一種氣、液兩相分離的設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氣、液兩相分尚的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國內(nèi)外大型天然氣氣田的不斷開發(fā)，天然氣在工業(yè)領(lǐng)域和城市生活中扮演著越來越重要的角色。剛從氣井中開采出來的天然氣必須經(jīng)過脫水、脫硫、除塵等一系列凈化處理工序之后方能進(jìn)入輸氣干線。常規(guī)工業(yè)脫水方法有低溫冷凝脫水法、溶劑吸收法、固體干燥劑吸附法、膜分離法、超音速分離、離心分離等，各種凈化處理方法都有其優(yōu)缺點(diǎn)和特定的適用范圍。相關(guān)研究人員通過測量、計(jì)算發(fā)現(xiàn)，從氣井中開采出來的天然氣壓力在600bar左右，溫度在80-100°C之間，因此在對(duì)天然氣進(jìn)行處理和輸送前必須要對(duì)其降壓、降溫。
[0003]傳統(tǒng)的降壓、降溫方法主要是利用節(jié)流閥使氣體膨脹，但氣體膨脹降壓后釋放出的大量能量在節(jié)流閥處被釋放掉了，造成了浪費(fèi)。低溫冷凝脫水法是通過透平膨脹機(jī)把高壓天然氣節(jié)流降壓致冷，再用低溫分離法從天然氣中回收凝析液。這種方法工藝成熟、成本低廉、處理量大，在國內(nèi)不少油田應(yīng)用較為普遍，其主要缺點(diǎn)是:工作過程中容易生成水合物，需要采取添加抑制劑等防止水合物生成的措施，以及相應(yīng)配套的抑制劑回收系統(tǒng)；需要深度脫水時(shí)需配備制冷設(shè)備，這樣會(huì)引起工程投資和使用成本的提高；透平膨脹機(jī)有高速運(yùn)動(dòng)部件，制造難度大、可靠性差。
[0004]溶劑吸收法是利用溶劑、(或溶液)對(duì)水蒸氣的吸收能力，將天然氣中的水蒸氣吸收下來，吸收水蒸氣后的溶劑或溶液(生產(chǎn)上稱為富液)經(jīng)再生后可循環(huán)使用。甘醇類化合物具有很強(qiáng)的吸水性，其溶液冰點(diǎn)較低，所以廣泛應(yīng)用于天然氣脫水裝置，20世紀(jì)30年代最先用于天然氣脫水的是二甘醇。由于三甘醇(TEC)相比的熱穩(wěn)定性好，易再生，蒸汽壓低，攜帶損失量更小，而且對(duì)相同質(zhì)量濃度的甘醇溶液而言，三甘醇易獲得更大的露點(diǎn)降，因而20世紀(jì)50年代后三甘醇逐步取代二甘醇成為最主要的脫水溶劑。但這種脫水方法的系統(tǒng)工藝流程比較復(fù)雜，三甘醇再生過程的能耗比較大，而且會(huì)有污染，需要凈化，加大了操作成本。
[0005]固體干燥劑吸附法是利用固體干燥劑對(duì)水蒸氣的吸附能力，將天然氣中的水蒸氣吸附下來。固體干燥劑喪失能力后，用高溫氣流對(duì)干燥劑進(jìn)行再生，再生的干燥劑可以重復(fù)利用。常用的干燥劑主要有活性氧化鋁、硅膠和分子篩，氣體中的水蒸氣吸附在分子篩、硅膠等吸附劑上達(dá)到脫水的目的。與甘醇吸收法相比，吸附法脫水對(duì)進(jìn)料氣溫度、壓力和流量變化不敏感，小流量脫水較經(jīng)濟(jì)。其主要缺點(diǎn)主要有:對(duì)于大裝置，設(shè)備投資和操作費(fèi)用都比較高，吸附劑容易中毒和破碎。
[0006]氣體膜分離技術(shù)是20世紀(jì)70年代開發(fā)成功的新一代氣體分離技術(shù)，其原理是在壓力驅(qū)動(dòng)下，借助氣體中各組分在高分子膜表面上的吸附能力以及在膜內(nèi)溶解-擴(kuò)散上的差異，即滲透速率差來進(jìn)行分離。天然氣膜法脫水是近年來發(fā)展起來的新技術(shù)，它克服了傳統(tǒng)凈化的許多不足，表現(xiàn)出較大的發(fā)展?jié)摿?。美國Separex、Grace和Air Product等公司相繼研制開發(fā)出了適合市場需求的膜技術(shù)、膜產(chǎn)品及工藝裝置，并進(jìn)行了大量的工業(yè)性試驗(yàn)，在美國、加拿大、日本等國家已進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用。雖然膜分離法在天然氣脫水應(yīng)用中有其內(nèi)在的優(yōu)點(diǎn)，潛力非常大，但存在的主要問題有:烴的損失，膜的塑化和溶脹性，濃差極化以及一次性投資較大，因此目前尚未在工業(yè)上被廣泛采用，而且應(yīng)用規(guī)模不大。
