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天然气脱水脱烃方法的研究摘要：天然气作为继煤和石油的世界第三大消耗性能源，正受普遍的关注。
为了满足天然气气质指标和深度分离的过程的需要，必须要将天然气中的水和烃去除。
本文对天然气脱水脱烃方面做了相关的调研，介绍了目前较为常用的脱水脱烃方法，对今后该方面的研究具有重要的作用。
关键词：天然气脱水脱烃技术一、前言天然气系油气田开采的伴生气和非伴生气。
天然气中往往含有饱和水、天然气凝液（ngl）等，要将天然气从油气田用管道输送出去，除了要除去其中所携带的固体杂质和游离液体外，还必须除去在输送条件下会凝结成液体的气相水和天然气液烃组分。
天然气中的气相水是是在一定条件（合适的温度、压力、气体饱和度、水的盐度、ph值等）下由水和天然气组成的类冰的、非化学计量的化合物，该物质的形成与沉淀给输气管道、气井和一些工厂设备带来了很多麻烦。
而天然气凝烃的存在增加了管道的运输压力，天然气凝液的回收避免了气液两相的流动，同时具有较大的经济效益。
天然气脱水脱烃即指脱除天然气中会影响其在输送条件下正常流动的那部分气相水和ngl组分，以满足天然气气质指标和深度分离的过程的需要及天然气在管输条件下对水露点和烃露点的要求。
二、天然气脱水方法1、脱水方法（1）低温冷凝法低温冷凝是借助天然气与水汽凝结为液体的温度差异，在一定的压力下降低含水天然气的温度，是其中的水汽与重烃冷凝为液体，使水被脱出。
这种方式的效果实显而易见的。
但为了达到较深的脱水程度，应该有足够低的温度。
如果温度低于常温，则需要有制冷设施，这样会是脱水过程的工程投资、能量消耗增加，并进一步提高天然气处理的生产成本。
（2）化学试剂法该法使用可以与天然气中的水发生化学反应的化学试剂与天然气充分接触，生成具有很低蒸气压的另一种物质。
这样可以使天然气中的水汽完全被脱出，但化学试剂再生很困难。
因此，这种方法工业上极少采用。
（3）溶剂吸收脱水法该法是利用某些液体物质不与天然气中水发生化学反应，只对水有很好的溶解能力，溶水后蒸气压很低，且可再生和循环使用的特点，将天然气中水汽脱出。
超音速分离技术在天然气脱水的新应用Natural Gas Dehydration Using Supersonic Separators with aNovel Design作者：M.Haghighi 和 K.A.Hawboldt，纽芬兰纪念大学M.A.阿卜迪，赫斯基能源起止页码：第1页至第14页出版日期（期刊号）：OTC 23974出版单位：离岸技术会议外文翻译译文：本文是为了在美国德克萨斯州的休斯顿市举行于2013年 5月 6-9 号的离岸技术会议所准备的演示文稿。
本文被选来用于陈述作者所递交的摘要中所包含的离岸技术会议项目委员会对其中信息的评论。
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摘要超音速分离是通过紧凑的设备来胜任分离压缩混合气体的。
特别有趣的是这些分离器的应用是通过对天然气露点的控制。
在过去40年许多作为产业先锋的研究者已经投资于分离的研究而且许多气田上的就绪原型也被生产出来。
所有这些设计都基于超音速喷管流场的旋涡流的概念。
目前的工作被着手调查可能的备选设计。
本文对此提出了一种基于诱导离心分离而使用 U形扩压器的超音速分离器的另一种设计的初步研究。
计算流体动力学模型用于模拟设计、预测气体的混合物，流动力学与常规旋流型设计进行比较。
成立了台架规模试验，验证了计算流体动力学模型。
计算流体动力学技术对于这些分离的研究是一个有价值和可靠的工具。
此外，它还可以通过拟议的设计与传统设计相比显示潜在更高效的分离与较高的压力恢复率。
介绍天然气是世界能源的最重要来源之一。
目前每年的速度超过120兆立方英尺，它占世界初级能源消费的25%以上。
此外，在驱动器中为更清洁的燃料，在未来20年里对天然气的需求预计每年将增长(美国电子工业联合会，2012年) 1至3.5%。
天然气超音速脱水技术及其应用研究摘要：天然气超音速脱水技术是近年来研发的一种新型脱水技术，它是基于天然气在超音速状态下的蒸汽冷凝现象进行脱水。
该技术可克服传统脱水工艺的许多缺陷，为天然气净化提供了一种费用低、经济效益高、安全可靠的脱水方法。
该装置可在苛刻的环境中运行，对海上气田、小型边际气田及伴生气田的开发具有很大吸引力。
