CN212833648U - 一种低温分离装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种低温分离装置，其包括：分离容器，分离容器内在沿着天然气的流通方向上依次设有相互连通的第一级分离腔室、第二级分离腔室和第三级分离腔室；其中，第一级分离腔室内设有惯性分离器，第二级分离腔室内设有离心分离器，第三级分离腔室内设有分离器组件，其中，分离器组件包括沿着天然气流通方向上依次设置的聚结器和挡板分离器，天然气用于依次流经惯性分离器、离心分离器、聚结器和挡板分离器，以使天然气中的气相和液相分离。本实用新型提供的本实施例提供的低温分离装置实现了对含蜡天然气进行气液分离的目的，解决了现有的立式分离器在处理含蜡天然气时，分离性能较差的技术问题。

Description

一种低温分离装置

技术领域

本实用新型涉及气液分离技术领域，特别涉及一种适用于含蜡天然气的低温分离装置。

背景技术

由于自然条件的原因，天然气田开采出来的天然气中都含有一定的杂质，比如烃、醇和水。这些天然气中的杂质，无论对天然气的使用还是天然气的输送都具有不利的影响，因此，必须将经天然气田开采得到的天然气中的杂质去除。

目前，天然气通过低温(即温度处于零下15℃及以下)处理工艺，比如低温沉降，使天然气中夹杂的杂质成为液态，然后通过低温处理工艺中的气液分离的方式将液态从天然气中分离出来。天然气低温处理工艺中气液分离器一般采用立式分离器，立式分离器内沿着天然气的流通方向上一般设置有叶片分布器、聚结器和旋流器。立式分离器在将叶片分布器将天然气均匀分布后，利用聚结器将天然气内夹杂的小凝结液滴聚积形成大液滴，最后利用旋流器进行气液分离，分离后的液体通过降液管降至立式分离器的下端储液空间，分离后的气体进入后续管线。

然而，利用这种立式分离器在处理高含蜡天然气时，由于经立式分离器析出的蜡具有高粘性，随着生产时间的增加，析出的高粘度蜡会附着于聚结器内的聚结丝网，造成聚结丝网的堵塞，使得气体通过聚结器压降逐渐增大，导致分离的液体不能穿过聚结丝网降液，严重的情况下，会造成降液管堵塞，严重影响立式分离器的分离性能，使得立式分离器对于高含蜡天然气的分离性能较差。

实用新型内容

本实用新型提供一种低温分离装置，解决了现有的立式分离器在处理高含蜡天然气时，分离性能较差的技术问题。

本实用新型提供了一种低温分离装置，适用于含蜡天然气的气液分离，所述低温分离装置包括分离容器，所述分离容器内在沿着所述天然气的流通方向上依次设有相互连通的第一级分离腔室、第二级分离腔室和第三级分离腔室；

其中，所述第一级分离腔室内设有惯性分离器，所述第二级分离腔室内设有离心分离器，所述第三级分离腔室内设有分离器组件，其中，所述分离器组件包括沿着所述天然气流通方向上依次设置的聚结器和挡板分离器，所述天然气用于依次流经所述惯性分离器、所述离心分离器、所述聚结器和所述挡板分离器，以使所述天然气中的气相和液相分离。

如上所述的低温分离装置，可选的，所述惯性分离器包括阻挡板和多个阻隔件，多个所述阻隔件沿着所述天然气的流通方向设在所述阻挡板的一面或者两面；

其中，多个所述阻隔件在所述阻挡板上按照预设的行间距和列间距错位排列，用于使所述天然气中的液相和气相分离。

如上所述的低温分离装置，可选的，所述阻隔件为弯折结构，所述阻隔件包括进气端、引导部和与所述进气端相对设置且对所述天然气进行阻挡的弯折端；所述引导部连接在所述进气端和所述弯折端的之间，用于引导所述天然气在所述进气端和所述弯折端之间的流通。

如上所述的低温分离装置，可选的，在所述进气端至所述弯折端的方向上，所述阻隔件的宽度逐渐减小。

如上所述的低温分离装置，可选的，所述进气端的两侧分别设有朝向所述阻隔件内部弯折的弯折部，所述弯折部用于对经所述弯折端阻挡后反弹至所述进气端的所述天然气进行阻挡。

如上所述的低温分离装置，可选的，所述第二级分离腔室内设有喷淋器，所述喷淋器用于冲洗所述离心分离器上阻塞的蜡。

如上任意一项所述的低温分离装置，可选的，所述挡板分离器为设在所述聚结器出气端的波形板分离器，所述波形板分离器用于将经所述聚结器聚结形成的液相与所述天然气中的气相分离，使气相从所述分离容器排出。