[0007]為了克服傳統(tǒng)脫水裝置的不足，進(jìn)一步提高天然氣脫水的效率，人們不斷對(duì)此類設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)和研究，取得了一些實(shí)質(zhì)性的研究成果，其中超音速分離就是一種相對(duì)新穎的方法。超音速分離技術(shù)利用天然氣在超音速狀態(tài)下的蒸汽冷凝現(xiàn)象進(jìn)行天然氣脫水，在熱力學(xué)原理和系統(tǒng)構(gòu)成上與傳統(tǒng)的天然氣脫水方法有顯著區(qū)別。天然氣超音速脫水將膨脹機(jī)、分離器和壓縮機(jī)的功能集中到一個(gè)管道中，大大簡化了脫水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，提高了系統(tǒng)的可靠性，降低了脫水系統(tǒng)的投資、運(yùn)行費(fèi)用和環(huán)境污染，具有系統(tǒng)簡單、體積小、無運(yùn)動(dòng)部件、允許在苛刻的環(huán)境中使用、操作方便、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。由英荷皇家Shell公司投資創(chuàng)辦的Twister公司、俄羅斯3S公司等都先后推出了超音速天然氣脫水設(shè)備。例如，Twister公司為馬來西亞的氣田設(shè)計(jì)了一套超音速分離天然氣處理裝置，該項(xiàng)目已于2004年2月投入生產(chǎn)；2004年9月，第一套工業(yè)用3S裝置在俄羅斯一座處理能力超過4 X 108m5/a的天然氣廠的低溫系統(tǒng)中成功投運(yùn)，完成了從實(shí)驗(yàn)研制到工業(yè)化應(yīng)用的整個(gè)過程。雖然國內(nèi)江漢石油機(jī)械研究所、勝利油田等單位聯(lián)合相關(guān)高校開展了一些應(yīng)用基礎(chǔ)研究，但因技術(shù)難度太大，迄今尚未有工業(yè)化的產(chǎn)品推出。
[0008]從技術(shù)原理上來講，離心分離也是實(shí)現(xiàn)天然氣脫水的一種可行方法，其基本工作原理是:氣液混合物在相同離心加速度的作用下，因氣液兩相密度的差別而致使其所受到的離心力和偏離中心的程度不同，從而實(shí)現(xiàn)兩相的分離?，F(xiàn)有的氣液離心分離裝置體積龐大，不太適合天然氣脫水行業(yè)。
[0009]鑒于上述原因，有必要進(jìn)一步研制開發(fā)新型的緊湊型天然氣離心脫水設(shè)備，以徹底改變我國現(xiàn)有的天然氣脫水系統(tǒng)復(fù)雜、體積大、操作復(fù)雜、污染大、運(yùn)行費(fèi)用高的不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]為解決上述現(xiàn)有的缺點(diǎn)，本發(fā)明的主要目的在于提供一種實(shí)用的氣、液兩相分離的設(shè)備，環(huán)保無污染，設(shè)備投資和運(yùn)行成本低，發(fā)生故障的概率較低，同時(shí)安裝簡便，操作方便。
[0011]為達(dá)成以上所述的目的，本發(fā)明的一種氣、液兩相分離的設(shè)備采取如下技術(shù)方案:
一種氣、液兩相分離的設(shè)備，包括左殼體、右殼體、左殼體端蓋、右殼體端蓋、轉(zhuǎn)動(dòng)軸、旋轉(zhuǎn)葉輪、預(yù)分離室、旋轉(zhuǎn)過濾單元和后分離室，其特征在于，所述左殼體與右殼體通過螺栓進(jìn)行連接，所述左殼體端蓋通過螺栓與左殼體連接，所述右殼體端蓋通過螺栓與右殼體連接，從而構(gòu)成一殼體結(jié)構(gòu)的整體，設(shè)備的中心處設(shè)置有轉(zhuǎn)動(dòng)軸，其上按序套裝球軸承，所述旋轉(zhuǎn)葉輪，旋轉(zhuǎn)過濾單元和球軸承，旋轉(zhuǎn)葉輪和旋轉(zhuǎn)過渡單元通過鍵與轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接，所述旋轉(zhuǎn)葉輪的前后設(shè)置彈性墊圈咖和套筒，所述旋轉(zhuǎn)葉輪的候補(bǔ)與旋轉(zhuǎn)過渡單元的前部構(gòu)成預(yù)分離室，另有旋轉(zhuǎn)過渡單元后部構(gòu)成后分離室，各室對(duì)應(yīng)有燃?xì)獬隹冢瑲んw結(jié)構(gòu)整體的前部設(shè)置有氣體入口通道，后部設(shè)置有干燥氣體出口通道，通過拆裝螺釘可安裝機(jī)械密封件，所述后分離室的下游處，右殼體的尾部設(shè)置有擋液環(huán)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的材料為合金鋼，所述左殼體端蓋、右殼