一种天然气分液罐及通液阻气环的制作方法

本发明涉及天然气的气液分离，具体涉及一种天然气分液罐及天然气罐用通液阻气环。

背景技术：

1、石油化工生产企业在日常生产过程中需进行各种工艺过程,以普光气田天然气净化厂高含硫天然气为例，需要经过脱硫脱水处理。湿法脱硫主要是醇胺法，主要原理是酸性气体硫化氢、二氧化碳溶于水成酸性，醇胺的溶液显碱性，两者发生可逆的酸碱中和反应，反应的方向主要是由温度和压力控制，其中最常用的脱硫剂有mdea，mea，dea，处理量较大时，国际上采用较多的是mdea，国内的化工厂采用脱硫、脱碳工艺也基本都采用此法。吸收塔的工作环境是高压低温，因为当温度在40℃左右，压力在4mpa左右，化学反应正向走，有利于醇胺和酸性气体的反应，一般把吸收了酸性气的胺液称为富胺，没有吸收酸性气体的胺液叫做贫胺。富胺从吸收塔塔底出来，经过闪蒸罐减压，贫富胺换热器换热，进入解析塔，解析塔的工作环境是高温低压，一般工作压力60kpa，温度在120℃左右，富胺进入解析塔，在高温低压的环境下，酸性气体从塔顶解析出来，经过冷却器冷却放空或者专门处理。醇胺能循环利用，周而复始，源源不断的脱除天然气中的硫化氢和二氧化碳。因为醇胺法脱除酸性气体，会使天然气的水含量有所增加，一般脱酸性气体之后，就进行脱水。目前主要采用甘醇法脱水，当完成以上工艺后，天然气中的甘醇含量会有所增加，影响到天然气的品质，分液罐的作用即是用来去除天然气中的醇类和mdea，因此分液罐成为了天然气净化系统中必不可少的设备。

2、图1为现有天然气分液罐结构示意图。在壳体1内设有承载台4，承载台4上安装有聚结滤芯3，含有液体的气体由天然气分液罐进气管路5进入分离设备，而后气体在压差的作用下由滤芯3内侧表面通过滤材的孔隙进入滤芯，气体内液体颗粒被截留在滤芯3内表面，在聚结作用下以液体形式由滤芯3外侧流出，净化后的气体经排气管路7排出分液罐，聚结形成的液体可通过排污阀6排出。

3、现有技术中，立式分液罐在进行气液分离时的主要分离元件为聚结滤芯，聚结滤芯可以将气体中混合的小液滴聚并成大液滴排出滤芯，从而达到净化气体的作用。分液罐分为上下腔体，且上下腔体联通，此设计可以将聚结滤芯聚结过滤的液体导入腔体下部并进行储存而后定期排液即可，但此时由于上下腔体连通会导致排液过程中进入下腔体的液体在净化后的天然气的涡流的作用下重新进入管道下游，导致部分回收的液体在回收过程中被上升的气体二次夹带进入下游管道，因此分离效果不尽如人意。

4、分析认为，分液罐上下腔体连通的目的是为了使经滤芯聚结过后的液体可以流入下腔体，因此承载台4和壳体1之间的环形间隙的空间给液体流通提供了通道；但是由于环形间隙的存在也造成了二次绕流，导致了被捕集的液体在通过环形空隙时在气流的作用逃逸进入下游管道，造成过滤效率的下降，因此原有的设计存在缺陷。

5、图2a～图2d、图3a～图3d为对现有的分液罐模拟得到的结果，从左到右分别为现有天然气分液罐在15s、30s、45s和60s四个时间点，yoz、xoy截面的速度云图。从两个截面的速度云图可以看出，存在少量天然气从混合腔和罐体之间的间隙流入罐体下半部分，形成速度涡旋，相比于进口气速0.2m/s，漩涡的流速在0.05m/s左右，而漩涡的形成会导致部分回收的液体在回收过程中被上升的气体二次夹带进入下游管道。

