CN113648782B - 二氧化碳回收装置及二氧化碳回收方法 - Google Patents

二氧化碳回收装置及二氧化碳回收方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种二氧化碳回收装置及二氧化碳回收方法，属于二氧化碳回收技术领域，该装置包括通过管道相连的吸附装置、气液分离装置、储气装置和储液装置；吸附装置与驱油井的排气口连接，以通入油田混合气；吸附装置设置有吸附剂，吸附剂用于吸收混合气中的硫化氢，去除硫化氢后的油田混合气通入气液分离装置；气液分离装置用于分离去除硫化氢后的油田混合气得到超临界二氧化碳；储气装置与气液分离装置连通，用于储存去除硫化氢和二氧化碳后的剩余气体；储液装置与气液分离装置连通，用于储存超临界二氧化碳。该装置和方法能够高效去除油田混合气中的硫化氢，还能够直接分离得到超临界二氧化碳，并且二氧化碳的纯度和回收率高。

Description

二氧化碳回收装置及二氧化碳回收方法
技术领域
本申请涉及一种二氧化碳回收装置及二氧化碳回收方法，属于二氧化碳驱油技术领域。
背景技术
近些年来，二氧化碳混相驱油法逐渐成为主流，二氧化碳驱油法往往使用超临界二氧化碳与其他驱油剂配合，但使用二氧化碳驱油经常会出现气窜等问题，并且油田混合气中的二氧化碳含量逐年增高，直接排放二氧化碳违反了现在降低二氧化碳排放量和环保的发展主题，因此充分利用和回收油田混合气中的二氧化碳迫在眉睫。
中国专利CN104403710B-一种提高油田伴生气分离效率并回收二氧化碳的方法中使用压缩冷凝器、膜分离器进行石油伴生气的分离，其主要对轻烃组分和二氧化碳进行分离，但油田伴生气中的都会含有硫化氢和水蒸气，这些成分会影响甲烷等气体的分离，燃烧也会造成污染。
现有技术中对油田混合气中的硫化氢处理较少，去除效果较差，并且二氧化碳分离纯度不高，且无法直接应用于超临界二氧化碳驱油。
发明内容
为了解决上述问题，提供了一种二氧化碳回收装置及二氧化碳回收方法，该装置能够高效去除油田混合气中的硫化氢，还能够直接分离得到超临界二氧化碳，并且二氧化碳的纯度高；该方法通过使用改性活性炭并氧化聚乙烯醇基活性炭纤维组成吸附剂，高效稳定的吸收硫化氢和水蒸气，从而便于后续剩余气体的提纯分离，还通过控制混合气的温度和压力使二氧化碳变为超临界状态以液体形式流入储液装置，从而实现二氧化碳的分离提纯，并且得到的超临界二氧化碳能够直接应用于驱油。
根据本申请的一个方面，提出了一种二氧化碳回收装置，包括通过管道相连的吸附装置、气液分离装置、储气装置和储液装置；
所述吸附装置与驱油井的排气口连接，以通入油田混合气；所述吸附装置设置有吸附剂，所述吸附剂用于吸收所述混合气中的硫化氢，去除硫化氢后的油田混合气通入所述气液分离装置；所述气液分离装置用于分离去除硫化氢后的油田混合气得到超临界二氧化碳；所述储气装置与所述气液分离装置连通，用于储存去除硫化氢和二氧化碳后的剩余气体；所述储液装置与所述气液分离装置连通，用于储存超临界二氧化碳。
可选地，所述吸附装置包括吸附罐体和吸附管，所述吸附管设置在所述吸附罐体内，所述吸附管为螺旋式管道，其一端与驱油井的排气口连通，另一端与所述气液分离装置连通。
可选地，所述吸附管的内管壁与外管壁形成中空夹层，所述内管壁开设有通孔，所述吸附剂放置在所述中空夹层中。
具体地，所述通孔的孔径小于所述吸附剂的粒径。
可选地，所述气液分离装置包括温度控制装置、压力控制装置和分离罐体，所述分离罐体底部设置第一管道阀门，与所述储液装置通过管道连接，所述分离罐体顶部设置第二管道阀门，与所述储气装置通过管道连接。
