RU2376341C1

RU2376341C1 - Method of fuel gas preparation

Info

Publication number: RU2376341C1
Application number: RU2008119147/15A
Authority: RU
Inventors: Сергей Сергеевич Иванов (RU); Сергей Сергеевич Иванов; Михаил Юрьевич Тарасов (RU); Михаил Юрьевич Тарасов
Priority date: 2008-05-14
Filing date: 2008-05-14
Publication date: 2009-12-20

Abstract

FIELD: oil-and-gas production.

SUBSTANCE: separation of secondary oil gas, filtration for cleaning out of dropped liquid and mechanical impurities, supply with nitrogen-air mixture with nitrogen content 90-99% vol. into fuel gas, and further supply of prepared fuel gas to gas piston power stations.

EFFECT: method allows increase fuel gas methane index and decrease its calorific capacity with minimal investment and production costs.

1 tbl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области подготовки топливного газа, в частности для повышения метанового индекса и снижения теплотворной способности, и может быть использовано в энергетике для подготовки топливного газа газопоршневых электростанций (ГПЭС), работающих на попутном нефтяном газе.The invention relates to the field of preparation of fuel gas, in particular to increase the methane index and reduce calorific value, and can be used in the energy sector for the preparation of fuel gas from gas reciprocating power plants (GPPPs) running on associated petroleum gas.

Энергомашины газопоршневых электростанций работают на попутном нефтяном газе, подготовленном в соответствии с техническими требованиями производителей. Величины метанового индекса и теплотворной способности газа являются основными требованиями, предъявляемыми к топливному газу для ГПЭС. Метановый индекс характеризует детонационную стойкость топливного газа (аналогично октановому числу для бензинов).Gas engine power plants operate on associated petroleum gas prepared in accordance with manufacturers' specifications. The values of the methane index and the calorific value of gas are the main requirements for fuel gas for gas power plants. The methane index characterizes the detonation resistance of fuel gas (similar to the octane number for gasoline).

При работе на газе, не удовлетворяющем техническим требованиям, происходит детонация в двигателях внутреннего сгорания, «деградация» энергомашин и, как следствие, недостаточная выработка электроэнергии (60-70% от номинальной мощности).When working on gas that does not meet the technical requirements, detonation occurs in internal combustion engines, “degradation” of energy machines and, as a result, insufficient generation of electricity (60-70% of rated power).

Подготовка топливного газа с целью увеличения метанового индекса и снижения теплотворной способности достигается изменением компонентного состава газа.The preparation of fuel gas in order to increase the methane index and reduce the calorific value is achieved by changing the component composition of the gas.

Так, известен способ промысловой подготовки (путем изменения компонентного состава) топливного газа низкотемпературной сепарацией. Способ заключается в создании холода: либо внутреннего (компримированием с последующим дросселированием), либо внешнего (применением специальных холодильных машин) и отделения сконденсировавшихся в результате охлаждения «тяжелых» углеводородов (Берлин М.А., Гореченков В.Г., Волков Н.П. Переработка нефтяных и природных газов. - М.: Химия, 1981. - с.168; Бекиров Т.М., Ланчаков Г.А. Технология обработки газа и конденсата. - М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 1999 - с.305, 324).Thus, a known method of field preparation (by changing the component composition) of fuel gas by low-temperature separation. The method consists in creating a cold: either internal (by compression followed by throttling), or external (using special refrigeration machines) and separating condensed “heavy” hydrocarbons (Berlin MA, Gorechenkov V.G., Volkov N.P. Processing of petroleum and natural gases. - M.: Chemistry, 1981. - p. 168; Bekirov TM, Lanchakov GA. Technology of gas and condensate processing. - M.: Nedra-Biznesentr LLC, 1999 - p. 305, 324).

Реализация в промысловых условиях способа подготовки топливного газа низкотемпературной сепарацией на ГПЭС требует высоких капитальных и эксплуатационных затрат, что увеличивает себестоимость произведенной электроэнергии.The implementation in the field of a method for the preparation of fuel gas by low-temperature separation at a gas turbine power plant requires high capital and operating costs, which increases the cost of electricity generated.

Наиболее близким к заявляемому является способ подготовки топливного газа, приведенный в авторском свидетельстве SU 1326317 А1, данный способ включает сепарацию и фильтрацию газа в газожидкостном сепараторе, однако не позволяет изменять метановый индекс и теплотворную способность топливного газа.Closest to the claimed is a method of preparing fuel gas, given in the copyright certificate SU 1326317 A1, this method includes the separation and filtration of gas in a gas-liquid separator, but does not allow changing the methane index and the calorific value of fuel gas.

