一种二氧化碳驱油田伴生气回收组合系统的制作方法

本实用新型属于二氧化碳回收技术领域，具体涉及一种二氧化碳驱油田伴生气回收组合系统。

背景技术：

二氧化碳(co2)是一公认的温室效应气体，目前世界各国都在致力于研究永久处置co2的方法。co2地质埋存将是今后大规模处置co2的有效措施之一。其中将co2注到油气藏中是目前较为理想的埋存技术，不但co2需求量大、埋存安全，满足永久隔离co2的要求，而且可增加油气生产，有一定的经济回报补偿co2分离、运输和注入的费用。

co2在注入地层后，随着注入量与注入年限的增加，部分co2将不可避免的突破地层随伴生气采出地面，依据国内外的工程经验，短至几个月就将采出co2。如何对采出co2进行收集和利用将成为亟待解决的问题；并且现阶段国内没有成熟的采出co2处理回收工艺可借鉴，生产过程中采出co2气量、压力和组分变化范围大，回收处理难度高、成本高，伴生气直接回注工艺压缩机的选型难度大，如何满足回注与环保要求，经济、有效的进行co2的回收与利用仍是行业公认的技术难点。因此采出co2回收利用技术逐渐成为当今国内外研究的热点。

我国已经超越美国成为co2年排放量最大的国家，随着国家co2减排目标的推进和环保要求的越来越严格，油价回升后ccus技术必将大规模推广。co2在注入地层后，随着注入量与注入年限的增加，部分co2将无可避免的突破地层随伴生气采出地面，短至几个月长至1年就将面临采出co2收集和利用的问题。

现阶段对co2回收的几种方法包括物理吸收、化学吸收、变压吸附、膜分离等，但上述集中方法的应用条件不同，运用单一工艺回收co2驱油田伴生气可能会出现工艺不适用、成本过高无经济性等问题。

在对工艺系统的探讨过程中，我们发现，组合工艺系统不仅仅是简单的方法累加，否则会适得其反。例如：物理吸收法不能用于co2驱油田伴生气，效果差，易起泡，也不能和其他工艺组合应用；化学吸收和变压吸附两种方法无法组合应用，其无法达到分离效果，而且经济性差。

技术实现要素：

针对现有技术的缺陷，本实用新型提供一种二氧化碳驱油田伴生气回收组合系统，适用于co2驱油生产中期的伴生气处理工况，特别适用于采出气中co2达到中浓度（30%-70%）时，采出量达到注入量的31~100%时的工况。

一种二氧化碳驱油田伴生气回收组合系统，包括依次相连的压缩机、气体预热器、吸附床、预过滤器、膜过滤器，所述膜过滤器的截留气出口连接有第一co2集气罐，所述膜过滤器的产出气出口连接有变压吸附装置，所述变压吸附装置的顶端和侧壁低端还分别连接有轻烃气罐和第二co2集气罐。

优选地，所述压缩机和气体预热器之间还依次连接有冷凝器、凝结过滤器。

优选地，所述压缩机为活塞式压缩机。

优选地，所述膜过滤器是设置有聚酰亚胺中空纤维膜的膜过滤器。

本实用新型的优点：

（1）通过本实用新型提供的组合回收系统，回收采出的co2的回收注于油区，可实现co2闭口循环、近零排放，有一定的环保效益；

（2）回收采出的co2的用于油田驱油，可提高采收率5%～10%；

（3）回收采出的co2的重复利用，能降低二氧化碳气体的运输费和采购费。

附图说明

图1本实用新型的结构示意图；

其中，1-伴生气，2-压缩机，3-冷凝器，4-凝结过滤器，5-气体预热器，6-吸附床，7-预过滤器，8-膜过滤器，9-变压吸附装置，10-轻烃气罐，11-第一co2集气罐，12-第二co2集气罐。

具体实施方式

实施例1

一种二氧化碳驱油田伴生气回收组合系统，包括依次相连的压缩机2、气体预热器5、吸附床6、预过滤器7、膜过滤器8，所述膜过滤器8的截留气出口连接有第一co2集气罐11，所述膜过滤器8的产出气出口连接有变压吸附装置9，所述变压吸附装置9的顶端和侧壁低端还分别连接有轻烃气罐10和第二co2集气罐12。

