CN111484867A - 一种撬装式轻烃回收装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种撬装式轻烃回收装置及方法。该装置：气体收集单元包括收集原料气的第一低温集气设备，以及用于收集转化单元的出气的高温集气设备；净化单元用于脱除来自第一低温集气设备的原料气中的含氧化合物和含硫化合物；气体收集单元还包括收集净化单元的净化气体的第二低温集气设备；转化单元用于将来自第二低温集气设备的净化气体转化为液体；转化单元用于将净化气体转化为合成气，将合成气转化为液体；分离单元用于将转化单元输出的未反应气体和反应液体产物分离；液体收集单元用于收集分离单元输出的反应液体产物。本发明还提供了采用上述装置完成的轻烃回收方法。

Description

一种撬装式轻烃回收装置及方法
技术领域
本发明涉及一种回收装置，尤其涉及一种将轻烃转化为液体烃类的撬装式装置，属于气体回收技术领域。
背景技术
不管是陆上采油还是海上采油，都会产生大量的油田伴生气，油田伴生气中常含有大量甲烷、乙烷等分子量更大的轻烃。我国有相当部分油田伴生气因井场布置分散、气量小等原因采取了直接燃烧或放空的方式，此方式造成资源浪费的同时也严重地污染了环境，增加了碳排放。通常情况下，油田伴生气的回收都是通过物理方法加压、冷却后变为液化天然气产品进行运输，这种方式在轻烃液化过程中耗费了大量的能量，而且这种方式对伴生气中甲烷和乙烷的回收率很低。
另外，农村沼气池的在按照人口等因素设计沼气池的过程中，一般会过量设计，造成了供需不平衡、不协调，使沼气池中产生的大量沼气不能及时被用户使用，不仅造成能源的浪费，也形成了一个或多个潜在的易燃易爆危险源。
通过化学转化的方式使伴生气、沼气等轻烃转化为液体产品，回收过程能耗低，回收后得到的液体烃类运输过程安全方便。
因此，需要一种经济可行的方法和装置，实现对分布于各处的伴生气、沼气等资源进行加工利用，以生产出适于运输的液体产品。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种可移动的撬装式将轻烃转化为液体产品的装置，该装置的占地面积小，可整撬拆装，便于运输。
本发明的又一目的在于提供利用上述装置完成的将轻烃转化为液体产品的轻烃回收方法。
为了实现上述技术目的，本发明首先提供了一种撬装式轻烃回收装置，该装置包括气体收集单元、净化单元、转化单元、液体收集单元、分离单元；其中：
气体收集单元包括收集原料气的第一低温集气设备，以及高温集气设备，高温集气设备用于收集转化单元的出气；
净化单元用于脱除来自第一低温集气设备的原料气中的含氧化合物和含硫化合物，得到净化气体；
气体收集单元还包括收集净化单元的净化气体的第二低温集气设备；
转化单元用于将来自第二低温集气设备的净化气体转化为液体；转化单元至少包括依序设置的第一反应器和第二反应器；第一反应器用于将净化气体转化为合成气，第二反应器用于将合成气转化为液体；
分离单元用于将转化单元输出的未反应气体和反应液体产物分离；
液体收集单元用于收集分离单元输出的反应液体产物。
本发明的装置中的各单元内部、各单元之间以及各单元与附属设备之间通过管线连接，按需要在必要位置添加阀门、流量计等控制仪表。
本发明的撬装式轻烃回收装置高度集成，可整体或模块化运输，对外接口只有一个进气口，与产品类型数量相对应的出口，以及一个电源接口。
本发明的撬装式轻烃回收装置，可以根据实际需要将各个单元作为一个模块或分为两个及两个以上的模块。根据转化能力和产品的不同，各单元可以集成为一个撬装式模块，或者包括气体收集单元、净化单元、转化单元和分离单元中一个或多个单元按照其体积、重量和/或相互组合的方便程度整合成两个或两个以上的模块，该两个或两个以上模块可连接组合成合成油或醇类液体生产装置，拆卸后可分别用普通运输工具运输。
本发明的撬装式轻烃回收装置，整体可以采用普通运输工具运送到目的地使用，或采用普通运输工具将各个组成模块运送到目的地后再组装成整体的装置使用。将分散在各处的油田伴生气、农村沼气池产生的过量沼气等轻烃转化成液体产品，当需要更换生产地点时，拆卸成各个模块，用普通运输工具运至新的地点使用，以对分布于各处的轻烃资源进行合成，生产出适于运输的醇类或合成油液体产品，实现对轻烃资源的经济有效的利用。
本发明的撬装式轻烃回收装置包括气体收集单元。气体收集单元包括低温集气设备和高温集气设备。
其中，低温集气设备用于收集伴生气、沼气等轻烃气体，便于后续输送至净化单元。高温集气设备用于收集净化后的伴生气、转化单元产生的主要成分为一氧化碳和氢气的混合气。
根据生产要求的不同，高温集气设备和低温集气设备可以进行热量交换，使低温集气设备中的气体温度升高，同时使高温集气设备中的气体温度降低。
