CN102703151B - 油田天然气脱水装置 - Google Patents

Abstract

处理效果好的油田天然气脱水装置，设有入口分离罐，该罐下部连输入原料气的管一，上部连有输出气体的管二，管二连前过滤器也连管三，管三两端连管四和管五，管四连吸附塔A上端，管五连吸附塔B上端，吸附塔A下端连管六，吸附塔B下端连管七，管六与管七间跨接管八和管十，管八中部接管九，管十中部接管十一，管十上连塔A出气阀和塔B出气阀，管九上连放散阀，管十一另一端连后过滤器；管四与管五另一端接管十三，管十三上连冷却器和连气液分离器后连管十六，管十六上连循环风机和加热器，管十六末端与管六和管七的共接端连接；管一上支接管十八，管十八上连减压阀。本发明适合作气体脱水处理。

Description

油田天然气脱水装置

技术领域

本发明涉及脱水装置，特别是油田天然气脱水装置。

背景技术

天然气广义指埋藏于地层中自然形成的气体。天然气可分为伴生气和非伴生气。伴随原油共生，与原油同时被采出的油田天然气为伴生气；纯气田天然气为非伴生气，它在地层中以气态存在。油田天然气也称油气田天然气、油田伴生气、油田气等。天然气的主要成分是甲烷，根据不同地质形成条件，还含有少量数量不等的乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、已烷等低碳烷烃以及二氧化碳、氮气、硫化物等非烃类物质。天然气主要用途是作燃料，也可制造炭黑、化学药品和液化石油气，由天然气生产的丙烷、丁烷是现代工业的重要原料。由于油田天然气与石油伴生，故与非伴生气相比，油田天然气的含水率高，甲烷含量相地对低，除甲烷外的其它低碳烷烃含量相对地高。

油田天然气是一种重要的自然资源。初期开采的油田天然气一般都含有饱和量的水蒸气。天然气中存在水蒸气，减少了输气管道对其他有效成分的输送能力，降低了天然气的热值，并且当输气管道压力和环境温度发生变化时，可能引起水蒸气从天然气气流中析出，形成液态水、冰或天然气的固体水化物。这些物质的存在会降低输气压力，减小输气管道的通过能力，严重时还会堵塞阀门、管道及换热器等设备，从而影响平稳供气。因此，油田天然气必须脱水。此外，根据不同应用阶段的要求，还要对其作脱硫、脱低碳烷烃等处理。

天然气脱水方法有吸收法、吸附法、低温法、膜分离法、气体气提法和蒸馏法，目前常用的工艺有三种：吸附法、吸收法、低温分离法（即辅助制冷+注防冻剂工艺）。吸附法常用的吸附剂有分子筛、硅胶和活性氧化铝。溶剂吸收法常用的溶剂有二甘醇和三甘醇。低温致冷工艺常用的有氨辅助致冷、丙烷辅助致冷、溴化锂致冷等。

油田天然气吸附法脱水采用设备的核心部件是吸附塔，也称干燥塔。每套设备吸附塔一般有两个，也有三个或四个的。两塔结构中，当其中一个塔吸附脱水时，另一个塔同时进行再生。

当对井口输出的油田天然气进行脱水处理时，由于井口气体压力不是很稳定，时高时低，会影响后续设备的正常工作，这一点在已有同类设备中没有很好得到解决。其次是，原料气进入吸附塔前，前过滤器负荷过大，分离效果与使用寿命欠佳。再就是，由于整套设备中有多个分离、过滤器装置对相应段物料作分离，分离后成分的集中高效收集处理，在已有同类设备中也没有得到很好解决。

