[实用新型]富含二氧化碳油气井天然气脱碳并回收二氧化碳和液化装置

说明书

本实用新型公开了富含二氧化碳油气井天然气脱碳并回收二氧化碳和液化装置,所述脱除二氧化碳装置包括除水装置、过滤器A、压缩机、吸附式干燥装置A、冷冻干燥装置、过滤器B、活性炭过滤装置A、过滤器C、加热器、过滤器D、高分子材料气体分离膜组件，所述二氧化碳液化装置包括压缩机、过滤器E、活性炭过滤装置过滤B、过滤器F、吸附式干燥装置B、过滤器G、制冷机和二氧化碳储罐，所述气体分离膜组件连接所述二氧化碳压缩机。本实用新型装置适用于各种油气井天然气的分离回收，脱除二氧化碳后的高纯度天然气输入管网使用，同时分离出的二氧化碳进行液化回收或回注填埋，实现经济效益。

技术领域

本实用新型涉及油田和化工装备制造领域，具体涉及富含二氧化碳油气井天然气脱碳并回收二氧化碳和液化装置。

背景技术

天然气是由亿万年前的有机物质转化而来，其主要成分是甲烷、乙烷等低分子烷烃，还有相当数量的丙烷、丁烷、戊烷等，不同地质条件下产生的天然气组分及含量各不相同。天然气是指自然界中天然存在的一切气体，包括大气圈、水圈和岩石圈中各种自然过程形成的气体(包括油田气、气田气、泥火山气、煤层气和生物生成气等)。而人们长期以来通用的天然气定义，是从能量角度出发的狭义定义，是指天然蕴藏于地层中的烃类和非烃类气体的混合物，在石油地质学中，通常指油田气和气田气。井口伴生气又称油井伴生气和油田气，是一种伴随石油从油井中逸出的天然气。富含二氧化碳的天然气以及油田伴生气的产量一般较小，可利用的压能较低，在过去往往被认为是没有价值的天然气，往往是直接放空燃烧的方法处理。随着社会对天然气资源需求的日益增长，公众对环境保护的日趋重视，因而油田伴生气的处理和利用，对于节约天然气资源有着重要的作用。

目前我国回收利用油田伴生气已经有了很大的发展，回收利用目前主要包括燃料、发电、轻烃回收等三个方向。主要是井场通过集气、输气将高热值的伴生气输送至使用地点供暖或发电，或输送至轻烃回收装置，将回收的轻烃回收外销。近年来，国内油田还推广轻烃回收、热电联产/CNG联合生产，即：把油气生产产生的伴生气供给轻烃厂提取重烃，干气发电，剩余余热进余热锅炉为联合站和轻烃厂生产生活提供热能，实现了“闭路循环”，循环利用率可达到95％。

轻烃又称为天然气凝液(NGL)，在组成上覆盖C2～C6+，含有凝析油组分(C3～C5)。轻烃回收是指天然气中比甲烷或乙烷更重的组分以液态形式回收的过程。其目的一方面是为了控制天然气的烃露点以达到商品气质量指标，避免气液两相流动；另一方面，回收的液烃有很大的经济价值，可直接用作燃料或进一步分离成乙烷、丙烷、丁烷或丙丁烷混合物(液化气)、轻油等，也可用作化工原料。若将气体回注地层以保持储层压力，提高油气采收率，也需要尽可能地脱除C2+。

回收方法主要有吸附法、油吸收法和冷凝分离法。

吸附法是利用具有多孔结构的固体吸附剂对烃类组分吸附能力强弱的差异而使烃类气体得以分离的方法，其原理和流程分子筛双塔吸附脱水相似；

油吸收法是基于天然气中各组分在吸收油中溶解度的差异而使不同烃类气体得以分离的方法；

冷凝分离法是利用天然气中各烃类组分冷凝温度不同的特点，通过制冷将天然气冷至一定温度从而将沸点较高的烃类冷凝分离，并将冷凝液分馏成合格产品的方法。

然而，对于目前油田推广使用的二氧化碳注采工艺技术采用二氧化碳吞吐和二氧化碳驱油，油气井天然气将混入大量的二氧化碳，进而形成了富含二氧化碳的油气井天然气，这部分气体甲烷含量低于50％，现有的工艺手段无法将其收集利用，只能采取放空燃烧处理，不仅造成了能源的极大浪费，而且对环境造成污染，燃烧后产生的二氧化碳、CO、硫化物等对井场周边的植被和空气质量造成较大的影响。