本发明的撬装式轻烃回收装置包括净化单元。净化单元为预处理单元，用于对来自第一低温集气设备的原料气进行脱氧和脱硫预处理，以满足转化单元的进料要求。
在本发明的一具体实施方式中，净化单元根据原料的不同，可以是有目的的脱除油田伴生气中的含硫化合物，可以是有目的的脱除沼气中的含硫化合物和含氧化合物。净化单元根据装置处理能力的不同，可以采用活性炭吸附的方式脱除含硫化合物；可以采用醇胺法化学吸附脱除含硫化合物。
进一步地，脱硫剂可以为一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(EDA)、三乙醇胺(TEA)、二甘醇胺(DGA)、异丙二醇胺(DIPA)、甲基乙二醇胺(MDEA)中的一种或几种的组合。
本发明的撬装式轻烃回收装置包括转化单元。转化单元用于根据轻烃的组成，有选择的将将来自第二低温集气设备的净化气体转化为液体，比如大分子烃类。
比如，轻烃资源为伴生气，有选择的将其转化为大分子烃类(合成油)或甲醇、乙醇等液体。经过净化单元处理后的气体，主要组成为分子中含有一个碳原子到四个碳原子的烷烃，在第一反应器中通过催化氧化的方式，将其转化为含有一氧化碳和氢气的合成气，然后在第二反应器中将合成气转化为合成油。根据实际情况，可以选择在第三反应器中将第二反应器得到的合成油转化为汽油和柴油。
比如，轻烃资源为沼气，有选择的将其转化为大分子烃类(合成油)或甲醇、乙醇等液体。经过净化单元处理后的气体，主要组成为甲烷和二氧化碳，在第一反应器中通过甲烷干重整的方式，将其转化为含有一氧化碳和氢气的合成气，然后在第二反应器中将合成气转化为合成油。根据实际情况，可以选择在第三反应器中将第二反应器得到的合成油转化为汽油和柴油。
在本发明的一具体实施方式中，第一反应器为固定床反应器，如加工原料为伴生气，其中所用催化剂为常规的天然气催化氧化Ni基催化剂，反应器中可包括多个床层段，各床层段可装填催化活性不同的催化剂。
在本发明的一具体实施方式中，第一反应器为固定床反应器，如加工原料为沼气，其中所用催化剂为常规的甲烷-二氧化碳干重整Fe基催化剂，反应器中可包括多个床层段，各床层段可装填催化活性不同的催化剂。
在本发明的一具体实施方式中，第二反应器为固定床反应器，主要用于将一氧化碳和氢气的混合物转化为甲醇、乙醇等醇类化合物，所用催化剂为常规的合成气制甲醇Cu基催化剂，反应器中可包括多个床层段，各床层段可装填催化活性不同的催化剂。
在本发明的一具体实施方式中，第二个反应器为固定床反应器，主要用于将一氧化碳和氢气的混合物转化为大分子烃类化合物，所用催化剂为常规的费托合成Co基或Fe基催化剂，反应器中可包括多个床层段，各床层段可装填催化活性不同的催化剂。
在本发明的一具体实施方式中，该装置的转化单元还包括第三反应器。第三反应器为固定床反应器，主要用于将第二反应器得到的大分子烃类化合物转化为汽油和柴油，所用催化剂为常规的Ni-Mo加氢裂化催化剂，反应器中可包括多个床层段，根据实际需要，各床层段可装填催化活性不同的催化剂。
在本发明的一具体实施方式中，转化单元中的第一反应器、第二反应器和第三反应器，根据装置处理能力的不同，可以选用列管式反应器，加热介质使用导热油。
本发明的撬装式轻烃回收装置包括分离单元。分离单元用于分离转化单元输出的未反应气体与反应液体产物。
进一步的，可以将所得大分子烃类混合物按照沸点进行切割，分离成汽油、煤油、柴油、重油等组分。分离装置根据分离工况的不同，可以是气液分离器、闪蒸装置、精馏塔中一个或几个装置的组合。
在本发明的一具体实施方式中，气体收集单元至少包括第一低温气体储罐、第二低温气体储罐、高温气体储罐。
在本发明的一具体实施方式中，第一低温气体储罐的出口通过管线依次连接第一换热器、第一压缩机并与净化设备的气体入口连接。
在本发明的一具体实施方式中，第二低温气体储罐设置在净化设备与第一反应器之间连接管线上。第二低温气体储罐的出气口通过管线依次连接第二换热器、第二压缩机并与第一反应器的气体入口连接。
在本发明的一具体实施方式中，高温气体储罐设置在第一反应器与第二反应器之间连接管线上，用于收集来自第一反应器的合成气及来自分离单元分离出的未反应气体。高温集气设备的出气口通过管线依次连接第三换热器、第三压缩机并与第二反应器的气体入口连接。
在本发明的一具体实施方式中，第一低温气体储罐中设置金属网作为一级过滤器，并设置由陶瓷烧结网和/或金属烧结网形成的二级过滤器。
在本发明的一具体实施方式中，第一低温集气设备的出气口通过管线与净化单元的气体入口连接；第一低温集气设备与净化单元的连接管线上依次设置换热器、压缩机。
在本发明的一具体实施方式中，第二低温集气设备的出气口通过管线与第一反应器的气体入口连接；第二低温集气设备与第一反应器的连接管线上依次设置换热器、压缩机。
在本发明的一具体实施方式中，分离单元至少包括一个气液分离器；气液分离器的出口通过管线与液体收集单元的入口连接。
