CN212535598U - 一种井口高压天然气加热节流预处理及液化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种井口高压天然气加热节流预处理及液化系统，其包括若干组并联设置的井口高压天然气前处理单元、导热油炉、二级过滤分离器、脱酸橇、分子筛脱水橇、脱汞脱苯橇及天然气液化橇；井口高压天然气前处理单元包括井口采气注醇橇、除砂器、一级过滤分离器及手动节流角阀；若干组并联设置的井口高压天然气前处理单元中，井口采气注醇橇的气体出口通过管路依次经由除砂器、一级过滤分离器与导热油炉的任一气体入口相连；导热油炉中与任一气体入口相对应的气体出口通过管路经由手动节流角阀与二级过滤分离器的气体入口相连；二级过滤分离器的气体出口通过管路依次经由脱酸橇、分子筛脱水橇、脱汞脱苯橇与天然气液化橇的气体入口相连。

Description

一种井口高压天然气加热节流预处理及液化系统

技术领域

本实用新型涉及一种井口高压天然气加热节流预处理及液化系统，属于清洁能源利用技术领域。

背景技术

随着对全球气候变化的日益关注，天然气被视为比煤炭和石油更有效和清洁的能源，其广泛应用有力地促进了能源生产和消费革命的发展，并凸显了天然气供应链设计和运行优化的必要性。天然气生产系统作为天然气供应链的重要组成部分，能够收集和处理井口天然气，向下游市场提供合格的天然气。

但是，目前各大气田中总有部分边远井、零散井因为不具备铺设采气管道的条件而未被纳入气田集输系统，导致长期关井，使得前期钻井费用无法回收，且对应气井的产能无法释放，造成能源浪费。

由于来自气井的天然气属于一种原始状态的流体，其中含有大量采出水、重烃、钻井液以及地层岩砂等，实际应用中，需对该类固体及液体杂质进行预处理，并进行节流稳压，以便可以进行后续天然气液化生产。

因此，提供一种井口高压天然气加热节流预处理及液化系统与工艺，以实现在井口直接将天然气转化为LNG，并将LNG通过公路外运，已经成为本领域亟需解决的技术问题。

实用新型内容

为了解决上述的缺点和不足，本实用新型的目的在于提供一种井口高压天然气加热节流预处理及液化系统。

为了实现以上目的，本实用新型提供了一种井口高压天然气加热节流预处理及液化系统，其中，所述井口高压天然气加热节流预处理及液化系统包括：

若干组并联设置的井口高压天然气前处理单元、导热油炉、二级过滤分离器、脱酸橇、分子筛脱水橇、脱汞脱苯橇及天然气液化橇；

其中，所述井口高压天然气前处理单元包括井口采气注醇橇、除砂器、一级过滤分离器及手动节流角阀；

若干组并联设置的井口高压天然气前处理单元中，井口采气注醇橇的气体出口通过管路依次经由除砂器、一级过滤分离器与所述导热油炉的任一气体入口相连；导热油炉中与任一气体入口相对应的气体出口通过管路经由手动节流角阀与所述二级过滤分离器的气体入口相连；所述二级过滤分离器的气体出口通过管路依次经由脱酸橇、分子筛脱水橇、脱汞脱苯橇与所述天然气液化橇的气体入口相连。

在以上所述的系统中，优选地，所述井口高压天然气前处理单元还包括调压阀，导热油炉中与任一气体入口相对应的气体出口通过管路依次经由手动节流角阀、调压阀与所述二级过滤分离器的气体入口相连。

在以上所述的系统中，优选地，所述井口高压天然气前处理单元还包括压力变送器，导热油炉中与任一气体入口相对应的气体出口通过管路依次经由手动节流角阀、调压阀、压力变送器与所述二级过滤分离器的气体入口相连。

