CN1694753A - 高压气体处理装置和方法 - Google Patents

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Abstract

所构思的设备包括酸性气体排除装置(102)，它能接收来自注入气体压缩机(107)的压缩气体，其中，在所述酸性气体排除装置(102)中，在接近或高于管道压力的压力下排出所述压缩气体中的酸性气体。

Description

高压气体处理装置和方法
技术领域
本发明的领域是气体处理，特别是，本发明涉及在高压下处理气体，并且将高压气体输送到销售气体管道和注入井。
背景技术
很多油气层包括大量与原油和烃冷凝物相关的气体。为了生产用于进一步加工的液态烃部分，在油/气生产装置中将所述相关气体与所述液态烃分离，所述相关气体通常被重新注入所述油气层。
其中，所述油/气生产装置比较接近消费者，所述相关气体的至少一部分可以按照消费者的要求作进一步的处理。另一方面，在所述相关气体的销售或其他商业用途并不节省成本时，所述相关气体通常被注入合适的地层，以便保持石油生产的较稳定的速度。另外，油/气生产装置可以将一部分相关气体的销售与所述相关气体的另一部分的注入组合在一起。不过，由于所述注入压力通常比所述销售气体压力高得多(例如，1500psi(磅/平方英寸)-3000psi以上)，通常需要独立的注入气体压缩机和销售气体压缩机。另外，石油生产速度在很大程度上取决于所述销售气体需求。因此，当所述销售气体需求减少时，生产较少的相关气体，以便降低石油生产速度。为了至少规避与较低的销售气体速度相关的一些问题，可以将多余的相关气体燃烧掉，以便保持液体烃的较高的生产速度。不过，相关气体的燃烧会造成环境问题。
其他问题包括，用相关气体生产销售气体的较高的成本，对相关气体的商业应用具有负面影响。例如，在大多数用于销售气体生产的处理相关气体的已知处理方法中，首先处理所述相关气体，以便排除酸性气体，然后脱水，并最终压缩到所述销售气体压力。另外，在寒冷的天气环境下，还必须冷冻所述销售气体，以便保护所述永久冻结带。所述方法是比较昂贵的，特别是当现有注入气体压缩设备被转变成销售气体压缩时更是如此(例如，注入气体压缩机的再次旋转通常是困难的，并且，通常需要使所述设备的至少一部分停机)。所述油/气生产装置的问题，通常因为使用用于排除酸性气体的活化胺而复杂化。活化胺溶剂通常需要充分加热和冷却，以便吸收和再生，从而增加了大量的成本和能量消耗。另外，活化胺溶剂由于它们的含水量高而容易冻结。
因此，尽管用于分离和加工各种烃材料的各种装置和方法在本领域中是公知的，仍然存在很多问题，特别是当这些装置和方法从相关气体注入模式升级到组合模式时更是如此，在组合模式下，对所述相关气体的至少一部分进行加工，并且销售给消费者。因此，仍然需要改进的气体加工装置和方法。
发明内容
本发明涉及气体处理设备和方法，其中，气体，最好是相关气体的酸性气体组分是在等于或接近管道压力的压力(例如，大约1500psig(磅/平方英寸表压)-大约2500psig)下排除的。在特别优选的装置和方法中，在大体上可变的销售气体流量下，可以将相关气体的流量(以及未加工的烃产品的流量)保持大体上稳定。
在本发明主题的一方面，一种设备包括酸性气体排除装置，它接收来自注入气体压缩机的压力高于管道压力的脱水的和C5+耗尽的一部分气体，其中，所述脱水的和C5+耗尽的气体包括销售气体和酸性气体，并且，其中，所述酸性气体是在所述酸性气体排除装置中通过物理或化学溶剂排除的。在更优选的装置中，所述脱水的和C5+耗尽的气体(更优选C4+耗尽的气体)的二氧化碳含量至少为10mol％，水露点大约为-40°F，而所述物理溶剂选自下列组：碳酸丙二酯，吗啉溶剂，和聚乙二醇二甲基乙醚，并且所述化学溶剂包括MDEA(例如，活化的MDEA)或其他合适的胺。
