本发明涉及天然气处理集输管道技术领域，特别是涉及一种天然气净化集输管道。
背景技术
天然气作为一种天然存在的气体，可以是从大气圈、岩石圈、水圈各种自然形成的天然气体，是一类以烃类为主体的混合气体的统称，密度比空气轻，具有无色、无味、无毒之特性。天然气主要成分烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般有硫化氢、二氧化碳、氮和水气和少量一氧化碳及微量的稀有气体，如氦和氩等。天然气主要是用作燃料，也是重要的化工原料，可用于药品制造，化工材料制造，以及液化石油气制备。
现如今的天然气集输处理工艺主要是从天然气气田或者煤矿矿井(煤层气)直接开采出来之后，以一种混合气体的方式进行输送，到达集输站后进行各项除杂，净化工艺处理。天然气从井底高温高压采到地面之后，由于压力和温度的递减，很容易形成固态的天然气水合物，会阻塞管道，阻碍天然气的流通，影响天然气的产量：而直接开采出来的天然气中成分复杂，还有很多粒径大小不一的颗粒物质、水、含硫气体等。其中的水分、含硫物质对管道的腐蚀比较严重，经过长时间的腐蚀氧化很容易出现管道泄漏，会有很大的安全隐患。同时管道需要及时跟换，成本高，工程量大。因此，急需一种具有高效过滤功能的天然气集输管道。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种天然气净化集输管道，以解决上述现有技术存在的问题，能够实现对天然气的高效净化并避免天然气水合物的生成，减少天然气输送管道的阻塞及腐蚀现象，提高天然气输送管道的使用寿命，且便于维修更换。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种天然气净化集输管道，包括依次可拆卸密封连接的集气管体、加热管体、除尘管体和净化管体，且所述集气管体、所述加热管体、所述除尘管体和所述净化管体的内部依次连通；所述集气管体的进气口设置有一粗过滤网，所述集气管体内设有一抽风机，所述抽风机的进风口与所述集气管体的进气口连通，所述抽风机的出风口与所述加热管体的进气口连通；所述加热管体内设置有加热器，所述加热器用于对天然气进行加热；所述除尘管体内设有除尘器，所述除尘器用于对天然气除尘；所述净化管体包括依次可拆卸密封连接的第一净化管体、第二净化管体和第三净化管体；所述第一净化管体内顶部设置有喷淋系统，所述喷淋系统用于去除天然气内的酸性气体和水分；所述第二净化管体内设置有酸性气体分子筛填料，所述酸性气体分子筛填料用于进一步去除然气内的酸性气体；所述第三净化管体内设置有水蒸气分子筛填料，所述水蒸气分子筛填料用于进一步去除天然气内的水分。
优选的，所述集气管体、所述加热管体、所述除尘管体、所述第一净化管体、所述第二净化管体和所述第三净化管体均为不锈钢管，各所述不锈钢管内壁上均覆有高分子隔热层，且各所述高分子隔热层的内侧壁和外侧壁上均覆有高分子防腐涂层。
优选的，所述加热管体顶部密封插接有一第一隔流板，所述第一隔流板垂直于所述加热管体轴线且自所述加热管外部插入至所述加热管体内部，所述第一隔流板的下端伸入至所述加热管体的下部并悬置于所述加热器上方，所述第一隔流板内插接有第一取样管，所述第一取样管伸出所述第一隔流板顶端形成第一采样端头，所述第一取样管连通所述加热管体内部与所述天然气净化集输管道外部，所述第一采样端头上设置有第一阀门。
优选的，所述喷淋系统包括储液槽、收集槽和多个喷头，所述储液槽设置于所述第一净化管体内的顶部，所述收集槽设置于所述第一净化管体内的底部，所述储液槽的底部连接有多个所述喷头，所述收集槽底部连接有一排液管，所述排液管伸出至所述第一净化管体外。
优选的，所述第一净化管体顶部密封插接有一第二隔流板，所述第二隔流板垂直于所述第一净化管体轴线且自所述第一净化管体外部插入至所述第一净化管体内部，所述第一净化管体的底部连接有两个第三隔流板；沿所述第一净化管体的轴向，两个所述第三隔流板分别位于所述第二隔流板的两侧，且各所述第三隔流板均与所述第二隔流板部分交叠。
优选的，所述第二隔流板内插接有第二取样管，所述第二取样管伸出所述第二隔流板顶端形成第二采样端头，所述第二取样管连通所述第一净化管体内部与所述天然气净化集输管道外部，所述第二采样端头上设置有第二阀门。
