一种油气田试油过程中试油酸气处理方法及废气处理方法与流程

本发明涉及环境工程领域，具体而言，涉及一种油气田试油过程中试油酸气处理方法及废气处理方法。

背景技术：

油田井下试油作业在生产过程中会产生大量的含酸的有害气体，这些酸气若排放到空气中对环境会造成很大的影响，溢散到工作区间及周边大气中，会严重影响人们的身体健康和日常生活。

为了消除试油作业生产过程中产生的含酸有害气体的污染，目前国际国内治理酸气污染的手段主要采用以下方法：1、直接燃烧法；2、催化氧化法；3、臭氧除臭法；4、活性炭吸附法；5、药液喷淋法；6、生物降解法。但这些方法在不同程度上都存在设备投资大，运行成本高，处理气量小，工作不稳定，效率不高和存在二次污染等问题。

技术实现要素：

本发明提供了一种油气田试油过程中试油酸气处理方法，旨在改善现有的油气田试油过程中试油酸气处理方法处理效率低、运行成本高及存在二次污染的问题。

本发明提供了一种废气处理方法，其处理效率高处理过程更加环保。

本发明是这样实现的：

一种油气田试油过程中试油酸气处理方法，包括：将油气田试油过程中试油酸气通入耐酸反应釜中，同时将加压后的碱液通过喷淋器喷射入耐酸反应釜中对油气田试油过程中试油酸气进行吸收，得到天然气和中和液；将天然气通过耐酸反应釜设置的折风格栅后，从耐酸反应釜的第一出气口排出；将中和液从耐酸反应釜的出液口排出。

一种废气处理方法，包括上述的油气田试油过程中试油酸气处理方法。

本发明的有益效果是：本发明通过上述设计得到的油气田试油过程中试油酸气处理方法，使用时，采用喷淋碱液的方式对酸气进行吸收，不会产生二次污染，吸收效率高且操作简单运行成本低；由于气体需穿过折风格栅的阻碍从而加大了油气田试油过程中试油酸气与碱液的反应时间保证了油气田试油过程中试油酸气与碱液反应完全。而本发明提供的废气处理方法，其包括本发明提供的试油气田试油过程中油酸气处理方法，由于其包括本发明提供的油气田试油过程中试油酸气处理方法，使得本发明提供的废气处理方法与现有技术先比处理效率更高、处理过程更加环保。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是可实施本发明实施例提供的油气田试油过程中试油酸气处理方法的试油酸气处理系统结构示意图；

图2是图1中耐酸反应釜的剖视图；

图3是图1中硫化氢吸收转换器的剖视图；

图4是图3中Ⅳ区域的放大图；

图5是本发明提供的油气田试油过程中试油酸气处理方法的操作流程图。

图标：100-试油酸气处理系统；110-储液容器；111-液位传感器；112-排液管；113-排液阀；114-进液管；114a-第一进液支管；114b-第二进液支管；115-液位显示器；116a-第一进液阀；116b-第二进液阀；116c-第三进液阀；120-耐酸反应釜；121-折风格栅；121a-第一折风格栅；121b-第二折风格栅；122-第一进气口；123-第一出气口；124a-第一出液口；124b-第二出液口；125-喷淋器；125a-第一喷淋器；125b-第二喷淋器；126-柱塞泵；127-进液压力传感器；128-变频电机；129-进液缓冲器；131a-第一出液管；131b-第二出液管；132a-第一出液阀；132b-第二出液阀；133a-第一出液压力传感器；133b-第二出液压力传感器；134a-第一出液缓冲器；134b-第二出液缓冲器；135a-第一PH监测器；135b-第二PH监测器；140-硫化氢吸收转化池；141-气体运送管；142-顶盖；143-第二出气口；144-第二进气口；145-排液口；146-过滤支撑网；147-滤孔；148-滤布；149-进气管；150-控制系统；161-由壬接头。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。

如图1所示，一种可实施本发明实施例提供的油气田试油过程中试油酸气处理方法的油气田试油过程中试油酸气处理系统100，其包括储液容器110、耐酸反应釜120和控制系统150。储液容器110通过进液管114与耐酸反应釜120连通。控制系统150用于控制油气田试油过程中试油酸气处理系统100的正常运转。