发明内容

本发明要解决已有油田天然气脱水设备对物料的前期分离与后期回收与排放功效较差，整套设备构造欠完善的问题，为此提供本发明的一处油田天然气脱水装置，该装置在气体吸附脱水的前、后期处理阶段构造合理，处理效果好。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案包括吸附塔A、吸附塔B、分离装置、冷却器、风机和加热器，其特殊之处是设有入口分离罐，入口分离罐下部连有输入原料气的管一，入口分离罐上部连有输出气体的管二，管一上连有进气阀，管二上连有前过滤器，管二末端T型三通式连接有管三，管三一端T型三通式连接有管四，管三另一端T型三通式连接有管五，管四连接所述吸附塔A上端，管五连接所述吸附塔B上端，管三上对应吸附塔A一侧设有塔A进气阀，管三上对应吸附塔B一侧设有塔B进气阀，吸附塔A下端连有管六，吸附塔B下端连有管七，管六与管七间跨接有管八和管十，管八中部支接有管九，管十中部支接有管十一，管八连接管六的一端方向连有塔A均压阀，管八连接管七的一端方向连有塔B均压阀，管十连接管六的一端方向连有塔A出气阀，管十连按管七的一端方向连有塔B出气阀，管九上连有放散阀，吸附塔A、吸附塔B均压后气体通过该放散阀排放，管九另一端与高空放空口连接；管十一另一端连有后过滤器，后过滤器一出口为成品气出口，后过滤器另一出口经连接管十二后连有放空分离罐，所述入口分离罐下部经连接管十七后与所述放空分离罐连接，所述前过渡器的杂质排放口经接管与所述放空分离罐连接，放空分离罐上部与高空放空口连接，放空分离罐下部连有液体放管；

管四与管五另一端共接有管十三，共接端一侧的管四上连有塔A再生出气阀，共接端另一侧的管五上连有塔B再生出气阀，管十三上连有冷却器后连有气液分离器，气液分离器气体出口连有管十六，气液分离器液体出口连有管十四后连有储液罐，储液罐下端连有管十五后与所述放空分离罐连接，管十六上连有循环风机和加热器，管十六末端与管六和管七的共接端连接，共接端一侧的管六上连有塔A再生进气阀，共接端另一侧的管七上连有塔B再生进气阀；

所述管一上支接有管十八，管十八上连有减压阀。

本发明宜在所述吸附塔A及吸附塔B上端各连有管二十及管二十一，管二十和管二十一上各连有安全阀，管二十、管二十一另一端连接管二十二后与所述高空放空口连接。

本发明可以在所述管一上还支接有管十九，管十九上连有旁路阀。

本发明宜在所述管十八上于所述减压阀两侧方向分别连有截断阀一和截断阀二。

本发明在所述吸附塔A、吸附塔B上设有温度计和压力计；所述管十三上于所述冷却器一侧方向设有温度计和温度传感器，管十三上于所述冷却器另一侧方向也设有温度计和温度传感器；所述管十六上于所述加热器一侧方向设有温度计和温度传感器，管十六上于加热器另一侧方向设有压力传感器。

本发明由于在原料气输入管上支接有旁通管，旁通管上设有减压阀，故当输入气体压力过高时，可以通过减压阀放空，使后续设备免受高压影响，保证设备正常工作。又由于本发明设有入口分离罐，原料气进入进入入口分离罐，气流体积增大，流速减慢，气体中的液态水、部分低碳烷烃（低碳烃油）及一些杂质在重力作用下沉降，使原料气得到初级气液分离，从而减轻前过滤器的负荷，提高分离效果，延长前过滤器使用寿命。又由于本发明设有放空分离罐，输入气体于入口分离罐的杂质排放，气体进入吸附塔前的前过滤的杂质排放，吸附后输出气体后过滤的杂质排放，吸附塔再生后气体分离物料的排放，所有这些气、液排放全都集中收集于放空分离罐，以便集中放空及分离物的集中回收，特别是轻烃油的回收，成本低，效果好。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图中标记：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管十一，12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管二十一，22管二十二，23管二十三，

