CN102527197A

CN102527197A - 油气脱碳脱硫工艺装置

Info

Publication number: CN102527197A
Application number: CN2012100451543A
Authority: CN
Inventors: 顾建
Original assignee: SHANGHAI YIJING ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI YIJING ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-02-27
Filing date: 2012-02-27
Publication date: 2012-07-04

Abstract

本发明提供了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等酯类吸收剂，可吸收碳硫气体和水，初脱塔中的气压为2-20大气压，温度为5-20度；解吸塔中的气压为5-0.2大气压；精脱塔中存有分子筛等颗粒状的吸附材料，具有吸附碳硫气体和水的功能，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，流到碳硫气体储罐。整个工艺流程或者局部流程可以在自控***的控制下运行。本发明的两级吸附，可以很好地去除油气中的碳硫气体、水分、固体废物，获得基本纯净的烃类气体。整个设备线路结构简洁，使用维护费用较低，适合于中小规模的油田配套使用。

Description

油气脱碳脱硫工艺装置

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***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***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。

碳硫气体进入碳硫气体储罐之前或之后，可以经过去除二氧化碳的处理，二氧化碳另行回收或直接放空。烃类气体可以另行蒸馏分离成低碳气和高碳气。

有益效果：

本发明的两级吸附，可以很好地分离去除油气中的碳硫气体、水分、固体废物，获得基本纯净的烃类气体。通过合理的设计及自动化调节来保障较高的回收效率，即使气体组分及气量波动的时候，回收率也可保证在80%以上，烃类总回收率接近100%，其中C3以上烃类回收率可达90%。

所有罐体中液体的温度、气体的压力数值在适中的范围，对设备的温度、压力要求较低；而且，吸收剂和吸附材料均可重复使用，设备的建造和使用成本较低。整个设备线路结构也比较简洁，流程比较清晰，设备维护费用较低。

而且运行管理方便，油气回收***既可以每天24小时连续运行，也可以间歇式运行，可保证两年内无重大故障运行，使用寿命长久，广泛适合于中小规模的油田、煤田、油气田、沼气池作为油气的初级处理设备配套使用。

附图说明

附图是本发明安装使用时的一个结构示意图；

图中，1、压缩油气储罐；2、初脱塔；3、消泡装置；4、烃类管线；5、碳硫气体管线；6、碳硫气体储罐；7、烃类储罐；8、精脱塔；9、解吸塔；10、固废沉淀物出口；11、单向阀门；12热交换器；13、温控装置。

具体实施方式

下面，结合附图和实施例对本发明作更具体的说明。

实施例

如附图中所示的装置，含有压缩油气储罐1、碳硫气体储罐6、烃类储罐7、初脱塔2、解吸塔9，还含有两个精脱塔8；初脱塔2中存有液态碳酸丙烯酸甲酯吸收剂，初脱塔2中的气压为5-10个大气压，初脱塔2中还含有吸收剂的温控装置13，保持吸收剂的温度为5-10度左右；初脱塔2的顶端有出口A连接精脱8塔，初脱塔2的另有出口B，供吸收了碳硫气体和水分的吸收剂流入解吸塔9。解吸塔9中的气压为0.8-0.3大气压的负压，解吸塔9顶端有出口C连接碳硫气体储罐6，出口C或连接有热交换器12，解吸塔9的另有出口D，供释放了碳硫气体的吸收剂流入初脱塔2。

精脱塔8中存有颗粒状的分子筛；精脱塔8连接有出口E，净化后的油气从出口E流到烃类储罐7；精脱塔8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6；两个精脱塔8吸附和释放功能轮流使用；精脱塔8含有温控装置，降温时，烃类部分液化，碳硫气体被分子筛吸附，便于烃类与气态的碳硫气体分离；加热时，能够将分子筛中吸附的碳硫气体更加彻底地释放出来；

精脱塔8底部留有固废沉淀物出口10，供油气中的固体废物沉积后掉落。

整个工艺流程在自控***的控制下运行。经过此过程处理后，油气中几乎没有二氧化碳、硫化氢和水汽，剩下干净的烃类油气。

Claims

1.一种油气脱碳脱硫工艺装置，含有压缩油气储罐（1）、碳硫气体储罐（6）、烃类储罐（7）、初脱塔（2）、解吸塔（9），其特征在于：还含有两个精脱塔（8）；

初脱塔（2）中存有液态酯类吸收剂，初脱塔（2）中的气压为2-20个大气压，初脱塔（2）中还含有吸收剂的温控装置（13），保持吸收剂的温度为5-20度；初脱塔（2）的顶端有出口A连接精脱塔（8），初脱塔（2）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（9）；

解吸塔中的气压为5-0.2大气压，解吸塔（9）顶端有出口C连接碳硫气体储罐（6），出口C或连接有热交换器（12），解吸塔（9）中或含有加热管道，解吸塔（9）的另有出口D，供释放了碳硫气体的吸收剂流入初脱塔（2）；

精脱塔（8）中存有颗粒状的吸附材料；精脱塔（8）连接有出口E，净化后的油气从出口E流到烃类储（7）；精脱塔（8）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（6）；两个精脱塔（8）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（8）或含有温控装置（13），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在自控***的控制下运行。

2.如权利要求1所述的油气脱碳脱硫工艺装置，其特征在于：酯类吸收剂为碳酸丙烯酸甲酯、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。

3.如权利要求1所述的油气脱碳脱硫工艺装置，其特征在于：出口B连接有热交换器（12），该热交换器（12）与初脱塔（2）中的温控装置（13）连接交换冷量。

4.如权利要求1所述的油气脱碳脱硫工艺装置，其特征在于：解吸塔（9）中的气压为负压，解吸塔（9）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。

5.如权利要求1所述的油气脱碳脱硫工艺装置，其特征在于：精脱塔（8）的吸附材料为颗粒状的分子筛、硅胶、活性炭或氟石。

6.如权利要求1所述的油气脱碳脱硫工艺装置，其特征在于：初脱塔（2）的底部留有固废沉淀物出口（10），精脱塔底部或也留有固废沉淀物出口（10），供油气中的固体废物沉积后掉落。

7.如权利要求1或4所述的油气脱碳脱硫工艺装置，其特征在于：碳硫气体进入碳硫气体储罐（6）之前或之后，经过去除二氧化碳的处理。