專利名稱：油田天然氣脫水裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及脫水裝置，特別是油田天然氣脫水裝置。
背景技術(shù)：
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(shí)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(jù)不同地質(zhì)形成條件，還含有少量數(shù)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?dú)?、硫化物等非烴類物質(zhì)。天然氣主要用途是作燃料，也可制造炭黑、化學(xué)藥品和液化石油氣，由天然氣生產(chǎn)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(duì)低，除甲烷外的其它低碳烷烴含量相對(duì)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(duì)其他有效成分的輸送能力，降低了天然氣的熱值，并且當(dāng)輸氣管道壓力和環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)，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(zhì)的存在會(huì)降低輸氣壓力，減小輸氣管道的通過能力，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)堵塞閥門、管道及換熱器等設(shè)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(jù)不同應(yīng)用階段的要求，還要對(duì)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(shè)備的核心部件是吸附塔，也稱干燥塔。每套設(shè)備吸附塔一般有兩個(gè)，也有三個(gè)或四個(gè)的。兩塔結(jié)構(gòu)中，當(dāng)其中一個(gè)塔吸附脫水時(shí)，另一個(gè)塔同時(shí)進(jìn)行再生。當(dāng)對(duì)井口輸出的油田天然氣進(jìn)行脫水處理時(shí)，由于井口氣體壓力不是很穩(wěn)定，時(shí)高時(shí)低，會(huì)影響后續(xù)設(shè)備的正常工作，這一點(diǎn)在已有同類設(shè)備中沒有很好得到解決。其次是，原料氣進(jìn)入吸附塔前，前過濾器負(fù)荷過大，分離效果與使用壽命欠佳。再就是，由于整套設(shè)備中有多個(gè)分離、過濾器裝置對(duì)相應(yīng)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(shè)備中也沒有得到很好解決。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決已有油田天然氣脫水設(shè)備對(duì)物料的前期分離與后期回收與排放功效較差，整套設(shè)備構(gòu)造欠完善的問題，為此提供本實(shí)用新型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(gòu)造合理，處理效果好。為解決上述問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案包括吸附塔A、吸附塔B、分離裝置、冷卻器、風(fēng)機(jī)和加熱器，其特殊之處是設(shè)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(jìn)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(duì)應(yīng)吸附塔A一側(cè)設(shè)有塔A進(jìn)氣閥，管三上對(duì)應(yīng)吸附塔B —側(cè)設(shè)有塔B進(jìn)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(jīng)連接管十二后連有放空分離罐，所述入口分離罐下部經(jīng)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(zhì)排放口經(jīng)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(cè)的管四上連有塔A再生出氣閥，共接端另一側(cè)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·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(fēng)機(jī)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(cè)的管六上連有塔A再生進(jìn)氣閥，共接端另一側(cè)的管七上連有塔B再生進(jìn)氣閥；所述管一上支接有管十八，管十八上連有減壓閥。本實(shí)用新型宜在所述吸附塔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。本實(shí)用新型可以在所述管一上還支接有管十九，管十九上連有旁路閥。本實(shí)用新型宜在所述管十八上于所述減壓閥兩側(cè)方向分別連有截?cái)嚅y一和截?cái)嚅y二。本實(shí)用新型在所述吸附塔A、吸附塔B上設(shè)有溫度計(jì)和壓力計(jì)；所述管十三上于所述冷卻器一側(cè)方向設(shè)有溫度計(jì)和溫度傳感器，管十三上于所述冷卻器另一側(cè)方向也設(shè)有溫度計(jì)和溫度傳感器；所述管十六上于所述加熱器一側(cè)方向設(shè)有溫度計(jì)和溫度傳感器，管十六上于加熱器另一側(cè)方向設(shè)有壓力傳感器。本實(shí)用新型由于在原料氣輸入管上支接有旁通管，旁通管上設(shè)有減壓閥，故當(dāng)輸入氣體壓力過高時(shí)，可以通過減壓閥放空，使后續(xù)設(shè)備免受高壓影響，保證設(shè)備正常工作。又由于本實(shí)用新型設(shè)有入口分離罐，原料氣進(jìn)入進(jìn)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(zhì)在重力作用下沉降，使原料氣得到初級(jí)氣液分離，從而減輕前過濾器的負(fù)荷，提高分離效果，延長前過濾器使用壽命。又由于本實(shí)用新型設(shè)有放空分離罐，輸入氣體于入口分離罐的雜質(zhì)排放，氣體進(jìn)入吸附塔前的前過濾的雜質(zhì)排放，吸附后輸出氣體后過濾的雜質(zhì)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是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)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(fēng)機(jī)，R加熱器，S儲(chǔ)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(jì)一，P2壓力計(jì)二，PS4壓力傳感器四，Tl溫度計(jì)一，T2溫度計(jì)二，T3溫度計(jì)三，T5溫度計(jì)五，T6溫度計(jì)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(jìn)氣閥，A3塔A吸附后出氣閥，A4塔A再生進(jìn)氣閥，BI塔B再生出氣閥，B2塔B吸附進(jìn)氣閥，B3塔B吸附后出氣閥，B4塔B再生進(jìn)氣閥，[0021 ] 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(jìn)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?cái)嚅y一，F(xiàn)13截?cái)嚅y二。
