RU2133347C1 - Method of generation of electric energy and aromatic hydrocarbons and device for realization of this method - Google Patents
Method of generation of electric energy and aromatic hydrocarbons and device for realization of this method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2133347C1 RU2133347C1 RU96117764A RU96117764A RU2133347C1 RU 2133347 C1 RU2133347 C1 RU 2133347C1 RU 96117764 A RU96117764 A RU 96117764A RU 96117764 A RU96117764 A RU 96117764A RU 2133347 C1 RU2133347 C1 RU 2133347C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydrocarbons
- turbine drive
- gaseous
- combustion chamber
- line
- Prior art date
Links
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
Изобретения относятся к газотурбинной технике и могут быть использованы комплексно в энергетическом машиностроении и в нефтегазоперерабатывающей промышленности на установках каталитического риформинга, например при получении ароматических углеводородов из широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ), неэтилированных высокооктановых бензинов и т.п. The inventions relate to gas turbine technology and can be used comprehensively in power engineering and in the oil and gas processing industry in catalytic reforming plants, for example, in the production of aromatic hydrocarbons from a wide fraction of light hydrocarbons (BFLH), unleaded high-octane gasolines, etc.
Известны способы каталитического получения бензина и установки с осуществлением этих способов (см. аат.св. СССР N 1693025, 1989 г. и описанию к патенту РФ N 1806171, 1990, кл. C 10 G 35/04.). Known methods for the catalytic production of gasoline and installation with the implementation of these methods (see at.St. USSR N 1693025, 1989 and the description of the patent of the Russian Federation N 1806171, 1990, class C 10 G 35/04.).
Известные способы направлены только на получение жидкого бензина из углеводородного сырья. Получающийся при этом в процессе катализа углеводородные газы используются частично и лишь для предварительного подогрева сырья и промежуточных подогревов продуктов реакции. Большая часть излишков этих газов выводится с установок в коллекторы и требует, в лучшем случае, каких-то других способов их использования. Сброс части дымовых газов через выхлопные патрубки непосредственно в атмосферу ухудшает термический КПД установок. Применение известных способов также предусматривает наличие посторонних источников электроэнергии. Known methods are aimed only at obtaining liquid gasoline from hydrocarbons. The hydrocarbon gases resulting from this during catalysis are used partially and only for preheating of raw materials and intermediate preheating of reaction products. Most of the excess of these gases is removed from the plants to the collectors and requires, at best, some other ways of using them. The discharge of part of the flue gases through the exhaust pipes directly into the atmosphere impairs the thermal efficiency of the plants. The application of known methods also provides for the presence of extraneous sources of electricity.
Известные установки имеют насосы, дымососы и воздушные конденсаторы с электроприводом. Установки снабжены реакторно-тепловыми блоками с каталитическими реакторами, тепловыми блоками, перегревателями, дымососами, или отдельно стоящими реакторами и подогревателями. В составе установок входят также конденсаторы и емкости-сепараторы, подключенные по жидкому катализату к товарному парку, а по линии отсепарированных газообразных углеводородов - к теплогенератору (подогревателю) и к коллектору на вывод излишков из установок. Known installations have pumps, smoke exhausters and electric air condensers. The plants are equipped with reactor-thermal units with catalytic reactors, thermal units, superheaters, smoke exhausters, or free-standing reactors and heaters. The plants also include condensers and separator tanks connected via liquid catalysis to the fleet, and through the separated gaseous hydrocarbons line to the heat generator (heater) and to the collector to remove excess from the plants.
В известных установках необходимы дополнительные емкости для накопления и хранения газообразных углеводородов. Для привода агрегатов необходимы электромоторы с соответствующей системой их питания и управления, что существенно снижает автономность действия таких установок и их применение на нефтяных и газоконденсатных месторождениях. Кроме того, по мере выработки ресурса, катализатор в реакторах теряет свою эффективность и для получения расчетного количества жидкого катализата требуется все большие и большие расходы подводимого сырья, или же при постоянном расходе сырья происходит уменьшение товарного катализата. In known installations, additional tanks are needed for the accumulation and storage of gaseous hydrocarbons. To drive the units, electric motors with an appropriate power supply and control system are required, which significantly reduces the autonomy of the operation of such plants and their use in oil and gas condensate fields. In addition, as the resource is depleted, the catalyst in the reactors loses its effectiveness and in order to obtain the calculated amount of liquid catalysis, more and more expenses of the supplied raw materials are required, or commodity catalysis decreases with a constant consumption of raw materials.
