一种石油伴生气处理工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种石油伴生气处理工艺，属于石油伴生气处理技术领域，所述处理工艺包括以下步骤：伴生气压缩步骤、干燥步骤、氨预冷步骤、膨胀机制冷步骤、产品分馏步骤、干气发电步骤，所述干燥步骤采用复合膜干燥脱水，所述复合膜是由不锈钢纤维和玻璃纤维混合编织成网状底层膜，再经过薄膜压坯后烧制成型的双层复合膜；本发明专利技术是将石油伴生气处理后用于干气发电，伴生气处理工艺操作简单，工艺步骤简洁，并且采用膜干燥技术脱水，脱水速度快，气体透过量高，不会产生粉尘造成二次污染。

A Processing Technology of Petroleum Associated Gas

The invention discloses an oil associated gas treatment process, which belongs to the technical field of oil associated gas treatment. The treatment process includes the following steps: associated gas compression step, drying step, ammonia precooling step, expansion mechanism cooling step, product fractionation step and dry gas power generation step. The drying step adopts composite film drying and dehydration, and the composite film is made of stainless steel fibers and glass. Glass fibers are mixed and woven into reticulated bottom film, and then fired into double-layer composite film after film compaction; The present invention uses oil associated gas treatment for dry gas power generation, and the associated gas treatment process is simple and simple, and uses membrane drying technology to dehydrate, with fast dehydration speed, high gas permeability, and no secondary pollution caused by dust.

【技术实现步骤摘要】
一种石油伴生气处理工艺
本专利技术涉及石油伴生气处理
，尤其涉及一种石油伴生气处理工艺。
技术介绍
石油伴生气亦称石油溶解气，在地质条件下的高压岩层孔隙内赋存，与原油共生共溶，相互交混。原油被开采后，由于温度和压力的变化，伴生气以气体形态与原油分离而单独析出成为气流。在常规条件下，石油伴生气的主体是C1-C5的诸多成分，另外还有N2、H2、H2S以及CO2等。因其具有极为重要的能源价值和石化原料价值而受到重视。全世界约有137×1012立方米的天然气探明储量，其中约70％为石油伴生气，因此，对石油伴生气的利用具有极为重大的意义。目前，对石油伴生气的利用途径主要为生产、生活燃料和作为化工原料。多年以来，国内均是以原油生产为主，对伴生气一般进行套管环空排放，部分油田将其用作燃料在井场进行储油罐的加温和脱水，在靠近村庄的少数油井的伴生气被当地农民用以生活和取暖。大部分伴生气采用直接排放，不仅对环境造成污染，更造成资源的巨大浪费，另外，因为伴生气主要成分是甲烷、乙烷等低分子烷烃，还含有少量的丙烷、丁烷、戊烷等，属于易燃易爆有毒有害气体，大量的伴生气排放空中，还会造成一定的安全隐患。