第27卷第3期石油化工應用Vol 27 No. 32008年6月PETROCHEMICAL INOUSTRY APPLICATIONJune 2008新型天然氣分離設(shè)備在榆林氣田的應用王曉強12(1中國石油長慶油田公司第二采氣廠,陜西榆林7190002.西安石油大學西安71005)摘要:榆林氣田夭然氣低溫分離工藝逐漸趨于成熟,而提高氣液分離效率是低溫分離工藝的關(guān)鍵近年來一些新型的天然氣分離設(shè)備在榆林氣田的應用取得了成功,處理后的天然氣達到了國家標準關(guān)鍵詞:低溫分離;頗爾氣液分離裝置;立式精細分離器;強制旋流嗄收吸附氣液分離器中國分類號:TF645文獻標識碼:B文章編號:1673-5285(200803-0042-04目前在榆林氣田南區(qū)的開發(fā)中,采用在集氣站進集氣站內(nèi),單井來氣首先進入加熱單元進行溫度行同時脫水脫油的集輸工藝已獲得成功外輸天然氣調(diào)節(jié),以保證節(jié)流后低溫分離溫度要求;在節(jié)流閥前由水、烴露點達到國家標準《天然氣》中Ⅱ類氣質(zhì)標準注醇單元向氣流中注入甲醇,以防止節(jié)流后水合物生(GB17820-1999成;經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流膨脹制冷,達到低溫分離操作溫度,榆林氣區(qū)天然氣低含凝析油的高壓氣藏氣,由于有進入低溫分離單元;在低溫分離單元中天然氣經(jīng)一級足夠的壓力能可供利用,故在氣田開發(fā)中可采用節(jié)流膨氣液重力分離器進行氣液分離后,分離出大量的凝析脹制冷獲得所需低溫,經(jīng)冷卻后同時脫水、脫油滿足管油水和固體顆粒,進入二級頗爾預過濾器過濾分離出輸天然氣的要求從而降低工程投資和運行費用。幾乎全部的固體顆粒及少量凝析油和水,再進入三級頗爾氣液聚結(jié)器聚結(jié)出凝析油和水,經(jīng)檢測出口水露1榆林氣田集氣站天然氣處理流程簡介點合格后直接計量外輸至干線。注醇單元原料氣加熱單元低溫分離單元[一級氣液重囗」二級頗爾三級頗爾氣產(chǎn)品氣力分離器預過濾器液聚結(jié)器圖1榆林氣田集氣站天然氣處理流程圖滴有效分離,榆林氣田低溫分離工藝主要采用了纖維聚結(jié)分離設(shè)備為氣液聚結(jié)器為了保證氣液聚結(jié)器長2氣液聚結(jié)器在榆林氣田的應用期高效運行,在氣液聚結(jié)器前增設(shè)了一級預過濾設(shè)備,預過濾器主要是過濾氣體中較大的固體顆粒,對第二提高氣液分離效率是低溫分離工藝的關(guān)鍵。由于級氣液聚結(jié)器起保護作用氣流中霧狀液滴直徑常在01-1.m之間,采用一般氣液聚結(jié)器是專為脫除氣體中的微小液滴設(shè)計的重力、機械和絲網(wǎng)除霧等傳統(tǒng)的分離方法不能使霧的,它主要采用了疏油/硫水技術(shù),對濾芯進行化學處幸收稿日期:2008-03-02作者簡介:王曉強,1974年生,男,山東臨清人,工程師,199年畢業(yè)于中國石油大學(華東),學士,主要從事設(shè)備管理工作,現(xiàn)攻讀西安石油大學工程碩士學位。第3期王曉強新型天然氣分離設(shè)備在榆林氣田的應用理降低介質(zhì)表面的能量提高聚結(jié)液體的排液速度,使21頗爾氣液分離裝置組成單位介質(zhì)的液體處理量大大增加,可以降低飽和壓降由預過濾器和氣液聚結(jié)器組成。