一种高含硫天然气气液固三相分离装置及分离的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及高含硫天然气集输处理技术领域，具体涉及一种高含硫天然气气液固三相分离装置及分离的方法。通过本发明专利技术提供的高含硫天然气气液固三相分离装置实现三相分离，高含硫天然气原料气在采气井口节流后，经弯管处流场变化，通过原料气出口进入高效液固捕集器，在高效液固捕集器内进入纳米陶瓷管组，经过高效脱液脱固后，气体经折流板组从捕集器原料气出口进入集输管网；脱出的液固混合物通过液固相排出管进入液固分离器，液固混合物中密度较大的固体被液固挡板隔断在液固分离器一侧，并通过固体浆料管由浆料抽取泵抽出；密度较小的液体到达液固挡板另一侧，经过纳米α氧化铝陶瓷板分离，液体部分到达分离器底部并由排液阀排出。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高含硫天然气集输处理
，具体涉及一种高含硫天然气气液固三相分离装置及分离的方法。
技术介绍
近年来我国四川东北部相继发现了普光、罗家寨等一大批含硫气藏，普光气田硫化氢摩尔含量平均为15.26%，属高含硫气藏。普光气田在2009年开始投入运行，在运行之初，集输系统中即出现了大量的积液和沉积物堵塞现象。积液和沉积物不仅会引起集输管线及设备堵塞，而且会导致集输系统严重腐蚀、集输能力下降，甚至停产。因此需要对集输系统进行气液固三相分离。目前，油气田采用的分离工艺主要有重力沉降、过滤除砂和离心除砂等几种形式。重力沉降法采用的是重力分离器，天然气原料气通过重力分离器分离后，气体中携带的部分液体和固体在分离器内沉降，部分仍然被原料气携带进入集输管道，不能高效分离气体和固液相。同时液相与固相也不能有效分离，需要定期关停分离器，对分离器罐内进行冲砂作业，清除罐内的沉积物。过滤除砂的方式是采用筛网或特制滤管，使原料气从底部向上通过筛网或滤管，粒径大于筛网孔径的固体被阻挡落入集砂槽，气体通过筛孔后进入下游；采用该方法虽然能够有效除去天然气原料气中携带的固体和部分液体，但是对于固体量较高的天然气，容易出现筛网严重堵塞的情况，需要频繁停产更换筛网。离心旋流分离工艺能够借用原料天然气的动能，原料气气-液-固三相切向进入旋流器，并以涡流方式旋转，三相中密度较大的固体和液体被抛向器壁并滑向底部，密度较小的气体携带部分液相进入旋流中心作为溢流相从上方溢流口排出，但是气液固三相成分复杂多变的影响，其内部结构参数需要根据三相组分不断调整，影响分离装置的使用。因此，对于高含硫天然气集输系统气-液-固（硫）三相分离，目前并没有简单有效的分离装置和实现其分离的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中存在的问题提供一种高含硫天然气气-液-固三相分离装置及其实现其分离的方法，解决了高含硫天然气田集输系统天然气、积液水合物和粘稠固体沉积物分离的难题。本专利技术提供的技术方案是：一种高含硫天然气气液固三相分离装置，由高效液固捕集器和液固分离器构成，所述高效液固捕集器包括捕集器罐体、捕集器底座、液固捕集器上封头和液固捕集器下封头，液固捕集器上封头上设置有放空阀门、原料气入口和捕集器原料气出口，捕集器罐体上设置有捕集器人孔和液位计，液固捕集器下封头底部设置有液位控制阀，液位控制阀穿过捕集器底座通过液固相排出管与液固分离器连接；所述的液固分离器包括液固分离器罐体、液固分离器前封头、液固分离器后封头和液固分离器底座，所述的液固分离器前封头上设有固体浆料管，所述的液固分离器罐体上部设置有液固入口和废气回收阀，液固入口通过液固相排出管与高效液固捕集器连接，所述液固分离器罐体下部设置冲砂阀和排液阀，所述液固分离器后封头上设置有液固分离器人孔，所述的冲砂阀与液固分离器罐体内部固定设置的冲砂管组连接。具体的，所述的捕集器罐体为立式圆罐，其采用Q345R+316L复合板材质制作。具体的，所述的捕集器罐体内沿竖直反向上的中心线位置设置有316L不锈钢挡板，所述挡板厚度为10毫米~30毫米，高度为捕集器罐体高度的2/3~3/4。具体的，所述挡板和原料气入口之间设置有纳米α氧化铝陶瓷管组，所述纳米α氧化铝陶瓷管组由10~100根纳米α氧化铝陶瓷管平行固定组成，所述α氧化铝陶瓷管组的下边缘位置比所述挡板的下边缘低20厘米~30厘米；所述纳米α氧化铝陶瓷管由粒径为30纳米~500纳米的α型氧化铝烧制而成，表面粗糙度小于0.1微米，所述的纳米α氧化铝陶瓷管直径为10厘米~30厘米，管壁厚度为10毫米~30毫米，长度为捕集器罐体高度的1/2~2/3。