优选的，所述第二净化管体的进气口处设置有一第一分子筛挡板，所述第一分子筛挡板上开设有多个第一通孔，所述第三净化管体的进气口和出气口处分别设置有第二分子筛挡板和第三分子筛挡板，所述第二分子筛挡板和所述第三分子筛挡板均为不透气挡板，所述第二净化管体的内顶部设置有第一通气挡板，所述第一通气挡板上开设有第二通孔，所述第一通气挡板与所述第二净化管体的内壁之间形成第一气体缓存区，所述酸性气体分子筛填料填充于所述第一通气挡板下方的所述第二净化管体内，所述酸性气体分子筛填料内设有第一集气管，所述第一集气管的进气口与所述第一通气挡板的下表面接触，所述第一集气管的出气口穿过所述第二分子筛挡板的底部并与所述第三净化管体的底部连通，所述第一通孔和所述第二通孔的孔径均小于所述酸性气体分子筛填料的粒径。
优选的，所述第三净化管体的内顶部设置有第二通气挡板，所述第二通气挡板上开设有第三通孔，所述第三通孔孔径小于所述水蒸气分子筛填料的粒径，所述第二通气挡板与所述第三净化管体的内壁之间形成第二气体缓存区，所述水蒸气分子筛填料填充于所述第二通气挡板下方的所述第三净化管体内，所述水蒸气分子筛填料内设有第二集气管，所述第二集气管的进气口与所述第二通气挡板的下表面接触，所述第二集气管的出气口穿过所述第三分子筛挡板的底部。
优选的，所述第三净化管体的顶部穿设有第三取样管，所述第三取样管连通所述第二气体缓存区与所述天然气净化集输管道外部，所述第三取样管位于所述第三净化管的外端设置有第三阀门。
优选的，所述除尘器为多级旋风分离器，所述多级旋风分离器的进气口与所述除尘管体的进气口连通，所述多级旋风分离器的出气口与所述除尘管体的出气口连通；所述集气管体、所述加热管体、所述除尘管体、所述第一净化管体、所述第二净化管体和所述第三净化管体的两端均设置有连接法兰并依次通过端部的所述连接法兰形成可拆卸密封连接。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明提供的天然气净化集输管道，从天然气气井输送上来的天然气首先经过集气管体，先经过粗过滤网进行初级过滤，集气管体的进气口连接有抽风机，能够提供能量对输送进天然气净化集输管道的气体抽吸，增加天然气的运移动力；抽风机的出风口与加热管体的进风口连接，经过粗过滤网初级过滤后的天然气进入至加热管体内，加热器对天然气进行加热能够防止天然气水合物的形成，并能够增加加热管体内的压力进一步提高气体的流动动力，固态的天然气水合物的减少能够有效避免管道的阻塞；随后天然气进入除尘管体，除尘器对天然气中存在的杂质颗粒进行去除；第一净化管体内的喷淋系统向第一净化管体内喷淋甲醇，可除去天然气中的大部分的h2s、co2和h2o以及其他酸性气体。第二净化管体内的酸性气体分子筛填料可进一步去除然气内的酸性气体；第三净化管体内设置的水蒸气分子筛填料可进一步去除天然气内的水分，第三净化管体出气口与天然气输送管道进行对接，可使用多个并联于天然气输送管上。本发明提供的天然气净化集输管道，实现了对天然气的高效净化，有效去除天然气中的固体杂质、含硫气体、水蒸气等，可有效避免天然气水合物的生成，减少天然气输送管道的阻塞及腐蚀现象，提高天然气输送管道的使用寿命，集气管体、加热管体、除尘管体、第一净化管体、第二净化管体和第三净化管体均可单独拆卸，如果需要检修或者更换，只需要关停进气口，直接对特定管体进行检修以及更换，便于维修更换，若在天然气输送管路上并联设置有多个天然气净化集输管道，维修时，关闭单个天然气净化集输管道的进气口，不影响正常的输气作业。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的天然气净化集输管道的纵向剖面示意图；
图2为本发明提供的天然气净化集输管道的内的第一隔流板与加热管体的安装状态示意图；
图中：1-集气管体；11-粗过滤网；12-抽风机；2-加热管体；21-加热器；22-第一隔流板；23-第一取样管；24-第一阀门；3-除尘管体；31-除尘器；4-第一净化管体；41-储液槽；42-收集槽；43-喷头；44-排液管；45-第二隔流板；46-第三隔流板；47-第二阀门；5-第二净化管体；51-酸性气体分子筛填料；52-第一通气挡板；53-第一气体缓存区；54-第一集气管；6-第三净化管体；61-水蒸气分子筛填料；62-第二通气挡板；63-第二气体缓存区；64-第二集气管；65-第三取样管；66-第三阀门；7-高分子隔热层；8连接法兰。