預過濾器主要是以及迅速從液體涌動中得到恢復,采用最佳圓柱狀并除去天然氣中固體顆粒,過濾精度可達到03μm(去除通過打褶結(jié)構(gòu)使整個濾芯的流量均勻分配。它由樹脂效率998%),以保護下游氣液聚結(jié)器,延長其使用壽粘結(jié)的大面積、多褶介質(zhì)構(gòu)成外裹無紡聚合物支撐及命。氣液聚結(jié)器主要是去除天然氣中的凝液研究表明排液層,在低壓下很寬的流速范圍內(nèi)都可實現(xiàn)高效分天然氣中雜質(zhì)液滴大小在01-1.0m范圍內(nèi),這些液離外部排液層起著排出聚結(jié)的液體污染物、同時防止滴很容易隨氣體一起通過,用傳統(tǒng)機械分離不能分離夾帶的作用,在流速和液體濃度波動的情況下依然具出來頗爾氣液聚結(jié)器專為去除這一范圍的液滴設(shè)計有高效性。由于采用了以上技術(shù),幾乎能除去氣流中所能將液滴去除至001pmW以下,甚至可達有的固體顆粒和液體污染物,下游液體含量可降至0009mw,即去除粒徑為01μm的液滴。0003ppmW。上腔室聚結(jié)器濾芯出口凈化氣濕氣上腔室排液口入口濕氣中排液口下腔室中出氣口下腔室排液口排液口圖2預過濾器及氣液聚結(jié)器剖面圖22頗爾預過濾器結(jié)構(gòu)及主要過濾元件在受壓時不易損壞,容污量更高、滲透性更強、使用壽頗爾過濾器系統(tǒng)剖面如圖2所示,為立式濾殼最命更長。高工作壓差03MPa,內(nèi)裝9根MCC1401濾芯,采用樹2.3頗爾氣液聚結(jié)器結(jié)構(gòu)及主要過濾元件脂粘結(jié)玻璃纖維介質(zhì),結(jié)構(gòu)堅固,具有容污量高凈壓頗爾氣液聚結(jié)器系統(tǒng)剖面如圖2所示,為立式外降低、壽命長和操作費用低的特點。殼,最高工作壓差02MPa,內(nèi)裝19根C3LC02型濾1采用打褶設(shè)計,使其在很小的柱狀體積下具有芯,其結(jié)構(gòu)特征如下:高效的過濾面積與傳統(tǒng)的過濾器相比,其過濾面積超1正向密封機制:濾芯一端的O型圈可防止污染出10倍以上,使得流通密度更低,而流通密度與濾芯物通過。壽命成反比。同時通量減半時濾芯的處理量可能增加2金屬支撐軸心力量由一根打孔的不銹鋼柱支4倍,過濾面積大也意味著更換周期延長,濾芯用量減撐,同時還能夠提供液涌保護。少,費用降低。3聚結(jié)器的折褶介質(zhì):聚結(jié)器由樹脂粘結(jié)的大面2內(nèi)部由不銹鋼端蓋保護,通過內(nèi)0型圈正向密積、多褶介質(zhì)構(gòu)成外裹無紡聚合物支撐及排液層,在封,可滿足迅速便捷更換濾芯的要求降低維修費用,低壓下很寬的流速范圍內(nèi)都可以實現(xiàn)高效分離。同時縮短了維修時間,減少了系統(tǒng)停車時間。4外部排液層:外層包裹的聚合物,起著排出聚結(jié)3由于采用優(yōu)質(zhì)的材料先進的技術(shù)其纖維直徑的液體污染物同時防止夾帶的作用在流動速率和液更細,有效體積或孔隙增大并具有足夠的強度可以體波動的情況下可以保持高效性。石油化工應用2008年第27卷5外加強層:支撐濾芯介質(zhì)。在榆林南區(qū)的低溫分離工藝中,由于各個單井的6專利疏油硫水技術(shù):經(jīng)頗爾專利的疏油硫水處產(chǎn)氣量進站壓力進站溫度差異較大,且目前采用的理后介質(zhì)表面的能量降低,即使在氣體高速流動時也是負壓八井式加熱爐,單井節(jié)流后的溫度很難控制,當具有很高的排污能力,可防止霧沫夾帶,同時聚結(jié)單元低產(chǎn)井進行一級分離時,節(jié)流后的溫度較高而不能實的體積也會縮小?