[发明专利]富氧燃气烟气三甘醇脱水装置及其工艺

说明书

技术领域

本发明涉及富氧燃气烟气三甘醇脱水，具体地指一种富氧燃气烟气三甘醇脱水装置及其工艺。

背景技术

近些年来，由于生产和交通需要燃烧大量的化石燃料，而化石燃料燃烧CO₂过量排放导致全球环境问题日益突出，减少CO₂排放己经成为全球共同关注的焦点。由于化石能源仍将是未来几十年的主要能源，所以在油气领域，可以因地制宜，将CO₂捕获、封存及资源化利用(CCUS)技术引入是解决国家当前碳减排任务最直接的途径，还可以通过向油气藏中注入CO₂有助于提高油气采收率，是CCUS技术应用的理想场所。

燃气富氧燃烧后产生的烟气中还含有一定量的饱和水，为了实现CO₂的资源化利用，可以对燃气烟气进行脱水、净化处理得到高浓度的CO₂用于油气田开发。在CO₂管输过程中对水含量有着严格的要求，主要是为了防止两相流的出现和CO₂溶于水后对管道、设备的腐蚀，因此在CO₂管输之前需要对燃气烟气进行深度脱水处理。

一般来说，仅仅通过压缩和常规降温等方法不太容易将CO₂中的水分脱除至管输标准，故需采用其他深度更高的脱水方法，同常规天然气脱水方法一样，富氧燃气烟气的脱水方法有甘醇吸收法、冷却法和分子筛法，而三甘醇吸收法为满足管输要求的首选方法。天然气的主要组分是CH₄，还含有少量H₂O、乙烷、丁烷等，富氧燃气烟气的主要组分是CO₂、H₂O，还含有少量其它组分。由于天然气脱水和富氧燃气烟气脱水都属于气体脱水，同时，对于天然气脱水和富氧燃气烟气脱水，三甘醇脱水方法均为首选方法。因此，两者在脱水工艺上会存在很多相似之处；另外，由于天然气与富氧燃气烟气在组分及性质上存在明显区别，因此，两者在脱水工艺上也会存在一些差别。目前，传统天然气三甘醇脱水工艺流程在技术上十分成熟，但富氧燃烧燃气烟气三甘醇脱水工艺存在工艺参数不完善、经济效益差的缺点。

发明内容

本发明目的是提供了一种富氧燃气烟气三甘醇脱水装置及其工艺。该方法利用塔板设计方法等理论，根据富氧燃气烟气组分、处理量Q及满足驱油CO₂技术要求等已知变量推算出模拟过程中需要的一些参数，例如：吸收塔塔径、塔高、塔板液流、降液管、塔板结构等参数。同时，通过工艺流程标准要求及灵敏度分析确定不易获取的参数，例如：汽提气N₂的摩尔流量，再通过建立富氧燃气烟气三甘醇脱水工艺流程模型，对燃气烟气进行三甘醇脱水、净化处理。该工艺得到符合管输要求的高纯度CO₂，达到CO₂的近零排放、提高油气采收率，实现多联产工艺流程。

为实现上述目的，本发明提供的一种富氧燃气烟气三甘醇脱水装置，所述装置包括吸收塔，所述吸收塔侧壁上设置有上部设置有贫三甘醇进口管，所述贫三甘醇进口管下方设置有富氧燃气烟气进气口，所述吸收塔底部通过管道依次连接有止回阀、贫富液换热器、加热器和再生塔；

所述吸收塔顶部通过管道依次连接有干气-贫液换热器、第二冷凝器，所述第二冷凝器顶端与液化装置侧壁连通；所述液化装置顶部与分离装置侧壁连通；所述贫富液换热器上壁一端与甘醇泵连通，所述甘醇泵与干气-贫液换热器下壁另一端连通，所述干气-贫液换热器上壁一端连接有第一冷凝器。

进一步地，所述吸收塔与止回阀之间安装有吸收塔再沸器，所述吸收塔再沸器与吸收塔另一侧壁的下方连通。

再进一步地，所述吸收塔与干气-贫液换热器之间安装有吸收塔冷凝器，所述吸收塔冷凝器与吸收塔1另一侧的上方侧壁连通。

再进一步地，所述再生塔一侧壁上方设置有汽提气N₂是进口管，所述汽提气N₂进口管下方为加热器和再生塔之间的管道；所述再生塔底端连接有再生塔再沸器，且再生塔再沸器再与贫富液换热器下壁另一端连通，所述再生塔再沸器与再生塔另一侧壁下方连通，所述再生塔上端连接有再生塔冷凝器，所述再生塔冷凝器与再生塔另一侧壁上方连通。

再进一步地，所述吸收塔塔径大小与甘醇溶液的密度、富氧燃气烟气密度和富氧燃气烟气的体积流量相关，优化吸收塔塔径大小，满足如下公式：

V＝0.0508[(ρ_l-ρ_g)/ρ_g]^0.5(1-1)