一种多功能组合式cng母站的制作方法
【专利摘要】一种多功能组合式CNG母站，包括原料气管，原料气管依次连接原料气水套加热炉撬、三段三相分离装置进气口；三段三相分离装置排油口连接轻烃及油储罐，排水口连接凝析罐，出气口连接脱汞罐，轻烃及油储罐连接凝析罐，脱汞罐连接脱氢脱碳脱水系统，脱氢脱碳脱水系统连接三级加压系统，原料气经过三段三相分离后脱氢脱碳脱水系统，在经过三级加压后使用，小型化集成化，在获得最终产品CNG的同时，还能收集原料气中的清油（轻烃）、部分游离烃、部分重烃等副产品，提高了装置的综合经济效益，同时也减少了环境污染。
【专利说明】
一种多功能组合式CNG母站
技术领域
[0001]本实用新型属于天然气应用技术领域，具体涉及一种多功能组合式CNG母站。
【背景技术】
[0002]全世界超过30%的天然气资源位于海洋，其中有一部分小规模气田位于深海并远离陆地。这些小规模气田天然气储量少，如果使用管道运输等传统开采方式成本过高，经济性太差。与此情况相似的还有伴生气田，天然气产量不大，直接燃烧的方法既不环保又浪费资源，已经基本不再使用。而将天然气压回油田以增加原油产量的做法也存在弊端，不仅提高生产成本，而且不能充分利用这部分天然气资源。
[0003]本实用新型专利名称为多功能组合式CNG母站，主要针对油田伴生气、放空气等目前利用较少的气质资源，使其变废为宝，不但将这些量少、开采净化不易的天然气，进行净化分离出轻烃油、部分重烃等天然气副产品，通过进一步加压最后形成CNG产品外输，具有极大的经济及社会价值。
[0004]目前国内传统类似的装置主要有以下缺点:
[0005]I)目的性单一，提取重烃、凝析油还是制取CNG都单独存在，经济性差；
[0006]2)装置对于井口的匹配度过高，导致很多井缺气后设备浪费；
[0007]3)装置过大、不具备移动性，维护保养不易；
[0008]4)能耗较高，采气成本、产品成本过高。
【发明内容】
[0009]为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种多功能组合式CNG母站，主要针对需要将井口天然气直接压缩外运的资源点，使得原本体积庞大设备群，小型化集成化，在获得最终产品CNG的同时，还能收集原料气中的清油(轻烃)、部分游离烃、部分重烃等副产品，提高了装置的综合经济效益，同时也减少了环境污染。
[0010]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:
[0011 ] 一种多功能组合式CNG母站，包括原料气管，原料气管依次连接原料气水套加热炉撬、三段三相分离装置进气口 ；三段三相分离装置排油口连接轻烃及油储罐，排水口连接凝析罐，出气口连接脱汞罐，轻烃及油储罐连接凝析罐，脱汞罐连接脱氢脱碳脱水系统，脱氢脱碳脱水系统连接三级加压系统；
[0012]所述的脱氢脱碳脱水系统包括分子筛脱水吸附A、分子筛脱水吸附塔B、分离器，原料气压缩机缓冲罐，其中脱汞罐连接分子筛脱水吸附塔A、分子筛脱水吸附塔B，分子筛脱水吸附塔A、分子筛脱水吸附塔B进气端通过阀门串联连接分离器，分离器出气端与分子筛脱水吸附塔A、分子筛脱水吸附塔B并联出气端并联后连接原料气压缩机缓冲罐，原料气压缩机缓冲罐与分子筛脱水吸附塔A、分子筛脱水吸附塔B出气端串联连接三级加压系统，同时原料气压缩机缓冲罐一出气口连接分子筛脱水吸附塔A、分子筛脱水吸附塔B进气端；
