一种CO2-EOR低温分离净化系统及其净化方法

本发明涉及净化系统，尤其是涉及一种co2-eor低温分离净化系统及其净化方法。

背景技术：

1、据报道2020年与化石能源相关的co2排放量约占全球碳排放量的87％，化石燃料燃烧是造成全球温室效应的主要原因。加大二氧化碳的捕集和利用力度，减少二氧化碳排放导致的气候变暖已成为全球共识。

2、co2作为一种优良的驱油介质，是油藏开发利用的宝贵资源，将co2驱油与ccus相结合，可以利用co2作为资源，实现社会效益和经济效益的“双赢”，已被国际社会普遍接受。co2-eor是一种将co2注入油田以提高采收率的成熟技术，利用co2的扩散性、溶解性、穿透性强、易溶于原油的特点，将co2作为驱油剂，注入低渗、特低渗透油藏，使原油体积膨胀、黏度下降，降低油水间的界面张力，提高原油采收率低温分离是指低温冷凝，利用原料气中每种气体挥发性之间的差异，通过压缩和冷凝使易冷凝的co2变成液态，不易冷凝的ch4等轻烃保持原来的气态，从而达到分离的目的。该技术不消耗化学溶剂，提取的co2纯度高，便于管道运输和汽车运输，液化的co2可直接用于油田驱油。低温分离净化提纯技术在乙烷、丙烷、co2分离回收中得到应用，但是低温分离技术最大的缺点是需要大量的压缩、制冷、再沸能耗，导致分离净化成本高昂，阻碍了该技术的广泛应用。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：为了解决现有低温分离技术需要大量的压缩、制冷、再沸能耗，导致分离净化成本高昂，阻碍了该技术的广泛应用的问题，现提供了一种co2-eor低温分离净化系统及其净化方法。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种co2-eor低温分离净化系统，包括第一分流器、第一换热器、第二换热器、第一冷却器、第三换热器、第二冷却器、第一气液分离器、混合器、第二分流器和蒸馏塔，所述第一分流器的输入端与外部气源连通，所述第一分流器的第一输出端串联有压缩换热机构，所述压缩换热机构的输出端与第一换热器的管程输入端连通，所述第一换热器的管程输出端与第二换热器的管程输入端连通，所述第一换热器的管程输出端与第一冷却器的输入端连通，所述第一冷却器的输出端与第一气液分离器连通，所述第一气液分离器的气相端与第二分流器的输入端连通，所述第二分流器的第一输出端与第三换热器的管程输入端连通，所述第三换热器的管程输出端与第二冷却器的输入端连通，所述第二冷却器的输出端与蒸馏塔顶部连通，所述第二分流器的第二输出端与蒸馏塔顶部连通，所述第一气液分离器的液相端与蒸馏塔顶部连通，所述第一分流器的第二输出端与混合器的输入端连通，所述混合器的输出端与蒸馏塔中部连通，所述蒸馏塔顶部的气相端与第二气液分离器连通，所述第二气液分离器的液相端与蒸馏塔顶部连通，所述第二气液分离器的气相端与第三换热器的壳程输入端连通，所述第三换热器的壳程输出端与第二换热器的壳程输入端连通，所述第二换热器的壳程输出端与外部连通，所述蒸馏塔底部的液相端与第三分流器的输入端连通，所述第三分流器的第二输出端与第一换热器的壳程输入端连通，所述第一换热器的壳程输出端与混合器的输入端连通，所述第三分流器的第一输出端为输出的产品液。