具体的，所述的纳米α氧化铝陶瓷管上设置有进气口和出气口，所述进气口在距离管顶端30厘米~50厘米处，进气方向为圆周切向，进气口与原料气入口在同一平面上，且距离原料气入口不大于200毫米，出气口在距离管顶端1m~2m处，出气方向斜向上并与陶瓷管竖直中心线线夹角35°~60°，所述出气口有1~10个，相邻出气口之间间距为100毫米~500毫米。具体的，所述的所述的挡板的另一侧设置有折流板组，所述的折流板组由10~50片的折流板组成，相邻折流板间距为5厘米~15厘米；折流板平行于挡板，长度为罐体高度的1/2~2/3，折流板底部边缘高于挡板底部边缘。具体的，所述液固分离器罐体及液固分离器前封头、液固分离器后封头均采用Q345R+316L复合板材质制作。具体的，所述的固体浆料管与液固分离器罐体外部的浆料抽取泵连接。具体的，所述的液固分离器罐体内中部固定有液固挡板，所述液固挡板采用316L材质制作，其厚度为10毫米~30毫米，其高度为液固分离器罐体内径高度的1/2~2/3；所述的液固挡板与液固分离器后封头之间水平固定有纳米α氧化铝陶瓷板，所述纳米α氧化铝陶瓷板由平均粒径30纳米~500纳米的α型氧化铝烧制而成，表面粗糙度小于0.1微米，厚度为20毫米~50毫米，α氧化铝陶瓷板与液固分离器罐体底部的距离为液固分离器罐体上下内径高度的1/4~1/3，纳米α氧化铝陶瓷板表面开有若干圆孔，所述圆孔的直径为5~15毫米，相邻圆孔之间间距为30毫米~50毫米。一种使用上述提供的高含硫天然气气液固三相分离装置实现气液固分离的方法，包括如下步骤：a、高含硫天然气经过采气井口节流后，进入长度为40米~150米的直管段，之后进入90°弯管，然后再进入90°弯管后连接的直管段，直管段侧方开原料气出口，原料气出口的平行中心线与90°弯管前的直管段的平行中心线距离为1.5米~2.5米；b、90°弯管后连接的直管段末端安装盲板，盲板将直管段封闭，盲板距离原料气出口的平行中心线距离为1米~2米；c、步骤中经过高含硫天然气通过原料气出口进入高效液固捕集器，高含硫天然气携带的液体和固体被分离到高效液固捕集器的底部，天然气从高效液固捕集器上方的捕集器原料气出口排出；d、步骤（c）中聚集在高效液固捕集器底部的液固混合物通过液位控制阀进入液固分离器中；e、步骤（d）进入液固分离器中的液固混合物经重力沉降后，底部的固体通过固体浆料管由液固分离器罐体外部的浆料抽取泵排出，上部的含有悬浊固体的液相部分采用泥浆泵抽送至泥浆离心机进行深度分离最终通过排液阀排出。本专利技术提供的一种高含硫天然气气液固三相分离装置主要应用于高含硫化氢、二氧化碳气田地面集输管道的集输系统气液固分离工程。通过本专利技术提供的高含硫天然气气液固三相分离装置实现三相分离，高含硫天然气原料气在采气井口节流后，经弯管处流场变化，通过原料气出口进入高效液固捕集器，在高效液固捕集器内进入纳米陶瓷管组，经过高效脱液脱固后，气体经折流板组从捕集器原料气出口进入集输管网；脱出的液固混合物通过液固相排出管进入液固分离器，液固混合物中密度较大的固体被液固挡板隔断在液固分离器一侧，并通过固体浆料管由浆料抽取泵抽出；密度较小的液体到达液固挡板另一侧，经过纳米α氧化铝陶瓷板分离，液体部分到达分离器底部并由排液阀排出。附图说明图1是本专利技术所述高含硫天然气气液固三相分离装置示意图；图2是本专利技术高含硫天然气气液固三相分离工艺示意图；图3是纳米α氧化铝陶瓷管示意图；图4是折流板示意图；图5是纳米α氧化铝陶瓷多孔板示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高含硫天然气气液固三相分离装置，由高效液固捕集器（43）和液固分离器（39）构成，其特征在于，所述高效液固捕集器（43）包括捕集器罐体（9）、捕集器底座（12）、液固捕集器上封头（34）和液固捕集器下封头（35），液固捕集器上封头（34）上设置有放空阀门（16）、原料气入口（10）和捕集器原料气出口（11），捕集器罐体（9）上设置有捕集器人孔（13）和液位计（14），液固捕集器下封头（35）底部设置有液位控制阀（15），液位控制阀（15）穿过捕集器底座（12）通过液固相排出管（17）与液固分离器（39）连接；所述的液固分离器（39）包括液固分离器罐体（41）、液固分离器前封头（23）、液固分离器后封头（36）和液固分离器底座（24），所述的液固分离器前封头（23）上设有固体浆料管（32），所述的液固分离器罐体（41）上部设置有液固入口（38）和废气回收阀（26），液固入口（38）通过液固相排出管（17）与高效液固捕集器（43）连接，所述液固分离器罐体（41）下部设置冲砂阀（27）和排液阀（28），所述液固分离器后封头（36）上设置有液固分离器人孔（25），所述的冲砂阀（27）与液固分离器罐体（41）内部固定设置的冲砂管组（29）连接。...

