一种油田放空气回收及脱水、脱重烃、脱汞系统的制作方法

1.本技术涉及一种油田放空气回收及脱水、脱重烃、脱汞系统，主要适用于油田放空气的回收和净化利用。


背景技术：

2.油田放空气是油田开采石油过程中夹带的一种天然气副产品，其重要成分为甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等碳氢化合物，因为其气量不稳定，且单口井的气量较小，管输难度大，不利于回收，所以以前的石油开采中一般采用直接排放点火烧掉的方式处理，不仅浪费了天然气资源，而且火炬燃烧的过程中也会产生大量的有害气体和温室气体，会造成环境污染。
3.近些年来，越来越多的油田开始注意到这个问题，陆陆续续建设了很多油田放空气回收装置。现有的油田放空气净化系统中，1、工作流程（工况）比较简单，不能连续同时进行吸附、再生、冷吹，工作效率低；2、再生气经过水冷或者风冷到40℃左右后，没有进一步冷却，再生气又回到吸附塔底部，其中携带的水含量较多且带重烃，增加了分子筛的负荷，不利于尽早尽量去除重烃，且与原料气混合时容易在吸附塔底部析出液体，减慢了吸附塔的加热再生速率。


技术实现要素：

4.本技术解决的第一个技术问题是丰富工况流程，提高工作效率；本技术解决的第二个技术问题是尽早尽量清除重烃。
5.本技术解决上述第一个技术问题所采用的技术方案是：一种油田放空气回收及脱水、脱重烃、脱汞系统，包括再生气分离器、吸附塔、再生气加热器、脱汞塔、粉尘过滤器、再生气冷却器、再生气管道，原料气入口与再生气管道、分离器原料气入口连接，再生气管道通过再生气冷却器连接至分离器再生气入口，分离器气体出口与吸附塔连接，吸附塔与再生气加热器、脱汞塔分别连接，再生气加热器与再生气冷却器连接，脱汞塔与粉尘过滤器连接，其特征是：还设置有第一三通管、第二三通管、再生气分离器液位调节阀、复合吸附塔一进口原料气控制阀、复合吸附塔二进口原料气控制阀、复合吸附塔一出口原料气控制阀、复合吸附塔二出口原料气控制阀、复合吸附塔一再生气加热出口或吹冷进口控制阀、复合吸附塔二再生气加热出口或吹冷进口控制阀、复合吸附塔一再生气加热进口或吹冷出口控制阀、复合吸附塔二再生气加热进口或吹冷出口控制阀、第一再生气控制阀、第二再生气控制阀、第三再生气控制阀、第四再生气控制阀，所述吸附塔由复合吸附塔一、复合吸附塔二、辅助吸附塔组成，再生气分离器包括第一腔室和第二腔室，第一再生气控制阀、第一三通管、第三再生气控制阀依次串联构成第一支路，第二再生气控制阀、第二三通管、第四再生气控制阀依次串联构成第二支路，第一支路与第二支路并联在再生气管道中，并联输出口与再生气冷却器连接；第一腔室底部设置有再生气分离器液位调节阀；再生气分离器顶部分离器气体出口分别经复合吸附塔一进口原料气控制阀、复合吸附塔二进口原料气控制阀与复
合吸附塔一底部、复合吸附塔二底部连接，复合吸附塔一顶部经复合吸附塔一出口原料气控制阀与脱汞塔顶部入口连接，复合吸附塔二顶部经复合吸附塔二出口原料气控制阀与脱汞塔顶部入口连接，复合吸附塔一顶部经复合吸附塔一再生气加热进口或吹冷出口控制阀与再生气加热器顶部连接，复合吸附塔二顶部经复合吸附塔二再生气加热进口或吹冷出口控制阀与再生气加热器顶部连接，再生气加热器底部经辅助吸附塔与第二三通管连接；复合吸附塔一再生气加热出口或吹冷进口控制阀接在复合吸附塔一底部与第一三通管之间，复合吸附塔一再生气加热进口或吹冷出口控制阀接在复合吸附塔一顶部与再生气加热器顶部之间，复合吸附塔二再生气加热出口或吹冷进口控制阀接在复合吸附塔二底部与第一三通管之间，复合吸附塔二再生气加热进口或吹冷出口控制阀接在复合吸附塔二顶部与再生气加热器顶部之间。本技术通过上述设计，极大地丰富了本技术三个吸附塔分别进行吸附、再生、吹冷且相互配合的工况种类和技术手段，实现了连续同时进行吸附、再生、冷吹，提高了设备利用率。
