专利名称：一种低压差节流天然气凝析油脱除装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种凝析油脱除方法，特别是一种低压差节流天然气凝析油脱除装置。
背景技术：
天然气从井口出来后含有饱和水及凝析油、游离水及游离凝析油、以及从井底带上来的细小粉尘等杂质，含有饱和水及凝析油、游离水及游离凝析油、以及从井底带上来的细小粉尘等杂质在集气过程中必须去除，以保护下游输气管线及生产设备、仪表的正常运转。现有脱除天然气中的凝析油工艺流程包括如下方法工艺流程之一是将井区来气先经过预过滤分离，再经精细过滤分离后，进入配气总汇管，经计量后外输。优点工艺改造简单，投资少。缺点采用常温分离过滤的方案除去进集配气总站的天然气中已凝析出的凝析油，基本能保证外输交接点压力温度条件下无凝析油，但不能彻底解决下游输气管线中由于输气温度下降产生的凝析油析出问题。如陕141井区的集气站自1999年建成投运以来，井口天然气经常温分离工艺流程处理后，在气液两相分离器分离出的凝析油产量大约为0.0054m3/104m3天然气，并且在以下部位不同程度出现凝析油1、脱水撬缓冲罐液位计显示大约有1～3cm高的液位，但是无法准确确定其量的大小。2、自用气过滤器每周排液中均有约2～4L凝析油。3、输气干支线中自1999年投产以来，在每次清管作业中均不同程度有凝析油出现，仅2002年7次清管作业中，清出凝析油中共约有4.52m3。
工艺流程之二是井区天然气经换热器预冷后，再进行制冷、预过滤器分离，最后经精细过滤分离，进入配气总汇管，经计量后外输。优点天然气经低温过滤分离后，能分离出较多量的凝析油，使外输气的烃露点达到要求值，能保证在外输过程中无凝析油析出，彻底解决了下游输气管线中凝析油的析出问题。缺点采用外制冷装置，工艺改造流程复杂，投资费用较高，并需要很高的操作，运行、维修费用。
工艺流程之三是对井区来气进行增压，经节流阀节流制冷，再进行预过滤分离、精细过滤分离进入配气总汇管，经计量后外输。这种工艺在生产运行中要耗费大量电能，投资与运行费用都很高。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种低压差节流天然气凝析油脱除装置，它可在设备投资及运行费用很小的情况下使外输气的烃露点达到要求值，彻底解决下游输气管线中凝析油的析出问题。
本实用新型的目的是这样实现的，一种低压差节流天然气凝析油脱除装置，其特征是它由气液分离器、甲醇滴注装置、板翅式换热器、节流阀、过滤分离器组成，原料气经气液分离器分离，气液分离器的输出端与板翅式换热器输入端连接，板翅式换热器输出端经节流阀后进入过滤分离器输入端，过滤分离器输出端与板翅式换热器已处理气输入端连接，从板翅式换热器已处理气输出端输出。
上述连接在板翅式换热器后端的节流阀前后端的压差在0.3-1Mpa之间；在上述压差下板翅式换热器源气端气温与节流阀输入端气温温差在20-80摄氏度。
为了达到最佳的效果，本实用新型还采用了以下工艺，天然气首先进入橇上气液分离器分离掉由于集气管线中析出的凝析油；为防止各集气站甘醇脱水工艺中由于操作不稳定造成总站天然气水露点偏高，以致在本低温分离工艺中形成水化物，在进换热器前设置甲醇滴注装置；在节流阀上并接调节阀，以控制随气量波动造成的节流压差的波动。
过滤分离器内固定有起凝聚作用的滤芯，分离掉因节流降温产生的亚微米级的凝析油凝液。
在所有天然气低温分离的脱油方案中，利用天然气气原始压力能节流降温，低温分离的方案无疑是最节省投资、节省能量而且操作运行最简单的方案。
下面结合实施例附图对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型结构原理图；图2是本实用新型具体结构示意图。
图中，1、源气端；2、节流阀输入端；3、节流阀输出端；4、凝析油排放管道；5、分离器处理输出端；6、出气端；7、换热器；8、过滤分离器；9、节流阀；10、气液分离器；11、甲醇滴注装置；12、调节阀。
具体实施方式
如图1所示，一种低压差节流天然气凝析油脱除装置，它由板翅式换热器7、节流阀9、过滤分离器8组成，连接在板翅式换热器7后端的节流阀两端的压差使用在0.3-1Mpa之间；在这种压差下板翅式换热器7源气端1气温与节流阀输入端2气温温差在20-80摄氏度。
