CA2316730A1 - Installation et procede de production de gaz de synthese comprenant au moins une turbine a gaz - Google Patents
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Abstract
Installation de production de gaz de synthèse à partir de gaz naturel et d'a ir ou oxygène dilué par un gaz inerte comportant au moins un réacteur de préparation du gaz de synthèse, au moins un compresseur entraîné par une turbine de puissance. L'installation selon l'invention peut en outre comprendre : au moins un moye n de séparation de l'eau formée dans la réaction, au moins un moyen de préchauffage de l'air ou oxygène dilué par un gaz inerte, au moins un moyen de préchauffage du gaz naturel, un moyen d'élimination des particules solides en sortie du réacteur et un moyen de refroidissement des effluents du réacteur. L'invention concerne également un procédé de production de gaz de synthèse utilisant cette installation.
Claims (15)
1. Installation de production de gaz de synthèse à partir de gaz naturel et d'air ou d'oxygène dilué par un gaz inerte comportant au moins un réacteur de préparation du gaz de synthèse et au moins un compresseur entraîné par une turbine de puissance, ainsi qu'un générateur d'électricité et sa turbine de puissance associée.
2. Installation selon la revendication 1 dans laquelle au moins un compresseur et la turbine de puissance associée sont situés en amont du réacteur.
3. Installation selon la revendication 1 dans laquelle au moins un compresseur et la turbine de puissance associée sont situés en aval du réacteur.
4. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 comprenant en outre un moyen de séparation de l'eau formée dans la réaction.
5. Installation selon l'une des revendications 1 à 4 dans laquelle dans laquelle la charge gazeuse est séparée en au moins deux flux: un premier flux introduit dans la partie supérieure du réacteur, et un deuxième flux introduit par sa partie inférieure.
6. Installation selon l'une des revendications 1 à 5 comprenant en outre au moins un moyen de préchauffage de l'air ou de l'oxygène dilué par un gaz inerte et au moins un moyen de préchauffage du gaz naturel.
7. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 comprenant deux compresseurs associées à deux turbines de puissance.
8. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 comprenant en outre un moyen d'élimination des particules solides en sortie du réacteur.
9. Installation selon la revendication 8 dans laquelle le moyen d'élimination des particules solides est un séparateur cyclonique.
10. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 comprenant en outre un moyen de refroidissement des effluents du réacteur.
11. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 dans laquelle le réacteur comprend des tubes remplis de catalyseur et immergés dans la partie inférieure du reacteur.
12. Installation de production de gaz de synthèse à partir de gaz naturel et d'air comportant une turbine à gaz comprenant un compresseur axial (2) entraîné par une turbine de puissance (3) et grâce auquel l'air ou oxygène dilué par un gaz inerte atmosphérique aspiré via la conduite (1) est comprimé, une chambre de combustion complète (4) où le gaz naturel arrivant via la conduite (5) est brûlé avec l'air ou oxygène dilué par un gaz inerte comprimé, une turbine (3) dans laquelle l'air ou oxygène dilué par un gaz inerte chaud et pressurisé et en ressort (flux 7) après avoir délivré de la puissance à l'arbre (6) entraînant le compresseur axial (2), une chambre de combustion additionnelle (9) dans laquelle est admis via la conduite (8) une quantité de gaz naturel et dans laquelle le flux de gaz (7) est soumis à
une post-combustion, une conduite (10) permettant d'envoyer le flux chaud issu de la chambre (9) coté
calandre du réacteur échangeur (11), une conduite (12) permettant d'amener le gaz naturel dont la majeure partie est utilisée pour la production de gaz de synthèse (flux 13), un échangeur de chaleur (14) permettant de réchauffer le flux (13) et de refroidir l'effluent (24) contenant le gaz de synthèse, un réfrigérant (25) permettant de condenser l'eau contenue dans l'effluent (24), un séparateur (26) permettant de séparer l'eau condensée et de l'éliminer via la conduite (27), un moyen de séparation de la charge gazeuse préchauffée en un flux (15) qui est introduit dans la partie supérieure du réacteur (11) et en un flux (16) envoyé directement dans la partie inférieure (17) du réacteur, une conduite (18) permettant d'ajouter de la vapeur, une conduite (19) amenant le mélange vapeur/gaz naturel dans le réacteur qui est rapidement préchauffé au moyen du flux de gaz chaud (10) introduit côté calandre, une conduite (20) permettant la sortie de l'effluent du réacteur vers un séparateur cyclonique (21) permettant d'éliminer toute les particules solides, une turbine (22) dans laquelle est admis l'effluent de l'épurateur cyclonique et permettant de récupérer de l'énergie au moyen du générateur d'électricité (23), une conduite (28) permettant de récupérer le gaz de synthèse.
une post-combustion, une conduite (10) permettant d'envoyer le flux chaud issu de la chambre (9) coté
calandre du réacteur échangeur (11), une conduite (12) permettant d'amener le gaz naturel dont la majeure partie est utilisée pour la production de gaz de synthèse (flux 13), un échangeur de chaleur (14) permettant de réchauffer le flux (13) et de refroidir l'effluent (24) contenant le gaz de synthèse, un réfrigérant (25) permettant de condenser l'eau contenue dans l'effluent (24), un séparateur (26) permettant de séparer l'eau condensée et de l'éliminer via la conduite (27), un moyen de séparation de la charge gazeuse préchauffée en un flux (15) qui est introduit dans la partie supérieure du réacteur (11) et en un flux (16) envoyé directement dans la partie inférieure (17) du réacteur, une conduite (18) permettant d'ajouter de la vapeur, une conduite (19) amenant le mélange vapeur/gaz naturel dans le réacteur qui est rapidement préchauffé au moyen du flux de gaz chaud (10) introduit côté calandre, une conduite (20) permettant la sortie de l'effluent du réacteur vers un séparateur cyclonique (21) permettant d'éliminer toute les particules solides, une turbine (22) dans laquelle est admis l'effluent de l'épurateur cyclonique et permettant de récupérer de l'énergie au moyen du générateur d'électricité (23), une conduite (28) permettant de récupérer le gaz de synthèse.