本文论述了超音速脱水技术的结构及技术原理、工艺流程及特点、国内外应用实例及应用现状，并对超音速脱水技术的应用前景进行了展望。
关键词：天然气脱水旋流分离器超音速应用一、前言天然气中有水存在时，液态水与烃类等组分在一定条件下会形成固态水合物而堵塞管道，降低管道的输送能力。
此外，当天然气中含有H2S、CO2等酸性气体时，若有液态水存在，将会严重腐蚀管道和设备。
因此，天然气在管输前必须进行严格的脱水处理。
传统的天然气脱水方法有冷却法、吸收法、吸附法等。
冷却法脱水程度不高，适应性较差；吸收法工艺技术较为复杂、设备庞大、能耗较高；吸附法设备投资及操作费用较高，吸附剂易于中毒及破碎，再生时耗热量高。
近年来研发的天然气超音速脱水技术是基于天然气在超音速状态下的蒸汽冷凝现象进行脱水的，其热力学原理及系统构成与传统脱水方法区别较大，克服了传统技术的许多缺陷[1]。
二、结构及技术原理天然气超音速脱水系统的核心设备是超音速分离器，该分离器是由拉瓦尔喷管、分离叶片、气-液分离器及扩压器组成，结构原理见图1[2]。
图1 天然气超音速分离器原理简图1–拉瓦尔喷管；2–分离叶片；3–气–液分离器；4–扩压器超音速旋流分离器的工作原理由三个阶段组成，即膨胀制冷段、脱水分离段及气体再压缩段。
其主要过程为：利用拉伐尔喷管将湿天然气绝热膨胀至超音速状态，此时天然气的温度、压力也急剧下降，低温使湿天然气中的水蒸气及重烃达到饱和状态并发生冷凝，形成气液混合物。
随后气液混合物在超音速下产生强烈的气流旋转，实现气体和小液滴的分离。
超音速分离在天然气脱水中的应用涂辉;蒋洪;刘晓强【摘要】根据低压和高压条件下的实验,研究了超音速分离技术在天然气脱水方面的应用.研究结果表明:超音速分离技术的脱水效果与压降条件有关,当压力超过7 MPa时,超音速脱水技术比透平膨胀机制冷脱水技术和J-T阀脱水技术更具优势.同时,对超音速分离脱水技术的应用前景进行了展望.【期刊名称】《管道技术与设备》【年(卷),期】2008(000)003【总页数】3页(P1-3)【关键词】超音速脱水;分离原理;系统结构;应用前景【作者】涂辉;蒋洪;刘晓强【作者单位】西南石油大学,四川,成都,610500;西南石油大学,四川,成都,610500;四川科宏石油天然气工程有限公司,四川,成都,610051【正文语种】中文【中图分类】TE6440 引言天然气脱水是天然气进入输送管路前进行集中处理的重要的环节。
通过脱除天然气中的水分，可以有效防止水合物的生成，避免堵塞管道阀门，减小管路压降，从而保证安全生产。
透平膨胀机制冷脱水技术和J－T阀脱水技术是油气田生产过程中常用的两种方法，它们可充分利用天然气自身压力进行膨胀制冷，有效脱出天然气中的水分，降低天然气的水露点，但是这些技术也存在着许多缺点，如设备庞大、投资高、能耗大、需要加注化学药剂等，还会造成一定的环境污染。
天然气超音速脱水是一种新型的脱水技术，该工艺技术许多优点。
1 超音速分离技术的研究情况超音速分离技术是荷兰的Twister公司于2000年推出的一种全新的天然气处理技术。
2000年11月，位于尼日利亚的试验装置开始运转，成功地将8.5×105m3/d的天然气脱水到管线要求的标准。
Twister公司为马来西亚的Sarawak气田设计一套超音速分离天然气处理装置，该项目已于2004年2月投入生产。
系统采用6个60 MMcfd(1 MMcfd=2.831 7×1010 Nm3/d)的超音速分离管，垂直安装。
第34卷第1期2021年2月Vol.34No.1Feb.2021投稿网址： 石油化工高等学校学报JOURNAL OF PETROCHEMICAL UNIVERSITIES天然气超音速分离脱水技术研究进展戴国华，桑军，万宇飞（中海石油（中国）有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津300459）摘要：超音速分离技术在国外的研究与应用已经成熟，但国内的研究仍处于探索阶段。
现已开展了较多的基础性研究和数值模拟研究，其中数值模拟研究主要集中在旋流流动过程、内部流动过程和凝结过程等方面，并取得一定成果，但实验性研究仍然较少，特别是在高压天然气的凝结机理及分离机理方面，未见工业性试验和现场测试试验的报道。
在结构设计方面做了大量工作，主要集中在对比性分析和敏感性分析，未提出实质性的结构设计方法和思路。