6.本技术解决上述第二个技术问题所采用的技术方案是：本技术还设置有再生气冷干机，再生气冷干机安装在再生气冷却器与分离器再生气入口之间。由于再生气冷干机处理后的气体温度比较低，与原料气均匀混合后可以解析出含烃凝液，含烃凝液经过滤丝网进入第一腔室通过再生气分离器液位调节阀排出，不会进入吸附塔，减轻了吸附塔分子筛的负担，降低了对吸附塔再生加热效率的影响，降低了后续设备清除重烃的负担。
7.本技术还设置有再生气流量调节阀，原料气入口通过再生气流量调节阀与分离器原料气入口连接，方便调节原料气流量。
8.本技术再生气冷干机处理后的气体温度在5~15
°
之间，提高再生气分离器冷凝重烃的能力。
9.本技术复合吸附塔一、复合吸附塔二、辅助吸附塔中均装填有瓷球、氧化铝、4a分子筛、脱重烃活性炭，提高吸附处理能力和效率。
10.本技术与现有技术相比，具有以下优点和效果：工况流程丰富多样，工作效率高，重烃处理比较充分。
附图说明
11.图1是本技术实施例的结构示意图。
12.图中：1a-复合吸附塔一；1b-复合吸附塔二；2-辅助吸附塔；3-脱汞塔；4-再生气加热器；5-粉尘过滤器；6-再生气冷却器；7-再生气冷干机；8-再生气分离器；81-再生气分离器的第一腔室；82-再生气分离器的第二腔室；83-过滤丝网；84-丝网除沫器；85-分离器原料气入口；86-分离器再生气入口；87-分离器气体出口；88-分离器液体出口；9-再生气管道；91-并联输入口，92-并联输出口，93-第一再生气控制阀k9与第三再生气控制阀k11之间的第一三通管；94-第二再生气控制阀k10与第四再生气控制阀k12之间的第二三通管，10-原料气入口。
13.f1-再生气流量调节阀；l1-再生气分离器液位调节阀；k1-复合吸附塔一进口原料气控制阀；k2-复合吸附塔二进口原料气控制阀；k3-复合吸附塔一出口原料气控制阀；k4-复合吸附塔二出口原料气控制阀；k5-复合吸附塔一再生气加热出口或吹冷进口控制阀；k6-复合吸附塔二再生气加热出口或吹冷进口控制阀；k7-复合吸附塔一再生气加热进口或
吹冷出口控制阀；k8-复合吸附塔二再生气加热进口或吹冷出口控制阀；k9-第一再生气控制阀；k10-第二再生气控制阀；k11-第三再生气控制阀；k12-第四再生气控制阀。
具体实施方式
14.下面结合附图并通过实施例对本技术作进一步的详细说明，以下实施例是对本技术的解释而本技术并不局限于以下实施例。
15.参见图1，本技术实施例油田放空气回收及脱水、脱重烃、脱汞系统，用于对脱酸后的油田放空气进行净化处理，能够将油田放空气中的水份、c6+重烃、汞等组分进行吸附处理。
16.本实施例可成撬（指可以整体制作成一个撬，方便移动）制作，包括以下设备：复合吸附塔一1a、复合吸附塔二1b、辅助吸附塔2、脱汞塔3、再生气加热器4、粉尘过滤器5、再生气冷却器6、再生气冷干机7、再生气分离器8、再生气管道9，原料气入口10上设置有再生气管道9，第一再生气控制阀k9、第一三通管93、第三再生气控制阀k11依次串联构成第一支路，第二再生气控制阀k10、第二三通管94、第四再生气控制阀k12依次串联构成第二支路，第一支路与第二支路并联在再生气管道9中，可以依据实际情况通过12个控制阀（k1~k12）的开关状态选择恰当的处理流程。