在所述装置中，所述管道压力至少为2300psig(磅/平方英寸表压)，和/或所述脱水的和C5+耗尽的气体的压力被降低(例如，通过涡轮扩展机)到接近管道压力，然后，在所述酸性气体排除装置中排除所述酸性气体。因此，应当理解的是，所述酸性气体排除装置在低于所述管道压力的压力下工作。在其他优选方面，离开所述酸性气体排除装置的所述C5+耗尽的气体通过所述涡轮扩展机产生的动力压缩到所述管道压力，并且，离开所述酸性气体排除装置的所述C5+耗尽的气体可以被用作制冷剂。在其他相关的装置中，所述设备还可以包括旁路，它能接收来自所述注入气体压缩机的压力高于管道压力的所述脱水的和C5+耗尽的气体的一部分，其中，所述脱水的和C5+耗尽的气体的所述部分被注入储油气层(所述脱水的和C5+耗尽的气体的所述部分可以占到所述脱水的和C5+耗尽的气体的总流量的100％)。正如下面所披露的其他相关的装置那样，一般优选的是，通过所述酸性气体排除装置排除的所述酸性气体被压缩并且注入储油气层。
在本发明主题的另一方面，一种设备可以包括注入气体压缩装置，它能接收包括酸性气体的脱水气体，并且将所述脱水气体压缩到注入压力，以便形成压缩气体，其中，酸性气体排除装置接收所述压缩气体的第一部分，其中，利用物理或化学溶剂，在所述所述酸性气体排除装置中，至少在管道压力下，将所述酸性气体的至少一些排除，以便形成销售气体，并且，其中，将所述销售气体输送到管道，所述排除的酸性气体被压缩并且注入储油气层，并且，其中，选择性地将所述压缩气体的第二部分注入所述储油气层，以便处理或增加油的回收。对于所述脱水气体来说，所述销售气体管道压力，以及所述物理或化学溶剂来说，可以采用与上述相同的构思。
在本发明主题的另一方面，一种设备可以包括烃源，它是在生产速度下提供未加工的烃产品和包括销售气体和酸性气体的相关气体，并且，包括注入气体压缩装置，它能接收并且压缩所述相关气体的至少一部分，以便产生压缩的相关气体。所构思的设备还包括酸性气体排除装置，该装置是与所述注入气体压缩装置流体连接的，并且通过JT阀或涡轮扩展机接收所述压缩的相关气体的至少一部分，和与所述注入气体压缩装置流体连接的旁路，以便接收所述压缩的相关气体的一部分，从而使得所述未加工的烃产品的生产速度独立于所述销售气体的流量。在不局限于本发明主题的前提下，一般优选的是，所述设备还包括油/气生产装置，其中，所述相关气体是脱水的和C5+耗尽的，以便形成处理过的气体，它的二氧化碳含量至少为10mol％，水露点大约为-40°F。另外，一般优选的是，所述注入气体压缩装置将所述处理过的气体压缩到高于销售气体管道压力的压力(例如，大约3500psig)。因此，应当理解的是，所述酸性气体排除装置可以在等于或低于销售气体管道压力的压力下工作。
通过以下结合附图进行的对本发明优选实施方案的详细说明，可以更好地理解本发明的各种目的，特征，方面和优点。
附图说明
图1是现有装置的示意图，具有并列的独立的注入气体压缩装置和销售气体处理和压缩装置，其中，胺处理装置在销售气体压缩机的上游；
图2是典型装置的示意图，其中，在集成的注入气体压缩装置之后，在高压下通过物理溶剂吸收方法进行销售气体处理；
图3是典型装置的示意图，其中，在集成的注入气体压缩装置之后，在中等压力下通过物理溶剂吸收方法进行销售气体处理；和
图4是典型装置的示意图，其中，在集成的注入气体压缩装置之后，在中等压力下采用化学溶剂吸收/气体脱水方法进行销售气体处理。
具体实施方式
本发明人发现可以用高压(例如，大于3500psig)相关气体生产销售气体，其中，将酸性气体从压力接近或高于中等压力和高压气体管道的压力的所述相关气体中排除。所构思的装置和方法是特别有用的，其中油/气生产装置具有喷射压缩机，并且被翻新改进，以便用所述相关气体的至少一部分生产销售气体。
本文所使用的术语″相关气体″表示气态烃，主要含有C1-C4成分，它们是与原油一起从天然油气层中采出的。相反，本文所使用的术语″销售气体″表示处理过的气体，它是通过从所述相关气体中排除一部分所述酸性气体而从相关气体中生产的。不过，应当理解的是，所述销售气体还可以被处理，以便尤其是排除水，芳香化合物和/或含硫化合物等。