Указанные недостатки частично устранены в способе работы и конструкции комбинированной энергетической установки. These disadvantages are partially eliminated in the method of operation and design of the combined power plant.
Известные способ и устройство (см. заявку Японии 59-108809, кл. F 01 K 23/10 за 1984 г.) предусматривают получение электроэнергии от двух собственных электрогенераторов. The known method and device (see Japanese application 59-108809, class F 01 K 23/10 for 1984) provide for the generation of electricity from two own generators.
Согласно известному способу топливо, подаваемое в камеру сгорания газотурбинной установки, подводится для предварительного подогрева в подогреватель топлива, который размещен в хвостовых зонах котла-утилизатора, работающего на выхлопных газах установки. Подогретое топливо далее поступает в каталитический реактор, в котором осуществляется процесс улучшения топлива. Из реактора топливо, получившее большую теплотворную способность, чем исходное (метанол), подается в камеру сгорания газотурбинной установки. According to the known method, the fuel supplied to the combustion chamber of a gas turbine installation is supplied for preheating to a fuel heater, which is located in the tail zones of a waste heat boiler operating on the exhaust gases of the installation. The heated fuel is then fed to a catalytic reactor, in which the fuel improvement process is carried out. From the reactor, fuel that has received a greater calorific value than the original (methanol) is supplied to the combustion chamber of the gas turbine unit.
Часть исходного топлива используется в котле-утилизаторе для поддержания температуры в каталитическом реакторе. A portion of the starting fuel is used in the recovery boiler to maintain the temperature in the catalytic reactor.
В соответствии с описанным способом известная газотурбинная установка имеет газотурбинный двигатель и на линии его выхлопа прямоточный котел-утилизатор, в котором последовательно размещены поверхности каталитического реактора, пароперегревателя, подогревателя воды, подогревателя топлива в виде метанола, паровую турбину и приводимые от двигателя и паровой турбины электрогенераторы. In accordance with the described method, the known gas turbine installation has a gas turbine engine and a straight-through waste heat boiler in its exhaust line, in which the surfaces of the catalytic reactor, superheater, water heater, fuel heater in the form of methanol, a steam turbine, and electric generators driven by the engine and the steam turbine are sequentially placed .
Данная установка, несмотря на полную ее автономность, повышенный термический КПД, за счет улучшения топлива внутри установки и самообеспечение электроэнергией, является чисто энергетической, не позволяющей иметь выработку высокооктанового товарного топлива из низкокачественного подводимого. Эффективность установки, после длительной работы, может быть существенно ухудшенной из-за возможного закоксовывания каталитического реактора, несмотря на достаточно высококачественное топливо-сырье типа метанола. Известные способ и установка обеспечивают оптимальную работу лишь на одном углеводороде - метаноле, под который и подобраны необходимый катализатор в одном реакторе и индивидуальный для метанола и температурный интервал оптимальной работы. В случае подвода к установке топлива широкой фракции возможна ее полная неработоспособность. This installation, despite its full autonomy, increased thermal efficiency, due to improved fuel inside the installation and self-supply with electric energy, is purely energy-based, which does not allow producing high-octane commercial fuel from low-quality supply. The efficiency of the installation, after prolonged operation, can be significantly impaired due to the possible coking of the catalytic reactor, despite the relatively high-quality raw material fuel such as methanol. The known method and installation ensure optimal operation only on one hydrocarbon - methanol, under which the necessary catalyst is selected in one reactor and individual for methanol and the temperature range of optimal operation. If a wide fraction is supplied to the fuel installation, its complete inoperability is possible.
Задачи, на решение которых направлены заявляемые изобретения заключаются в создании автономной высокоэффективной комбинированной энергетической установки, сочетающей все положительные признаки, как обычной каталитической установки по получению высокооктановых бензинов, так и энергетического газотурбинного привода электрогенератора с каталитической обработкой подаваемого на него дешевого топлива, без их недостатков. В частности, поставлена задача с наибольшей эффективностью использовать все составные части процесса катализа подводимого низкокачественного сырья с одновременным накоплением высокоценного катализата и получением дешевой электроэнергии большого количества в ходе всего ресурса катализатора. The tasks to which the claimed inventions are directed are to create an autonomous highly efficient combined power plant combining all the positive features of both a conventional catalytic plant for producing high-octane gasolines and an energy gas-turbine drive of an electric generator with catalytic processing of cheap fuel supplied to it, without their shortcomings. In particular, the task was set to use with maximum efficiency all the components of the catalysis process of the supplied low-quality raw materials with the simultaneous accumulation of high-value catalysis and the production of large-scale cheap electricity during the entire catalyst resource.