一部分原料气通过再生气管道9的并联输入口91连通，并联输出口92经再生气冷却器6、再生气冷干机7、分离器再生气入口86连通至再生气分离器8的第一腔室81；另一部分原料气经一个再生气流量调节阀f1、分离器原料气入口85与再生气分离器8上部的第二腔室82连通，再生气分离器8下部设置有再生气分离器8的第一腔室81，第一腔室81底部设置有再生气分离器液位调节阀l1，再生气分离器液位调节阀l1用来控制处理后的重烃和水的输出；再生气分离器8顶部分离器气体出口87分别经复合吸附塔一进口原料气控制阀k1、复合吸附塔二进口原料气控制阀k2与复合吸附塔一1a底部、复合吸附塔二1b底部连通，复合吸附塔一1a顶部经复合吸附塔一1a出口原料气控制阀k3与脱汞塔3顶部入口连通，复合吸附塔二1b顶部经复合吸附塔二1b出口原料气控制阀k4与脱汞塔3顶部入口连通，脱汞塔3底部出口与粉尘过滤器5入口连通，粉尘过滤器5处理后的气体从出口排入后续的天然气处理流程（比如液化），复合吸附塔一1a顶部经复合吸附塔一1a再生气加热进口或吹冷出口控制阀k7与再生气加热器4顶部连通，复合吸附塔二1b顶部经复合吸附塔二再生气加热进口或吹冷出口控制阀k8与再生气加热器4顶部连通，再生气加热器4底部经辅助吸附塔2与第二三通管94连通；复合吸附塔一1a再生气加热出口或吹冷进口控制阀k5接在复合吸附塔一1a底部与第一三通管93之间，复合吸附塔一1a再生气加热进口或吹冷出口控制阀k7接在复合吸附塔一1a顶部与再生气加热器4顶部之间，复合吸附塔二1b再生气加热出口或吹冷进口控制阀k6接在复合吸附塔二1b底部与第一三通管93之间，复合吸附塔二再生气加热进口或吹冷出口控制阀k8接在复合吸附塔二1b顶部与再生气加热器4顶部之间。
17.并联输出口92经过再生气冷却器6、再生气冷干机7、分离器再生气入口86连通至再生气分离器8的第一腔室81，经再生气分离器8进行气液分离处理后，液体部分留在再生气分离器8的第一腔室81中，可通过再生气分离器液位调节阀l1控制排放利用或者进一步处理，气体部分经再生气分离器8的过滤丝网83进入第二腔室82，由于再生气冷干机7过来的气体部分温度比较低，与分离器原料气入口85进来的原料气均匀混合，导致原料气温度
下降产生一些含烃的凝液，在第二腔室82中进行气液分离，气相（气体）通过再生气分离器8上部的丝网除沫器84处理后，从分离器气体出口87出去处理，含烃凝液经过滤丝网83进入第一腔室81，通过再生气分离器液位调节阀l1排出，进入后续其它处理，不会进入吸附塔，减轻了吸附塔分子筛的负担，降低了对吸附塔再生加热效率的影响。
18.本技术至少含三个吸附塔，包括复合吸附塔一1a、复合吸附塔二1b、辅助吸附塔2；所述三个吸附塔中均装填有瓷球、氧化铝、4a分子筛、脱重烃活性炭等填料；在同一时间段内，存在至少以下四种工况，第一种：复合吸附塔一1a对原料气进行吸附，复合吸附塔二1b在进行加热再生，辅助吸附塔2对再生气进行吸附并冷却自身。第二种：复合吸附塔一1a对原料气进行吸附，复合吸附塔二1b在进行冷却，辅助吸附塔2在进行加热再生；第三种：复合吸附塔一1a在进行加热再生，复合吸附塔二1b在对原料气进行吸附，辅助吸附塔2对再生气进行吸附并冷却自身；第四种：复合吸附塔一1a在进行冷却，复合吸附塔二1b在对原料气进行吸附，辅助吸附塔2在进行加热再生。本技术通过上述设计，极大地丰富了本技术三个吸附塔分别进行吸附、再生、吹冷且相互配合的工况种类和技术手段，实现了连续同时进行吸附、再生、冷吹，提高设备利用率。
19.以下以第一种工况进行详细说明：
20.再生气分离器8处理后的原料气从分离器气体出口87出来，通过复合吸附塔一进口原料气控制阀k1进入复合吸附塔一1a进行吸附，脱出重烃和水，随后通过复合吸附塔一出口原料气控制阀k3进入脱汞塔3，完成脱汞后，通过粉尘过滤器5输出脱水、脱重烃、脱汞的天然气，进入下一步流程（比如液化）。
21.此时，复合吸附塔二1b在进行再生流程。复合吸附塔二1b的再生流程包括再生加热和吹冷（冷却）两个子流程。
