使用超音速分离器的气体处理系统技术方案

本发明专利技术公开了粗天然气流处理系统，其包括第一超音速分离器和第二超音速分离器，其中所述第一超音速分离器包括粗气体入口、干燥气体出口和第一液体出口；其中所述第二超音速分离器包括干燥气体入口、处理过的气体的出口和第二液态气体出口，且其中所述干燥气体出口与所述干燥气体入口流体连通。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术公开了粗天然气流处理系统，其包括第一超音速分离器和第二超音速分离器，其中所述第一超音速分离器包括粗气体入口、干燥气体出口和第一液体出口；其中所述第二超音速分离器包括干燥气体入口、处理过的气体的出口和第二液态气体出口，且其中所述干燥气体出口与所述干燥气体入口流体连通。【专利说明】使用超音速分离器的气体处理系统
本专利技术涉及用于调节粗天然气流的气体处理系统。特别地，本专利技术涉及用于粗天然气的露点和净化(sweetening)的紧凑系统。所述系统适用于甲板上气体处理和海底气体处理两者。
技术介绍
本专利技术包括用于除去C02以符合对于下游外输管线中的0)2含量的规格标准，从而避免腐蚀的气体处理系统，另外所述系统提供水的去除。对于具有大体积含量的co2的气田，co2在再注入情况下的去除减小排出气体的体积流速，因此潜在地减小外输管线的尺寸。再注入C02还可为E0R(增强油回收)措施。所有这些方面都具有经济益处，它们可在整个气田开发中实现。该系统可在甲板上或海底实施。 在用于从气田外输气体的管线系统中，对于在气流中的最大允许C02含量，通常存在特殊的需求。主要原因在于，在存在游离液态水的系统中，co2为酸性组分且增加管线材料的腐蚀速率。另外，由于在外输到市场之前对于co2去除的有限加工能力，对于在容纳设施处的气体中允许的co2的含量可能有约束。 对于其中存在显著量的C02的储层，基本上有两种解决方案:以不锈钢合金制造外输管线或在外输之前除去C02。前一解决方案通常非常昂贵且将易于使得气田开发太昂贵，当然这取决于管线的长度。现有的co2去除技术在实物上通常包括通常为膜或吸收过程(例如，胺溶剂吸收)的大型加工系统。这些过程具有相当大的复杂性和设施需求(电力、热和/或化学品)。减小co2去除系统的尺寸和复杂性对于工业可潜在地具有重大意义。 为了避免冰和水合物的形成必需除去水，冰和水合物会损坏设备，如分离器、阀门、泵和仪器。 现有技术 用于粗天然气脱水和酸二氧化碳去除的常规解决方案包括使用不同吸收过程的组合。用于粗气体脱水的一种已知方法是在二醇如TEG(三乙二醇)中吸收水蒸气以获得干燥天然气。将该二醇加热以除去吸收的水且此后将其再次用于吸收。二氧化碳可通过吸收在胺溶液中来除去，目前将不同类型的胺用于该类加工中。使该气体与吸收剂溶液充分接触需要大量的工作且先前已经使用相当大高度的接触器塔来进行。该吸收剂在需要加热的汽提器塔中再生。用于从天然气中除去二氧化碳的供选的现有技术解决方案包括使用选择性膜，其中二氧化碳因浓度和/或压力梯度而被迫穿过膜。 W02006/089948公开了用于冷却天然气流并利用超音速或跨音速旋风膨胀和分离装置将冷却的气流分离成各种馏分如甲烷、乙烷、丁烷和丙烷的方法和系统。 W0 00/40834涉及在井口、在其井口油嘴的下游从天然气流中除去可凝结物的方法。引导该天然气流以超音速流过超音速惯性分离器的管路且由此引起流体冷却到低于可凝结物在其下将开始凝结的温度/压力的温度。
技术实现思路
本专利技术旨在提供紧凑的气体处理系统。所述处理系统将限制压力损失和对再加压的需要。另外，在一个优选的实施方式中，所述系统将适用于海底操作，提供保持天然气或至少其主要部分在整体处理过程期间都在海底的可能性。所述系统和方法将产生具有有限的管线材料要求且具有有限的形成气体水合物的趋势的管线外输品质的气流。 本专利技术的一个目的在于提供实物替换常规技术的大型单元的甲板上气体处理系统。一个目标还在于提供将促进现今在平台上进行的加工移到海底且使得甲板上设施废弃的系统和方法。