3、相比于现有技术，本方案通过蒸馏塔顶部的第二冷却器为在蒸馏塔顶部气体提供冷能，使蒸汽中更易冷凝的co2液化，增加产品回收率，将少量未液化气降温后通入蒸馏塔顶部，并与降能增效器配合，使气体的压力势能转化为冷能，从而为蒸馏塔提供冷能，降低冷凝器负荷，该部分气体在进入蒸馏塔之前通过第一换热器、第二换热器和第三换热器的目的是为了充分利用系统内冷能，进入第二冷却器降温的目的是co2液化须在一定的压力和温度下进行，使其在降能增效器内充分液化，因此需在进入降能增效器前对气体降至一定温度，同时蒸馏塔底部液相通过第三分流器的第二输出端与第一换热器的壳程连通的作用是为蒸馏塔底部液体提供热能，使蒸馏液中沸点更高的ch4等杂质气体汽化，然后从塔顶流出，通过将提纯的液态co2回流并回收冷能与一部分原料气混合引入蒸馏塔，旨在为蒸馏塔提供热量，减少再沸器负荷。

4、优选地一些实施方式，所述蒸馏塔内的顶部安装有降能增效器，所述降能增效器包括转动安装在蒸馏塔内筒体，所述筒体内与第二分流器的第二输出端连通，所述筒体的外周面上安装有若干喉管，所述喉管与筒体内连通，若干所述喉管的输出端沿圆周朝向同一侧设置。

5、优选地一些实施方式，所述喉管的输出端呈喇叭状。

6、优选地一些实施方式，所述筒体与第二分流器的第二输出端之间设置有单向阀。

7、优选地一些实施方式，所述压缩换热机构包括与第一分流器的第一输出端依次串联的压缩机和水冷换热器。

8、优选地一些实施方式，所述第一分流器的第一输出端与第二输出端的分液比为10:1。

9、优选地一些实施方式，所述第二分流器的第一输出端与第二输出端的分液比为9:1。

10、优选地一些实施方式，所述第三分流器的第一输出端与第二输出端的分液比为10:1。

11、优选地一些实施方式，所述外部气源为原料气，所述原料气中co2的含量大于50％，所述混合器(3-8)的输出端中co2含量为85％-95％。

12、一种采用如上述的一种co2-eor低温分离净化系统的净化方法，包括如下步骤：

13、原料气连接至第一分流器，第一分流器将原料气分为流股s1和流股s2，流股s1依次通过压缩换热系统、第一换热器、第二换热器、冷却器进入第一气液分离器，第一气液分离器底部液相流股s3连接至蒸馏塔，第一气液分离器顶部气相流股s4连接至第二分流器，第二分流器将流股s4分为流股s5和流股s6，流股s5连接至蒸馏塔，流股s6通过第三换热器和第二冷却器后进入蒸馏塔，蒸馏塔底部液相流股s7通过第三分流器，第三分流器将流股s7分为流股s9和流股s10，流股s10作为产品流输出，流股s9通过第二换热器后进入混合器与流股s2混合后进入蒸馏塔，蒸馏塔顶部气相流股依次通过第三换热器和第二换热器并排出系统。

14、本发明的有益效果是：本发明一种co2-eor低温分离净化系统及其净化方法在使用时，通过蒸馏塔顶部的第二冷却器为在蒸馏塔顶部气体提供冷能，使蒸汽中更易冷凝的co2液化，增加产品回收率，将少量未液化气降温后通入蒸馏塔顶部，并与降能增效器配合，使气体的压力势能转化为冷能，从而为蒸馏塔提供冷能，降低冷凝器负荷，该部分气体在进入蒸馏塔之前通过第一换热器、第二换热器和第三换热器的目的是为了充分利用系统内冷能，进入第二冷却器降温的目的是co2液化须在一定的压力和温度下进行，使其在降能增效器内充分液化，因此需在进入降能增效器前对气体降至一定温度，同时蒸馏塔底部液相通过第三分流器的第二输出端与第一换热器的壳程连通的作用是为蒸馏塔底部液体提供热能，使蒸馏液中沸点更高的ch4等杂质气体汽化，然后从塔顶流出，通过将提纯的液态co2回流并回收冷能与一部分原料气混合引入蒸馏塔，旨在为蒸馏塔提供热量，减少再沸器负荷，避免了现有低温分离技术最大的缺点是需要大量的压缩、制冷、再沸能耗，导致分离净化成本高昂，阻碍了该技术的广泛应用的问题。