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种天然气净化集输管道，以解决上述现有技术存在的问题，能够实现对天然气的高效净化并避免天然气水合物的生成，减少天然气输送管道的阻塞及腐蚀现象，提高天然气输送管道的使用寿命，且便于维修更换。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供一种天然气净化集输管道，于本发明一具体的实施例中，如图1所示，天然气净化集输管道包括依次可拆卸密封连接的集气管体1、加热管体2、除尘管体3和净化管体，且集气管体1、加热管体2、除尘管体3和净化管体的内部依次连通；集气管体1的进气口设置有一粗过滤网11，集气管体1内设有一抽风机12，抽风机12的进风口与集气管体1的进气口连通，抽风机12的出风口与加热管体2的进气口连通；加热管体2内设置有加热器21，加热器2用于对天然气进行加热；除尘管体3内设有除尘器31，除尘器31用于对天然气除尘；净化管体包括依次可拆卸密封连接的第一净化管体4、第二净化管体5和第三净化管体6；第一净化管体4内顶部设置有喷淋系统，喷淋系统用于去除天然气内的酸性气体和水分；第二净化管体5内设置有酸性气体分子筛填料51，酸性气体分子筛填料51用于进一步去除然气内的酸性气体；第三净化管体6内设置有水蒸气分子筛填料61，水蒸气分子筛填料61用于进一步去除天然气内的水分。
本发明提供的天然气净化集输管道，从天然气气井输送上来的天然气首先经过集气管体1，先经过粗过滤网11进行初级过滤，集气管体1的进气口连接有抽风机12，能够提供能量对输送进天然气净化集输管道的气体抽吸，增加天然气的运移动力；抽风机12的出风口与加热管体2的进风口连接，经过粗过滤网11初级过滤后的天然气进入至加热管体2内，加热器21对天然气进行加热能够防止天然气水合物的形成，并能够增加加热管体2内的压力进一步提高气体的流动动力，固态的天然气水合物的减少能够有效避免管道的阻塞；随后天然气进入除尘管体3，除尘器31对天然气中存在的杂质颗粒进行去除；第一净化管体4内的喷淋系统向第一净化管体4内喷淋甲醇，可除去天然气中的大部分的h2s、co2和h2o以及其他酸性气体。第二净化管体5内的酸性气体分子筛填料51可进一步去除然气内的酸性气体；第三净化管体6内设置的水蒸气分子筛填料61可进一步去除天然气内的水分，第三净化管体6出气口与天然气输送管道进行对接，可使用多个并联于天然气输送管上。本发明提供的天然气净化集输管道，实现了对天然气的高效净化，可有效避免天然气水合物的生成，减少天然气输送管道的阻塞及腐蚀现象，提高天然气输送管道的使用寿命，集气管体1、加热管体2、除尘管体3、第一净化管体4、第二净化管体5和第三净化管体6均可单独拆卸，如果需要检修或者更换，只需要关停进气口，直接对特定管体进行检修以及更换，便于维修更换，若在天然气输送管路上并联设置有多个天然气净化集输管道，维修时，关闭单个天然气净化集输管道的进气口，不影响正常的输气作业。
于本发明另一具体的实施例中，集气管体1、加热管体2、除尘管体3、第一净化管体4、第二净化管体5和第三净化管体6均为不锈钢管，各不锈钢管内壁上均覆有高分子隔热层7，且各高分子隔热层7的内侧壁和外侧壁上均覆有高分子防腐涂层。高分子隔热层7能够对不锈钢管进行保温，防止冬天气温过低会使气体冷凝或者生成天然气水合物阻塞管道，高分子防腐涂层用于防止不锈钢管生锈老化延长使用寿命。
于本发明另一具体的实施例中，如图1～2所示，加热管体2顶部密封插接有一第一隔流板22，第一隔流板22垂直于加热管体2轴线且自加热管2外部插入至加热管体2内部，第一隔流板22内插接有第一取样管23，第一取样管23伸出第一隔流板顶端形成第一采样端头，第一取样管23连通加热管体2内部与天然气净化集输管道外部，第一采样端头上设置有第一阀门24。第一隔流板22阻挡加热管体2顶部的天然气沿加热管体2轴向运动，使进入加热管体2内的天然气均能够向下流动并经过加热器21加热，提高天然气的加热率；开启第一阀门24后，可由第一取样管23采集加热管体2内的气样进行测定分析。