Поставленные задачи решаются тем, что согласно способу, в камеру сгорания высокого давления газотурбинного привода в качестве топлива подают только газообразные углеводороды процесса катализа и только такого расхода, который необходим для поддержания заданной постоянной мощности электрогенератора и компенсации потерь в линии выхлопа привода, а оставшуюся часть газообразных углеводородов подают на вторичные нужды, например, для подогрева сырья и реакторов, причем жидкий катализат отводят в накопительную емкость товарного парка. При этом часть газообразных углеводородов может быть направлена на сжигание в камере низкого давления, установленную на линии выхлопа газотурбинного привода электрогенератора перед, или в котле-утилизаторе. Кроме того, согласно предложенному способу, прокачку теплоносителя в печи подогрева, или в реакторно-тепловых блоках, осуществляют путем отсоса отработавшего газообразного теплоносителя эжектором, установленным в линии выхлопа газотурбинного привода. The tasks are solved in that according to the method, only gaseous hydrocarbons of the catalysis process and only such a flow rate that is necessary to maintain a given constant power of the generator and compensate for losses in the exhaust line of the drive, and the remainder of the gaseous gases are fed into the high-pressure combustion chamber of a gas turbine drive hydrocarbons are supplied for secondary needs, for example, for heating raw materials and reactors, and liquid catalysis is diverted to the storage capacity of the fleet. At the same time, part of the gaseous hydrocarbons can be directed to combustion in the low-pressure chamber installed on the exhaust line of the gas-turbine drive of the electric generator in front of or in the recovery boiler. In addition, according to the proposed method, the coolant is pumped in the heating furnace, or in the reactor-thermal blocks, by suction of the spent gaseous coolant with an ejector installed in the exhaust line of the gas turbine drive.
Осуществление способа произведено с решением аналогичных задач на комбинированной газотурбинной установке путем подключения линии отвода из сепаратора газообразных углеводородов к камере сгорания высокого давления и тем, что каждый реактор установлен в свой реакторно- тепловой блок с входным патрубком воздуха, камерой сгорания с рабочими форсунками, подогревателем и выходным патрубком, а линия выхлопа газотурбинного привода снабжена эжектором, камера разрежения которого подключена к выхлопным патрубкам блоков, а линия отвода из сепаратора газообразных углеводородов подключена на питание топливом рабочих форсунок реакторно-тепловых блоков. Кроме того, в линии выхлопа газотурбинного привода установлена камера сгорания низкого давления и котел-утилизатор, причем эта камера подключена к линии отвода газообразных углеводородов из сепаратора и в линии выхлопа еще установлен подогреватель сырья, имеющий возможность его подключения к рабочей линии подачи сырья в ходе запуска установки. The implementation of the method is carried out with the solution of similar problems in a combined gas turbine installation by connecting a discharge line from a gaseous hydrocarbon separator to a high-pressure combustion chamber and the fact that each reactor is installed in its own reactor-thermal unit with an air inlet, a combustion chamber with working nozzles, a heater and the outlet pipe, and the exhaust line of the gas turbine drive is equipped with an ejector, the rarefaction chamber of which is connected to the exhaust pipes of the blocks, and the discharge line from the sep The arator of gaseous hydrocarbons is connected to supply fuel to the working nozzles of the reactor-thermal units. In addition, a low-pressure combustion chamber and a waste heat boiler are installed in the exhaust line of the gas-turbine drive, moreover, this chamber is connected to the exhaust line of gaseous hydrocarbons from the separator and the raw material heater is still installed in the exhaust line, which can be connected to the working feed line during the start-up installation.
