CN116440520B - 一种伴生气混合烃分离方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及伴生气分离技术领域，具体为一种伴生气混合烃分离方法，方法包括将混合烃通入含有气态重烃的闪蒸罐进行闪蒸，闪蒸罐包括罐体、罐体底部开设有用于排出液态重烃的排液管，罐体内的排液管开口处设有用于留存液态重烃的存液结构；本申请通过在闪蒸罐内留存重烃的方式为罐体提供足够的气压，一方面气态重烃在闪蒸过程中可为液态混合烃提供足够的热量，从而加速轻质烃的气化，且闪蒸吸热也会导致重烃的液化，从而维持闪蒸罐内的气压相对稳定，推迟闪蒸罐内气压升高的时间，可以令闪蒸更好地进行；另一方面避免了罐内负压对罐体造成的机械损伤。

Description

一种伴生气混合烃分离方法

技术领域

本发明涉及伴生气分离技术领域，具体涉及一种伴生气混合烃分离方法。

背景技术

伴生气，通常指与石油共生的天然气。按有机成烃的生油理论，有机质演化可生成液态烃与气态烃。气态烃或溶解于液态烃中，或呈气顶状态存在于油气藏的上部。这两种气态烃均称为油田伴生气或伴生气。从采油工作角度考虑，指开采油田或油藏时采出的天然气。

现有的伴生气分离中往往会使用闪蒸的方法来使伴生气转化的液态混合烃实现轻烃和重烃的分离，其中闪蒸是高压的饱和液体进入比较低压的容器中后，由于压力的突然降低，这些饱和液体变成一部分的容器压力下的饱和蒸汽和饱和液的现象。

物质的沸点是随压力增大而升高，而压力越低，沸点就越低。 这样就可以让高压高温流体经过减压，使其沸点降低，进入闪蒸罐。这时，流体温度高于该压力下的沸点。 流体在闪蒸罐中迅速沸腾汽化，并进行两相分离。 使流体达到气化的设备不是闪蒸罐，而是减压阀。 闪蒸罐的作用是提供流体迅速气化和汽液分离的空间。

现有的闪蒸罐大多仅起到提供气化的封闭空间的作用，但仍存在诸多问题，即闪蒸进行前的罐内气氛，若采用低压气氛则需排液和排气，为了避免轻烃中存在杂质则不可避免会浪费部分轻烃；若采用常压气氛则闪蒸过程中很快会使罐内气压升高，从而降低液态混合烃的气化效果，影响闪蒸的进行速度和效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种伴生气混合烃分离方法，解决以下技术问题：

如何避免闪蒸罐内气氛对闪蒸效果和速度的影响。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种伴生气混合烃分离方法，所述方法包括将液化混合烃通入闪蒸罐进行闪蒸，所述闪蒸罐包括罐体，所述罐体底部开设有用于排出液态重烃的排液管，所述罐体内的排液管开口处设有用于留存液态重烃的存液结构；

所述闪蒸步骤如下：

S1.对闪蒸罐进行加热，使内部留存的液态重烃转化为气态重烃；

S2.由进液管将液化混合烃送入罐体内进行闪蒸；

S3.打开排气管将分离后的轻质烃排出；

S4.打开排液管将闪蒸过程中得到的液态重烃排出。

作为本发明进一步的方案：所述气态重烃为含碳原子个数大于6的石油烃。

作为本发明进一步的方案：所述存液结构包括下弯管和上弯管，所述下弯管一端与罐体内部空间连通，下弯管另一端与上弯管连通，所述上弯管另一端与排液管连通，且所述上弯管弯折处的最低端高于罐体底面。

作为本发明进一步的方案：所述罐体侧面开设有进液管，所述罐体内壁设有用于控制进液管进液的浮阀。

作为本发明进一步的方案：所述浮阀包括与罐体内壁滑动连接的遮盖板和控制遮盖板升降的浮球。

作为本发明进一步的方案：所述进液管设有用于控制混合烃液体流速的调节装置。

作为本发明进一步的方案：所述调节装置包括调节套筒、调节块和调节阀，所述进液管上套设有暴露于外的调节套筒，所述调节套筒靠近罐体端设有调节块，所述调节块远调节套筒端设有调节斜面，所述调节块靠近调节阀端设有与调节斜面对应的楔形块，所述调节块沿进液管轴向的运动可使调节阀受迫并沿进液管径向移动。

