專(zhuān)利名稱(chēng)：天然氣脫水脫烴預(yù)冷器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種預(yù)冷器，尤其是涉及一種天然氣脫水脫烴裝置的低溫高壓、高溫差、大處理量的預(yù)冷器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的西氣東輸?shù)葒?guó)家大型能源管道管輸天然氣較富(含C3以上組分較多)，管輸環(huán)境溫度低，天然氣管輸烴露點(diǎn)要求低(一般為-10°c左右)，一般的低溫分離技術(shù)，烴露點(diǎn)無(wú)法達(dá)到管輸要求，只能采用節(jié)流膨脹制冷的低溫脫水脫烴分離工藝。其中，預(yù)冷器是低溫脫水脫烴裝置能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵設(shè)備，按現(xiàn)有工況條件要求預(yù)冷器承受的工作壓力高 (可達(dá)15 MPa)、管殼程溫差大(超過(guò)60° C)、處理量大，能防水合物生成，綜合考慮只能采用固定管板換熱器。但現(xiàn)有的固定管板換熱器適用的管殼程溫差小(小于50° C)、處理量小， 按常規(guī)設(shè)計(jì)的換熱器管板厚度很大，如因溫差大，設(shè)置膨脹節(jié)，也只能用于6. 3 MPa以下。因此，現(xiàn)有的預(yù)冷器已不能保證低溫脫水脫烴裝置正常運(yùn)轉(zhuǎn)的需求。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種天然氣脫水脫烴預(yù)冷器，耐高壓、高溫差，處理量大，且能防水合物生成，節(jié)約大量能源，有效地滿(mǎn)足了低溫脫水脫烴裝置正常運(yùn)轉(zhuǎn)的需求。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種天然氣脫水脫烴預(yù)冷器，包括至少一組換熱器，每組換熱器由第一換熱器和第二換熱器通過(guò)鞍座重疊而成，且第一換熱器和第二換熱器的結(jié)構(gòu)相同，均包括封頭、管程殼體和殼程殼體、管程進(jìn)口和管程出口、殼程入口和殼程出口 ；其中第一換熱器的管程出口接第二換熱器的管程進(jìn)口，第二換熱器的殼程出口接第一換熱器的殼程入口 ；管程殼體和殼程殼體通過(guò)薄管板焊接在一起；殼程殼體內(nèi)設(shè)置有與薄管板相焊接的換熱管束。所述換熱管束為高合金換熱管束，與薄管板深度焊接在一起。在所述第一換熱器的封頭上設(shè)置有防水合物抑制劑注入裝置。所述換熱管束相對(duì)于水平面傾斜設(shè)置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果是每套低溫脫水脫烴裝置根據(jù)工況條件按要求在豎向平面內(nèi)采用多臺(tái)重疊組裝，可有效提高單套裝置的處理能力，節(jié)約大量能源；采用“柔性管板”理論和應(yīng)力分析計(jì)算相結(jié)合的設(shè)計(jì)技術(shù)，在預(yù)冷器上引入嵌入式固定薄管板結(jié)構(gòu)和管板與高合金換熱管深度焊接的措施，解決高壓帶有溫差補(bǔ)償工況這一難題，又因管板大大減薄(管板厚度可降低80%以上)，降低投資和減小制造難度；通過(guò)預(yù)冷器固定管板在原料氣中注入水合抑制劑、并將預(yù)冷器換熱管束相對(duì)于水平面傾斜設(shè)置，可使天然氣的水合物形成溫度降低到-40°C，有效避免了在預(yù)冷器管束中因水合物產(chǎn)生的冰堵，確保裝置正常操作和安全平穩(wěn)運(yùn)行。


本發(fā)明將通過(guò)例子并參照附圖的方式說(shuō)明，其中 圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式一種天然氣脫水脫烴預(yù)冷器，如圖1所示，包括防水合物抑制劑注入裝置1、封頭 2、法蘭連接組3、管程殼體4、第一換熱器管程進(jìn)口 5、薄管板6、第一換熱器殼程出口 7、換熱管束8、殼程殼體9、第一換熱器10、第一換熱器管程出口 11、第一換熱器殼程入口 12、鞍座 13、第二換熱器14、第二換熱器殼程入口 15、第二換熱器管程出口 16、原料氣連接管線17和凈化氣連接管線18等，其中
