[發明專利]采用雙入口分離器的超聲速旋流分離工藝裝置

在審

• 申請號: 201410385516.2
• 申請日: 2014-08-06
• 公開（公告）號: CN104164266A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: 文闖;楊燕;延斌;張玉蛟;王憲全;王樹立
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C10L3/10
• 分類號: C10L3/10
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 張瑾

技術領域

本發明屬于天然氣脫水和重烴分離領域，具體地，涉及一種采用雙入口分離器的超聲速旋流分離工藝，應用于氣體凈化。

背景技術

從井口流出的天然氣通常被水蒸氣所飽和，并含有一些重烴組分，為了滿足天然氣外輸和使用要求，就必需將水蒸氣和重烴組分分離出來。但傳統的天然氣分離工藝，例如冷卻法、吸收法、吸附法及膜分離法，難以適應環境惡劣地區天然氣開采的要求，因此迫切需要開發出一套新型的天然氣分離技術，完善和發展天然氣集輸工藝。超聲速旋流分離技術是天然氣加工處理領域的一大創新，該技術結合了氣體動力學、工程熱力學和流體力學的理論，將膨脹降溫、旋流式氣/液分離、再壓縮等處理過程集中在一個密閉緊湊的裝置中完成，具有簡單可靠、密閉無泄漏、無需化學藥劑和支持無人值守等優點。

國外的Twister?BV公司和ENGO石油公司對超聲速旋流分離技術進行了相關的研究工作，Twister?BV公司開發了“TwisterI”和“TwisterII”兩種型式的超聲速旋流分離器，ENGO公司開發出了名為“3S”的超聲速旋流分離器。

國內的中國石油大學(華東)、北京工業大學、大連理工大學、西安交通大學和北京航空航天大學對超聲速旋流分離技術進行了相關的研究工作。代表性的專利主要有國外的US?6513345?B1、US?6524368?B2、EP?1131588?B1、US6372019?B1、WO?2003/092850?A1、WO?2004/020074?A1和國內的ZL200410074338.8、ZL?200810011258.6、ZL?200910023458.8等。

對于天然氣超聲速旋流分離技術來講，一方面，該技術是一種濕氣分離工藝，來流中液體會導致分離效率的降低；另一方面，裝置內氣體膨脹至超聲速，氣流速度高，氣體中的固體雜質會對裝置造成磨蝕等損害，因此需要設計合理的天然氣超聲速旋流分離工藝流程，對來流中的液體和固體雜質進行脫除，然后再對濕氣進行相關的氣體脫水和分離。

發明內容

為克服現有技術的不足，并針對超聲速旋流分離工藝的要求，本發明提供一種采用雙入口分離器的超聲速旋流分離裝置，該超聲速旋流分離裝置能夠較好地脫除來流天然氣中的液體和固體雜質，提高分離器的工作效率。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

采用雙入口分離器的超聲速旋流分離裝置，包括：冷卻器、換熱器、第一入口分離器、第二入口分離器、超聲速旋流分離器、二次分離罐；冷卻器設有天然氣入口、出口，冷卻器的出口通過管線與換熱器的入口相連；第一入口分離器設有第一入口分離器入口、第一入口分離器濕氣出口和第一入口分離器液體出口；第二入口分離器設有第二入口分離器入口、第二入口分離器濕氣出口和第二入口分離器液體出口；換熱器的出口下游并聯安裝第一管道和第二管道，第一管道和第一入口分離器入口相連通并安裝有第一閥門，第二管道和第一入口分離器濕氣出口相連通并安裝有第二閥門；第一入口分離器液體出口管線安裝有第七閥門；第一入口分離器濕氣出口下游并聯安裝第三管道和第四管道，第四管道和第二入口分離器入口相連通并安裝有第三閥門，第三管道和第二入口分離器濕氣出口相連通并且第三管道上安裝有第四閥門；第二入口分離器液體出口管線安裝有第六閥門；超聲速旋流分離器設有超聲速旋流分離器入口、超聲速旋流分離器干氣出口和超聲速旋流分離器液體出口；二次分離罐設有二次分離罐入口、二次分離罐氣體出口和二次分離罐液體出口；第二入口分離器濕氣出口通過管線和超聲速旋流分離器入口相連通，超聲速旋流分離器液體出口通過管道和二次分離罐入口相連通，二次分離罐液體出口安裝第五閥門，二次分離罐氣體出口、超聲速旋流分離器干氣出口通過管線匯集在一起，通過換熱器進行熱交換后形成干氣出口，作為干氣出口通路。

優選的，超聲速旋流分離器采用不銹鋼殼體，裝置的工作壓力為0.4～20MPa，流量為1×10⁴～100×10⁴Nm³/d，超聲速旋流分離器的入口直徑為40mm～800mm，干氣出口直徑為40mm～800mm，液體出口直徑為40mm～800mm。