在本发明的一具体实施方式中，液体收集单元至少包括一个液体储罐；液体储罐用于存储气液分离器分离出的液体。
在本发明的一具体实施方式中，该撬装式轻烃回收装置还包括低温氢气储罐和/或气体变压吸附设备；气体变压吸附设备用于对分离器分离出的气体进行分离。
低温氢气储罐用于储存由气体变压吸附设备分离出的氢气。
在本发明的一具体实施方式，该撬装式轻烃回收装置还包括精馏塔，精馏塔的入口通过管线与液体收集单元的出口连接。其中，可以包括至少两个精馏塔；两个或多个精馏塔可以串联和/或并联。
在本发明中，所述“用普通运输工具运输”是指用普通机动拖车或集装箱运输，并且所运输的模块的体积、外形和重量符合国家关于道路运输的法律法规的相关规定。所述“用普通运输工具运输”也可以是指用在水面航行的货运船只。
本发明的撬装式轻烃回收装置所用动力为油田井场或沼气站提供的电力，负荷根据装置处理能力在10-100千瓦。
本发明还提供了一种撬装式轻烃回收方法，该方法是通过本发明的撬装式轻烃回收装置完成的。该方法包括：
将原料气收集在第一低温集气设备中，经换热和压缩后，输送至净化设备中，脱除其中的含氧化合物和含硫化合物，得到净化气体；
净化气体经换热后进入第二低温集气设备，经换热和压缩后进入第一反应器，生成合成气；
合成气经换热后进入高温集气设备，经换热、压缩后，进入第二反应器，将合成气转化为液体，液体经换热后进入分离单元，分离得到的液体进入液体收集单元。本发明的撬装式轻烃回收方法和装置的处理对象-轻烃资源，为油田井口经过除砂、除水后得到的含有甲烷、乙烷等小分子烃类的气体；或者，农村分布式沼气站(沼气池)得到的含有甲烷、乙烷、二氧化碳等小分子烃类的气体。
本发明的撬装式轻烃回收装置的占地面积小、可整撬拆装运输。
本发明的撬装式轻烃回收方法和装置对甲烷、乙烷等轻烃的回收率高于85％，回收的液体产品易于运输。
附图说明
图1为本发明的实施例中的撬装式轻烃回收装置的结构示意图。
图2为本发明的实施例中的撬装式轻烃回收生产汽油、柴油和重油装置的结构示意图。
图3为本发明的实施例中的撬装式轻烃回收生产汽油和柴油装置的结构示意图。
图4为本发明的实施例中的撬装式轻烃回收生产汽油和柴油装置的撬装结构示意图。
主要附图符号说明：
V101、第一低温气体储罐；V102、第二低温气体储罐；V103、高温气体储罐；V106、低温氢气储罐；E201、第一换热器；E301、第二换热器；E401、第三换热器；E402、第四换热器；C201、第一压缩机；C301、第二压缩机；C302、第三压缩机；C401、第四压缩机；V104、第一液体储罐；V105、第二液体储罐；R201、净化设备；R301、第一反应器；R302、第二反应器；R401、第三反应器；V401、气液分离器；V501、第一气液分离器；T401、第一精馏塔；T402、第二精馏塔；V402、气体变压吸附设备。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种将油田伴生气转化为甲醇的单体撬装式装置，其具有如图1所示的结构。
该装置包括气体收集单元、净化单元、转化单元、液体收集单元、分离单元。
气体收集单元包括1-10立方米的第一低温气体储罐V101、1-10立方米的第二低温气体储罐V102和5-30立方米的高温气体储罐V103。
第一低温气体储罐V101用于储存在井口除砂、除水后的伴生气，第二低温气体储罐V102用于存储净化单元脱除硫化氢等杂质的伴生气，高温气体储罐V103用于储存转化单元产生的一氧化碳和氢气的混合气。
液体收集单元包括1-5立方米的第一液体储罐V104，用于储存液体产品。
净化单元为伴生气的净化设备R201，主要构成为装填了活性炭的固定床反应器。
转化单元包括第一反应器(固定床反应器)R301和第二反应器为R302。其中，第一反应器R301内部装填有Ni基催化剂，将伴生气转化为一氧化碳和氢气。第二反应器R302，装有Cu基催化剂，将一氧化碳和氢气混合气体转化为甲醇。
分离单元包括气液分离器V401，用来分离反应液体产物和未反应气体。
第一低温气体储罐V101的出口通过管线依次连接第一换热器E201、第一压缩机C201，并与净化设备R201的入口连接。
净化设备R201的出口通过管线与第一换热器E201连接，第一换热器E201通过管线与第二低温气体储罐V102的入口连接。
第二低温气体储罐V102的出口通过管线依次连接第二换热器E301、第二压缩机C301，并与转化单元的第一反应器R301的入口连接。
转化单元的第一反应器R301的出口通过管线与第二换热器E301连接，第二换热器E301通过管线与高温气体储罐V103的入口连接。
高温气体储罐V103的出口通过管线依次连接第三换热器E401、第三压缩机C302，并与转化单元的第二反应器R302的入口连接。
