專(zhuān)利名稱(chēng)：一種油田二氧化碳驅(qū)采出氣回收和脫出二氧化碳?xì)怏w的脫碳溶液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于氣體分離技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種油田二氧化碳驅(qū)采出氣回收和脫出二氧化碳?xì)怏w的脫碳溶液。
背景技術(shù)：
作為二氧化碳最具開(kāi)發(fā)價(jià)值的應(yīng)用領(lǐng)域，油田CO2驅(qū)三次采油既可以提高原油采收率又能夠?qū)崿F(xiàn)二氧化碳的有效封存，代表了節(jié)能減排的前沿方向，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益的雙豐收。二氧化碳驅(qū)油技術(shù)是國(guó)際上三次采油中最先進(jìn)的驅(qū)油技術(shù)，國(guó)外很多油田已經(jīng)成功地進(jìn)行大規(guī)模的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)并取得較好的效果，證明二氧化碳驅(qū)油是三次采油中最具潛力的提高采收率和大規(guī)模利用、封存二氧化碳的方法之一。隨著二氧化碳驅(qū)三次采油技術(shù)的大規(guī)模推廣，二氧化碳驅(qū)采出液地面工藝面臨著一些難題:一是二氧化碳被注入地下后，約有50% 60%被永久封存于地下，剩余的40% 50%則隨著油田伴生氣溢出。由于高含CO2，二氧化碳驅(qū)采出氣不經(jīng)過(guò)必要的處理不能進(jìn)入集輸管網(wǎng)或被點(diǎn)燃，只能直接排放，這既污染了環(huán)境，又浪費(fèi)了天然氣、CO2資源，降低了二氧化碳驅(qū)油和埋存效果；二是由于采出液中同時(shí)含有大量CO2及水，造成采出液集輸管線及設(shè)備腐蝕加劇，給油氣集輸生產(chǎn)帶來(lái)了諸多難題，提高了生產(chǎn)運(yùn)行及維護(hù)成本。目前油田CO2驅(qū)采出氣二氧化碳捕集回收的方法主要有吸收分離法、吸附分離法、膜分離法、低溫蒸餾法及低溫冷凍氨法等幾大類(lèi)。吸收法按照吸收二氧化碳的不同原理，可分為化學(xué)吸收法和物理吸收法?；瘜W(xué)吸收法回收二氧化碳因其脫碳效率高且吸收量大，所以被廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)上。化學(xué)吸收法經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，己經(jīng)從開(kāi)始的單組分高能耗的吸收劑發(fā)展為現(xiàn)在的復(fù)合組分低能耗的吸收劑，目前吸收劑的組成組分和含量問(wèn)題，仍是世界各國(guó)學(xué)術(shù)界的研究熱點(diǎn)。1985年中國(guó)專(zhuān)利(CN 103855A)公開(kāi)了一種從氣體混合物中除去二氧化碳的方法，其吸收劑為K2CO3 15 30%，二乙醇胺1(Γ30克/升，氨基乙酸1(Γ20克/升，硼酸15 30克/升，總釩(以KVO3計(jì))5 10克/升。其溶液吸收CO2的能力為21 26ΝΜ3 CO2 /M3溶液。2001年，美國(guó)專(zhuān)利(US 6，290, 754 BI)公開(kāi)了一種從混合氣體中脫除二氧化碳的方法，其吸收劑為在MDEA胺溶液中加入活性組分。其中MDEA濃度為I飛mol/L?；钚越M分為 H2N-CnH2n-NH-CH2-CH2OH, (I<η < 4)，其濃度為總胺的摩爾濃度的0.01到0.5之間。
L0007」 2001年中國(guó)專(zhuān)利(CN 1354036Α)公開(kāi)了一種回收或脫除低分壓二氧化碳的復(fù)合胺溶劑，主吸收劑為一乙醇胺與活性胺的復(fù)合水溶液，胺濃度為2.5飛mol/1。2002年中國(guó)專(zhuān)利(CN 1340374A)公開(kāi)了一種從氣體混合物中除去二氧化碳的方法，其吸收劑為:30.(Γ50.0%的氮-甲基二乙醇胺，0.Γ1.5%的二甲基乙醇胺，0.5 1.5%的甲基乙醇胺，1.(Γ2.0%的二氮己環(huán)， 余量的水。其溶液吸收CO2的能力為22 26NM3 CO2 /M3溶液。