同样在本文中，术语″中等压力″表示在大约1200psig-大约1700psig范围内的压力，而术语″高压″表示在大约2200psig-大约2700psig和更高的压力。在本文中，术语″大约″在与数字组合使用时，表示所述数字的绝对误差小于或等于10％，除非另有说明。另外，例如，术语″大约1000psig″包括从900psig(包括900psig)到1100psig(包括1100psig)范围。
为了说明本发明的装置和方法相比现有方法的具体优点和差别，提供了图1所示的现有技术，其中，加工设备具有一种装置，它具有并列的独立的注入气体压缩装置，和销售气体处理/压缩装置，并且，其中，胺处理装置在销售气体压缩机的上游。在这里，输入的气体(气流1)是来自原油生产设备的相关气体，典型的流量为大约8BSCFD，并且，输入压力为大约600psig。首先，在液体回收装置101中对输入气体进行处理，其中，将输入气体脱水到-40°F的水露点，并且，其中，排除了大部分C5+成分。所述液体回收装置通常使用贫油吸收装置，以便排出较重的烃，它是作为气流2被采出的。
来自所述液体回收装置的如此形成的C5+耗尽的气体(气流3)被分成两部分，气流4和5，它们被分别用于气体注入和用于销售气体生产。气流4的流量大约为4BSCFD，并且，通过所述注入气体压缩机107进行压缩，以便形成压力为3800psig的气流9，以便注入所述储油气层(单独，或者在与压缩的二氧化碳混合之后作为气流10)。对流量为4BSCFD的气流5进行处理，以便在酸性气体排除装置102中排除二氧化碳，该装置在大约600psig的压力下工作，它通常采用活化的MDEA吸收工艺。术语″活化的MDEA″表示包括MDEA(甲基二乙醇胺)和至少一种伯胺和/或仲胺或哌嗪的溶剂。离开所述酸性气体排除装置的处理过的气体(气流6)通常是用来自所述吸收工艺的水饱和的。销售气体脱水装置104排除了大部分水，以便形成处理过的和脱水的销售气体气流11，通过销售气体压缩机105将该气流加压到大约2500psig(其中，采用了高压管道)。离开所述销售气体压缩机的压缩的销售气体12通常的温度为大约100°F，在寒冷环境下，它通常还需要在销售气体制冷装置106中冷却到大约30°F，以便保护永久冻结层。然后通过气流13将由此冷却和压缩的销售气体输送到高压管道。在二氧化碳喷射压缩机103中干燥并且压缩所述二氧化碳气流(气流7)，以便形成用于注入所述储油气层的气流8，通常压力为3800psig(并且通常与压缩的相关气流9组合)。
特别应当理解的是，所述活化的MDEA吸收方法需要充分加热并且冷却，以便进行溶剂再生。另外，来自MDEA吸收装置的水损失是较高的，因为处理过的气体(气流6)和二氧化碳气流(气流7)充满了水。因此，需要较大量的补充水，以便保持适当的溶剂浓度。
另外，应当理解的是，在所述装置中(使用平行的注入气体和销售气体压缩)，注入气体分支(气流4)和/或所述销售气体分支(气流5)的流量波动，会对所述相关气体的总流量产生负面影响。因此影响总的石油生产速度。通常，所述注入气体分支的流量是相对稳定的。因此，波动，特别是所述销售气体市场的下降(以及销售气体生产的相应的下降)，会降低所述相关气体的流量，并因此降低石油生产速度(导致产品收入的显著减少)。
相反，如图2所示，油/气生产装置具有典型的结构，其中，在注入气体压缩之后，是销售气体处理装置，采用高压物理溶剂吸收工艺，以便使所述相关气体的流量独立于销售气体的生产速度。对于输入气体1和液体回收装置101来说，可以采用上述相同的结构和考虑。因此，C5+液态气流2通过液体管道离开所述设备。
