一种分离式天然气低温分离器的制作方法

本发明涉及天然气加工设备，特别涉及一种分离式天然气低温分离器。

背景技术：

1、天然气在开采出来后，内部会掺杂有凝析油、水汽等影响天然气质量的杂质，为防止天然气低温液化过程中产生水合物，堵塞设备和管道，在液化前，必须将原料气中的水分含量降低到小于0.1x10-6，常用的天然气脱水方法有冷却法、吸附法和吸收法等。

2、中国专利文献cn215288669u公开了一种多重分离式天然气低温分离器，包括容器及容器内的初级分离单元和二级分离单元，在容器底部设有排液管，上端设有排气管；所述初级分离单元包括支撑板以及安装在支撑板上的升气管；由容器的进气管进入容器内的天然气，从升气管下端的进气口进入升气管，之后从升气管上端的排气口排出，并经过二级分离单元的分离后，气体通过排气管排出，分离出的液体从容器底部排液管排出。上述文献中所涉及的低温分离器结构设计合理，进入分离器的天然气经多重分离，分离效率高，效果好，分离器易于拆装，维护清理方便，可有效提高生产效率，降低运行维护成本，提升收益。

3、但是在实际生产、使用过程中，该设备依然无法对天然气中所掺杂的凝析油气进行分离；

4、且在处理过程中，该装置是通过阀门人工进行排水，在排水过程中无法进行加工处理，影响生产效率；

5、该装置仅通过设置的分离单元进行分离，在分离过程中速率慢且分离效率较低，天然气中的水分分离效果较低，影响生产质量。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种分离式天然气低温分离器，可以有效解决现有天然气分离设备无法自动排水、排水过程需要停止气液分离以及无法对分离出来的凝析油进行处理的问题。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

3、一种分离式天然气低温分离器，包括分离罐，所述分离罐内腔中部固定连接有三相分离结构，所述三相分离结构贯穿分离罐内腔延伸至分离罐外表面前部并固定连接有前置过滤器，所述分离罐外表面右部与三相分离结构内腔共同设置有冷却结构，所述分离罐外表面前部开设有观察窗，所述分离罐内腔下部设置有排油结构，所述排油结构下端与分离罐内腔底壁共同设置有自动排水结构，所述分离罐外表面上部固定连接有与分离罐内腔相连通的出气管，所述分离罐内腔上部设置有破雾结构。

4、优选的，所述三相分离结构包括储水盒，所述储水盒外表面下部环形间歇分布固定连接有若干与分离罐内表面中部固定连接的支撑板，所述储水盒内腔底壁固定连接有曝气组件，所述曝气组件下端固定连接有进气管，所述进气管远离曝气组件的一端贯穿分离罐内表面前部延伸至分离罐前端，所述进气管外表面位于分离罐外部的一侧与前置过滤器内腔固定连接。

5、优选的，所述曝气组件包括中心座，所述中心座上端转动连接有转轴，所述转轴外表面上部环形分布固定连接有若干弧形的喷嘴，所述中心座外表面下部固定连接有与中心座内腔相连通的送气管，所述送气管外表面上部环形阵列固定连接有若干曝气头，所述中心座内腔与进气管相连通。

6、优选的，所述冷却结构包括循环制冷机，所述循环制冷机左端上部固定连接有换热管，所述换热管呈环形分布与储水盒内腔固定连接，所述循环制冷机左端上部固定连接有注水口，所述注水口贯穿分离罐内腔延伸至储水盒内腔下部。

7、优选的，所述破雾结构包括捕雾网，所述捕雾网呈v字形其外表面与分离罐内表面上部固定连接，所述分离罐内表面上部位于捕雾网下部的位置左右对称固定连接有坡面板，两个所述破雾结构上端相互远离的一侧均开设有与下端连通的排水口。

8、优选的，所述排油结构包括支撑架，所述支撑架外表面与分离罐内表面下部固定连接，所述支撑架内表面设置有液位监测组件，所述分离罐内表面下部固定连接有与分离罐外表面连通的出油管，所述出油管呈l型其竖直部分上端固定连接有漏斗。

9、优选的，所述液位监测组件包括直杆，所述直杆外表面中部固定连接有浮板，所述直杆外表面上部固定连接有与支撑架内表面滑动连接的限位板，所述限位板与支撑架内表面顶壁共同固定连接有压缩弹簧一，所述浮板外表面上部贯穿支撑架内表面延伸至支撑架上端并固定连接有阻尼环，所述阻尼环与支撑架内表面紧贴，所述浮板下端与自动排水结构紧贴。

