[发明专利]锅炉烟道气回收二氧化碳、氮气的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从锅炉烟道气中回收二氧化碳和氮气的方法，特 别涉及从油田用蒸汽锅炉的烟道气中回收二氧化碳和氮气的方法，所 回收的二氧化碳和氮气用于辅助对石油稠油的开采。

背景技术

当油田的储层属陆相沉积时，其非均质性比较严重，部分原油粘 度较高，含水上升速度快，加之有不少油田的开发已进入中后期，尽 管采取了注水、注蒸汽等一系列措施，但原油采收率仍比较低，开采 成本较高，许多原油地质储量难于甚至无法经济地开采出来。而对于 低渗透、稠油和凝析气藏其原油采收率则更低，开采成本也更高。现 有技术中用于注气采油试验的气体主要有蒸汽、二氧化碳、氮气三种。

现有技术中，油井中注入天然气也是采油中常用的方法之一。由 于天然气等烃类气体具有油藏原油的某些特性，在注入时自身不会伤 害油层，并且在相对低的压力下就可以达到混相，或者在驱替过程中 动态混相，注天然气等烃类气体采油取得了较好的效果。但是随着天 然气等烃类气体价格的上涨，注入天然气等烃类气体在一定程度上受 到了经济因素的制约，因此加快了油井中注入其他气体特别是注二氧 化碳、氮气技术的研究。

在原来的注入蒸汽的基础上，向油井中注入二氧化碳和/或氮气采 油是改善油田开发效果、提高采收率的有效途径。二氧化碳是一种在 水和油中溶解度都很高的气体，当它大量溶解于原油中时，可以使原 油体积膨胀，粘度下降。在二氧化碳混相驱中，二氧化碳抽提原油中 的轻质成分使其气化，从而降低界面张力而实现混相；同时二氧化碳 还有改善流度比、萃取和气化原油中的轻烃、利用分子扩散作用提高 油藏渗透率等突出作用。

锅炉等燃烧器的烟道气中含有可以用于注气采油所需的二氧化碳 和氮气两种关键气体，这些气体可提供经济的助采气源。油田中使用 的锅炉等燃烧器包括燃煤、燃气或者燃油锅炉，其烟道气中通常含有 9％～15％的二氧化碳和0％～85％的氮气，以及少量的氧气，二氧化硫以 及水分。

将燃煤或、燃气或者燃油锅炉烟道气中的二氧化碳回收利用，可 以保护环境，实现环保生产。二氧化碳是引发温室效应的主要成分， 限制大气层中二氧化碳的含量是制止温室效应的关键，二氧化碳对地 球生态系统、经济发展、人类健康和生活质量产生的负面影响已不容 忽视。所以，从解决温室效应的角度考虑，回收二氧化碳意义也十分 重大。分离燃烧器烟道气中的二氧化碳用于油田注气采油，无论在增 加原油产量还是在减少环境污染方面，都具有重要的意义。

氮气由于压缩系数和体积系数都比其他气体大，在水中溶解度小， 粘度和甲烷接近，而且它还是惰性气体，不燃烧，无毒无腐蚀性，与 大多数流体混合时呈泡沫状态，能对流体起一定的举升作用，所以可 利用它进行非混相驱、混相驱、重力驱、复合驱、水气交替驱等多种 驱油方式，提高油气采收率。

有些油田稠油区块的开采仍主要以热采为主，例如采用湿蒸汽发 生器(23吨热采锅炉)，以燃烧天然气为例，每台锅炉，年排放烟道气 约4.8亿Nm³，这样，这些湿蒸汽发生器的烟道气为采油提供了近距离 的二氧化碳和氮气的气源，可以大大降低烟道气的采油成本，为注烟 道气采油提供最好的资源条件。

油井注气是提高石油采收率的重要途径。在不同的注入气体和不 同的油藏条件下，气体和原油可以形成混相或非混相状态，通过降低 界面张力、降低原油粘度、恢复或保持油藏压力等作用，提高石油采 收率。

在稠油注蒸汽热采过程中，注汽锅炉产生的烟道气中的主要成分 是二氧化碳和氮气，研究表明，利用蒸汽锅炉与配套的烟道气回收利 用设备结合起来实现有选择地向油井中注入蒸汽、CO2、N2或者它们 的混合气体，可以获得良好的增产效果，并有利于环境保护。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锅炉烟道气回收二氧化碳、氮气的方 法，该方法包括以下步骤：

将锅炉烟道气进行水洗除尘，水洗除尘后的锅炉烟道气与亚硫酸 盐的水溶液接触，进行烟气脱硫；

得到硫化物产品后，所述的吸收液循环使用；

脱硫后的烟道气进行旋风分离，由引风机送入吸收塔，其中一部 分二氧化碳被二氧化碳吸收液吸收，尾气由塔顶排出，该尾气经过分 水后作为制氮气的原料气；所述的二氧化碳吸收液，按照溶液的总重 量计，包括：复合胺水溶液20-60％；聚醇醚5-10％；防氧化剂1-5％； 缓蚀剂1-5％；其余为水；