在液滴凝结方面的基础性研究更为少见，目前该过程主要由CNT模型和Gyamathy模型来表征液滴成核、生长过程，实际需根据各修正模型特点选择合适模型用于计算分析。
今后的研究需加大入口温压、过饱和度、旋流器安装位置、超音速喷管结构参数等主要因素对凝结过程的影响性研究及高压天然气超音速分离脱液实验性研究，提高气体凝结和气液分离效率，尽早实现国内自主产权的超音速分离器的工业化应用，为空间有限的海上天然气的脱水、脱酸、脱重烃处理及外输提供有效手段。
关键词：天然气；脱水；超音速分离器；拉法尔喷管；凝结中图分类号：TE832文献标志码：A doi：10.3969/j.issn.1006⁃396X.2021.01.011Research Progress of Natural Gas Dehydration with Supersonic SeparatorDai Guohua，Sang Jun，Wan Yufei（Bohai Oilfield Research Institute of CNOOC Ltd.Tianjin，Tianjin300459，China）Abstract:The research and application of supersonic separator(3S for short)have been extensively investigated and applied overseas,but is not yet adequate in China.Numerous theoretical studies have been conducted,which mainly focus on the swirl flow,the internal flow and the condensation process.However,experimental results,specially on condensation and separation mechanism of high⁃pressure natural gas are rarely reported,as well as industrial and field test.A lot of work has been carried out in structural design,mainly focusing on comparative analysis,and no feasible structural design strategies have been proposed.The basic research on droplet condensation is even rarer.At present,the process is mainly characterized by CNT and Gyamathy model. In pratical conditions,an appropriate model needs to be selected for calculation and analysis according to the characteristics of various modified models.In order to improve the efficiencies of gas condensation and gas⁃liquid separation,the next research should focus on the effect of the main factors,such as the inlet temperature&pressure,supersaturation,the converter installation position,the supersonic nozzle structure,on the condensation process,so as to the experimental researches on the high⁃pressure natural gas supersonic separation.The industrialization of domestic supersonic separators will provide an effective tools to the dehydration,deacidification,de⁃heavy hydrocarbon before pipelining for the limited offshore platform.Keywords:Natural gas；Dehydration；Supersonic separator；Laval nozzle；Condensation天然气作为一种清洁高效能源，在我国能源结构的改善和环境保护方面发挥着越来越重要的作用。