具體實(shí)施方式
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D(zhuǎn)I，入口分離罐上部連有輸出氣體的管二 2，管一上連有進(jìn)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(duì)應(yīng)吸附塔A —側(cè)設(shè)有塔A進(jìn)氣閥Al，管三上對(duì)應(yīng)吸附塔B —側(cè)設(shè)有塔B進(jìn)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Π，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(jīng)連接管十二 12后連有放空分離罐D(zhuǎn)N，入口分離罐D(zhuǎn)I下部經(jīng)連接管十七17后與放空分離罐D(zhuǎn)N連接，前過渡器Ml的雜質(zhì)排放口經(jīng)接管與放空分離罐D(zhuǎn)N連接；管四與管五另一端共接有管十三13，共接端一側(cè)的管四上連有塔A再生出氣閥Al，共接端另一側(cè)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(chǔ)液罐S，儲(chǔ)液罐下端連有管十五15后與所述放空分離罐D(zhuǎn)N連接，管十六上連有循環(huán)風(fēng)機(jī)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(cè)的管六上連有塔A再生進(jìn)氣閥A4，共接端另一側(cè)的管七上連有塔B再生進(jìn)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(cè)方向分別連有截?cái)嚅y一 F12和截?cái)嚅y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(shè)有溫度計(jì)和壓力計(jì)；所述管十三上于所述冷卻器一側(cè)方向設(shè)有溫度計(jì)和溫度傳感器，管十三上于所述冷卻器另一側(cè)方向也設(shè)有溫度計(jì)和溫度傳感器；所述管十六上于所述加熱器一側(cè)方向設(shè)有溫度計(jì)和溫度傳感器，管十六上于加熱器另一側(cè)方向設(shè)有壓力傳感器。 井口天然氣通過管一 I進(jìn)入入口分離罐D(zhuǎn)I,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(zhì)在重力作用下沉降，氣體從入口分離罐上部進(jìn)入管二，液體從下部通過管十七17進(jìn)入放空分離罐D(zhuǎn)N，原料氣得到初級(jí)分離。初級(jí)分離后氣體通過前過濾器Ml進(jìn)一步過濾分離后，通過管三3進(jìn)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(jìn)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(nèi)再生氣體在循環(huán)風(fēng)機(jī)F帶動(dòng)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(duì)吸附塔A或吸附塔B進(jìn)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(jìn)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(jìn)入管十六16作循環(huán)再生用，液體進(jìn)入儲(chǔ)液罐S，再通過管十五15進(jìn)入放空分離罐D(zhuǎn)N。當(dāng)輸入氣體壓力過高時(shí)，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?cái)嚅y一 F12和截?cái)嚅y二 F13作用為減壓閥維護(hù)期間管路截?cái)?。管十九及其上旁路閥Fll作用為減壓閥失靈時(shí)旁通調(diào)壓。
權(quán)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(fēng)機(jī)和加熱器，其特征是設(shè)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(jìn)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(duì)應(yīng)吸附塔A —側(cè)設(shè)有塔A進(jìn)氣閥(Al)，管三上對(duì)應(yīng)吸附塔B —側(cè)設(shè)有塔B進(jìn)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(jīng)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(jīng)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(zhì)排放口經(jīng)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(cè)的管四上連有塔A再生出氣閥(Al)，共接端另一側(cè)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(chǔ)液罐(S)，儲(chǔ)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(fēng)機(jī)(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(cè)的管六上連有塔A再生進(jìn)氣閥(A4)，共接端另一側(cè)的管七上連有塔B再生進(jìn)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(quán)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(quán)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(quán)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(cè)方向分別連有截?cái)嚅y一(F12)和截?cái)嚅y二(F13)。
5.如權(quán)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(shè)有溫度計(jì)和壓力計(jì)；所述管十三上于所述冷卻器一側(cè)方向設(shè)有溫度計(jì)和溫度傳感器，管十三上于所述冷卻器另一側(cè)方向也設(shè)有溫度計(jì)和溫度傳感器；所述管十六上于所述加熱器一側(cè)方向設(shè)有溫度計(jì)和溫度傳感器，管十六上于加熱器另一側(cè)方向設(shè)有壓力傳感器。
專利摘要處理效果好的油田天然氣脫水裝置，設(shè)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(fēng)機(jī)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。本實(shí)用新型適合作氣體脫水處理。
文檔編號(hào)B01D50/00GK202688292SQ20122027042
公開日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月6日
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