如上任意一项所述的低温分离装置，可选的，所述分离容器内设有进气腔，所述进气腔位于所述第一级分离腔室背离所述第二级分离腔室的一侧，所述进气腔内设有进气口和与所述进气口相连通的分布器，其中，所述分布器倾斜设置在所述分离容器内且与所述惯性分离器相对设置。

如上任意一项所述的低温分离装置，可选的，还包括位于所述分离容器底部且与所述分离容器相连通的储液容器，所述储液容器包括三个独立的储液腔室；

其中，三个独立的储液腔室包括与所述第一级分离腔室相连通的第一储液腔室、与所述第二级分离腔室相连通的第三储液腔室、以及与所述第三级分离腔室相连通的第三储液腔室。

如上所述的低温分离装置，可选的，所述第二储液腔室通过第二连通管与离心分离器的出液口相连通；

所述第三储液腔室通过第三连通管与所述第三级分离腔室相连通，且所述第三连通管内设有内插管，所述内插管的一端与所述挡板分离器连通，所述内插管的另一端插入所述第三储液腔室内。

本实用新型提供的一种低温分离装置通过在分离容器内惯性分离器、离心分离器和分离器组件的设置，由于含蜡天然气在进入低温分离装置之前需经过低温处理工艺进行处理，使得含蜡天然气中夹杂的杂质成为液态，因此本实用新型通过将经低温处理后的含蜡天然气通过依次流经惯性分离器、离心分离器和分离器组件时，以首先通过惯性分离器有效地对天然气的气相和液相物质进行了第一次气液分离，将天然气中液态中的重烃(比如蜡)、醇和水进行分离；然后通过离心分离器对天然气进行了第二次气液分离，将天然气中液态中的轻烃、少量的醇和水进行分离；最后再通过分离器组件对天然气进行第三次气液分离，在实现对天然气进行气液分离的基础上，由于蜡在第一气液分离和第二次气液分离时已被分离，使得进入聚结器的天然气中仅有少量轻烃、少量的醇和水，从而避免了聚结器内的聚结丝网被蜡堵塞的风险，所以在实现对天然气进行气液分离的同时，不会造成聚结器内的聚结丝网的堵塞。因此，本实施例提供的低温分离装置实现了对经低温处理后的含蜡天然气进行气液分离的目的，解决了现有的立式分离器在处理高含蜡天然气时，分离性能较差的技术问题。

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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中立式分离器的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一提供的低温分离装置的结构示意图；

图3是本实用新型实施例一提供的惯性分离器的结构示意图；

图4是本实用新型实施例一提供的阻隔件的结构示意图；

图5是本实用新型实施例一提供的离心分离器的结构示意图；

图6是本实用新型实施例一提供的挡板分离器的结构示意图；

图7是本实用新型实施例一提供的波折板的结构示意图；

图8是本实用新型实施例二提供的分离方法的流程示意图。

附图标记说明：

分离容器-1；进气腔-11；第一级分离腔室-12；惯性分离器-121；阻挡板-1211；阻隔件-1212；进气端-12121；引导部-12122；弯折端-12123；弯折部 -12124；第二级分离腔室-13；离心分离器-131；旋流元件-1311；喷淋器-132；第三级分离腔室-14；分离器组件-141；聚结器-1411；挡板分离器-1412；波折板-14121；进气口-15；出气口-16；分布器-17；检修口-18；储液容器-2；第一储液腔室-21；第一出液口-211；第二储液腔室-22；第二出液口-221；第三储液腔室-23；第三出液口-231；第一连通管-3；第二连通管-4；第三连通管-5；内插管-6；调节阀-7；旋流器-8；降液管-9；叶片分布器-10。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