以上以K2CO3或MDEA或MEA為主體的脫碳溶液雖有其各自的優(yōu)點(diǎn)，但其綜合的脫碳能力普遍較低，腐蝕性強(qiáng)、易起泡，能耗較高，而且操作壓力略高，因此在很多方面均有改進(jìn)的余地。2007年中國(guó)專(zhuān)利(CN 101091864A)公開(kāi)了一種回收混合氣體中二氧化碳的復(fù)合脫碳溶液。其主吸收劑為5°/Γ35%的(羥乙基乙二胺(AEE)，助吸收劑為2-氨基-2甲基-1-丙醇(AMP )，N-甲基二乙醇胺(MDEA)和三乙醇胺(TEA)，這三種物質(zhì)可單獨(dú)或混合使用，總含量為5°/Γ30%，活化組分為一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)和哌嗪(PZ)，這三種物質(zhì)可單獨(dú)或混合使用，總含量在1°/Γ10%，緩蝕劑為0.059Γ1.0%礬酸鈉，抗氧化劑為0.05^1.0%的亞硫酸鈉和醋酸銅，余量為水。此專(zhuān)利是用于在較低壓力下回收二氧化碳含量為3% 70%的混合氣體。本發(fā)明綜合國(guó)內(nèi)外在CO2捕集方面的工藝技術(shù)，結(jié)合油田CO2驅(qū)采出氣的含量特點(diǎn)(CO2驅(qū)采出氣中CO2量為50°/Γ80%)，在室內(nèi)研究和中試研究的基礎(chǔ)上，提出了適用于中高壓力條件下(壓力大于0.3MPa)，可用于回收油田CO2驅(qū)采出氣的以K2CO3和MDEA溶液為主體、以DIPA等為助吸收劑的多元復(fù)合溶液，優(yōu)選了助吸收劑、緩蝕劑和消泡劑，可以加快溶液的吸收速率，增大溶液吸收容量，降低再生能耗，提高再生率，減緩腐蝕，消除溶液起泡。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種油田二氧化碳驅(qū)采出氣回收和脫出二氧化碳?xì)怏w的脫碳溶液，通過(guò)添加幾種新型的溶劑作為活化劑、助吸收劑、緩蝕劑和消泡劑，通過(guò)添加的組分實(shí)現(xiàn)與主吸收組分的復(fù)合作用，改善了脫碳溶液脫碳能力不足、腐蝕性強(qiáng)、易起泡的問(wèn)題，并且能在中高壓力條件下壓力大于0.3MPa有較好的回收率。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:本發(fā)明包括主吸收劑組分、助吸收劑組分、活化劑組分、緩蝕劑、消泡劑和水。其中主吸收組分為碳酸鉀、N-甲基二乙醇胺MDEA，其質(zhì)量份數(shù)為0.2-0.3，在中高壓力下吸收量大，但吸收速率差；助吸收組分包括二異丙醇胺DIPA或一乙醇胺MEA或甲基單乙醇胺MME或氨乙基乙醇胺AEEA或二甲基乙醇胺DMEA。這幾種組分可單獨(dú)或混合使用，助吸收組分的總質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.03-0.05 ;助吸收組分與主吸收組分發(fā)生交互作用，形成復(fù)配溶液，起到增大溶液吸收容量作用，彌補(bǔ)主吸收組分的不足；活化劑組分為二乙醇胺DEA或哌嗪PZ或N-氨乙基哌嗪AEP或叔丁氨基乙氧基乙醇TBEE或三乙烯四胺TETA或二乙烯三胺DETA或四乙烯五胺TEPA，這七種組分可單獨(dú)或混合使用，活化劑組分的總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01-0.03，活化組分主要起催化作用，加快主吸收劑反應(yīng)速率，即溶于水中與CO2分子形成羧酸，主吸收組分再與羧酸反應(yīng)，在此過(guò)程中活化組分得到再生；為了降低吸收液對(duì)設(shè)備的腐蝕和自身的降解，在發(fā)明中同時(shí)添加了緩蝕齊U、抗氧化劑和消泡劑，其中緩蝕劑為五氧化二釩V2O5或鉻酸鉀或重鉻酸鉀或亞硝酸鈉或硝酸鈉或磷酸鈉中一種或多種，其總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.005-0.008 ;抗氧化劑為偏fL酸鈉或酒石酸鉀納或硫代硫酸鈉或亞硫酸鈉或焦亞硫酸鈉或亞硫酸氫鈉中一種或多種，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.005-0.008 ;消泡劑為二甲基硅油或己醇或庚醇或辛醇或壬醇或聚醚或聚醚改性硅中一種或多種，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0005-0.001。本發(fā)明中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.62-0.75。上述本發(fā)明的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為:主吸收組分:助吸收組分:活化劑組分:緩蝕劑:抗氧化劑:消泡劑:水=0.2-0.3:0.03-0.05:0.01-0.03:0.005' 008:0.005' 008:0.0005-0.001:0.62-0.75。
本發(fā)明的效果和益處是該脫碳溶液可用于回收油田CO2驅(qū)采出氣、油田伴生氣、天然氣、合成氨反應(yīng)尾氣中的的二氧化碳，也可用于脫除城市煤氣、鍋爐尾氣等中的二氧化碳，該脫碳液具有穩(wěn)定性好、再生能耗低、吸收容量大、凈化度高、解吸效果好等優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式為進(jìn)一步公開(kāi)本發(fā)明的技術(shù)方案，下面通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步闡述:
一種油田二氧化碳驅(qū)采出氣回收和脫出二氧化碳?xì)怏w的脫碳溶液，包括主吸收組分、活化組分、緩蝕劑、抗氧化劑、消泡劑和水，主吸收組分為K2C03或MDEA，助吸收組分為DIPA或MEA或MMEA或AEEA或DMEA，活化組分為DEA或PZ或AEP或TETA或DETA或TEPA或氨基乙酸，緩蝕劑為V205或鉻酸鉀或重鉻酸鉀或亞硝酸鈉或硝酸鈉或磷酸鈉，抗氧化劑為偏釩酸鈉或酒石酸鉀納或硫代硫酸鈉或亞硫酸鈉或焦亞硫酸鈉或亞硫酸氫鈉，消泡劑為二甲基硅油或己醇或庚醇或辛醇或壬醇或聚醚或聚醚改性硅。其中主吸收組分:助吸收組分:活化組分:緩蝕劑:抗氧化劑:消泡劑=0.2 0.3:0.03 0.05:0.01 0.03:0.005 0.008:0.005 0.008:0.0005 0.001。實(shí)施例共8個(gè)，前4個(gè)案例在小試實(shí)驗(yàn)裝置(間歇實(shí)驗(yàn)裝置)上完成，后4個(gè)案例在中試實(shí)驗(yàn)裝置(連續(xù)實(shí)驗(yàn)裝置)上完成。實(shí)施例1
取兩份以主吸收組分MDEA溶液為主體的復(fù)合溶液，其中，MDEA的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2，助吸收組分DIPA、AEEA質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.01、0.025，活化劑組分DEA、AEP質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.01,0.005，緩蝕劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.005鉻酸鉀、抗氧化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.005偏釩酸鈉、消泡劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.005 二甲基硅油，其余為水。將溫度為60°C，氣相CO2分壓力為0.8MPa和2.6MPa狀況下的含有CO2、液態(tài)烴和N2的混合氣體分別輸入上述兩份所述溶液，分別進(jìn)行試驗(yàn)氣液兩相達(dá)到平衡后，吸收溶劑中CO2跟復(fù)合溶液的摩爾比以及吸收溶劑中CO2的溶解度參見(jiàn)表I。表I 60°C以MDEA的復(fù)合溶液實(shí)驗(yàn)結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種油田二氧化碳驅(qū)采出氣回收和脫出二氧化碳?xì)怏w的脫碳溶液，包括主吸收組分、活化組分、緩蝕劑、抗氧化劑、消泡劑和水，主吸收組分SK2CO3 *MDEA，助吸收組分為DIPA或MEA或MMEA或AEEA或DMEA，活化組分為DEA或PZ或AEP或TETA或DETA或TEPA或氨基乙酸，緩蝕劑為V2O5或鉻酸鉀或重鉻酸鉀或亞硝酸鈉或硝酸鈉或磷酸鈉，抗氧化劑為偏釩酸鈉或酒石酸鉀納或硫代硫酸鈉或亞硫酸鈉或焦亞硫酸鈉或亞硫酸氫鈉，消泡劑為二甲基硅油或己醇或庚醇或辛醇或壬醇或聚醚或聚醚改性硅；其中主吸收組分:助吸收組分:活化組分:緩蝕劑:抗氧化劑:消泡劑=0.2 0.3:0.03 0.05:0.01 0.03:0.005 .0.008:0.005 0.008:0.0005 0.001。
全文摘要
一種油田二氧化碳驅(qū)采出氣回收和脫出二氧化碳?xì)怏w的脫碳溶液，包括主吸收組分、活化組分、緩蝕劑、抗氧化劑、消泡劑和水，主吸收組分為K2CO3或MDEA，助吸收組分為DIPA或MEA或MMEA或AEEA或DMEA，活化組分為DEA或PZ或AEP或TETA或DETA或TEPA或氨基乙酸，緩蝕劑為V2O5，抗氧化劑為偏釩酸鈉或酒石酸鉀納，消泡劑為二甲基硅油或己醇或庚醇或辛醇。其中主吸收組分助吸收組分活化組分緩蝕劑抗氧化劑消泡劑=0.2～0.30.03～0.050.01～0.030.005～0.0080.005～0.0080.0005～0.001。
文檔編號(hào)C01B31/20GK103143236SQ20131007038
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月6日
發(fā)明者李清方, 張建, 劉海麗, 陸詩(shī)建, 張新軍, 王增林, 尚明華, 龐會(huì)中, 劉東杰, 孫廣領(lǐng), 黃少偉, 朱紅彬, 張寧寧 申請(qǐng)人:勝利油田勝利勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司, 山東賽瑞石油科技發(fā)展有限公司