目前，国内对石油伴生气处理后的综合利用包括干气发电、为汽车提供染料、生产化工溶剂、轻烃回收等方法。其中，伴生气发电是将伴生气作为燃料，伴生气经过脱水、净化和轻烃回收工艺，提取出液化气和轻质油以后，主要成分是甲烷的处理天然气叫干气，干气发电是最常见的伴生气处理方式之一。因为操作简单，方便运输，燃烧效率高，不含有灰份等固体杂质，所以对环境污染比较小。在伴生气处理工艺中伴生气需要脱水，避免在冷凝时析出液体与伴生气的酸性气体结合，对管线、阀门及其他设备造成腐蚀，或者在干气发电阶段，引起燃烧不正常、堵火嘴、回火、爆响甚至爆炸等现象。目前最常使用的是分子筛脱水，但是采用分子筛脱水后需要增加除尘工艺，所以不利于石油伴生气处理工艺的简化，而常见的过滤水分子的膜不适用于具有大量有机蒸汽和带有液态油污的伴生气，所以对石油伴生气处理工艺中使用的干燥膜应该是一种完全适合于伴生气环境中的过滤膜，该过滤膜需要脱水速度快，不另外造成粉尘污染，气体透过量高。
技术实现思路
针对现有技术中的不足，本专利技术的目的是提供一种石油伴生气处理工艺，尤其是将石油伴生气处理后用于干气发电，伴生气处理工艺操作简单，工艺步骤简洁，并且采用膜干燥技术脱水，脱水速度快，气体透过量高，不会产生粉尘造成二次污染。本专利技术通过以下技术手段解决上述技术问题：一种石油伴生气处理工艺，所述处理工艺包括以下步骤：伴生气压缩步骤、干燥步骤、氨预冷步骤、膨胀机制冷步骤、产品分馏步骤、干气发电步骤，所述干燥步骤采用复合膜干燥脱水，所述复合膜是由不锈钢纤维和玻璃纤维混合编织成网状底层膜，再经过薄膜压坯后烧制成型的双层复合膜。进一步，所述处理工艺包括以下步骤：伴生气压缩步骤：将石油伴生气通入气液分离器进行杂质和三相分离，分离后的气体先后进入两个压缩机中进行两级压缩冷却；干燥步骤：将压缩冷却后的伴生气通入干燥器内进行复合膜干燥脱水，然后通入换热器换热降温；氨预冷步骤：将干燥降温后的伴生气通入氨蒸发器进行氨蒸发预冷；膨胀机制冷步骤：将经过氨预冷步骤的伴生气通入膨胀机进行膨胀后通入低温换热器，得到液化伴生气；产品分馏步骤：将膨胀机制冷步骤得到的液化伴生气通入脱乙烷塔分馏，脱乙烷塔塔底液体通入脱丁烷塔，分离出液化石油气和稳定轻烃，分别装罐，送去产品区；干气发电步骤：将脱乙烷塔塔顶出来的甲烷和乙烷进行发电。进一步，所述伴生气压缩步骤中，经一级压缩后伴生气压缩至0.8～1.1Mpa，经二级压缩后伴生气压缩至2.1～2.5MPa，所述伴生气压缩步骤中，一级压缩冷却至30～35℃，二级压缩冷却至20～25℃。进一步，所述干燥步骤中，通过换热器降温至5-10℃，氨预冷步骤中，预冷至-10～-25℃。进一步，所述膨胀机制冷步骤中，伴生气降温至-45～-50℃进行液化。进一步，所述复合膜的制备步骤如下：底层膜制备：取不锈钢纤维和玻璃纤维混合编织形成网状底层膜；薄膜压坯：取氧化铝、氮化铝、二氧化硅与45～65wt％的乙醇溶液混合，在常温下超声波处理分散0.5h得到混合液，加入丙酮并于转速200～250rpm的球磨机内球磨22～25h，球磨介质为氧化铝球，随后于90～100℃下干燥，得到的混合粉末烧结1～2h后，取出得到复合粉末，将复合粉末与硅凝胶、碳酸氢钠粉末、聚酰亚胺粉末混合，搅拌制备成为糊状物涂覆于底层膜上，采用模压成型法于压力15～20MPa下压制成型，得到薄膜压坯；复合膜的烧制：将薄膜压坯置于250～300℃的温度下烧制1～2h，冷却后得到复合膜。进一步，所述薄膜压坯步骤中，氧化铝、氮化铝、二氧化硅、乙醇溶液的质量比为1：0.5：1：5，所述氧化铝选用属于立方晶系的γ-Al2O3。进一步，所述薄膜压坯步骤中，复合粉末、硅凝胶、碳酸氢钠粉末、聚酰亚胺粉末的质量比为4:0.8:0.5：1.5。进一步，所述复合膜的烧制步骤中，复合膜的比表面积为550-680m2/g，孔隙率为65-75％。进一步，所述薄膜压坯步骤中，混合粉末于1500～1800℃、8～10MPa的条件下真空烧结1～2h。本专利技术提供的一种石油伴生气处理工艺，有益效果如下：一、在伴生气压缩步骤的时候，通过气液分离器将原料伴生气中的杂质和固液气中的液固两相分离出来，防止在后面的工艺中损坏设备或者粘附于设备上，采用压缩机对伴生气进行一级压缩-一次冷却-二级压缩-二级冷却，逐渐加压并降温，利于后期伴生气的液化。