于本发明另一具体的实施例中，喷淋系统包括储液槽41、收集槽42和多个喷头43，储液槽41和收集槽42沿第一净化管体4轴向的两端均封闭，储液槽41设置于第一净化管体4内的顶部，收集槽42设置于第一净化管体4内的底部，储液槽41的底部连接有多个喷头43，收集槽42底部连接有一排液管44，排液管44上设置有排液阀门，排液管44伸出至第一净化管体4外。储存在储液槽41内的甲醇通过喷头43对天然气进行充分的喷淋洗涤，收集槽42顶部开口以收集废液，废液经由排液管44排出；可通过一密封连接至第一净化管体4上的输液管向储液槽41内输入补充液体。
于本发明另一具体的实施例中，第一净化管体4顶部密封插接有一第二隔流板45，第二隔流板垂直于第一净化管体4轴线且自第一净化管体4外部插入至第一净化管体4内部，第一净化管体4的底部连接有两个第三隔流板46；沿第一净化管体4的轴向，两个第三隔流板46分别位于第二隔流板45的两侧，且各第三隔流板46均与第二隔流板45部分交叠，即第三隔流板46与第二隔流板45沿第一净化管体4的轴向有部分交叠的区域。两个第三隔流板46和第二隔流板45使天然气在第一净化管体4内绕行，从而对天然气进行扰动，增加酸性气体喷淋去除效率。
于本发明另一具体的实施例中，第二隔流板45内插接有第二取样管，第二取样管伸出第二隔流板45顶端形成第二采样端头，第二取样管连通第一净化管体4内部与天然气净化集输管道外部，第二采样端头上设置有第二阀门47；开启第二阀门47后，可由第二取样管采集第一净化管体4内的气样进行测定分析。
于本发明另一具体的实施例中，第二净化管体5的进气口处设置有一第一分子筛挡板，第一分子筛挡板上开设有多个第一通孔，第三净化管体6的进气口和出气口处分别设置有第二分子筛挡板和第三分子筛挡板，第二分子筛挡板和第三分子筛挡板均为不透气挡板，第二净化管体5的内顶部设置有第一通气挡板52，第一通气挡板52上开设有第二通孔，第一通气挡板52与第二净化管体5的内壁之间形成第一气体缓存区53，酸性气体分子筛填料51填充于第一通气挡板52下方的第二净化管体5内，酸性气体分子筛填料51内设有第一集气管54，第一集气管54的进气口与第一通气挡板51的下表面接触，第一集气管54的出气口穿过第二分子筛挡板的底部并与第三净化管体6的底部连通，第一通孔和第二通孔的孔径均小于酸性气体分子筛填料51的粒径。第一净化管体净化4后的气体通过第一分子筛挡板进入至第二净化管体5内，第一集气管54呈l型，第一集气管54顶部的进气口几乎与酸性气体分子筛填料51的顶部齐平，能够强制天然气经过酸性气体分子筛填料51的充分净化后进入至第二净化管体5顶部的第一气体缓存区53，才能够由第一集气管54排出，增加酸性气体分子筛填料51的利用率，第一通气挡板52可以防止气流冲刷使酸性气体分子筛填料51进入第一集气管54。
第三净化管体6的内顶部设置有第二通气挡板62，第二通气挡板62上开设有第三通孔，第三通孔孔径小于水蒸气分子筛填料61的粒径，第二通气挡板61与第三净化管体6的内壁之间形成第二气体缓存区63，水蒸气分子筛填料61填充于第二通气挡板62下方的第三净化管体6内，水蒸气分子筛填料61内设有第二集气管64，第二集气管64的进气口与第二通气挡板62的下表面接触，第二集气管64的出气口穿过第三分子筛挡板的底部。第二净化管体5净化后的气体通过第一集气管54进入至第三净化管体6底部，第二集气管64呈l型，第二集气管64顶部的进气口几乎与水蒸气分子筛填料61的顶部齐平，能够强制天然气由下至上经过水蒸气分子筛填料61的充分净化后进入至第三净化管体6顶部的第二气体缓存区63，才能够由第二集气管64排出，增加水蒸气分子筛填料的利用率，第二通气挡板62可以防止气流冲刷使水蒸气分子筛填料61进入第二集气管64。
于本发明另一具体的实施例中，第三净化管6体的顶部穿设有第三取样管65，第三取样管65连通第二气体缓存区63与天然气净化集输管道外部，第三取样管65位于第三净化管6的外端设置有第三阀门66。开启第三阀门66后，可由第三取样管65采集第二气体缓存区63内的气样进行测定分析。
于本发明另一具体的实施例中，第一隔流板22的下端伸入至加热管体2的下部并悬置于加热器21上方。
于本发明另一具体的实施例中，除尘器31为多级旋风分离器，多级旋风分离器的进气口与除尘管体3的进气口连通，多级旋风分离器的出气口与除尘管体3的出气口连通；集气管体1、加热管体2、除尘管体3、第一净化管体4、第二净化管体5和第三净化管体6的两端均设置有连接法兰8并依次通过端部的连接法兰8形成可拆卸密封连接。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。