【技术特征摘要】
1.一种高含硫天然气气液固三相分离装置，由高效液固捕集器（43）和液固分离器（39）构成，其特征在于，所述高效液固捕集器（43）包括捕集器罐体（9）、捕集器底座（12）、液固捕集器上封头（34）和液固捕集器下封头（35），液固捕集器上封头（34）上设置有放空阀门（16）、原料气入口（10）和捕集器原料气出口（11），捕集器罐体（9）上设置有捕集器人孔（13）和液位计（14），液固捕集器下封头（35）底部设置有液位控制阀（15），液位控制阀（15）穿过捕集器底座（12）通过液固相排出管（17）与液固分离器（39）连接；所述的液固分离器（39）包括液固分离器罐体（41）、液固分离器前封头（23）、液固分离器后封头（36）和液固分离器底座（24），所述的液固分离器前封头（23）上设有固体浆料管（32），所述的液固分离器罐体（41）上部设置有液固入口（38）和废气回收阀（26），液固入口（38）通过液固相排出管（17）与高效液固捕集器（43）连接，所述液固分离器罐体（41）下部设置冲砂阀（27）和排液阀（28），所述液固分离器后封头（36）上设置有液固分离器人孔（25），所述的冲砂阀（27）与液固分离器罐体（41）内部固定设置的冲砂管组（29）连接。2.根据权利要求1所述高含硫天然气气液固三相分离装置，其特征在于，所述的捕集器罐体（9）为立式圆罐，其采用Q345R+316L复合板材质制作。3.根据权利要求1所述高含硫天然气气液固三相分离装置，其特征在于，所述的捕集器罐体（9）内沿竖直反向上的中心线位置设置有316L不锈钢挡板（21），所述挡板（21）厚度为10毫米~30毫米，高度为捕集器罐体（9）高度的2/3~3/4。4.根据权利要求3所述高含硫天然气气液固三相分离装置，其特征在于，所述挡板（21）和原料气入口（10）之间设置有纳米α氧化铝陶瓷管组（18），所述纳米α氧化铝陶瓷管组（18）由10~100根纳米α氧化铝陶瓷管（37）平行固定组成，所述α氧化铝陶瓷管组（18）的下边缘位置比所述挡板（21）的下边缘低20厘米~30厘米；所述纳米α氧化铝陶瓷管（37）由粒径为30纳米~500纳米的α型氧化铝烧制而成，表面粗糙度小于0.1微米，所述的纳米α氧化铝陶瓷管（37）直径为10厘米~30厘米，管壁厚度为10毫米~30毫米，长度为捕集器罐体（9）高度的1/2~2/3。5.根据权利要求4所述高含硫天然气气液固三相分离装置，其特征在于，所述的纳米α氧化铝陶瓷管（37）上设置有进气口（19）和出气口（20），所述进气口（19）在距离管顶端30厘米~50厘米处，进气方向为圆周切向，进气口（19）与原料气入口（10）在同一平面上，且距离原料气入口（10）不大于200毫米，出气口（20）在距离管顶端1m~2m处，出气方向斜向上并与陶瓷管竖直中心线线夹角35°~60°，所述出气口（20）有1~10个，相邻出气口（20）之间间距为100毫米~500毫米。6.根据权利要求3所述高含...

【专利技术属性】
技术研发人员：高继峰，银永明，商剑峰，仝淑月，刘德绪，
申请(专利权)人：中石化石油工程技术服务有限公司，中石化中原石油工程设计有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11