优选地，所述系统还包括LNG储罐或槽车，所述天然气液化橇的气体出口通过管路与所述LNG储罐或槽车的入口相连。

在以上所述的系统中，优选地，所述天然气液化橇中的液化冷箱为铝制板翅式换热器。

在以上所述的系统中，优选地，所述天然气液化橇中的冷剂压缩机为螺杆式压缩机。

优选地，所述系统包括三组并联设置的井口高压天然气前处理单元，其中，第一组井口高压天然气前处理单元包括第一井口采气注醇橇、第一除砂器、第一一级过滤分离器及第一手动节流角阀；第二组井口高压天然气前处理单元包括第二井口采气注醇橇、第二除砂器、第二一级过滤分离器及第二手动节流角阀；第三组井口高压天然气前处理单元包括第三井口采气注醇橇、第三除砂器、第三一级过滤分离器及第三手动节流角阀；

所述第一井口采气注醇橇的气体出口通过管路依次经由第一除砂器、第一一级过滤分离器与所述导热油炉的第一气体入口相连，导热油炉的第一气体出口通过管路经由第一手动节流角阀与所述二级过滤分离器的气体入口相连；

所述第二井口采气注醇橇的气体出口通过管路依次经由第二除砂器、第二一级过滤分离器与所述导热油炉的第二气体入口相连，导热油炉的第二气体出口通过管路经由第二手动节流角阀与所述二级过滤分离器的气体入口相连；

所述第三井口采气注醇橇的气体出口通过管路依次经由第三除砂器、第三一级过滤分离器与所述导热油炉的第三气体入口相连，导热油炉的第三气体出口通过管路经由第三手动节流角阀与所述二级过滤分离器的气体入口相连；

所述二级过滤分离器的气体出口通过管路依次经由脱酸橇、分子筛脱水橇、脱汞脱苯橇与所述天然气液化橇的气体入口相连。

在以上所述的系统中，优选地，所述第一组井口高压天然气前处理单元、第二组井口高压天然气前处理单元及第三组井口高压天然气前处理单元还分别包括第一调压阀、第二调压阀及第三调压阀；

导热油炉的第一气体出口通过管路依次经由第一手动节流角阀、第一调压阀与所述二级过滤分离器的气体入口相连；

导热油炉的第二气体出口通过管路依次经由第二手动节流角阀、第二调压阀与所述二级过滤分离器的气体入口相连；

导热油炉的第三气体出口通过管路依次经由第三手动节流角阀、第三调压阀与所述二级过滤分离器的气体入口相连。

在以上所述的系统中，优选地，所述第一组井口高压天然气前处理单元、第二组井口高压天然气前处理单元及第三组井口高压天然气前处理单元还分别包括第一压力变送器、第二压力变送器及第三压力变送器；

导热油炉的第一气体出口通过管路依次经由第一手动节流角阀、第一调压阀、第一压力变送器与所述二级过滤分离器的气体入口相连；

导热油炉的第二气体出口通过管路依次经由第二手动节流角阀、第二调压阀、第二压力变送器与所述二级过滤分离器的气体入口相连；

导热油炉的第三气体出口通过管路依次经由第三手动节流角阀、第三调压阀、第三压力变送器与所述二级过滤分离器的气体入口相连。

在以上所述的系统中，所述压力变送器用于检测调压阀阀后的压力，以确定调压阀的开度，进而保证调压阀阀后压力处于一个相对稳定的范围内。

在以上所述的系统中，导热油炉、二级过滤分离器、脱酸橇、分子筛脱水橇、脱汞脱苯橇、天然气液化橇、井口采气注醇橇、除砂器、一级过滤分离器、手动节流角阀、调压阀及压力变送器等设备均为常规设备，其均可以通过商购获得。

其中，于脱酸橇中可采用本领域常规的胺液法脱除酸性气体；

于分子筛脱水橇中可采用分子筛吸附法吸附饱和水；

于天然气液化橇中可进行带预冷的混合冷剂制冷工艺，也可进行不带预冷的混合冷剂制冷工艺。

本实用新型所提供的井口高压天然气加热节流预处理及液化系统中的设备全部以橇装形式设计并建设，便于随时搬迁及二次利用，且流程简单、投资低、占地面积小、建设周期短；同时，该系统不受井场内井口数量的限制，其既适用于单井井场也适用于多井井场，总处理规模可达5000Nm³/d-30×10⁴Nm³/d。