Предложенный способ получения электроэнергии и ароматических углеводородов позволяет обеспечить процесс работы газотурбинного привода топливом в виде газообразных углеводородов, которые в каталитическом процессе получения балансового жидкого катализата, являются избыточными для этого процесса, особенно в конце использования ресурса стационарного катализатора. Данный способ предполагает использование любого такого излишка в камере сгорания низкого давления с соответствующим получением дополнительных, или электроэнергии в виде пара, или подогрева воды в котле-утилизаторе при одновременном получении жидкого товарного катализата, причем первоначальным сырьем для получения катализата и газообразных углеводородов являются бросовые ШФЛУ нефтегазодобычи, вместо достаточно дорогого топлива типа метанол. Применение данного способа также предусматривает более эффективное использование газа-теплоносителя в реакторно-топливных блоках за счет эжектирования его в линию выхлопа газотурбинного привода и последующего дополнительного его использования в котле - утилизаторе. Кроме того, предложенный способ исключает необходимость снабжения электроэнергией от посторонних источников. The proposed method for producing electric energy and aromatic hydrocarbons makes it possible to provide the gas turbine drive operation process with fuel in the form of gaseous hydrocarbons, which are excessive for this process in the catalytic process for producing balanced liquid catalysis, especially at the end of using the stationary catalyst resource. This method involves the use of any such excess in the low-pressure combustion chamber with the corresponding receipt of additional, or electricity in the form of steam, or heating water in the recovery boiler while receiving liquid commodity catalysis, the initial raw materials for producing catalysis and gaseous hydrocarbons being waste BFLH of oil and gas production , instead of a fairly expensive fuel such as methanol. The application of this method also provides for more efficient use of the heat carrier gas in the reactor fuel blocks due to its ejection into the exhaust line of the gas turbine drive and its subsequent additional use in the recovery boiler. In addition, the proposed method eliminates the need for electricity from extraneous sources.
Предложенная конструкция комбинированной энергетической установки, позволяющая осуществить предложенный способ, и соответственно, получить возможность работы его камер высокого и низкого давлений на газообразных продуктах переработки дешевого сырья в виде ШФЛУ, и использовать тепловую энергию теплоносителя реакторно-тепловых блоков после его отвода из блоков, исключить дымососы, электропривод разных насосов и т.п., обеспечить одновременную выработку электроэнергии и ароматических углеводородов, или высокооктановых бензинов, при гарантированном сохранении количества в заданной вырабатываемой электроэнергии в течение всего ресурса работы катализатора. Комбинированная установка сочетает положительные признаки известных каталитических установок риформинга и газотурбинных энергетических приводов при большей суммарной эффективности предложенного комплекса при полном безотходном использовании сырья. The proposed design of a combined power plant, which allows the proposed method to be implemented and, accordingly, to be able to operate its high and low pressure chambers on the gaseous products of the processing of cheap raw materials in the form of BFLH, and use the thermal energy of the coolant of the reactor-thermal blocks after its removal from the blocks, to exclude smoke exhausters , electric drive of different pumps, etc., to ensure the simultaneous generation of electricity and aromatic hydrocarbons, or high-octane gasolines, at rantirovannom maintaining a predetermined amount of electricity generated during the entire life of the catalyst. The combined installation combines the positive features of the well-known catalytic reforming units and gas turbine power drives with a greater total efficiency of the proposed complex with complete waste-free use of raw materials.
На приведенном чертеже изображена схематически комбинированная энергетическая установка с осуществлением способа совместного получения электроэнергии и ароматических углеводородов. The drawing shows a schematically combined power plant with the implementation of the method for the joint production of electricity and aromatic hydrocarbons.