作为本发明进一步的方案：所述调节块上开设有调节窗口，且调节窗口靠近调节斜面端设有与调节斜面对应的楔形块，所述调节块远进液管端与罐体通过弹簧弹性连接。

作为本发明进一步的方案：所述罐体内交错设有一组向下倾斜的挡流板，所述罐体在高于挡流板的位置设有排气管，所述罐体底部设有加热装置。

本发明的有益效果：

（1）本申请通过在闪蒸罐内留存重烃的方式为罐体提供足够的气压，一方面气态重烃在闪蒸过程中可为液态混合烃提供足够的热量，从而加速轻质烃的气化，且闪蒸吸热也会导致重烃的液化，从而维持闪蒸罐内的气压相对稳定，推迟闪蒸罐内气压升高的时间，可以令闪蒸更好地进行，提高了闪蒸效率，也可以更加节能的方式促进闪蒸进行；另一方面避免了罐内负压对罐体造成的机械损伤。

（2）在本申请中设置的存液结构在闪蒸罐积累一定的液态重烃后，升高的液面可令浮球升起，控制遮盖板遮挡进液管，从而液态混合烃的进入，便于使用者掌握排气和排液时机。

（3）对于不同成分的液态混合烃，本申请还设有调节装置，通过调节套筒的旋进控制调节块移动，并通过调节块的调节斜面和楔形块使调节阀受迫运动，缩小进液管混合烃可通过的截面面积，增加其流速。

（4）本申请在闪蒸结束后，可开启排气管将气态的轻质烃排出，再启动加热装置，令重烃少量气化加速轻烃的排出，由于本申请设置的挡流板，少量气态重烃在挡流板的减速下流速放缓在启动加热装置后稍许即可关闭加热装置和排气阀，确保重烃不会逸出，而后打开排液管，液态重烃会由排液管流出，直至重烃液面与上弯管弯折处的最低端平齐，实现大部分重烃的排出和少量重烃的留存以便开始下一轮闪蒸。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明伴生气混合烃分离方法的整体结构示意图；

图2是本发明伴生气混合烃分离方法的调节阀结构示意图；

图3是图1的A部放大图。

图中：1、罐体；111、排液管；112、下弯管；113、上弯管；121、进液管；122、调节套筒；123、调节块；124、调节斜面；125、调节阀；126、楔形块；127、调节窗口；131、浮球；132、遮盖板；14、挡流板；15、排气管；2、液态重烃。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3所示，本发明为一种伴生气混合烃分离方法，

一种伴生气混合烃分离方法，方法包括将液化混合烃通入闪蒸罐进行闪蒸，闪蒸罐包括罐体1，罐体1底部开设有用于排出液态重烃2的排液管111，罐体1内的排液管111开口处设有用于留存液态重烃2的存液结构；

闪蒸步骤如下：

S1.对仅含有液态重烃的闪蒸罐进行加热，使内部留存的液态重烃2转化为气态重烃；

S2.由进液管121将液化混合烃送入罐体1内进行闪蒸；

S3.打开排气管15将分离后的轻质烃排出；

S4.打开排液管111将闪蒸过程中得到的液态重烃2排出。

在本实施例在闪蒸前，于闪蒸罐内留存有温度较高的气态重烃，当高压的液态混合烃进入闪蒸罐时，混合烃减压扩容，轻质烃的沸点急速下降，并大量吸收气态重烃的热量，从而使轻质烃快速气化，随着轻质烃的不断气化，罐体1内部压强上升，温度下降，原有的气态重烃逐渐液化，同时混合烃中的重烃组分也会随之液化，并积蓄在罐体1底部，闪蒸完成后可通过排液管111排出液态重烃2，存液结构则可保留部分液态重烃2，在后续闪蒸中继续气化，在本实施例中液态重烃2的种类可根据混合烃的具体组分或所需获得的轻质烃进行选择，在本实施例将C6以下轻质烃作为目标产物，所选用的重烃为甲基己烷、正庚烷、甲基环己烷、乙基环戊烷、乙基环己烷中的一种或多种，闪蒸罐初始温度和气氛压力亦可根据混合烃的具体组分或所需获得的轻质烃进行选择。

