CN208071658U - 换热低温分离合一装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种换热低温分离合一装置，待处理湿天然气从待处理湿天然气入口进入换热管内，与管外的低温干天然气进行热交换后温度降低变为预冷后湿天然气，预冷后湿天然气通过预冷后湿天然气出口进入冷却系统进行冷却后通过低温湿天然气入口进入气液分离腔，低温湿天然气在气液分离腔内分离为干天然气和冷凝液，冷凝液从第一冷凝液出口流出，干冷天然气通过干冷天然气出口进入换热腔内，完成换热过程后通过干热天然气出口排出。通过将换热器系统和低温分离系统集成在一起，从而增加设备的集成度，降低设备的占地面积，简化设备的安装和管道的连接，降低投资。

Description

换热低温分离合一装置

技术领域

本实用新型涉及天然气分离技术领域，具体而言，涉及一种换热低温分离合一装置。

背景技术

在需要低温分离+冷量回收的应用领域中（石油天然气行业一般是在低温分离脱水、脱烃的领域），通常的做法是待处理湿介质先经过换热器预冷后，进入外制冷系统，继续冷却达到要求的分离温度后再进入低温分离中完成分离，分离后的气相返回换热器作为冷源对来气进行预冷。

该处理流程由三大部分组成：换热器系统、外制冷系统、低温分离系统。换热器功能适用于完成待处理天然气与低温分离器来气的换热，实现待处理气体的预冷过程，完成冷量回收。换热器常用形式包括管壳式换热器、高效缠绕管式；低温分离器用于完成低温条件下的气液分离；外制冷系统用于提供冷量，常用的制冷方式包括丙烷、氟利昂等。

从整体流程看，三大功能模块相互独立，设备尺寸大、占地大、管线布置、安装不便，不利于橇装化供货的实现，同时增加了投资。

发明内容

本实用新型的主要目的在于提供一种换热低温分离合一装置，以解决现有技术中的分离式气液分离装置集成度低、占地面积大的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种换热低温分离合一装置，包括壳体，壳体内部通过隔热层分隔成独立的换热腔和气液分离腔；气液分离腔的上部两端的壳体上分别开设有低温湿天然气入口和干冷天然气出口，气液分离腔的下部开设有第一冷凝液出口；换热腔的内部安装有换热管，换热腔的壳体分别开设有待处理湿天然气入口、干冷天然气入口、干热天然气出口和预冷后湿天然气出口，干冷天然气入口与干冷天然气出口连通，干冷天然气入口直接通入换热腔内，换热管的入气口和出气口分别与与待处理湿天然气入口和预冷后湿天然气出口连通，干冷天然气在换热腔内与换热管中的待处理湿天然气换热之后通过干热天然气出口排出，冷却系统的入口和出口分别与预冷后湿天然气出口和低温湿天然气入口连通，换热腔的底部壳体上开设有第二冷凝液出口；待处理湿天然气从待处理湿天然气入口进入换热管中，与从干冷天然气入口进入换热腔内的低温干天然气进行热交换后变为预冷后湿天然气，预冷后湿天然气通过预冷后湿天然气出口进入冷却系统进行冷却后通过低温湿天然气入口进入气液分离腔，低温湿天然气在气液分离腔内分离为干天然气和冷凝液，冷凝液从第一冷凝液出口流出，干冷天然气通过干冷天然气出口进入换热腔内。

进一步地，换热低温分离合一装置还包括集液管，集液管安装在壳体的下方并对应换热腔和气液分离腔分隔成两部分，集液管的两部分对应与气液分离腔的第一冷凝液出口和换热腔的第二冷凝液出口连通。

进一步地，换热管的入口和出口分别焊接于管板上下两侧的孔隙内，换热管的中间部分盘绕于换热腔内，管板为圆形且圆周与壳体密封连接，干热天然气出口与管板上的出气口通过排气管连接，待处理湿天然气经过待处理湿天然气缓冲室后进入换热管内。