A吸附塔A，B吸附塔B，C冷却器，D分离器，F循环风机，R加热器，S储液罐，V安全阀，W排污阀，

DI入口分离罐，DN放空分离罐，M1前过滤器，M2后过滤器，PRD成品气输出管，P1压力计一，P2压力计二，PS4压力传感器四，T1温度计一，T2温度计二，T3温度计三，T5温度计五，T6温度计六，TS3温度传感器三，TS4温度传感器四，TS5温度传感器五，TS6温度传感器六，

A1塔A再生出气阀，A2塔A吸附进气阀，A3塔A吸附后出气阀，A4塔A再生进气阀，B1塔B再生出气阀，B2塔B吸附进气阀，B3塔B吸附后出气阀，B4塔B再生进气阀，

f1塔A均压阀，f2塔B均压阀，f3均压后放散阀，

F7进气阀，F8减压阀，F9成品气采样接口阀，F10放空分离罐出口阀，F11旁路阀，F12截断阀一，F13截断阀二。

具体实施方式

油田天然气脱水装置，连接井口天然气入口的管一1后端连有有入口分离罐DI，入口分离罐上部连有输出气体的管二2，管一上连有进气阀F7，管二上连有前过滤器M1，管二末端T型三通式连接有管三3，管三一端T型三通式连接有管四4，管三另一端T型三通式连接有管五5，管四连接所述吸附塔A上端，管五连接所述吸附塔B上端，管三上对应吸附塔A一侧设有塔A进气阀A1，管三上对应吸附塔B一侧设有塔B进气阀B1，吸附塔A下端连有管六6，吸附塔B下端连有管七7，管六与管七间跨接有管八8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，管八连接管六的一端方向连有塔A均压阀f1，管八连接管七的一端方向连有塔B均压阀f2，管十连接管六的一端方向连有塔A出气阀A3，管十连按管七的一端方向连有塔B出气阀B3，管九上连有放散阀f3，管九另一端与高空放空口连接，管十一另一端连有后过滤器M2，后过滤器一出口与成品气输出管PRD连接，后过滤器另一出口经连接管十二12后连有放空分离罐DN，入口分离罐DI下部经连接管十七17后与放空分离罐DN连接，前过渡器M1的杂质排放口经接管与放空分离罐DN连接；

管四与管五另一端共接有管十三13，共接端一侧的管四上连有塔A再生出气阀A1，共接端另一侧的管五上连有塔B再生出气阀B1，管十三上连有冷却器C后连有气液分离器D，气液分离器气体出口连有管十六16，气液分离器液体出口连有管十四14后连有储液罐S，储液罐下端连有管十五15后与所述放空分离罐DN连接，管十六上连有循环风机F和加热器R，管十六末端与管六和管七的共接端连接，共接端一侧的管六上连有塔A再生进气阀A4，共接端另一侧的管七上连有塔B再生进气阀B4；

所述管一上支接有管十八18，管十八上连有减压阀F8，管十八上于所述减压阀两侧方向分别连有截断阀一F12和截断阀二F13；管一上还支接有管十九19，管十九上连有旁路阀F11；

所述吸附塔A及吸附塔B上端各连有管二十20及管二十一21，管二十和管二十一上各连有安全阀，管二十、管二十一另一端连接管二十二22后与所述高空放空口连接；

所述吸附塔A、吸附塔B上设有温度计和压力计；所述管十三上于所述冷却器一侧方向设有温度计和温度传感器，管十三上于所述冷却器另一侧方向也设有温度计和温度传感器；所述管十六上于所述加热器一侧方向设有温度计和温度传感器，管十六上于加热器另一侧方向设有压力传感器。

井口天然气通过管一1进入入口分离罐DI，气流体积增大，流速减慢，气体中部分液态水、低碳烷烃（低碳烃油）及一些杂质在重力作用下沉降，气体从入口分离罐上部进入管二，液体从下部通过管十七17进入放空分离罐DN，原料气得到初级分离。初级分离后气体通过前过滤器M1进一步过滤分离后，通过管三3进入吸附塔A或吸附塔B（两塔交替吸附、脱附）。吸附脱水后气体通过管六6或管七7进入管十10，之后通过管十一11和后过滤器M2，从成品气输出管PRD输出。

