一种蒸汽驱采油中次生气的净化回收方法
【专利摘要】本发明涉及尾气处理【技术领域】，特别涉及一种蒸汽驱采油中次生气的净化回收方法。该方法能够将次生气中的H2S、CO2和CH4进行有效地分离，对CO2和CH4进行净化和回收。本发明采用低压变压吸附、净化提纯、低压液化工艺净化蒸汽驱采油次生气，回收天然气，生产液体二氧化碳。此工艺先进，技术成熟可靠，产品纯度高，生产成本低。
【专利说明】一种蒸汽驱采油中次生气的净化回收方法【技术领域】
[0001]本发明涉及尾气处理【技术领域】，特别涉及一种蒸汽驱采油中次生气的净化回收方法。
【背景技术】
[0002]稠油油田在采用蒸汽驱采油时，油井次生气中硫化氢和二氧化碳含量越来越严重。硫化氢含量的升高及次生气的集中外排，造成油井及井场周围工作环境恶化，给员工及周边村庄百姓的身体造成一定伤害，存在严重安全隐患；二氧化碳含量的升高，造成次生气无法利用。因此对蒸汽驱采油过程中产生的次生气进行治理工作已刻不容缓。
【发明内容】
[0003]本发明提供了一种蒸汽驱采油中次生气的净化回收方法，该方法能够将次生气中的H2S、CO2和CH4进行有效地分离，对CO2和CH4进行净化和回收。
[0004]为解决现有技术中存在的问题，本发明是通过以下技术方案来实现的。
[0005]一种蒸汽驱采油中次生气的净化回收方法，所述次生气中主要包括H2S、CO2和CH4气体及其他杂质，所述方法主要包括以下步骤:
[0006]I)次生气干法脱硫步骤
[0007]蒸汽驱采油中次生气经气液分离器脱除液体，再经过空冷器降温后，含硫次生气进入脱硫塔与塔内的脱硫剂 进行反映，脱除次生气中的h2s。
[0008]所述脱硫剂的重量比组成为:羟基氧化铁85-90%，氧化锌8-12%，助剂2_3%。
[0009]2)次生气增压预处理步骤
[0010]脱硫后的次生气作为原料气进入到原料气缓冲罐中，通过压缩机增压至0.3MPa后，原料气体自预处理系统的预处理吸附塔底进入预处理吸附塔，在活性炭类吸附剂的选择性吸附下，除去原料气中的大部分C5+重烃类杂质。
[0011 ] 3)原料气变压吸附CH4/C02分离步骤
[0012]除油后的原料气进入变压吸附脱碳系统，在吸附塔中原料气中的CO2被硅胶类吸附剂选择吸附下来，分离CO2净化后的气体作为天然气产品去油田燃料气系统。
[0013]当吸附塔中吸附杂质的传质区前沿(称为吸附前沿)到达床层出口预留段某一位置时，停止吸附，转入再生过程。
[0014]吸附剂的再生过程依次如下:
[0015]a.均压降压过程
[0016]这是在吸附过程结束后，顺着吸附方向将塔内的较高压力的气体放入其它已完成再生的较低压力吸附塔的过程，这一过程不仅是降压过程更是回收塔内CH4、提高CH4收率的过程，本流程共包括了三次连续的均压降压过程。
[0017]b.逆放过程
[0018]在均压结束、吸附前沿已达到床层出口后，逆着吸附方向将吸附塔压力降至接近常压，此时被吸附的CO2开始从吸附剂中大量解吸出来，并进入CO2储罐。
[0019]c.真空过程
[0020]逆放结束后，为使吸附剂得到彻底的再生，用真空泵对床层抽真空，进一步降低吸附质组分的分压，并将吸附质解吸出来，并进入CO2储罐。
[0021]d.均压升压过程
[0022]真空过程完成后，用来自其它吸附塔的较高压力气体依次对该吸附塔进行升压，这一过程与均压降压过程相对应，不仅是升压过程，而且也是回收其它塔的床层死空间气体的过程，本流程共包括了连续三次均压升压过程。
[0023]f.产品气升压过程
[0024]在三次均压升压过程完成后，为了使吸附塔可以平稳地切换至下一次吸附并保证产品纯度在这一过程中不发生波动，需要通过升压调节阀缓慢而平稳地用富CH4气体对吸附塔压力升至吸附压力。
