一种利用管道进出口压差脱烃脱水的方法和装置制造方法
【专利摘要】一种利用管道进出口压差脱烃脱水的方法和装置，属于天然气气田【技术领域】。通过一个由板翅式换热器、节流阀和低温分离器组成的小装置，原料天然气在里面产生一个小温降；以此温降作为换热器冷端温差，选取足够大的换热器面积，使原料气在冷端温差下经换热产生足够大的温降，以满足天然气脱烃和脱水的要求；原料气经过预冷后再经节流阀节流会产生焦耳-汤姆逊效应，温度进一步降低至管道输送时出现最低温度，并且在冷却过程中不断析出冷凝水和液烃；在低温分离器中，冷干气（即水、烃露点符合管道输送要求的气体）与液烃分离后，再经过板翅换热器与原料气换热；复热后的干气作为商品气外输。
【专利说明】一种利用管道进出口压差脱烃脱水的方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种利用管道进出口压差脱烃脱水的方法和装置，属于天然气气田【技术领域】。
【背景技术】
[0002]一般情况下，低温法是将天然气冷却至烃露点以下某一低温，得到一部分富含较重烃类的液烃(天然气凝液或凝析油)，并在此低温下使其与气体分离，故其也称冷凝分离法。按提供冷量的制冷系统不同，低温法可分为膨胀制冷(包括节流制冷和透平膨胀机制冷)、冷剂制冷和联合制冷法三种。
[0003]除回收天然气凝液时采用低温法外，目前也多用于含有重烃的天然气同时脱油(即脱液烃或脱凝液)脱水，使其水、烃露点符合商品天然气质量指标或管道输送的要求，即通常所说的天然气露点控制。
[0004]气田中常采用三甘醇脱水常温输送工艺后，天然气直接外输。在气田及管线的运行中，发现管道有凝液析出，不仅对长输管道造成严重腐蚀，还严重影响天然气的热值及外输露点。
【发明内容】
[0005]为了克服现有技术的不足，本发明提供一种利用管道进出口压差脱烃脱水的方法和装置。
[0006]一种利用管道进出口压差脱烃脱水的方法，在节省成本、简化工艺的情况下，脱除掉重烃并且回收天然气凝液；使其水、烃露点符合管道外输要求，以及满足商品天然气质量指标。
[0007]—种利用管道进出口压差脱烃脱水的装置，包括板翅式换热器、节流阀、低温分离器；
[0008]板翅式换热器通过管道连接节流阀、露点测试仪和低温分离器，节流阀的另一端通过管道连接低温分离器。
[0009]一种利用管道进出口压差脱烃脱水的方法，含有以下步骤:通过一个由板翅式换热器、节流阀和低温分离器组成的小装置，原料天然气在里面产生一个小温降；以此温降作为换热器冷端温差，选取足够大的换热器面积，使原料气在冷端温差下经换热产生足够大的温降，以满足天然气脱烃和脱水的要求；
[0010]原料气经过预冷后再经节流阀节流会产生焦耳-汤姆逊效应，温度进一步降低至管道输送时可出现最低温度，并且在冷却过程中不断析出冷凝水和液烃；
[0011]在低温分离器中，冷干气(即水、烃露点符合管道输送要求的气体)与液烃分离后，再经过板翅换热器与原料气换热。复热后的干气作为商品气外输。
[0012]进一步含有以下步骤:原料气I通过管道输送给板翅式换热器2，板翅式换热器2输出第一物流3，第一物流3通过管道输送给节流阀4，节流阀4输出第二物流5，第二物流5通过管道输送给低温分离器7，低温分离器7将第二物流5转化为第四物流6和第三物流8输出，第三物流8通过管道输送给板翅式换热器2，板翅式换热器2将第三物流8转化为外输干气9,外输干气9通过管道输送给露点测试仪10,露点测试仪10输出测试后的外输气11。
[0013]本发明的优点是通过原料气在管道中的压力降，利用管道进口和出口的压力能，使原料气的温度冷却至-39.76°C，在此温度下分离出液烃。
[0014]通过在长庆油田苏里格气田某集气站中投产一套管道压力差脱水脱烃装置。
[0015]经现场测试发现:该装置日处理天然气89X 104m3，进站压力4.6~4.8MPa，出站压力4.1MPa,利用天然气进出站0.5~0.7MPa的压力差节流，使得进站温度为20°C的天然气，通过换热达到-39.76°C的低温，部分分子量较大的重烃和水分离出来，干气复热外输。
[0016]该装置日分离出重烃1.lm3，利用该方法及装置不但天然气外输露点达到质量要求，而且该工艺技术可大幅降低制冷机组的额定冷负荷，节约设备投资和运行功耗，经济效益显著。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，如图其中:
[0018]图1为本发明的利用管道进出口压差脱烃脱水实施结构示例图。
[0019]原料气1、板翅式换热器2、第一物流3、节流阀4、第二物流5、第四物流6、低温分离器7、第三物流8、外输干气9、露点测试仪10、测试后的外输气11。
[0020]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
