CN101343994A - 油、气、水、甲醇四相分离器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于天然气处理工艺中的油、气、水、甲醇四相分离器，包括罐体，罐体内由上至下依次由隔板分隔成气液分离室、沉降分离室、油室、水室和汽提甲醇室，在罐体内设置带有若干个汽提元件的汽提管，汽提管的顶端部伸出罐体，并设有汽提气出口和甲醇富液入口，汽提管的底端与汽提甲醇室连通，在罐体上相应于汽提甲醇室位置设有汽提气入口，在水室与甲醇富液入口之间连通有输液管。本发明在现有的油、气、水三相分离器的基础上增加了分离甲醇的结构，使得油、气、水、甲醇四相分离可以在一套设备内完成，从而对降低投资，节约占地，降低操作、维修工作量，提高油田建设水平，起到了很大的影响作用。

Description

油、气、水、甲醇四相分离器

技术领域

本发明涉及石油开采技术领域，特别是一种应用于天然气处理工艺中的油、气、水、甲醇四相分离器。

背景技术

天然气及原油伴生气采出后必须经过减压、脱水、脱烃、脱有毒气体等一系列流程才能进入燃气管网，被人们利用，其中普遍使用的是一种立式分离器。目前常见的立式分离器有两相分离器或三相分离器，可以为天然气及原油伴生气进行气、液分离，或者油、气、水分离。然而，在天然气处理过程中，为避免由于天然气压力降低过程中产生大量冷量，造成天然气中的水和烃形成冰堵现象，常采用截流前加注甲醇(水化物抑制剂)防止管线堵冻发生危险，其中加入的甲醇需要回收，但目前回收甲醇的工艺复杂，站场规模庞大且建设投资高，运行成本大，在天然气的油、气、水分离同时进行分离回收甲醇等抑制剂的设备，目前国内外还未见同类技术文献和专利。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种能够简化、完善天然气处理工艺流程的油、气、水、甲醇四相分离器。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明所述的油、气、水、甲醇四相分离器包括罐体，其中所述罐体内由上至下依次由隔板分隔成气液分离室、沉降分离室、油室、水室和汽提甲醇室，在罐体内设置带有若干个汽提元件的汽提管，汽提管的顶端部伸出罐体，并设有汽提气出口和甲醇富液入口，汽提管的底端与汽提甲醇室连通，在罐体上相应于汽提甲醇室位置设有汽提气入口，在水室与甲醇富液入口之间连通有输液管。优选地，所述汽提管设置在罐体的中轴线位置。

所述汽提管的顶端部安装有连接管，所述汽提气出口和甲醇富液入口设置在该连接管上。

所述气液分离室内的汽提管外设有导气筒，导气筒上安装有若干个旋流器。

所述沉降分离室下部和水室之间有导水管连通，该导水管上部呈倒U形。

所述汽提元件包括上端呈喇叭口状的扩散筒、若干均匀布置的L形液体导管和筛板，其中若干液体导管的上端部通过环形挡气片与扩散筒固定连接，若干液体导管的下端部汇集于降液管，在扩散筒内固定有圆形涡板，涡板的外圆周均匀布置有若干个与该涡板成一定角度的涡片，所述筛板固定在若干个液体导管的下部，并位于扩散筒的正下方。

优选地，所述每片涡片与涡板之间角度为5°～30°。

(三)有益效果

本发明所述的油、气、水、甲醇四相分离器的优点和积极效果是：本发明在现有的油、气、水三相分离器的基础上增加了分离甲醇的结构，使得油、气、水、甲醇四相分离可以在一套设备内完成，从而对降低投资，节约占地，降低操作、维修工作量，提高油田建设水平，起到了很大的影响作用。

