CN104531248B - 一种用于油气分离净化的卧式分离器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于油气分离净化的卧式分离器，包括第一容器，第一挡气板和第二容器；第二容器为立筒式结构，下部与第一容器连通；第一容器为卧式结构，第一容器被第一挡气板分成左右腔，第一容器下部有一对鞍式支座支撑，鞍式支座与基础固定；立式第二容器上有侧向的气体进口，内沿升气筒周边设置螺道；分离后的天然气沿螺道中心升气筒上升，由顶部气相平衡管道进入第一容器右侧腔室，第一容器的左侧腔室依次通过挡板单元和第二挡气板隔档分成三段腔室，液相顺锥形导流管聚集成滴进入卧式第一容器的右侧腔室，左右腔室通过第一挡气板底部的圆形通道液相连通；而天然气沿卧式第一容器顶部流动。它能够满足集气站气液快速分离及分离效果好。

Description

一种用于油气分离净化的卧式分离器

技术领域

本发明涉及一种气体分离净化设备，特别是一种用于油气分离净化的卧式分离器。

技术背景

从地层中采出的天然气一般都含有一部分液体和固体杂质，如凝析油、凝析水或地层水、岩屑粉尘等。这些杂质具有很大的危害性，不仅腐蚀设备、管线，降低输送效率，也是造成溶液污染、液泛的重要原因之一。因此，在天然气集输的井场和集气站必须进行气液（固）分离处理。目前集输过程常用的分离器有气液两相分离器、立式气液分离器、过滤分离器等。

这些传统的分离器利用重力沉降原理，借助气液两相密度不同，重力使液滴从气流中沉降出来，这个过程必须需要较长的距离和足够的停留时间，有些直径非常小的液滴在重力沉降段不容易分离出来或者在分离最后的过程被气相带走，因此，单靠重力沉降分离，容器尺寸会较大，分离效果也有限。有些也采用立式分离器，重力分离效果较好，但受尺寸影响处理量较小；滤芯式过滤分离设备精度较高，去除液相也比较明显，但从采气井出来的气质不稳，有时含有固体杂质较多，滤芯极易堵塞，更换频繁，造价较高。

目前，多数天然气站场因分离器的处理效果不好，导致天然气含液超标，压缩机容易产生“液击”现象，此外，分离不到位还加重了后续脱硫脱碳、脱水单元的负担，影响了脱硫脱碳及脱水工艺的效果。因此迫切需要找到一种高效率的可以满足站场天然气分离要求的分离器，保证天然气、伴生气初步处理的要求，避免“液击”现象，减少后续天然气净化过程的难题，节能，减少安全隐患和环境污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于油气分离净化的卧式分离器，在满足天然气、伴生气处理要求的情况下，以便能够满足集气站气液快速分离，避免气液二次挟带，同时避免天然气压缩过程的“液击”，提高了安全，保证了后续天然气净化单元的效果。

本发明的目的是这样实现的，一种用于油气分离净化的卧式分离器，其特征是：至少包括第一容器，第一挡气板和第二容器；第二容器为立筒式结构，下部与第一容器连通；第一容器为卧式结构，第一容器被第一挡气板分成左右腔，第一容器下部有一对鞍式支座支撑，鞍式支座与基础固定；立式第二容器上有侧向的气体进口，内沿升气筒周边设置螺道，从气体进口进入的天然气沿螺道进行旋流、加速、压缩，天然气进行第一次气液分离；分离后的天然气沿螺道中心升气筒上升，由顶部气相平衡管道进入第一容器右侧腔室，第一容器的左侧腔室依次通过挡板单元和第二挡气板隔档分成三段腔室，液相顺锥形导流管聚集成滴进入卧式第一容器的右侧腔室，左右腔室通过第一挡气板底部的圆形通道液相连通；而天然气沿卧式第一容器顶部流动。