[0013]所述的三级加压系统由分离器、原料气压缩机缓冲罐、一级压缩机、一级冷却器、一级分离器、二级压缩机、二级冷却器、三级冷却器、三级压缩机、二级分离器组成，其中脱氢脱碳脱水系统处理后气体一支进入分离器，分离器依次连接原料气压缩机缓冲罐、一级压缩机、一级冷却器、一级分离器、二级压缩机、二级冷却器;另一支与二级冷却器出气端、一级冷却器出气端并联后分别连接三级冷却器、二级分离器A，三级冷却器一端依次连接三级压缩机、二级分离器A，另一端连接二级分离器B。
[0014]所述的分子筛脱水吸附塔A、分子筛脱水吸附塔B可相互切换。
[0015]所述的三段三相分离装置由盘管式旋风分离器内上端设有对撞式过滤器，撞式过滤器连接下端高效气体过滤器，高效气体过滤器下端连接重力分离器组成。
[0016]本实用新型的有益效果是:
[0017]I)整个装置可移动，安装、拆卸、运输便捷性；
[0018]2)系统充分考虑二次利用的可能性在上述可移动的基础上加入了可以调节量值的装置，使设备处理量达到60%?150%，而成本影响不大;加入了便于增减的设备的快速拆卸系统，使得对于特殊组分的气井实用性更大；
[0019]3)方便的维修系统，对于易损常检部位集中设置在空间较大的区域；
[0020]4)冷/热能综合利用，利用压缩机压缩产生的热量来实现冷热能综合利用，使得装置能耗较一般设备低10%以上；
[0021]5)脱除了天然气中存在的大部分H20、游离烃、凝析油、机械杂质等，提高了 CNG产品的质量;同时对脱出物进行处理，使得副产品充分提取，提高经济价值。
[0022]6)整个专利装置体积仅为长X宽X高=8x3x2.6米，三个撬块结构，比通常的设备体积小70%以上；
[0023]7)整个装置寿命达到15年以上，物理物料寿命>2年；
[0024]8)整个装置造价为传统装置的60%;
[0025]9)整个装置经济效益提升120%以上。
[0026]10)对防堵、稳压稳流控温做到精确控制;脱水不脱精只脱所需量、脱酸用干法高寿命;充分利用压缩机本体产生的热量进行全系统冷热能交替利用，已达到降低能耗的目的。
【附图说明】
[0027]图1为本实用新型的工艺流程图。
[0028]图2为三段三相分离装置结构示意图。
[0029]其中，I为原料气管；2为原料气水套加热炉撬;3为三段三相分离装置;4为轻烃及油储罐;5为凝析罐;6为脱汞罐;7为脱氢脱碳脱水系统;8为三级加压系统;9为分子筛脱水吸附塔A; 10为分子筛脱水吸附塔B; 11为分离器；12为原料气压缩机缓冲罐；13为一级压缩机；14为一级冷却器；15为一级分离器；16为二级压缩机；17为二及冷却器；18为三级冷却器；19为三级压缩机;20为二级分离器A; 21为二级分离器B; 22为对撞式过滤器;23为盘管式旋风分离器;24为高效气体过滤器;25为重力分离器。
【具体实施方式】
[0030]以下结合附图对本实用新型进一步叙述
[0031]如图1所示，一种多功能组合式CNG母站，包括原料气管1，原料气管I依次连接原料气水套加热炉撬2、三段三相分离装置3进气口；三段三相分离装置3排油口连接轻烃及油储罐4，排水口连接凝析罐5，出气口连接脱萊罐6，轻经及油储罐4连接凝析罐5，脱萊罐6连接脱氢脱碳脱水系统7，脱氢脱碳脱水系统7连接三级加压系统8;
