火驱伴生气的处理方法与流程

本发明涉及尾气处理，具体涉及一种火驱伴生气的处理方法。

背景技术：

1、火驱，即火烧油层，是一种用电或化学的方法使油层温度达到原油燃点，并向油层注入空气或氧气使油层原油持续燃烧的采油方法。在火驱过程中伴随着复杂的传热、传质过程和物理化学变化，兼具蒸汽驱、热水驱和烟道气驱等多种开采机理，现已成为注蒸汽开发后期稠油油藏最具潜力的接替开发方式。

2、在火驱点火前，需要进行前期蒸汽吞吐，在该过程中地层稠油与注入的水蒸气发生裂解及氧化反应，采出液温度通常为20-40℃，同时会产生一定质量的气体，此阶段产生的气体以烷烃为主，其中甲烷的量占比一般大于90％。随着火驱的进行，稠油、地层矿物与注入空气燃烧会产生大量的气体，在产出气中，一般情况下，甲烷含量小于10％、氮气含量占50-80％、二氧化碳含量占10-20％、氧气含量占1-2％，以及硫化氢含量约为100-1000mg/m3。由于产出气中混有硫化氢、非甲烷总烃等气体，直接排放将污染环境。火驱伴生气由于其烷烃含量一般低于10％，无法直接燃烧，常规的处理方法为脱硫后为进入蓄热式热氧化炉(rto)进行焚烧处理，从而实现非甲烷总烃的达标排放。但是这种方法存在二氧化碳排放量大，以及甲烷和烃类利用率较低的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有的火驱伴生气处理方法中存在的二氧化碳排放量大、甲烷和烃类利用率较低的问题，提供了一种火驱伴生气的处理方法，该方法通过对火驱伴生气中的主要组分进行较好的分离，实现对火驱伴生气的碳捕集、甲烷和烃类的回收以及vocs的达标排放。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种火驱伴生气的处理方法，该方法包括：

3、(1)将火驱伴生气进行脱硫处理，得到第一产物气；

4、(2)将所述第一产物气进行脱烃处理，得到第二产物气和c3+烃；

5、(3)将所述第二产物气进行脱碳处理，得到含二氧化碳和水的产物以及第三产物气；

6、(4)将所述含二氧化碳和水的产物进行脱水处理，得到的含二氧化碳气体进行收集；

7、将所述第三产物气进行脱氮处理，得到的含甲烷气体进行收集，得到的含氮气气体进行排放。

8、通过上述技术方案，本发明能够获得如下有益效果：

9、(1)实现对火驱伴生气进行碳捕集，避免将大量二氧化碳排入大气，有效降低油田碳排放，二氧化碳的捕集率≥80％，最高可达90％；

10、(2)实现对火驱伴生气中烃类和甲烷的有效回收，提高了能源的利用率，处理后放空气体(即所述含氮气气体)中vocs的含量≤120mg/m3；

11、(3)对捕集到的二氧化碳进行脱水，降低了后续工艺对设备的防腐要求，更好地满足液化或长输工艺要求，捕集到的二氧化碳可用于回注驱油或作埋存处理。

技术特征：

1.一种火驱伴生气的处理方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所述火驱伴生气的总摩尔量，所述火驱伴生气包含：n2 60-80mol％、co2 15-20mol％、ch4 3-10mol％、o2 1-3mol％和c2+烃0.2-1mol％；且所述火驱伴生气还包含h2s200-1000mg/m3。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤(1)中，所述脱硫处理采用的方法选自羟基氧化铁干法脱硫、三嗪溶液湿法脱硫和络合铁湿法脱硫中的至少一种，优选为络合铁湿法脱硫。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述络合铁湿法脱硫的条件包括：温度为30-50℃，压力为0.15-0.7mpa。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述络合铁湿法脱硫采用的脱硫剂为含螯合铁离子的溶液。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，步骤(1)中，所述第一产物气中h2s的含量≤10mg/m3，优选h2s的含量为6-10mg/m3。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其中，步骤(2)中，所述脱烃处理采用变温吸附的方式；

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述变温吸附的条件包括：吸附温度为30-50℃，吸附压力为0.3-0.7mpa，吸附时间为6-10h；吸附剂再生温度为180-240℃，吸附剂再生时间为6-10h。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的方法，其中，步骤(2)中，所述第二产物气中c3+烃的含量≤0.1mol％，优选c3+烃的含量为0.06-0.1mol％。

10.根据权利要求1-9中任意一项所述的方法，其中，步骤(2)中，所述c3+烃包括c3h8、c4h10和c5h12中的至少一种。

11.根据权利要求1-10中任意一项所述的方法，其中，步骤(3)中，所述脱碳处理采用变压吸附的方式；

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述变压吸附的条件包括：吸附温度为40-55℃；吸附压力为0.3-0.7mpa。

13.根据权利要求1-12中任意一项所述的方法，其中，步骤(3)中，所述第三产物气中co2的含量≤3mol％，优选co2的含量为0.5-3mol％；

14.根据权利要求1-13中任意一项所述的方法，其中，步骤(4)中，所述脱水处理采用变温吸附的方式；

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述变温吸附的条件包括：吸附温度为30-50℃，；吸附压力为2-3mpa，吸附时间为6-10h；吸附剂再生温度为180-240℃，吸附剂再生时间为6-10h。

16.根据权利要求1-15中任意一项所述的方法，其中，步骤(4)中，所述含二氧化碳气体中co2的含量≥90mol％，优选co2的含量为90-95mol％。

17.根据权利要求1-16中任意一项所述的方法，其中，步骤(4)中，所述脱氮处理采用变压吸附的方式；

18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述变压吸附的条件包括：吸附温度为40-55℃；吸附压力为0.3-0.7mpa。

19.根据权利要求1-18中任意一项所述的方法，其中，步骤(4)中，所述含甲烷气体中ch4的含量为50-80mol％。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，步骤(4)中，所述含氮气气体中vocs的含量≤120mg/m3，优选vocs的含量为80-120mg/m3。

技术总结本发明涉及尾气处理技术领域，公开了一种火驱伴生气的处理方法，该方法包括：(1)将火驱伴生气进行脱硫处理，得到第一产物气；(2)将所述第一产物气进行脱烃处理，得到第二产物气和C3+烃；(3)将所述第二产物气进行脱碳处理，得到含二氧化碳和水的产物以及第三产物气；(4)将所述含二氧化碳和水的产物进行脱水处理，得到的含二氧化碳气体进行收集；将所述第三产物气进行脱氮处理，得到的含甲烷气体进行收集，得到的含氮气气体进行排放。该方法可实现对火驱伴生气的碳捕集、甲烷和烃类的回收以及VOCs的低排放，实现二氧化碳的捕集率≥80％，最高可达90％，放空气体中VOCs的含量≤120mg/m3。技术研发人员：赵起龙,李谦,周立峰,王延涛,杨国胜,王洋,李文明,刘志刚,王婉青,麻忠伟,张也,宁佳受保护的技术使用者：辽河石油勘探局有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/4