CN109628132A - 一种超音速低温分离装置、原油稳定和轻烃回收方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种超音速低温分离装置、原油稳定和轻烃回收方法及装置，所述的装置包括原油换热器、闪蒸罐、抽气压缩机、空冷器、换热器、分离器、分离装置、二次分离器；原油换热器对通入的原油进行加热，加热温度小于50℃，加热后的原油进入闪蒸罐，抽气压缩机抽取闪蒸罐内的气体并压缩后进入空冷器；空冷器对进入的气体进行降温，之后进入换热器，换热器通过由分离装置分离后的部分低温气体作为冷却介质对进入的介质进行降温；降温后的介质进入分离器进行初步分离；分离器中初步分离后的气相进入所述分离装置进行超音速分离，从分离装置的环缝中收集冷凝液，分离装置分离后的部分低温气体回流至闪蒸罐进行压力调节。
Description
技术领域
本发明涉及一种原油稳定和轻烃回收方法。
背景技术
原油在运输和储存的过程中，由于轻烃组分沸点较低具有很强的挥发性，当原油储罐温度升高时，灌顶蒸气压升高，大量轻烃挥发后经呼吸阀排放，造成资源浪费和环境污染。
目前针对原油稳定和轻烃回收方法较少，其原因如下：
(1)原油储罐挥发气量不稳定，波动较大，回收设备要求较高。
(2)压缩机入口与原油储罐相连，当压缩机正常工作时，抽气压力持续降低，容易将原油储罐抽瘪。
回收方法主要有冷凝法、吸收法、吸附法、膜分离法等。单独采用冷凝法，要求冷却温度很低才能回收C3+组分，这样设备费和操作费太高，极不经济。工程上往往是将冷凝法作为回收净化过程的预处理工序，以降低后处理的投资费用，再采用吸附、膜分离等后处理工序，而吸附、膜分离等后处理工序的投资和操作费不菲，特别是增加了后处理工序，使得流程更长，操作管理更麻烦。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种超音速低温分离装置、原油稳定和轻烃回收方法及装置。
本发明的技术解决方案是：一种原油稳定和轻烃回收方法，通过下述方式实现：
通过减压和加热的方法使原油中的轻烃组分挥发；
对挥发的轻烃组分依次进行压缩、降温进行液化，初步分离冷凝液；
对初步分离后的气相进行超音速分离，收集冷凝液。
优选的，所述的减压和加热为温度小于50℃，压力最小为-0.1MPa。
优选的，所述的轻烃组分挥发过程在压力稳定条件下进行。
优选的，通过抽气的方式进行减压，并通过将超音速分离后的气体回流的方式进行压力调节，保证压力稳定。
优选的，所述的压缩后的压力为1MPa～10MPa。
一种超音速低温分离装置，包括喷管以及旋流叶片；所述喷管的扩张段设置环缝，所述的环缝沿喷管径向宽度可调；旋流叶片置于喷管内且环缝前。
优选的，所述的旋流叶片最优位于喷管的收缩段。
优选的，对于分离轻烃，环缝沿喷管径向宽度为1mm-2mm。
优选的，所述的宽度可调通过下述方式实现：喷管扩张段由两部分相同扩张角的扩张段组成，两部分扩张段之间形成环缝，以喷管流向为基准，位于后边的扩张段上通过连接管与前边扩张段连接，通过改变后边扩张段深入前边扩张段的长度改变缝隙宽度。
一种原油稳定和轻烃回收装置，包括原油换热器、闪蒸罐、抽气压缩机、空冷器、换热器、分离器、权利要求6所述的分离装置、二次分离器；
原油换热器对通入的原油进行加热，加热温度小于50℃，加热后的原油进入闪蒸罐，抽气压缩机抽取闪蒸罐内的气体并压缩后进入空冷器；空冷器对进入的气体进行降温，之后进入换热器，换热器通过由分离装置分离后的部分低温气体作为冷却介质对进入的介质进行降温；降温后的介质进入分离器进行初步分离；分离器中初步分离后的气相进入所述分离装置进行超音速分离，从分离装置的环缝中收集冷凝液，分离装置分离后的部分低温气体回流至闪蒸罐进行压力调节。
优选的，抽气压缩机的出口压力控制在1MPa～10MPa。
优选的，分离装置分离后的部分低温气体通过管路回流至闪蒸罐，管路上安装流量调节阀；若闪蒸罐内的真空度高于预设的压力，则增大流量调节阀的开度，否则，减小流量调节阀的开度。
优选的，所述的预设的压力最小为-0.1MPa。
本发明与现有技术相比有益效果为：
(1)本发明设备小巧，用以代替庞大的设备，大大降低了成本。
(2)本发明改变传统的分离方法，更高效、更节能、更环保。
(3)本发明采用超音速方式进行膨胀制冷，超音速可以实现大幅度降温，比传统的方法如膨胀制冷的功耗更低，而且降温幅度大。
(4)超音速分离在油气回收领域未用过。
附图说明
图1为本发明一种原油稳定和轻烃回收原理图；
图2为本发明一种原油稳定和轻烃回收装置示意图；
图3为本发明一种超音速低温分离装置。
具体实施方式
下面结合附图及实例对本发明作详细说明。
所述原油稳定指通过减压和加热的方法使原油中的轻组分挥发，所述轻烃回收通过对闪蒸气进行加压和降温的方法使闪蒸气冷凝，所述降温是通过对高压气膨胀制冷获得冷量，对闪蒸气进行降温。本发明从原油储罐注油管路着手，通过加热、闪蒸工艺稳定原油，通过压缩、膨胀工艺回收轻烃，并结合高效自动控制方案，保证系统稳定、安全运行。