浅谈天然气脱水脱烃2长庆油田分公司第三采气厂第一天然气处理厂，内蒙古鄂尔多斯，0173003长庆油田分公司第三采气厂第六天然气处理厂，内蒙古鄂尔多斯，017300摘要:煤炭成为继煤炭和原油的全球三大消耗性燃料,正在引起社会各界的广泛重视。
为适应对石油气质指标和深度分解的步骤的要求,就一定要先把气体中的水分和烃除去。
该文对气体的脱水脱烃方式作出了论述,并简要阐述了节流分离技术和吸附分离技术,及其中丙烷压缩机制冷技术在气体脱水脱烃流程中的运用。
关键词:天然气;脱水;脱烃;中国仍在增长,对再生能源需求量也越来越大。
中国目前的主要资源为原油和煤,但环境污染比较严重。
而燃气则作为一个重要环保燃料,一直受到业界重视。
所以,虽然燃气已变成了中国消耗的主要力量。
但由于燃气中通常都存在着相应的杂物,如水和烃质。
水和烃质的存在,对燃气的生产质量以及管网集输会形成不良的环境影响。
1.水及烃质的影响燃气在集输流程中,因为水温和气压的改变而形成反凝析现象,这也正是对烃质所形成的危害,尤其是液体的烃质,会给管道集输系统带来腐蚀和阻塞。
水以气态形式出现时对管线的集输工作并没有危害,但只有水呈液体形式出现时,才会对管线集输工作造成一定危害如在给居民实行减压供应时,形成液态水极大地下降燃气的供应品质、减少了管线寿命、当气温在零摄氏度以下时会形成固态,从而大大降低了管线集输的工作效能、对管线形成侵蚀,从而导致了管线阻塞等。
燃气脱水处置方法溶剂吸附在管道集输流程中,运用化学相溶机理,通过溶剂吸附技术,将燃气中的水有机分子加以吸附。
确保了燃气在集输流程中没有生成水化物,同样也减少了对水相的危害。
由于目前大都使用三甘醇来实现水分子弥散脱除,该工艺技术能大面积地对燃气实行低温度脱水处理,在处理过程时可将露点气温降低10℃左右。
固态吸附把天然气中的水分子弥散,再利用吸附剂的吸收进行脱水,叫做固态吸附技术。
该技术的出现可以将天然气中的水分进行深层脱除,不过由于需要的外部能源很多,而操作工艺又相对复杂,所以现在大多应用于较小型的天然气脱水反应处理上,在集输过程中的使用也不多。
超音速分离技术在天然气脱水、脱烃的应用超音速分离技术是天然气脱水、脱烃技术的重大突破。
它是航天技术的空气动力学成果应用于油气田天然气处理、加工领域而研发的新型、高效分离技术。
该技术及装备已在国外石油天然气行业被成功应用。
它简化了工艺流程，提高系统可靠性，并降低其投资、运行费用和减少环境污染。
1.天然气脱水、脱烃的技术现状及评价1.1天然气脱水技术天然气的脱水方法的主要方法有低温分离法脱水、溶剂吸收法脱水、固体吸附法脱水、应用膜分离技术脱水。
（1）低温分离法脱水低温分离法脱水是借助于天然气与水汽凝结为液体的温度差异，在一定的压力下降低含水天然气的温度，使其中的水汽与重烃冷凝为液体，再借助于液烃与水的相对密度差和互不溶解的特点进行重力分离，使水被脱出。
低温分离法通过节流膨胀降温或外部制冷，从而使天然气中水析出。
脱水后天然气水露点主要取决于节流后的气体温度，若需增压或增设外部制冷时，装置的投资和操作费用较高。
该方法一般用于有压力能（压力降）可利用的高压天然气脱水，可同时控制天然气水露点和烃露点。
存在的主要技术问题如下：●需注入抑制剂（常用甲醇或乙二醇）防止天然气水合物，要建设抑制剂注入和再生系统；●存在醇烃难于分离、抑制剂有损耗等问题；●系统设备较多、工艺流程复杂。
（2）溶剂吸收脱水溶剂吸收脱水是利用某些液体物质对天然气中水汽具有良好的吸收和溶解性能，将天然气中水汽脱出。
脱水后的溶液蒸气压很低，且可再生和循环使用。
溶剂吸收脱水法是目前天然气脱水中使用较为普遍的一种方法，其中以三甘醇脱水在天然气脱水中应用广泛，天然气水露点降可达40 ℃，可满足天然气管输、天然气凝液回收中浅冷工艺对水露点的要求。
三甘醇脱水系统包括分离器、吸收塔和三甘醇再生系统。
三甘醇脱水存在的主要技术问题如下：●系统比较复杂、三甘醇溶液再生过程的能耗比较大；●三甘醇溶液会损失和被污染，需要补充和净化；●三甘醇与空气接触会发生氧化反应，生成有腐蚀性的有机酸。