，F(xiàn)低溫分離導致天然氣中攜帶大量的水汽,在到達混7流體的相容性其與水、凝析油具有相容性。合點時遇到大量的冷氣而溫度迅速下降,熱氣中的水聚丙烯端蓋:整個濾芯封入聚丙烯端蓋中,可防汽遇冷會析出大量的游離態(tài)水,而二、三級分離只能分止污染物旁通同時增加濾芯強度。離氣相中的小顆粒液滴,一旦一級分離后有大量的液24頗爾氣液分離裝置運行效果評價體被帶到下游則會形成大量水合物,產(chǎn)生封堵現(xiàn)象1.氣液聚結(jié)器能脫除低溫天然氣中的凝析油,可對頗爾分離器濾芯有較大沖擊,導致濾芯變形,減小了有效防止外輸管線中凝析油的析出現(xiàn)象過濾面積。如果不能及時發(fā)現(xiàn)和更換濾芯,會造成大量2氣液聚結(jié)器在脫除凝析油的同時可脫除低溫積液帶入下游造成外輸氣水露點不合格;另一方面需天然氣中的水,使出口氣水露點≤-5℃符合外輸氣質(zhì)經(jīng)常更換濾芯大大增加了天然氣生產(chǎn)的操作成本。為量標準。了解決這一問題,在2004年以來在各新建集氣站增加3.在低溫分離工藝中采用預過濾器和氣液聚結(jié)了強制分離器,實現(xiàn)從生產(chǎn)分離器出來的氣體進行二器,無需再采用加熱爐和脫水橇簡化了天然氣的凈化次分離即干處理后再通過預過濾器。由于強制分離器處理工藝。的精細度較好,可以更有效的脫除天然氣中的水和輕4氣液聚結(jié)器設(shè)計合理,流程簡單,操作方便,適烴減小預過濾器的負荷,同時減少或停止預過濾器注合在天然氣低溫分離工藝中應有。醇使預過濾器更有效的發(fā)揮其作用。3新型強制分離器的應用生產(chǎn)分離器◆排污單井來氣器◆排污排污外輸氣計量分離器w排污圖3低溫分離工藝流程如圖3所示,在原有低溫分離工藝流程基礎(chǔ)上,新初分離后的氣體向上運動,經(jīng)過設(shè)置在殼體上部的整增強制氣液分離器,可以和生產(chǎn)分離器串聯(lián)或并聯(lián)運流裝置對氣體進行整流,以滿足氣液分離的要求。在行,以方便運行效果對比評價。此,粒徑較小的霧狀液滴在整流裝置表面得到捕集并目前現(xiàn)場主要釆用的新型強制分離器主要有兩種,互相碰撞聚集后通過導液管流入設(shè)備的儲液區(qū),經(jīng)過種是立式精細分離器,另一種是強制旋流吸收吸附整流裝置處理后的氣體繼續(xù)流向出口裝置,在出口裝氣液分離器置內(nèi),設(shè)置有網(wǎng)墊除霧器和液滴過濾元件網(wǎng)墊除霧器31立式精細分離器作為出口裝置的第一級分離元件,主要是去除粒徑大立式精細分離器結(jié)構(gòu)及工作原理:于1pm的液滴,而液滴過濾元件將粒徑大于0pm的油氣混合物由設(shè)置在簡體下部的入口首先從切向液滴全部去除。氣體經(jīng)過出口逸出設(shè)備而儲液區(qū)內(nèi)的通過離心方式進入設(shè)備內(nèi)將氣液混合物進行初分離,液體通過液面調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)后流出設(shè)備,完成氣液分離第3期王曉強新型天然氣分離設(shè)備在榆林氣田的應用強制旋流吸收吸附氣液分離器結(jié)構(gòu)及工作原理:流體經(jīng)氣液人口進入分離器內(nèi),在螺旋型通道中由下向上作強制性旋轉(zhuǎn)運動使流體產(chǎn)生離心力在離心力的作用下離心力大的液滴向吸收吸附層聚集,由于吸收吸附層對液滴動能的吸收作用,提高了吸收吸附層對液滴的吸附能力。