不过，应当理解的是，离开所述液体回收装置的气流3(大约600psig)通常不会分流成销售气体分支和注入气体分支。因此，来自所述液体回收的干燥的和C5+耗尽的气体(气流3)的全部或几乎全部的总流量，是在所述注入气体压缩机107中压缩的，将气体压力从大约600psig提高到大约3800psig，以便形成压缩气流4。然后将压缩气流4分成至少两股气流9(注入气体分支)和5(销售气体分支)。在正常工作条件下，气流9以4BSCFD的流量直接发送到注入容器。不过，应当理解的是，所述注入气体流可以改变，并且可以在所述销售气体市场需求下降时提高到8BSCFD。
气流5的流量通常为4BSCFD，在JT阀106中将压力降低到2510psig。通过Joule-Thomson效应将所述减压的气体(气流6)冷却到大约76°F，并且输入酸性气体排除装置102，该装置使用物理溶剂(例如，FLUOR SOLVENTTM)在大约2500psig的压力下进行二氧化碳排除作业。以气流7的形式离开所述酸性气体排除装置的二氧化碳在压缩机103中进一步压缩成压力接近注入压力的压缩气流8。然后可以将如此形成的压缩的二氧化碳气流与所述注入气体气流9合并，以便形成被注入到所述油气层(即，烃储油气层)中的气流10。
特别应当理解的是，与所有或几乎所有已知胺的加工不同，相关的装置在较高压力下用物理溶剂(或包括物理溶剂的溶剂)工作，当所述酸性气体排除是在较高压力下进行时是特别有利的，因为物理溶剂的富含溶剂的加载，相对输入气流中所述酸性气体的分压成比例地增加(Henry′s定律)。因此，高的酸性气体的分压是特别有利的。因为它会减少总的溶剂循环和能量消耗。
另外，应当理解的是，物理溶剂再生通常不需要额外的加热，因为所述溶剂可以通过压力降低再生，并且在所述米溶剂上蒸发。另外，快速的溶剂再生通过Joule-Thomson效应提供了对所述溶剂的冷却，因此，同时排除了所述酸性气体的吸收热量。因此，相关装置的外部冷却减少了，并且甚至可以完全取消。
还应当理解的是，很多物理溶剂(例如，FLUOR SOLVENTTM)是无水溶剂，并且，这种溶剂通常是疏水性的。因此，来自所述溶剂处理装置的处理过的气体是比较干燥的，并可能因此不需要额外的脱水，这种脱水处理通常是已知胺型系统所必须的。另外，由于在所述快速再生过程中较低的温度作业，所述处理过的气体可能处在较低温度下，该温度能够在寒冷气候作业时通过销售气体管道输送，而无须进行进一步的销售气体制冷。
因此，使用根据本发明主题构思的结构，从所述输入气体中排除相关气体可以保持在较稳定的速度下，并因此不取决于销售气体市场需求。当所述销售气体市场需求较小时，更多的气体会通过旁路进入所述注入井，保持所必须的气体排除速度。结果，所构思的工艺能够独立于所述销售气体市场并且保持稳定地进行原油生产。
另外，特别是当所述销售气体以中等压力(例如，1500psig)输入销售气体管道时，构思这样的装置，其中，在注入气体压缩之后是销售气体处理装置，该装置使用中等压力的物理溶剂吸收方法。图3表示一种示范装置，其中，来自所述注入压缩机的所述压缩气体的一部分用物理溶剂处理，以便排除所述酸性气体的至少一部分。在这里，对于输入气体1和液体回收装置101来说，采用上述相同的结构和条件。因此，C5+液态气流2通过液体管道离开所述设备。
正如在上面的图2中业已示出的，离开所述液体回收装置的气流3(大约600psig)通常不分流到销售气体分支和注入气体分支中。因此，来自所述液体回收装置的干燥的和C5+耗尽的气体的所有或几乎所有的总流(气流3)在所述注入气体压缩机107中压缩，将气体压力从大约600psig提高到大约3800psig，以便形成压缩气流4。然后将压缩气流4分成至少两股气流9(注入气体分支)和5(销售气体分支)。