进一步地，待处理湿天然气缓冲室通过隔板与壳体和管板焊接而成，隔板与壳体、管板密封焊接，待处理湿天然气入口和换热管的入气口均与待处理湿天然气缓冲室连通。

进一步地，气液分离腔内可安装有波纹板聚结填料或丝网或叶片式聚结器，强化分离效果。

进一步地，隔热层内部填充物为保温隔热材料。

进一步地，壳体的壁厚由装置的设计压力、材质和腐蚀裕量确定。

应用本实用新型的技术方案，待处理湿天然气从所述待处理湿天然气入口进入换热管中，与从干冷天然气入口进入换热腔内的低温干天然气进行热交换后变为预冷后湿天然气，预冷后湿天然气通过预冷后湿天然气出口进入冷却系统进行冷却后通过低温湿天然气入口进入气液分离腔，低温湿天然气在气液分离腔内分离为干天然气和冷凝液，冷凝液从所述第一冷凝液出口流出，干冷天然气通过干冷天然气出口进入换热腔内。本实用新型通过将传统的换热器系统和低温分离系统集成在一起，从而增加设备的集成度，降低设备的占地面积，简化设备的安装和连接，降低投资。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了本实用新型的绕管换热低温分离合一装置的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、壳体；20、换热腔；21、换热管；22、待处理湿天然气入口；23、干冷天然气入口；24、干热天然气出口；25、预冷后湿天然气出口；26、第二冷凝液出口；27、管板；28、处理湿天然气缓冲室；29、隔板；30、气液分离腔；31、低温湿天然气入口；32、干冷天然气出口；33、第一冷凝液出口；40、冷却系统；50、集液管；60、隔热层。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本实用新型。

为解决现有技术中的分离式气液分离装置集成度低、占地面积大的问题，本实用新型提供了一种换热低温分离合一装置。

如图1所示，换热低温分离合一装置，包括壳体10，壳体10内部通过隔热层60分隔成独立的换热腔20和气液分离腔30；气液分离腔30的上部两端的壳体10上分别开设有低温湿天然气入口31和干冷天然气出口32，气液分离腔30的下部开设有第一冷凝液出口33；换热腔20的内部安装有换热管21，换热腔20的壳体10分别开设有待处理湿天然气入口22、干冷天然气入口23、干热天然气出口24和预冷后湿天然气出口25，干冷天然气入口23与干冷天然气出口32连通，干冷天然气入口23直接通入换热腔20内，换热管21的入气口和出气口分别与与待处理湿天然气入口22和预冷后湿天然气出口25连通，干冷天然气在换热腔20内与换热管21中的待处理湿天然气换热之后通过干热天然气出口24排出，冷却系统40的入口和出口分别与预冷后湿天然气出口25和低温湿天然气入口31连通，换热腔20的底部壳体10上开设有第二冷凝液出口26；待处理湿天然气从待处理湿天然气入口22进入换热管21中，与从干冷天然气入口23进入换热腔20内的低温干天然气进行热交换后变为预冷后湿天然气，预冷后湿天然气通过预冷后湿天然气出口25进入冷却系统40进行冷却后通过低温湿天然气入口31进入气液分离腔30，低温湿天然气在气液分离腔30内分离为干天然气和冷凝液，冷凝液从第一冷凝液出口33流出，干冷天然气通过干冷天然气出口32进入换热腔20内。

本实用新型通过将换热器系统和低温分离系统集成在一起，从而增加设备的集成度，降低设备的占地面积，简化设备的安装和管道的连接，降低投资。

如图1所示，换热低温分离合一装置还包括集液管50，集液管50安装在壳体10的下方并对应换热腔20和气液分离腔30分隔成两部分，集液管50的两部分对应与气液分离腔30的第一冷凝液出口33和换热腔20的第二冷凝液出口26连通，通过集液管50对冷凝液进行收集在通过集液管50上的排液口排出。

如图1所示，换热管21的入口和出口分别焊接于管板27上下两侧的孔隙内，换热管21的中间部分盘绕于换热腔20内，管板27为圆形且圆周与壳体10密封连接，干热天然气出口24与管板27上的出气口通过排气管连接，待处理湿天然气经过待处理湿天然气缓冲室28后进入换热管21内。待处理湿天然气缓冲室28通过隔板29与壳体10和管板27焊接而成，隔板29与壳体10、管板27密封焊接，待处理湿天然气入口22和换热管21的入气口均与待处理湿天然气缓冲室28连通。通过隔板29来构成一个密封的待处理湿天然气缓冲室28，待处理湿天然气入口22位于待处理湿天然气缓冲室28内，换热管21的入气口设置于位于处理湿天然气缓冲室28内一侧的管板27上，从而将待处理湿天然气与预冷后的天然气隔离。