储液容器110内储存用于吸收酸气的碱液，进液管114用于将储液容器110内的碱液输送至耐酸反应釜120中。在进液管114的管路上设置有用于对进液管114内的碱液进行加压的柱塞泵126，柱塞泵126与控制系统150电路连接，柱塞泵126上设置有变频电机128，变频电机128与控制系统150电路连接。碱液从储液容器110内输出进入进液管114内，在柱塞泵126的作用下加压进入耐酸反应釜120中。

储液容器110内设置有液位传感器111和液位显示器115，液位传感器111与控制系统150通信连接，液位传感器111将储液容器110内液位信号传递给控制系统150，操作人员通过观察控制系统150上的显示数据来决定储液容器110是加液还是排液。当液位传感器111发生故障时，操作人员可通过液位显示器115观察到储液容器110内的液位情况。进一步地，进液管114上靠近储液容器110处设置有用于控制进液管114打开和关闭的第三进液阀116c。

进一步地，进液管114位于柱塞泵126与耐酸反应釜120之间的管路上还设置有进液压力传感器127，进液压力传感器127与控制系统150通信连接，进液管114的管路上还设置有用于控制进液管114水压的进液缓冲器129，进液缓冲器129的容积为1L,进液压力传感器127用于测定进液管114内水压，并且将其测定得到的水压的信号发送给控制系统150，操作人员得知进液管114内水压信号后，做出是否控制进液缓冲器129来调整进液管114内的水压。当水压过高，则通过控制进液缓冲器129使进液管114内水压降低，并同时调节柱塞泵126对进液管114内碱液的加压力度。

如图1和图2所示，耐酸反应釜120的一端设置有第一进气口122，试油酸气则通过第一进气口122进入耐酸反应釜120中。耐酸反应釜120远离第一进气口122的一端设置有第一出气口123，试油酸气在耐酸反应釜120内反应完后则通过第一出气口123排出。

耐酸反应釜120内设置有折风格栅121，折风格栅121数量为2，其包括第一折风格栅121a和第二折风格栅121b，第二折风格栅121b设置与靠近第一进气口122处，第一折风格栅121a设置于第二折风格栅121b与第一进气口122之间。折风格栅121与第一进气口122之间设置有喷淋器125，喷淋器125数量为2，喷淋器125包括第一喷淋器125a和第二喷淋器125b，第一喷淋器125a设置于第一折风格栅121a与第一进气口122之间，第二喷淋器125b设置于第二折风格栅121b与第一折风格栅121a之间。进液管114与耐酸反应釜120的连接端设置有第一进液支管114a和第二进液支管114b，第一进液支管114a设置有第一进液阀116a，第二进液支管114b设置有第二进液阀116b，第一进液支管114a与第一喷淋器125a连通，第二进液支管114b与第二喷淋器125b连通。

耐酸反应釜120的侧壁设置有出液口(图未标)，第一出气口123高于出液口，以保证中和液从出液口排出而不是从第一出气口123排出。进一步地，出液口数量为2，其包括第一出液口124a和第二出液口124b，第一出液口124a设置于折风格栅121与第一进气口122之间，保证中和液能够及时排出；第二出液口124b设置于耐酸反应釜120的侧壁靠近第一出气口123处，进一步保证未从第一出液口124a排出的中和液穿过折风格栅121后从第二出液口124b排出。

进一步地，出液口处设置有出液管(图未标)，出液管与出液口连通，出液管靠近出液口处设置有出液阀(图未标)，出液阀用于控制中和液的排放，当中和液在耐酸反应釜120中达到一定量后，打开出液阀，排出中和液。出液管的管路上还设置有出液压力传感器(图未标)和出液缓冲器(图未标)，出液压力传感器与控制系统150通信连接。

进一步地，出液管数量为2，其包括第一出液管131a和第二出液管131b，第一出液管131a与第一出液口124a连通，第二出液管131b与第二出液口124b连通；出液阀数量为2，出液阀包括第一出液阀132a和第二出液阀132b，出液压力传感器的数量为2，其包括第一出液压力传感器133a和第二出液压力传感器133b，出液缓冲器的容积为2L,出液缓冲器的数量为2，其包括第一出液缓冲器134a和第二出液缓冲器134b，第一出液阀132a、第一出液压力传感器133a和第一出液缓冲器134a均设置于第一出液管131a上，第二出液阀132b、第二出液压力传感器133b和第二出液缓冲器134b均设置于第二出液管131b上。