在应用时，可将边远的、无法接入集输系统的天然气井就地接入该系统中，以实现对井口高压天然气进行就地节流并预处理，进而液化为可公路运输的LNG，充分释放边远天然气井的产能，提高经济效益及社会效益。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例1所提供的井口高压天然气加热节流预处理及液化系统的结构示意图。

主要附图标号说明：

T-01A、第一采气树；

T-01B、第二采气树；

T-01C、第三采气树；

B-01A、第一井口采气注醇橇；

B-01B、第二井口采气注醇橇；

B-01C、第三井口采气注醇橇；

C-01A、第一除砂器；

C-01B、第二除砂器；

C-01C、第三除砂器；

V-01A、第一一级过滤分离器；

V-01B、第二一级过滤分离器；

V-01C、第三一级过滤分离器；

L-01、导热油炉；

J-01A、第一手动节流角阀；

J-01B、第二手动节流角阀；

J-01C、第三手动节流角阀；

PV-01A、第一调压阀；

PV-01B、第二调压阀；

PV-01C、第三调压阀；

PI-01A、第一压力变送器；

PI-01B、第二压力变送器；

PI-01C、第三压力变送器；

V-02、二级过滤分离器；

B-02、脱酸橇；

B-03、分子筛脱水橇；

B-04、脱汞脱苯橇；

B-05、天然气液化橇。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现结合以下具体实施例对本实用新型的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本实用新型的可实施范围的限定。

实施例1

本实施例提供了一种井口高压天然气加热节流预处理及液化系统，其结构示意图如图1所示，从图1中可以看出，该系统包括：

三组并联设置的井口高压天然气前处理单元、导热油炉L-01、二级过滤分离器V-02、脱酸橇B-02、分子筛脱水橇B-03、脱汞脱苯橇B-04及天然气液化橇B-05；

其中，第一组井口高压天然气前处理单元包括第一井口采气注醇橇B-01A、第一除砂器C-01A、第一一级过滤分离器V-01A、第一手动节流角阀J-01A、第一调压阀PV-01A、第一压力变送器PI-01A；第二组井口高压天然气前处理单元包括第二井口采气注醇橇B-01B、第二除砂器C-01B、第二一级过滤分离器V-01B、第二手动节流角阀J-01B、第二调压阀PV-01B、第二压力变送器PI-01B；第三组井口高压天然气前处理单元包括第三井口采气注醇橇B-01C、第三除砂器C-01C、第三一级过滤分离器V-01C、第三手动节流角阀J-01C、第三调压阀PV-01C、第三压力变送器PI-01C；

第一采气树T-01A的出口通过管路与所述第一井口采气注醇橇B-01A的气体入口相连，第一井口采气注醇橇B-01A的气体出口通过管路依次经由第一除砂器C-01A、第一一级过滤分离器V-01A与所述导热油炉L-01的第一气体入口相连，导热油炉L-01的第一气体出口通过管路经由第一手动节流角阀J-01A、第一调压阀PV-01A、第一压力变送器PI-01A与所述二级过滤分离器V-02的气体入口相连；

第二采气树T-01B的出口通过管路与所述第二井口采气注醇橇B-01B的气体入口相连，所述第二井口采气注醇橇B-01B的气体出口通过管路依次经由第二除砂器C-01B、第二一级过滤分离器V-01B与所述导热油炉L-01的第二气体入口相连，导热油炉L-01的第二气体出口通过管路经由第二手动节流角阀J-01B、第二调压阀PV-01B、第二压力变送器PI-01B与所述二级过滤分离器V-02的气体入口相连；

第三采气树T-01C的出口通过管路与所述第三井口采气注醇橇B-01C的气体入口相连，所述第三井口采气注醇橇B-01C的气体出口通过管路依次经由第三除砂器C-01C、第三一级过滤分离器V-01C与所述导热油炉L-01的第三气体入口相连，导热油炉L-01的第三气体出口通过管路经由第三手动节流角阀J-01C、第三调压阀PV-01C、第三压力变送器PI-01C与所述二级过滤分离器V-02的气体入口相连；