优选地，气液分离腔30内安装有波纹板聚结填料或丝网或叶片式聚结器，从而促进气液分离。

优选地，为避免热量的无效传递，通过隔热层60将换热腔20和气液分离腔30隔开，隔热层60内部填充保温隔热材料，保证换热腔20和气液分离腔30之间的隔热效果。

优选地，壳体10的壁厚由装置的设计压力、材质和腐蚀裕量等参数确定。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种换热低温分离合一装置，其特征在于，包括壳体（10），所述壳体（10）内部通过隔热层（60）分隔成独立的换热腔（20）和气液分离腔（30）；所述气液分离腔（30）的上部两端的壳体（10）上分别开设有低温湿天然气入口（31）和干冷天然气出口（32），所述气液分离腔（30）的下部开设有第一冷凝液出口（33）；所述换热腔（20）的内部安装有换热管（21），所述换热腔（20）的壳体（10）分别开设有待处理湿天然气入口（22）、干冷天然气入口（23）、干热天然气出口（24）和预冷后湿天然气出口（25），所述干冷天然气入口（23）与干冷天然气出口（32）连通，所述干冷天然气入口（23）直接通入所述换热腔（20）内，所述换热管（21）的入气口和出气口分别与与所述待处理湿天然气入口（22）和所述预冷后湿天然气出口（25）连通，干冷天然气在所述换热腔（20）内与所述换热管（21）中的待处理湿天然气换热之后通过所述干热天然气出口（24）排出，冷却系统（40）的入口和出口分别与所述预冷后湿天然气出口（25）和所述低温湿天然气入口（31）连通，所述换热腔（20）的底部壳体（10）上开设有第二冷凝液出口（26）；待处理湿天然气从所述待处理湿天然气入口（22）进入所述换热管（21）中，与从所述干冷天然气入口（23）进入所述换热腔（20）内的低温干天然气进行热交换后变为预冷后湿天然气，预冷后湿天然气通过所述预冷后湿天然气出口（25）进入所述冷却系统（40）进行冷却后通过所述低温湿天然气入口（31）进入所述气液分离腔（30），低温湿天然气在所述气液分离腔（30）内分离为干天然气和冷凝液，冷凝液从所述第一冷凝液出口（33）流出，干冷天然气通过所述干冷天然气出口（32）进入所述换热腔（20）内。

2.根据权利要求1所述的换热低温分离合一装置，其特征在于，所述换热低温分离合一装置还包括集液管（50），所述集液管（50）安装在所述壳体（10）的下方并对应所述换热腔（20）和所述气液分离腔（30）分隔成两部分，所述集液管（50）的两部分对应与所述气液分离腔（30）的第一冷凝液出口（33）和所述换热腔（20）的第二冷凝液出口（26）连通。

3.根据权利要求1所述的换热低温分离合一装置，其特征在于，所述换热管（21）的入口和出口分别焊接于管板（27）上下两侧的孔隙内，所述换热管（21）的中间部分盘绕于所述换热腔（20）内，所述管板（27）为圆形且圆周与所述壳体（10）密封连接，所述干热天然气出口（24）与所述管板（27）上的出气口通过排气管连接，待处理湿天然气经过待处理湿天然气缓冲室（28）后进入所述换热管（21）内。

4.根据权利要求3所述的换热低温分离合一装置，其特征在于，所述待处理湿天然气缓冲室（28）通过隔板（29）与所述壳体（10）和所述管板（27）焊接而成，所述隔板（29）与所述壳体（10）、所述管板（27）密封焊接，所述待处理湿天然气入口（22）和所述换热管（21）的入气口均与所述待处理湿天然气缓冲室（28）连通。

5.根据权利要求1所述的换热低温分离合一装置，其特征在于，所述气液分离腔（30）内可安装有波纹板聚结填料或丝网或叶片式聚结器，强化分离效果。

6.根据权利要求1所述的换热低温分离合一装置，其特征在于，所述隔热层（60）内部填充物为保温隔热材料。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的换热低温分离合一装置，其特征在于，所述壳体（10）的壁厚由装置的设计压力、材质和腐蚀裕量确定。