如按图1所示的方案进行设计，设进气量为130×104Nm3/d，进气压力为4.8MPa，源气端1的温度为10℃；设定节流阀9的输入端2温度为-10℃；节流后节流阀输出端3的压力为4.0MPa，则计算得3点的温度为-15℃，换热器换热量207×106kJ/h，换热器中冷、热流换热平均温差为5℃；设换热器中总传热系数为400kW/m2℃，则计算换热器换热面积为600m2；外输气(6点)的温度为5℃实际上根据本实用新型依据的现场资料，冬季最冷时集气支、干线进总站的天然气温度只有1～3℃，因此上述需要的节流压差及换热器的面积还有很大余量，经计算如果换热器面积不变，进气温度为3℃则要保证-13℃的冷凝温度，只需要0.5Mpa的压力降。冬季最冷时满足了烃露点要求，气温高时尽管进气温度升高，但同时要求的烃露点也将随之升高，同样能满足要求。至于在以后的长距离输送过程中还会不会因反凝析现象有极少量凝析油析出，一般说可能性不大，但由于我油田对天然气组份的化验资料中不能列出含量在10ppm以上的所有重烃组份，因此不能准确计算和预测。
采用工作压力为6MPa的板翅式换热器换热，换热面积约600m2。该面积是按进气温度10℃，出气温度一10℃，处理气量130～104Nm3/d，板翅式换热器天然气换热传热系数400KW/m2℃推算出来的。
图2给出了本实用新型较完整的工艺流程图，为了达到最佳的效果，图2中的工艺除了保持图1的处理工艺外，在换热器前面，也就是在天然气进入换热器前，通过气液分离器10分离掉由于集气管线中析出的凝析油；为防止各集气站甘醇脱水工艺中由于操作不稳定造成总站天然气水露点偏高，以致在本低温分离工艺中形成水化物，在进换热器7前设置甲醇滴注装置11；并设置节流压差调节阀12控制随气量波动造成的节流压差的波动。本实用新型中的过滤分离器8采用起凝聚作用的滤芯，以分离掉因节流降温产生的亚微米级的凝析油凝液。
从理论上讲换热器换热面积越大节流后获得的温度就越低。原料气进、出换热器温度降传递的热量即为换热器的换热量。在本实用新型中井区集输天然气最大量为130×104Nm3/d时，在换热器中温度从10℃降到-10℃换热量为2070000kJ/h，换热温差为5℃，采用板翅换热器，计算传热面积约为600m2，这样大面积的换热器若采用管壳式设备就太庞大了。但是采用板翅式换热器，换热器体积就很小，目前1m3体积的板翅式换热器换热面积可达2500m2。近年来由于我国板翅式换热器制造工艺的发展，生产的板翅式换热器工作压力可达6.4Mpa。
通过上述说明我们可以清楚的了解到此发明的意义所在，用很小的压差节流使天然气产生了很大的温度降，是天然气脱水、脱烃技术领域重大突破。
利用天然气外输过程中很小的压差，解决了天然气低温脱水、脱烃的大问题，它解决了陕141#区向北京输气时天然气中凝析油无法脱除的问题，而且此发明公开的技术将作为苏里格气田开发地面集输工艺中的关键技术，对苏里格气田地面集输总流程产生区大影响，实现苏里格气田低成本高效益开发。
权利要求1.一种低压差节流天然气凝析油脱除装置，其特征是它由气液分离器、甲醇滴注装置、板翅式换热器、节流阀、过滤分离器组成，原料气经气液分离器分离，气液分离器的输出端与板翅式换热器输入端连接，板翅式换热器输出端经节流阀后进入过滤分离器输入端，过滤分离器输出端与板翅式换热器已处理气输入端连接，从板翅式换热器已处理气输出端输出。
2.根据权利要求1所述的一种低压差节流天然气凝析油脱除装置，其特征是A、连接在板翅式换热器后端的节流阀前后端的压差在0.3-1Mpa之间；B、在上述压差下板翅式换热器源气端气温与节流阀输入端气温温差在20-80摄氏度。
3.根据权利要求1所述的一种低压差节流天然气凝析油脱除装置，其特征是在节流阀上并接调节阀。
4.根据权利要求1所述的一种低压差节流天然气凝析油脱除装置，其特征是过滤分离器(8)采用起凝聚作用的滤芯。
专利摘要本实用新型涉及一种凝析油脱除方法，特别是一种低压差节流天然气凝析油脱除装置。它由气液分离器、甲醇滴注装置、板翅式换热器、节流阀、过滤分离器组成，原料气经气液分离器分离，气液分离器的输出端与板翅式换热器输入端连接，板翅式换热器输出端经节流阀后进入过滤分离器输入端，过滤分离器输出端与板翅式换热器已处理气输入端连接，从板翅式换热器已处理气输出端输出。
文档编号C10L3/00GK2666916SQ0326283
公开日2004年12月29日 申请日期2003年9月16日 优先权日2003年9月16日
发明者冯凯生 申请人:西安长庆科技工程有限责任公司