附图说明

图1是本发明的油、气、水、甲醇四相分离器的结构示意图；

图2是本发明中的汽提元件的结构示意图；

图3是图2所示汽提元件的俯视图。

图中：1.罐体；2.气液分离室；3.沉降分离室；4.油室；5.水室；6.汽提甲醇室；7.汽提管；8.汽提气出口；9.甲醇富液入口；10.汽提元件；11.汽提气入口；12.甲醇富液管；13.连接管；14.来气进口；15.来气出口；16.液位计开口；17.出油口；18.取样口；19.人孔；20.手孔；21、22.带孔隔板；23.泵；24.排液口；25.排污口；26.压力平衡管；27.导水管；28.收油堰板；30.旋流器；31.布液器；32.丝网捕液器；101.扩散筒；102.挡气片；103.液体导管；104.降液管；105.涡板；106.筛板；107.涡片。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，本发明的油、气、水、甲醇四相分离器包括罐体1，在罐体1内由上至下由隔板依次分隔成气液分离室2、沉降分离室3、油室4、水室5和汽提甲醇室6。

在罐体1的中轴线位置设有汽提管7，汽提管7的顶端部伸出罐体1，并设有汽提气出口8和甲醇富液入口9，甲醇富液入口9的位于汽提管7内的一端安装有布液器31，汽提管7的底端与汽提甲醇室6连通。在汽提管7内的顶端部安装有丝网捕雾器32。在罐体1上相应于汽提甲醇室6位置设有汽提气入口11，在水室5与甲醇富液入口9之间甲醇富液管12。汽提管7也可以设置在罐体1的偏离中轴线的位置。布液器31、丝网捕雾器32可以采用现有的结构形式。汽提管7可以固定安装在罐体1内，这时，汽提气出口8和甲醇富液入口9直接设置在汽提管7的上端部；可以在汽提管7的顶端部安装有连接管13，并将汽提气出口8和甲醇富液入口9设置在该连接管13上，将布液器31、丝网捕雾器32安装在连接管13内，这样，就大大方便了拆、装汽提管7。

如图2、图3所示，在汽提管7内均匀设置有若干个汽提元件10。汽提元件10的结构包括上端呈喇叭口状的扩散筒101、2根均匀布置的L形液体导管103和筛板106，其中2根液体导管103的上端部通过环形挡气片102与扩散筒101固定连接，2根液体导管103的下端部汇集于降液管104，在扩散筒101内固定有圆形涡板105，涡板105的外圆周均匀布置有若干个与该涡板105成一定角度的涡片107，每片涡片107与涡板105之间角度为5°～30°，优选的角度为8°。筛板106固定在若干个液体导管103的下部，并位于扩散筒101的正下方。液体导管103的数量也可以是4根、5根、10根等，具体要根据液体里甲醇的量和汽提气的量而定。工作过程中，液体由扩散筒101进入，到达涡板105时，由涡板105外圆的涡片107之间的孔隙落到筛板106，继而由筛板106上的孔进入下一级的汽提元件；与此同时，汽提气由筛板106上的孔上升，在经过涡板105外圆的涡片107的孔隙时，气流方向改变，与向下流的液体充分进行传质，带走其中的甲醇组分。

本发明中，汽提元件10也可以采用传统的汽提塔中的塔盘。

气液分离室2内的汽提管7外设有导气筒29，导气筒29上安装有若干个旋流器，该旋流器可采用现有的结构，具体的个数需要根据处理的气体量确定。

在气液分离室2上部的罐体1上设有来气进口14，在来气进口14上方的罐体1上设有来气出口15，在沉降分离室3的上部、中下部的罐体1和汽提甲醇室6的上部、下部的罐体1上分别设有液位计开口16，在油室4上设计有出油口17，在水室和汽提室设计有排污口25，在油室4和汽提甲醇室6的罐体1上分别设有取样口18。在罐体1上的合适位置还设有人孔19和手孔20。在气液分离室2、沉降分离室3、油室4、水室5和汽提甲醇室6分别设计了压力平衡管26，使罐体1内压力平衡。