可选地，所述温度控制装置和所述压力控制装置分别设置在所述分离罐体的外壁，分别用于控制所述分离罐体内的温度和压力，使二氧化碳气体变为超临界状态。
根据本申请的另一个方面，还提供了一种二氧化碳回收方法，使用上述任一所述的二氧化碳回收装置，将油田混合气通入吸附装置内，吸附装置内的吸附剂将油田混合气中的硫化氢吸附，去除硫化氢后的油田混合气通入气液分离装置，控制气液分离装置中的压力为7.3-7.5MPa，温度为32-35℃，使油田混合气中的二氧化碳变为超临界状态通入储液装置，剩余气体进入储气装置。
可选地，按照重量份数计，所述吸附剂由以下原料制备而成：硅藻土40-60份、活性炭40-60份、浸渍液60-80份、氧化剂30-50份和聚乙烯醇基活性炭纤维80-120份；所述浸渍液由碳酸钾溶液和碳酸钠溶液组成，所述碳酸钾溶液与所述碳酸钠溶液的体积比为（1-3）:1。
优选地，所述碳酸钾的浓度为2-4mol/L，所述碳酸钠溶液的浓度为1-3mol/L。
可选地，所述氧化剂由三氧化二铝、氧化镁和二氧化钛组成，所述三氧化二铝、所述氧化镁与所述二氧化钛的重量比为（2-4）：（1-3）：（1-4）。
可选地，所述吸附剂的制备方法包括以下步骤：
（1）将硅藻土和活性炭混合均匀，研磨至40-60目，加入浸渍液，浸渍2-4h，浸渍温度为50-90℃，烘干后在温度110-150℃下改性，改性时间为1-3h，冷却后得到混合物；
（2）将步骤（1）得到的混合物与氧化剂混合均匀，升温至80-120℃，加入聚乙烯醇基活性炭纤维，研磨至50-60目，置于马弗炉中在温度180-220℃下加热1-3h，冷却后得到所述吸附剂。
可选地，油田混合气的组成为：甲烷50%-60%，二氧化碳20%-30%，氮气8%-12%，硫化氢2%-5%，其余为水蒸气。
根据本申请的再一个方面，还提供了一种吸附助剂，本申请的吸附剂可以单独使用或配合吸附助剂使用，当与吸附助剂配合使用时，吸附剂与吸附助剂的重量比为4:1。
可选地，所述吸附助剂的孔径为1-50nm，比表面积为700-1500 m2/g，孔容为0.5-4cm3/g。
优选的，所述吸附助剂的孔径为2-25nm，比表面积为900-1400 m2/g，孔容为1.5-3cm3/g。
可选地，所述吸附助剂的孔径在10-20nm的占比大于60%，优选的，所述吸附助剂的孔径在10-20nm的占比大于70%，更优选为80%。在该范围内的孔越多，硫化氢的吸附点位与吸附量越大，可吸附较多的硫化氢。
可选地，所述吸附助剂的制备方法包括下述步骤：
S1：将重量比为（10-30）：（3-8）：1的N-羟乙基-N-甲基苄胺、对羧基苯乙烯酸和2-乙酰氨基丙烯酸发生酯化反应得到中间体溶液；
S2：向所述中间体溶液中加入N,N-亚甲基双丙烯酰胺和催化剂聚合至少8h，经纯化、干燥后得所述吸附助剂，其中N,N-亚甲基双丙烯酰胺与N-羟乙基-N-甲基苄胺的重量比为（2-10）:（5-20）。
可选地，所述N-羟乙基-N-甲基苄胺、对羧基苯乙烯酸和2-乙酰氨基丙烯酸的重量比为15:4:1。
可选地，所述N,N-亚甲基双丙烯酰胺与N-羟乙基-N-甲基苄胺的重量比为3:8。
所述溶剂为甲醇、无水乙醇、己烷、一氟甲烷、二氟甲烷、三氟甲烷、四氟化碳、苯、甲苯、二甲苯、乙醚、丙酮中的任意一种或多种。
可选地，所述催化剂为AlCl3、BF3、SbCl5、FeBr3、FeCl3、SnCl4、TiCl4、ZnCl2中的任意一种或多种。
可选地，步骤S1中，将所述N-羟乙基-N-甲基苄胺、对羧基苯乙烯酸和2-乙酰氨基丙烯酸溶于溶剂中，搅拌均匀，加入浓硫酸，升温至80-150℃，反应2-5h得所述中间体溶液。
可选地，步骤S2中，将所述中间体溶液降温至40-120℃，加入所述N,N-亚甲基双丙烯酰胺和催化剂在氮气下聚合8-24小时，经纯化干燥后得所述吸附助剂。
