CN105019871A - 烟气回收回注工艺及其设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及油、气田井口场所使用的天然气加热炉的燃烧尾气回收及回注技术领域，尤其涉及烟气回收回注工艺及其设备。本发明涉及的烟气回收回注工艺对尾气进行降温、除水、除尘、制冷、增压等处理，最后将尾气回注进油藏或气藏，保证了井下具有足够的驱油或驱气能量，并且，采用尾气作为回注气源，又解决了油、气井的回注用气不经济的问题。本发明涉及的烟气回收回注设备包括用气体管道顺次连接的第一制冷装置、第一气液分离装置、除尘装置和第一气体压缩装置。这套设备处理尾气后能防止尾气外排造成空气污染。

Description

烟气回收回注工艺及其设备

技术领域

本发明属于油、气田井口场所使用的天然气加热炉的燃烧尾气回收及回注技术领域，尤其涉及烟气回收回注工艺及其设备。

背景技术

在油、气的开采和集输过程中，给原油、天然气加热是油气集输过程中的最基本的工艺技术。原油的储存、运输、脱水、稳定等都需要将原油加热到所需的温度。同样，天然气也因开采及输送压力、组份的变化，极易形成水合物而造成冻堵。因而各井、场站均需配置一定规模的水套炉加热装置。该装置一般以天然气为燃料。在加热过程中，经燃烧后的废气源源不断地向大气排放，造成大气污染。

另一方面，从油、气藏中采出了油和气，使得地下发生亏空，从而降低地下原有的能量。为保持地下足够的驱油能量，势必应向油藏中再注入相应体积的东西去弥补采出的亏空。

现代油、气田开发中，一般采用注水或注气的办法来保持油、气层能量。因为水和气比较容易注入油层，来源又比较丰富，一般都可以就地取得，自然也就比较经济，以水换油或以气换油，是很值得的。目前的注气，普遍采用油藏中采出的天然气，通过专门的注气井再回注到油层的高部位中去。由于油藏中采出的天然气附加值高，用于回注很不经济。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种既能解决水套炉燃烧后的废气污染环境问题又能解决目前油、气井的回注用气不经济的问题的烟气回收回注工艺及其设备。

本发明解决其技术问题所采用的烟气回收回注工艺，包括以下步骤

S1：对来自水套炉的尾气进行降温制冷，使尾气温度满足工艺要求；

S2：对制冷后的尾气进行水分离，去除尾气中的游离水，并将游离水排出；

S3：对水分离后的尾气进行除尘处理，除去尾气中的灰尘；

S4：对除尘后的尾气进行压缩增压；

S5：将增压后的尾气回注到井田中。

进一步的是，在步骤S4与步骤S5之间还包括如下步骤

P1：对增压后的尾气进行水分离，去除尾气中的水分，并将水排出；

P2：对除水后的尾气进行进一步制冷，便于对尾气进行进一步压缩；

P3：对制冷后的尾气进行水分离，去除尾气中的水分，并将水排出；

P4：对制冷后的尾气进行压缩增压，使尾气与埋藏于井田中的气体的压力相匹配。

进一步的是，步骤S1中，将尾气温度降低到40℃～50℃。

进一步的是，步骤S4中，将尾气增压至6barg～10barg。

进一步的是，步骤P4中，将尾气增压至200barg～300barg。

进一步的是，步骤P1与步骤P2之间还包括步骤

P11：向尾气中注入甲醇，防止低温冰出现。

进一步的是，步骤S1中，将尾气温度降低到45℃，步骤S4中，将尾气增压至8barg，步骤P4中，将尾气增压至250barg。

本发明解决其技术问题所采用的烟气回收回注设备，包括用气体管道顺次连接的第一制冷装置、第一气液分离装置、除尘装置和第一气体压缩装置。

进一步的是，所述第一气体压缩机之后还有用气体管道顺次连接的第二气液分离装置、第二制冷装置、第三气液分离装置和第二气体压缩装置。

进一步的是，所述第二制冷装置为丙烷制冷器，所述丙烷制冷器还连通有甲醇注气罐。

本发明的有益效果是：采用烟气回收回注工艺方法，对尾气进行冷却、分离、净化、脱水、增压等处理，使尾气符合回注条件，使井地下保持足够的驱油能量，并且能防止尾气外排造成空气污染；并且采用尾气作为回注气源，又解决了油、气井的回注用气不经济的问题；整套烟气回收回注设备结构简单且操作方便。

