一种混合气体分离装置的制作方法

文档序号:5009871
专利名称:一种混合气体分离装置的制作方法
技术领域
本实用新型涉及一种混合气体分离装置,特别是石油化工行业两种及两种以上沸点不同的混合气体分离装置,如石油化工行业油气田天然气、凝析气、伴生气、裂解气的混合组分精细分离工艺,具体地说是一种气体节流增益制冷一冷/热换精凝塔精细分离装置。
背景技术
目前石油行业油气、天然气、凝析气、伴生气、裂解气的混合组分精细分离,采用的工艺方法主要有冷凝分离法、油吸收法、固体吸附法等。而冷凝分离法需要用制冷/换冷方法降低混合气体温度,使低沸点组分首先冷凝,然后通过精馏塔,实现气体和液体组分的精细分离。制冷方法有冷剂制冷方式和膨胀制冷方式,采用的工艺设备一般有蒸汽压缩机、气体膨胀机、热分离机、节流阀等;换冷设备即换热设备。对于现有的气体和液体组分的精细分离工艺大多存在制冷和制热设备多,控制系统复杂。冷量损耗和热量损耗多,冷量消耗和热量消耗大,尤其是混合气体的压力较低,需要多级制冷、多级换冷/热、多股物流进塔、多段塔体组合。

发明内容
本实用新型的目的在于提供一种混合气体分离装置,它可避免现有技术的不足之处,提供一种工艺简单、设备少,节省能源的混合气体分离装置。
本实用新型的技术方案是设计一种混合气体分离装置,其特征是在精凝塔体上至少包括塔流体通道和冷流体通道,塔流体通道下部有混合气体进口2,上部有轻组分气体出口3,底部有冷凝液出口4;冷流体通道上部有节流后的轻组分气体进口,下部有换热后的轻组分气体出口6,轻组分气体出口3和冷流体通道进口5之间连有轻组分气体管道7和气体节流阀8。
所述的精凝塔体上有蒸发通道,蒸发通道上部有节流后的冷凝液进口9,下部有蒸发后的冷凝液出口10,冷凝液出口4和冷凝液进口9之间有冷凝液管道11和冷凝液节流阀12。
本实用新型的工作过程是有一定压力的混合气体从混合气体进口2进入精凝塔的塔流体通道,沿塔上升,温度越来越低,重组分逐渐冷凝下沉,脱除重组分以后的轻组分则从轻组分气体出口3流出,经轻组分气体管道7和气体节流阀8进入冷流体通道,换热后从轻组分气体出口6流出,作为产品轻组分。冷凝下沉的重组分从底部冷凝液出口4流出,对于两通道式精凝塔,即为产品重组分对于三通道式精凝塔,出口4的冷凝液又经冷凝液管道11和冷凝液节流阀12进入蒸发通道,经蒸发制冷或部分蒸发制冷后从冷凝液出口10流出,作为产品重组分。
本实用新型的精凝塔体既有冷流体热流体进行冷热交换的冷/热换设备的功能,又具有重组分冷凝下沉轻组分汽化上升混合组分精细分离的塔的功能,即具备象精馏过程那样传热传质功能的冷/热换精凝塔1。冷/热换精凝塔1一般为两通道或三通道。把混合气体的冷却过程作为混合气体的精细分离过程,因此具有工艺简单、设备少,节省能源的特点。