可选地，所述吸附助剂还包括氧化硅凝胶和纳米蒙脱土，在所述中间体溶液中加入纳米蒙脱土，在80-150℃下搅拌1h以上，随后加入N,N-亚甲基双丙烯酰胺、催化剂和氧化硅溶胶，搅拌并老化，再经纯化干燥后得到所述吸附助剂。
可选地，所述中间体溶液与所述氧化硅溶胶的重量比为（20-50）:（5-15），优选为20:5。
所述氧化硅溶胶的制备方法为：将硅源前驱物、有机溶剂和去离子水混合，然后加入水解剂，搅拌均匀即可，其中硅源前驱物、有机溶剂和去离子水的重量比为1:3:5，硅源前驱物为正硅酸甲酯和正硅酸乙酯的混合物，水解剂为硫酸，正硅酸甲酯和正硅酸乙酯的重量比为（5-10）:（2-5），优选为5:2。
所述溶剂为甲醇、无水乙醇、丙酮中的任意一种或多种。
可选的，所述干燥为冷冻干燥，并将冷冻干燥后的产物进行研磨后过筛得到所述吸附助剂。
可选地，所述纳米蒙脱土的重量占所述中间体溶液的5%-10%，优选为5%。少量的纳米蒙脱土不会堵塞吸附助剂的多孔结构，并且在后期的纯化及超声震荡洗涤过程中会除去一部分的纳米蒙脱土，除去的纳米蒙脱土的位置变为孔洞机构，该孔洞为硫化氢的吸附提供储存位置。
优选的，所述纳米蒙脱土为钙基蒙脱土。
优选的，所述钙基蒙脱土为经过有机铵盐插层剂改性处理后的纳米蒙脱土。
所述有机铵盐插层剂为摩尔比为5:1的十二烷基二甲基苯基溴化铵和十四烷基二甲基苯基溴化铵。
可选地，步骤（1）的温度为10-20℃，压力为2.5-4.0MPa，步骤（2）的温度为-40-10℃，压力为3.5-4.5MPa。
通过使用本申请的吸附助剂，其所使用的原料易得且毒性小，吸附助剂的分子链交联程度较高，微观上为多孔材料，为硫化氢的吸附提供更多的吸附点位，吸附后的硫化氢储存在吸附助剂的孔道内，升高温度后硫化氢自孔道内脱附，便于回收。
其分子链上含有叔胺和伯胺，且叔胺和伯胺的空间位阻较大，提高对硫化氢的吸附量，降低对二氧化碳的吸附量，从而可选择性将硫化氢从二氧化碳中分离出来，吸附回收的硫化氢纯度可达98.5%以上。
另外其分子链上含有苯环、酯基，能够增加分子链的刚性和稳定性，在较高的吸附与脱附温度下，依旧能够维持吸附助剂的孔道形状，确保吸附助剂的孔道结构不会发生坍塌，吸附助剂在多次循环利用之后不会发生表面变形。
加入少量的纳米蒙脱土，一是提高吸附助剂在微观上的稳定性，起到支架的作用，二是中间体溶液和N,N-亚甲基双丙烯酰胺反应时，一部分聚合产物会浸渍在纳米蒙脱土的表面和孔道内，因此硫化氢气体也能吸附在纳米蒙脱土内部；三是在高温下聚合，纳米蒙脱土内的气体会膨胀，降温冷却后产生一定的回缩，该回缩的空间在吸附助剂内形成均匀分布的孔结构，提高吸附助剂内的孔容积，可吸附更多的硫化氢。
还添加有氧化硅溶胶，氧化硅溶胶随着吸附助剂分子链的形成逐渐也变为凝胶，将溶剂吸在凝胶内，对反应产物和凝胶的混合体进行干燥后，能够提高吸附助剂孔洞的均匀性，提高孔径在10-20nm的占比，便于硫化氢的吸附。
本申请的有益效果包括但不限于：
1．根据本申请的二氧化碳回收装置，能够高效去除油田混合气中的硫化氢，其他气体的损耗少，还能够直接分离得到超临界二氧化碳，并且二氧化碳的纯度和回收率高；整个回收装置安装简单，运行成本低。
2．根据本申请的二氧化碳回收装置，通过设置吸附管为螺旋式管道，并在吸附管壁内设置中空夹层放置吸附剂，内管壁开设通孔，既延长了混合气与吸附剂的接触时间，又增加了混合气与吸附剂的接触面积，从而能够深度吸附油田混合气中的硫化氢。
3．根据本申请的二氧化碳回收方法，通过使用改性活性炭并氧化聚乙烯醇基活性炭纤维组成吸附剂，高效稳定的吸收硫化氢和水蒸气，从而便于后续剩余气体的提纯分离，还通过控制混合气的温度和压力使二氧化碳变为超临界状态以液体形式流入储液装置，从而实现二氧化碳的分离提纯，并且得到的超临界二氧化碳能够直接应用于驱油。