10、优选的，所述自动排水结构包括与分离罐内腔底壁固定连接的钟罩和虹吸管，所述钟罩外表面下部环形分布开设有若干进水口，所述钟罩上端开设有与其内腔相连通的连通孔，所述虹吸管位于钟罩内腔且其下端贯穿分离罐内腔底壁延伸至分离罐下端并固定连接有出水管，所述虹吸管外表面上部环形分布开设有滑槽，若干所述滑槽内表面上部固定连接有与下部相连的限位杆，所述虹吸管内表面设置有排水阀组件。

11、优选的，所述排水阀组件包括橡胶塞，所述橡胶塞上端与直杆下端紧贴，所述橡胶塞呈台形最大外径大于连通孔内径，所述橡胶塞下端固定连接有管塞，所述管塞外表面与虹吸管内表面紧贴，所述管塞外表面环形分布固定连接有与相邻限位杆外表面滑动连接的支撑轴，若干所述支撑轴远离管塞的一端均固定连接有空心球，若干所述支撑轴外表面上部均与相邻滑槽内表面上部共同固定连接有压缩弹簧二。

12、优选的，所述漏斗上端在竖直高度上高于浮板上端其相差高度小于压缩弹簧一的最大压缩行程。

13、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

14、本发明通过三相分离结构的作用将天然气中的凝析油和水蒸气分离，分离后的天然气上升通过破雾结构的作用将小颗粒水分分离后通过出气管送出，而分离出来的油水混合物进入分离罐内腔下部，通过排油结构和自动排水结构的配合将油水分离，当水积攒到一定程度，排油结构会带动自动排水结构响应自动将水排出。

15、本发明通过三相分离结构中曝气组件的作用带动天然气在低温水中与低温水进行热量交换，使得天然气中的水蒸气冷凝凝结成液滴融入储水盒中的低温水中，同步的，天然气中所携带的凝析油也会在低温作用下凝结成油滴，漂浮在水面上，最后溢出储水盒通过曝气组件流入分离罐内腔下部，能够对天然气中所蕴含的凝析油进行分离处理，减少排出的天然气中凝析油的含量，提高天然气纯度，提高能源利用效率。

16、本发明通过分离罐内腔下部设置的排油结构对天然气中冷凝分离出来的凝析油进行二次分离，由于油液的浮力小于水的浮力，会漂浮在水面上，可以通过漏斗使油液流入出油管中排出，同步的，通过液位监测组件的作用对油液与水的高度比例进行检测，避免凝析水通过漏斗进入输油管路。

17、本发明通过自动排水结构中的排水阀组件与液位监测组件的配合对油液和水的液位高度进行控制，当水到达一定高度时，通过空心球带动管塞上升，使得虹吸管和分离罐内腔底部连通排水，将内部水的液位控制在漏斗以下，避免对油液质量造成影响。

技术特征：

1.一种分离式天然气低温分离器，包括分离罐（1），其特征在于：所述分离罐（1）内腔中部固定连接有三相分离结构（6），所述三相分离结构（6）贯穿分离罐（1）内腔延伸至分离罐（1）外表面前部并固定连接有前置过滤器（4），所述分离罐（1）外表面右部与三相分离结构（6）内腔共同设置有冷却结构（3），所述分离罐（1）外表面前部开设有观察窗（2），所述分离罐（1）内腔下部设置有排油结构（7），所述排油结构（7）下端与分离罐（1）内腔底壁共同设置有自动排水结构（8），所述分离罐（1）外表面上部固定连接有与分离罐（1）内腔相连通的出气管（9），所述分离罐（1）内腔上部设置有破雾结构（5）。

2.根据权利要求1所述的一种分离式天然气低温分离器，其特征在于：所述三相分离结构（6）包括储水盒（61），所述储水盒（61）外表面下部环形间歇分布固定连接有若干与分离罐（1）内表面中部固定连接的支撑板（63），所述储水盒（61）内腔底壁固定连接有曝气组件（62），所述曝气组件（62）下端固定连接有进气管（64），所述进气管（64）远离曝气组件（62）的一端贯穿分离罐（1）内表面前部延伸至分离罐（1）前端，所述进气管（64）外表面位于分离罐（1）外部的一侧与前置过滤器（4）内腔固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种分离式天然气低温分离器，其特征在于：所述曝气组件（62）包括中心座（625），所述中心座（625）上端转动连接有转轴（623），所述转轴（623）外表面上部环形分布固定连接有若干弧形的喷嘴（624），所述中心座（625）外表面下部固定连接有与中心座（625）内腔相连通的送气管（621），所述送气管（621）外表面上部环形阵列固定连接有若干曝气头（622），所述中心座（625）内腔与进气管（64）相连通。

