專利名稱：渦流管天然氣分離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種油田輸運(yùn)采油氣領(lǐng)域必須用的天然氣分離 設(shè)備，特別是一種利用渦流管和旋流分離器進(jìn)行氣液分離的裝置。
背景技術(shù)：
目前，在天然氣氣井中采集出來并經(jīng)過粗分離的天然氣，里面 都含有一定量的水蒸氣和烴類，需要對(duì)其進(jìn)行回收，否則在管道輸運(yùn) 時(shí)，水蒸氣和部分烴類(主要是重?zé)N和部分露點(diǎn)高的輕烴)就會(huì)在遇 到低于其露點(diǎn)溫度時(shí)凝結(jié)，進(jìn)而凍結(jié)，造成管線、設(shè)備的損壞，嚴(yán)重 的話會(huì)引起天然氣泄漏，發(fā)生重大事故，同時(shí)也浪費(fèi)了烴類資源。所 以需要對(duì)天熱氣中的水蒸氣和烴類進(jìn)行分離。目前所采用的分離設(shè)備 主要是利用旋流分離器依靠環(huán)境溫度進(jìn)行冷卻、分離，有時(shí)候環(huán)境溫 度會(huì)比較高，這種方法將導(dǎo)致對(duì)水蒸氣和烴的分離不徹底。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型是要提供一種渦流管天然氣分離裝置，用于解決現(xiàn)有 技術(shù)僅用旋流分離器對(duì)天然氣分離不徹底，留下安全隱患的技術(shù)問 題，
本實(shí)用新型通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的
一種渦流管天然氣分離裝置，包括氣液分離單元，其特點(diǎn)是還包括渦流管降溫單元，渦流管降溫單元通過其漸縮形冷端管與氣液分 離單元中的旋流分離器相連接。
渦流管降溫單元包括壓縮天然氣室，分離孔板，渦流室，熱端管， 熱端調(diào)節(jié)閥，熱氣流出口，漸縮形冷端管，需加熱部件，其中，壓縮 天然氣室中設(shè)置分離孔板，分離孔板右端為渦流室，渦流室與熱端管 相連，分離孔板上連接有穿過壓縮天然氣室的漸縮形冷端管，并與熱 端管相連通，熱端管后端設(shè)有熱氣流出口及熱端調(diào)節(jié)閥，并與需加熱 部件相連。
氣液分離單元包括旋流分離器，氣液兩相分離工作段，液體臨時(shí) 存儲(chǔ)罐，氣流導(dǎo)向葉片，擴(kuò)散段，其中，旋流分離器與液體臨時(shí)存儲(chǔ) 罐之間連接有用作超音速噴管的拉閥爾噴管，避免了在管道中生成水 合物。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有有益效果是因?yàn)椴捎昧藴u流管 降溫單元，進(jìn)入旋流分離器的冷氣流具有更低的溫度，其中的水蒸氣 和烴類更容易凝結(jié)成液滴而被分離，因而分離效率也提高了，分離得 也更徹底了，被分離之后的天然氣也具有更低的露點(diǎn)，更安全了，同 時(shí)也提高了烴類的回收率。并且由于添加了超音速噴管，氣體不會(huì)在 分離元件和運(yùn)輸中生成水合物。同時(shí)通過渦流管進(jìn)行能量分離操作過 程非常簡單，沒有任何運(yùn)動(dòng)部件，也不需要任何外加能源給它提供動(dòng) 力，所以選用渦流管來進(jìn)行第一步的降溫是非常經(jīng)濟(jì)的。而且由于渦 流管產(chǎn)生冷氣流的同時(shí)附帶產(chǎn)生了熱氣流，該熱氣流可用于給本裝置 需要加熱的部件提供熱源。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖2是本實(shí)用新型運(yùn)用的渦流管的能量分離，產(chǎn)生冷熱流示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。 如圖l, 2所示，渦流管天然氣分離裝置，包括氣液分離單元l， 渦流管降溫單元2，渦流管降溫單元2通過其漸縮形冷端管10與氣 液分離單元1中的旋流分離器11相連接。
渦流管降溫單元2包括壓縮天然氣室4，分離孔板5，渦流室6， 熱端管7，熱端調(diào)節(jié)閥8，熱氣流出口9，漸縮形冷端管IO，需加熱 部件19，其中，壓縮天然氣室4中設(shè)置分離孔板5，分離孔板5右端 為渦流室6，渦流室6與熱端管7相連，分離孔板5上連接有穿過壓 縮天然氣室4的漸縮形冷端管10，并與熱端管7相連通，熱端管7 后端設(shè)有熱氣流出口 9及熱端調(diào)節(jié)閥8，并與需加熱部件19相連。
氣液分離單元1包括旋流分離器11，氣液兩相分離工作段13， 液體臨時(shí)存儲(chǔ)罐14，氣流導(dǎo)向葉片15，擴(kuò)散16段，其中，旋流分離 器11與液體臨時(shí)存儲(chǔ)罐14之間連接有拉閥爾噴管12。