具体的，存液结构包括下弯管112和上弯管113，下弯管112一端与罐体1内部空间连通，下弯管112另一端与上弯管113连通，上弯管113另一端与排液管111连通，且上弯管113弯折处的最低端高于罐体1底面。

在本实施例中，存液结构为了实现更好的存液效果，在罐体1底部设置有上弯管113和下弯管112，其中上弯管113弯折处的最低端略高于罐体1底面高度，在排液时，罐体1和上管管、下弯管112构成连通器结构，只需确保上弯管113弯折处高于罐体1底面即可确保罐体1底面留存少量液态重烃2，在对重烃进行气化时，罐体1底面较大的面积可令气化进程更快，从而提高闪蒸效率，且存液结构还可起到水封的效果，避免排液时气态烃由排液管111逸出。

具体的，罐体1侧面开设有进液管121，罐体1内壁设有用于控制进液管121进液的浮阀。

在本实施例中，为了避免闪蒸进行时间过长，或混合烃流量过大，导致罐体1内气压过大的问题或液态重烃2积蓄过多导致罐体1实际闪蒸空间缩小的问题，在罐体1靠近进液管121的内壁设有浮阀，可通过液态重烃2的液面高度来终止闪蒸。

具体的，浮阀包括与罐体1内壁滑动连接的遮盖板132和控制遮盖板132升降的浮球131。

在本实施例中选用浮球131作为浮阀的启动结构，当液态重烃2液面上涨时，浮球131也随之升起，并带动遮盖板132截断进液管121通路。

具体的，进液管121设有用于控制混合烃液体流速的调节装置。

为了进一步适应不同混合烃的闪蒸过程，本实施例于进液管121上设有控制混合烃流速的调节装置，通过该调节装置可动态地调节混合烃流速，从而改变混合烃的闪蒸进程和效率。

具体的，调节装置包括调节套筒122、调节块123和调节阀125，进液管121上套设有暴露于外的调节套筒122，调节套筒122靠近罐体1端设有调节块123，调节块123远调节套筒122端设有调节斜面124，调节块123靠近调节阀125端设有与调节斜面124对应的楔形块126，调节块123沿进液管121轴向的运动可使调节阀125受迫并沿进液管121径向移动。

在本实施例中采用调节套筒122作为主动调节开关，通过调节套筒122的旋进可压迫调节块123，使其沿进液管121轴向移动，进而通过调节斜面124和楔形块126使调节阀125受迫沿进液管121径向移动缩小混合烃进入闪蒸罐的横截面积，提高流速。

具体的，调节块123上开设有调节窗口127，且调节窗口127靠近调节斜面124端设有与调节斜面124对应的楔形块126，调节块123远进液管121端与罐体1通过弹簧弹性连接。

本实施例中采用弹簧作为调节阀125扩大混合烃进液横截面，降低流速的手段，当调节套筒122反向旋进时，调节阀125在弹簧的牵引下远离进液管121，从而使进液管121进液通路横截面扩大，流速降低。

具体的，罐体1内交错设有一组向下倾斜的挡流板14，罐体1在高于挡流板14的位置设有排气管15，罐体1底部设有加热装置。

本实施例还设置有挡流板14，一者可避免混合烃流速过快直接进入闪蒸罐上部空间，导致换热不充分，另一方面可确保液态重烃2在气化后不会快速靠近排气管15，从而导致气态重烃由排气管15逸出，罐体1的加热装置则是用于加热重烃使其气化，加热装置可为电热丝、换热热工质、热泵等热源。

