[发明专利]一种酸气的分离工艺

说明书

本申请提供了一种酸气的分离工艺，其包括如下步骤：将待处理的酸气进行气液分离，其中，液体送至污水缓冲池中，气体送至增压压缩机；增压后产生的液体送至所述污水缓冲池，增压后的气体送至脱液装置；脱除的液体送至所述污水缓冲池，气体送至一级电加热器中加热，然后送至中空纤维膜组中进行分离，H₂S输出至H₂S增压压缩机中增压，混合有H₂S的CO₂再次经过中空纤维膜组分离，H₂S输出至H₂S增压压缩机中增压，CO₂输出至CO₂增压压缩机中；在H₂S增压压缩机中增压的H₂S达到超临界状态时，将其送至地层封存；在CO₂于CO₂增压压缩机中增压并调节压力后，将其送至地层封存，或输送至驱油井进行驱油。

技术领域

本申请提供了一种酸气的分离工艺，特别涉及一种基于膜法的酸气的分离工艺。

背景技术

许多天然气藏成分中常含有H₂S、CO₂等非烃类组分，自此类天然气藏中产出的天然气即为酸性天然气，含有大量的硫化物(特别是硫化氢)。

酸性天然气不能直接使用，各个国家和管道公司对天然气中H₂S的含量有严格的限制，这些酸性成分在进入管道和应用前必须被脱除，脱硫工艺的副产品即为酸气。酸气指H₂S和CO₂总摩尔含量大于90％的有毒酸性气体，亦为窒息性和刺激性气体，对人类的生存与环境危害极大，因此酸气处理已经成为天然气净化行业必须具备的标准工艺。酸气的处理方式主要有：硫磺回收、放空燃烧和酸气回注工艺。

硫磺回收装置的投资和运行成本非常高，首先需要足够的酸气量和硫磺生产规模(硫生产量大于10t/d)，同时其生产过程也受制于硫磺市场。在天然气生产的同时，将连续不断地产生酸气并生产硫磺，若生产出来的硫磺受市场影响而找不到销路则大量积压，进行处理和填埋还要增加额外的费用，并会造成二次污染。

少量酸气在过去多采用放空燃烧处理，但现在国家的法律法规、民众的环保意识、知识界和工业界的社会责任感都对酸性气体的排放产生巨大的影响。随着环保要求日渐严格，许多国家法律已经限制大量酸气的放空燃烧，严格的限额和高昂的碳税也迫使许多天然气生产商用酸气回注来替代其传统的酸气处理系统，封存富含CO₂的酸气，由此，大规模酸气回注需求应运而生。与此同时，利用回注的酸气增加地层压力，在减排的同时实现增产也是一个热门话题。

在CO₂驱油工程示范方面，国外已建立或规划了多个实践工程：(1)加拿大Weyburn油田2000年开始采用二氧化碳混相驱提高采收率。经预测，二氧化碳混相驱将会把韦本油田的石油采收率从水驱的30％提高到46％，提高了16个百分点。这意味着将在以后的20-30年间增产原油1.3亿桶(而韦本油田开发46年来的累积产量是3.6亿桶)，并把3000万吨的二氧化碳永久存储在地下。(2)美国：美国的二氧化碳混相驱实验室和现场试验研究在上世纪40年代末和50年代初就已经开始。至70年代以来，由于在西部发现了大量高纯二氧化碳气藏，二氧化碳驱开始受到重视，特别是80年代穿过西得克萨斯二氧化碳输气管线的铺设成功，使二氧化碳驱项目得到迅猛发展。美国的油田开发更注重利用二氧化碳驱提高石油采收率。(3)挪威：1996年，挪威国家石油公司在北海Sleipner气田实施CCS项目，该项目将二氧化碳注入到位于海底以下1000米深的Utsira区域性盐水层，地层厚度为200－300m，长500km，宽50km，面积约为26000km²，可用总储存空间估计为6.6亿m³，能储存6千亿吨的二氧化碳。1996年9月以来，每年注入100万吨二氧化碳，已成为世界上第一个工业规模和最大的咸水层二氧化碳封存项目。