所述二级过滤分离器V-02的气体出口通过管路依次经由脱酸橇B-02、分子筛脱水橇B-03、脱汞脱苯橇B-04与所述天然气液化橇B-05的气体入口相连；

本实施例中，所述系统还包括LNG储罐或槽车(图中未示出)，所述天然气液化橇B-05的气体出口通过管路与所述LNG储罐或槽车的入口相连；

本实施例中，所述天然气液化橇中的液化冷箱为铝制板翅式换热器；

本实施例中，所述天然气液化橇中的冷剂压缩机为螺杆式压缩机。

本实用新型实施例所提供的井口高压天然气加热节流预处理及液化系统中的设备全部以橇装形式设计并建设，便于随时搬迁及二次利用，且流程简单、投资低、占地面积小、建设周期短；同时，该系统还不受井场内井口数量的限制，其既适用于单井井场也适用于多井井场，总处理规模可达5000Nm³/d-30×10⁴Nm³/d。

实施例2

本实施例提供了一种井口高压天然气加热节流预处理及液化工艺，其是利用实施例1所提供的井口高压天然气加热节流预处理及液化系统实现的，该工艺包括以下步骤：

来自三口天然气井的天然气各自由第一采气树T-01A、第二采气树T-01B及第三采气树T-01C经井口采气注醇橇后进入除砂器，对地层中随天然气出井口的细砂等杂质进行清除；

除砂后的天然气进入一级过滤分离器，以对天然气中大量携带的游离水及部分重烃进行分离；

一级过滤分离后的天然气进入导热油炉被加热至50℃以上，以免节流时产生水合物而堵塞系统；

加热后的天然气通过手动节流角阀初步节流至约5-7MPa，然后通过调压阀进一步调压至4.5MPa；

调压后的天然气进入二级过滤分离器进行二次游离水分离，以免井底残留的表面活性剂等药剂随游离水进入脱酸橇污染胺液；

二级过滤分离后的天然气进入脱酸橇，脱除原料天然气中的CO₂及H₂S，使其CO₂含量低于50ppm，H₂S含量低于4ppm；

脱酸后的天然气进入分子筛脱水橇对天然气中的饱和水进一步脱除，使干燥后的天然气的水露点低于-70℃；

干燥合格的天然气进入脱汞脱苯橇脱除含有的汞和苯，以免冻堵冷箱。

至此，来自天然气井口采气树的原料气天然气已被预处理完毕，符合进入天然气液化系统的指标。预处理后的天然气进入天然气液化橇，在液化冷箱内与混合冷剂换热后产出合格的LNG产品。

综上可见，由于来自地层的天然气井口压力一般超过15MPa，且会不同程度的含水含砂，需对出井口的天然气进行预处理，其过程为除砂、一次过滤分离游离水，加热、节流、调压、二次分离游离水、脱酸、干燥、脱汞、脱苯，至此，净化天然气中硫、碳、水、汞、苯及杂质含量均小于天然气液化要求的指标，进入天然气液化橇液化为产品LNG；

本实施例所提供的该井口高压天然气加热节流预处理及液化工艺可将边远的、无法接入集输系统的天然气井就地接入该系统中，以实现对井口高压天然气进行就地节流并预处理，进而液化为可公路运输的LNG，充分释放边远天然气井的产能，并免除了气田集输及净化处理的上游投资，提高了经济效益及社会效益。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，不能以其限定实用新型实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。

Claims (10)