Предлагается способ промысловой подготовки топливного газа, включающий сепарацию и фильтрацию от капельной жидкости и механических примесей, отличающийся тем, что с целью повышения метанового индекса и снижения теплотворной способности в топливный газ подают азотно-воздушную смесь с содержанием азота 90-99 об.%, подготовленный топливный газ подают на газопоршневые электростанции.A method for field preparation of fuel gas is proposed, including separation and filtration from dropping liquid and mechanical impurities, characterized in that in order to increase the methane index and reduce the calorific value, a nitrogen-air mixture with a nitrogen content of 90-99 vol.%, Prepared fuel gas is supplied to gas piston power plants.

Принципиальная технологическая схема предлагаемого способа приведена на фиг.1. Попутный нефтяной газ поступает в сепаратор С-1 для улавливания жидкостных пробок и грубой очистки от капельной жидкости и механических примесей, далее поступает в фильтр Ф-1 для тонкой очистки от капельной жидкости и механических примесей. После фильтрации очищенный от капельной жидкости и механических примесей газ смешивается с азотно-воздушной смесью с содержанием азота 90-99 об.% для увеличения метанового индекса и снижения теплотворной способности и подается на газопоршневую электростанцию.Schematic diagram of the proposed method is shown in figure 1. Associated petroleum gas enters the S-1 separator for trapping liquid plugs and rough cleaning of dropping liquid and mechanical impurities, then it enters the F-1 filter for fine cleaning of dropping liquid and mechanical impurities. After filtration, the gas purified from the dropping liquid and mechanical impurities is mixed with a nitrogen-air mixture with a nitrogen content of 90-99 vol.% To increase the methane index and reduce the calorific value and is fed to the gas piston power plant.

Зависимости изменения метанового индекса и теплотворной способности топливного газа от количества и качества (содержания азота в смеси) подаваемой азотно-воздушной смеси (получаемой из воздуха) на примере попутного газа 1 ступени сепарации нефти Восточно-Перевального месторождения, приведены в таблице. Графические зависимости метанового индекса и теплотворной способности от количества подаваемой азотно-воздушной смеси приведены на фиг.2, 3.The dependences of the change in the methane index and the calorific value of fuel gas on the quantity and quality (nitrogen content in the mixture) of the supplied nitrogen-air mixture (obtained from air) are shown in the table as an example of associated gas of the 1st stage of oil separation of the East Perevalnoye field. Graphic dependences of the methane index and calorific value on the amount of nitrogen-air mixture supplied are shown in figure 2, 3.

Расчеты метанового индекса выполнялись в ПО AVL Methane version 3.10а (производства AVL List GmbH), расчеты теплотворной способности в ПО Hysys 2006 (производства Aspentech).Calculations of the methane index were performed in the AVL Methane version 3.10a software (manufactured by AVL List GmbH), and the calorific value calculated in Hysys 2006 software (produced by Aspentech).

Данные графики наглядно демонстрируют осуществление способа промысловой подготовки топливного газа в области значений метанового индекса и теплотворной способности смешением с азотно-воздушной смесью. Количество подаваемой азотно-воздушной смеси для подготовки топливного газа до требований спецификаций определяется в каждом конкретном случае в зависимости от состава и физико-химических свойств газа.These graphs clearly demonstrate the implementation of the method for commercial preparation of fuel gas in the range of methane index and calorific value by mixing with a nitrogen-air mixture. The amount of nitrogen-air mixture supplied for the preparation of fuel gas to the requirements of the specifications is determined in each case, depending on the composition and physico-chemical properties of the gas.

Реализация предлагаемого способа промысловой подготовки позволит с наименьшими капитальными и эксплуатационными затратами повысить метановый индекс и снизить теплотворную способность топливного газа.Implementation of the proposed method of field preparation will allow, with the lowest capital and operational costs, to increase the methane index and reduce the calorific value of fuel gas.

Claims

A method of field preparation of fuel gas, including separation and filtration from a droplet liquid and mechanical impurities, characterized in that a nitrogen-air mixture with a nitrogen content of 90 ÷ 99% is supplied to the fuel gas, and the prepared fuel gas is supplied to gas piston power plants.