[0025]经这一过程后吸附塔便完成了一个完整的“吸附-再生”循环，又为下一次吸附做好了准备。
[0026]多个吸附塔交替进行以上的吸附、再生操作，始终有I个吸附塔处于吸附状态，即可实现次生气体的连续分离与提纯。
[0027]4)有机硫脱除步骤
[0028]利用活性炭脱硫剂脱除分离CH4后的CO2气体中的有机硫。
[0029]5)液体CO2制备步骤
[0030]脱除有机硫后的CO2气体经过压缩增压至2.SMPa后进行脱烃净化，然后通过降温使之液化为液体CO2,经干燥脱水、精馏精制后得到工业液体CO2产品。
[0031]本发明采用低压变压吸附、净化提纯、低压液化工艺净化蒸汽驱采油次生气，回收天然气，生产液体二氧化碳。此工艺先进，技术成熟可靠，产品纯度高，生产成本低。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]图1双塔干法脱硫工艺流程图
[0033]图2次生气CO2回收净化工艺流程图
【具体实施方式】
[0034]对齐40块次生气采用本发明的回收净化方法。齐40块次生气的特点是分散，各小站气量、次生气中硫化氢含量差别较大，同时次生气中CO2含量高达80% -90%。
[0035]工艺方法主要包括以下步骤:
[0036]I)次生气干法脱硫步骤
[0037]蒸汽驱采油中次生气经气液分离器脱除液体，再经过空冷器降温后，含硫次生气进入脱硫塔与塔内的脱硫剂进行反映，脱除次生气中的h2s。
[0038]所述脱硫剂的重量比组成为:羟基氧化铁85-90%，氧化锌8-12%，助剂2_3%。
[0039]为了充分利用脱硫剂，保证每个塔中脱硫剂都能达到饱和硫容，采用串并联结合的脱硫流程，设计中充分考虑工艺，使得每个塔都可以作为首末塔。每个脱硫塔内设两个床层，便于脱硫剂的装卸。脱硫剂平均换药周期为半年。脱后天然气中硫化氢含量< IOmg/m3。
[0040]2)次生气增压预处理步骤
[0041]脱硫后的次生气作为原料气进入到原料气缓冲罐中，通过压缩机增压至0.3MPa后，原料气体自预处理系统的预处理吸附塔底进入预处理吸附塔，在活性炭类吸附剂的选择性吸附下，除去原料气中的大部分C5+重烃类杂质。
[0042]3)原料气变压吸附CH4/C02分离步骤
[0043]除油后的原料气进入变压吸附脱碳系统，在吸附塔中原料气中的CO2被硅胶类吸附剂选择吸附下来，分离CO2净化后的气体作为天然气产品去油田燃料气系统。
[0044]当吸附塔中吸附杂质的传质区前沿(称为吸附前沿)到达床层出口预留段某一位置时，停止吸附，转入再生过程。
[0045]吸附剂的再生过程依次如下:
[0046]a.均压降压过程
[0047]这是在吸附过程结束后，顺着吸附方向将塔内的较高压力的气体放入其它已完成再生的较低压力吸附塔的过程，这一过程不仅是降压过程更是回收塔内CH4、提高CH4收率的过程，本流程共包括了三次连续的均压降压过程。
[0048]b.逆放过程
[0049]在均压结束、吸附前沿已达到床层出口后，逆着吸附方向将吸附塔压力降至接近常压，此时被吸附的CO2开始从吸附剂中大量解吸出来，并进入CO2储罐。
[0050]c.真空过程
[0051]逆放结束后，为使吸附剂得到彻底的再生，用真空泵对床层抽真空，进一步降低吸附质组分的分压，并将吸附质解吸出来，并进入CO2储罐。
[0052]d.均压升压过程
[0053]真空过程完成后，用来自其它吸附塔的较高压力气体依次对该吸附塔进行升压，这一过程与均压降压过程相对应，不仅是升压过程，而且也是回收其它塔的床层死空间气体的过程，本流程共包括了连续三次均压升压过程。
[0054]f.产品气升压过程
[0055]在三次均压升压过程完成后，为了使吸附塔可以平稳地切换至下一次吸附并保证产品纯度在这一过程中不发生波动，需要通过升压调节阀缓慢而平稳地用富CH4气体对吸附塔压力升至吸附压力。
