[發明專利]一種利用膜分離原料氣中二氧化碳的方法、裝置和系統

在審

• 申請號: 201410670396.0
• 申請日: 2014-11-20
• 公開（公告）號: CN104479779A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 周紅軍;江皓;浦鵬;張松林
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（北京）;北京中石大新能源研究院有限公司
• 主分類號: C10L3/10
• 分類號: C10L3/10;B01D53/22
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 陶敏;黃健

1.一種利用膜分離原料氣中二氧化碳的方法，其特征在于，利用井口壓力使氣井中的原料氣進入至少一級膜組件進行分離，形成滲余氣和富含二氧化碳的滲透氣，其中所述井口壓力為1～9MPa。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述滲透氣的壓力為0～8MPa，并且所述原料氣與所述滲透氣之間的壓力差≥1MPa。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述原料氣包括甲烷和二氧化碳。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述原料氣中二氧化碳的體積含量為5～80％。

5.根據權利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，利用井口壓力使氣井中的原料氣進入多級膜組件，并且使上一級膜組件所形成的滲余氣或富含二氧化碳的滲透氣進入下一級膜組件進行分離。

6.根據權利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，利用井口壓力使氣井中的原料氣進入至少一級膜組件進行分離，并且使得到的含有一定量的甲烷的滲透氣加壓后回流參加原料氣的分離。

7.根據權利要求1至6任一所述的方法，其特征在于，對來自氣井的原料氣維持1～9MPa壓力下進行預處理后，使經所述預處理的原料氣進入膜組件進行分離。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述預處理包括換熱處理，所述換熱處理包括對所述原料氣進行降溫處理，使所述原料氣的露點溫度低于所述膜分離的操作溫度20℃以上，并分離出所形成的液態水。

9.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述預處理還包括對所述原料氣進行脫硫處理，所述脫硫處理利用固體脫硫劑進行，并使所述原料氣中總硫含量低于10ppm。

10.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述預處理還包括對所述原料氣進行脫細微顆粒物處理，所述脫細微顆粒物處理是使所述原料氣中顆粒粒徑小于0.01μm。

11.根據權利要求1至10任一所述的方法，其特征在于，實施所述膜分離所采用的膜為聚酰亞胺中空纖維膜、乙酸纖維素中空纖維膜、聚二甲基硅氧烷中空纖維膜或聚砜中空纖維膜。

12.一種用于實施權利要求1至11任一所述方法的裝置，其特征在于，包括至少一級膜組件，所述膜組件上設有原料氣進口、滲余氣出口和滲透氣出口，所述原料氣進口通過剛性管道與氣井的緩沖設備連接。

13.一種用于實施權利要求1至11任一所述方法的系統，其特征在于，包括權利要求12所述的裝置和與所述裝置的至少一級膜組件連接的預處理系統，所述預處理系統包括換熱器、脫硫反應器、顆粒過濾器、脫油反應器中的一種或多種。