本发明的油、气、水、甲醇四相分离器在使用时，天然气及原油伴生气由来气进口14进入气液分离室2，在旋流器30的分离作用下形成气体、液体两部分，其中的气体部分进入导气筒29后，从来气出口15流出；分离出的液体靠重力经带孔隔板22滴落进入沉降分离室3。在沉降分离室3内，由于油、水密度不同，油位于上层，由收油堰板28进入油室4，由出油口17流出；水位于下层，经导水管27进入水室5。水室5内的水是富含甲醇的污水，在泵23的作用下经输液管12、甲醇富液入口9进入汽提管7。富含甲醇的污水在汽提管7向下流淌的同时，汽提气，由汽提气入口11吹入汽提甲醇室6内，继而进入汽提管7不断向上移动，在汽提元件10的作用下，汽提管7内向下流的污水与向上移动的汽提气完成传质过程，从而使污水中的甲醇溶入汽提气中，最终由汽提气出口8流出，完成甲醇的回收；不含甲醇的污水则向下流到汽提甲醇室6内，最终由排液口24流出。本发明中，由甲醇富液入口9进入汽提管7的富含甲醇的液体与由汽提管7底端部吹入汽提管7中的汽提气经过多个汽提元件10的充分传质后，可以实现液体中的95％以上的甲醇由汽提气带走，分离非常彻底。

本发明的油、气、水、甲醇四相分离器占地面积为常规设备的40％，投资为常规设备的70％。运行成本节约20％左右。在满足了油、气、水、甲醇的四相分离的同时，缩短了天然气处理工艺流程，并避免了堵冻现象。

本发明在现有的油、气、水三相分离器的基础上增加了分离甲醇的结构，使得油、气、水、甲醇四相分离可以在一套设备内完成，从而对降低投资，节约占地，降低操作、维修工作量，提高油田建设水平，起到了很大的影响作用。

Claims (7)

1.油、气、水、甲醇四相分离器，包括罐体(1)，其特征在于所述罐体(1)内由上至下依次由隔板分隔成气液分离室(2)、沉降分离室(3)、油室(4)、水室(5)和汽提甲醇室(6)，在罐体(1)内设置带有若干个汽提元件(10)的汽提管(7)，汽提管(7)的顶端部伸出罐体(1)，并设有汽提气出口(8)和甲醇富液入口(9)，汽提管(7)的底端与汽提甲醇室(6)连通，在罐体(1)上相应于汽提甲醇室(6)位置设有汽提气入口(11)，在水室(5)与甲醇富液入口(9)之间连通有甲醇富液管(12)。

2.如权利要求1所述的四相分离器，其特征在于所述汽提管(7)设置在罐体(1)的中轴线位置。

3.如权利要求1所述的四相分离器，其特征在于所述汽提管(7)的顶端部安装有连接管(13)，所述汽提气出口(8)和甲醇富液入口(9)设置在该连接管(13)上。

4.如权利要求1所述的四相分离器，其特征在于在所述气液分离室(2)内的汽提管(7)外设有导气筒(29)，导气筒(29)上均匀安装有若干个旋流器。

5.如权利要求1所述的四相分离器，其特征在于所述沉降分离室(3)下部和水室(5)之间有导水管(27)连通，该导水管(27)上部呈倒U形。

6.如权利要求1-5之任一所述的四相分离器，其特征在于所述汽提元件(10)包括上端呈喇叭口状的扩散筒(101)、若干均匀布置的L形液体导管(103)和筛板(106)，其中若干液体导管(103)的上端部通过环形挡气片(102)与扩散筒(101)固定连接，若干液体导管(103)的下端部汇集于降液管(104)，在扩散筒(101)内固定有圆形涡板(105)，涡板(105)的外圆周均匀布置有若干个与该涡板(105)成一定角度的涡片(107)，所述筛板(106)固定在若干个液体导管(103)的下部，并位于扩散筒(101)的正下方。

7.如权利要求6所述的四相分离器，其特征在于所述每片涡片(107)与涡板(105)之间角度为5°～30°。

Images