一种天然气井口自热再生露点控制系统的制作方法

本实用新型属于气体分离提纯技术领域，具体涉及一种天然气井口自热再生露点控制系统。

背景技术：

随着经济的发展，各种工艺路线越来越朝向节能降耗、节省空间、安全高效、降低投资等特点的方向发展，天然气为保证水烃露点满足输送要求，需要经过处理，在管道运输过程中，保证天然气的水烃露点低于环境温度。

现有天然气预处理装置除了通过节流降温控制水烃露点，大多采用外制冷降温控制水烃露点。外制冷水烃露点控制工艺均需注醇，醇回收时通过加热炉输入热量。丙烷制冷机组多采用电驱方式，电耗较大，边远地区单井缺乏相应电力配套设施，单独建设投资巨大。

另有一种无需注醇的低温水烃露点控制工艺，当系统冻堵时切换到备用设备复热解冻，实际运行中操作困难且冻堵风险较大。

技术实现要素：

针对上述现有技术，本实用新型提供一种天然气井口自热再生露点控制系统，以实现天然气露点控制安全高效、节约投资的目的。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：提供一种天然气井口自热再生露点控制系统，包括一级预冷部、二级制冷分离部和乙二醇再生循环部；其中，

二级制冷分离部包括制冷分离器，制冷分离器从上到下依次为二级预冷腔、丙烷蒸发腔和低温分离腔，二级预冷腔的管程和丙烷蒸发腔的管程相互连通，并与低温分离腔密闭连接，低温分离腔分别与二级预冷腔的壳程和贫富液换热器的壳程相连接，贫富液换热器的管程通过贫液循环泵与混合器相连接，混合器与二级预冷腔的管程连通；丙烷蒸发腔的壳程内填充有低沸点液体，并通过循环管道与配备有燃气发动机的丙烷压缩机连通；

一级预冷部包括预冷分离罐，预冷分离罐从上到下依次为一级预冷腔和分离腔，一级预冷腔的管程分别与原料气供应管网和分离腔连通，一级预冷腔的壳程分别与二级预冷腔的壳程和产品气输送管网连通；分离腔通过管道与混合器相连接，其底部设置有冷凝液出口；

乙二醇再生循环部包括贫液闪蒸罐和贫液缓冲罐，贫液闪蒸罐的进口与贫富液换热器的壳程连通，其出口与贫液缓冲罐连通，贫液缓冲罐与贫富液换热器的管程连通。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，低温分离腔的顶部和底部分别设置有产品气出口和富液出口，产品气出口与二级预冷腔的壳程连通，富液出口与贫富液换热器的壳程连通；低温分离腔内部设置有堰板，并在靠近堰板的一端设置有烃类排放口。

进一步，燃气发动机的烟囱内设置有换热盘管，换热盘管的两端分别与贫富液换热器的壳程和贫液闪蒸罐的进口连通。

本实用新型的有益效果是：

1.本实用控制系统中的丙烷压缩机采用燃气发动机进行驱动，燃气发动机所需要的燃气来自于系统最终的产品气，原料易得，无须额外的电力供应，可节约大量电能。

2.燃气发动机的烟囱内设置有换热盘管，从贫富液换热器中出来的富液通过换热盘管加热后再进入贫液闪蒸罐内，无需外部热源，采用燃气发动机烟气余热即可对富液进行加热，能量利用合理高效。

3.本实用中的系统运行稳定，操作方便，不会发生冻堵风险。

附图说明

图1为本实用控制系统的连接示意图；

图2为制冷分离器的结构示意图；

其中，1、一级预冷部；11、预冷分离罐；111、一级预冷腔；112、分离腔； 12、原料气供应管网；13、产品气输送管网；

2、二级制冷分离部；21、制冷分离器；211、二级预冷腔；212、丙烷蒸发腔；213、低温分离腔；214、产品气出口；215、富液出口；216、堰板；217、烃类排放口；22、贫富液换热器；23、贫液循环泵；24、混合器；25、丙烷压缩机；26、燃气发动机；27、换热盘管；

3、乙二醇再生循环部；31、贫液闪蒸罐；32、贫液缓冲罐。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

本实用新型的实施例中，如图1～2所示，提供一种天然气井口自热再生露点控制系统，本实用中的控制系统包括一级预冷部1、二级制冷分离部2和乙二醇再生循环部3；其中，

二级制冷分离部2包括制冷分离器21，制冷分离器21为一整体结构，其从上到下依次为二级预冷腔211、丙烷蒸发腔212和低温分离腔213；二级预冷腔 211和丙烷蒸发腔212均包括壳程和管程，二级预冷腔211的管程一端与设置于制冷分离器21顶部的粗产品进口连通，另一端与丙烷蒸发腔212的管程连通，而丙烷蒸发腔212的管程的另一端则与低温分离腔213密闭连接；为增大管程内介质与壳程内介质的接触面积和接触时间，二级预冷腔211的管程和丙烷蒸发腔212的管程最好采用弯管或盘管。二级预冷腔211的壳程与丙烷蒸发腔212 的壳程相互独立，且丙烷蒸发腔212的壳程内填充有丙烷，另外，丙烷蒸发腔 212的壳程通过循环管道与配备有燃气发动机26的丙烷压缩机25连通，丙烷压缩机25在燃气发动机26的带动下对丙烷进行压缩并将压缩成液体的丙烷输送回丙烷蒸发腔212的壳程内。

