[发明专利]一种油田二氧化碳驱采出气回收和脱出二氧化碳气体的脱碳溶液

说明书

技术领域

本发明属于气体分离技术领域，具体涉及一种油田二氧化碳驱采出气回收和脱出二氧化碳气体的脱碳溶液。

背景技术

作为二氧化碳最具开发价值的应用领域，油田CO₂ 驱三次采油既可以提高原油采收率又能够实现二氧化碳的有效封存，代表了节能减排的前沿方向，实现了环境效益和经济效益的双丰收。二氧化碳驱油技术是国际上三次采油中最先进的驱油技术，国外很多油田已经成功地进行大规模的现场试验并取得较好的效果，证明二氧化碳驱油是三次采油中最具潜力的提高采收率和大规模利用、封存二氧化碳的方法之一。随着二氧化碳驱三次采油技术的大规模推广，二氧化碳驱采出液地面工艺面临着一些难题：一是二氧化碳被注入地下后，约有50%～60%被永久封存于地下，剩余的40%～50％则随着油田伴生气溢出。由于高含CO₂，二氧化碳驱采出气不经过必要的处理不能进入集输管网或被点燃，只能直接排放，这既污染了环境，又浪费了天然气、CO₂资源，降低了二氧化碳驱油和埋存效果；二是由于采出液中同时含有大量CO₂及水，造成采出液集输管线及设备腐蚀加剧，给油气集输生产带来了诸多难题，提高了生产运行及维护成本。

目前油田CO₂驱采出气二氧化碳捕集回收的方法主要有吸收分离法、吸附分离法、膜分离法、低温蒸馏法及低温冷冻氨法等几大类。吸收法按照吸收二氧化碳的不同原理，可分为化学吸收法和物理吸收法。化学吸收法回收二氧化碳因其脱碳效率高且吸收量大，所以被广泛应用在工业生产上。

化学吸收法经过几十年的发展，己经从开始的单组分高能耗的吸收剂发展为现在的复合组分低能耗的吸收剂，目前吸收剂的组成组分和含量问题，仍是世界各国学术界的研究热点。

1985年中国专利(CN 103855A)公开了一种从气体混合物中除去二氧化碳的方法，其吸收剂为K₂CO₃ 15~30%，二乙醇胺10~30克/升，氨基乙酸10~20克/升，硼酸15~30克/升，总钒(以KVO₃计)5~10克/升。其溶液吸收CO₂的能力为21 ~26NM³ CO₂ /M³溶液。

2001年，美国专利(US 6, 290, 754 B1)公开了一种从混合气体中脱除二氧化碳的方法，其吸收剂为在MDEA胺溶液中加入活性组分。其中MDEA浓度为1~6mo1/L。活性组分为H₂N-C_nH_2n-NH-CH₂-CH₂OH,(1                                                n4)，其浓度为总胺的摩尔浓度的0.01到0.5之间。

2001年中国专利(CN 1354036A) 公开了一种回收或脱除低分压二氧化碳的复合胺溶剂，主吸收剂为一乙醇胺与活性胺的复合水溶液，胺浓度为2.5~6 mol/l。

 2002年中国专利(CN 1340374A)公开了一种从气体混合物中除去二氧化碳的方法，其吸收剂为:30.0~50.0%的氮-甲基二乙醇胺，0.1~1.5%的二甲基乙醇胺，0.5~1.5%的甲基乙醇胺，1.0~2.0%的二氮己环，余量的水。其溶液吸收CO₂的能力为22~26NM³ CO₂ /M³溶液。

以上以K₂CO₃或MDEA或MEA为主体的脱碳溶液虽有其各自的优点，但其综合的脱碳能力普遍较低，腐蚀性强、易起泡，能耗较高，而且操作压力略高，因此在很多方面均有改进的余地。

2007年中国专利(CN 101091864A) 公开了一种回收混合气体中二氧化碳的复合脱碳溶液。其主吸收剂为5%~35%的(羟乙基乙二胺(AEE)，助吸收剂为2-氨基-2甲基-1-丙醇(AMP ) , N-甲基二乙醇胺(MDEA)和三乙醇胺(TEA)，这三种物质可单独或混合使用，总含量为5%~30%，活化组分为一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)和哌嗪(PZ)，这三种物质可单独或混合使用，总含量在1%~10%，缓蚀剂为0. 05%~1. 0%矾酸钠，抗氧化剂为0. 05~1. 0%的亚硫酸钠和醋酸铜，余量为水。此专利是用于在较低压力下回收二氧化碳含量为3%~70%的混合气体。