（3）固体吸附脱水固体吸附脱水是用某些固体物质对天然气中水汽具有较强的吸附作用和选择性，使天然气中水汽吸附于固体表面上，对其他组分的不吸附或吸附较少，从而实现天然气脱水。
工业上常用的吸附脱水剂有活性氧化铝、硅胶、分子筛，其中分子筛脱水应用最为广泛。
天然气脱水后含水量可降至1 ppm，水露点降可达120 ℃，主要用于CNG加气站、天然气凝液回收装置、天然气液化装置等深度脱水场所。
吸附法脱水存在的技术问题是：●对于大型装置，设备投资大，操作费用高；●吸附剂使用寿命短，一般使用三年就得更换，增加了成本；●能耗高，再生气量大，低处理量时更明显。
（4）膜分离脱水膜分离脱水是利用膜材料对天然气中水汽的优先选择渗透性，当天然气流经膜表面时，水汽优先透过膜而被脱除掉而将天然气水汽脱出。
与传统的脱水方法相比，膜法脱水具有工艺简单，操作容易，不需额外加入溶剂，无二次污染，压力损失较小等优点，但目前，天然气膜分离脱水在美国、日本、加拿大等国已有工业应用。
1998年，中国科学院大连化物所和中国石油天然气总公司长庆石油勘探局合作开发了天然气膜法脱水工业性实验装置，并进行了1700多小时的运行。
该装置日处理量（3～15）×104 Nm3，产品气的露点温度控制在-28～-8 ℃（其输送压力小于4.6 MPa），甲烷回收率≥98%，膜性能稳定。
膜分离脱水的主要技术问题是：●气体分离膜国内处于研究开发阶段，进口装置价格较高；●膜材料可靠性较差、承压能力有限；●装置投资比三甘醇脱水高。
1.2天然气脱烃技术天然气脱烃技术（天然气凝液回收）的主要方法是低温分离法。
低温分离法（冷凝分离法）则是利用原料气中各烃类组分冷凝温度的不同，通过将原料气冷至一定温度，从而将沸点较高的烃类冷凝分离，并经凝液精馏分离成合格产品的方法。
其最根本的特点是需要提供较低温位的冷量使原料气降温。
按制冷温度的不同，低温分离法又分为浅冷分离和深冷分离工艺。
该法目前因为有较高的回收率而在天然气凝液回收工艺中居于主导地位。
根据天然气的气质条件和产品种类及收率的不同，天然气凝液回收装置所采取的制冷方式和制冷深度也有所不同，但组成天然气凝液回收装置工艺流程的工艺单元基本是一致的，如图1所示。
低温分离法根据制冷工艺的不同，其工艺方法主要有有冷剂制冷、膨胀制冷和冷剂与膨胀联合的复合制冷工艺。
应根据具体条件，对各种可能采用的方法进行技术和经济指标的对比，选定最佳的制冷工艺。
（1）冷剂制冷工艺国内凝液回收中采用的冷剂制冷工艺主要是冷剂压缩循环制冷，是利用液体冷剂变为气体时的吸热效应进行制冷。
主要采用丙烷冷剂和混合冷剂（如乙烷、丙烷的混合物）压缩循环制冷，丙烷制冷工艺适用于冷凝温度高于-37 ℃的工况，混合冷剂（如乙烷、丙烷的混合物）适用于冷凝温度低于-37 ℃的工况。
采用丙烷-乙烷制冷系统的好处是可以自产冷剂，且制冷系数大。
混合冷剂制冷与其它制冷循环相比，因为其效率高，功率低，在相同的制冷量下，使用的换热器面积较小。
采用冷剂制冷工艺时，天然气冷凝分离所需要的冷量由独立的外部制冷系统提供，不受原料气贫富程度的限制，对原料气的压力无严格要求。
冷剂制冷工艺常用于原料气较富，气源与外输气之间没有足够的压差可供利用的场所。
冷剂制冷装置工艺流程简单，产品收率主要受制冷温度的控制，但能耗较高。
（2）膨胀制冷工艺膨胀制冷工艺的主要形式有节流制冷、膨胀机制冷。
因为相同差压的情况，天然气通过膨胀机获得的温降比节流阀和热分离机获得的温降大，因此，在相同条件下，应首选膨胀机制冷工艺。
膨胀机制冷工艺具有制冷温度低，流程简单，操作方便，对原料气组成变化的适应性大，等熵效率高等优点，已成为目前天然气凝液回收工艺的主要制冷方法，得到广泛应用，并取得了良好的经济效益。
对气源压力较高，气量较大或较小，不适合用膨胀机时，可采用节流制冷（J-T 法），但节流制冷效率较低，产品回收率不高，需建设水合物抑制剂注入系统和再生系统，常作为控制天然气烃露点和水露点的主要方法。
节流制冷在塔里木油田各气田应用较多。
（3）复合制冷工艺复合制冷工艺是指采用两种或两种以上制冷方式联合应用的制冷工艺。
其目的是最大限度地从天然气中回收凝液，要求更低的制冷温度，故单一的制冷工艺一般难以达到，既便有时用膨胀机制冷能达到温度要求，因为膨胀机的带液问题，对于富气是不适合的，需要采用复合制冷工艺即冷剂制冷循环的多级化和混合冷剂制冷以及膨胀机加外部冷剂制冷的方式来实现。