正如背景技术中所描述的，天然气低温处理工艺中气液分离器一般采用立式分离器，参考图1所示，立式分离器在将叶片分布器10将天然气均匀分布后，气体上升经过聚结器1411内的聚结丝网将天然气内夹杂的小凝结液滴聚积形成大液滴，然后经过旋流器8内的旋流元件和分离丝网进行气液分离，分离后的液体通过降液管9降至立式分离器的下端储液空间，分离后的气体进入后续管线。在立式分离器中要确保分离后的液体通过降液管将至下端储液空间，聚结丝网的压降一定不能太大然而，利用这种立式分离器在处理高含蜡天然气时，由于经立式分离器析出的蜡具有高粘性，随着生产时间的增加，析出的高粘度蜡会附着于聚结器1411内的聚结丝网，造成聚结丝网的堵塞，使得气体通过聚结器1411压降逐渐增大，导致分离的液体不能穿过聚结丝网降液无法降液。严重的情况下，底部液体会在压差的作用下通过降液管 9上升，气液分离失效，严重影响立式分离器的分离性能，使得立式分离器对于高含蜡天然气的分离性能较差。其中，需要说明的是，本实施例中的高含蜡天然气指的是对于现有的立式分离器来说，天然气中的蜡的含量会对立式分离器造成上述影响的含蜡天然气。在本实施例中，对于天然气中的含蜡量并不做进一步限定。

有鉴于此，本实用新型提供一种低温分离装置，以解决现有的立式分离器在处理高含蜡天然气时，分离性能较差的技术问题。

实施例一

图2是本实用新型实施例一提供的低温分离装置的结构示意图，图3是本实用新型实施例一提供的惯性分离器的结构示意图，图4是本实用新型实施例一提供的阻隔件的结构示意图，图5是本实用新型实施例一提供的离心分离器的结构示意图，图6是本实用新型实施例一提供的挡板分离器的结构示意图，图7是本实用新型实施例一提供的波折板的结构示意图。

参考图2至图7所示，本实用新型实施例提供的低温分离装置，适用于含蜡天然气的气液分离，低温分离装置包括分离容器1，分离容器1内在沿着天然气的流通方向上依次设有相互连通的第一级分离腔室12、第二级分离腔室13和第三级分离腔室14，以使天然气依次通过第一级分离腔室12、第二级分离腔室13和第三级分离腔室14；其中，第一级分离腔室12内设有惯性分离器121，第二级分离腔室13内设有离心分离器131，第三级分离腔室14内设有分离器组件141，其中，分离器组件141包括沿着天然气流通方向上依次设置的聚结器1411和挡板分离器1412，天然气用于依次流经惯性分离器121、离心分离器131、聚结器1411和挡板分离器1412，以使天然气中的气相和液相分离。

需要说明的是，本实施例中的含蜡天然气在经低温分离装置进行处理前，需先经过低温处理工艺进行处理，将含蜡天然气中的杂质变为液态。其中低温处理工艺一般可以理解为在小于等于零下15℃的温度下进行的处理，比如低温沉降等。相应的，本实施例中的低温分离装置属于低温处理工艺中的分离工艺，因此，本实施例中的低温分离装置的处理温度应小于等于零下15℃，即低温为小于等于零下15℃的温度。

具体的，参考图2所示，天然气首先通过惯性分离器121与惯性分离器 121发生碰撞，天然气中重量较重的液相物质(比如蜡)与气相分离，实现了对天然气的气相和液相物质第一次气液分离；分离后的天然气通过离心分离器131，可对第一次分离后的天然气进行气旋，产生离心运动，利用天然气中液晶和气相的密度差，使得密度较小的气相在离心分离器131的离心管中向上运动，密度相对较大的液相在离心管中向下运动，实现气液的离心分离，分离尺度为10-20μm的液相颗粒。经第二次气液分离后的天然气中的微小液体颗粒通过聚结器1411内的聚结丝网，微小颗粒液体在聚结丝网聚结形成较大的液体颗粒，最后通过分离器组件141中的挡板分离器1412，以分离经聚结丝网聚结形成的较大(粒径在3μm-5μm以上)液体颗粒，最终实现了含蜡天然气的高效分离。

参考图2所示，本申请通过在分离容器1内设置三级分离腔室，能够对天然气中的气相和液晶进行逐级分离，从而达到较好的分离效果。由于该天然气为含蜡天然气，其中含蜡天然气可以为高含蜡天然气，考虑到在分离过程中析出的蜡高粘性的特点，因此在第三级分离腔室14的分离器组件141之前设置第一级分离腔室12和第二级分离腔室13，通过第一级分离腔室12的惯性分离器121和第二级分离腔室13的离心分离器131对天然气中的气相和液晶进行第一次和第二次分离，将天然气中的大颗粒物质(比如蜡)从天然气中分离，使的天然气到达第三级分离腔室14内的分离器组件141时，天然气的气相中仅含有微小颗粒液相，从而避免了立式分离器中出现的蜡堵塞聚结器1411的聚结丝网的风险，最终通过本实施例的低温分离装置实现了含蜡天然气的高效分离。

