[发明专利]油气脱碳脱硫工艺装置

说明书

 

技术领域

本发明涉及油气输送到外部管道前的脱二氧化碳、脱硫化氢、脱水的工艺装置。

背景技术

油田伴生气是溶解在石油中的混合气体；烃类含量占50%以上，C3以上组分可达到30%；国内的油田罐顶气大部分是通过呼吸阀放空，既浪费资源，又污染环境。天然气、煤田伴生气也有类似情况。本文中将上述三者统称为油气。油气的直接排放比氟利昂对环境的污染还要严重，而且它们属于不可再生资源，放空造成资源的极大浪费。实现油气资源的回收利用，具有重要的经济效益和环境效益。但是油气中的碳硫气体（本文中指：二氧化碳和硫化氢）、水分和烃类（本文中指：分子中含碳、氢原子的有机分子）不易分离。

申请专利号为200610107366.4的“一种用于天然气原料气脱碳脱硫的低温甲醇洗工艺”，天然气低温甲醇洗脱碳脱硫工艺流程是一种专用于天然气原料气脱二氧化碳、脱硫化物的一种工艺，它是由吸收塔、闪蒸罐、换热器、节流阀、汽提塔及相连接的管线和检测控制仪器仪表连接而成。该装置脱出的碳硫气体中含有部分甲醇洗原料，洗的流程较短，处理效果欠佳。且温度、压力等工艺参数限定不严密。 

申请专利号为200710011329.8的“回收混合气体中二氧化碳的复合脱碳溶液”，该发明设计了一种新型的复合脱碳溶液，其由主吸收组分、助吸收组分、活化组分、缓蚀剂、抗氧化剂和水组成。其中主吸收组分为AEE（羟乙基乙二胺），助吸收组分为AMP、MDEA和TEA，活化组分为MEA、DEA和PZ，缓蚀剂为矾酸钠，抗氧化剂为亚硫酸钠和醋酸铜。复合脱碳溶液组份复杂，给油气中带来新的杂质，不利于烃类的进一步分离提纯。

宁夏石油化工1999年2月的“碳酸丙烯酯脱碳工艺”一文中提及碳酸丙烯酯（碳酸丙烯酸酯）的脱碳技术，但是未具体介绍工艺数据、其工艺流程也不尽合理，也未提及脱除其他低分子的作用，实际可操作性也不强。而且没有进一步的精脱流程，处理效果不很理想。

发明内容

发明目的：克服传统的油气脱碳脱硫工艺装置简单或者系统复杂、能耗高、效果不佳的缺陷，提供一种脱碳硫气体效率高，总烃类回收率高的脱碳脱硫工艺装置。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明采用的一种油气脱碳脱硫工艺装置，含有压缩油气储罐、碳硫气体储罐、烃类储罐、初脱塔、解吸塔、两个精脱塔。

初脱塔中存有液态碳酸丙烯酸酯（或甲酯、乙酯、正丁酯、2-乙基己酯、乙酸乙酯）等酯类吸收剂，供溶解吸收碳硫气体和水分。初脱塔中的气压为2-20个大气压，初脱塔中还含有吸收剂的温控装置，可保持吸收剂的温度为5-20度，初脱塔的底部可以留有固废沉淀物出口，沉淀过滤，初脱塔的顶端有出口A分别连接两个精脱塔，初脱塔上另有出口B，供吸收了碳硫气体和水分的吸收剂流入解吸塔。

解吸塔中的气压为低于5大气压-0.2大气压，解吸塔顶端有出口C连接碳硫气体储罐, 出口C可连接有热交换器，该热交换器可以与初脱塔中的温控装置连接交换冷量；解吸塔中或含有加热管道，加热时能有助于将吸收剂中吸附的碳硫气体进一步释放出来；解吸塔的有出口D，供释放了碳硫气体的吸收剂通过单向阀门流入初脱塔。

精脱塔中存有分子筛（或硅胶、活性炭、氟石）等颗粒状的吸附材料，具有吸附碳硫气体二氧化碳和水的功能；精脱塔底部可以留有固废出口，供油气中的固体废物沉积后掉落。精脱塔连接有出口E，净化后的油气从出口E流到烃类储罐；精脱塔顶部连接有出口F，碳硫气体释放后从出口F流到碳硫气体储罐；两个精脱塔作用相同，同时使用、一个备用或者吸附和释放功能轮流使用。

精脱塔可以含有温控装置，降温时，烃类部分液化，碳硫气体被吸附材料吸附，便于烃类与气态的碳硫气体分离；加热时，能够将吸附材料中吸附的碳硫气体更加彻底地释放出来。

整个工艺流程或者局部流程可以在自控系统的控制下运行。

碳硫气体进入碳硫气体储罐之前可以先经过消泡装置消泡处理，回收更顺利。

酯类吸收剂可以为碳酸丙烯酸甲酯、碳酸丙烯酸乙酯、碳酸丙烯酸正丁酯、碳酸丙烯酸2-乙基己酯或者乙酸乙酯。出口B可以连接有热交换器，该热交换器与初脱塔中的温控装置连接交换冷量。

解吸塔中的气压优选为负压，解吸塔中含有加热管道，加热时能有助于将吸收剂中吸附的碳硫气体进一步释放出来；

精脱塔的吸附材料可以为颗粒状的分子筛、硅胶、活性炭或氟石。

初脱塔的底部可以留有固废沉淀物出口，精脱塔底部或可以也留有固废沉淀物出口，供油气中的固体废物沉积后掉落。