Комбинированная энергетическая установка для совместного получения электроэнергии и ароматических углеводородов содержит газотурбинный привод 1 электрогенератора 2. Газотурбинный привод включает воздухозаборную шахту 3, турбогазогенератор 4 с компрессором воздуха 5, камерой сгорания высокого давления 6 и турбиной высокого давления 7 и соосные силовую турбину 8 с редуктором 9. К силовой турбине газодинамически подключена линия выхлопа отработавших газов 10. В линии выхлопа последовательно установлены эжектор 11 с активным соплом 12 и камерой разрежения 13, камера сгорания низкого давления 14, котел-утилизатор 15 и подогреватель сырья 16 с возможностью его подключения к рабочей основной линии подачи сырья 17 в ходе запуска. Линия выхлопа заканчивается выхлопной шахтой 18. Наряду с газотурбинным приводом 1 энергетическая установка содержит и каталитический контур 19, функционально подключенный к газотурбинному приводу. Каталитический контур включает ряд последовательно подключенных друг к другу по линии 20 прохождения продуктов каталитических реакций реакторов 21 со стационарным катализатором. Каждый реактор размещен внутри своего реакторно-теплового блока (РТБ) 22. Каждый блок снабжен входным патрубком воздуха 23, камерой сгорания 24 с рабочими форсунками 25. Кроме того, внутри блоков установлены подогреватели 26. Выхлопные патрубки 27 блоков через регулирующие заслонки 28 по линии выхлопа 29 подключены к камере разрежения 13 эжектора. Линия подачи сырья 17 проходит перед первым подогревателем 26 через теплообменник-конденсатор 30, через который проходит также линия 31 отвода паров и газов продуктов реакций, подключенная, как минимум, к одному сепаратору 32. К сепаратору также подключены линия отвода 33 жидких углеводородов с накопителем 34 товарного парка и линия отвода 35 газообразных углеводородов, которая имеет возможность подключения через краны-дозаторы 36 и 37 соответственно к камерам сгорания высокого 6 и низкого 14 давлений и через краны-дозаторы 38 к рабочим форсункам 25 камер сгорания 24 РТБ. Кроме этих дозирующих топливо кранов, каталитический контур включают еще дополнительные регулировочные краны: 39 - на входе сырья в установку, 40 - на выходе газообразных углеводородов из сепаратора, 41 - на выходе жидкого катализата из сепаратора, 42 - на входе сырья в подогреватель 26, причем подвод ШФЛУ сдублирован по линии подачи 43 с выходом затем на кран 39, кран 42 поставлен на линии 44, краны-дозаторы 38 - на линии 45 и кран 36 - на линии 46. The combined power plant for the joint production of electric energy and aromatic hydrocarbons contains a gas turbine drive 1 of an electric generator 2. A gas turbine drive includes an air intake shaft 3, a gas turbine generator 4 with an air compressor 5, a high pressure combustion chamber 6 and a high pressure turbine 7, and a coaxial power turbine 8 with a gearbox 9. An exhaust gas exhaust line 10 is connected to the power turbine in a gas turbine. An ejector 11 with an active nozzle 12 and chambers is installed in series in the exhaust line oh rarefaction 13, the low-pressure combustion chamber 14, the waste heat boiler 15 and the raw material heater 16 with the possibility of its connection to the working main feed line 17 during the start-up. The exhaust line ends with the exhaust shaft 18. Along with the gas turbine drive 1, the power plant also contains a catalytic circuit 19, functionally connected to the gas turbine drive. The catalytic circuit includes a series of series-connected to each other along the line 20 of the passage of the products of catalytic reactions of reactors 21 with a stationary catalyst. Each reactor is placed inside its own reactor-thermal block (RTB) 22. Each block is equipped with an air inlet 23, a combustion chamber 24 with working nozzles 25. In addition, heaters 26 are installed inside the blocks. Exhaust pipes 27 of the blocks through the control flaps 28 along the exhaust line 29 are connected to the rarefaction chamber 13 of the ejector. The feed line 17 passes before the first heater 26 through a heat exchanger-condenser 30, through which also passes the line 31 of the removal of vapors and gases of the reaction products, connected to at least one separator 32. To the separator is also connected to the drain line 33 of liquid hydrocarbons with a storage 34 a fleet of goods and a gaseous hydrocarbon discharge line 35, which can be connected through metering valves 36 and 37, respectively, to combustion chambers of high 6 and low 14 pressures and through metering valves 38 to working nozzles 25 to Amer combustion 24 RTB. In addition to these fuel metering valves, the catalytic circuit also includes additional control valves: 39 - at the input of raw materials to the unit, 40 - at the exit of gaseous hydrocarbons from the separator, 41 - at the exit of liquid catalysis from the separator, 42 - at the input of raw materials to the heater 26, and the BFLH supply is duplicated along the supply line 43 with the exit then to the valve 39, the crane 42 is placed on the line 44, the metering valves 38 - on the line 45 and the crane 36 - on the line 46.