需要说明的是，本实施例中，离心分离器131可以为现有技术中适用于气液分离的旋流分离器或者其他能够适用于气液分离的离心分离器，即本实施例中离心分离器131包括但不仅限于旋流分离器。其中，旋流分离器可以为气液旋流分离器。相应的，聚结器1411可以为现有技术中适用于气液分离的聚结器，比如气液聚结器。其中，聚结丝网为聚结器1411中能够将气相中的微量液晶(如水滴、油滴等)即固态颗粒去除的结构，比如聚结器1411的滤芯。在本实施例中，对于离心分离器131、聚结器1411和挡板分离器1412 的结构和型号并不做进一步限定。

具体的，本实施例中，挡板分离器1412可以为波形板分离器或者其他能够进行气液分离的挡板分离结构，即本实施例中，挡板分离器1412包括但不仅限于波形板分离器。具体的，参考图6和图7所示，波形板分离器可以由许多平行设置的波折板14121组成，该波折板14121之间设有一定间距(比如10mm)，并用边框进行固定。经聚结器1411聚结后的天然气在波形板分离器的薄板之间曲折流动，气相中的经聚结器1411凝聚成的较大液体颗粒在重心力、惯性力和重力的作用下，抛到板壁上，在附着力的作用下，使水滴粘附在波形板上形成水膜，水膜在重力作用下沉降，使液相和气相进一步分离，以分离经聚结丝网聚结形成的较大(粒径在3μm-5μm以上)液体颗粒，最终实现了含蜡天然气的高效分离。

作为一种可能的实施方式，为了使分离容器1内的第一级分离腔室12、第二级分离腔室13和第三级分离腔室14相互连通，本实施例中，可以在第一级分离腔室12、第二级分离腔室13和第三级分离腔室14上设有能够使天然气流通的通孔(在图中未标示)，该通孔的大小和形状需满足使天然气能够通过并进入下一阶段的分离作业即可，在本实施例中，对于该通孔的大小和形状不再做进一步阐述。

其中，参考图1所示，本实施例中，惯性分离器121和离心分离器131 可以通过固定支架分别固定在第一级分离腔室12和第二级分离腔室13，以使惯性分离器121和离心分离器131和分离容器1的底部存在一定的间隙，也就是说，可以通过固定支架使惯性分离器121和离心分离器131尽量靠近天然气流通方向的中部设置，以便更多的天然气能够进入惯性分离器121和离心分离器131，以增大天然气的气液分离效果。

应理解的是，天然气与惯性分离器121碰撞的速度越大，第一次气液分离的效果越好。因此，为了获得较好的第一次气液分离的效果，本实施例中，可以使得天然气以预设的速度与惯性分离器121发生碰撞，其中，预设速度越大分离的效果越好，比如预设速度大于0m/s且小于等于200m/s。在实际应用中，可以对该天然气进入惯性分离器121的预设速度在上述范围内进行调整，在本实施例中，不再对其作进一步限定。

本实用新型实施例中通过在分离容器1内惯性分离器121、离心分离器131和分离器组件141的设置，其中，分离器组件141包括聚结器1411，含蜡天然气通过依次流经惯性分离器121、离心分离器131和分离器组件141 时，以首先通过惯性分离器121有效地对天然气的气相和液相物质进行了第一次气液分离，将天然气中的重烃(比如蜡)、醇和水进行分离；然后通过离心分离器131对天然气进行了第二次气液分离，将天然气中的轻烃、少量的醇和水进行分离；最后再通过分离器组件141对天然气进行第三次气液分离，在实现对天然气进行气液分离的基础上，由于蜡在第一气液分离和第二次气液分离时已被分离，使得进入聚结器1411的天然气中仅有少量轻烃、少量的醇和水，从而避免了聚结器1411内的聚结丝网被蜡堵塞的风险，所以在实现对天然气进行气液分离的同时，不会造成聚结器1411内的聚结丝网的堵塞。因此，本实施例提供的低温分离装置实现了对含蜡天然气进行气液分离的目的，解决了现有的立式分离器在处理高含蜡天然气时，分离性能较差的技术问题。

