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二氧化碳含量小于10％的天然气深冷分离工艺
    本发明是涉及高含量二氧化碳天然气的一种深冷分离方法。

    传统的天然气深冷工艺，由脱酸单元、深冷单元两工序构成，当要求乙烷收率达到80％、丙烷收率达到95％时，如果进入天然气深冷装置的原料气中二氧化碳的含量超过2％(mol％)，则二氧化碳将在系统中结冰；近年有些地区开发的天然气中二氧化碳的含量＞8％(mol％)、硫化氢＞100ppm，为保证传统深冷工艺系统能正常运行，必须先将原料天然气中的二氧化碳脱除即脱酸单元后、再进行天然气深冷分离。目前常用胺类吸收脱酸工艺，对二氧化碳含量较高(6％～10％)的天然气，一般采用选择性较好的溶液如甲基二乙醇胺(MEDA)吸收脱酸工艺，将原料天然气中的CO2和H2S一起脱除，然后再进行深冷处理。现有工艺的的不足之处主要在于：1、二氧化碳气没有出处，如果用于回注需经脱水、压缩等工艺处理，工艺复杂、投资和能耗极大；2、对系统的腐蚀性较大；3、脱酸系统运行时，天然气凝析出的重烃在系统积累，将导致吸收塔内发泡，破坏系统的操作平衡。

    本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处，而提供一种无需脱除天然气中的二氧化碳，深冷系统不会结冰，能耗低、投资少的二氧化碳含量小于10％的天然气深冷分离工艺方法。

    可采取以下的技术方案实现目的。

    二氧化碳含量小于10％的天然气深冷分离工艺，方法是将二氧化碳、硫化氢、乙烷及丙烷以上组分经天然气深冷装置全部从原料气中分离出。

    根据高含量二氧化碳天然气地特点，采用“一步法天然气处理工艺”其过程是将二氧化碳、硫化氢、乙烷及丙烷组分经天然气深冷装置全部从原料气中分离出，不产生CO2结冰，利用脱甲烷塔或脱乙烷塔顶部气相组分的变化，控制装置的最低温度高于CO2结冰温度，使系统不会冻堵，乙烷或丙烷的收率达到96％以上。工艺过程将乙烷及酸气混同合注到地层中去。系统所用装置均为天然气处理通用设备。

    本技术方案相对现有技术具有如下优点和效果：

    1)以脱乙烷塔顶气体液化作为气体分馏塔的回流吸收液，控制系统的压力和温度，深冷系统工艺过程中存在的6％～10％的二氧化碳不会结冰。2)乙烷收率达到96％；丙烷收率达到99％。3)和传统的脱酸工艺相比，投资减少三分之一；处理过程的能耗降低50％以上、且投资大幅度下降。4)乙烷及二氧化碳等的混合气体是凝析油气田混相驱油的良好气源，可有效保证凝析油气田在高于其露点压力条件下进行开采；当凝析油气田在高于其露点压力条件下开采时，能够最大限度地降低凝析液在地层内的析离，保证最大限度地采出凝析气重组分。利用乙烷、二氧化碳等的混合气体对凝析油气田进行混相驱油还有利于降低凝析气的露点压力，从而更进一步改善油气藏的地层开采环境，提高凝析液的产量，创造一个良性开采循环。将二氧化碳等酸气回注对环境保护也有极大的社会意义。经本工艺过程处理后的酸气被脱水液化，用泵注入地层即可，回注泵功率仅有150千瓦，经济效益极为显著。与用胺脱酸工艺脱酸、将酸气压缩并脱水，利用压缩机回注的工艺相比，其能耗只是后者的十分之一。5)乙烷中的酸气分离用较少的能耗和投资即可实现，本工艺将从天然气中回收96％的乙烷回注到地层中去，可留待今后开采。

    结合附图、实施方式对本技术方案的内容作进一步详述。

    图1是传统天然气深冷工艺的工艺流程示意图；

    图2是二氧化碳含量小于10％的天然气深冷分离工艺流程图。

    实施例1、二氧化碳含量小于10％的天然气深冷分离工艺，其流程是将二氧化碳、硫化氢、乙烷及丙烷以上组份经天然气深冷装置全部从原料气中分离出。如附图2所示。

    实施例2、二氧化碳含量小于10％的天然气深冷分离工艺，以实施例1为基础，利用脱甲烷塔或脱乙烷塔顶部气相组分的变化，用脱乙烷塔顶气体液化作为气体分馏塔的回流吸收液，控制装置的最低温度高于CO2结冰温度；将乙烷及酸气混同回注到地层中去

    附图所示实施例的使用性能、使用效果为佳。