所述的第一容器上部中间位置有袋式折流碰撞器，第一次气液分离的天然气经袋式折流碰撞器整流、碰撞进行第二次气液分离，袋式折流碰撞器延长了气体流动距离。

所述的袋式折流碰撞器底部右端有第二挡气板，袋式折流碰撞器左端有挡板单元，天然气流出袋式折流碰撞器后，再经挡板单元进入聚结单元，通过聚结单元和挡板单元进行第三次气液分离。

所述的聚结单元包括一滤芯，滤芯采用内压式或外压式；天然气穿过聚结单元后，进入末端拦截单元，进行液相深度拦截；分离净化后的天然气通过第一容器右上端的天然气出口流出，完成分离过程。

本发明的工作原理是：天然气从气进口切向进入分离器内，气体沿螺道加速、压缩后强制转向并向下运动，在螺道的出口能量突然释放，完成第一次气液分离；分离后的气体沿中央升气管上升，经平衡管道进入卧式第一容器左腔内，改变方向，继后进入袋式折流碰撞器，在袋式折流碰撞器内经过多次碰撞、折流以及离心作用后，残余游离液被分离出，气相水平向前运动，液体在重力作用下沿袋式折流碰撞器垂直向下流动，袋式折流碰撞器有效的增加了气体行程，经过多次碰撞和改向，提高了气液分离效率；经袋式折流碰撞器分离出的天然气沿挡板单元进入聚结单元，聚结单元可以为内压式或外压式，挡板单元略有差异，经过聚结单元可以去除饱和液中微米级的液滴和固体颗粒，气液经第三次分离后，效果大大提高；气体继续上升，进入末端拦截单元，通过捕集，可以深度拦截前段聚结大的液滴，使分离效率达到99.99%，处理合格的天然气进入下一处理单元。

本发明的主要优点是：通过改变传统分离器的单一分离元件为多种分离元件的组合，实现了分离效率和分离精度的提高。该分离器有旋流加速分离、袋式折流碰撞分离、聚结分离、高效丝网的拦截分离四重分离结构。旋流分离采用了螺道加速，利用气液的密度不同，实现了气液分离第一次分离，实现了气液分离后，流经不同通道，避免了再次挟带。袋式折流碰撞板结构增加了气体流程，经过多次碰撞和改向，提高了气液分离效率；聚结单元提高了气中饱和液的分离精度。旋流分离、袋式折流碰撞器、聚结单元以及末端拦截单元的组合，使气液分离效率达99.99%。此外，聚结单元滤芯布置采用侧面抽出结构，解决了空间不够、滤芯更换不便的问题。

附图说明

下面结合实施例对本发明作进一步说明：

图1是本发明实施例结构示意图；

图中，1、末端拦截单元；2、天然气出口；3、第一容器；4、聚结单元；5、袋式折流碰撞器；6、气相平衡管道；7、第二容器；8、气体进口；9、螺道；10、升气筒；11、锥形导流管；12、排污口；13、第一挡气板； 14、第二挡气板；15、排液口；16、挡板单元；17、鞍式支座。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，一种用于油气分离净化的卧式分离器，其特征是：至少包括第一容器3，第一挡气板13和第二容器7；第二容器7为立筒式结构，下部与第一容器3连通；第一容器3为卧式结构，第一容器3被第一挡气板13分成左右腔，第一容器3下部有一对鞍式支座17支撑，鞍式支座17与基础固定；立式第二容器7上有侧向的气体进口8，内沿升气筒10周边设置螺道9，从气体进口8进入的天然气沿螺道9进行旋流、加速、压缩，天然气进行第一次气液分离；分离后的天然气沿螺道中心升气筒10上升，由顶部气相平衡管道6进入第一容器3右侧腔室，第一容器3的左侧腔室依次通过挡板单元16和第二挡气板14隔档分成三段腔室，液相顺锥形导流管11聚集成滴进入卧式第一容器3的右侧腔室，（第一挡气板13右侧）左右腔室通过第一挡气板底部的圆形通道液相连通；而天然气沿卧式第一容器3顶部流动。