低温分离腔213包括一封闭的外壳，该外壳密闭连接于丙烷蒸发腔212的底部，并与丙烷蒸发腔212的管程相通，其顶部和底部分别设置有产品气出口 214和富液出口215，内部设置有堰板216；产品气出口214与二级预冷腔211 的壳程连通，富液出口215与贫富液换热器22的壳程连通，堰板216靠近低温分离腔213的端部，且在低温分离腔213靠近堰板216的一端设置有烃类排放口217。贫富液换热器22采用常规的热交换器即可，其壳程的进口与低温分离腔213底部的富液出口215相连接，壳程的出口与乙二醇再生循环部3中的贫液闪蒸罐31连通。

乙二醇再生循环部3包括贫液闪蒸罐31和贫液缓冲罐32，贫液闪蒸罐31 可以为FV系列型号的闪蒸罐，其进口与贫富液换热器22的壳程连通，出口与贫液缓冲罐32连通，贫液缓冲罐32采用化工液体常用储罐，其出口与贫富液换热器22的管程的进口连通，贫富液换热器22的管程的出口通过贫液循环泵 23与混合器24相连接，混合器24为静态混合器，其与设置于制冷分离器21顶部的粗产品进口相连接。

一级预冷部1包括预冷分离罐11，预冷分离罐11从上到下依次为一级预冷腔111和分离腔112，一级预冷腔111的长度占整个预冷分离罐11长度的一级预冷腔111的管程上端与原料气供应管网12连通，下端与分离腔112连通，一级预冷腔111的壳程进口与二级预冷腔211的壳程出口相连接，一级分离腔 111的壳程出口与产品气输送管网13连通。分离腔112通过管道与混合器24相连接，其底部设置有冷凝液出口。

在本实用的一种优选实施例中，燃气发动机26的烟囱内设置有换热盘管27，从贫富液换热器22壳程出来的富液先通过管道进入换热盘管27，与烟囱内的烟气进行换热后再通过管道输送至贫液闪蒸罐31内，不仅可实现余热利用，而且闪蒸效果更好。

本实用中的控制系统在使用时，原料气(天然气井口来气)通过原料气供应管网12进入预冷分离罐11的一级预冷腔111的管程中，原料气与从二级预冷腔211壳程出来的低温天然气进行换热，低温天然气温度提升，然后从预冷分离罐11壳程的出口进入产品气输送管网13。经过一级预冷腔111预冷后的天然气分离出的凝液落入分离腔112中，并通过设置于分离腔112底部的冷凝液出口排出；分液后的天然气从分离腔112的中下部出口通过管道进入混合器24中。

从分离腔112来的天然气通过混合器24与从贫液循环泵23来的乙二醇贫液混合，然后通过管道送入二级预冷腔211的管程中，混合物与从低温分离腔 213来的天然气进行换热并降温，然后在制冷分离器21内部，混合物自上而下进入丙烷蒸发腔212的管程中，丙烷蒸发腔212的壳程中填充液态丙烷，随着丙烷汽化，带走管程内天然气的热量，在丙烷蒸发腔212的管程内，天然气进一步降温至设置制冷温度，该温度下天然气中绝大部分的水分和重烃将冷凝液化并分离，分离出的液体进入低温分离腔213中；由于烃类密度较低，其位于液体混合物的表面，在低温分离腔213烃类可翻过堰板216，并通过烃类排放口 217排出，并通过管道外排至烃类收集系统(闭式排放罐)；混合了乙二醇的水凝液经富液出口215输送至贫富液换热器22的壳程中，低温天然气则通过产品气出口214进入二级预冷腔211的壳程中，用于预冷预冷分离罐11来的天然气。

混合了乙二醇的水凝液(乙二醇富液)从低温分离腔213底部通过管道输送至贫富液换热器22的壳程中，与贫液缓冲罐32来的乙二醇贫液进行换热，提升温度后的乙二醇富液通过管道进入燃气发动机26的烟囱内的换热盘管27 中，与烟气进行热交换，换热后的乙二醇富液通过管道进入贫液闪蒸罐31内，在贫液闪蒸罐31内水分将解析并通过管道排放入大气，脱除水分后的乙二醇贫液通过降液管自上而下进入贫液缓冲罐32内，完成乙二醇再生，再生好的贫液储存在贫液缓冲罐32内，根据贫液循环泵23的流量需要，乙二醇贫液将进入二级制冷分离部2内形成新一轮循环。

虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可作出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。