一种用于油田伴生气的脱氮方法和脱氮系统

摘要：

本发明涉及一种用于油田伴生气的脱氮方法和脱氮系统，该方法包括以下步骤：步骤1、对所述油田伴生气进行冷却处理，以使得所述油田伴生气的温度降低至预设温度；步骤2、使得冷却后的所述油田伴生气与轻烃溶剂相接触，以使得所述油田伴生气中的甲烷溶解于所述轻烃溶剂中，并将未溶解于所述轻烃溶剂的含有氮气的气体排出；步骤3、对溶解有甲烷的所述轻烃溶剂进行闪蒸处理，以从该轻烃溶剂中分离出甲烷气体。本发明的用于油田伴生气的脱氮方法和系统使得脱氮工艺更为简单，且能够高效地去除油田伴生气中的氮气。

专利类型：发明专利

申请/专利号：CN201910436851.3

申请日期：2019-05-23

公开/公告号：CN110093197A

公开/公告日：2019-08-06

主分类号：C10L3/10(2006.01)

申请/专利权人:中国石油化工股份有限公司

发明/设计人:王世洁;赵毅;姚丽蓉;赵德银;胡文革;李冬梅;徐梦瑶;周勇;郭靖;钟荣强;梁根生;应海玲;鄢宇杰;王建海;冯一波

主申请人地址:100728 北京市朝阳区朝阳门北大街22号

专利代理机构:北京市浩天知识产权代理事务所(普通合伙)

代理人:刘云贵

国别省市代码:北京;11

权利要求：

1.一种用于油田伴生气的脱氮方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1、对所述油田伴生气进行冷却处理，以使得所述油田伴生气的温度降低至预设温度； 步骤2、使得冷却后的所述油田伴生气与轻烃溶剂相接触，以使得所述油田伴生气中的甲烷溶解于所述轻烃溶剂中，并将未溶解于所述轻烃溶剂的含有氮气的气体排出； 步骤3、对溶解有甲烷的所述轻烃溶剂进行闪蒸处理，以从该轻烃溶剂中分离出甲烷气体。 2.根据权利要求1所述的脱氮方法，其特征在于，在所述步骤1中，在对所述油田伴生气进行冷却处理之前，先利用所述步骤2中排出的含有氮气的气体与所述油田伴生气进行非接触式换热，以对所述油田伴生气进行初步冷却。 3.根据权利要求2所述的脱氮方法，其特征在于，在所述步骤1中在对所述油田伴生气进行初步冷却之前，先将所述油田伴生气分为两部分，其中一部分所述油田伴生气与所述含有氮气的气体进行非接触式换热，另一部分所述油田伴生气与所述步骤3中闪蒸处理后分离出的所述甲烷气体进行非接触式换热，以对该部分所述油田伴生气进行初步冷却。 4.根据权利要求1-3中任一项所述的脱氮方法，其特征在于，所述步骤3具体为：对溶解有甲烷的所述轻烃溶剂进行第一次闪蒸处理，并使得第一次闪蒸处理后分离出的气体再次与所述步骤2中的轻烃溶剂接触，而第一次闪蒸处理后获得的液体进行第二次闪蒸处理，第二次闪蒸处理后分离出甲烷气体，将该甲烷气体用于与所述油田伴生气进行非接触式换热。 5.根据权利要求4所述的脱氮方法，其特征在于，在所述步骤1中，所述预设温度为-32℃～-30℃；在所述步骤3中，在使得第一次闪蒸处理后分离出的气体再次与所述步骤2中的轻烃溶剂相接触之前，先对第一次闪蒸处理后分离出的气体进行压缩，使其压力达到1.8～2.0MPa。 6.根据权利要求4所述的脱氮方法，其特征在于，在所述步骤3中，在第二次闪蒸处理后，将已经分离出甲烷气体后剩余的液体先进行冷却处理，使其温度降低至-34℃～-32℃，然后再将该液体作为所述步骤2中用于溶解所述甲烷的轻烃溶剂。 7.根据权利要求1-3中任一项所述的脱氮方法，其特征在于，在所述步骤1中，在使所述油田伴生气的温度降低至预设温度后，压缩所述油田伴生气，以使得所述油田伴生气的压力增加到预设压力，然后将所述油田伴生气中携带的液体分离出来。 8.根据权利要求1-3中任一项所述的脱氮方法，其特征在于，还包括步骤4，将所述步骤3中分离出的甲烷气体依次进行增压和冷却处理，以使得所述甲烷气体的压力增大到1.8-2.0MPa，温度低至-40℃～-35℃，然后进行气液分离。 9.一种用于油田伴生气的脱氮系统，其特征在于，其包括： 第一冷却装置，其能够接收所述油田伴生气，并对所述油田伴生气进行冷却； 分离塔，所述分离塔具有进液口、出液口、进气口和出气口，所述分离塔的底部存有能够溶解所述油田伴生气中的甲烷的轻烃溶剂，所述分离塔的进气口位于所述分离塔的底部，并能够接收被所述第一冷却装置冷却后的油田伴生气，所述出气口位于所述分离塔的顶部，所述分离塔的进液口用于接收所述轻烃溶剂，而所述出液口用于排出溶解有甲烷的轻烃溶剂； 闪蒸装置，所述闪蒸机构的进液口与所述分离塔的排液口相连，所述闪蒸装置能够将甲烷从所述轻烃溶剂中分离出来而形成甲烷气体，而所述闪蒸装置的出气口用于排出所述甲烷气体，所述闪蒸装置的排液口用于排出已经分离出所述甲烷气体的轻烃溶剂。 10.根据权利要求8所述的脱氮系统，其特征在于，所述第一冷却装置包括第一换热器、第二换热器和第一冷却器；所述第一换热器和第二换热器的热源进口均能够接收所述油田伴生气，而二者的热源出口均与所述冷却器的进口相连，所述第一换热器的冷源进口与所述分离塔的出气口相连，而其冷源出口用于输出去除甲烷后的包含氮气的气体；所述第一冷却器的出口与所述分离塔的进气口相连；所述第二换热器的冷源进口与所述闪蒸装置的出气口相连，而其冷源出口用于输出所述甲烷气体。