转化单元的第二反应器R302的出口通过管线与第三换热器E401连接，第三换热器E401通过管线与气液分离器V401的入口连接。
气液分离器V401的出口通过管线连接第四换热器E402，第四换热器E402与第一液体储罐V104的入口连接。第一液体储罐V104的出口可以直接连接运输车。
第四换热器E402的另一出口通过管线与第一低温气体储罐V101连接，以回收气液分离器V401中的部分热量。气液分离器V401的另一出口通过管线与高温气体储罐V103连接，气液分离器V401分离后的气体可以重回高温气体储罐V103循环使用。
采用如图1所示的装置将油田伴生气转化为甲醇时，具体包括以下步骤：
井口经过除砂、除水的伴生气通过管道收集在低温气体储罐V101中，经过第一换热器E201换热后，通过第一压缩机C201压缩后，输送至净化设备R201中，脱除其中的硫化氢。
净化后的气体经第一换热器E201加热后进入第二低温气体储罐V102，经过第二换热器E301换热后，通过第二压缩机C301压缩后，进入第一反应器R301中，生成一氧化碳和氢气混合气。
混合气经第二换热器E301换热后进入高温气体储罐V103，经过第三换热器E401换热后，通过第三压缩机C302压缩后，进入第二反应器R302，产物经第三换热器E401换热后进入气液分离器V401，所得液体产物为以甲醇、乙醇为主要成分的醇类混合物，经第四换热器E402换热后进入第一液体储罐V104，得到的甲醇收集起来后直接运输，气体经加压后进入V103循环利用。
实施例2
本实施例提供了一种将油田伴生气转化为合成油的方法，其采用如图1所示的装置进行。区别在于：第二反应器R302，装有Fe基催化剂，将一氧化碳和氢气混合气体转化为合成油。
实施例3
本发明的提供了一种将油田伴生气转化为汽油、柴油和重油的撬装式装置，其具有如图2所示的结构。
该装置包括气体收集单元、净化单元、转化单元、液体收集单元、分离单元。
气体收集单元包括1-10立方米的第一低温气体储罐V101、1-10立方米的第二低温气体储罐V102和5-30立方米的高温气体储罐V103。
第一低温气体储罐V101用于储存在井口除砂、除水后的伴生气，第二低温气体储罐V102用于存储净化单元脱除硫化氢等杂质的伴生气，高温气体储罐V103用于储存转化单元产生的和未完全反应循环使用的一氧化碳和氢气的混合气。
液体收集单元包括1-5立方米的第一液体储罐V104，用于储存合成油产品。
净化单元为伴生气的净化设备R201，主要构成为装填了活性炭的固定床反应器。
转化单元包括第一反应器(固定床反应器)R301和第二反应器为R302。其中，第一反应器R301内部装填有Ni基催化剂，将伴生气转化为一氧化碳和氢气。第二反应器R302，装有Fe基催化剂，将一氧化碳和氢气混合气体转化为合成油。
分离单元包括气液分离器V401，用来分离反应液体产物和未反应气体。
第一精馏塔T401用于分离汽油和重组分，第二精馏塔T402用于分离柴油和重油。
第一低温气体储罐V101的出口通过管线依次连接第一换热器E201、第一压缩机C201，并与净化设备R201的入口连接。
净化设备R201的出口通过管线与第一换热器E201连接，第一换热器E201通过管线与第二低温气体储罐V102的入口连接。
第二低温气体储罐V102的出口通过管线依次连接第二换热器E301、第二压缩机C301，并与转化单元的第一反应器R301的入口连接。
转化单元的第一反应器R301的出口通过管线与第二换热器E301连接，第二换热器E301通过管线与高温气体储罐V103的入口连接。
高温气体储罐V103的出口通过管线依次连接第三换热器E401、第三压缩机C302，并与转化单元的第二反应器R302的入口连接。
转化单元的第二反应器R302的出口通过管线与第三换热器E401连接，第三换热器E401通过管线与气液分离器V401的入口连接。
气液分离器V401的一个出口通过管线与第一液体储罐V104的入口连接。气液分离器V401的另一出口通过管线与高温气体储罐V103连接，气液分离器V401分离后的气体可以重回高温气体储罐V103循环使用。
气液分离器V401的出口通过管线与第一精馏塔T401连接，第一精馏塔T401的一个出口直接得到汽油，第一精馏塔T401的另一出口通过管线与第二精馏塔T402的入口连接，第二精馏塔T402的出口得到柴油和重油。
采用如图2所示的装置将油田伴生气转化为汽油、柴油和重油时，具体包括以下步骤：
井口经过除砂、除水的伴生气通过管道收集在低温气体储罐V101中，经过第一换热器E201换热后，通过第一压缩机C201压缩后，输送至净化设备R201中，脱除其中的硫化氢。
净化后的气体经第一换热器E201加热后进入第二低温气体储罐V102，经过第二换热器E301换热后，通过第二压缩机C301压缩后，进入第一反应器R301中，生成一氧化碳和氢气混合气。