实施例2

一种用于油气分离净化的卧式分离器，其特征是：至少包括第一容器3，第一挡气板13和第二容器7；第二容器7为立筒式结构，下部与第一容器3连通；第一容器3为卧式结构，第一容器3被第一挡气板13分成左右腔，第一容器3下部有一对鞍式支座17支撑，鞍式支座17与基础固定；立式第二容器7上有侧向的气体进口8，内沿升气筒10周边设置螺道9，从气体进口8进入的天然气沿螺道9进行旋流、加速、压缩，天然气进行第一次气液分离；分离后的天然气沿螺道中心升气筒10上升，由顶部气相平衡管道6进入第一容器3右侧腔室，第一容器3的左侧腔室依次通过挡板单元16和第二挡气板14隔档分成三段腔室，液相顺锥形导流管11聚集成滴进入卧式第一容器3的右侧腔室，左右腔室通过第一挡气板底部的圆形通道液相连通；而天然气沿卧式第一容器3顶部流动。所述的第一容器3上部中间位置有袋式折流碰撞器5，第一次气液分离的天然气经袋式折流碰撞器5整流、碰撞进行第二次气液分离，袋式折流碰撞器5有效的延长了气体流动距离，增加了碰撞次数，提高了气液分离效率。

实施例3

一种用于油气分离净化的卧式分离器，其特征是：至少包括第一容器3，第一挡气板13和第二容器7；第二容器7为立筒式结构，下部与第一容器3连通；第一容器3为卧式结构，第一容器3被第一挡气板13分成左右腔，第一容器3下部有一对鞍式支座17支撑，鞍式支座17与基础固定；立式第二容器7上有侧向的气体进口8，内沿升气筒10周边设置螺道9，从气体进口8进入的天然气沿螺道9进行旋流、加速、压缩，天然气进行第一次气液分离；分离后的天然气沿螺道中心升气筒10上升，由顶部气相平衡管道6进入第一容器3右侧腔室，第一容器的左侧腔室依次通过挡板单元和第二挡气板隔档分成三段腔室，，液相顺锥形导流管11聚集成滴进入卧式第一容器3的右侧腔室，左右腔室通过第一挡气板底部的圆形通道液相连通；而天然气沿卧式第一容器3顶部流动。所述的第一容器3上部中间位置有袋式折流碰撞器5，第一次气液分离的天然气经袋式折流碰撞器5整流、碰撞进行第二次气液分离，袋式折流碰撞器5有效的延长了气体流动距离，增加了碰撞次数，提高了气液分离效率。袋式折流碰撞器5底部右端有第二挡气板14，袋式折流碰撞器5左端有挡板单元16，天然气流出袋式折流碰撞器5后，再经挡板单元16（类似一种迷宫结构）进入聚结单元4，通过聚结单元4和挡板单元16进行第三次气液分离。所述的挡板单元16为迷宫式挡板，即挡板上设置有若干个依次排列的环形密封齿。

实施例4

一种用于油气分离净化的卧式分离器，其特征是：至少包括第一容器3，第一挡气板13和第二容器7；第二容器7为立筒式结构，下部与第一容器3连通；第一容器3为卧式结构，第一容器3被第一挡气板13分成左右腔，第一容器3下部有一对鞍式支座17支撑，鞍式支座17与基础固定；立式第二容器7上有侧向的气体进口8，内沿升气筒10周边设置螺道9，从气体进口8进入的天然气沿螺道9进行旋流、加速、压缩，天然气进行第一次气液分离；分离后的天然气沿螺道中心升气筒10上升，由顶部气相平衡管道6进入第一容器3右侧腔室，第一容器3的左侧腔室依次通过挡板单元16和第二挡气板14隔档分成三段腔室，液相顺锥形导流管11聚集成滴进入卧式第一容器3的右侧腔室，左右腔室通过第一挡气板底部的圆形通道液相连通；而天然气沿卧式第一容器3顶部流动。所述的第一容器3上部中间位置有袋式折流碰撞器5，第一次气液分离的天然气经袋式折流碰撞器5整流、碰撞进行第二次气液分离，袋式折流碰撞器5有效的延长了气体流动距离，增加了碰撞次数，提高了气液分离效率。袋式折流碰撞器5底部右端有第二挡气板14，袋式折流碰撞器5左端有挡板单元16，天然气流出袋式折流碰撞器5后，再经挡板单元16（为迷宫式结构）进入聚结单元4，通过聚结单元4和挡板单元16进行第三次气液分离。聚结单元4包括一滤芯，采用内压式或外压式，可以有效的拦截气体中微米级的杂质，进行高精度分离；天然气穿过聚结单元后，进入末端拦截单元1，进行液相深度拦截；分离净化后的天然气通过第一容器3右上端的天然气出口2流出，经过上述分离过程，捕集装置的分离效率和精度大大提高。末端拦截单元1为丝网状的挡板。