然后通过在涡轮扩展机108中减压使压力降低，所述扩展机108能产生压力为1500psig和10°F的膨胀气体(气流14)。将所述膨胀气体输入所述酸性气体排除装置，该装置使用物理溶剂在大约1500ps ig下进行酸性气体吸收作业。另外，物理溶剂工艺的使用，与前面所披露的已知胺处理工艺相比具有多种优点。另外，在所述装置中，所述膨胀气体气流14的温度为大约10°F，以便进一步减少所述物理溶剂吸收工艺对冷却的需求。来自酸性气体排除装置102的所述处理过的气体(气流15)压力通常为大约1490psig，温度为-20°F，其中，将气流15的制冷剂成分用于在热回收交换器109中冷却来自扩展机/压缩机的二次冷却器110的输出气流19。来自交换器109的加热的气体流17通过扩展机压缩机108进一步加压到2500psig，并且通过二次冷却器110冷却，以便形成气流19，通过热交换器109将它进一步冷却到温度为30°F的气流13。
所述装置还可(选择性地或补充性地)用于生产中等压力(例如，大约1500psig)的第二种销售气流(气流18)，该气流可以在所述扩展机压缩机108之前，直接由所述酸性气体排除装置生产。对于所述输入气体组成和体积流量来说，采用上述相同的考虑。从所述酸性气体排除装置102中排除的所述酸性气体，以气流7的形式离开所述排除装置，例如，通过喷射压缩机103压缩，以便注入油气层。正如在图2中业已示出的，压缩的气流8的气体可以与所述压缩的注入气流9合并。
在所述装置中，气流注入和销售气体生产，是采用涡轮扩展机进行的，它使得所述物理溶剂吸收装置可以在低于所述销售气体管道压力的压力下工作(物理溶剂处理的最佳吸收压力取决于若干种因素，例如，在输入气体中所述酸性气体的浓度，所述溶剂的物理和化学特性，以及在溶剂吸收器内，在工作压力下的热量和质量传递)。因此，最佳结构和操作所需要的压力还可以低于所述销售气体压力(例如，大约1500psig或更低)。
另外，如图3所示的所构思装置具有与如图2所示所构思装置大体上相同的优点，并且具体优点包括所述相关气体的较稳定的排除速度，该速度大体上独立于所述销售气体市场需求。例如，当所述销售气体市场低迷时，更多的相关气体通过旁路进入注入井，结果，尽管销售气体市场在持续变化，所构思工艺可以进行相对稳定的原油生产。
另外，可以对所构思的装置进行改进，以便将化学溶剂用于销售气体排除(例如，使用活化的和/或调配的MDEA)。图4表示一种示范装置，其中，来自所述注入压缩机的所述压缩气体的一部分用活化的MDEA溶剂处理，以便排除所述酸性气体的至少一些。在这里，对于输入气体1和液体回收装置101来说，可以采用上述相同的结构和设计。因此，C5+液态气流2通过液体管道离开所述设备。
离开所述液体回收装置的气流3(大约600psig)通常不分成销售气体分支和注入气体分支。因此，在所述注入气体压缩机107中，对来自所述液体回收装置的干燥的和C5+耗尽的气体(气流3)的所有或几乎所有的总流进行加压，将气体压力从大约600psig提高到大约3800psig，以便形成压缩气流4。然后压缩气流4分成至少两股气流9(注入气体分支)和5(销售气体分支)。
在涡轮扩展机108中，通过减压降低气流5的压力，所述扩展机能产生压力为大约1500psig，温度为10°F的膨胀气体。然后可以将所述膨胀气体(气流14)的制冷剂成分用于提供对来自扩展机压缩机二次冷却器110的输出气流的气流19的冷却。在交换器109上，将气流19冷却到30°F(气流13)，以便进行管道运输，同时，将气流14加热到大约100°F-130°F(气流20)，然后输入所述酸性气体排除装置102，该装置102在大约1500psig的压力下工作。当然，应当理解的是，进入所述胺吸收器的输入温度可以通过这种交换装置改变，以便满足所述溶剂化学和物理特性，在所述吸收器中的浓度以及热量和质量的传递性能等的最佳工作条件要求。
与酸性气体排除装置中的其他胺(伯胺或仲胺)相比，活化的MDEA的使用，通常需要较少的循环，加热和冷却作业，因为事实上可以通过用MDEA获得较高的胺负荷。不过，与前面的装置中的所述物理溶剂处理相比，活化的MDEA处理在较高温度下工作，并且需要更高的加热和冷却作业。另外，来自所述MDEA吸收器的所述处理过的气体充满水，并且，在通过扩展机压缩机108加压到管道压力之前，需要进一步的气体脱水(以便避免在管道中冷凝)。