混合气经第二换热器E301换热后进入高温气体储罐V103，经过第三换热器E401换热后，通过第三压缩机C302压缩后，进入第二反应器R302，产物经第三换热器E401换热后进入气液分离器V401，所得液体产物为大分子烃类混合物组成的合成油，进入第一液体储罐V104，气体进入V103循环利用。第一液体储罐V104中的合成油进入第一精馏塔T401，塔顶得到汽油，塔底得到重组分，重组分进入第二精馏塔T402，塔顶得到柴油，塔底得到重油。汽油、柴油和和重油分别用接受装置收集后准备运输。
实施例4
本发明的提供了一种将油田伴生气转化为汽油、柴油和重油的撬装式装置，其具有如图2所示的结构。
该装置包括气体收集单元、净化单元、转化单元、液体收集单元、分离单元。
气体收集单元包括1-10立方米的第一低温气体储罐V101、1-10立方米的第二低温气体储罐V102和5-30立方米的高温气体储罐V103。
第一低温气体储罐V101用于储存在井口除砂、除水后的伴生气，第二低温气体储罐V102用于存储净化单元脱除硫化氢等杂质的伴生气，高温气体储罐V103用于储存转化单元产生的和未完全反应循环使用的一氧化碳和氢气的混合气。
液体收集单元包括1-5立方米的第一液体储罐V104，用于储存合成油产品。
净化单元为伴生气的净化设备R201，主要构成为装填了活性炭的固定床反应器。
转化单元包括第一反应器(固定床反应器)R301和第二反应器为R302。其中，第一反应器R301内部装填有Ni基催化剂，将伴生气转化为一氧化碳和氢气。第二反应器R302，装有Fe基催化剂，将一氧化碳和氢气混合气体转化为合成油。
分离单元包括气液分离器V401，用来分离反应液体产物和未反应气体。
第一精馏塔T401用于分离汽油和重组分，第二精馏塔T402用于分离柴油和重油。
第一低温气体储罐V101的出口通过管线依次连接第一换热器E201、第一压缩机C201，并与净化设备R201的入口连接。
净化设备R201的出口通过管线与第一换热器E201连接，第一换热器E201通过管线与第二低温气体储罐V102的入口连接。
第二低温气体储罐V102的出口通过管线依次连接第二换热器E301、第二压缩机C301，并与转化单元的第一反应器R301的入口连接。
转化单元的第一反应器R301的出口通过管线与第二换热器E301连接，第二换热器E301通过管线与高温气体储罐V103的入口连接。
高温气体储罐V103的出口通过管线依次连接第三换热器E401、第三压缩机C302，并与转化单元的第二反应器R302的入口连接。
转化单元的第二反应器R302的出口通过管线与第三换热器E401连接，第三换热器E401通过管线与气液分离器V401的入口连接。
气液分离器V401的一个出口通过管线与第一液体储罐V104的入口连接。气液分离器V401的另一出口通过管线与高温气体储罐V103连接，气液分离器V401分离后的气体可以重回高温气体储罐V103循环使用。
气液分离器V401的出口通过管线与第一精馏塔T401连接，第一精馏塔T401的一个出口直接得到汽油，第一精馏塔T401的另一出口通过管线与第二精馏塔T402连接，第二精馏塔T402的出口得到柴油和重油。
本装置包含两个撬装模块，第一撬(模块1)中安装第一低温气体储罐V101、第二低温气体储罐V102、第一液体储罐V104、净化设备R201、第一精馏塔T401、第二精馏塔T402及其他附属装置。第二撬(模块2)中安装高温气体储罐V103、第一反应器R301、第二反应器R302、第三换热器E401、气液分离器V401、及其他附属装置。第一撬和第二撬之间可以通过高压软管连接。
采用如图2所示的装置将油田伴生气转化为汽油、柴油和重油时，具体包括以下步骤：
井口经过除砂、除水的伴生气通过管道收集在低温气体储罐V101中，经过第一换热器E201换热后，通过第一压缩机C201压缩后，输送至净化设备R201中，脱除其中的硫化氢。
净化后的气体经第一换热器E201加热后进入第二低温气体储罐V102，经过第二换热器E301换热后，通过第二压缩机C301压缩后，进入第一反应器R301中，生成一氧化碳和氢气混合气。
混合气经第二换热器E301换热后进入高温气体储罐V103，经过第三换热器E401换热后，通过第三压缩机C302压缩后，进入第二反应器R302，产物经第三换热器E401换热后进入气液分离器V401，所得液体产物为大分子烃类混合物组成的合成油，进入第一液体储罐V104，气体进入V103循环利用。第一液体储罐V104中的合成油进入第一精馏塔T401，塔顶得到汽油，塔底得到重组分，重组分进入第二精馏塔T402，塔顶得到柴油，塔底得到重油。汽油、柴油和和重油分别用接受装置收集后准备运输。
实施例5
本发明的提供了一种将油田伴生气转化为汽油、柴油的撬装式装置，其具有如图3所示的结构。
该装置包括气体收集单元、净化单元、转化单元、液体收集单元、分离单元。
