[發明專利]一種高含硫酸氣往復壓縮機預處理工藝和裝置

在審

• 申請號: 202111503927.3
• 申請日: 2021-12-09
• 公開（公告）號: CN114015488A
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 高繼峰;陳清濤;宋燕;張純廣;韓智超;李耀元;王雨生
• 申請（專利權）人: 中石化中原石油工程設計有限公司
• 主分類號: C10L3/10
• 分類號: C10L3/10
• 代理公司: 鄭州裕晟知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 41142
• 代理人: 田由甲

本發明涉及一種高含硫酸氣往復壓縮機預處理工藝，利用井口采出氣的部分余壓進行節流降溫，降低水露點后，通過換熱器復溫后進入壓縮機組，實現了干酸氣環境，降低了酸性天然氣對壓縮機組的腐蝕；本發明還提出一種高含硫酸氣往復壓縮機預處理裝置，包括入口洗滌罐、換熱器、節流裝置和低溫分離器，所述入口洗滌罐的氣相出口連接換熱器的第一流道，換熱器的第一流道出口經節流閥連接低溫分離器的入口，所述低溫分離器的氣相出口連接換熱器的第二流道，所述換熱器第二流道的出口連接壓縮機組；本發明的裝置沒有使用外部加熱裝置就保證壓縮機入口為干酸氣環境，降低設備成本，極大的降低了能耗。

技術領域

本發明屬于天然氣凈化技術領域，具體涉及一種高含硫酸氣往復壓縮機預處理工藝和裝置。

背景技術

天然氣中普遍含硫有化氫，不僅危害人體健康，還會腐蝕天然氣管道以及相關設備。天然氣中含的還有飽和水蒸汽。硫化氫腐蝕管道的原因主要是油氣管道中的濃度的硫化氫(H₂S)和水產生的腐蝕，硫化氫溶于水中后電離呈酸性，使管材受到電化學腐蝕，造成管壁減薄或局部點蝕穿孔，腐蝕過程中產生的氫原子被鋼鐵吸收后，在管材冶金缺陷區富集，可能導致鋼材脆化，萌生裂紋，導致開裂。影響硫化氫(H₂S)腐蝕的因素有硫化氫濃度、pH值、溫度、流速、二氧化碳(CO₂)與氯離子(C1)的濃度等。

隨著酸性氣田的持續開采，后期氣井壓力隨之降低，需經壓縮機增壓后再進入集輸管網。常規氣井增壓一般采用分離過濾后增壓，但國內沒有類似的高含硫增壓案例，因此直接采用分離過濾預處理工藝，但進入壓縮機的酸氣為含飽和水的酸氣，而且受環境溫度等的影響，會析出液態水，H₂S和CO₂在濕酸性環境下會導致材料腐蝕和開裂，影響壓縮機使用壽命。

為降低濕酸氣對壓縮機的影響，常規的采用電加熱對進入壓縮機的氣體進行加熱，提升溫度至水露點以上，保證進入壓縮機氣質為干酸氣。但是，使用電加熱不僅增加了裝置能耗，而且隨著壓縮機排量的增加，相應電加熱的負荷隨之加大，耗電量增加，經濟性大大降低。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足而提供一種在進入壓縮機組前確保天然氣原料氣中的硫化氫與水不形成水合物的高含硫酸氣往復壓縮機預處理工藝和裝置。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種高含硫酸氣往復壓縮機預處理工藝，在高含硫天然氣采出氣進入壓縮機組前，將高含硫天然氣采出氣經入口洗滌罐氣液分離，并將分離出的氣相通入換熱器的第一流道進行預冷，預冷后通過節流閥節流降溫后進入低溫分離器進行氣液分離，低溫分離器分離出的低溫氣相返回換熱器進入第二流道，與第一流道內的氣相換熱復溫、使得低溫氣相溫度升高至高于水露點溫度后進入壓縮機組。

進一步的，節流閥節流降溫后的氣相的溫度為19-20℃，壓力為2.0-2.2MPa，。

進一步的，在節流閥前后的管路上設置壓力變送器和溫度變送器，并通過壓差聯鎖控制節流閥。

進一步的，換熱器中，預處理工藝第一流道氣流溫度由40℃降為31.5℃，壓力由4.1MPa降為4.05MPa，第二流道內溫度為由20℃升溫至29℃，壓力為由2.1MPa降低為2.05MPa。

進一步的，入口洗滌罐過濾分離出高含硫天然氣采出氣中的固體顆粒和游離液體。

本發明還提出了一種高含硫酸氣往復壓縮機預處理裝置，包括入口洗滌罐、換熱器、節流裝置和低溫分離器，所述入口洗滌罐的氣相出口連接換熱器的第一流道，換熱器的第一流道出口經節流閥連接低溫分離器的入口，所述低溫分離器的氣相出口連接換熱器的第二流道，所述換熱器第一流道內的氣流與第二流道內的氣流熱交換，所述換熱器第二流道的出口連接壓縮機組。