进一步地，出液管上设置有PH监测器(图未标)，PH监测器与出液缓冲器连接，PH监测器与控制系统150通信连接，PH监测器数量为2，其包括第一PH监测器135a和第二PH监测器135b，第一PH监测器135a设置于第一出液管131a上,第二PH监测器135b设置于第二出液管131b上，设置PH监测器的目的是监测出液管内中和水的PH值，以判断酸气过量还是碱液过量，从而通过操作控制系统150控制酸气或者碱液进入耐酸反应釜120时的速率。

如图3和图4所示，为保证油气田试油过程中试油酸气中的酸性气体能够被吸收完全，进一步地，油气田试油过程中试油酸气处理系统100还包括硫化氢吸收转化池140，硫化氢吸收转化池140通过气体运送管141与第一进气口122连通，气体运送管141通过由壬接头161与耐酸反应釜120连接。硫化氢吸收转化池140的顶部设置有顶盖142，顶盖142上设置有第二进气口144、第二出气口143和进气管149，进气管149穿过第二进气口144伸入硫化氢吸收转化池140内，第二出气口143与气体运送管141连通。硫化氢吸收转化池140的底部设置有排液口145，排液口145处设置有阀门(图未示)。硫化氢吸收转化池140内设置有过滤支撑网146，过滤支撑网146上设置有多个滤孔147，过滤支撑网146的上侧设置有滤布148。

参见图5，并同时参见图1-图4，本发明实施例提供的采用上述油气田试油过程中试油酸气处理系统100进行油气田试油过程中试油酸气处理的试油酸气处理方法。包括以下步骤：

S1、将油气田试油过程中试油酸气通入耐酸反应釜120中，同时将加压后的碱液通过喷淋器125喷射入耐酸反应釜120中对油气田试油过程中试油酸气进行吸收，得到天然气和中和液。

具体地，请参见图1-图4，油田排出的试油酸气含有的主要酸气为氯化氢、硫化氢以及二氧化硫。优选地，在将油气田试油过程中试油酸气通入耐酸反应釜120之前先将油气田试油过程中试油酸气通入硫化氢吸收转化池140内，硫化氢吸收转化池140内盛放的吸收液为质量浓度为1％-5％的过氧化氢溶液，过氧化氢溶液的液面没过进气管149。将油气田试油过程中试油酸气通过进气管149通入过氧化氢溶液内，使得油气田试油过程中试油酸气中的易溶气体在硫化氢吸收转化池140内溶解，同时使得试油酸气中的硫化氢与过氧化氢进行反应生成硫单质。生成的硫在过滤支撑网146与滤布148的作用下被过滤截留在滤布148上，当硫化氢吸收转化池140内吸收液完全饱和时，将饱和的吸收液从排液口145排出，排出液为酸液，可回收浓缩再利用，还可用于碱性废气的吸收以及碱性废液的中和。排出吸收液后则打开顶盖142，取出滤布148上的硫进行回收利用，能够有效节约资源避免资源的浪费。且采用过氧化氢溶液吸收，不会产生二次污染。

油气田试油过程中试油酸气经过氧化氢溶液吸收后，其中的大部分酸气已经被吸收，剩余气体为中间气，此时中间气中仅含少量的酸气。将硫化氢吸收转化池140内生成的中间气从气体运送管141输送至耐酸反应釜120中，中间气从第一进气口122进入耐酸反应釜120内。与此同时，打开第一进液阀116a、第二进液阀116b和第三进液阀116c使储液容器110中的碱液通过进液管114，在柱塞泵126的作用下加压运送至设置于耐酸反应釜120中的喷淋器125内，通过操作控制系统150，使得喷淋器125将碱液喷淋至耐酸反应釜120内，对中间气中的酸性气体进行喷淋吸收。优选地，柱塞泵126将进液管114内的水压加压至2-5MPa，此压力下既能保证水压压力足够又能保证压力不至于过大产生爆管。优选地，柱塞泵126流量为10-30L/h，功率为1.0KW，在该参数条件下，能够使得整个试油酸气处理系统100更稳定运行。优选地，该步骤所用到的碱液采用浓度为1％-15％的氢氧化钠溶液。优选地，碱液对中间气内酸气的吸收采用两级喷淋的方式，即中间气先经第一喷淋器125a喷淋后，再经第二喷淋器125b进行二次喷淋以保证中间气中的酸气被吸收完全，得到天然气。穿过第一折风格栅121a，二次喷淋完成后穿过第二折风格栅121b。采用碱液与酸气中和反应，不会产生二次污染。