鉴于上述分析，一种原油稳定和轻烃回收方法，可以概括为如下步骤：
(1)通过减压和加热的方法使原油中的轻烃组分挥发；减压和加热为温度小于50℃，压力最小为-0.1MPa，且挥发过程在压力稳定条件下进行。
减压可以通过抽气的方式进行，为了保证压力稳定，通过将超音速分离后的气体回流的方式进行压力调节。
(2)对挥发的轻烃组分依次进行压缩(压缩后的压力为1MPa～10MPa)、降温进行液化，初步分离冷凝液；
(3)对初步分离后的气相进行超音速分离，收集冷凝液。
本发明采用超音速方式进行膨胀制冷，为了实现这一目的，下面首先介绍一种可行的一种超音速低温分离装置，如图3所示，包括喷管1以及旋流叶片2；所述喷管的扩张段设置环缝，所述的环缝沿喷管径向宽度可调；旋流叶片置于喷管内且环缝前，旋流叶片最优位于喷管的收缩段。
对于分离轻烃这种工质，环缝沿喷管径向宽度为1mm-2mm。
上述宽度可调通过下述方式实现：喷管扩张段由两部分相同扩张角的扩张段组成，两部分扩张段之间形成环缝，以喷管流向为基准，位于后边的扩张段5上通过连接管4与前边扩张段连接，通过改变后边扩张段深入前边扩张段的长度改变缝隙宽度。如图3所示，连接管上设置出液孔，从环缝中出来的液体经出液孔流出后进入喷管四周的空腔，之后通过出液管流出，气体充出气管6流出。
图1、2给出一种原油稳定和轻烃回收装置的原理图及具体的管路连接图，具体包括原油稳定、压缩回收、超音速制冷三大部分；
包括原油换热器、闪蒸罐、抽气压缩机、空冷器、换热器、分离器、图3所示的分离装置、二次分离器；
原油换热器对通入的原油进行加热，加热温度小于50℃，加热后的原油进入闪蒸罐，抽气压缩机抽取闪蒸罐内的气体并压缩后进入空冷器，抽气压缩机的出口压力控制在1MPa～10MPa；空冷器对进入的气体进行降温，之后进入换热器，换热器通过由分离装置分离后的部分低温气体作为冷却介质对进入的介质进行降温；降温后的介质进入分离器进行初步分离；分离器中初步分离后的气相进入所述分离装置进行超音速分离，从分离装置的环缝中收集冷凝液，分离装置分离后的部分低温气体回流至闪蒸罐进行压力调节。
分离装置分离后的部分低温气体通过管路回流至闪蒸罐，管路上安装流量调节阀；若闪蒸罐内的真空度高于预设的压力(最小为-0.1MPa)，则增大流量调节阀的开度，否则，减小流量调节阀的开度。
本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知常识。
Claims (10)
1.一种原油稳定和轻烃回收方法，其特征在于通过下述方式实现：
通过减压和加热的方法使原油中的轻烃组分挥发；所述的减压和加热为温度小于50℃，压力最小为-0.1Mpa；
对挥发的轻烃组分依次进行压缩、降温进行液化，初步分离冷凝液；所述的压缩后的压力为1MPa～10MPa
对初步分离后的气相进行超音速分离，收集冷凝液。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的轻烃组分挥发过程在压力稳定条件下进行。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：通过抽气的方式进行减压，并通过将超音速分离后的气体回流的方式进行压力调节，保证压力稳定。
4.一种超音速低温分离装置，其特征在于：包括喷管以及旋流叶片；所述喷管的扩张段设置环缝，所述的环缝沿喷管径向宽度可调；旋流叶片置于喷管内且环缝前。
5.根据权利要求4所述的分离装置，其特征在于：所述的旋流叶片最优位于喷管的收缩段。
6.根据权利要求4所述的分离装置，其特征在于：对于分离轻烃，环缝沿喷管径向宽度为1mm-2mm。
7.根据权利要求4所述的分离装置，其特征在于：所述的宽度可调通过下述方式实现：喷管扩张段由两部分相同扩张角的扩张段组成，两部分扩张段之间形成环缝，以喷管流向为基准，位于后边的扩张段上通过连接管与前边扩张段连接，通过改变后边扩张段深入前边扩张段的长度改变缝隙宽度。
8.一种原油稳定和轻烃回收装置，其特征在于包括原油换热器、闪蒸罐、抽气压缩机、空冷器、换热器、分离器、权利要求4所述的分离装置、二次分离器；
原油换热器对通入的原油进行加热，加热温度小于50℃，加热后的原油进入闪蒸罐，抽气压缩机抽取闪蒸罐内的气体并压缩后进入空冷器；空冷器对进入的气体进行降温，之后进入换热器，换热器通过由分离装置分离后的部分低温气体作为冷却介质对进入的介质进行降温；降温后的介质进入分离器进行初步分离；分离器中初步分离后的气相进入所述分离装置进行超音速分离，从分离装置的环缝中收集冷凝液，分离装置分离后的部分低温气体回流至闪蒸罐进行压力调节。
9.根据权利要求8所述的分离装置，其特征在于：分离装置分离后的部分低温气体通过管路回流至闪蒸罐，管路上安装流量调节阀；若闪蒸罐内的真空度高于预设的压力，则增大流量调节阀的开度，否则，减小流量调节阀的开度。
10.根据权利要求9所述的分离装置，其特征在于：所述的预设的压力最小为-0.1MPa。
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