气体收集单元包括5-30立方米的第一低温气体储罐V101、5-30立方米的第二低温气体储罐V102、20-50立方米的高温气体储罐V103和1-10立方米的低温氢气储罐V106。
第一低温气体储罐V101用于储存在井口除砂、除水后的伴生气第二低温气体储罐V102用于存储净化单元脱除硫化氢等杂质的伴生气，高温气体储罐V103用于储存转化单元产生的高温合成气，低温氢气储罐V106用于储层转化单元分离或循环使用的和氢气。
液体收集单元包括3-20立方米的第一液体储罐V104和第二液体储罐V105，用于储存液体产品。
净化单元为伴生气的净化设备R201，主要构成为装填了活性炭的固定床反应器。
转化单元包括第一反应器(固定床反应器)R301、第二反应器为R302和第三反应器R401。其中，第一反应器R301内部装填有Ni基催化剂，将伴生气转化为一氧化碳和氢气。第二反应器R302，装有Co基催化剂，将一氧化碳和氢气混合气体转化为合成油。第三反应器R401(加氢裂化反应器，用于将费托合成得到的费托蜡分解为汽油和柴油)，装有Ni-Mo基催化剂，将第二反应器R302得到的合成油转化为汽油、煤油和柴油。
分离单元包括气液分离器V401和第一气液分离器V501，用来分离反应液体产物和未反应的气体。分离单元还包括气体变压吸附设备V402，用于分离合成气中的CO和氢气，氢气用作第三反应器R401加氢反应的原料气。
第一精馏塔T401用于分离汽油和重组分，第二精馏塔T402用于分离柴油和重油。
本装置包含两个撬装模块，第一撬(模块1)中安装第一低温气体储罐V101、第二低温气体储罐V102、高温气体储罐V103、净化设备R201、第一反应器R301、第二反应器R302、气液分离器V401和气体变压吸附设备V402及其他换热器和压缩机等附属装置。第二撬(模块2)中安装第一液体储罐V104、第二液体储罐V105、低温氢气储罐V106、第三反应器R401、第一气液分离器V501、第一精馏塔T401、第二精馏塔T402及换热器等其他附属装置。第一撬和第二撬之间可以通过高压软管连接。如图4所示。
第一低温气体储罐V101的出口通过管线依次连接第一换热器E201、第一压缩机C201，并与净化设备R201的入口连接。
净化设备R201的出口通过管线与第一换热器E201连接，第一换热器E201通过管线与第二低温气体储罐V102的入口连接。
第二低温气体储罐V102的出口通过管线依次连接第二换热器E301、第二压缩机C301，并与转化单元的第一反应器R301的入口连接。
转化单元的第一反应器R301的出口通过管线与第二换热器E301连接，第二换热器E301通过管线与高温气体储罐V103的入口连接。
高温气体储罐V103的出口通过管线依次连接第三换热器E401、第三压缩机C302，并与转化单元的第二反应器R302的入口连接。
转化单元的第二反应器R302的出口通过管线与第三换热器E401连接，第三换热器E401通过管线与第一气液分离器V401的入口连接。
气液分离器V401的一个出口通过管线与液体储罐V104的一个入口连接，气液分离器V401的另一出口通过管线连接与气体变压吸附设备V402连接，气液分离器V401与气体变压吸附设备V402的连接管线上设置第四压缩机C401。
气体变压吸附设备V402的一个出口通过管线与高温气体储罐V103的另一入口连接，变压吸附后得到CO和氢气，其中，CO返回高温气体储罐V103作为费托合成的原料，H2作为加氢反应的原料。
气体变压吸附设备V402的另一个出口通过管线与低温氢气储罐V106的一个入口连接。
第一液体储罐V104的出口与低温氢气储罐V106的一个出口具有一条同用输出线路，该输出线与第三反应器R401的入口连接，输出线与R401的连接管线上设置第四换热器E402，第三反应器R401的出口通过管线与第四换热器E402连接，第四换热器E402通过管线与第一气液分离器V501的入口连接，第一气液分离器V501的一个出口通过管线与第二液体储罐V105的入口连接，第一气液分离器V501的另一个出口通过管线与低温氢气储罐V106另一入口连接，循环使用气液分离器V501中的气体。
第二液体储罐V105的出口通过管线与第一精馏塔T401连接，第一精馏塔T401的一个出口直接得到汽油，第一精馏塔T401的另一出口通过管线与第二精馏塔T402的入口连接，第二精馏塔T402的出口得到柴油。
第二精馏塔T402通过管线与第一液体储罐V104连接，用以将第二精馏塔T402塔底加氢反应未转化的重油，返回到费托产物储罐，继续作为加氢反应的原料。
采用如图3所示的装置将油田伴生气转化为汽油、柴油时，具体包括以下步骤：
井口经过除砂、除水的伴生气通过管道收集在低温气体储罐V101中，经过第一换热器E201换热后，通过第一压缩机C201压缩后，输送至净化设备R201中，脱除其中的硫化氢。
