空放空口連接，管十一另一端連有后過濾器(M2)，后過濾器一出口與成品氣輸出管(PRD)連接，后過濾器另一出口經連接管十二(12)后連有放空分離罐(DN),所述入口分離罐下部經連接管十七(17)后與所述放空分離罐連接，所述前過渡器的雜質排放口經接管與所述放空分離罐連接； 管四與管五另一端共接有管十三(13)，共接端一側的管四上連有塔A再生出氣閥(Al)，共接端另一側的管五上連有塔B再生出氣閥(BI)，管十三上連有冷卻器(C)后連有氣液分離器(D)，氣液分離器氣體出口連有管十六(16)，氣液分離器液體出口連有管十四(14)后連有儲液罐(S)，儲液罐下端連有管十五(15)后與所述放空分離罐(DN)連接，管十六上連有循環(huán)風機(F)和加熱器(R),管十六末端與管六和管七的共接端連接，共接端一側的管六上連有塔A再生進氣閥(A4)，共接端另一側的管七上連有塔B再生進氣閥(B4); 所述管一上支接有管十八(18)，管十八上連有減壓閥(F8)。
2.如權利要求I所述的脫水裝置，其特征是所述吸附塔A及吸附塔B上端各連有管二十(20)及管二十一(21)，管二十和管二十一上各連有安全閥，管二十、管二十一另一端連接管二十二(22)后與所述高空放空口連接。
3.如權利要求I所述的脫水裝置，其特征是所述管一上還支接有管十九(19)，管十九上連有旁路閥(FlI)。
4.如權利要求I所述的脫水裝置，其特征是所述管十八上于所述減壓閥兩側方向分別連有截斷閥一(F12)和截斷閥二(F13)。
5.如權利要求1、2、3或4所述的脫水裝置，其特征是所述吸附塔A、吸附塔B上設有溫度計和壓力計；所述管十三上于所述冷卻器一側方向設有溫度計和溫度傳感器，管十三上于所述冷卻器另一側方向也設有溫度計和溫度傳感器；所述管十六上于所述加熱器一側方向設有溫度計和溫度傳感器，管十六上于加熱器另一側方向設有壓力傳感器。
全文摘要
處理效果好的油田天然氣脫水裝置，設有入口分離罐，該罐下部連輸入原料氣的管一，上部連有輸出氣體的管二，管二連前過濾器也連管三，管三兩端連管四和管五，管四連吸附塔A上端，管五連吸附塔B上端，吸附塔A下端連管六，吸附塔B下端連管七，管六與管七間跨接管八和管十，管八中部接管九，管十中部接管十一，管十上連塔A出氣閥和塔B出氣閥，管九上連放散閥，管十一另一端連后過濾器；管四與管五另一端接管十三，管十三上連冷卻器和連氣液分離器后連管十六，管十六上連循環(huán)風機和加熱器，管十六末端與管六和管七的共接端連接；管一上支接管十八，管十八上連減壓閥。本發(fā)明適合作氣體脫水處理。
文檔編號B01D53/02GK102703151SQ20121018862
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月6日 優(yōu)先權日2012年6月6日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請人:杭州正高氣體科技有限公司