具体的，参考图3和图4所示，本实施例中，惯性分离器121包括阻挡板1211和多个阻隔件1212，多个阻隔件1212沿着天然气的流通方向设在阻挡板1211的一面或者两面，以便对天然气就更好的阻挡效果；其中，本实施例中，阻挡板可以垂直设置第一级分离腔室12内且与天然气的流通方向平行，以便在天然气的流通过程中与阻隔件1212发生撞击并通过阻隔件1212对天然气进行阻挡，有效地将重量较重的液相物质与气相物质分离。多个阻隔件 1212在阻挡板上按照预设的行间距和列间距错位排列，提高了天然气的流通效果，以便增大与天然气发生撞击的几率，增强对天然气阻挡的效果，使得天然气必然经过阻隔件1212通过碰撞进行液相和气相分离，避免产生遗漏，增强了分离效果。

应理解的是，参考图3和图4所示，多个阻隔件1212在阻挡板上按照预设的行间距和列间距错位排列可以理解为以列为单位，对阻隔件1212的错位排列进行说明。示例性的，阻挡板1211上的第二列阻隔件1212位于第一列阻隔件1212和第三列阻隔件1212之间且第二列阻隔件1212略高于第一列阻隔件1212和第三列阻隔件1212设置，以填充第一列阻隔件1212和第三列阻隔件1212之间的空白区域。具体的，在实际应用中，可以根据实际需要，对上述的预设的行间距和列间距进行调整，在本实施例中，不再对其作进一步限定，只要使得天然气必然经过阻隔件1212通过碰撞进行液相和气相分离即可。

进一步的，参考图3和图4所示，阻隔件1212为弯折结构，阻隔件1212 包括进气端12121、引导部12122和与进气端12121相对设置且对天然气进行阻挡的弯折端12123；引导部12122连接在进气端12121和弯折端12123 的之间，用于引导天然气在进气端12121和弯折端12123之间的流通。其中，本实施例中，按照天然气的流通方向设置阻隔件1212的开口端和弯折端 12123的方向，使得天然气在惯性力的作用下，在惯性分离器121中流通时与阻隔件1212发生碰撞，从而将重量较重的液相物质(比如蜡)与气相物质分离。具体的，本实施例中，阻隔件1212包括但不仅限于可以为一体化结构。

参考图3和图4所示，本实施例中，在进气端12121至弯折端12123的方向上，阻隔件1212的宽度逐渐减小，也就是说说，阻隔件1212在进气端 12121的宽度较大，在弯折端12123的宽度较小，以便天然气在惯性分离器 121中流通时，更容易与阻隔件1212发生撞击，以便有效地将重量较重的液相物质(比如蜡)与气相物质分离。示例性的，阻隔件1212可以为呈V字型或者其他形状的弯折板，即本实施例中，阻隔件1212包括但不仅限于呈V 字型的弯折板。

为了增强天然气与阻隔件1212的碰撞效果，参考图3和图4所示，本实施例中，进气端12121的两侧分别设有朝向阻隔件1212内部弯折的弯折部 12124，弯折部12124用于对经弯折端12123阻挡后反弹至进气端12121的天然气进行阻挡，使得天然气与弯折部12124再次发生碰撞，进一步地分离了经第一次气液分离后的天然气中的液相物质，使得液相附着在阻隔件1212上，并进行聚结，沿着垂直流动方向下降，有效地提高了天然气的第一次气液分离的效果。

参考图5所示，由于经过第一次气液分离后，天然气中的大量的重烃、醇和水已经与天然气中的气相分离，但是经过第一次气液分离后的天然气中仍有极少量的重烃(比如蜡)，随着处理时间的增加，经过第一次气液分离后的天然气中的极少量的蜡可能会堵塞离心分离器131中的旋流元件1311 (比如旋流叶片)，引起旋流分离失效，从而降低低温分离装置对天然气的气液分离效果。

为此，参考图2和图5所示，本实施例中，第二级分离腔室13内设有喷淋器132，喷淋器132用于冲洗离心分离器131上阻塞的蜡，以避免离心分离器131中旋流元件1311蜡堵塞，引起旋流分离失效。示例性的，本实施例中，喷淋器132可以为轻烃喷淋器132或者气体能够清洗离心分离器131上阻塞的蜡的喷淋装置，即本实施例中，喷淋器132包括但不仅限于轻烃喷淋器132。其中，喷淋器132可以通过紧固件(在图中未标示)固定在第二级分离腔室13的顶部且与离心分离器131相对设置，当需要对离心分离器131 进行清洗时，可以打开离心分离器131的开口(在图中未标示)，以便喷淋器132能够清洗离心分离器131上阻塞的蜡。

需要说明的是，天然气经过第二级分离腔室13内的离心分离器131处理后，能够将天然气中的10-20μm液体颗粒与气相发生分离，10-20μm液体颗粒可以包括天然气中的轻烃、醇和水。