6、综上所述：现有技术的天然气分液罐中的上下腔体是通过“环形间隙”连通的，所以下腔体存在气体流动，而在下腔体流动的气体会在液滴进入下腔体的过程中重新将其混合在气流中一起上升，并从环形间隙进入上腔体，继而从天然气分液罐的出气口进入管道下游，由此可见，由于存在前述的“环形间隙”，经滤芯过滤后排出的液体仅在重力的作用下仍无法克服涡流扰动而产生二次夹带，这是造成天然气分液罐工作效率下降的主要原因。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于天然气分液罐的通液阻气环，以解决经天然气分液罐的滤芯过滤后排出的液体被气体带入管道下游的问题。本发明的目的还在于提供一种使用前述通液阻气环的天然气分液罐。

2、本发明的一种用于天然气分液罐的通液阻气环，包括呈环形的带孔阻气环体，带孔阻气环体用于封堵天然气分液罐的壳体内壁与安装聚结滤芯的承载台之间的环形间隙，带孔阻气环体上设有上下延伸的用于液体向下流过的通孔，通孔沿圆周分布。

3、本发明提供的通液阻气环，能够被加装在天然气分液罐中，从而阻挡在承重台和分液罐壳体之间的环形间隙上，当气流到达稳态阶段后，通液阻气环能够限制环状涡流的形成，起到了稳定罐体内流场的作用。

4、进一步的，所述通孔为上大下小的锥形孔。通液阻气环上的通孔的设计呈上宽下窄型设计能够加快液体流动，防止堆积的液体堵塞通孔。

5、进一步的，所述通孔的孔壁设有上下分布的拒油材料层、亲液材料层。这样能够更利于液体流动而防止堆积的液体堵塞通孔。

6、进一步的，所述通液阻气环的表面设有用于加快液体流动的疏油疏水膜结构。这样可以加快液体的流动，避免因为流通面积的减小造成液体在上腔体堆积。

7、进一步的，所述通液阻气环被分为多段扇环形的扇环结构，各段扇环结构之间通过连接紧固件连接而能够调整径向尺寸。多段扇环结构组成的通液阻气环易于维修和拆装，既可以分部分更换维修，当出现损坏部分时无需全部更换，也可降低使用成本，经济性较高。带孔阻气环体由连接紧固件连接，可以在一定范围内调节通液阻气环的松紧度，因此对于制造精度要求不高，且连接紧固件的设计便于安装和更换，也降低了制造成本。

8、进一步的，所述扇环结构包括带孔挡液扇环体，带孔挡液扇环体的外周一体设有用于与天然气分液罐的壳体内壁贴紧配合的撑紧扇环，撑紧扇环的外周面沿轴向延伸以扩大与天然气分液罐的壳体内壁贴紧配合的配合面。

9、进一步的，所述带孔挡液扇环体及撑紧扇环的两端设有加固件，加固件包括连接在带孔挡液扇环体及撑紧扇环之间的立板和连接在立板与撑紧扇环之间的平板，立板沿轴向延伸，平板沿径向延伸，立板用于与连接紧固件配合。

10、进一步的，所述通孔的数量n的计算公式为：n＝kπdf(c)；d为腔体直径，单位为m；k的取值范围是0～3；f(c)的计算公式如下：

11、

12、进一步的，所述通孔的面积s的计算公式为：q总为经过天然气分液罐的总气体流量，单位为m3/h；v孔为每个通孔的流速，v孔的取值小于0.05m/s；x为进入通孔的介质的总流量与经过天然气分液罐的总气体流量的比值，x的取值范围为0.00001～0.0001％。

13、本发明的一种天然气分液罐，包括壳体，所述壳体内设置承载台，所述承载台上设置聚结滤芯，壳体内壁与安装聚结滤芯的承载台之间具有环形间隙，在环形间隙中或在环形间隙之上设有如上所述的用于天然气分液罐的通液阻气环。

14、本发明提供的天然气分液罐中，在承重台和分液罐壳体之间加装通液阻气环，通液阻气环阻挡承重台和分液罐壳体之间的环形间隙，当气流到达稳态阶段后，通液阻气环能够限制环状涡流的形成，起到了稳定罐体内流场的作用。