1. 裝置規(guī)模與產(chǎn)品指標(biāo)

本裝置原料氣—— 油田伴生氣處理量取第 3 年到第 14年平均流量48000Nm3/d，CO2 含量亦取其平均含量~65%，經(jīng)凈化、分離等工序，最終產(chǎn)品為天然氣和液體 CO2 兩種產(chǎn)品。裝置操作彈性：60%～110%，年操作時(shí)間：8000h。

2.工藝技術(shù)

根據(jù)原料氣體成份指標(biāo)及產(chǎn)品要求分析，原料氣可先凈化然后進(jìn)入 PSA 脫碳裝置， 在此將 CH4 分離、提純，并作為產(chǎn)品天然氣輸出。富含 CO2 的 PSA 尾氣則作為液體 CO2 裝置的原料氣，通過壓縮、凈化、低溫提純等工序，制得產(chǎn)品液體 CO2。

2.1 工藝流程

原料油田伴生氣經(jīng)粗過濾，微膜濾，凈化，變壓吸附，分離的天然氣作燃料或進(jìn)入管網(wǎng)，逆放的二氧化碳?jí)嚎s干燥后液化儲(chǔ)存或回注，具體流程如下

原料氣首*行氣液分離，以分離掉原料氣中夾帶的游離水，然后再經(jīng)機(jī)械過濾器及微孔過濾器，除去重?zé)N等雜質(zhì)，該過濾器濾芯面積大，阻力小，且設(shè)有備用過濾器，一旦阻力增大，及時(shí)切換進(jìn)入另一組過濾器，以便在不停車的情況下更換濾芯。

凈化后的伴生氣首先進(jìn)入凈化系統(tǒng)脫硫。脫硫系統(tǒng)擬采用 2 臺(tái)脫硫塔，可并聯(lián)或串聯(lián)使用。脫硫塔裝填常溫氧化鐵脫硫劑，控制脫硫塔出口 H2S 含量<20ppm，剩余微量 H2S 在變壓吸附脫碳時(shí)一并脫除，進(jìn)入 PSA 尾氣，最終控制產(chǎn)品 CNG 硫含量≤15mg/Nm3。

脫硫后的氣體進(jìn)入變壓吸附脫碳工序。

變壓吸附脫碳擬采用 5-1-3/V 流程。即 5 臺(tái)吸附器，1 塔同時(shí)進(jìn)料，3 次均壓，抽真空解吸工藝。整個(gè)操作過程都是在環(huán)境溫度下進(jìn)行，各吸附器交替循環(huán)操作，每個(gè)吸附器在一次循環(huán)中都必須經(jīng)過：吸附（A）、一均降（E1D）、二均降（E2D）、三均降（E2D）、逆放（D）、抽真空（V）、三均升（E2R）、二均升（E2R）、一均升（E1R）、終充（FR）等步驟。在脫碳吸附器出口端獲得除去雜質(zhì)的凈化氣，即本裝置產(chǎn)品天然氣。天然氣加壓制CNG或并入管網(wǎng)。逆放及抽真空步驟排出的解吸氣， 其主要成分為 CO2，經(jīng)收集后送往液體 CO2 裝置制取液體 CO2。

PSA 脫碳解吸氣先經(jīng)壓縮機(jī)壓縮至約 1MPa 后送入預(yù)處理系統(tǒng)進(jìn)行干燥處理，水以及沸點(diǎn)高于 CO2 的組分采用變溫變壓吸附工藝脫除，其基本原理是利用吸附劑對(duì)雜質(zhì)組份的吸附容量隨壓力、溫度的不同有較大差異的特性。在吸附劑選擇吸附的條件下，高壓常溫吸附、低壓高溫脫附這些雜質(zhì)，達(dá)到氣體凈化的目的。吸附凈化工序由三臺(tái)凈化器組成， 一臺(tái)凈化器處于吸附狀態(tài)，一臺(tái)凈化器處于加熱狀態(tài)，一臺(tái)凈化器處于冷吹狀態(tài)。每臺(tái)凈化器在一次循環(huán)中都必須經(jīng)歷吸附（A）、降壓（D）、加熱（H）、隔離（IS）、冷吹（C）、充壓（R）六個(gè)步驟。

然后返回壓縮機(jī)級(jí)繼續(xù)壓縮至約 3.5MPa。壓縮后的氣體經(jīng)冷凝系統(tǒng)的蒸發(fā)冷凝器由常溫降至約-20℃液化后進(jìn)入提純塔，在塔釜中獲得高純度液體 CO2 產(chǎn)品經(jīng)過冷后直接輸出送至液體CO2 貯罐；從提純塔頂部出來(lái)的不凝性氣體經(jīng)換熱器回收冷量后作為脫水干燥工序的再生氣，排放出來(lái)的少量廢氣就地放空或進(jìn)入管網(wǎng)在提純塔釜中獲得高純度液體 CO2 產(chǎn)品直接輸出送至液體 CO2 儲(chǔ)罐。從提純塔頂部出來(lái)的不凝性氣體經(jīng)換熱器回收冷量后作為預(yù)處理工序的再生氣，排放出來(lái)的少量廢氣就地放空或進(jìn)入管網(wǎng)。提純塔釜采用壓縮機(jī)出口高溫氣體作為熱源，無(wú)需外部提供熱量；塔頂冷凝器冷量來(lái)自塔頂氣減壓閃蒸產(chǎn)生的冷量，無(wú)需外部提供冷量。

本裝置 CO2 液化器采用氨作冷媒。在液化器中，液氨在低壓下蒸發(fā)為氣氨， 為 CO2 液化提供冷量；氣氨則返回冰機(jī)系統(tǒng)循環(huán)使用。