众所众知的是，轻烃和重烃常根据碳原子的个数进行区分，碳原子数较多的情况称为重，反之，碳原子数较少的情况称为轻。一般来说，11个碳原子数以下的被称为轻烃，比如乙烷，11个碳原子数以上的被称为重烃，比如蜡。

参考图2、图6和图7所示，本实施例中，挡板分离器1412可以为设在聚结器1411出气端的波形板分离器，波形板分离器用于将经聚结器1411聚结形成的液相与天然气中的气相分离，使气相从分离容器1排出，通过波形板分离器分离天然气中的3-5μm以上液体颗粒。

进一步的，参考图2所示，本实施例中，分离容器1内设有进气腔11，进气腔11位于第一级分离腔室12背离第二级分离腔室13的一侧，进气腔11 内设有进气口15和与进气口15相连通的分布器17，用于将输入的天然气进行气液相流体的均匀分布，有利于提高后期气液分离效果。其中，分布器17 倾斜设置在分离容器1内且与惯性分离器121相对设置，以便增大分布器17 的有效长度，使得气液混合达到最佳均匀状态。示例性的，分布器17在进气腔11内呈锐角设置，比如45度。本实施例中的分布器17可以参考现有技术中能够适用于气液进行均布分布的分布器17。在实际应用中，可以根据具体情况设置分布器17与进气口15的连接角度，使得气液混合达到最佳均匀状态，在本实施例中，对于分布器17的倾斜角度并不做进一步限定。

进一步的，参考图2所示，本实施例中，还包括位于分离容器1底部且与分离容器1相连通的储液容器2，储液容器2包括三个独立的储液腔室；其中，三个独立的储液腔室分别包括与第一级分离腔室12相连通的第一储液腔室21、与第二级分离腔室13相连通的第三储液腔室23、以及与第三级分离腔室14相连通的第三储液腔室23，以便对逐级气液分离后的液相进行分类回收再利用。

高含蜡天然气进入分离容器1内的多个分离器后，在各级分离器及重力作用下，大量的重组分和蜡组分分离出来，通过三个分离腔的分离器进行分离后的液相物质，由于重力作用向下流动，分别聚集于对应的三个储液腔室内，通过三个储液腔室分别对应三个分离阶段，存储各阶段分离出来的液体，使得各个阶段排液不相互影响，避免了对后续分离元件的影响，确保排液过程顺利进行，避免了较大颗粒液相的继续向前运动，从而可以保障后续分离器的正常高效分离，最终实现气液的高效分离。

具体的，本实施例中，通过惯性分离器121经第一次气液分离的天然气通过第一连通管3惯性分离器121后继续向第二级分离腔室13流动，分离后的液相物质经聚结后流入第一储液腔室21，第一储液腔室21内是大量的重烃、醇、水等混合物。通过离心分离器131第二次气液分离的天然气通过旋流分离器后继续向第三级分离腔室14流动，分离后的液相物质经聚结后通过第二连通管4流入第二储液腔室22，第二储液腔室22内为轻烃和少量的醇、水混合物。通过聚结器1411内的聚结丝网和波形板分离器第三次气液分离的天然气通过分离容器1的出气口16排出，分离后的液相物质经聚结后通过第三连通管5流入第三储液腔室23，第三液腔室内为少量轻烃和及少量的醇、水混合物。

本实施例中，参考图2所示，分离容器1上的进气口15和出气口16分别设置于分离器的两端，通过以一定的压力将天然气通过进气口15送入分离器，便于天然气在分离容器1内的流通。在此基础上，出气口16用于连接后续管线，使得符合要求的产品气送往后续管线。

优选的，参考图2所示，本实施例中，第二储液腔室22通过第二连通管 4与离心分离器131的出液口相连通，使得液相物质有效地通过第二连通管4 流入第二储液腔室22，避免液相物质残留于第二级分离腔室13，有效地实现了第二次气液分离后的液相物质的收集作用。经离心分离器131分离后的气相通过另外一个出口排出离心分离器131，并进入第三级分离腔室14的聚结器1411内。

进一步的，参考图2所示，本实施例中，第三储液腔室23通过第三连通管5与第三级分离腔室14相连通，且第三连通管5内设有内插管6，内插管 6的一端与挡板分离器1412(比如波形板分离器)连通，另一端插入第三储液腔室23内。通过聚结器1411内聚结丝网的分离，天然气中液相物质通过第三连通管5流入第三储液腔室23后，天然气在波折板分离器内进行气液分离后的液相物质直接通过内插管6流入第三储液腔室23内，有效地实现了液相物质的收集作用。