需要指出的是，在本发明的其他实施例中，根据中间气内酸气含量，喷淋过程还可以是1次喷淋或2次以上喷淋。

优选地，在碱液储存于储液容器110中时，通过观察液位传感器111传递给控制系统150的液位信息或者观察液位显示器115，来判断是否通过控制排液阀113来调整储液容器110内的液位。

优选地，在碱液通过进液管114输送至耐酸反应釜120的过程中，通过观察设置于进液管114上的进液压力传感器127传递至控制系统150上关于进液管114内水压的信息，判断是否通过控制进液缓冲器129调整进液管114内的水压。对进液管114的压力随时监控并进行调整，使得试油酸气处理方法的工作过程更加稳定。

S2、将天然气穿过耐酸反应釜120设置的折风格栅121后，从耐酸反应釜120的第一出气口123排出。

具体地，参见图1-图4，中间气中的酸气被第一喷淋器125a吸收后，穿过能够减缓中间气流速第一折风格栅121a，在第一折风格栅121a与第二折风格栅121b之间再次被第二喷淋器125b喷淋，二次喷淋完成后穿过能够减缓中间气流速的第二折风格栅121b最后从第一出气口123排出。

S3、将中和液从耐酸反应釜120的出液口排出。

具体地，参见图1-图4，在喷淋过程中由碱液转化成的中和液从耐酸反应釜120的出液口通过出液管排出。进一步地，在中和液从出液管排出的过程中，通过设置于出液管上的出液压力传感器反馈的出液管的压力信息，判断是否操作出液缓冲器对出液管的压力进行调节。进一步地，在中和液从出液管排出的过程中，通过设置于出液管上的PH监测器所反馈的PH值信息，判断碱液与酸气的反应完成情况，进一步判断是否调整试油酸气或中间气进入耐酸反应釜120的进气流速或调整碱液进入喷淋器125的进液流速。对出液管内中和液的PH以及水压随时监控并进行调整，使得油气田试油过程中试油酸气处理方法的工作过程更加稳定。

优选地，采用两级排液的方式排出中和液，若其中一个损坏，另一个能够照常运行，以保证排液过程更高效稳定地运行。当然，在本发明的其他实施例中，还可采用两级以上的排液方式。

实验例

在某一时段将从油田输出的油气田试油过程中试油酸气同时采用直接将试油酸气通过碱液喷淋吸收的方法吸收，和先通过过氧化氢进行吸收再通过碱液喷淋吸收的方法进行吸收。分别检测试该两种方法对油气田试油过程中试油酸气处理完成后输出气体中氯化氢含量。如下表1所示。

表1不同时段硫化氢含量记录

分析上表可知，本发明所提供的油气田试油过程中试油酸气处理方法对氯化氢的去除率能达到97％以上，而将试油酸气先通过过氧化氢进行吸收后再通过碱液喷淋吸收，明显可以看出其对氯化氢的去除效率更高，基本实现将试油酸气中的氯化氢处理完全；采用本发明所提供的油气田试油过程中试油酸气处理方法对氯化氢的吸收情况可以推知其对试油酸气中的其他酸气的吸收也能够达到很好的效果。

综上所述，本发明提供的油气田试油过程中试油酸气处理方法采用喷淋碱液的方式对酸气进行吸收，不会产生二次污染，吸收效率高且操作简单运行成本低；由于气体需穿过折风格栅的阻碍从而加大了试油酸气与碱液的反应时间保证了试油酸气与碱液反应完全；而采用多级喷淋的方式能够进一步保证酸气被吸收完全；而在将油气田试油过程中试油酸气进行碱液喷淋吸收之前先通入硫化氢吸收转化池，能够保证油气田试油过程中试油酸气中酸性气体去除更完全且生成的硫单质还可回收利用；而在进液和出液过程中，实时监控，能够保证油气田试油过程中试油酸气处理方法更稳定高效地进行。

本发明还提供了一种废气处理方法，其所处理的气体为包括与油气田试油过程中试油酸气中含有的酸性气体相同的酸气，以及其他对环境造成危害的气体。该废气处理方法包括上述的试油酸气处理方法，由于其包括上述油气田试油过程中试油酸气处理方法，其能够更高效环保地处理废气中的酸气，进而使得本发明提供的废气处理方法全过程处理效率更高、处理过程更加环保。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。