4．根据本申请的二氧化碳回收方法，通过使用碳酸钾溶液和碳酸钠溶液高温改性活性炭，使活性炭的表面负载一定数量的碱性基团，再通过加入三氧化二铝、氧化镁和二氧化钛组成的氧化剂使活性炭和硅藻土表面负载金属氧化物，增大吸附硫容，而混合气中的水蒸汽会附着在活性炭的表面，形成水膜，硫化氢会在水膜中被氧化催化为硫单质沉积在吸附剂中，从而实现高效去除硫化氢。
5．根据本申请的二氧化碳回收方法，通过使用三氧化二铝、氧化镁和二氧化钛组成的氧化剂使聚乙烯醇基活性炭纤维氧化，使聚乙烯醇基活性炭纤维表面极性增加，并使聚乙烯醇基活性炭纤维活化，丰富其微孔结构，增大与硫化氢的接触面积，吸附速度快。
6．根据本申请的二氧化碳回收方法，通过限定浸渍液和氧化剂的组分及比例，使得吸附剂能够最大化的吸附硫化氢，并减少二氧化碳的损耗，提高回收得到的二氧化碳纯度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本申请实施例涉及的二氧化碳回收装置示意图；
图2为本申请实施例涉及的吸附管横截面示意图。
具体实施方式
下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。
如无特别说明，本申请的实施例中的原料均通过商业途径购买，其中本申请中的聚乙烯醇基活性炭纤维的制备方法采用中国专利CN100400727C中的制备方法。
本申请的实施例中分析方法如下：以下实施例和对比例采用装置或分离方法不同，分别取各自最后分离得到的分离气，测定其中气体的组成和含量。
本申请的实施例中，利用傅里叶变换红外光谱仪对吸附剂和吸附助剂进行红外光谱分析，将所得的吸附剂和吸附助剂在室温下，采用衰减全反射模式进行测试分析。
实施例1 分离气1#和吸附剂1#的制备
本实施例采用的回收装置包括通过管道相连的吸附装置1、气液分离装置2、储气装置3和储液装置4；吸附装置1与驱油井的排气口连接，以通入油田混合气；吸附装置1设置有吸附剂123，吸附剂123用于吸收混合气中的硫化氢，去除硫化氢后的油田混合气通入气液分离装置2；气液分离装置2用于分离去除硫化氢后的油田混合气得到超临界二氧化碳；储气装置3与气液分离装置2连通，用于储存去除硫化氢和二氧化碳后的剩余气体；储液装置4与气液分离装置2连通，用于储存超临界二氧化碳。
具体地，吸附装置1包括吸附罐体11和吸附管12，吸附管12设置在吸附罐体11内，吸附管12为螺旋式管道，其一端与驱油井的排气口连通，另一端与气液分离装置2连通。
进一步地，吸附管12的内管壁与外管壁形成中空夹层121，内管壁开设有通孔122，吸附剂123放置在中空夹层121中。
具体地，气液分离装置2包括温度控制装置21、压力控制装置22和分离罐体23，分离罐体23底部设置第一管道阀门231，与储液装置4通过管道连接，分离罐体23顶部设置第二管道阀门232，与储气装置3通过管道连接。
作为一种未示出的实施方式，储气装置3与气泵连接，储液装置4与液泵连接。
进一步地，温度控制装置21和压力控制装置22分别设置在分离罐体23的外壁，分别用于控制分离罐体23内的温度和压力，使二氧化碳气体变为超临界状态。
本实施例采用的回收方法为将油田混合气通入吸附装置1内，吸附装置1内的吸附剂将油田混合气中的硫化氢吸附，去除硫化氢后的油田混合气通入气液分离装置2，控制气液分离装置2中的压力为7.4MPa，温度为34℃，使油田混合气中的二氧化碳变为超临界状态通入储液装置4，剩余气体进入储气装置3。