Установка работает следующим образом. Углеводородное сырье, например в виде ШФЛУ (сжиженного нефтяного газа, низкооктанового бензина, фракций C3-C5 и т.п.) подают по линии 17 через кран 39, а в зимних условиях, возможно, по линии 43 и через кран 39, на теплообменник-конденсатор 30, откуда оно по линии 44 попадает на подогреватель 26. После соответствующего подогрева сырье поступает в каталитический реактор 21, где поддерживается определенный технологический интервал температур и давлений, при которых достигается максимальный выход определенного ароматического углеводорода. Затем смесь сырья с вновь полученным углеводородом по линии 20 направляют в следующие РТБ, где происходит получение других видов ароматических углеводородов аналогичным порядком. Полученный после ароматизации в последнем реакторе конечный продукт в виде паров и газов отводят по линии 31 и конденсатор 30 в сепаратор 32. При прохождении через конденсатор продукт частично отдает свое тепло идущим на реакцию новым порциям ШФЛУ, а в сепараторе газообразные углеводороды отделяются от жидкого катализата. Теплоноситель для подогрева каждого реактора 21 и подогревателя 26 в каждом блоке 22 получают посредством сжигания в воздухе, поступающем через входной патрубок 23, части газообразных углеводородов, отобранных по линии 45 из сепаратора. Подготовку горючей смеси осуществляют путем впрыска этих углеводородов через форсунки 25 в воздушную струю. Выход отработавшего теплоносителя происходит через выхлопные патрубки 27 и регулирующие заслонки 28. Энергетическое обеспечение каталитического контура дополнительно осуществлено и линией выхлопа газотурбинного привода. В частности, использованный теплоноситель из РТБ отсасывает по линии 29 в камеру разрежения 13 эжектора 11 линии выхлопа 10, где используют его остаточную тепловую энергию. Сам газотурбинный привод 1 работает по циклу газотурбинного двигателя со сжиганием топлива в камере сгорания высокого давления 6 и передачей мощности силовой турбины 8 через редуктор 9 на электрогенератор 2. В качестве топлива камеры сгорания 6 используются газообразные углеводороды, отбираемые из сепаратора по линиям 35 и 46. Отработавшие газы на линии выхлопа 10 перемешивают с газообразным использованием теплоносителем, отведенном из РТБ по линии 29 и затем эту смесь подвергают дополнительному подогреву в камере сгорания низкого давления 14. После этого подогретые газы отдают свое тепло в котле-утилизаторе 15, подогревателе сырья 16 при низких температурах окружающей среды, и выбрасываются в атмосферу через шахту 18. В котле-утилизаторе 15, в зависимости от потребности, получают или пар, для привода дополнительного электрогенератора, или горячую воду для хозяйственных нужд. В процессе работы и увеличении наработки ресурса, настройка крана-дозатора 36 обеспечивает постоянный расход газообразного топлива на камере сгорания 6, а остаток газообразного топлива подают в камеры сгорания 14 и 24. Запуск газотурбинного привода в зимних условиях возможен и на жидком топливе, например, на керосине.Installation works as follows. Hydrocarbon raw materials, for example in the form of BFLH (liquefied petroleum gas, low-octane gasoline, fractions C 3 -C 5 , etc.) are fed through line 17 through valve 39, and in winter conditions, possibly through line 43 and through valve 39, to the heat exchanger-condenser 30, from where it enters the heater 26 via line 44. After appropriate heating, the feed enters the catalytic reactor 21, where a certain technological range of temperatures and pressures is maintained at which the maximum yield of a certain aromatic hydrocarbon is achieved. Then the mixture of raw materials with the newly obtained hydrocarbon through line 20 is sent to the next RTB, where other types of aromatic hydrocarbons are obtained in the same manner. The final product obtained after aromatization in the last reactor in the form of vapors and gases is discharged via line 31 and a condenser 30 to a separator 32. When passing through the condenser, the product partially gives up its heat to the reaction in new portions of BFLH, and in the separator gaseous hydrocarbons are separated from liquid catalyzate. The coolant for heating each reactor 21 and heater 26 in each block 22 is obtained by burning in the air entering through the inlet pipe 23 a part of the gaseous hydrocarbons taken along line 45 from the separator. The preparation of a combustible mixture is carried out by injection of these hydrocarbons through nozzles 25 into an air stream. The outlet of the spent coolant occurs through the exhaust pipes 27 and the control flaps 28. The power supply of the catalytic circuit is additionally carried out by the exhaust line of the gas turbine drive. In particular, the used RTB coolant is sucked off through line 29 to the rarefaction chamber 13 of the ejector 11 of the exhaust line 10, where its residual thermal energy is used. The gas turbine drive 1 itself operates on a gas turbine engine cycle with burning fuel in a high pressure combustion chamber 6 and transmitting the power of a power turbine 8 through a reducer 9 to an electric generator 2. Gaseous hydrocarbons taken from the separator along lines 35 and 46 are used as fuel for the combustion chamber 6. The exhaust gases on the exhaust line 10 are mixed with gaseous use using the coolant withdrawn from the RTB via line 29 and then this mixture is subjected to additional heating in the low-pressure combustion chamber 14 After that, the heated gases give their heat in the waste heat boiler 15, the raw material heater 16 at low ambient temperatures, and are released into the atmosphere through the mine 18. In the heat recovery boiler 15, they receive steam, depending on the need, to drive an additional electric generator , or hot water for household needs. In the process of working and increasing the operating time of the resource, setting the metering valve 36 provides a constant flow of gaseous fuel to the combustion chamber 6, and the remainder of the gaseous fuel is supplied to the combustion chambers 14 and 24. Starting a gas turbine drive in winter conditions is also possible with liquid fuel, for example, kerosene.