净化后的气体经第一换热器E201加热后进入第二低温气体储罐V102，经过第二换热器E301换热后，通过第二压缩机C301压缩后，进入第一反应器R301中，生成一氧化碳和氢气混合气。
混合气经第二换热器E301换热后进入高温气体储罐V103，经过第三换热器E401换热后，通过第三压缩机C302压缩后，进入第二反应器R302，产物经第三换热器E401换热后进入气液分离器V401，所得气体经第四压缩机C401加压后进入气体变压吸附设备V402，分别获得氢气和一氧化碳，一氧化碳进入高温气体储罐V103循环利用，氢气经进入低温氢气储罐V106。气液分离器V401出的液体进入第一液体储罐V104，第一液体储罐V104中的合成油与低温氢气储罐V106中的氢气混合后经第四换热器E402换热后进入第三反应器R401，反应后的产物经第四换热器E402换热后进入第一气液分离器V501进行气体和液体分离，气体返回至低温氢气储罐V106循环使用，液体进入第二液体储罐V105。第二液体储罐V105中的合成油进入第一精馏塔T401，塔顶得到汽油，塔底得到重组分，重组分进入第二精馏塔T402，塔顶得到柴油，塔底得到重油。汽油、柴油分别用接受装置收集后准备运输。重油还可以返回第一液体储罐V104循环使用。
现在粗略统计，我国每年油田排放掉的伴生气有30×108立方米，按照2500立方米转化成1吨合成油计算，本发明的装置能够回收大量的合成油，为石油公司创造极大的经济效益。

Claims (10)

1.一种撬装式轻烃回收装置，该装置包括气体收集单元、净化单元、转化单元、液体收集单元、分离单元；其中：
所述气体收集单元包括收集原料气的第一低温集气设备，以及高温集气设备，高温集气设备用于收集转化单元的出气；
所述净化单元用于脱除来自第一低温集气设备的原料气中的含氧化合物和含硫化合物，得到净化气体；
所述气体收集单元还包括收集净化单元的净化气体的第二低温集气设备；
所述转化单元用于将来自第二低温集气设备的净化气体转化为液体；所述转化单元至少包括依序设置的第一反应器和第二反应器；第一反应器用于将净化气体转化为合成气，第二反应器用于将合成气转化为液体；
所述分离单元用于将转化单元输出的未反应气体和反应液体产物分离；
所述液体收集单元用于收集分离单元输出的反应液体产物。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，高温集气设备设置在第一反应器与第二反应器之间连接管路上，用于收集来自第一反应器的合成气及来自分离单元分离出的未反应气体，高温集气设备的出气口通过管线依次连接换热器、压缩机并与第二反应器的气体入口连接。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，第一低温集气设备中设置金属网作为一级过滤器，并设置由陶瓷烧结网和/或金属烧结网形成的二级过滤器。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一低温集气设备的出气口通过管线与净化单元的气体入口连接；第一低温集气设备与净化单元的连接管线上依次设置换热器、压缩机。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二低温集气设备的出气口通过管线与第一反应器的气体入口连接；第二低温集气设备与第一反应器的连接管线上依次设置换热器、压缩机。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，分离单元至少包括一个气液分离器；气液分离器的出口通过管线与液体收集单元的入口连接；
优选地，液体收集单元至少包括一个液体储罐；液体储罐用于存储气液分离器分离出的液体。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，该撬装式轻烃回收装置还包括低温氢气储罐和/或气体变压吸附设备；气体变压吸附设备用于对分离器分离出的气体进行分离；
低温氢气储罐用于储存由气体变压吸附设备分离出的氢气。
8.根据权利要求1所述的装置，其中，该撬装式轻烃回收装置还包括精馏塔，精馏塔的入口通过管线与液体收集单元的出口连接。
9.一种轻烃回收方法，该方法是通过权利要求1-8任一项所述的撬装式轻烃回收装置完成的；
优选地，该方法包括：
将原料气收集在第一低温集气设备中，经换热和压缩后，输送至净化设备中，脱除其中的含氧化合物和含硫化合物，得到净化气体；
净化气体经换热后进入第二低温集气设备，经换热和压缩后进入第一反应器，生成合成气；