4.根据权利要求2所述的一种分离式天然气低温分离器，其特征在于：所述冷却结构（3）包括循环制冷机（31），所述循环制冷机（31）左端上部固定连接有换热管（33），所述换热管（33）呈环形分布与储水盒（61）内腔固定连接，所述循环制冷机（31）左端上部固定连接有注水口（32），所述注水口（32）贯穿分离罐（1）内腔延伸至储水盒（61）内腔下部。

5.根据权利要求1所述的一种分离式天然气低温分离器，其特征在于：所述破雾结构（5）包括捕雾网（51），所述捕雾网（51）呈v字形其外表面与分离罐（1）内表面上部固定连接，所述分离罐（1）内表面上部位于捕雾网（51）下部的位置左右对称固定连接有坡面板（52），两个所述破雾结构（5）上端相互远离的一侧均开设有与下端连通的排水口（53）。

6.根据权利要求1所述的一种分离式天然气低温分离器，其特征在于：所述排油结构（7）包括支撑架（71），所述支撑架（71）外表面与分离罐（1）内表面下部固定连接，所述支撑架（71）内表面设置有液位监测组件（73），所述分离罐（1）内表面下部固定连接有与分离罐（1）外表面连通的出油管（74），所述出油管（74）呈l型其竖直部分上端固定连接有漏斗（72）。

7.根据权利要求6所述的一种分离式天然气低温分离器，其特征在于：所述液位监测组件（73）包括直杆（732），所述直杆（732）外表面中部固定连接有浮板（731），所述直杆（732）外表面上部固定连接有与支撑架（71）内表面滑动连接的限位板（733），所述限位板（733）与支撑架（71）内表面顶壁共同固定连接有压缩弹簧一（734），所述浮板（731）外表面上部贯穿支撑架（71）内表面延伸至支撑架（71）上端并固定连接有阻尼环（735），所述阻尼环（735）与支撑架（71）内表面紧贴，所述浮板（731）下端与自动排水结构（8）紧贴。

8.根据权利要求7所述的一种分离式天然气低温分离器，其特征在于：所述自动排水结构（8）包括与分离罐（1）内腔底壁固定连接的钟罩（81）和虹吸管（83），所述钟罩（81）外表面下部环形分布开设有若干进水口（84），所述钟罩（81）上端开设有与其内腔相连通的连通孔（85），所述虹吸管（83）位于钟罩（81）内腔且其下端贯穿分离罐（1）内腔底壁延伸至分离罐（1）下端并固定连接有出水管（86），所述虹吸管（83）外表面上部环形分布开设有滑槽（831），若干所述滑槽（831）内表面上部固定连接有与下部相连的限位杆（832），所述虹吸管（83）内表面设置有排水阀组件（82）。

9.根据权利要求8所述的一种分离式天然气低温分离器，其特征在于：所述排水阀组件（82）包括橡胶塞（821），所述橡胶塞（821）上端与直杆（732）下端紧贴，所述橡胶塞（821）呈台形最大外径大于连通孔（85）内径，所述橡胶塞（821）下端固定连接有管塞（822），所述管塞（822）外表面与虹吸管（83）内表面紧贴，所述管塞（822）外表面环形分布固定连接有与相邻限位杆（832）外表面滑动连接的支撑轴（824），若干所述支撑轴（824）远离管塞（822）的一端均固定连接有空心球（825），若干所述支撑轴（824）外表面上部均与相邻滑槽（831）内表面上部共同固定连接有压缩弹簧二（823）。

10.根据权利要求7所述的一种分离式天然气低温分离器，其特征在于：所述漏斗（72）上端在竖直高度上高于浮板（731）上端其相差高度小于压缩弹簧一（734）的最大压缩行程。

技术总结本发明公开了一种分离式天然气低温分离器，具体涉及天然气加工设备技术，包括分离罐，所述分离罐内腔中部固定连接有三相分离结构，所述分离罐外表面右部与三相分离结构内腔共同设置有冷却结构，所述分离罐外表面前部开设有观察窗，所述分离罐内腔下部设置有排油结构，所述排油结构下端与分离罐内腔底壁共同设置有自动排水结构。本发明所述的一种分离式天然气低温分离器，通过三相分离结构的作用将天然气中的凝析油和水蒸气分离，分离后的天然气上升通过破雾结构的作用将小颗粒水分分离后通过出气管送出，而分离出来的油水混合物进入分离罐内腔，通过排油结构和自动排水结构的配合将油水分离，通过自动排水结构自动将水排出。技术研发人员：李刚,张虎林,富九译,王忠伟,武拯,鲍晓波,吴鹏,张永祥,姚瑞业,陈鑫,邓旭东受保护的技术使用者：内蒙古万瑞天然气有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/5/8