具体地，按照重量份数计，吸附剂1#由以下原料制备而成：硅藻土50份、活性炭50份、浸渍液70份、氧化剂40份和聚乙烯醇基活性炭纤维100份；浸渍液由碳酸钾溶液和碳酸钠溶液组成，碳酸钾溶液与碳酸钠溶液的体积比为2:1，二者浓度均为2mol/L。
氧化剂由三氧化二铝、氧化镁和二氧化钛组成，三氧化二铝、氧化镁与二氧化钛的重量比为3：2：2。
吸附剂1#的制备方法包括以下步骤：
（1）将硅藻土和活性炭混合均匀，研磨至50目，加入浸渍液，浸渍3h，浸渍温度为70℃，烘干后在温度120℃下改性，改性时间为2h，冷却后得到混合物；
（2）将步骤（1）得到的混合物与氧化剂混合均匀，升温至100℃，加入聚乙烯醇基活性炭纤维，研磨至50目，置于马弗炉中在温度200℃下加热2h，冷却后得到吸附剂1#。
最后取500ml储气装置3中的气体作为分离气1#。
实施例2 分离气2#和吸附剂2#的制备
本实施例所使用的回收装置与实施例1中相同，回收方法的区别在于：
按照重量份数计，吸附剂2#由以下原料制备而成：硅藻土40份、活性炭40份、浸渍液60份、氧化剂30份和聚乙烯醇基活性炭纤维80份；
浸渍液由碳酸钾溶液和碳酸钠溶液组成，碳酸钾溶液与碳酸钠溶液的体积比为1:1。
氧化剂由三氧化二铝、氧化镁和二氧化钛组成，三氧化二铝、氧化镁与二氧化钛的重量比为2：1：1。
吸附剂2#的制备方法包括以下步骤：
（1）将硅藻土和活性炭混合均匀，研磨至40目，加入浸渍液，浸渍2h，浸渍温度为50℃，烘干后在温度110℃下改性，改性时间为1h，冷却后得到混合物；
（2）将步骤（1）得到的混合物与氧化剂混合均匀，升温至80℃，加入聚乙烯醇基活性炭纤维，研磨至50目，置于马弗炉中在温度180℃下加热1h，冷却后得到吸附剂2#。
最后取500ml储气装置3中的气体作为分离气2#。
实施例3 分离气3#和吸附剂3#的制备
本实施例所使用的回收装置与实施例1中相同，回收方法的区别在于：
按照重量份数计，吸附剂3#由以下原料制备而成：硅藻土60份、活性炭60份、浸渍液80份、氧化剂50份和聚乙烯醇基活性炭纤维120份；
浸渍液由碳酸钾溶液和碳酸钠溶液组成，碳酸钾溶液与碳酸钠溶液的体积比为3:1。
氧化剂由三氧化二铝、氧化镁和二氧化钛组成，三氧化二铝、氧化镁与二氧化钛的重量比为4：3：4。
吸附剂3#的制备方法包括以下步骤：
（1）将硅藻土和活性炭混合均匀，研磨至60目，加入浸渍液，浸渍4h，浸渍温度为90℃，烘干后在温度150℃下改性，改性时间为3h，冷却后得到混合物；
（2）将步骤（1）得到的混合物与氧化剂混合均匀，升温至120℃，加入聚乙烯醇基活性炭纤维，研磨至60目，置于马弗炉中在温度220℃下加热3h，冷却后得到吸附剂3#。
最后取500ml储气装置3中的气体作为分离气3#。
实施例4 分离气4#和吸附剂4#的制备
本实施例与实施例1的不同之处在于，吸附剂4#由吸附剂1#和吸附助剂组成，吸附剂1#与吸附助剂的重量比为4：1，其他均与实施例1相同，最后取500ml储气装置3中的气体作为分离气4#。
对比例1 对比分离气1#
本实施例所采用的回收方法和吸附剂与实施例1相同，回收装置的区别在于：本实施例的吸附管12不采用螺旋式管道，采用普通直通管，并且不设置中空夹层121，采用现有技术中吸附剂铺设在管道底部，最后取500ml储气装置3中的气体作为对比分离气1#。
对比例2 对比分离气2#
本实施例所采用的回收方法和吸附剂与实施例1相同，回收装置的区别在于：本实施例采用PDMS膜和PEI膜对去除硫化氢的混合气（成分为甲烷、氮气和二氧化碳）进行分离，分离得到二氧化碳组分和甲烷/氮气组分，取500ml甲烷/氮气组分中的气体作为对比分离气2#。
对比例3 对比分离气3#