这种装置还可(选择性地或补充性地)用于生产中等压力(例如，大约1500psig)的第二种销售气体(气流18)，它可以在所述扩展机压缩机108中直接用所述酸性气体排除装置生产(例如，来自气流15)。来自酸性气体排除装置102的所述处理过的气体(气流17)随后被压缩到需要的高压(在这里为大约2500psig)。对于所述输入气体组分和体积流量来说，可以采用上述相同的考虑。从所述酸性气体排除装置102中排除的所述酸性气体，以气流7的形式离开排除装置，并且干燥和通过二氧化碳喷射压缩机103压缩，以便注入所述油气层。正如在图2中业已示出的，压缩的酸性气流8可以与所述压缩的注入气流9合并，以便形成合并的注入气流10。
在所述装置中，气体注入和销售气体生产，是使用涡轮扩展机完成的，它使得MDEA吸收装置可以在低于所述销售气体管道的管道压力下工作。(MDEA工艺的最佳吸收压力取决于若干因素，包括输入气体中所述酸性气体的浓度，所述溶剂的物理和化学特性，以及在溶剂吸收器内，在工作压力下的热量和质量传递等)。因此，最佳结构和操作所需要的压力，还可以低于所述销售气体压力(大约1500psig或更低)。
特别应当理解的是，如图4所示的所构思装置与图2或图3所示相关装置具有大体上相同的优点。其中，所述相关气体的排除速度大体上独立于所述销售气体市场需求。例如，当所述销售气体市场较小时，更多的相关气体被通过旁路进入注入井。结果是，所构思的工艺可以进行相对稳定的原油生产，尽管销售气体市场在持续的改变。
对于气体流(气流1)来说，通常构思的是，各种天然和合成气体是合适的。不过，特别优选的气体包括来自石油生产的在业已排除了C5+成分之后的相关气体，特别是这样的相关气体：其二氧化碳含量至少大约为5mol％，更常见的是至少大约10mol％，最常见的是至少10-20mol％。因此，特别合适的输入气流包括来自位于阿拉斯加，挪威，东南亚，和墨西哥湾的油气田的天然气输入气流。在下面的表格中提供了典型的输入气体组成：
  成分   MOL％
  N2   0.6
  CO2   14.50
  H2S   100ppm
  C1   78.3
  C2   4.9
  C3   1.4
  C4   0.2
  C5+   0.1
类似地，可以将各种物理溶剂用于所构思的装置中，并且，通常构思在所述酸性气体排除装置中的溶剂可以具有或不具有对特定酸性气体的专一性。因此，特别合适的溶剂包括FLUOR SOLVENTTM(碳酸丙二酯)，MORPHYSORBTM(吗啉溶剂)，和SELEXOLTM(聚乙二醇二甲基乙醚)。特别适用于相关装置的其他酸性气体排除溶剂包括活化的MDEA，调配的MDEA和其他胺溶剂。
因此，构思在本发明主题的一个方面，一种设备可以包括酸性气体排除装置，它能接收来自注入气体压缩机的压力高于管道压力(例如，至少2300psig的高压管道)的所述脱水的和C5+耗尽的气体的一部分，其中，所述脱水的和C5+耗尽的气体包括销售气体和酸性气体，并且，其中，所述酸性气体是通过所述酸性气体排除装置中的物理溶剂或化学溶剂排除的。
在所述设备的特别优选的方面，所述脱水的和C5+耗尽的气体的二氧化碳含量至少为10mol％，水露点大约为-40°F。不过，在其他装置中，所述二氧化碳含量可以有明显的改变(参见上文)，并且，特别优选的是，所述脱水的和C5+耗尽的气体还可以是C4+耗尽的。另外，应当理解的是，在所述酸性气体从所述酸性气体排除装置中排除之前，将所述C5+耗尽的气体的压力降低(例如，通过JT阀或涡轮扩展机)到接近管道压力，并且，特别优选的是，在涡轮扩展机中将所述脱水的和C5+耗尽的气体的压力降低到所述酸性气体排除装置工作的压力。