[0032]所述的脱氢脱碳脱水系统7包括分子筛脱水吸附塔A9、分子筛脱水吸附塔B10、分离器11，原料气压缩机缓冲罐12，其中脱汞罐6连接分子筛脱水吸附塔A9、分子筛脱水吸附塔B10，分子筛脱水吸附塔A9、分子筛脱水吸附塔BlO进气端通过阀门串联连接分离器11，分离器11出气端与分子筛脱水吸附塔A9、分子筛脱水吸附塔BlO并联出气端并联后连接原料气压缩机缓冲罐12，原料气压缩机缓冲罐12与分子筛脱水吸附塔A9、分子筛脱水吸附塔BlO出气端串联连接三级加压系统8，同时原料气压缩机缓冲罐12—出气口连接分子筛脱水吸附塔A9、分子筛脱水吸附塔BlO进气端；
[0033]所述的三级加压系统8由分离器11、原料气压缩机缓冲罐12、一级压缩机13、一级冷却器14、一级分离器15、二级压缩机16、二级冷却器17、三级冷却器18、三级压缩机19、二级分离器A20组成，其中脱氢脱碳脱水系统7处理后气体一支进入分离器11，分离器11依次连接原料气压缩机缓冲罐12、一级压缩机13、一级冷却器14、一级分离器15、二级压缩机16、二级冷却器17;另一支与二级冷却器17出气端、一级冷却器14出气端并联后分别连接三级冷却器18、二级分离器A20，三级冷却器18—端依次连接三级压缩机19、二级分离器A20，另一端连接二级分离器B21。
[0034]所述的分子筛脱水吸附塔A9、分子筛脱水吸附塔BlO可相互切换。
[0035]如图2所示，所述的三段三相分离装置3由盘管式旋风分离器23内上端设有对撞式过滤器22，撞式过滤器22连接下端高效气体过滤器24，高效气体过滤器24下端连接重力分离器25组成。
[0036]如图1所示，整个工艺流程为:从气井采出的气，经过水套炉加热后，使得原料气的温度T升高，保持压力P不变，然后迅速节流，将原料气压力P迅速降低，根据热力学第二定律，温度T也会降低，由于前面已经升温，因此温度T的降低不影响原料气，从而实现原料气的稳压;接着原理气会通过三相分离器，该三相分离器为专门设计，拥有盘管式重力旋风分离系统、气体高效过滤器和重力沉降分离器，图2为其基本结构，通过该装置会脱出原料气中大量的水、油、固体杂质，实现气、水、油(轻烃类)、固体四分离。其中油(轻烃类)通过储油罐收集，作为副产品外运。
[0037]分离后的原料气进入脱碳脱水脱汞系统，该系统从(脱汞罐)进入，经过分子筛脱水吸附塔，脱除大量的水，使得水露点减少到_40°C，然后再通过再生气从进入反吹吸附塔，实现塔的再生，当然你两塔工作的时候实现功能切换，一塔吸附另一台必然再生。其中加热器用电驱动、冷却器用风冷和水冷实现。
[0038]净化后的原料气进入三级加压系统，最终实现天然气CNG产品化，可以进入长管拖车外运。
[0039]其中对系统的叙述如下:
[0040]I)井口气采气输气技术；
[0041]气井多在地需设井场装置，即井场。从气井才出的天然气经节流阀调压后，在分离器中脱除游离水、凝析油及固体机械杂质，计量后输入集气管线，再进入集气站。在集气站对天然气进行节流、调压、分离、计量，然后输入集气总站或天然气净化厂。
[0042]通常有单井和多井两种区别，本专利采用的是单井设备，但具备多井汇集处理的能力。
[0043]一般来说井场装置具备三种作用:调节气井的产量;调控天然气的输送压力；防止生成天然气水合物。因此现行技术有两种:一种是加热天然气防止水合物生成的流程;另一种是向天然气中注入抑制剂防止水合物生成的流程。
[0044]采用的是向天然气中注入抑制剂防止水合物生成的流程，流经注入器的天然气与抑制剂相混合，天然气中一部分饱和水汽被吸收，天然气露点随着降低，然后根据天然气原料气压力高低相应选择降压和稳压。
