[发明专利]一种石油伴生气分离工艺

说明书

本发明公开了一种石油伴生气分离工艺，属于伴生气分离技术领域，所述分离工艺包括以下步骤：预处理步骤、气液分离步骤、CO₂分离步骤、气体回收步骤；所述CO₂分离步骤中采用复合膜用于分离二氧化碳，所述复合膜是表层为聚砜膜层、中间层为凝胶过滤层、底层为无纺布层的三层结构。本发明公开的石油伴生气分离工艺可以将二氧化碳和甲烷进行分离。用于膜分离步骤的复合膜有较高的孔隙率和选择性，且渗透通量高，不容易变形，本发明公开的分离工艺分离效果良好，且设备紧凑、环境友好。

技术领域

本发明涉及伴生气分离技术领域，尤其涉及一种石油伴生气分离工艺。

背景技术

石油伴生气是地表下孔隙性地层中天生的以低分子饱和烃为主的烃类气体和少量非烃类气体组成的可燃混合物，它常常和原油伴生在一起。石油伴生气严格意义上讲也是石油，它是石油的气态形式，石油伴生气含有有机蒸汽,有机蒸汽主要以甲烷为主，还包含乙烷、丙烷、丁烷、戊烷等烃类；石油伴生气组分还包括有惰性气体：氮气、二氧化碳、硫化氢、氦、氧、氢等气体，主要以二氧化碳为主。目前，油田伴生气，特别是小型边远地区的油田伴生气的排放问题越来越引起社会的关注，它带来的主要问题归纳起来主要有四个方面：一是污染环境空气和水资源；二是伤害人身健康、引发多种疾病；三是增加发生火灾和爆炸危险性；四是增大了油量损耗和经济损失。所以伴生气的回收需要引起极大的重视。

伴生气的回收与利用过程中，CO₂分离也是非常重要的预处理阶步骤，传统方法采用吸收、吸附分离、冷凝的工艺路线装置繁琐复杂成本较高，并且在一定温度、压力条件下，伴生气由于受到气液平衡限制，部分甲烷无法冷凝。近年来，常用的手段是采用膜分离技术进行处理。膜分离具有设备紧凑，操作简单，环境友好等优点。与传统的纯相分离膜相比，复合膜由于兼有不同膜材料的优点，在保证选择性的同时可以极大地提高通量，因此，如何制备出选择性高、渗透通量高、不易变形破裂的复合膜，将其应用在石油伴生气分离工艺领域中将具有重要的意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种石油伴生气分离工艺，可以将二氧化碳和有机蒸汽进行分离。用于膜分离步骤的复合膜有较高的孔隙率和选择性，且渗透通量高，不容易变形，本发明公开的分离工艺分离效果良好，且设备紧凑、环境友好。

本发明通过以下工艺步骤解决上述技术工艺问题：

一种石油伴生气分离工艺，所述分离工艺包括以下步骤：预处理步骤、气液分离步骤、CO₂分离步骤、气体回收步骤；所述CO₂分离步骤中采用复合膜用于分离二氧化碳，所述复合膜是表层为聚砜膜层、中间层为凝胶过滤层、底层为无纺布层的三层结构。

进一步，所述分离工艺具体包括以下步骤：

预处理步骤：通过重力沉降法分离出伴生气中的油污、游离水、杂质，并对预分离后的伴生气进行加压；

气液分离步骤：将加压后的伴生气通入气液分离器中除水；

CO₂分离步骤：将除水后的伴生气加热后，通过复合膜分离出二氧化碳，直至伴生气中的二氧化碳含量小于等于2％，得到有机蒸汽；

气体回收步骤：将有机蒸汽通入液化气塔进行分馏，将分馏后的有机蒸汽输送到液化罐内存储。

进一步，所述预处理步骤中，将伴生气加压至3.45MPa。

进一步，所述CO₂分离步骤中，伴生气加热至50-70℃。

进一步，所述CO₂分离步骤中，气体处理量为2.58×10⁴m³/d～3.58×10⁴m³/d。