具体的，参考图2所示，本实施例中，在第一储液腔室21的腔壁上设有第一出液口211；在第二储液腔室22的腔壁上设有第二出液口221；在第三储液腔室23的腔壁上设有第三出液口231，以便将通过第一出液口211、第二出液口221和第三出液口231将每个储液腔室内的液相排出进行再利用。具体的，第一出液口211、第二出液口221和第三出液口231均设有调节阀7，通过三个调节阀7实现了各个储液腔室中液体的调压输送。

为了便于对分离容器1进行日常检修，参考图2所示，本实施例中，在第三级分离腔室14的端部设有检修阀，有利于对分离容器1进行日常检修，保证了低温分离装置的正常运行。

具体的，本实施例中低温分离装置可以采用上下双层卧式结构，即储液容器2位于分离容器1的下层，以便经分离后的液相在重力的作用下能够进入相应的储液腔室内，以实现对液相物质的收集作用。

本实用新型提供的一种低温分离装置通过在分离容器内惯性分离器、离心分离器和分离器组件的设置，其中，首先通过惯性分离器和离心分离器依次对天然气的气相和液相物质进行了第一次气液分离和第二次气液分离，将天然气中的重烃(比如蜡)、轻烃、醇和水与天然气的气相进行分离后，再使天然气中的气相进入分离器组件中的聚结器，从而在实现对天然气进行气液分离的同时，不会造成聚结器内的聚结丝网的堵塞。

实施例二

图8本实用新型实施例二提供的分离方法的流程示意图。

进一步的，在上述实施例的低温分离装置的基础上，参考图8所示，本实施例中，本实用新型实施例提供一种适用于含蜡天然气的分离方法，包括以下步骤：

S100：将天然气进入分离容器1内的惯性分离器121，通过惯性分离器 121对天然气进行第一级气液分离，天然气中的颗粒和液体以预设的速度与惯性分离器121发生撞击，并附着在惯性分离器121上不断积聚，在重力作用下，重烃、醇、水的混合液体通过第一连通管3进入第一储液腔室21。

S200：经第一级气液分离后的天然气进入分离容器1内的离心分离器131，通过离心分离器131对天然气进行第二级气液分离；气液混合物在离心分离器131的离心力的作用下，天然气中10-20μm液体颗粒与气相发生分离，轻烃和醇、水混合液体颗粒积聚后在重力作用下通过第二连通管4进入第二储液腔。

进一步的，当离心分离器131发生凝析蜡阻塞时，启动喷淋器132，冲洗离心分离器131上阻塞的蜡，保证离心分离器131正常工作。

S300：经第二级气液分离后的天然气进入分离容器1内的分离器组件141，通过分离器组件141中的聚结器1411对天然气内的液相聚结后，过分离器组件141中的波形板分离器对天然气进行第三级气液分离，得到天然气中的气相，分离后的3-5μm以上的液体颗粒在重力作用下通过内插管6进入第三储液腔。

S400：将气相排出分离容器1，通过排气口排出通过第一级分离腔室12、第二级分离腔室13和第三级分离腔室14进行气液分离后的天然气(即气相)。

S500：分别收集第一级气液分离、第二级气液分离和第三级气液分离后的液相。具体的，储液容器2隔离为三个独立的储液腔，用于低温分离器内不同密度液体分离与隔离，第一储液腔室21内是大量的重烃、醇、水等混合物，第二储液腔室22为轻烃和少量的醇、水混合物；第三储液腔室23为少量轻烃和及少量的醇、水混合物。

其中，高含蜡天然气进入上述分离容器1的第一级分离腔室12后，在惯性分离器121及重力作用下，大量的重组分和蜡组分分离出来，并进入第一储液腔室21，避免了对后续分离器的影响。从而可以保障后续分离器的正常高效分离，最终实现气液的高效分离。

具体的，高含蜡天然气(即低温的天然气的气液混合物)从入气口进入分离容器1，天然气首先经过分布器17进行整流，气液均匀分布后进入惯性分离器121。天然气在一定的速度作用下与惯性分离器121发生撞击，实现气液的第一次气液分离，天然气中的大颗粒和液体(主要是蜡和重组分)附着在惯性分离器121上不断积聚，在重力作用下，液体通过第一连通管3进入第一储液腔室21，分离后的气体则通过惯性分离器121的通道(即阻隔件 1212之间的间隙)继续向第二分离腔室运动。