Пример выполнения способа. На комбинированной энергетической установке производят одновременное получение электроэнергии и жидкой фракции ароматических углеводородов - бензола, толуола и ксилола (БТКФ) из сырья в виде широкой фракции легких углеводородов - этана, пропана, бутана и пентана, и пр. Углеводородное сырье в виде жидкости при температуре 15oC под давлением 1,7 МПа пропускают через теплообменник-конденсатор 30 и первый подогреватель 26, где его подогревают на заданный диапазон температур и подают затем в первый реактор 21 со стационарным катализатором. После первого реактора смесь остатка сырья с продуктом катализа направляют в следующие РТБ 22, каждый со своим подогревателем 26 и реактором 21 при своем рабочем диапазоне температур каталитических реакций. Промежуточный подогрев, при этом осуществляют после каждого реактора 21, поскольку процесс ароматизации идет со значительным поглощением тепла и падением температуры катализата в каждом реакторе. Полученный газообразный и парообразный продукт всех каталитических реакций отводят по линии 31 в конденсатор 30, где продукт конденсируют за счет хладоресурса подводимого в каталитический контур сырья и затем направляют в сепаратор 32. В сепараторе балансовый жидкий конденсат в виде ароматических углеводородов отделяют от газообразных углеводородов и отводят в накопитель 34 товарного парка, что составляет 30% от массы подводимого сырья. Газообразные углеводороды направляют под давлением 1,5 МПа на прямое и полное использование в установке. Одну часть газообразных углеводородов (70%) подают на сжигание в качестве топлива в камере сгорания высокого давления 6 газотурбинного привода. Вторую их часть (5%) подают на подогрев сырья и поддержание реакций в РТБ, а третью, оставшуюся часть (25%) подают на сжигание в камере сгорания низкого давления 14 на линии выхлопа газотурбинного привода. В процессе работы установки поддерживают за счет постоянного расхода топлива на камере сгорания 6 постоянную заданную мощность электрогенератора. Все избыточное количество газообразных углеводородов подают на сжигание в камере низкого давления 14. Прокачку теплоносителя в РТБ осуществляют путем отсоса отработавшего теплоносителя эжектором, установленным на линии выхлопа газотурбинного привода.An example of the method. A combined power plant produces simultaneously electric energy and a liquid fraction of aromatic hydrocarbons - benzene, toluene and xylene (BTKF) from raw materials in the form of a wide fraction of light hydrocarbons - ethane, propane, butane and pentane, etc. Hydrocarbon raw materials in the form of a liquid at a temperature of 15 o C under a pressure of 1.7 MPa is passed through a heat exchanger-condenser 30 and a first heater 26, where it is heated to a predetermined temperature range and then fed to the first reactor 21 with a stationary catalyst. After the first reactor, the mixture of the remainder of the feed with the catalysis product is sent to the following RTB 22, each with its own heater 26 and reactor 21 with its own operating temperature range for catalytic reactions. Intermediate heating, in this case, is carried out after each reactor 21, since the aromatization process proceeds with a significant absorption of heat and a drop in the temperature of the catalysis in each reactor. The resulting gaseous and vaporous product of all catalytic reactions is withdrawn via line 31 to a condenser 30, where the product is condensed by the raw material supplied to the catalytic circuit and then sent to a separator 32. In the separator, the balance liquid condensate in the form of aromatic hydrocarbons is separated from gaseous hydrocarbons and discharged to drive 34 stock fleet, which is 30% of the mass of supplied raw materials. Gaseous hydrocarbons are sent under pressure of 1.5 MPa for direct and complete use in the installation. One part of gaseous hydrocarbons (70%) is supplied for combustion as a fuel in a high-pressure combustion chamber 6 of a gas turbine drive. The second part (5%) is supplied for heating the raw materials and maintaining reactions in the RTB, and the third, the remaining part (25%) is fed for burning in the low-pressure combustion chamber 14 on the exhaust line of the gas turbine drive. During operation of the installation, due to the constant fuel consumption on the combustion chamber 6, a constant predetermined power of the generator is maintained. All excess gaseous hydrocarbons are fed for combustion in the low-pressure chamber 14. The coolant is pumped into the RTB by suction of the spent coolant with an ejector installed on the exhaust line of the gas turbine drive.