合成气经换热后进入高温集气设备，经换热、压缩后，进入第二反应器，将合成气转化为液体，液体经换热后进入分离单元，分离得到的液体进入液体收集单元。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，轻烃资源为油田井口经过除砂、除水后的含有小分子烃类的气体；或者，农村分布式沼气站的含有小分子烃类的气体。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2751540A1 (en) * 2009-02-27 2010-09-02 Kazuhiko Tasaka A method for recovering hydrocarbon compounds and a hydrocarbon recovery apparatus from a gaseous by-product
CN101993319A (zh) * 2009-08-11 2011-03-30 亚申科技研发中心（上海）有限公司 可运输的模块化的紧凑型费托合成装置
KR20110059306A (ko) * 2009-11-27 2011-06-02 한국과학기술연구원 해상 유전 및 한계 가스전의 가스를 액상연료로 전환하는 ｆｐｓｏ-ｇｔｌ 공정 및 이를 이용한 합성연료 제조방법
CN104628508A (zh) * 2015-01-30 2015-05-20 华南理工大学 一种以煤和天然气为原料经合成气制烯烃的系统及工艺
CN106946637A (zh) * 2017-03-22 2017-07-14 中国石油大学(北京) 一种撬装式低碳烃生产甲烷的装置及工艺
CN108315523A (zh) * 2018-01-26 2018-07-24 中国科学院上海高等研究院 二氧化碳-甲烷自热重整生产直接还原铁的方法及系统
CN108456548A (zh) * 2018-06-06 2018-08-28 石玉林 一种沼气制油的模块化撬装式装置
CN109135796A (zh) * 2018-07-27 2019-01-04 北京嘉岳能源科技开发有限公司 一种以沼气为原料制取油品的方法
CN109880654A (zh) * 2019-02-01 2019-06-14 浙江天禄环境科技有限公司 一种利用低阶煤中挥发分费托合成蜡的方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2751540A1 (en) * 2009-02-27 2010-09-02 Kazuhiko Tasaka A method for recovering hydrocarbon compounds and a hydrocarbon recovery apparatus from a gaseous by-product
WO2010098062A1 (ja) * 2009-02-27 2010-09-02 独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構 気体副生成物からの炭化水素化合物の回収方法及び炭化水素回収装置
CN101993319A (zh) * 2009-08-11 2011-03-30 亚申科技研发中心（上海）有限公司 可运输的模块化的紧凑型费托合成装置
KR20110059306A (ko) * 2009-11-27 2011-06-02 한국과학기술연구원 해상 유전 및 한계 가스전의 가스를 액상연료로 전환하는 ｆｐｓｏ-ｇｔｌ 공정 및 이를 이용한 합성연료 제조방법
CN104628508A (zh) * 2015-01-30 2015-05-20 华南理工大学 一种以煤和天然气为原料经合成气制烯烃的系统及工艺
CN106946637A (zh) * 2017-03-22 2017-07-14 中国石油大学(北京) 一种撬装式低碳烃生产甲烷的装置及工艺
CN108315523A (zh) * 2018-01-26 2018-07-24 中国科学院上海高等研究院 二氧化碳-甲烷自热重整生产直接还原铁的方法及系统
CN108456548A (zh) * 2018-06-06 2018-08-28 石玉林 一种沼气制油的模块化撬装式装置
CN109135796A (zh) * 2018-07-27 2019-01-04 北京嘉岳能源科技开发有限公司 一种以沼气为原料制取油品的方法
CN109880654A (zh) * 2019-02-01 2019-06-14 浙江天禄环境科技有限公司 一种利用低阶煤中挥发分费托合成蜡的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
乌云: "《煤炭气化工艺与操作》", 31 May 2013, 北京理工大学出版社 *

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