[發(fā)明專利]用于氮?dú)怛?qū)的高純制氮系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810246729.5
• 申請(qǐng)日: 2018-03-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110294464A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃業(yè)千;李偉;李長(zhǎng)河;粟科華;陳燕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司石油勘探開(kāi)發(fā)研究院
• 主分類號(hào): C01B21/04
• 分類號(hào): C01B21/04
• 代理公司: 北京思創(chuàng)畢升專利事務(wù)所 11218
• 代理人: 孫向民;廉莉莉

本發(fā)明提供了一種用于氮?dú)怛?qū)的高純制氮系統(tǒng)及方法，該用于氮?dú)怛?qū)的高純制氮系統(tǒng)包括：預(yù)處理部，預(yù)處理部包括依次通過(guò)管道連接的空壓機(jī)、空氣緩沖罐、過(guò)濾器、除油器及冷凝器；提純部，提純部包括依次通過(guò)管道連接的膜分離制氮系統(tǒng)、氮?dú)饩彌_罐、變壓吸附制氮系統(tǒng)，膜分離制氮系統(tǒng)通過(guò)管道連通于冷凝器；存儲(chǔ)部，存儲(chǔ)部包括成品氮?dú)鈨?chǔ)罐及氮?dú)庠鰤簷C(jī)，成品氮?dú)鈨?chǔ)罐連通于變壓吸附制氮系統(tǒng)，氮?dú)庠鰤簷C(jī)連通于成品氮?dú)鈨?chǔ)罐。該用于氮?dú)怛?qū)的高純制氮系統(tǒng)能夠獲得高純度，并且能夠適應(yīng)注氮驅(qū)油流動(dòng)作業(yè)要求的氮?dú)狻?/p>

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于油氣采收領(lǐng)域，更具體地，涉及一種用于氮?dú)怛?qū)的高純制氮系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，氮?dú)怛?qū)已經(jīng)成為提高油氣采收率常用并且有效的一種方法，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用越來(lái)越廣泛。制氮工藝主要有三種，深冷空分、膜分離和變壓吸附(PSA)。深冷制氮氮?dú)饧兌瓤蛇_(dá)99.99％,但是一次投資高,設(shè)備占地面積大,產(chǎn)品儲(chǔ)運(yùn)困難，因此目前現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用較多的主要為膜分離制氮和PSA制氮。膜分離制氮流程簡(jiǎn)單、操作方便、占地面積小、可移動(dòng)性強(qiáng)，但是受膜性質(zhì)影響，如要獲得高純度氮?dú)?，成本過(guò)高。變壓吸附壽命長(zhǎng)可獲得純度較高的氮?dú)?，但是撬裝設(shè)備體積大，不適合頻繁移動(dòng)。

根據(jù)目前氮?dú)怛?qū)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，低純度的氮?dú)庥捎诤写罅垦鯕猓菀自斐筛g結(jié)垢嚴(yán)重，導(dǎo)致注氣井修井，因此希望能夠獲得高純度的氮?dú)?。同時(shí)，由于油氣藏開(kāi)發(fā)的各個(gè)時(shí)期各區(qū)塊、各層系、各井組的情況不同，需要采用不同的注氮工藝技術(shù)，因此常需要注氮設(shè)備具備流動(dòng)作業(yè)的要求，而現(xiàn)有的制氮技術(shù)都無(wú)法較好的同時(shí)滿足以上兩點(diǎn)要求。

因此，有必要研發(fā)一種能夠獲得高純度，并且能夠適應(yīng)注氮驅(qū)油流動(dòng)作業(yè)要求氮?dú)獾挠糜诘獨(dú)怛?qū)的高純制氮系統(tǒng)及方法

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于氮?dú)怛?qū)的高純制氮系統(tǒng)及方法，該用于氮?dú)怛?qū)的高純制氮系統(tǒng)能夠獲得高純度，并且能夠適應(yīng)注氮驅(qū)油流動(dòng)作業(yè)要求的氮?dú)狻?/p>

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一方面提供一種用于氮?dú)怛?qū)的高純制氮系統(tǒng)，該用于氮?dú)怛?qū)的高純制氮系統(tǒng)包括：

預(yù)處理部，所述預(yù)處理部包括依次通過(guò)管道連接的空壓機(jī)、空氣緩沖罐、過(guò)濾器、除油器及冷凝器；

提純部，所述提純部包括依次通過(guò)管道連接的膜分離制氮系統(tǒng)、氮?dú)饩彌_罐、變壓吸附制氮系統(tǒng)，所述膜分離制氮系統(tǒng)通過(guò)管道連通于所述冷凝器；

存儲(chǔ)部，所述存儲(chǔ)部包括成品氮?dú)鈨?chǔ)罐及氮?dú)庠鰤簷C(jī)，所述成品氮?dú)鈨?chǔ)罐連通于所述變壓吸附制氮系統(tǒng)，所述氮?dú)庠鰤簷C(jī)連通于所述成品氮?dú)鈨?chǔ)罐。

優(yōu)選地，所述預(yù)處理部還包括流量計(jì)及加熱器，所述流量計(jì)及所述加熱器設(shè)置在所述膜分離制氮系統(tǒng)與所述冷凝器連接的管道上。

優(yōu)選地，所述變壓吸附制氮系統(tǒng)包括：至少兩臺(tái)并連設(shè)置的變壓吸附制器及與至少一臺(tái)變壓吸附制器串聯(lián)設(shè)置的備用變壓吸附制器。

優(yōu)選地，還包括旁通管道，所述氮?dú)饩彌_罐通過(guò)管道分別連通于所述至少兩臺(tái)變壓吸附制器的入氣口，至少兩臺(tái)變壓吸附制器的排氮口通過(guò)主管道連通于成品氮?dú)鈨?chǔ)罐，所述至少兩臺(tái)變壓吸附制器的排氮口通過(guò)所述旁通管道連通于所述備用變壓吸附制器的入氣口，所述備用變壓吸附制器的排氮口連通于所述成品氮?dú)鈨?chǔ)罐。

優(yōu)選地，還包括氧分儀、氧分儀變送器、主管道電磁控制閥及旁通電磁控制閥，氧分儀、氧分儀變送器及主管道電磁控制閥設(shè)置在所述主管道上，所述旁通電磁控制閥設(shè)置在所述旁通管道上，所述氧分儀及所述氧分儀變送器通信連接于所述電磁控制閥及所述旁通電磁控制閥。

優(yōu)選地，還包括變壓吸附處理管道，所述膜分離處理管道連通于所述變壓吸附制氮系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面提供了一種用于氮?dú)怛?qū)的高純制氮方法，該用于氮?dú)怛?qū)的高純制氮方法包括：

空氣經(jīng)由預(yù)處理部去除雜質(zhì)及油滴后進(jìn)入提純部；