第一換熱器10和第二換熱器14結(jié)構(gòu)相同，二者通過(guò)鞍座13重疊，組成一組換熱器，第一換熱器和第二換熱器均包括封頭2、管程殼體4和殼程殼體9、管程進(jìn)口和管程出口、殼程入口和殼程出口等，其中第一換熱器的管程出口 11接第二換熱器的管程進(jìn)口，第二換熱器的殼程出口接第一換熱器的殼程入口 12 ；封頭2通過(guò)法蘭連接組3和管程殼體4連接； 管程殼體4和殼程殼體9通過(guò)薄管板6焊接在一起，所述薄管板為嵌入式固定薄管板；殼程殼體9內(nèi)設(shè)置有與薄管板6相焊接的換熱管束8，換熱管束8相對(duì)于水平面傾斜設(shè)置，斜度為1%_3%，最佳斜度為1. 5%，對(duì)于粘度較大的液體斜度可適當(dāng)增大；所述換熱管束為高合金換熱管束，與薄管板深度焊接在一起(焊接深度至少達(dá)到5-8mm)；在第一換熱器10的封頭 2上設(shè)置有防水合物抑制劑注入裝置1，用于將防水合物抑制劑均勻噴注到與管程殼體4和殼程殼體9相焊接的薄管板6的表面，以防止換熱管束8里面產(chǎn)生水合物。中溫原料氣(一般65°C以上)和極低溫凈化氣(可到-40°C )之間的換熱過(guò)程為常溫原料氣從第一換熱器管程進(jìn)口 5進(jìn)入換熱管束8與從第一換熱器殼程入口 12 (即第二換熱器殼程出口 )進(jìn)入的凈化氣換熱后通過(guò)第一換熱器管程出口 11 (即第二換熱器管程進(jìn)口) 進(jìn)入第二換熱器14，與通過(guò)凈化氣連接管線18從第二換熱器殼程入口 15進(jìn)入的凈化氣繼續(xù)換熱后從第二換熱器管程出口 16通過(guò)原料氣連接管線17進(jìn)入下一組換熱器按同樣的方式在下一組換熱器(或根據(jù)工況條件設(shè)置的若干組換熱器)中繼續(xù)換熱，這樣經(jīng)過(guò)若干級(jí)換熱后的常溫原料氣變成了滿(mǎn)足工況要求的低溫原料氣(可到_15°C )，從最后一組換熱器的第二換熱器管程出口出去后進(jìn)入節(jié)流閥，極低溫凈化氣經(jīng)過(guò)若干級(jí)換熱后變成烴露點(diǎn)滿(mǎn)足管輸要求的成品氣(一般-10°C )，由第一組換熱器的第一換熱器殼程出口 7進(jìn)入輸送管道。
權(quán)利要求
1.一種天然氣脫水脫烴預(yù)冷器，其特征在于包括至少一組換熱器，每組換熱器由第一換熱器和第二換熱器通過(guò)鞍座重疊而成，且第一換熱器和第二換熱器的結(jié)構(gòu)相同，均包括封頭、管程殼體和殼程殼體、管程進(jìn)口和管程出口、殼程入口和殼程出口 ；其中第一換熱器的管程出口接第二換熱器的管程進(jìn)口，第二換熱器的殼程出口接第一換熱器的殼程入口 ；管程殼體和殼程殼體通過(guò)薄管板焊接在一起；殼程殼體內(nèi)設(shè)置有與薄管板相焊接的換熱管束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣脫水脫烴預(yù)冷器，其特征在于所述換熱管束為高合金換熱管束，與薄管板深度焊接在一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣脫水脫烴預(yù)冷器，其特征在于在所述第一換熱器的封頭上設(shè)置有防水合物抑制劑注入裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣脫水脫烴預(yù)冷器，其特征在于所述換熱管束相對(duì)于水平面傾斜設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種天然氣脫水脫烴預(yù)冷器，包括至少一組換熱器，每組換熱器由結(jié)構(gòu)相同的兩個(gè)換熱器重疊而成，均包括封頭、管程殼體和殼程殼體、管程進(jìn)口和管程出口、殼程入口和殼程出口；管程殼體和殼程殼體通過(guò)薄管板焊接在一起；換熱管束為高合金換熱管束，與薄管板深度焊接在一起；在第一換熱器的封頭上設(shè)置有防水合物抑制劑注入裝置；換熱管束相對(duì)于水平面傾斜設(shè)置。本發(fā)明的積極效果是耐高壓、高溫差，處理量大，且能防水合物生成，節(jié)約大量能源，有效地滿(mǎn)足了低溫脫水脫烴裝置正常運(yùn)轉(zhuǎn)的需求。
文檔編號(hào)F28F21/08GK102250659SQ20111016865
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月22日
發(fā)明者劉俊, 劉慧敏, 劉文廣, 劉春發(fā), 唐昕, 施輝明, 杜通林, 湯智昀, 焦建國(guó), 王西康, 申琳, 羅張東, 羅林林, 范海峰, 謝兵, 郭成華, 陳朝暉, 雒定明 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司