经第一次气液分离的天然气进入离心分离器131，气液混合物在离心力的作用下，10-20μm液体颗粒与气相发生分离，液体颗粒积聚后在重力作用下通过离心分离器131通过第二连通管4进入第二储液腔室22；分离后的天然气含有微量的液滴进入第三级分离腔室14。

经第二次气液分离后的天然气通过聚结器1411内的聚结丝网进行第三次气液分离，其中极细颗粒液体在聚结丝网聚结，并通过波形板分离器分离出3-5μm以上液体颗粒，3-5μm以上液体颗粒在重力作用下通过内插管6进入第三储液腔室23。

本实用新型提供的一种分离方法首先通过惯性分离器和离心分离器依次对天然气的气相和液相物质进行了第一次气液分离和第二次气液分离，将天然气中的重烃(比如蜡)、轻烃、醇和水与天然气的气相进行分离后，再使天然气中的气相进入分离器组件中的聚结器，从而在实现对天然气进行气液分离的同时，不会造成聚结器内的聚结丝网的堵塞。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，本文中使用的术语“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。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”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，或成为一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以使两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种低温分离装置，适用于含蜡天然气的气液分离，其特征在于，包括分离容器，所述分离容器内在沿着所述天然气的流通方向上依次设有相互连通的第一级分离腔室、第二级分离腔室和第三级分离腔室；

其中，所述第一级分离腔室内设有惯性分离器，所述第二级分离腔室内设有离心分离器，所述第三级分离腔室内设有分离器组件，其中，所述分离器组件包括沿着所述天然气流通方向上依次设置的聚结器和挡板分离器，所述天然气用于依次流经所述惯性分离器、所述离心分离器、所述聚结器和所述挡板分离器，以使所述天然气中的气相和液相分离。

2.根据权利要求1所述的低温分离装置，其特征在于，所述惯性分离器包括阻挡板和多个阻隔件，多个所述阻隔件沿着所述天然气的流通方向设在所述阻挡板的一面或者两面；

其中，多个所述阻隔件在所述阻挡板上按照预设的行间距和列间距错位排列，用于使所述天然气中的液相和气相分离。

3.根据权利要求2所述的低温分离装置，其特征在于，所述阻隔件为弯折结构，所述阻隔件包括进气端、引导部和与所述进气端相对设置且对所述天然气进行阻挡的弯折端；所述引导部连接在所述进气端和所述弯折端的之间，用于引导所述天然气在所述进气端和所述弯折端之间的流通。

4.根据权利要求3所述的低温分离装置，其特征在于，在所述进气端至所述弯折端的方向上，所述阻隔件的宽度逐渐减小。

5.根据权利要求4所述的低温分离装置，其特征在于，所述进气端的两侧分别设有朝向所述阻隔件内部弯折的弯折部，所述弯折部用于对经所述弯折端阻挡后反弹至所述进气端的所述天然气进行阻挡。

6.根据权利要求1所述的低温分离装置，其特征在于，所述第二级分离腔室内设有喷淋器，所述喷淋器用于冲洗所述离心分离器上阻塞的蜡。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的低温分离装置，其特征在于，所述挡板分离器为设在所述聚结器出气端的波形板分离器，所述波形板分离器用于将经所述聚结器聚结形成的液相与所述天然气中的气相分离，使气相从所述分离容器排出。

8.根据权利要求1-6中任意一项所述的低温分离装置，其特征在于，所述分离容器内设有进气腔，所述进气腔位于所述第一级分离腔室背离所述第二级分离腔室的一侧，所述进气腔内设有进气口和与所述进气口相连通的分布器，其中，所述分布器倾斜设置在所述分离容器内且与所述惯性分离器相对设置。

9.根据权利要求1-6中任意一项所述的低温分离装置，其特征在于，还包括位于所述分离容器底部且与所述分离容器相连通的储液容器，所述储液容器包括三个独立的储液腔室；

其中，三个独立的储液腔室包括与所述第一级分离腔室相连通的第一储液腔室、与所述第二级分离腔室相连通的第二储液腔室、以及与所述第三级分离腔室相连通的第三储液腔室。

10.根据权利要求9所述的低温分离装置，其特征在于，所述第二储液腔室通过第二连通管与离心分离器的出液口相连通；

所述第三储液腔室通过第三连通管与所述第三级分离腔室相连通，且所述第三连通管内设有内插管，所述内插管的一端与所述挡板分离器连通，所述内插管的另一端插入所述第三储液腔室内。

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