CryoCell低温CO_2捕集技术在高含CO_2天然气处理中的应用.docx

环保节能

CryoCell低温CO?捕集技术在高含CO?天然气处理中的应用

刘勇魏江东景玉焕2张文敬3聂新刚

(1.中国石油规划总院；2.齐鲁制药；3.曹妃甸工业区管委会石化指挥部；4.中国石油大学(华东))

摘要当天然气中CO?含量较高时，需要对CO?采取地下封存措施。传统的CO?脱除技术是在低压下脱除气态的CO?,CO?封存过程能耗较高，CryoCel1低温CO?捕集技术则是在低温下以液体的形式把CO?从天然气中脱除出来，然后将液态CO?用泵加压到地下封存所需要的压力储存起来，大大降低了CO?封存过程所需的能耗。文中分析了传统技术在处理高含CO?天然气时的局限性及CryoCell技术存在的优势，重点描述了CryoCel1技术的工艺流程。CryoCel1技术避开了传统酸性气体处理过程中的缺点，避免了水的消耗、化学药剂的使用和与腐蚀相关的一些问题，能耗和减排成本大大降低，可用于高含CO?气田。

关键词CO?低温捕集天然气处理节能减排环保

D01:10.3969/j.issn.2095-1493.2011.01.014

天然气中有多种杂质，在管输到终端用户之前必须除掉。CO?是最主要的杂质之一，生产厂家必须把它处理到可接受的水平后才能外输。当前在市场上处理天然气中CO?的技术主要有化学吸收法、物理吸收法、混合溶剂吸收法、膜分离法和变压吸附法，这些技术不适合高含CO?天然气的处理，CO?含量高时，

CO?不能直接排放到大气中，需要对CO?采取地下封存措施。

化学和物理溶剂法是应用最广泛的传统CO?脱除方法，薄膜法次之。传统的CO?脱除技术是在低压下处理，因此需要被大比例地压缩到适合地下封存的压力，能耗很高。而新出现的低温CO?脱除技术——CryoCell技术，则有助于解决这一问题。

第一作者简介：刘勇，2010年毕业于中国石油大学(华东),硕士，助理工程师，从事天然气市场研究，E-mail:liuyong0798@163.com,

地址：北京市海淀区中国石油规划总院，100083。

1传统CO?脱除技术

1.1低温甲醇吸收(Rectisol)法

低温甲醇吸收(Rectisol)法，属于物理吸收法。该技术是20世纪50年代由德国林德(Linde)公司和鲁奇(Lurgi)公司联合开发的。工艺以冷甲醇为吸收溶剂，利用甲醇在低温下对酸性气体溶解度极大的优良特性脱除原料气中的酸性气体。气体的脱硫和脱碳可在同一个塔内分段、选择性地进行。具有气体净化度高、选择性好、溶剂廉价易得等特点，广泛应用于合成氨、甲醇、羰基合成、城市天然气脱硫气体净化装置中。

1.2醇胺溶液吸收(MDEA)法

醇胺溶液吸收法属于化学吸收法，它以MDEA(甲基二乙醇胺)水溶液为基础，在其中按不同的工艺要求加入各种添加剂，从而进一步改善MDEA溶剂的脱碳性能。该方法具有投资省、电耗低、热耗低等特点。MDEA溶液对天然气的溶解度低于天然气在纯水中的溶解度，因此，MDEA在脱除CO?气体的过程中天然气的损失很低。并且，MDEA稳定性较好，在使用过程中很少发生降解，对碳钢设备几乎无腐蚀。

1.3膜分离法

气体膜分离是新型化工分离技术。它以膜两侧气体压力差为驱动力，使CO?溶解并渗透过膜，从而使CO?在膜原料侧浓度降低，而在膜的另一侧富集，达到脱除天然气CO?的目的。

该技术具有能耗低、一次性投资较少、设备紧凑、占地面积小、操作简单且弹性大、维修保养方便和设备容易放大等优点，是高效、节能和环保的新兴技术，对解决当前石油行业中的天然气净化、回收与利用，降低生产成本等非常有效。

1.4变压吸附法(PSA)

变压吸附技术是利用吸附剂的平衡吸附量随组分分压升高而增加的特性，进行加压吸附、减压脱附的操作方法。PSA已广泛用于气体分离领域。PSA技术的特点是：工艺简单；装置操作弹性大；适合原料气

2011年第1期石油石化节能|41

EnvoironmentProtectionandEnergyConservation

量和组成较大波动；对原料气中有害微量杂质可作深度脱除(无溶剂和辅助材料消耗);无三废排放，对环境不会造成污染。西南化工研究设计院的国家变压吸附技