脫水脫烴裝置及脫水脫烴方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利是屬于一種用于天然氣的脫水脫烴裝置及脫水脫烴方法，具體來(lái)說(shuō)，是脫水脫烴裝置，特別適用于壓力不是很高或者壓力降不允許太大的天然氣脫水脫烴。
【背景技術(shù)】
[0002]石油開(kāi)采中，某些天然氣產(chǎn)量不高并且持續(xù)性短的試采井，又沒(méi)有建集輸管網(wǎng)，因此經(jīng)過(guò)三相分離器處理之后的原油伴生氣往往直接通過(guò)放空火炬放空。為了節(jié)約能源，很有必要對(duì)這些天然氣進(jìn)行回收。
[0003]作為原油伴生氣的天然氣通常含有飽和水蒸汽、凝析油、固體顆粒物等雜質(zhì)。為確保天然氣輸送管路和設(shè)備的安全，需要在天然氣管輸前進(jìn)行脫水和脫烴處理，使進(jìn)入管網(wǎng)的天然氣符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB17820《天然氣》對(duì)水(烴)露點(diǎn)的要求。由于輕烴必須在較低溫度下才能脫出，因此制冷系統(tǒng)是天然氣脫烴裝置中的一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)。常規(guī)的天然氣脫水脫烴制冷裝置包括冷劑制冷、膨脹機(jī)制冷、熱分離機(jī)等、節(jié)流閥節(jié)流膨脹組成制冷系統(tǒng)，這些裝置中，節(jié)流閥節(jié)流膨脹制冷是利用天然氣的節(jié)流降壓從而引起溫度的急劇降低來(lái)達(dá)到冷凝脫水脫烴效果的，節(jié)流閥節(jié)流膨脹制冷與其它工藝相比，流程相對(duì)比較簡(jiǎn)單，運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較低，但是節(jié)流閥節(jié)流膨脹制冷是利用天然氣本身的壓力能，通過(guò)節(jié)流降壓從而引起溫度降達(dá)到脫水脫烴的效果，節(jié)流閥節(jié)流膨脹制冷一般都會(huì)消耗掉80%以上的壓力能，才會(huì)有比較好的效果。對(duì)于有些井站壓力不是很高，或則由于后續(xù)流程需要高壓充裝從而不允許有較大的壓力能損失的場(chǎng)合，節(jié)流閥節(jié)流膨脹制冷流程就顯得很不合適。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明專利是提供一種脫水脫烴裝置及脫水脫烴方法，特別是適用于壓力不是很高或者壓力降不允許太大的天然氣脫水脫烴。
[0005]本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種脫水脫烴裝置，主要由冷箱、節(jié)流閥、三相分離器構(gòu)成，所述冷箱分別與原料氣進(jìn)入管、原料氣輸出管、干天然氣輸入管、干天然氣輸出管相連接，所述原料氣輸出管通過(guò)節(jié)流閥與三相分離器進(jìn)口相連接，所述三相分離器出氣口與干天然氣輸入管相連接，所述三相分尚器出油口與混徑輸出管相連接，所述三相分尚器排水口與出水口相連接。
[0006]進(jìn)一步地，為更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，在所述干天然氣輸出管與冷箱之間設(shè)置有閥門(mén)Fl，在所述原料氣進(jìn)入管與冷箱之間設(shè)置有閥門(mén)F2，在所述三相分離器排水口與出水口之間設(shè)置有閥門(mén)F6，在所述三相分離器出油口與混烴輸出管之間設(shè)置有閥門(mén)F5，在所述原料氣輸出管與節(jié)流閥之間設(shè)置有閥門(mén)F4，在所述三相分離器出氣口與干天然氣輸入管之間設(shè)置有閥門(mén)F3。
[0007]進(jìn)一步地，為更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述冷箱、節(jié)流閥、三相分離器均集成安裝在同一底座上。
[0008]進(jìn)一步地，為更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述節(jié)流閥為JT節(jié)流閥。
[0009]本發(fā)明還公開(kāi)了一種脫水脫烴方法，包括以下步驟:
51:對(duì)原料天然氣進(jìn)行降溫處理:將原料天然氣輸入到冷箱(6)進(jìn)行降溫處理，將冷箱(6 )安裝在底座(10 )上，并將連接冷箱(6 )的原料氣進(jìn)入管(2 )固定在底座(10 )上，在原料氣進(jìn)入管(2)上設(shè)置控制輸氣的閥門(mén)F2 ;
52:對(duì)步驟SI輸出的原料天然氣進(jìn)行進(jìn)一步降溫:將步驟SI輸出的原料天然氣輸入到JT節(jié)流閥(7)進(jìn)行進(jìn)一步降溫，將JT節(jié)流閥(7)安裝在底座(10)上；
53:對(duì)步驟S2輸出的原料天然氣進(jìn)行水油分離:將步驟S3輸出的原料天然氣輸入到三相分離器(8 )中，將三相分離器(8 )安裝在底座(10 )上，使原料天然氣在三相分離器(8 )中分離為水和混烴，并分別輸出；
54:將步驟S3輸出的混烴輸出:將步驟S3輸出的混烴輸入到冷箱(6)，利用低溫的混烴對(duì)輸入到冷箱(6)的原料天然氣進(jìn)行換熱，然后將混烴從冷箱(6)輸出并集中收集處理。
[0010]進(jìn)一步地，為更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，對(duì)步驟S3分離的水經(jīng)過(guò)水出口(9)輸出后貯存或外運(yùn)。
[0011]進(jìn)一步地，為更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述冷箱(6)與天然氣管網(wǎng)相連接，所述步驟S4中從冷箱(6)輸出的混烴經(jīng)過(guò)閥門(mén)F5輸出到天然氣管網(wǎng)。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果:
(1)本發(fā)明采用了節(jié)流閥小壓降引起的溫度降的逐級(jí)積累，解決了JT節(jié)流膨脹制冷需要消耗掉較大部分壓力能的困擾，填補(bǔ)了在低壓差情況下進(jìn)行JT節(jié)流膨脹制冷的工藝空白；
(2)本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、成本低，操作方便、工藝簡(jiǎn)化，裝置中的所有設(shè)備可緊湊地安裝在同一個(gè)底板上，集成為橇塊裝置，在油田開(kāi)采中，本裝置可方便地整體移位。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明脫水脫烴裝置示意圖。
[0014]其中:1 一混烴輸出管；2—原料氣進(jìn)入管；3—原料氣輸出管；4一干天然氣輸入管；5—干天然氣輸出管；6—冷箱；7—節(jié)流閥；8—三相分離器；9一水出口 ；10—底座；F1、F2、F3、F4、F5、F6—閥門(mén)。
【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1，本裝置由冷箱6、節(jié)流閥7和三相分離器8通過(guò)管路連成系統(tǒng)并安裝在同一底座10上，集成為可整體移動(dòng)的橇裝設(shè)備。
[0016]實(shí)施例1:
熱氣流①進(jìn)入冷箱后，從②出冷箱的溫度未變，即T②=T①，氣流②經(jīng)節(jié)流閥小壓差節(jié)流降溫度后，經(jīng)過(guò)三相分離器8分離出液烴和水后的冷干氣氣流③進(jìn)入冷箱，由冷干氣氣流③與熱氣流①之間有溫差，兩者之間一定會(huì)有熱交換，因此熱氣流①會(huì)有溫度的降低，冷干氣氣流③會(huì)有溫度升高；熱氣流①經(jīng)過(guò)第一次預(yù)冷后，溫度會(huì)有一定量的降低，再經(jīng)過(guò)第二次節(jié)流降溫，然后分離，冷干氣氣流③溫度會(huì)比上一次更低，熱氣流①與冷干氣氣流③的溫差更大，兩者之間的熱交換量更大，熱氣流①溫度降低得更低，如此逐級(jí)積累，當(dāng)熱氣流①與冷干氣氣流③之間的熱交換達(dá)到冷箱6的設(shè)計(jì)負(fù)荷的時(shí)候，本裝置達(dá)到熱平衡。
[0017]熱平衡狀態(tài)對(duì)應(yīng)的溫度和壓力，是由冷箱6的換熱面積決定的，從理論上來(lái)講，只要換熱面積足夠大，通過(guò)節(jié)流閥7的小壓差節(jié)流，可以把氣體冷卻到任意溫度。
[0018]本裝置開(kāi)始運(yùn)行時(shí)，原料天然氣由原料氣進(jìn)入管2入本裝置，經(jīng)閥門(mén)F2入冷箱6，在冷箱6內(nèi)換取冷量降溫，然