Предложенный способ можно использовать и в комбинированных энергетических установках с каталитическим контуром, включающем соосно размещенные каталитические реакторы со стационарным катализатором, или с движущимся слоем катализатора, размещенными вне печей подогрева. The proposed method can also be used in combined power plants with a catalytic circuit, including coaxially placed catalytic reactors with a stationary catalyst, or with a moving catalyst bed placed outside of the heating furnaces.
Комбинированная энергетическая установка, выполненная по предложенному способу, обеспечивает полную ее автономность, эффективное использование сырья при одновременном получении товарного ценного катализата и электроэнергии. The combined power plant, made by the proposed method, provides its full autonomy, efficient use of raw materials while receiving valuable commodity catalysis and electricity.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96117764A RU2133347C1 (en) | 1996-09-04 | 1996-09-04 | Method of generation of electric energy and aromatic hydrocarbons and device for realization of this method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96117764A RU2133347C1 (en) | 1996-09-04 | 1996-09-04 | Method of generation of electric energy and aromatic hydrocarbons and device for realization of this method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU96117764A RU96117764A (en) | 1998-12-10 |
| RU2133347C1 true RU2133347C1 (en) | 1999-07-20 |
Family
ID=20185136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96117764A RU2133347C1 (en) | 1996-09-04 | 1996-09-04 | Method of generation of electric energy and aromatic hydrocarbons and device for realization of this method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2133347C1 (en) |
-
1996
- 1996-09-04 RU RU96117764A patent/RU2133347C1/en active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3110909B1 (en) | Process for increasing process furnaces energy efficiency | |
| RU2085754C1 (en) | Method of and gas turbine plant for continuous conversion of energy | |
| EA000504B1 (en) | Hydrocarbon gas conversion system and process for producing a synthetic hydrocarbon liquid | |
| EP0571233A2 (en) | Staged furnaces for firing coal pyrolysis gas and char | |
| KR101529691B1 (en) | High pressure fossil fuel oxy-combustion system with carbon dioxide capture for interface with an energy conversion system | |
| CN102021040A (en) | Method and apparatus for drying solid feedstock using steam | |
| US20130019494A1 (en) | Control system for gas turbine in material treatment unit | |
| US7694523B2 (en) | Control system for gas turbine in material treatment unit | |
| US4369624A (en) | High temperature gas turbine systems | |
| MX2008009844A (en) | Process for heating regeneration gas. | |
| RU2105040C1 (en) | Combined steam-gas plant with coal plasmathermal gasification | |
| RU2133347C1 (en) | Method of generation of electric energy and aromatic hydrocarbons and device for realization of this method | |
| US4392346A (en) | Cogeneration process using augmented Brayton cycle | |
| US4406128A (en) | Combined cycle power plant with circulating fluidized bed heat transfer | |
| CN106281469A (en) | A kind of high pressure low temperature Gas Energy Source system | |
| RU2587736C1 (en) | Plant for utilisation of low-pressure natural and associated oil gases and method for use thereof | |
| EP1039097B1 (en) | Transport of high viscosity fuel to a power generation plant | |
| RU2120466C1 (en) | Power-and-catalyst cogeneration plant | |
| MX2008009843A (en) | Process for recovering power from fcc product. | |
| RU123347U1 (en) | INSTALLATION FOR JOINT PRODUCTION OF SYNTHETIC LIQUID HYDROCARBONS AND METHANOL INTEGRATED IN OBJECTS OF FIELD PREPARATION OF OIL AND GAS-CONDENSATE DEPOSITS | |
| US5052175A (en) | Steam power plant | |
| EP0002936A2 (en) | Process and apparatus for operating a gas turbine on vaporized fuel oil | |
| US20230115774A1 (en) | Method and apparatus for heating fluids in processes related to refining and petrochemical industries using rotary generated thermal energy | |
| CN1020122C (en) | Steam power plant by using refined bottem oil | |
| RU2505475C1 (en) | Method for coproduction of synthetic liquid hydrocarbons and methanol and plant for its implementation integrated into production train facilities of oil and gas condensate deposits |