CN203961935U - 二氧化碳驱油生产井产出气液中co2回收利用装置 - Google Patents

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刘立
杨志刚
魏彦林
吕雷
余华贵
南蓓蓓
胡耀强
司小明
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Abstract

本实用新型二氧化碳驱油生产井产出气液中CO2回收利用装置涉及一种从气体混合物中分离出气体杂质的设备，尤其涉及一种从二氧化碳驱油生产井产出气液中分离出气体杂质，纯化CO2的方法。本实用新型包括通过管路依次相连的气液分离器，产出气源储罐，前加热器，H2S去除器，空气冷热交换***，冷凝物去除罐，后加热器，碳酸化与脱氢化反应器，水冷凝管，干燥器，纯二氧化碳气体储罐，CO2液化装置和液态二氧化碳储罐；其中气液分离器与二氧化碳驱油生产井的排气口相连，液态二氧化碳储罐与二氧化碳驱油注入井的入气口相连。本实用新型有效去除二氧化碳驱油生产井产出气液中的油、水和其它气体，得到纯度较高、能符合二氧化碳驱油注入井要求的CO2气体，整个过程简单高效，符合环保要求和循环经济要求。

Description

二氧化碳驱油生产井产出气液中CO2回收利用装置
技术领域
本实用新型涉及一种从气体混合物中分离出气体杂质的设备，尤其涉及一种从二氧化碳驱油生产井产出气液中分离出气体杂质，纯化CO2的方法。
背景技术
将煤化工产生的高纯度CO2副产品用于低渗透油田开发是国家中长期科技发展规划倡导的“在重点行业建立循环经济的技术发展模式”有益尝试。近年来，国内各大油田如大庆、胜利、吉林、中原、草舍、延长等先后建立CO2驱油先导试验区，致力于煤化工CO2捕集与低渗透油藏CO2-EOR方面的研究与试验工作。CO2驱油受益生产油井产生气主要包括了C1~C5的烷烃和非烃气体如CO2、H2O、N2、H2S、惰性气体等，但目前国内油田的CO2驱油先导试验区基本未对生产井产出气液中的CO2气体进行处理、回收和利用，个别油田（如草舍油田）正在建大型的CO2回收及再利用装置。如果直接排放CO2气体，控既违背了中国政府承诺大幅度降低CO2排放强度，也不能兑现CO2减排目标。因此，积极开展CO2排放的综合治理，减少CO2排放并将其资源化利用。针对目前国内基本处于CO2驱油先导试验阶段，生产井产出气液CO2排量相对较少，尽量设计较简易的小型CO2回收与利用的工艺技术。因此，研究一种有关CO2驱油生产井产出气液中CO2回收与利用的技术方法是十分必要的，通过分离和利用产出气液中主要组分烷烃和CO2气体，可适用于当前国际上热门研究领域“二氧化碳捕集、利用与封存（CCUS）”的环保要求和循环经济要求。
发明内容
本实用新型指在提供一种二氧化碳驱油生产井产出气液中CO2回收利用装置，它能利用简单的设备从二氧化碳驱油生产井产出气液中提取纯化出能供CO2驱油注入井使用的CO2气体。
本实用新型所述的二氧化碳驱油生产井产出气液中CO2回收利用装置，包括通过管路依次相连的气液分离器，产出气源储罐，前加热器， H2S去除器，空气冷热交换***，冷凝物去除罐，后加热器，碳酸化与脱氢化反应器，水冷凝管，干燥器，纯二氧化碳气体储罐，CO2液化装置和液态二氧化碳储罐；其中气液分离器还与二氧化碳驱油生产井的排气口相连，液态二氧化碳储罐还与二氧化碳驱油注入井的入气口相连。
优选地，气液分离器的气体出口与产出气源储罐相连。
更优选地，气液分离器的气体出口与产出气源储罐相连的管路上设有气体流量计与控制阀。
或者优选地，所述的H2S去除器中设有活性炭。
或者优选地，所述的空气冷热交换***为空气冷凝压缩机及热交换机。
或者优选地，所述的前加热器和后加热器均为电加热器。
或者优选地，碳酸化与脱氢化反应器内从上至下依次设有碳酸化反应室和脱碳化反应室。
或者优选地，液态二氧化碳储罐与二氧化碳驱油入井相连的管路上设有液态二氧化碳流量计，增压泵和注入泵。
本实用新型能有效去除二氧化碳驱油生产井产出气液中的油、水和其它气体，得到纯度较高、能符合二氧化碳驱油注入井要求的CO2气体，整个过程简单高效，符合环保要求和循环经济要求。
附图说明
图1为实施例一的结构示意图。
图中，1-二氧化碳驱油生产井，2-气液分离器，3-压力计，4-控制阀，5-气体流量计，6-产出气源储罐，7-前电加热器，8-H2S去除器，9-空气冷凝压缩机，10-热交换机，11-冷凝物去除罐，12-后电加热器，13-碳酸化与脱氢化反应器，14-水冷凝管，15-干燥器，16-纯二氧化碳气体储罐，17-气体储罐压力计，18- CO2液化装置，19-液态二氧化碳储罐，20-液态二氧化碳流量计，21-增压泵，22-注入泵，23-二氧化碳驱油注入井。
具体实施方式
实施例一
本实施例的二氧化碳驱油生产井产出气液中CO2回收利用装置，包括通过管路依次相连的气液分离器2，产出气源储罐6，前电加热器7， 设有活性炭的H2S去除器8，空气冷凝压缩机9及热交换机10，冷凝物去除罐11，后电加热器12，碳酸化与脱氢化反应器13，水冷凝管14，干燥器15，纯二氧化碳气体储罐16，CO2液化装置18和液态二氧化碳储罐19。
其中气液分离器2还与二氧化碳驱油生产井1的排气口相连。气液分离器2的气体出口与产出气源储罐6相连，并且相连的管路上设有气体流量计5与压力计3。碳酸化与脱氢化反应器13内从上至下依次设有碳酸化反应室13-A和脱碳化反应室13-B。液态二氧化碳储罐16还与二氧化碳驱油注入井23的入气口相连，并且相连的管路上设有液态二氧化碳流量计20，增压泵21和注入泵22。
二氧化碳驱油生产井1的产出气液一般包括：油、水和产出气，而产出气主要为C1~C5的烷烃和非烃气体如CO2、H2O、N2、H2S和惰性气体。它们先经气液分离器2，分离出的混合油水从气液分离器下部流出至油水分离***，而产出气则从其上部流经压力计3和控制阀4，再流经气体流量计5至产出气源储罐6。
打开产出气源储罐6的控制阀，气体经前电加热器7加热至某设定温度后，通入采用活性炭的H2S去除器8，流经控制阀至空气冷热交换***即空气冷凝压缩机及热交换机9和热交换机10，然后经控制阀至冷凝物去除罐11，可以去除部分水分和重烃组分。
经去除部分水分和重烃组分后的产出气，再后电加热器12加热至某温度后，经控制阀至碳酸化与脱碳化反应器13，该反应器包括上层反应室即碳酸化反应室13-A和下层反应室即脱碳化反应室13-B，其中：上层反应室内采用Na2CO3吸附剂，发生了反应后，产物NaHCO3被传输至下层反应室并发生反应释放CO2气体，其产物Na2CO3又被循环至上反应室进行碳酸化反应，循环反复使用。同时，碳酸化与脱碳化反应器13顶部设有控制阀以释放如CH4等轻烃气体至轻烃回收装置。
由碳酸化与脱碳化反应器13的脱碳化反应室13-B产生的CO2和H2O蒸汽经控制阀通过水冷凝管14后再流经干燥器15进行CO2气体干燥作业后流入纯CO2气体储罐16（CO2纯度达98%，H2O低于100ppm），并通过气体储罐压力计17测定气罐内CO2气体压力。
打开纯CO2气体储罐16的控制阀纯CO2气体流经CO2液化装置18后进入液态CO2储罐19，然后进入液态CO2地面输送***即液态CO2流量计20、增压泵21和注入泵22，最后把液态CO2泵入二氧化碳驱油注入井23。
经检测，进入液态CO2储罐19的CO2气体占总气体体积的98%以上。