[0056]经这一过程后吸附塔便完成了一个完整的“吸附-再生”循环，又为下一次吸附做好了准备。
[0057]多个吸附塔交替进行以上的吸附、再生操作，始终有I个吸附塔处于吸附状态，即可实现次生气体的连续分离与提纯。
[0058]4)有机硫脱除步骤
[0059]利用活性炭脱硫剂脱除分离CH4后的CO2气体中的有机硫。
[0060]表I有机硫的含量(ppm)
[0061]
【权利要求】
1.一种蒸汽驱采油中次生气的净化回收方法，所述次生气中主要包括&5、0)2和014气体及其他杂质，其特征在于，所述方法主要包括以下步骤： 1)次生气干法脱硫步骤 蒸汽驱采油中次生气经气液分离器脱除液体，再经过空冷器降温后，含硫次生气进入脱硫塔与塔内的脱硫剂进行反应，脱除次生气中的H2S ； 2)次生气增压预处理步骤 脱硫后的次生气作为原料气进入到原料气缓冲罐中，通过压缩机增压至O. 3MPa后，原料气体自预处理系统的预处理吸附塔底进入预处理吸附塔，在活性炭类吸附剂的选择性吸附下，除去原料气中的大部分C:重烃类杂质； 3)原料气变压吸附014/0)2分离步骤 除油后的原料气进入变压吸附脱碳系统，在吸附塔中原料气中的CO2被硅胶类吸附剂选择吸附下来，分离CO2净化后的气体作为天然气CH4产品去油田燃料气系统； 4)有机硫脱除步骤 利用活性炭脱硫剂脱除分离CH4后的CO2气体中的有机硫； 5)液体CO2制备步骤 脱除有机硫后的CO2气体经过压缩增压至2. SMPa后进行脱烃净化，然后通过降温使之液化为液体CO2,经干燥脱水、精馏精制后得到工业液体CO2产品。
2.如权利要求1所述的净化回收方法，其特征在于，在原料气变压吸附CH4/C02分离步骤中，当吸附塔中吸附杂质的传质区前沿到达床层出口预留段某一位置时，停止吸附，转入再生过程， 吸附剂的再生过程依次如下： a.均压降压过程 这是在吸附过程结束后，顺着吸附方向将塔内的较高压力的气体放入其它已完成再生的较低压力吸附塔的过程，这一过程不仅是降压过程更是回收塔内CH4、提高CH4收率的过程，本流程共包括了三次连续的均压降压过程； b.逆放过程 在均压结束、吸附前沿已达到床层出口后，逆着吸附方向将吸附塔压力降至接近常压，此时被吸附的CO2开始从吸附剂中大量解吸出来，并进入CO2储罐； c.真空过程 逆放结束后，为使吸附剂得到彻底的再生，用真空泵对床层抽真空，进一步降低吸附质组分的分压，并将吸附质解吸出来，并进入CO2储罐； d.均压升压过程 真空过程完成后，用来自其它吸附塔的较高压力气体依次对该吸附塔进行升压，这一过程与均压降压过程相对应，不仅是升压过程，而且也是回收其它塔的床层死空间气体的过程，本流程共包括了连续三次均压升压过程； f.产品气升压过程 在三次均压升压过程完成后，为了使吸附塔可以平稳地切换至下一次吸附并保证产品纯度在这一过程中不发生波动，需要通过升压调节阀缓慢而平稳地用富CH4气体对吸附塔压力升至吸附压力；经这一过程后吸附塔便完成了一个完整的“吸附-再生”循环，又为下一次吸附做好了准备，多个吸附塔交替进行以上的吸附、再生操作，始终有I个吸附塔处于吸附状态，即可实现次生气体的连续分离与提纯。
3.如权利要求1所述的净化回收方法，其特征在于，步骤I)中所用脱硫剂的重量比组成为:羟基氧化铁85-90%，氧化锌8-12%，助剂2-3%。
【文档编号】C01B31/20GK103691250SQ201310504760
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年10月19日 优先权日:2013年10月19日
【发明者】送迎来, 韩信, 徐树林, 齐文章, 关大义, 谢永佳, 杨玲, 王禹 申请人:盘锦道博尔石油新技术开发有限公司