[发明专利]气体循环回路的除液装置及其除液方法

说明书

技术领域

本发明属于石油天然气领域，具体是为天然气水合物实验回路装置的气体循环回路的除液装置及其除液方法。

背景技术

专利CN104634931A“天然气水合物实验回路装置”，在该实验回路装置中，为了充分利用未参与反应的天然气，同时稳定回路中的压力，设计了一种气体循环回路。天然气水合物实验回路装置如图1所示，天然气从底部进入反应釜与水在一定条件下进行水合物合成反应。部分未反应的天然气从反应釜顶部通过管道进入气体循环回路。

气体循环回路包括压缩机、反应釜、流量计、管道、阀门及相应的温度、压力指示器。当气体循环回路中的气体压力过高时，为稳定回路中的压力，需打开实验回路的真空泵，将多余的气体抽入至系统中的稳压器。当压力达到实验要求时，停止抽气。同理，当气体循环回路中的气体压力过低时，需打开实验回路中的柱塞泵，将水箱中的水抽入稳压器，利用气体的可压缩性，使得回路中的压力不断增大。当达到实验压力要求时，停止压缩气体。

气体循环回路中的天然气是反应釜内未反应的天然气，它在上升过程中会携带部分反应釜内的液体进入管道，而携带的水会对后续设备及整个系统的稳定运行造成严重影响，缩短设备的使用寿命，同时会大大降低实验中对气体流量测定的准确性。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种适用于专利CN104634931A“天然气水合物实验回路装置”中气体循环回路的除液装置及其除液方法，将天然气水合物合成实验装置的气体循环回路中携带的水分除掉。

气体循环回路的除液装置：包括集液水箱，集液水箱通过进液管道连接在天然气水合物合成实验装置气体循环回路系统最低处，进液管道上设置有进液阀门；集液水箱底部通过排液管道连接排液阀门；差压变送器通过导压管与集液水箱连接。

气体循环回路的除液装置的除液方法：气体循环回路系统中分离出的液体经过进液管道进入集液水箱，当液体收集到一定量后，由排液管道排出。

该发明是这样实现除液功能的：

气体循环回路的除液装置设置在气体循环回路系统的最低处，以便于液体进入进液管道。由于液体的密度远大于天然气的密度，液体流经气体循环回路时，在重力作用下，液体经进液管道及进液阀门进入集液水箱。当集液水箱中的液体达到一定量后，开启排液阀门，液体经由排液管道及排液阀门排出。差压变送器通过导压管与集液水箱连接，用于测定集液水箱中液体的上下部压力差。

本发明提供的气体循环回路的除液装置及其除液方法，可有效除掉天然气循环回路中携带的水分，从而增加实验系统的安全性和稳定性，延长设备的使用寿命并提高该气体循环回路系统测量数据的准确性。

附图说明

图1是天然气水合物实验回路装置的结构示意图；

图2是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例来进一步说明本发明。

如图2所示，气体循环回路的除液装置，包括集液水箱1，集液水箱1通过进液管道5连接在天然气水合物合成实验装置气体循环回路系统最低处，进液管道5上设置有进液阀门2；集液水箱1底部通过排液管道6连接排液阀门3；差压变送器4通过导压管7与集液水箱1连接。

为保证液体能顺利进入集液水箱1，进液管道5、排液管道6采用Φ19×3的无缝钢管。导压管7采用Φ10×1.5的导压管，管道材质为0Cr18Ni9。

集液水箱1的作用是收集一定量的液体并将其排出，为节约成本，集液水箱设计成细长结构，采用无缝钢管与钢板焊接成一体的方式。无缝钢管采用Φ54×3的不锈钢管，长度为600mm，钢板厚度3mm，钢管和钢板均采用0Cr18Ni9材质。

差压变送器4所测压差在6KPa左右(△p＝ρg△h,△h＝600mm)，因此，选用量程范围在0～100KPa的差压变送器。选择HoneywellST3000系列的STD924-A1A-00000-MB，SM，1C型差压变送器

该除液装置的主要设计参数为：

设计温度：-20～60℃；

设计压力：12MPa；

管道材质：0Cr18Ni9

水箱材质：0Cr18Ni9

工作介质：水、天然气

该除液装置设置在气体循环回路的最低处，以便于水在重力作用下进入进液管道。其除液流程如下：

(1)差压变送器4先进行调零；调零完成后，差压变送器4开始工作，进行数据采集；

(2)收集液体时，先打开进液阀门2，关闭排液阀门3。循环回路中天然气携带的水分在重力作用下由进液管道5进入到集液水箱1。