海上天然氣脫碳與回注

科技探索與應用海上天然氣脫碳與回注黃莉,陳玉書(shū),李雪梅(中海油能源發(fā)展油建分公司工程設計研發(fā)中心,廣東湛江542057摘要:利用計算機的模擬計算分析結果在海上采用混合醇胺法脫除高含CO2天然氣中多余的CO2,用多級閃蒸法再生醇胺溶液;并在已建成的海上處理平臺附近建輔助平臺將脫出的CO2就地回注到采氣層中,是實(shí)現節能減排的最佳途徑關(guān)鍵詞:海上氣田;脫CO2;混合醇胺法;多極閃蒸分離;回注;節能減排;模擬計算0引言吸收脫CO2后的天然氣從吸收塔頂排出與未經(jīng)處理的部份天海上某些氣田或氣田的個(gè)別氣井所含的CO2量高于用戶(hù)然氣相混合(混合的CO2含量滿(mǎn)足客戶(hù)要求),然后進(jìn)入三甘醇的要求因此外輸給用戶(hù)前必須進(jìn)行脫CO2處理。若將天然氣(TEG)脫水裝置進(jìn)行脫水最后再進(jìn)入海底管線(xiàn)被輸送到陸上輸送到陸上終端處理,將脫除CO2直排大氣勢必造成嚴重污終端(或用戶(hù))染,如能在海上脫掉CO2后回注地層,然后再把脫碳之后的天從脫碳吸收塔底出來(lái)的高壓富液因吸收大量CO2而溫度然氣輸送到陸上終端(或者用戶(hù)),可謂一舉兩得,既能提高海有所升高經(jīng)降壓換熱升溫后進(jìn)入一級閃蒸罐閃蒸脫除部分底管道輸送天然氣量又減少向大氣排放CO2造成的不良影響CO2,再經(jīng)過(guò)天然氣加熱爐加熱升溫,進(jìn)入二級簡(jiǎn)化閃蒸塔脫除本研究在海上氣田原有處理平臺附近增建一座輔助平臺大部分CO2經(jīng)兩級閃蒸后得到的高溫貧液去與吸收塔出口富(兩平臺之間用棧橋連接),用于布置醇胺法脫碳工藝裝置注氣液換熱和經(jīng)過(guò)海水冷卻后,由胺液循環(huán)泵泵入脫碳吸收塔頂部壓縮機組,海水提升泵等設備;其他輔助系統依托原處理平臺。循環(huán)使用lCO2分離技術(shù)該脫碳流程特點(diǎn)有:①富液酸氣負荷高,能耗低;②采用多目前醇胺法(如:一乙醇胺MEA,二乙醇胺DEA,甲基二級閃蒸分離取代精餾再生系統,其工藝流程比精餾再生增加一乙醇胺MDEA等)脫除CO2和HS是工業(yè)最常用的技術(shù)。該方循環(huán)泵和塔底重沸器:③采用較低的富液再生溫度和較高的再法能耗大,投資費用較高?；罨疢DEA法是目前國內外經(jīng)驗都較成熟的一種脫碳技生壓力,利于壓縮和回注被脫除的CO2氣;④簡(jiǎn)化流程和設備,術(shù)2)。該方法是通過(guò)用甲基二乙醇胺MDEA和活化劑的水溶液減少平臺重量占用平臺面積吸收天然氣中的CO2和HS等酸性氣體而脫除;將吸收了酸性2CO2壓縮和回注氣體的富液在溫度升高和壓力降低時(shí),CO2又從溶液中解吸出收集一級閃蒸罐和二級簡(jiǎn)化閃蒸塔頂排出的氣體經(jīng)過(guò)冷來(lái)同時(shí)使溶液得到再生。這種脫碳技術(shù)與醇胺法比較其工藝卻后進(jìn)入壓縮機前的聚結滌氣罐分離回收從氣中冷凝下來(lái)的流程較簡(jiǎn)單,能耗較低,天然氣損失量較小。胺溶液,與二級閃蒸塔底部出來(lái)的貧液相混合,經(jīng)冷卻去胺溶為了進(jìn)一步降低能耗、操作費用和投資,本研究采用DEA液循環(huán)泵增壓后去吸收塔循環(huán)使用。氣體經(jīng)冷凝除液后成為高和MDEA混合醇胺法在海上脫除氣田的CO,經(jīng)多次研究和利純度CO2氣體,去壓縮機回注流程。用 HYSYS軟件模擬計算的結果表明,該方法比活化MDEA法本研究擬選用高壓電機驅動(dòng)的復式壓縮機(四級壓縮)將更能節省電能和熱能。收集的CO2壓縮然后再回注?；刈⒘鞒倘鐖D2所示。DEA和MDEA混合醇胺法的整個(gè)工藝流程包括吸收及溶劑再生兩個(gè)部分。溶劑再生一般采用多段閃蒸和汽提的方法。本研究基于能滿(mǎn)足用戶(hù)對脫除CO2純度的要求僅考慮采用多段閃蒸法再生,結合最大限度的提高富液酸氣的負荷,降低胺液的循環(huán)量,做到既簡(jiǎn)化工藝流程又降低了能耗的雙重效果。為了減少海上工程規模,降低設備處理量,本研究只考慮對氣田產(chǎn)出的天然氣進(jìn)行部份脫CO2處理。然后把處理后的天然氣與未處理的部份混合進(jìn)行外輸。DEA和MDEA混合醇胺法的流程如圖1所示。圖2DEA和MDEA混合醇胺法的流程圖3結論本研究表明采用DEA和MDEA混合溶劑吸收脫碳并用多級閃蒸法再生混合溶液,用于含CO2較高的海上氣田是很有成效的。通過(guò)該研究既為開(kāi)發(fā)CO2含量較高的海上氣田開(kāi)辟一條新途徑;也為減少CO2的排放保護環(huán)境作出貢獻。云如參考文獻:[1]王遇冬.天圖1DEA和MDEA混合醇胺法的流程圖中國煤化工油工業(yè)出版社199156~168未經(jīng)脫水的高碳天然氣,在一定的操作條件下,經(jīng)過(guò)濾分TYHCNMHG離器除去液體和雜質(zhì)后,從下部進(jìn)入脫碳吸收塔與從塔頂部進(jìn)作者簡(jiǎn)介:黃莉(1981-),女,工程師,研究生,從事石油天然氣入的貧液逆流接觸在塔內上升的過(guò)程中大部分CO2被溶液所工程設計研發(fā)工作。208廣東科技20134第8期