一种高含氮能源气体净化方法技术

本发明专利技术公开一种高含氮能源气体的脱氮方法。通过采用分段式变压吸附塔与新型工艺过程，配合创新的控制方法，可以在一个吸附塔中得到两种满足生产需求的产品，同时保证两种产品的回收率与浓度要求。

【技术实现步骤摘要】
一种高含氮能源气体净化方法
本专利技术涉及能源气体净化领域，特别是涉及一种采用变压吸附法脱除能源气体中氮气的工艺方法。
技术介绍
在不同的页岩气与煤层气资源区，采出气中的氮气含量在1%至70%的范围。油田采用氮气驱或火驱开采原油过程中产生的伴生气，氮气含量在10%至70%的范围。要从此类含氮能源气体中脱除氮气（一般指高含氮的页岩气、油田伴生气、煤层气等），回收富含甲烷的天然气，目前常用技术有深冷分离、膜分离、变压吸附分离。根据需要净化脱氮能源气体的产量与组成不同，依据经济性可选用不同的净化技术。对于中、小量的含氮天然气，如日产量50万Nm3的高含氮油田伴生气，变压吸附分离是最经济高效的技术选择。变压吸附用于天然气脱氮的核心技术之一是吸附剂的选择性。专利CN102962036A对分子筛、活性炭、碳分子筛、分子门等可用于甲烷/氮气分离的吸附剂进行了综述，并公开了一种对甲烷吸附选择性更高的金属有机骨架吸附剂的制备方法。专利CN108329962A公开了一种变温吸附组合两段变压吸附的天然气脱氮方法。专利CN85103557A公开了采用产品甲烷置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高含氮能源气体净化方法，包括以下内容：/n提供n个分段式吸附塔，n为整数，且大于等于3；沿原料气到轻产品气流动方向，每个分段式吸附塔分为两段，下段的重组分段和上段的轻组分段，在轻组分段与重组分段中间设置控制阀，并在重组分段的出口处设置甲烷浓度检测仪，用以检测出口的甲烷浓度；在每个分段式吸附塔中按顺序循环执行下列步骤：/n（1）吸附：在高压下的基本恒压的吸附步骤，吸附塔中吸附剂吸附原料气中各组分的步骤，并根据吸附剂对不同组分吸附力与吸附量不同，在塔顶得到提纯或提浓的轻组分产品；/n（2）均压降：吸附步骤完成后，使吸附塔压力降低，继续从塔顶放出轻组分产品气，并将轻组分产品气用于另外一个解吸...

【技术特征摘要】
1.一种高含氮能源气体净化方法，包括以下内容：
提供n个分段式吸附塔，n为整数，且大于等于3；沿原料气到轻产品气流动方向，每个分段式吸附塔分为两段，下段的重组分段和上段的轻组分段，在轻组分段与重组分段中间设置控制阀，并在重组分段的出口处设置甲烷浓度检测仪，用以检测出口的甲烷浓度；在每个分段式吸附塔中按顺序循环执行下列步骤：
（1）吸附：在高压下的基本恒压的吸附步骤，吸附塔中吸附剂吸附原料气中各组分的步骤，并根据吸附剂对不同组分吸附力与吸附量不同，在塔顶得到提纯或提浓的轻组分产品；
（2）均压降：吸附步骤完成后，使吸附塔压力降低，继续从塔顶放出轻组分产品气，并将轻组分产品气用于另外一个解吸完成吸附塔的升压过程；
（3）逆放：吸附塔逆着进料方向降压的步骤，其目的是降低吸附塔压力至接近常压，让杂质组份从吸附剂上能有效地解吸，逆放产生的解吸气从塔底作为重组分排出；
（4）抽真空：沿逆着进料的方向对吸附塔抽真空的步骤，进一步回收吸附塔内死空间与吸附剂中吸着的重组分；
（5）均压+：当逆放与抽真空步骤完成后，关闭解吸气排放阀，然后打开控制阀，使轻组分段与重组分段在塔内完成压力均衡的步骤，该步骤在塔顶与塔底均不排出产品；
（6）均压升：完成解吸的吸附塔接收来自均压降吸附塔的轻组分产品气，逆着进料方向进行吸附塔升压的步骤，该步骤与均压降步骤耦合；
（7）终充：用轻组分对吸附塔逆着进料的方向升压至吸附压力的步骤。


2.按照权利要求1所述的净化方法，其特征在于，所述吸附塔中原料气到轻产品气的流动方向，是指原料气体从塔底进入，通过吸附剂床层，使轻组分得到提浓，从吸附塔的顶端排出。


3.按照权利要求1所述的净化方法，其特征在于，所述的甲烷浓度检测仪位于控制阀之后。


4.按照权利要求3所述的净化方法，其特征在于，所述的甲烷浓度检测仪用于检测离开重组分段时塔内甲烷的浓度；当塔顶排放氮气中甲烷含量要求不超过3%时，中间控制阀处检测到的床层中甲烷的含量不超过90%；当塔顶排出氮气中甲烷含量要求不超过1%时，中间控制阀处检测到的床层中甲烷的含量不超...

【专利技术属性】
技术研发人员：张胜中，范得权，张延鹏，高明，王红涛，张英，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11