因此，一个目的在于所述系统和方法能够加工气体以符合外输管线的规格标准以及在流体海底除去co2，这将减小在容纳设施处对于处理系统的需要，直至最终使用所述气体。 这些及其他目的经由根据本专利技术的系统和方法来实现。 本专利技术提供粗天然气流处理系统，其包括第一超音速分离器和第二超音速分离器，其中所述第一超音速分离器包括粗气体入口、干燥气体出口和第一液体出口 ；其中所述第二超音速分离器包括干燥气体入口、处理过的气体的出口和第二液体出口，且其中所述干燥气体出口与所述干燥气体入口流体连通。 在本专利技术的一方面，所述系统还包括具有至少处理过的气体的入口、净气出口、co2气体出口的第一另外分离系统，其中所述处理过的气体的出口与所述处理过的气体的入口流体连通。 所述第一另外分离系统在一个实施方式中为吸收液循环系统，且在另一实施方式中，所述第一另外分离系统为膜分离系统。 在本专利技术的另一方面，所述系统还包括第一热交换器，所述第一热交换器具有与所述处理过的气体的出口流体连通的冷却介质入口和与所述处理过的气体的入口流体连通的冷却介质出口、以及与所述干燥气体出口流体连通的待冷却的介质的入口和与所述干燥气体入口流体连通的冷却的流体的出口。 又一方面，所述系统还包括第二另外处理系统，所述第二另外处理系统具有至少流体入口、co2出口和烃出口，其中所述第二液体出口与所述流体入口流体连通，且所述烃出口与所述处理过的气体的出口或所述净气出口流体连通。 在一个实施方式中，所述第二另外分离系统为吸收液循环系统，在另一实施方式中，所述第二另外分离系统为膜分离系统，在又一实施方式中，所述第二另外分离系统为闪蒸分离系统。在另一实施方式中，所述第二分离器系统可为膜分离系统，其中所述膜系统适合分离出所希望的元素。另外，所述第二另外分离系统也可为第三超音速分离器。 在本专利技术的一方面，所述系统还包括第一热交换器，所述第一热交换器具有与所述第二液体出口流体连通的冷却介质入口和与所述流体入口流体连通的冷却介质出口、以及与所述干燥气体出口流体连通的待冷却的介质的入口和与所述干燥气体入口流体连通的冷却的流体的出口。 另一方面，所述第一液体出口与在初始相分离器上游的井内物流流体连通，其中所述初始相分离器包括与所述粗气体入口流体连通的粗气体出口。 在本专利技术的一方面，所述系统可适用于海底装配。 另外，本专利技术提供粗天然气处理方法，包括使粗天然气穿过第一超音速分离器和第二超音速分离器，在所述第一超音速分离器中，冷却所述粗天然气并分离出第一凝结液流，提供干燥气流，且在所述第二超音速分离器中，冷却所述干燥气体并分离出第二凝结液流，从而提供处理过的气流。 在所述方法的一方面，所述第二液流主要包含C02和C2至C4烃。 另一方面，所述方法还包括将所述处理过的气体进料到第一另外处理系统。 又一方面，所述第一另外处理系统包括:使所述处理过的气体与C02吸收液接触，将co2吸收在所述溶液中，从而获得净化的气流，和通过使所吸收的co2解吸而重获所述溶液，或所述第一另外处理系统包括使所述处理过的气体与co2选择性膜接触，使co2穿过所述膜以获得净化的气流。 另一方面，所述方法还包括通过与所述干燥气体热交换加热在所述第一另外处理系统上游的所述处理过的气体。 本专利技术的一方面为将所述第二液体进料到第二另外处理系统。任选所述方法包括经由与在所述第二超音速分离器上游的所述干燥气体热交换来加热所述第二液体，从而获得第二流体。 所述第二另外处理系统可包括使所述第二流体与C02吸收液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粗天然气流处理系统，其包括第一超音速分离器和第二超音速分离器，其中所述第一超音速分离器包括粗气体入口、干燥气体出口和第一液体出口；其中所述第二超音速分离器包括干燥气体入口、处理过的气体的出口和第二液体出口，且其中所述干燥气体出口与所述干燥气体入口流体连通。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃里克·巴格鲁德，约斯泰因·科尔布，罗伯特·佩里，
申请(专利权)人：FMC康斯伯格海底公司，
类型：发明
国别省市：挪威;NO