1.一种井口高压天然气加热节流预处理及液化系统，其特征在于，所述井口高压天然气加热节流预处理及液化系统包括：

若干组并联设置的井口高压天然气前处理单元、导热油炉、二级过滤分离器、脱酸橇、分子筛脱水橇、脱汞脱苯橇及天然气液化橇；

其中，所述井口高压天然气前处理单元包括井口采气注醇橇、除砂器、一级过滤分离器及手动节流角阀；

若干组并联设置的井口高压天然气前处理单元中，井口采气注醇橇的气体出口通过管路依次经由除砂器、一级过滤分离器与所述导热油炉的任一气体入口相连；导热油炉中与任一气体入口相对应的气体出口通过管路经由手动节流角阀与所述二级过滤分离器的气体入口相连；所述二级过滤分离器的气体出口通过管路依次经由脱酸橇、分子筛脱水橇、脱汞脱苯橇与所述天然气液化橇的气体入口相连。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述井口高压天然气前处理单元还包括调压阀，导热油炉中与任一气体入口相对应的气体出口通过管路依次经由手动节流角阀、调压阀与所述二级过滤分离器的气体入口相连。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述井口高压天然气前处理单元还包括压力变送器，导热油炉中与任一气体入口相对应的气体出口通过管路依次经由手动节流角阀、调压阀、压力变送器与所述二级过滤分离器的气体入口相连。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括LNG储罐或槽车，所述天然气液化橇的气体出口通过管路与所述LNG储罐或槽车的入口相连。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述天然气液化橇中的液化冷箱为铝制板翅式换热器。

6.根据权利要求1或5所述的系统，其特征在于，所述天然气液化橇中的冷剂压缩机为螺杆式压缩机。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统包括三组并联设置的井口高压天然气前处理单元，其中，第一组井口高压天然气前处理单元包括第一井口采气注醇橇、第一除砂器、第一一级过滤分离器及第一手动节流角阀；第二组井口高压天然气前处理单元包括第二井口采气注醇橇、第二除砂器、第二一级过滤分离器及第二手动节流角阀；第三组井口高压天然气前处理单元包括第三井口采气注醇橇、第三除砂器、第三一级过滤分离器及第三手动节流角阀；

所述第一井口采气注醇橇的气体出口通过管路依次经由第一除砂器、第一一级过滤分离器与所述导热油炉的第一气体入口相连，导热油炉的第一气体出口通过管路经由第一手动节流角阀与所述二级过滤分离器的气体入口相连；

所述第二井口采气注醇橇的气体出口通过管路依次经由第二除砂器、第二一级过滤分离器与所述导热油炉的第二气体入口相连，导热油炉的第二气体出口通过管路经由第二手动节流角阀与所述二级过滤分离器的气体入口相连；

所述第三井口采气注醇橇的气体出口通过管路依次经由第三除砂器、第三一级过滤分离器与所述导热油炉的第三气体入口相连，导热油炉的第三气体出口通过管路经由第三手动节流角阀与所述二级过滤分离器的气体入口相连。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述第一组井口高压天然气前处理单元、第二组井口高压天然气前处理单元及第三组井口高压天然气前处理单元还分别包括第一调压阀、第二调压阀及第三调压阀；

导热油炉的第一气体出口通过管路依次经由第一手动节流角阀、第一调压阀与所述二级过滤分离器的气体入口相连；

导热油炉的第二气体出口通过管路依次经由第二手动节流角阀、第二调压阀与所述二级过滤分离器的气体入口相连；

导热油炉的第三气体出口通过管路依次经由第三手动节流角阀、第三调压阀与所述二级过滤分离器的气体入口相连。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述第一组井口高压天然气前处理单元、第二组井口高压天然气前处理单元及第三组井口高压天然气前处理单元还分别包括第一压力变送器、第二压力变送器及第三压力变送器；

导热油炉的第一气体出口通过管路依次经由第一手动节流角阀、第一调压阀、第一压力变送器与所述二级过滤分离器的气体入口相连；

导热油炉的第二气体出口通过管路依次经由第二手动节流角阀、第二调压阀、第二压力变送器与所述二级过滤分离器的气体入口相连；

导热油炉的第三气体出口通过管路依次经由第三手动节流角阀、第三调压阀、第三压力变送器与所述二级过滤分离器的气体入口相连。

10.根据权利要求7-9任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括LNG储罐或槽车，所述天然气液化橇的气体出口通过管路与所述LNG储罐或槽车的入口相连。

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