图1为实施例1两通道冷/热换精凝塔的结构及工艺示意图图2为实施例2三通道冷/热换精凝塔的结构及工艺示意图。
图中1、冷/热换精凝塔;2、混合气体进口;3、上轻组分气体出口;4、冷凝液出口;5冷流体通道进口;6、下轻组分气体出口;7、轻组分气体管道;8、气体节流阀;9、冷凝液进口;10、冷凝液出口;11、冷凝液管道;12、冷凝液节流阀。
具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作详细说明。
实施例1如图1所示,它给出了在精凝塔体包括塔流体通道和冷流体通道的实施方式,冷/热换精凝塔1通道下部有混合气体进口2,上部有轻组分气体出口3,底部有冷凝液出口4;冷流体通道上部有节流后的轻组分气体进口,下部有换热后的轻组分气体出口6,轻组分气体出口3和冷流体通道进口5之间有轻组分气体管道7和气体节流阀8。需要进行精细分离的沸点不同的混合气体从混合气体进口2进入冷/热换精凝塔1的塔流体通道,在由下向上流动过程中,一方面在温度较低的塔流体通道中向下沉降的液滴、冷流体通道中经节流降温向下流动的轻组分气体的共同作用下,混合气体逐步降低温度,沸点较高的重组分不断地被冷凝下来,成为液滴向下沉降,越靠近轻组分气体出口3温度越低,冷凝下沉的重组分越多,使未被冷凝的轻组分则越来越纯净,另一方面液滴中必然共凝部分轻组分,在向下沉降过程,与温度较高的向上流动的混合气体在塔的每一截面上进行热的交换、质的传递,液滴中达到泡点时部分轻组分又被解析出来,重组分也越来越纯净。混合气体在逐步冷却过程,从塔底到塔顶温度为递减过程,上轻组分气体出口3的温度越低,经气体节流阀8节流以后冷流体通道进口5的温度也越低,冷流体通道进口5的温度越低,则上轻组分气体出口3的温度进一步降低,如此循环,通过气体节流增益制冷,使上轻组分气体出口3的温度不断降低,直至精凝塔的冷量损失与气体节流制冷的冷量平衡为止。这样,沸点不同的混合气体在塔流体通道由下向上流动过程中,沸点较高的组分逐步被冷凝,渐次被分出,沸点较低的组分则从塔顶被分出,即通过精凝工艺过程,达到了精细分离的目的。
经过精细分离的重组分呈液态从底部冷凝液出口4流出,作为产品重组分;而经过精细分离的低温轻组分呈气态则从上轻组分气体出口3流出,经轻组分气体管道7和气体节流阀8节流降压进一步降低温度,然后进入冷流体通道,与塔流体通道混合气体换热后从下轻组分气体出口6流出,作为产品轻组分。
实施例2如图2,所述的冷/热换精凝塔1也可增加蒸发通道,在蒸发通道上部有节流后的冷凝液进口9,下部有蒸发后的冷凝液出口10,冷凝液出口4和冷凝液进口9之间有冷凝液管道11和冷凝液节流阀12。混合气体从进口2进入冷/热换精凝塔1的塔流体通道,在温度较低的塔流体通道中向下沉降的液滴、蒸发通道中向下流动的蒸发气体、冷流体通道中向下流动的轻组分气体的共同作用下,混合气体逐步降低温度,沸点较高的重组分不断地被冷凝下来,成为液滴向下沉降,另一方面冷凝液滴在向下沉降过程中,与温度较高的向上流动的混合气体在塔的每一截面上进行热的交换、质的传递,液滴中达到泡点时部分轻组分又被解析出来,因而沸点较高的组分呈液态在塔底被分出,沸点较低的组分呈气态从塔顶被分出,达到了精细分离的目的。经过精细分离的重组分从底部冷凝液出口4流出,经冷凝液管道11和冷凝液节流阀12进入蒸发通道,经蒸发制冷或部分蒸发制冷使混合气体的温度降低,然后从冷凝液出口10流出,作为产品重组分。而经过精细分离的低温轻组分则从上轻组分气体出口3流出,经轻组分气体管道7和气体节流阀8节流降压进一步降低温度,然后进入冷流体通道,与塔流体通道混合气体换热后从下轻组分气体出口6流出,作为产品轻组分。
权利要求1.一种混合气体分离装置,其特征是在精凝塔体上至少包括塔流体通道和冷流体通道,塔流体通道下部有混合气体进口(2),上部有轻组分气体出口(3),底部有冷凝液出口(4);冷流体通道上部有节流后的轻组分气体进口(5),下部有换热后的轻组分气体出口(6),轻组分气体出口(3)和冷流体通道进口(5)之间连有轻组分气体管道(7)和气体节流阀(8)。
2.根据权利要求1所述的一种混合气体分离装置,其特征是所述的精凝塔体上有蒸发通道,蒸发通道上部有节流后的冷凝液进口(9),下部有蒸发后的冷凝液出口(10),冷凝液出口(4)和冷凝液进口(9)之间有冷凝液管道(11)和冷凝液节流阀(12)。
专利摘要本实用新型涉及一种混合气体分离装置,特别是石油化工行业两种及两种以上沸点不同的混合气体分离装置,如石油化工行业油气田天然气、凝析气、伴生气、裂解气的混合组分精细分离工艺,具体地说是一种气体节流增益制冷一冷/热换精凝塔精细分离装置,其特征是在精凝塔体上至少包括塔流体通道和冷流体通道,塔流体通道下部有混合气体进口(2),上部有轻组分气体出口(3),底部有冷凝液出口(4);冷流体通道上部有节流后的轻组分气体进口(5),下部有换热后的轻组分气体出口(6),轻组分气体出口(3)和冷流体通道进口(5)之间连有轻组分气体管道(7)和气体节流阀(8)。这种混合气体分离装置,它可避免现有技术的不足之处,提供一种工艺简单、设备少,节省能源的混合气体分离装置。
文档编号B01D5/00GK2732326SQ20042008595
公开日2005年10月12日 申请日期2004年9月17日 优先权日2004年9月17日
发明者张庆芳, 何宗平, 刘祎, 张箭啸 申请人:西安长庆科技工程有限责任公司
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