Claims (8)

1.二氧化碳驱油生产井产出气液中CO2回收利用装置，其特征在于包括通过管路依次相连的气液分离器（2），产出气源储罐（6），前加热器（7）， H2S去除器（8），空气冷热交换***，冷凝物去除罐（11），后加热器（12），碳酸化与脱氢化反应器（13），水冷凝管（14），干燥器（15），纯二氧化碳气体储罐（16），CO2液化装置（18）和液态二氧化碳储罐（19）；其中气液分离器（2）还与二氧化碳驱油生产井（1）的排气口相连，液态二氧化碳储罐（19）还与二氧化碳驱油注入井（23）的入气口相连。
2.如权利要求1所述的二氧化碳驱油生产井产出气液中CO2回收利用装置，其特征在于气液分离器（2）的气体出口与产出气源储罐（6）相连。
3.如权利要求2所述的二氧化碳驱油生产井产出气液中CO2回收利用装置，其特征在于气液分离器（2）的气体出口与产出气源储罐（6）相连的管路上设有气体流量计（5）与压力计（4）。
4.如权利要求1所述的二氧化碳驱油生产井产出气液中CO2回收利用装置，其特征在于所述的H2S去除器（8）中设有活性炭。
5.如权利要求1所述的二氧化碳驱油生产井产出气液中CO2回收利用装置，其特征在于所述的空气冷热交换***为空气冷凝压缩机（9）及热交换机（10）。
6.如权利要求1所述的二氧化碳驱油生产井产出气液中CO2回收利用装置，其特征在于所述的前加热器（7）和后加热器（12）均为电加热器。
7.如权利要求1所述的二氧化碳驱油生产井产出气液中CO2回收利用装置，其特征在于碳酸化与脱氢化反应器（13）内从上至下依次设有碳酸化反应室和脱碳化反应室。
8.如权利要求1所述的二氧化碳驱油生产井产出气液中CO2回收利用装置，其特征在于液态二氧化碳储罐（19）与二氧化碳驱油入井（23）相连的管路上设有液态二氧化碳流量计（20）、增压泵（21）和注入泵（22）。
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