在干燥步骤的干燥器内采用复合膜进行干燥，除去大部分水分子，可以简化干燥步骤，减少除尘工艺，使伴生气的处理工艺更加简化。氨预冷步骤和膨胀机制冷步骤将伴生气的温度逐渐降至零下，然后将伴生气液化。在产品分馏步骤，低温液烃进入脱乙烷塔，将甲烷和乙烷从顶部分馏出来，进行干气发电，而塔底出来的剩余液烃通入脱丁烷塔，将含有丁烷的稳定轻烃从塔顶分处，重组分的液化石油气从塔底出来分别罐装，完成石油伴生气的处理工艺。二、采用复合膜进行过滤水分子不仅简化了脱水工艺，而且脱水速度快，气体通量高，不会带来粉尘，造成二次污染，对石油伴生气处理工艺更加有益。复合膜采用的是双层结构，底层为不锈钢纤维和玻璃纤维的混合编织成的网状底层膜，不仅具有高强度、耐高温、耐低温的特点，还具有耐腐蚀、抗氧化等性能，可以为复合膜提供很好的支撑效果，而将氧化铝、氮化铝、二氧化硅混合烧结，制备得到有优异力学性能的复合粉末，选用的氧化铝采用γ-Al2O3属立方晶系，为多孔性、高分散度的固体物料，具有很大的比表面积，活性大，且吸附性能好。将复合粉末与硅凝胶、碳酸氢钠粉末、聚酰亚胺粉末混合制备成为糊状物后与底层膜压制成型，经过250～300℃的温度烧制后，碳酸氢钠粉末产生二氧化碳使融化的硅凝胶与聚酰亚胺表面产生大量直径约0.3nm左右微孔，又因在烧制过程中由于各种氧化物的物理性质的不一样，受外部压力且高温时容易于孔隙处产生裂缝，冷却后，这些细微的裂缝扩大了二氧化碳气体产生的微孔直径，可达到0.40nm左右，可阻碍水分子通过，但又不阻碍甲烷、乙烷等物质通过，可以达到脱水的目的。并且复合膜的比表面积为550-680m2/g本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石油伴生气处理工艺，其特征在于，所述处理工艺包括以下步骤：伴生气压缩步骤、干燥步骤、氨预冷步骤、膨胀机制冷步骤、产品分馏步骤、干气发电步骤，所述干燥步骤采用复合膜干燥脱水，所述复合膜是由不锈钢纤维和玻璃纤维混合编织成网状底层膜，再经过薄膜压坯后烧制成型的双层复合膜。

【技术特征摘要】
1.一种石油伴生气处理工艺，其特征在于，所述处理工艺包括以下步骤：伴生气压缩步骤、干燥步骤、氨预冷步骤、膨胀机制冷步骤、产品分馏步骤、干气发电步骤，所述干燥步骤采用复合膜干燥脱水，所述复合膜是由不锈钢纤维和玻璃纤维混合编织成网状底层膜，再经过薄膜压坯后烧制成型的双层复合膜。2.根据权利要求1所述的一种石油伴生气处理工艺，其特征在于，所述处理工艺包括以下步骤：伴生气压缩步骤：将石油伴生气通入气液分离器进行杂质和三相分离，分离后的气体先后进入两个压缩机中进行两级压缩冷却；干燥步骤：将压缩冷却后的伴生气通入干燥器内进行复合膜干燥脱水，然后通入换热器换热降温；氨预冷步骤：将干燥降温后的伴生气通入氨蒸发器进行氨蒸发预冷；膨胀机制冷步骤：将经过氨预冷步骤的伴生气通入膨胀机进行膨胀后通入低温换热器，得到液化伴生气；产品分馏步骤：将膨胀机制冷步骤得到的液化伴生气通入脱乙烷塔分馏，脱乙烷塔塔底液体通入脱丁烷塔，分离出液化石油气和稳定轻烃，分别装罐，送去产品区；干气发电步骤：将脱乙烷塔塔顶出来的甲烷和乙烷进行发电。3.根据权利要求2所述的一种石油伴生气处理工艺，其特征在于，所述伴生气压缩步骤中，经一级压缩后伴生气压缩至0.8～1.1Mpa，经二级压缩后伴生气压缩至2.1～2.5MPa，所述伴生气压缩步骤中，一级压缩冷却至30～35℃，二级压缩冷却至20～25℃。4.根据权利要求5所述的一种石油伴生气处理工艺，其特征在于，所述干燥步骤中，通过换热器降温至5-10℃，氨预冷步骤中，预冷至-10～-25℃。5.根据权利要求4所述的一种石油伴生气处理工艺,其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李可心，卢嘉威，李士华，
申请(专利权)人：杭州勃扬能源设备有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33