13. Procédé de production de gaz de synthèse à partir de gaz naturel utilisant l'installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 12.
14. Procédé de production de gaz de synthèse à partir de gaz naturel et d'air comprenant les étapes suivantes:
l'air atmosphérique est aspiré via la conduite (1) par le compresseur axial de la turbine à gaz (2), entraîné par une turbine de puissance (3), l'air est comprimé et envoyé
dans une chambre de combustion complète (4) où le gaz naturel (5) est totalement brûlé, l'air chaud et pressurisé
passe dans la roue de turbine (3) et en ressort (flux 7) après avoir délivré
de la puissance à
l'arbre (6) entraînant le compresseur axial (2), le flux de gaz sortant (7) est soumis à une post-combustion dans une chambre de combustion additionnelle (9) dans laquelle est admis via la conduite (8) une quantité supplémentaire de méthane, le flux chaud (10) issu de la chambre (9) est envoyé coté calandre du réacteur échangeur (11), le gaz naturel est amené via la conduite (12), le flux (13) est préchauffée dans l'échangeur de chaleur (14) refroidissant ainsi l'effluent (24) contenant le gaz de synthèse, la majeure partie du gaz naturel est utilisée pour la production de gaz de synthèse (13), la charge gazeuse préchauffée est séparée en un flux (15) introduit dans la partie supérieure du réacteur (11) et un flux (16) envoyé dans la partie inférieure (17) du réacteur, on ajoute au flux (15) de la vapeur par la conduite (18), le mélange est introduit via la conduite (19) dans la partie supérieure du réacteur (11), le gaz naturel et la vapeur de la charge sont préchauffés au moyen du flux de gaz chaud (10) introduit côté
calandre, la totalité du gaz naturel et de l'oxygène sont consommés lorsque l'effluent quitte la partie inférieure du réacteur par la ligne (20), le flux (20) est envoyé vers un épurateur cyclonique permettant d'éliminer toute les particules solides puis à la turbine (22) pour récupérer de l'énergie, l'effluent gazeux délivre une puissance utilisée par le générateur d'électricité (23), le gaz détendu (24) est refroidi avec la charge du réacteur à travers l'échangeur de chaleur (14) puis le réfrigérant (25), l'eau condensée est séparée du gaz de synthèse dans le séparateur (26) et sort par la conduite (27), le gaz de synthèse est délivré par la ligne (28).
l'air atmosphérique est aspiré via la conduite (1) par le compresseur axial de la turbine à gaz (2), entraîné par une turbine de puissance (3), l'air est comprimé et envoyé
dans une chambre de combustion complète (4) où le gaz naturel (5) est totalement brûlé, l'air chaud et pressurisé
passe dans la roue de turbine (3) et en ressort (flux 7) après avoir délivré
de la puissance à
l'arbre (6) entraînant le compresseur axial (2), le flux de gaz sortant (7) est soumis à une post-combustion dans une chambre de combustion additionnelle (9) dans laquelle est admis via la conduite (8) une quantité supplémentaire de méthane, le flux chaud (10) issu de la chambre (9) est envoyé coté calandre du réacteur échangeur (11), le gaz naturel est amené via la conduite (12), le flux (13) est préchauffée dans l'échangeur de chaleur (14) refroidissant ainsi l'effluent (24) contenant le gaz de synthèse, la majeure partie du gaz naturel est utilisée pour la production de gaz de synthèse (13), la charge gazeuse préchauffée est séparée en un flux (15) introduit dans la partie supérieure du réacteur (11) et un flux (16) envoyé dans la partie inférieure (17) du réacteur, on ajoute au flux (15) de la vapeur par la conduite (18), le mélange est introduit via la conduite (19) dans la partie supérieure du réacteur (11), le gaz naturel et la vapeur de la charge sont préchauffés au moyen du flux de gaz chaud (10) introduit côté
calandre, la totalité du gaz naturel et de l'oxygène sont consommés lorsque l'effluent quitte la partie inférieure du réacteur par la ligne (20), le flux (20) est envoyé vers un épurateur cyclonique permettant d'éliminer toute les particules solides puis à la turbine (22) pour récupérer de l'énergie, l'effluent gazeux délivre une puissance utilisée par le générateur d'électricité (23), le gaz détendu (24) est refroidi avec la charge du réacteur à travers l'échangeur de chaleur (14) puis le réfrigérant (25), l'eau condensée est séparée du gaz de synthèse dans le séparateur (26) et sort par la conduite (27), le gaz de synthèse est délivré par la ligne (28).
15. Procédé selon l'une des revendications 13 ou 14 pour la production d'un gaz de synthèse utilisable dans une unité de synthèse Fischer-Tropsch.
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