卧式第一容器3为圆筒式结构。

第一容器3被第一挡气板13分为左、右两个腔室，右侧腔室与锥形导流管11连接，储存液体；左侧腔室有袋式折流碰撞器5和聚结单元4，气体进入聚结单元前必需通过挡板单元16（为迷宫式挡板）。

袋式折流碰撞器5下面的第一挡气板13，保证天然气流经袋式折流碰撞器，天然气在袋式折流碰撞器5中整流、碰撞进行第二次气液分离，袋式折流碰撞器有效的延长了气体流动距离，增加了碰撞次数，提高了气液分离效率。

聚结单元可以有效的拦截气体饱和液中微米级的液体颗粒及固体杂质，进行高精度分离，而且还可以根据过滤精度需要更换滤芯，滤芯可以从侧面的快开盖处抽出，由于采用横向布置，操作更换方便；

离开聚结单元的天然气，进入末端拦截单元1，通过捕集，可以深度拦截前段聚结大的液滴，处理合格的天然气经气体出口2流出分离器，进入下一处理单元。

分离出的液体经第一容器3底部的排液口15或排污口12排出。

本发明中，袋式折流碰撞器5、聚结单元4、末端拦截单元1、挡板单元16可以根据需要设置。袋式折流碰撞器5、聚结单元4、末端拦截单元1为已公开的技术，在此不做过多说明。

本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (1)

1. 一种用于油气分离净化的卧式分离器，其特征是：至少包括第一容器（3），第一挡气板（13）和第二容器（7）；第二容器（7）为立筒式结构，下部与第一容器（3）连通；第一容器（3）为卧式结构，第一容器（3）被第一挡气板（13）分成左右腔，第一容器（3）下部有一对鞍式支座（17）支撑，鞍式支座（17）与基础固定；立式第二容器（7）上有侧向的气体进口（8），内沿升气筒（10）周边设置螺道（9），从气体进口（8）进入的天然气沿螺道（9）进行旋流、加速、压缩，天然气进行第一次气液分离；分离后的天然气沿螺道中心升气筒（10）上升，由顶部气相平衡管道（6）进入第一容器（3）右侧腔室，第一容器（3）的左侧腔室依次通过挡板单元（16）和第二挡气板（14）隔档分成三段腔室，液相顺锥形导流管（11）聚集成滴进入卧式第一容器（3）的右侧腔室，左右腔室通过第一挡气板底部的圆形通道液相连通；而天然气沿卧式第一容器（3）顶部流动；所述的第一容器（3）上部中间位置有袋式折流碰撞器（5），第一次气液分离的天然气经袋式折流碰撞器（5）整流、碰撞进行第二次气液分离，袋式折流碰撞器（5）延长了气体流动距离；所述的袋式折流碰撞器（5）底部右端有第二挡气板（14），袋式折流碰撞器（5）左端有挡板单元（16），天然气流出袋式折流碰撞器（5）后，再经挡板单元（16）进入聚结单元（4），通过聚结单元（4）和挡板单元（16）进行第三次气液分离；所述的聚结单元（4）包括一滤芯，滤芯采用内压式或外压式；天然气穿过聚结单元后，进入末端拦截单元（1），进行液相深度拦截；分离净化后的天然气通过第一容器（3）右上端的天然气出口（2）流出，完成分离过程。