本實(shí)用新型的工作過程是壓縮天然氣經(jīng)進(jìn)口 3進(jìn)入渦流管的天 然氣室4，通過分離孔板5上的切向型噴嘴進(jìn)入渦流室6，形成強(qiáng)制 渦流并進(jìn)行能量分層，外部的熱氣渦流17進(jìn)入熱端管7，而后給需 加熱部件19提供熱源，降溫之后重新通過壓縮天然氣進(jìn)口 3進(jìn)入渦流管降溫單元2進(jìn)行循環(huán)分離。而渦流室6內(nèi)部的冷氣渦流18則通 過漸縮形冷端管10進(jìn)入氣液分離單元1，首先是直接進(jìn)入旋流分離 器ll進(jìn)行初步的氣液分離；然后進(jìn)入拉閥爾噴管12，它的作用相當(dāng) 于超音速噴管，進(jìn)行進(jìn)一步的加速和降溫，其中的水蒸氣和烴類進(jìn)行 絕大部分液化，凝結(jié)成液滴，同時(shí)超音速噴管的作用還可避免天然氣 氣體在管道中生成高分子水合物；接著高速旋轉(zhuǎn)的氣液混合物進(jìn)入氣 液兩相分離工作段13，離心力較大的液相在外圈，較小的在內(nèi)圈， 凝結(jié)成的C4以上的重?zé)N及露點(diǎn)高的輕烴(如乙垸等)和水蒸氣液體 組分因?yàn)殡x心力較大，被甩到壁面上，而壁面上設(shè)有液體出流孔，被 甩出去的液滴被收集在液體臨時(shí)存儲(chǔ)罐14里，外接一根旁通管，就 可連續(xù)的收集液體了 。而內(nèi)圈離心力較小的甲垸氣體組分則進(jìn)入擴(kuò)散 段降壓，通過氣體導(dǎo)向葉片16成為軸向氣流流出，便于收集，此時(shí) 的天然氣的水蒸氣露點(diǎn)和烴露點(diǎn)非常低，可以直接收集進(jìn)行管道輸運(yùn) 了。
本裝置分離的天然氣的純度(CH4的純度)非常高，擁有非常低 的露點(diǎn)溫度，其中的水蒸氣和其它烴類幾乎都被液化分離出去了，由 于使用了渦流管，整個(gè)裝置的分離效率得到了極大地提高，并且非常 經(jīng)濟(jì)。
權(quán)利要求1. 一種渦流管天然氣分離裝置，包括氣液分離單元(1)，其特征在于，還包括渦流管降溫單元(2)，所述渦流管降溫單元(2)通過其漸縮形冷端管(10)與氣液分離單元(1)中的旋流分離器(11)相連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦流管天然氣分離裝置，其特征在于，所 述渦流管降溫單元(2)包括壓縮天然氣室(4)，分離孔板(5)，渦 流室(6)，熱端管(7)，熱端調(diào)節(jié)閥(8)，熱氣流出口 (9)，漸縮形 冷端管(10)，需加熱部件(19)，其中，壓縮天然氣室(4)中設(shè)置 分離孔板(5)，分離孔板(5)右端為渦流室(6)，渦流室(6)與熱 端管(7)相連，分離孔板(5)上連接有穿過壓縮天然氣室(4)的 漸縮形冷端管(10)，并與熱端管(7)相連通，熱端管(7)后端設(shè) 有熱氣流出口 (9)及熱端調(diào)節(jié)閥(8)，并與需加熱部件(19)相連。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的渦流管天然氣分離裝置，其特征在于，所 述氣液分離單元(1 )包括旋流分離器(11)，氣液兩相分離工作段(13 )， 液體臨時(shí)存儲(chǔ)罐(14)，氣流導(dǎo)向葉片(15),擴(kuò)散(16)段，其中， 旋流分離器(11)與液體臨時(shí)存儲(chǔ)罐(14)之間連接有用作超音速噴 管的拉閥爾噴管(12)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種渦流管天然氣分離裝置，包括氣液分離單元，其特點(diǎn)是還包括渦流管降溫單元，渦流管降溫單元通過其漸縮形冷端管與氣液分離單元中的旋流分離器相連接。該裝置將渦流管可以產(chǎn)生低溫冷氣流的技術(shù)與現(xiàn)有的旋流分離器技術(shù)相結(jié)合，并且在此基礎(chǔ)上通過加設(shè)超音速噴嘴，避免了在管道中生成水合物；通過在壁面上打孔的方式，利用離心力回收液體；并且在擴(kuò)散段通過添加導(dǎo)向葉片，使出口氣流成為軸向氣流，有利于氣體的收集。該裝置能夠?qū)μ烊粴庵械乃魵夂蜔N類進(jìn)行最大程度地分離，同時(shí)極大地提高烴類的回收效率。
文檔編號(hào)C10L3/10GK201250217SQ20082015120
公開日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2008年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月25日
發(fā)明者吳俊君, 吳桂芬, 宋曉寧, 丹 張, 郭雪巖 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)