因此，对于所述管道压力为大约1500psig或大约2500psig的装置来说，所述酸性气体排除装置在类似或大体上相同的压力下工作。因此，应当理解的是，所述酸性气体排除装置的工作压力低于所述管道压力，不过，高于进入注入压缩机的气体的压力(该压力通常为大约600psig)。因此，特别是当所述酸性气体排除装置在中等压力下工作时(例如，大约1500psig)，构思离开所述酸性气体排除装置的所述C5+耗尽的气体可以通过由所述涡轮扩展机(它在所述注入气体压缩机之后，并且在所述酸性气体排除装置之前降低压力)产生的动力压缩为管道压力(例如，2500psig)。另外，应当理解的是，离开所述酸性气体排除装置的所述C5+耗尽的气体的制冷剂优选可以用作制冷剂(例如，用于冷却所述销售气体)。
在其他特别优选的装置中，由旁路接收来自所述注入气体压缩机的、压力高于管道压力的所述脱水的和C5+耗尽的气体的一部分，随后将它注入储油气层。应当理解的是，对于通过所述旁路管道的体积流量来说，所述流的体积在所述设备工作期间可以改变，以便调节所述销售气体需求的波动。因此，当所述销售气体需求较大时，将来自所述注入气体压缩机的所述脱水的和C5+耗尽的气体的相对较小的部分注入储油气层。另一方面，当所述销售气体需求较小时，所述脱水的和C5+耗尽的气体的部分可以占到所述脱水的和C5+耗尽的气体的总流量的100％。因此，应当理解的是，销售气体的流量，和未加工的烃产品的生产速度可以改变，而又不会同时改变未加工的烃产品的生产速度的流量。
从以上其他方面来说，通过提供注入气体压缩装置，获得相对销售气体改变的需求的操作的灵活性，它能接收包括酸性气体的脱水气体，并且将所述脱水气体压缩到注入压力，以便形成压缩气体。酸性气体排除装置接收所述压缩气体的第一部分，其中，用物理溶剂或化学溶剂，在所述酸性气体排除装置中在至少管道压力下将所述酸性气体的至少一些排除，并且将所述销售气体输入管道，所排除的酸性气体被压缩并且注入储油气层，并且，其中，选择性地将所述压缩气体的第二部分注入储油气层，用于处理，或提高油的回收。对于所述脱水气体，所述销售气体管道压力，和所述物理溶剂或化学溶剂来说，可以采用上面所提到的相同的考虑。
另外，所构思的设备可以包括烃源，它能以生产速度提供未加工的烃产品和包括销售气体和酸性气体的相关气体。所述设备上的注入气体压缩装置可以接收并且压缩所述相关气体的至少一部分，以便产生压缩的相关气体，并且，酸性气体排除装置可以与所述注入气体压缩装置流体连接，并且通过JT阀或涡轮扩展机接收所述压缩的相关气体的至少一部分，以便从所述销售气体中分离所述酸性气体。
所构思的设备还可以包括与所述注入气体压缩装置流体连接的旁路，并且接收压缩的相关气体的一部分，使所述未加工的烃产品的生产速度独立于所述销售气体的流量。特别优选的设备可以包括油/气生产装置，其中，所述相关气体是脱水的和C5+耗尽的，以便形成处理过的气体，它的二氧化碳含量至少为10mol％，水露点大约为-40°F。正如上面业已披露的，一般优选的是，在所述装置中的所述注入气体压缩装置将所述处理过的气体压缩到压力高于销售气体管道压力(并优选压缩到至少3500psig的压力)，并且所述酸性气体排除装置在等于或低于销售气体管道压力的压力下工作(该压力可以为大约1500psig或2500psig)。
因此，业已披露了用于高压气体处理的装置和方法的具体实施方案和应用。不过，应当理解的是，在不超出本发明构思的前提下，对于本领域技术人员来说，除了上述方案以外的更多的改进是可行的。本发明的主题是不受限制的，只要属于所述权利要求书的构思就行。另外，在解释说明书和权利要求时，所有术语应当以与本文一致的含义尽可能宽的形式解释。具体地讲，术语″包括″和″包含″应当理解成表示以非排他的形式表示要素，成分或步骤，表明所提到的要素，成分或步骤可以出现，或采用，或与没有专门提到的其他要素，成分，或步骤组合。

Claims (25)

1.一种设备，包括酸性气体排除装置，它能接收来自注入气体压缩机而压力高于管道压力的脱水的和C5+耗尽的气体的一部分，其中，所述脱水的和C5+耗尽的气体包括销售气体和酸性气体，所述酸性气体是通过所述酸性气体排除装置中的物理溶剂或化学溶剂排除的。
2.如权利要求1的设备，其中，所述脱水的和C5+耗尽的气体的二氧化碳含量至少为10mol％，水露点大约为-40°F。