22.再生加热：一部分原料气通过再生气管道9，经过第二再生气控制阀k10、第二三通管94进入辅助吸附塔2进行吸附，然后经过再生气加热器4升温至200～220℃后，经过复合吸附塔二再生气加热进口或吹冷出口控制阀k8进入复合吸附塔二1b解析出被吸附的水分和重烃，再经过复合吸附塔二出口原料气控制阀k6排出，再经过第一三通管93、第三再生气控制阀k11进入再生气冷却器6冷却至约40℃后进入再生气冷干机7，进一步冷却至约10℃，最后进入再生气分离器8分离出水、重烃类后，与分离器原料气入口85过来的原料气混合再进入复合吸附塔一1a。当再生加热过程中复合吸附塔二1b出塔气体温度达到160c～180℃时即停止加热，即复合吸附塔二1b再生加热完成。
23.吹冷：一部分原料气作为再生气，通过再生气管道9，经过第一再生气控制阀k9、第一三通管93、复合吸附塔二出口原料气控制阀k6，从底部进入复合吸附塔二1b，将塔内温度吸附剂降至常温，经复合吸附塔二再生气加热进口或吹冷出口控制阀k8后入再生气加热器4加热至200～220℃后进入辅助吸附塔2，对其中的吸附剂进行加热再生，再生气经过第二三通管94由第四再生气控制阀12排出，经再生气冷却器6冷却至约40℃，进入再生气冷干机7冷却至约10℃，最后进入再生气分离器8分离出水、重烃类后再进入复合吸附塔一1a。当复合吸附塔二1b出塔气体温度达到160℃～180℃时即停止加热，即辅助吸附塔2再生加热完成，此时复合吸附塔二1b切换到吸附模式，复合吸附塔一1a切换到再生模式，如此循环。
24.本实施例工作状况（模式）对应的相关开关状态参见以下工作状态表，表中符号：a-吸附（干燥）；h-再生加热；c-吹冷；on-阀门开；没有标明on的开关均指关闭。
[0025][0026]
第二种工况：复合吸附塔一1a对原料气进行吸附，复合吸附塔二1b进行冷却，辅助吸附塔2进行再生加热；
[0027]
第三种工况：复合吸附塔一1a进行再生加热，复合吸附塔二1b对原料气进行吸附，辅助吸附塔2对再生气进行吸附并冷却自身；
[0028]
第四种工况：复合吸附塔一1a进行冷却，复合吸附塔二1b对原料气进行吸附，辅助吸附塔2进行再生加热。
[0029]
本实施例的主要工作过程包括：脱酸后的原料气进入本实施例，一部分原料气作为再生气，另一部分原料气经再生气流量调节阀f1进入再生气分离器8第二腔室82，在设备中与分离后的再生气混合之后，从再生气分离器8顶部经复合吸附塔一进口原料气控制阀k1进入复合吸附塔一1a内，通过填料层，水份与c6+重烃被吸附，从复合吸附塔一1a顶部出去之后经复合吸附塔一出口原料气控制阀k3，从脱汞塔3顶部进入，通过浸硫活性炭，从底部出来之后经过粉尘过滤器5，净化后的油田放空气经检测合格进入后续液化系统；再生气通过第二再生气控制阀k10依次进入辅助吸附塔2、再生气加热器4加热至一定温度，通过复合吸附塔二再生气加热进口或吹冷出口控制阀k8从顶部进入复合吸附塔二1b对塔中填料进行再生，再生后从塔底部出来，依次通过复合吸附塔二再生气加热出口或吹冷进口控制阀k6、第三再生气控制阀k11、再生气冷却器6、再生气冷干机7降温至一定温度，进入再生气分离器8第一腔室81，气液分离之后与主路原料气在第二腔室82中混合，形成闭式循环。
[0030]
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其设备名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所做的举例说明。凡依据本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。