本实施例所采用的回收装置与实施例1相同，回收方法步骤，但采用了不同的吸附剂，本实施例采用的吸附剂为氧化铁，取500ml储气装置3中的气体作为对比分离气3#。
对比例4 对比分离气4#
本实施例所采用的回收装置与实施例1相同，回收方法步骤，吸附剂的制备方法不同，本实施例采用的浸渍液由碳酸钾溶液和碳酸钠溶液组成，碳酸钾溶液与碳酸钠溶液的体积比为6:1，二者浓度均为2mol/L，其他均与实施例1相同。
取500ml储气装置3中的气体作为对比分离气4#。
对比例5 对比分离气5#
本实施例所采用的回收装置与实施例1相同，回收方法步骤，吸附剂的制备方法不同，本实施例采用的氧化剂由三氧化二铝和氧化镁组成，三氧化二铝与氧化镁的重量比为5：1。
取500ml储气装置3中的气体作为对比分离气5#。
对比例6 对比分离气6#
本实施例所采用的回收装置与实施例1相同，回收方法步骤，吸附剂的制备方法不同，本实施例不使用聚乙烯醇基活性炭纤维。
取500ml储气装置3中的气体作为对比分离气5#。
实施例5 气体组分和含量分析
1.测试条件：采用安捷伦HP6890分析仪，分离柱为13x分子筛柱分离柱，色谱柱温度为50℃。
2.测试步骤：将分离气1#-4#和对比分离气1#-6#分别进样，测定其是否含有二氧化碳或硫化氢以及二氧化碳和硫化氢含量，各分离气的结果如表1所示。
表1 分离气的测试结果
含量（%）序号 二氧化碳 硫化氢
分离气1# 0 0.05
分离气2# 0 0.08
分离气3# 0 0.1
分离气4# 0 0
对比分离气1# 0 5.7
对比分离气2# 6.2 0.4
对比分离气3# 0 13.2
对比分离气4# 0 3.3
对比分离气5# 0 6.9
对比分离气6# 0 14.4
结果表明，采用本申请所限定的回收装置、回收方法和吸附剂，能够几乎完全脱除硫化氢，也满足了后续气体处理的要求，并且能够实现甲烷、氮气和二氧化碳的完全分离，分离效率高，效果优异，使用吸附助剂配合后能够实现完全脱除硫化氢。
对比例1中采用的吸附管12与实施例1不同，吸附剂的布置方式也不同，最终结果显示对比分离气1#中含有5.7%的硫化氢，表明硫化氢吸附不完全。
对比例2中采用的为膜分离甲烷/氮气和二氧化碳，最终气体含有6.2%的二氧化碳，表明分离效果不好，无法将二氧化碳与甲烷/氮气完全分离。
对比例3-6中分别采用与实施例1不同的吸附剂或不同吸附剂的制备方法，结果表明最终分离气中均含有一定比例的硫化氢，表明硫化氢吸附不完全。
实施例5 二氧化碳回收率测定
首各实施例和对比例通入1L油田混合气，分别测定通入的各油田混合气中二氧化碳的含量，计算得到其质量，在同等温度和压力下再分别测定各实施例1-4和对比例1-6分离后所最终得到的二氧化碳的质量，得到二氧化碳回收率，各实施例和对比例的结果如表2所示。
表2 二氧化碳回收率
回收率（%）序号 二氧化碳回收率
实施例1 99.8
实施例2 99.7
实施例3 99.6
实施例4 98.8
对比例1 93.7
对比例2 87.3
对比例3 90.1
对比例4 93.4
对比例5 92.0
对比例6 89.2
结果表明，采用本申请所限定的回收装置、回收方法和吸附剂，二氧化碳分离效率高，回收率高，均在99%以上，效果优异，其中使用吸附剂和吸附助剂后二氧化碳的回收率会受到一定的影响，因为吸附助剂虽然会提高对硫化氢的吸附能力，但会吸收少部分的二氧化碳，本领域技术人员根据实际需求进行权衡选择。
对比例1中采用的吸附管与实施例1不同，吸附剂的布置方式也不同，最终结果显示二氧化碳有所损失，回收率一般。
对比例2中采用的为膜分离甲烷/氮气和二氧化碳，分离效果差，最终回收率为87.3%，二氧化碳损耗较大。