附图说明

图1是本发明涉及的烟气回收回注工艺的一个实施方式的流程图；

图2是本发明涉及的烟气回收回注工艺的另一个实施方式的流程图；

图3是本发明涉及的烟气回收回注工艺的又一个实施方式的流程图；

图4是本发明涉及的烟气回收回注设备的一个实施方式的结构示意图；

图5是本发明涉及的烟气回收回注设备的又一个实施方式的结构示意图；

图中部位及编号：第一制冷装置11、第二制冷装置12、第一气液分离装置21、第二气液分离装置22、第三气液分离装置23、除尘装置3、第一气体压缩装置41、第二气体压缩装置42、甲醇注气罐5。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。

如图1至图3所示，本发明涉及的烟气回收回注工艺包括以下步骤

S1：对来自水套炉的尾气进行降温制冷，使尾气温度满足工艺要求；

S2：对制冷后的尾气进行水分离，去除尾气中的游离水，并将游离水排出；

S3：对水分离后的尾气进行除尘处理，除去尾气中的灰尘；

S4：对除尘后的尾气进行压缩增压；

S5：将增压后的尾气回注到井田中。

通过对烟气的制冷、除水、除尘和增压，并将处理后的烟气回注入井田中，使井地下保持足够的驱油能量，并且能防止尾气外排造成空气污染；并且采用尾气作为回注气源，又解决了油、气井的回注用气不经济的问题。当然，可以根据需要采用上述步骤S1至步骤S4的多个循环。

进一步的是，在步骤S4与步骤S5之间还包括如下步骤

P1：对增压后的尾气进行水分离，去除尾气中的水分，并将水排出；

P2：对除水后的尾气进行进一步制冷，便于对尾气进行进一步压缩；

P3：对制冷后的尾气进行水分离，去除尾气中的水分，并将水排出；

P4：对制冷后的尾气进行压缩增压，使尾气与埋藏于井田中的气体的压力相匹配。

即对烟气进行了两次制冷、除水和增加的循环，采用这种工艺可以达到较好的除水效果，提高回注烟气的质量，并且高效除水后的烟气对制冷设备的影响较小，能够延长整套设备的使用寿命。

具体来说，该工艺是通过一下方式来运行的：

首先，通过尾气回收管道将从水套炉排放的尾气回收并将尾气输送至第一制冷装置11，在第一制冷装置11内对尾气进行降温处理，由于尾气温度比较高，一般在300℃左右，因此为了满足工艺要求，需要对尾气进行初步降温，具体，在此步骤将尾气温度降至40℃～50℃，优选的，在此步骤将尾气温度降至45℃；然后，将经过降温处理的尾气输送至第一气液分离装置21，分离装置的作用是除去尾气中所含的水分，提高尾气的纯度，在这一步中将分离出尾气中所含的部分水分；然后，将经过除水处理的尾气输送至除尘装置3，由于尾气中必然夹杂着部分灰尘，因此此步骤中利用除尘装置3将尾气中所含灰尘除去，进一步提高尾气纯度；然后，将经过除尘处理的尾气输送至第一气体压缩装置41，这一步是为之后的制冷步骤做准备，目的是使尾气能够顺利进入后面的第二制冷装置12，在这一步骤中需要将尾气增压到6barg～10barg，优选的，将尾气增压到8barg；然后，将经过增压处理的尾气输送至第二气液分离装置22，对尾气进行第二次除水处理；然后，将经过除水处理的尾气输送至第二制冷装置12，对尾气进行制冷，优选的，将尾气降至-15℃；然后，将制冷后的尾气输送至第三气液分离装置23，对尾气进行第三次除水处理；然后，将经过除水处理的尾气输送至第二气体压缩装置42，最终将尾气压缩至与井下气体匹配的气压，具体，可将尾气压缩至200barg～300barg，优选的，将尾气压缩至250barg；最后，通过尾气回注管道将经过降温、除水、除尘、制冷、增压等处理的尾气回注到井下油藏或气藏中。

