【摘 要】
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随着CO2-EOR驱油技术的发展,越来越多的CO2气体会随着油田伴生气返回地面。如不对产生的CO2气体加以回收,不仅会造成CO2气体的浪费,还会产生温室效应。为响应环保的要求以及增加CO2驱油效益因此需要对采出气中的CO2进行分离捕集,工业上对CO2-EOR采出气中CO2回收利用工艺应运而生。本文围绕气流量为10000Nm~3/d的CO2-EOR采出气进行研究,主要内容包括:根据油田现场采出气的特
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随着CO2-EOR驱油技术的发展,越来越多的CO2气体会随着油田伴生气返回地面。如不对产生的CO2气体加以回收,不仅会造成CO2气体的浪费,还会产生温室效应。为响应环保的要求以及增加CO2驱油效益因此需要对采出气中的CO2进行分离捕集,工业上对CO2-EOR采出气中CO2回收利用工艺应运而生。本文围绕气流量为10000Nm~3/d的CO2-EOR采出气进行研究,主要内容包括:根据油田现场采出气的特性,设计了CO2-EOR采出气CO2膜法提纯工艺,并对前处理流程中使用到的主要设备提供了选型依据;利用COMSOL模拟优化膜丝自身结构对膜分离性能的影响;利用MATLAB模拟系统操作条件对膜分离性能的影响并优化了操作参数。利用COMSOL计算模拟软件模拟研究了中空纤维膜丝自身结构参数对膜分离性能的影响,通过研究膜丝长度、膜丝半径以及膜厚度对分离性能的影响,可知随着膜丝长度的增加膜丝内部压力逐渐降低。在膜丝轴向方向气体CO2浓度随丝长的增加而减小,最终优选中空纤维膜丝长度可取为100～150cm。利用MATLAB模拟计算软件对不同膜材料在不同操作条件下的膜分离特性进行了分析,结果显示:与乙酸纤维素和聚砜两种工业常用膜材料相比聚酰亚胺膜对CO2/CH4气体分离具有更佳的分离效果;随进口原料气中被分离气浓度的升高渗透侧分离气的纯度而升高。为降低膜分离系统的使用成本和能耗,还对聚酰亚胺中空纤维膜分离系统的主要操作参数膜面积和进膜气压力进行了模拟优化。结果表明:回收分离气中CO2所需薄膜面积最终优选为350m~2,进膜气的操作压力设为1.5MPa,此时渗透侧CO2的浓度和CO2的回收率均可达到处理的要求。
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