具体的，工艺包括闪蒸步骤，闪蒸步骤如下：

S1.对闪蒸罐进行加热，使内部留存的液态重烃2转化为气态重烃；

S2.由进液管121将液化混合烃送入罐体1内进行闪蒸；

S3.打开排气管15将分离后的轻质烃排出；

S4.打开排液管111将闪蒸过程中得到的液态重烃2排出。

本发明的工作原理：本申请通过在闪蒸罐内留存重烃的方式为罐体1提供足够的气压，一方面气态重烃在闪蒸过程中可为液态混合烃提供足够的热量，从而加速轻质烃的气化，且闪蒸吸热也会导致重烃的液化，从而维持闪蒸罐内的气压相对稳定，推迟闪蒸罐内气压升高的时间，可以令闪蒸更好地进行。另一方面避免了罐内负压对罐体1造成的机械损伤；在本申请中设置的存液结构在闪蒸罐积累一定的液态重烃2后，升高的液面可令浮球131升起，控制遮盖板132遮挡进液管121，从而液态混合烃的进入，便于使用者掌握排气和排液时机；对于不同成分的液态混合烃，本申请还设有调节装置，通过调节套筒122的旋进控制调节块123移动，并通过调节块123的调节斜面124和楔形块126使调节阀125受迫运动，缩小进液管121混合烃可通过的截面面积，增加其流速；本申请在闪蒸结束后，可开启排气管15将气态的轻质烃排出，再启动加热装置，令重烃少量气化加速轻烃的排出，由于本申请设置的挡流板14，少量气态重烃在挡流板14的减速下流速放缓在启动加热装置后稍许即可关闭加热装置和排气阀，确保重烃不会逸出，而后打开排液管111，液态重烃2会由排液管111流出，直至重烃液面与上弯管113弯折处的最低端平齐，实现大部分重烃的排出和少量重烃的留存以便开始下一轮闪蒸。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (6)

1.一种伴生气混合烃分离方法，其特征在于，

所述方法包括将液化混合烃通入闪蒸罐进行闪蒸，所述闪蒸罐包括罐体（1），所述罐体（1）底部开设有用于排出液态重烃（2）的排液管（111），所述罐体（1）内的排液管（111）开口处设有用于留存液态重烃（2）的存液结构；

所述闪蒸步骤如下：

S1.对仅含有液态重烃的闪蒸罐进行加热，使内部留存的液态重烃（2）转化为气态重烃；

S2.由进液管（121）将液化混合烃送入罐体（1）内进行闪蒸；

S3.打开排气管（15）将分离后的轻质烃排出；

S4.打开排液管（111）将闪蒸过程中得到的液态重烃（2）排出；

所述存液结构包括下弯管（112）和上弯管（113），所述下弯管（112）一端与罐体（1）内部空间连通，下弯管（112）另一端与上弯管（113）连通，所述上弯管（113）另一端与排液管（111）连通，且所述上弯管（113）弯折处的最低端高于罐体（1）底面；

所述罐体（1）侧面开设有进液管（121），所述罐体（1）内壁设有用于控制进液管（121）进液的浮阀；

所述浮阀包括与罐体（1）内壁滑动连接的遮盖板（132）和控制遮盖板（132）升降的浮球（131）。

2.根据权利要求1所述的伴生气混合烃分离方法,其特征在于，所述气态重烃为含碳原子个数大于6的石油烃。

3.根据权利要求1所述的伴生气混合烃分离方法，其特征在于，所述进液管（121）设有用于控制混合烃液体流速的调节装置。

4.根据权利要求3所述的伴生气混合烃分离方法，其特征在于，所述调节装置包括与进液管（121）螺纹连接的调节套筒（122）、调节块（123）和调节阀（125），所述进液管（121）上套设有暴露于外的调节套筒（122），所述调节套筒（122）靠近罐体（1）端设有调节块（123），所述调节块（123）远调节套筒（122）端设有调节斜面（124），所述调节块（123）靠近调节阀（125）端设有与调节斜面（124）对应的楔形块（126），调节块（123）沿进液管（121）轴向的运动可使调节阀（125）受迫并沿进液管（121）径向移动。

5.根据权利要求4所述的伴生气混合烃分离方法，其特征在于，所述调节块（123）上开设有调节窗口（127），且调节窗口（127）靠近调节斜面（124）端设有与调节斜面（124）对应的楔形块（126），所述调节块（123）远进液管（121）端与罐体（1）通过弹簧弹性连接。

6.根据权利要求1所述的伴生气混合烃分离方法，其特征在于，所述罐体（1）内交错设有一组向下倾斜的挡流板（14），所述罐体（1）在高于挡流板（14）的位置设有排气管（15），所述罐体（1）底部设有加热装置。