上说步骤中的第二制冷装置12可以采用一般的蒸发器，也可以采用其他制冷设备。

具体，为了防止在所述制冷过程中产生低温冰，所述的第二制冷装置12采用丙烷制冷器，并且在丙烷制冷器上连通甲醇注气罐5，利用甲醇注气罐5向尾气中注入甲醇，防止低温冰的出现。

如图4和图5所示，本发明涉及的烟气回收回注设备包括用气体管道顺次连接的第一制冷装置11、第一气液分离装置21、除尘装置3和第一气体压缩装置41。由于在回注工艺中每个步骤都需要封闭进行，因此在设备与设备之间设置阀门，可以根据需要选择手动阀门或者智能阀门。为了规范设备位置，可以采用成橇技术对每台设备进行相对固定。

具体，为了增强烟气的除水效果并便于进一步增加烟气的气压，如图5所示，在所述第一气体压缩机41之后还有用气体管道顺次连接的第二气液分离装置22、第二制冷装置12、第三气液分离装置23和第二气体压缩装置42。

具体，为了增强烟气的除水效果并防止管道堵塞，所述第二制冷装置12为丙烷制冷器，所述丙烷制冷器还连通有甲醇注气罐5。甲醇注气罐5的作用是在对尾气制冷之前向尾气中注入甲醇，防止制冷后出现低温冰而堵塞管道。

具体，所述第一气体压缩装置41和第二气体压缩装置42为螺杆压缩机。螺杆压缩机6的压缩效率高，封闭性好，且成本低。

具体，所述除尘装置3为袋式除尘器，所述第一制冷装置11为空冷器。

Claims (10)

1.烟气回收回注工艺，其特征在于：包括以下步骤

S1：对来自水套炉的尾气进行降温制冷，使尾气温度满足工艺要求；

S2：对制冷后的尾气进行水分离，去除尾气中的游离水，并将游离水排出；

S3：对水分离后的尾气进行除尘处理，除去尾气中的灰尘；

S4：对除尘后的尾气进行压缩增压；

S5：将增压后的尾气回注到井田中。

2.根据权利要求1所述的烟气回收回注工艺，其特征在于：

在步骤S4与步骤S5之间还包括如下步骤

P1：对增压后的尾气进行水分离，去除尾气中的水分，并将水排出；

P2：对除水后的尾气进行进一步制冷，便于对尾气进行进一步压缩；

P3：对制冷后的尾气进行水分离，去除尾气中的水分，并将水排出；

P4：对制冷后的尾气进行压缩增压，使尾气与埋藏于井田中的气体的压力相匹配。

3.根据权利要求2所述的烟气回收回注工艺，其特征在于：

步骤S1中，将尾气温度降低到40℃～50℃。

4.根据权利要求3所述的烟气回收回注工艺，其特征在于：

步骤S4中，将尾气增压至6barg～10barg。

5.根据权利要求4所述的烟气回收回注工艺，其特征在于：

步骤P4中，将尾气增压至200barg～300barg。

6.根据权利要求5所述的烟气回收回注工艺，其特征在于：

步骤P1与步骤P2之间还包括步骤

P11：向尾气中注入甲醇，防止低温冰出现。

7.根据权利要求6所述的烟气回收回注工艺，其特征在于：

步骤S1中，将尾气温度降低到45℃，

步骤S4中，将尾气增压至8barg，

步骤P4中，将尾气增压至250barg。

8.烟气回收回注设备，其特征在于：

包括用气体管道顺次连接的第一制冷装置(11)、第一气液分离装置(21)、除尘装置(3)和第一气体压缩装置(41)。

9.根据权利要求8所述的烟气回收回注设备，其特征在于：

所述第一气体压缩机(41)之后还有用气体管道顺次连接的第二气液分离装置(22)、第二制冷装置(12)、第三气液分离装置(23)和第二气体压缩装置(42)。

10.根据权利要求9所述的烟气回收回注设备，其特征在于：

所述第二制冷装置(12)为丙烷制冷器，所述丙烷制冷器还连通有甲醇注气罐(5)。