目前，天然气工业上应用最多的是用冷剂循环制冷作为辅助冷源，膨胀制冷作为主冷源，并采取逐级冷冻和逐级分出凝液的工艺措施来降低冷量消耗和提高冷冻深度，以达到较高的冷凝率。
复合制冷工艺系统复杂、设备较多，投资较大，回收率高。
低温分离法脱烃的主要技术问题是：●需建立脱水系统或注入抑制剂控制水合物的形成；●工艺系统较复杂、能耗较高，投资较大。
2．超音速分离技术的研究进展从1997年起，荷兰壳牌石油公司开展了天然气超音速脱水技术的研究，包括基础理论研究、数值模拟、实验室研究和现场试验研究。
基础理论研究和数值模拟研究主要在荷兰的埃因霍恩科技大学等几所大学、Stork Product Engineering公司和Shell的研究机构中进行，发展了一些描述分离器内部复杂流动的分析和数值模拟工具。
Shell公司于2000年与Beacom风险投资公司合资成立了专门研究和推广这项技术的Twister BV公司。
1998年，壳牌石油公司在荷兰的Zuiderveen 进行了500 ×104 m3/d规模的现场试验。
该试验的进口条件是11MPa和40 ℃，分离器内部的参数是3MPa和-45 ℃，出口条件是8 MPa和30 ℃。
1999年初，在荷兰的Barendrecht 安装了一套试验设备，用于研究富天然气的处理。
2000年11月在尼日利亚的试验装置开始运转，成功地将85 ×104 m3/d的天然气脱水到管线要求的标准。
共测试了6个不同的管，探索了超音速脱水技术在富天然气中的应用。
在尼日利亚的实验水露点降低22～28 ℃（进气温度为20 ℃时，出口气体的露点为-2～-8 ℃）。
2002年在挪威的Statoil K-实验室对超音速脱水进行了初步试验。
这些现场和实验室内的试验验证了天然气超音速脱水系统长期稳定工作的能力，并在实际应用中不断地改进，所有的研究都取得了满意的结果。
俄罗斯在1996年开始对超音速分离技术进行了研究。
对超音速气流中液滴的形成过程进行了全面的分析，测定了液滴沿喷管径向和轴向的分布，并开发了一种用光学方法测定液滴的技术，建立了超音速喷管的天然气旋流的计算程序，反映了天然气的固有属性和过度阶段的状态。
该公司在俄罗斯建立了天然气日处理量为图2 超音速分离装置现场图30×104m3（2.5kg/s）的工业性实验装置，还在国外建立了天然气日处理量为110×104m3（9kg/s）的更大的工业性实验装置，对超音速分离装置的各项技术性能进行验证。
实验装置可以测量天然气在超音速分离设备中不同点的流速、压力和温度。
用了近4年的时间，在不同温度、压力和不同天然气气体组分的条件下，对超音速分离设备进行了400多次测试，包括对次音速、近音速和超音速分离状况的测试，取得了大量数据和经验，并验证了超音速分离设备的设计计算模型。
现在，已完成了从实验研制到工业化应用的整个过程，超音速分离技术及其装置的工业化设计已经成熟。
目前，荷兰和俄罗斯在对天然气超音速分离技术的研究方面处于领先地位。
3．超音速分离技术分析天然气超音速分离技术属于低温冷凝法，它利用拉瓦尔喷管的等熵降温作用、叶片加速饱和湿天然气达到分离的目的。
天然气超音速分离器将膨胀机、分离器和压缩机的功能集中到一个管道，使进口天然气流经该管段时，就可完成降温、分离和压缩等步骤。
3.1 超音速分离技术原理及系统构成超音速分离技术属于天然气处理方法中的低温冷凝法。
核心部件为超音速分离器，其基本原理是利用拉瓦尔喷管，使天然气在自身压力作用下加速到超音速， 这时天然气的温度和压力会急剧下降，使天然气中的水蒸气和重烃组分冷凝成小液滴，然后在超音速下产生强烈的气流旋转将小液滴分离出来，并对干气进行再压缩。
天然气超音速分离系统中气-气换热器的作用是使进口天然气与输出的低温干气进行换热，可以进一步降低进口天然气的温度， 并且提高输出干气的温度。
进口分离器的作用是分离出天然气中包含的细小固体颗粒和小液滴，减小超音速分离器的载荷和磨损。
气液分离器的作用是从分离后的液体中进一步分离出气体，并将气体输入干气系统，图3为天然气超音速分离系统的简图。
图4为超音速分离器简图。
图3 天然气超音速分离系统简图 1—气-气换热器；2—进口分离器； 3—超音速分离器；4—气-液分离器超音速分离器是基于天然气旋流在超音速喷管内绝热膨胀降温，分离天然气中的水分和天然气液烃（NGL ）组分的一种新型、高效分离设备。