3.如权利要求2的设备，其中，所述脱水的和C5+耗尽的气体还是C4+耗尽的。
4.如权利要求1的设备，其中，所述物理溶剂选自下列组：碳酸丙二酯，吗啉溶剂，和聚乙二醇二甲基乙醚，并且，所述化学溶剂包括MDEA。
5.如权利要求1的设备，其中，所述管道压力至少为2300psig。
6.如权利要求1的设备，其中，在所述酸性气体排除装置中排除所述酸性气体之前，将所述脱水的和C5+耗尽的气体的压力降低到接近管道压力。
7.如权利要求1的设备，其中，在涡轮扩展机中将所述脱水的和C5+耗尽的气体的压力降低到所述酸性气体排除装置的工作压力。
8.如权利要求7的设备，其中，所述酸性气体排除装置的工作压力低于所述管道压力。
9.如权利要求8的设备，其中，通过所述涡轮扩展机产生的动力，将离开所述酸性气体排除装置的所述C5+耗尽的气体压缩为所述管道压力。
10.如权利要求8的设备，其中，离开所述酸性气体排除装置的所述C5+耗尽的气体被用作制冷剂。
11.如权利要求1的设备，还包括接收来自所述注入气体压缩机的、压力高于管道压力的所述脱水的和C5+耗尽的气体的一部分的旁路，所述脱水的和C5+耗尽的气体的所述部分被注入储油气层。
12.如权利要求11的设备，其中，所述脱水的和C5+耗尽的气体的所述部分占所述脱水的和C5+耗尽的气体的总流量的100％。
13.如权利要求1的设备，其中，通过所述酸性气体排除装置排除的所述酸性气体被压缩并且注入储油气层。
14.一种设备，包括：
注入气体压缩装置，它能接收包括酸性气体的脱水气体，并且将所述脱水气体压缩为注入压力，以便形成压缩气体；
酸性气体排除装置，它能接收所述压缩气体的第一部分，其中，利用物理溶剂或化学溶剂将所述酸性气体中的至少一些，在至少处在管道压力下的所述酸性气体排除装置中排除，以便形成销售气体；和
将所述销售气体输入管道，所述排除的酸性气体被压缩并且注入储油气层，并且选择性地将所述压缩气体的第二部分注入所述储油气层，以便处理或增加石油回收。
15.如权利要求14的设备，其中，所述脱水气体是C5+耗尽的，二氧化碳含量至少为10mol％，水露点大约为-40°F。
16.如权利要求14的设备，其中，所述管道压力至少为2300psig。
17.如权利要求14的设备，其中，所述物理溶剂选自下列组：碳酸丙二酯，吗啉溶剂，和聚乙二醇二甲基乙醚。
18.如权利要求14的设备，其中，将所述压缩注入气体的第一部分的压力降低到接近管道压力，并且所述压缩气体的第二部分具有高于管道压力的压力。
19.一种设备，包括：
烃源，它以生产速度提供未加工的烃产品和包括销售气体和酸性气体的相关气体；
注入气体压缩装置，接收并且压缩所述相关气体的至少一部分，以便产生压缩的相关气体；
酸性气体排除装置，与所述注入气体压缩装置流体连接，并且通过JT阀或涡轮扩展机接收所述压缩的相关气体的至少一部分，以便从所述销售气体中分离所述酸性气体；和
与所述注入气体压缩装置流体连接的旁路，并且接收所述压缩的相关气体的一部分，以便使得所述未加工的烃产品的生产速度不受所述销售气体流量的影响。
20.如权利要求19的设备，还包括油/气生产装置，其中，所述相关气体是脱水的和C5+耗尽的，以便形成二氧化碳含量至少为10mol％，水露点大约为-40°F的处理过的气体。
21.如权利要求20的设备，其中，所述注入气体压缩装置将所述处理过的气体压缩为高于销售气体管道压力的压力。
22.如权利要求21的设备，其中，所述高于销售气体管道压力的压力至少为3500psig。
23.如权利要求19的设备，其中，所述酸性气体排除装置在大约销售气体管道压力的压力下工作。
24.如权利要求19的设备，其中，所述酸性气体排除装置在低于销售气体管道压力的压力下工作。
25.如权利要求19的设备，其中，所述酸性气体排除装置采用物理溶剂或化学溶剂排除所述酸性气体的至少一部分。
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