【具体实施方式】
[0021]显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。
[0022]实施例1:如图1所示，一种利用管道进出口压差脱烃脱水的装置，包括板翅式换热器2、节流阀4、低温分离器7 ；
[0023]板翅式换热器2通过管道连接节流阀4、露点测试仪10和低温分离器7，节流阀4的另一端通过管道连接低温分离器7。
[0024]一种利用管道进出口压差脱烃脱水的方法和装置，能够在节省成本、简化工艺的情况下，脱除掉重烃并且回收天然气凝液。使其水、烃露点符合管道外输要求，以及满足商品天然气质量指标。
[0025]通过一个由板翅式换热器、节流阀和低温分离器组成的小装置，原料天然气在里面产生一个小温降。以此温降作为换热器冷端温差，选取足够大的换热器面积，使原料气在冷端温差下经换热产生足够大的温降，以满足天然气脱烃和脱水的要求。
[0026]本发明的原理:原料气经过预冷后再经节流阀节流会产生焦耳-汤姆逊效应，温度进一步降低至管道输送时可出现最低温度，并且在冷却过程中不断析出冷凝水和液烃。在低温分离器中，冷干气(即水、烃露点符合管道输送要求的气体)与液烃分离后，再经过板翅换热器与原料气换热。复热后的干气作为商品气外输。
[0027]管道进出口压差脱烃脱水装置主要由板式换热器、节流阀、低温分离器组成。
[0028]如图1所示:原料气(温度20°C，压力4.8MPa)进入板翅式换热器换热后，温度为-34.5°C，进入节流阀节流，节流后物流(温度-39.76°C，压力4.1MPa)进入低温分离器，分离出重烃和微量水。顶部气体通过板翅式换热器给原料气提供冷量，换热后外输干气(温度16.5°C，压力4.09MPa)，经测算外输干气的露点在4.1MPa下为-39.77。。。
[0029]通过计算得出:板翅式换热器的热负荷为1.942X 108kj/h，约为5.94X 104W，即为59.4kff,由此来确定换热器的换热面积。
[0030]表1为长庆油田苏里格气田天然气组分表；
[0031]表1现场天然气组分测试表
[0032]
【权利要求】
1.一种利用管道进出口压差脱烃脱水的装置，其特征在于包括板翅式换热器、节流阀、低温分离器； 板翅式换热器通过管道连接节流阀、露点测试仪和低温分离器，节流阀的另一端通过管道连接低温分离器。
2.一种利用管道进出口压差脱烃脱水的方法，含有以下步骤:通过一个由板翅式换热器、节流阀和低温分离器组成的小装置，原料天然气在里面产生一个小温降；以此温降作为换热器冷端温差，选取足够大的换热器面积，使原料气在冷端温差下经换热产生足够大的温降，以满足天然气脱烃和脱水的要求； 原料气经过预冷后再经节流阀节流会产生焦耳-汤姆逊效应，温度进一步降低至管道输送时出现最低温度，并且在冷却过程中不断析出冷凝水和液烃； 在低温分离器中，冷干气(即水、烃露点符合管道输送要求的气体)与液烃分离后，再经过板翅换热器与原料气换热；复热后的干气作为商品气外输。
3.根据权利要求2所述的一种利用管道进出口压差脱烃脱水的方法，其特征在于进一步含有以下步骤:原料气通过管道输送给板翅式换热器，板翅式换热器输出第一物流，第一物流通过管道输送给节流阀，节流阀输出第二物流，第二物流通过管道输送给低温分离器，低温分离器将第二物流转化为第四物流和第三物流输出，第三物流通过管道输送给板翅式换热器，板翅式换热器将第三物流转化为外输干气，外输干气通过管道输送给露点测试仪，露点测试仪输出测试后的外输气。
4.根据权利要求2或3所述的一种利用管道进出口压差脱烃脱水的方法，其特征在于，原料气为温度20°C，压力4.8MPa， 经过换热后，第一物流温度为-34.5°C，压力为4.79MPa ； 经过节流阀节流，节流后第二物流温度为-39.76°C，压力为4.1MPa ； 节流后的天然气进入低温分离器，在分离器内旋流分离的作用下，气相物流分离出来；分离出的气相为7.86X 104kgmol/h ;分离出的液相为0.886kgmol/h ； 从低温分离器出来的气相物流，温度为-39.76°C，压力为4.1MPa，再次进入板翅式换热器，给原料气提供制冷量； 换热后的外输干气温度为16.5 °C，天然气压力控制在4.1MPa时，其露点温度为-39.770C ;在节流后温度为-39.76°C，外输天然气。
【文档编号】C10L3/10GK104046400SQ201310078812
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2013年3月13日 优先权日:2013年3月13日
【发明者】王勇, 夏政, 王文武, 郭亚红, 周子栋 申请人:中国石油天然气股份有限公司