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油田伴生氣二氧化碳回收裝置:本裝置原料氣—— 油田伴生氣處理量取第 3 年到第 14年平均流量48000Nm3/d,CO2 含量亦取其平均含量~65%,經(jīng)凈化、分離等工序,最終產(chǎn)品為天然氣和液體 CO2 兩種產(chǎn)品。裝置操作彈性:60%~110%,年操作時(shí)間:8000h。
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本裝置原料氣—— 油田伴生氣處理量取第 3 年到第 14年平均流量48000Nm3/d,CO2 含量亦取其平均含量~65%,經(jīng)凈化、分離等工序,最終產(chǎn)品為天然氣和液體 CO2 兩種產(chǎn)品。裝置操作彈性:60%~110%,年操作時(shí)間:8000h。
根據(jù)原料氣體成份指標(biāo)及產(chǎn)品要求分析,原料氣可先凈化然后進(jìn)入 PSA 脫碳裝置, 在此將 CH4 分離、提純,并作為產(chǎn)品天然氣輸出。富含 CO2 的 PSA 尾氣則作為液體 CO2 裝置的原料氣,通過壓縮、凈化、低溫提純等工序,制得產(chǎn)品液體 CO2。
原料油田伴生氣經(jīng)粗過濾,微膜濾,凈化,變壓吸附,分離的天然氣作燃料或進(jìn)入管網(wǎng),逆放的二氧化碳壓縮干燥后液化儲存或回注,具體流程如下
原料氣首*行氣液分離,以分離掉原料氣中夾帶的游離水,然后再經(jīng)機(jī)械過濾器及微孔過濾器,除去重?zé)N等雜質(zhì),該過濾器濾芯面積大,阻力小,且設(shè)有備用過濾器,一旦阻力增大,及時(shí)切換進(jìn)入另一組過濾器,以便在不停車的情況下更換濾芯。
凈化后的伴生氣首先進(jìn)入凈化系統(tǒng)脫硫。脫硫系統(tǒng)擬采用 2 臺脫硫塔,可并聯(lián)或串聯(lián)使用。脫硫塔裝填常溫氧化鐵脫硫劑,控制脫硫塔出口 H2S 含量<20ppm,剩余微量 H2S 在變壓吸附脫碳時(shí)一并脫除,進(jìn)入 PSA 尾氣,最終控制產(chǎn)品 CNG 硫含量≤15mg/Nm3。
脫硫后的氣體進(jìn)入變壓吸附脫碳工序。
變壓吸附脫碳擬采用 5-1-3/V 流程。即 5 臺吸附器,1 塔同時(shí)進(jìn)料,3 次均壓,抽真空解吸工藝。整個(gè)操作過程都是在環(huán)境溫度下進(jìn)行,各吸附器交替循環(huán)操作,每個(gè)吸附器在一次循環(huán)中都必須經(jīng)過:吸附(A)、一均降(E1D)、二均降(E2D)、三均降(E2D)、逆放(D)、抽真空(V)、三均升(E2R)、二均升(E2R)、一均升(E1R)、終充(FR)等步驟。在脫碳吸附器出口端獲得除去雜質(zhì)的凈化氣,即本裝置產(chǎn)品天然氣。天然氣加壓制CNG或并入管網(wǎng)。逆放及抽真空步驟排出的解吸氣, 其主要成分為 CO2,經(jīng)收集后送往液體 CO2 裝置制取液體 CO2。
PSA 脫碳解吸氣先經(jīng)壓縮機(jī)壓縮至約 1MPa 后送入預(yù)處理系統(tǒng)進(jìn)行干燥處理,水以及沸點(diǎn)高于 CO2 的組分采用變溫變壓吸附工藝脫除,其基本原理是利用吸附劑對雜質(zhì)組份的吸附容量隨壓力、溫度的不同有較大差異的特性。在吸附劑選擇吸附的條件下,高壓常溫吸附、低壓高溫脫附這些雜質(zhì),達(dá)到氣體凈化的目的。吸附凈化工序由三臺凈化器組成, 一臺凈化器處于吸附狀態(tài),一臺凈化器處于加熱狀態(tài),一臺凈化器處于冷吹狀態(tài)。每臺凈化器在一次循環(huán)中都必須經(jīng)歷吸附(A)、降壓(D)、加熱(H)、隔離(IS)、冷吹(C)、充壓(R)六個(gè)步驟。
然后返回壓縮機(jī)級繼續(xù)壓縮至約 3.5MPa。壓縮后的氣體經(jīng)冷凝系統(tǒng)的蒸發(fā)冷凝器由常溫降至約-20℃液化后進(jìn)入提純塔,在塔釜中獲得高純度液體 CO2 產(chǎn)品經(jīng)過冷后直接輸出送至液體CO2 貯罐;從提純塔頂部出來的不凝性氣體經(jīng)換熱器回收冷量后作為脫水干燥工序的再生氣,排放出來的少量廢氣就地放空或進(jìn)入管網(wǎng)在提純塔釜中獲得高純度液體 CO2 產(chǎn)品直接輸出送至液體 CO2 儲罐。從提純塔頂部出來的不凝性氣體經(jīng)換熱器回收冷量后作為預(yù)處理工序的再生氣,排放出來的少量廢氣就地放空或進(jìn)入管網(wǎng)。提純塔釜采用壓縮機(jī)出口高溫氣體作為熱源,無需外部提供熱量;塔頂冷凝器冷量來自塔頂氣減壓閃蒸產(chǎn)生的冷量,無需外部提供冷量。
本裝置 CO2 液化器采用氨作冷媒。在液化器中,液氨在低壓下蒸發(fā)為氣氨, 為 CO2 液化提供冷量;氣氨則返回冰機(jī)系統(tǒng)循環(huán)使用。
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