实施例2

在实施例1的基础上，所述压缩机2和气体预热器5之间还依次连接有冷凝器3、凝结过滤器4。

实施例3

在实施例2的基础上，所述压缩机2为活塞式压缩机；

所述膜过滤器是设置有聚酰亚胺中空纤维膜的膜过滤器；

所述变压吸附装置中采用的吸附剂是碳分子筛、活性炭、硅胶、活性氧化铝中的任意一种；

本实施例的具体实施过程如下：

将上述回收组合系统应用于co2注入区伴生气的回收处理，以某10万吨co2驱示范区为例，伴生气分离最大规模为2400nm³/hr，当co2驱油田伴生气中co2达到中浓度（30%-70%）时，采出量达到注入量的31~100%时，伴生气1首先经过活塞式压缩机p进=0.1mpa，p出=1.6mpa，流量q=2400nm³/hr，所述伴生气经过所述压缩机增压至1.6mpa后，经过冷凝器3冷凝后，进入凝结过滤器4过滤掉重烃和水，再经过气体预热器5进行预热，预热到20-30℃，然后进入吸附床6，吸附过滤掉灰尘等颗粒杂质，然后再进入预过滤器7，对重烃进行再次过滤，防止膜遇到重烃导致膜过滤器失效，经过过滤后的气体进入膜过滤器8进行粗分离，从膜过滤器的截留气出口分离出的co2富气进入第一co2集气罐11，从膜过滤器的产出气出口分离出的轻烃富气进入变压吸附装置9，经过变压吸附装置的吸附和解吸作用，分离出的产品气轻烃进入轻烃气罐10，用于站内生活用气，解吸气高纯度co2进入第二co2集气罐12；

当所述冷凝器或者凝结过滤器发生故障时，伴生气经过压缩机后直接进入气体预热器；

本实用新型提供的回收系统不仅操作简单，能耗较低，同时克服了膜分离法只适用于高浓度co2回收和产品纯度低的缺点，也克服了变压吸附脱碳法处理规模小的缺点，回收的co2气体可由压缩机增压输送至co2注入站汇入注入管线回注地层。

技术特征：

1.一种二氧化碳驱油田伴生气回收组合系统，其特征在于：包括依次相连的压缩机（2）、气体预热器（5）、吸附床（6）、预过滤器（7）、膜过滤器（8），所述膜过滤器（8）的截留气出口连接有第一co2集气罐（11），所述膜过滤器（8）的产出气出口连接有变压吸附装置（9），所述变压吸附装置（9）的顶端和侧壁低端还分别连接有轻烃气罐（10）和第二co2集气罐（12）。

2.根据权利要求1所述二氧化碳驱油田伴生气回收组合系统，其特征在于：所述压缩机（2）和气体预热器（5）之间还依次连接有冷凝器（3）、凝结过滤器（4）。

3.根据权利要求2所述二氧化碳驱油田伴生气回收组合系统，其特征在于：所述压缩机（2）为活塞式压缩机。

4.根据权利要求3所述二氧化碳驱油田伴生气回收组合系统，其特征在于：所述膜过滤器（8）是设置有聚酰亚胺中空纤维膜的膜过滤器。

技术总结
本实用新型公开一种二氧化碳驱油田伴生气回收组合系统，包括依次相连的压缩机、气体预热器、吸附床、预过滤器、膜过滤器，所述膜过滤器的截留气出口连接有第一CO2集气罐，所述膜过滤器的产出气出口连接有变压吸附装置，所述变压吸附装置的顶端和侧壁低端还分别连接有轻烃气罐和第二CO2集气罐。通过本实用新型提供的二氧化碳驱油田伴生气回收组合系统，回收采出的CO2的回收注于油区，可实现CO2闭口循环、近零排放，有一定的环保效益。

技术研发人员：王涛;张春威;李鹤;杨博;胡耀强;韩建红;鲍文;孙晓
受保护的技术使用者：陕西延长石油(集团)有限责任公司
技术研发日：2020.08.13
技术公布日：2021.03.23