再生过程为升温再生。包括管十六16的系统内再生气体在循环风机F带动下通过加热器R升温至200℃左右，从管十六16输入管六6或管七7，对吸附塔A或吸附塔B进行脱附再生。高温再生气使吸附剂所附水分和部分低碳烷烃气化脱附，通过管四4或管五5后进入管十三13，通过冷却器C和分离器C后得到气液分离，气体进入管十六16作循环再生用，液体进入储液罐S，再通过管十五15进入放空分离罐DN。

当输入气体压力过高时，通过管十八18上的减压阀F8部分放空降压，维持后续系统正常压力。管十八上的截断阀一F12和截断阀二F13作用为减压阀维护期间管路截断。管十九及其上旁路阀F11作用为减压阀失灵时旁通调压。

Claims (5)

1.油田天然气脱水装置，包括吸附塔A（A）、吸附塔B（B）、分离装置、冷却器、风机和加热器，其特征是设有入口分离罐（DI），入口分离罐下部连有输入原料气的管一（1），入口分离罐上部连有输出气体的管二（2），管一上连有进气阀（F7），管二上连有前过滤器（M1），管二末端T型三通式连接有管三（3），管三一端T型三通式连接有管四（4），管三另一端T型三通式连接有管五（5），管四连接所述吸附塔A上端，管五连接所述吸附塔B上端，管三上对应吸附塔A一侧设有塔A进气阀（A2），管三上对应吸附塔B一侧设有塔B进气阀（B2），吸附塔A下端连有管六（6），吸附塔B下端连有管七（7），管六与管七间跨接有管八（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），管八连接管六的一端方向连有塔A均压阀（f1），管八连接管七的一端方向连有塔B均压阀（f2），管十连接管六的一端方向连有塔A出气阀（A3），管十连按管七的一端方向连有塔B出气阀（B3），管九上连有放散阀（f3），管九另一端与高空放空口连接，管十一另一端连有后过滤器（M2），后过滤器一出口与成品气输出管（PRD）连接，后过滤器另一出口经连接管十二（12）后连有放空分离罐（DN），所述入口分离罐下部经连接管十七（17）后与所述放空分离罐连接，所述前过渡器的杂质排放口经接管与所述放空分离罐连接；

管四与管五另一端共接有管十三（13），共接端一侧的管四上连有塔A再生出气阀（A1），共接端另一侧的管五上连有塔B再生出气阀（B1），管十三上连有冷却器（C）后连有气液分离器（D），气液分离器气体出口连有管十六（16），气液分离器液体出口连有管十四（14）后连有储液罐（S），储液罐下端连有管十五（15）后与所述放空分离罐（DN）连接，管十六上连有循环风机（F）和加热器（R），管十六末端与管六和管七的共接端连接，共接端一侧的管六上连有塔A再生进气阀（A4），共接端另一侧的管七上连有塔B再生进气阀（B4）；

所述管一上支接有管十八（18），管十八上连有减压阀（F8）。

2.如权利要求1所述的脱水装置，其特征是所述吸附塔A及吸附塔B上端各连有管二十（20）及管二十一（21），管二十和管二十一上各连有安全阀，管二十、管二十一另一端连接管二十二（22）后与所述高空放空口连接。

3.如权利要求1所述的脱水装置，其特征是所述管一上还支接有管十九（19），管十九上连有旁路阀（F11）。

4.如权利要求1所述的脱水装置，其特征是所述管十八上于所述减压阀两侧方向分别连有截断阀一（F12）和截断阀二（F13）。

5.如权利要求1、2、3或4所述的脱水装置，其特征是所述吸附塔A、吸附塔B上设有温度计和压力计；所述管十三上于所述冷却器一侧方向设有温度计和温度传感器，管十三上于所述冷却器另一侧方向也设有温度计和温度传感器；所述管十六上于所述加热器一侧方向设有温度计和温度传感器，管十六上于加热器另一侧方向设有压力传感器。

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