被吸附的液滴不斷聚積在重力作用下經(jīng)吸收吸附層與筒體之間的間隙向下沉降流入筒體下部,從液體出口排出;而前面未被吸收吸附層吸收或被反彈回流體的液滴又在強制作用、離心力作用、吸收吸附作用下,不斷重復液滴聚集、氣液分離過程,從而使液滴不斷地從流體中分離出來。脫除液滴后1出口裝置2液滴過濾原件;3網(wǎng)墊除霧器;4手孔5儲液區(qū);的氣體則經(jīng)中心立管從氣體出口流出。6底座7排污口8入口,9整流裝置筒體內(nèi)由中心立管、螺旋形隔板和吸收吸附層構(gòu)田4立式精細分離器成的分離結(jié)構(gòu)消除了氣體離心運動的盲區(qū),綜合利用過程;由于固體顆粒的重度大于液體因此固體顆粒的了目前各種分離器的分離原理,是重力沉降分離作用、分離與液體相似而且比液體更容易。在設(shè)備控制上,離心分離作用碰撞吸附分離作用等的綜合應用。離心設(shè)置一套遠傳式液面調(diào)節(jié)器和一套就地式液面計安作用使液滴向吸收吸附層聚集,吸收吸附層對液滴的裝在液面處通過液面調(diào)節(jié)器控制與調(diào)節(jié)氣液界面以吸附和液滴的重力沉降是在液滴富集的狀態(tài)下完成保證有穩(wěn)定的氣液界面和分離流場,并可實現(xiàn)液位的的,離心分離碰撞吸取分離重力沉降分離作用都得遠傳控制、調(diào)節(jié)與就地顯示;在液體出口處設(shè)置有效果到了充分的發(fā)揮。良好的防渦裝置,以阻止氣體的“二次夾帶”。3.3運行效果32強制旋流吸收吸附氣液分離器從幾年來的運行情況來看,天然氣經(jīng)過強制分離器后的水露點基本能達到外輸Ⅱ類商品氣質(zhì)標準要求,可以有效保護頗爾預過濾器、氣液聚結(jié)器,提高外輸天然氣質(zhì)量。參考文獻[1]李時宣等,長慶氣田天然氣凈化工藝技術(shù)介紹門天然氣工業(yè),200525(4)2]劉子兵等,低溫分離工藝在榆林氣田天然氣集輸中的應用J,天然氣工業(yè),200323(4)3]李蓮明等,氣液聚結(jié)器在天然氣低溫分離工藝中的應用門天然氣與石油,200220(3)圖5強制旋流吸收吸附氣液分離器Application of new separates in yulin gas fieldWANG Xiaoqiang 1.2(1. Gas Production Plant No. 2 of Petro China Changqing Oilfield CompanyYulin Shanxi, 719000, China; 2. Xi'an Shiyou University, Xi'an Shanxi, 710065, China)Abstract: Low temperature separation process has got success, and the focus is improving efficiency of separation.Application of new separates in Yulin Gas Field got purpose, and it make natural gas reach nation standardKey words: dehydrocarbon dehydration; separater, low temperature separation process