对比例3-6中分别采用与实施例1不同的吸附剂或不同吸附剂的制备方法，结果表明二氧化碳会在吸附剂中有所损失，回收率一般。
以上，仅为本申请的实施例而已，本申请的保护范围并不受这些具体实施例的限制，而是由本申请的权利要求书来确定。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的技术思想和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种二氧化碳回收装置，其特征在于，包括通过管道相连的吸附装置、气液分离装置、储气装置和储液装置；
所述吸附装置与驱油井的排气口连接，以通入油田混合气；所述吸附装置设置有吸附剂，所述吸附剂用于吸收所述混合气中的硫化氢，去除硫化氢后的油田混合气通入所述气液分离装置；所述气液分离装置用于分离去除硫化氢后的油田混合气得到超临界二氧化碳；所述储气装置与所述气液分离装置连通，用于储存去除硫化氢和二氧化碳后的剩余气体；所述储液装置与所述气液分离装置连通，用于储存超临界二氧化碳；
所述吸附装置包括吸附罐体和吸附管，所述吸附管设置在所述吸附罐体内，所述吸附管为螺旋式管道，其一端与驱油井的排气口连通，另一端与所述气液分离装置连通；所述吸附管的内管壁与外管壁形成中空夹层，所述内管壁开设有通孔，所述吸附剂放置在所述中空夹层中；
所述吸附剂由以下原料制备而成：硅藻土40-60份、活性炭40-60份、浸渍液60-80份、氧化剂30-50份和聚乙烯醇基活性炭纤维80-120份；
所述浸渍液由碳酸钾溶液和碳酸钠溶液组成，所述碳酸钾溶液与所述碳酸钠溶液的体积比为（1-3）:1；所述氧化剂由三氧化二铝、氧化镁和二氧化钛组成，所述三氧化二铝、所述氧化镁与所述二氧化钛的重量比为（2-4）：（1-3）：（1-4）；
所述吸附剂的制备方法包括以下步骤：
（1）将硅藻土和活性炭混合均匀，研磨至40-60目，加入浸渍液，浸渍2-4h，浸渍温度为50-90℃，烘干后在温度110-150℃下改性，改性时间为1-3h，冷却后得到混合物；
（2）将步骤（1）得到的混合物与氧化剂混合均匀，升温至80-120℃，加入聚乙烯醇基活性炭纤维，研磨至50-60目，置于马弗炉中在温度180-220℃下加热1-3h，冷却后得到所述吸附剂。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述气液分离装置包括温度控制装置、压力控制装置和分离罐体，所述分离罐体底部设置第一管道阀门，与所述储液装置通过管道连接，所述分离罐体顶部设置第二管道阀门，与所述储气装置通过管道连接。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述温度控制装置和所述压力控制装置分别设置在所述分离罐体的外壁，分别用于控制所述分离罐体内的温度和压力，使二氧化碳气体变为超临界状态。
4.一种二氧化碳回收方法，其特征在于，使用权利要求1-3中任一所述的二氧化碳回收装置，将油田混合气通入吸附装置内，吸附装置内的吸附剂将油田混合气中的硫化氢吸附，去除硫化氢后的油田混合气通入气液分离装置，控制气液分离装置中的压力为7.3-7.5MPa，温度为32-35℃，使油田混合气中的二氧化碳变为超临界状态通入储液装置，剩余气体进入储气装置。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，油田混合气的组成为：甲烷50%-60%，二氧化碳20%-30%，氮气8%-12%，硫化氢2%-5%，其余为水蒸气。
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