[0045]2)天然气净化技术；
[0046]原本天然气净化技术主要是脱除天然气中的机械固体杂质、水、酸、汞、苯、新戊烷等等，以便天然气能够顺利液化。在此专利中采用的天然气净化技术主要目的是脱除天然气中大量的水、油和酸，以确保后续压缩机使用安全。
[0047]主要工艺手段就是采用三相分离器、分层多功能分子筛等设备脱除油、酸、水。
[0048]3)天然气加压技术；
[0049]天然气加压技术是比较成熟技术，因此在此作为天然气变为CNG的外加动力源，本专利中所选用的压缩机为多级(3级以上)活塞式压缩机，将压力较低的天然气压缩为25MPa的 CNG。
【主权项】
1.一种多功能组合式CNG母站，包括原料气管(I)，其特征在于，原料气管(I)依次连接原料气水套加热炉撬(2)、三段三相分离装置(3)进气口；三段三相分离装置(3)排油口连接轻烃及油储罐(4)，排水口连接凝析罐(5)，出气口连接脱汞罐(6)，轻烃及油储罐(4)连接凝析罐(5)，脱汞罐(6)连接脱氢脱碳脱水系统(7)，脱氢脱碳脱水系统(7)连接三级加压系统(8)； 所述的脱氢脱碳脱水系统7包括分子筛脱水吸附塔A(9)、分子筛脱水吸附塔B(10)、分离器(11)，原料气压缩机缓冲罐(12)，其中脱汞罐(6)连接分子筛脱水吸附塔A(9)、分子筛脱水吸附塔B(1)，分子筛脱水吸附塔A(9)、分子筛脱水吸附塔B(1)进气端通过阀门串联连接分离器(11)，分离器(11)出气端与分子筛脱水吸附塔A(9)、分子筛脱水吸附塔B(1)并联出气端并联后连接原料气压缩机缓冲罐(12)，原料气压缩机缓冲罐(12)与分子筛脱水吸附塔A(9)、分子筛脱水吸附塔B(1)出气端串联连接三级加压系统(8)，同时原料气压缩机缓冲罐12—出气口连接分子筛脱水吸附塔A(9)、分子筛脱水吸附塔B(1)进气端； 所述的三级加压系统(8)由分离器(11)、原料气压缩机缓冲罐(12)、一级压缩机(13)、一级冷却器(14)、一级分离器(15)、二级压缩机(16)、二级冷却器(17)、三级冷却器(18)、三级压缩机(19)、二级分离器A(20)组成，其中脱氢脱碳脱水系统(7)处理后气体一支进入分离器(11)，分离器(11)依次连接原料气压缩机缓冲罐(12)、一级压缩机(13)、一级冷却器(14)、一级分离器(15)、二级压缩机(16)、二级冷却器(17);另一支与二级冷却器(17)出气端、一级冷却器(14)出气端并联后分别连接三级冷却器(18)、二级分离器A(20)，三级冷却器(18)—端依次连接三级压缩机(19)、二级分离器A(20)，另一端连接二级分离器B(21)。2.根据权利要求1所述的一种多功能组合式CNG母站，其特征在于，所述的分子筛脱水吸附塔A(9)、分子筛脱水吸附塔B(1)可相互切换。3.根据权利要求1所述的一种多功能组合式CNG母站，其特征在于，所述的三段三相分离装置(3)由盘管式旋风分离器(23)内上端设有对撞式过滤器(22)，撞式过滤器(22)连接下端高效气体过滤器(24)，高效气体过滤器(24)下端连接重力分离器(25)组成。
【文档编号】F04B39/00GK205590633SQ201620057228
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年1月21日
【发明人】杜双都, 杨建军, 林玉和, 汪晔, 杨建刚, 任军, 刘子钧, 彭华, 王思晨
【申请人】西安庆港洁能科技有限公司, 上海安恩吉新能源技术有限公司