[发明专利]一种利用膜分离原料气中二氧化碳的方法、装置和系统

权利要求书

1.一种利用膜分离原料气中二氧化碳的方法，其特征在于，利用井口压力使气井中的原料气进入至少一级膜组件进行分离，形成渗余气和富含二氧化碳的渗透气，其中所述井口压力为1～9MPa。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述渗透气的压力为0～8MPa，并且所述原料气与所述渗透气之间的压力差≥1MPa。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述原料气包括甲烷和二氧化碳。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述原料气中二氧化碳的体积含量为5～80％。

5.根据权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，利用井口压力使气井中的原料气进入多级膜组件，并且使上一级膜组件所形成的渗余气或富含二氧化碳的渗透气进入下一级膜组件进行分离。

6.根据权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，利用井口压力使气井中的原料气进入至少一级膜组件进行分离，并且使得到的含有一定量的甲烷的渗透气加压后回流参加原料气的分离。

7.根据权利要求1至6任一所述的方法，其特征在于，对来自气井的原料气维持1～9MPa压力下进行预处理后，使经所述预处理的原料气进入膜组件进行分离。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述预处理包括换热处理，所述换热处理包括对所述原料气进行降温处理，使所述原料气的露点温度低于所述膜分离的操作温度20℃以上，并分离出所形成的液态水。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述预处理还包括对所述原料气进行脱硫处理，所述脱硫处理利用固体脱硫剂进行，并使所述原料气中总硫含量低于10ppm。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述预处理还包括对所述原料气进行脱细微颗粒物处理，所述脱细微颗粒物处理是使所述原料气中颗粒粒径小于0.01μm。

11.根据权利要求1至10任一所述的方法，其特征在于，实施所述膜分离所采用的膜为聚酰亚胺中空纤维膜、乙酸纤维素中空纤维膜、聚二甲基硅氧烷中空纤维膜或聚砜中空纤维膜。

12.一种用于实施权利要求1至11任一所述方法的装置，其特征在于，包括至少一级膜组件，所述膜组件上设有原料气进口、渗余气出口和渗透气出口，所述原料气进口通过刚性管道与气井的缓冲设备连接。

13.一种用于实施权利要求1至11任一所述方法的系统，其特征在于，包括权利要求12所述的装置和与所述装置的至少一级膜组件连接的预处理系统，所述预处理系统包括换热器、脱硫反应器、颗粒过滤器、脱油反应器中的一种或多种。