RU2530898C2 - Способ переработки попутного нефтяного газа - Google Patents
Способ переработки попутного нефтяного газа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2530898C2 RU2530898C2 RU2012117788/04A RU2012117788A RU2530898C2 RU 2530898 C2 RU2530898 C2 RU 2530898C2 RU 2012117788/04 A RU2012117788/04 A RU 2012117788/04A RU 2012117788 A RU2012117788 A RU 2012117788A RU 2530898 C2 RU2530898 C2 RU 2530898C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- methane
- temperature
- ethane
- bar
- Prior art date
Links
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 title description 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 86
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 74
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 29
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N Propene Chemical compound CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N isobutane Chemical compound CC(C)C NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 19
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 18
- 239000001294 propane Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims abstract description 15
- 239000001282 iso-butane Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 9
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 abstract 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical compound CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 11
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 9
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- QWTDNUCVQCZILF-UHFFFAOYSA-N isopentane Chemical compound CCC(C)C QWTDNUCVQCZILF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- AFABGHUZZDYHJO-UHFFFAOYSA-N dimethyl butane Natural products CCCC(C)C AFABGHUZZDYHJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 238000005474 detonation Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 2
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000002274 desiccant Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 1
- BKIMMITUMNQMOS-UHFFFAOYSA-N nonane Chemical compound CCCCCCCCC BKIMMITUMNQMOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
- C10L3/12—Liquefied petroleum gas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
- C10L3/06—Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
- C10L3/10—Working-up natural gas or synthetic natural gas
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
- F25J3/06—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation
- F25J3/0605—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the feed stream
- F25J3/061—Natural gas or substitute natural gas
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
- F25J3/06—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation
- F25J3/063—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the separated product stream
- F25J3/0635—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the separated product stream separation of CnHm with 1 carbon atom or more
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
- F25J3/06—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation
- F25J3/063—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the separated product stream
- F25J3/065—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the separated product stream separation of CnHm with 4 carbon atoms or more
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2260/00—Coupling of processes or apparatus to other units; Integrated schemes
- F25J2260/60—Integration in an installation using hydrocarbons, e.g. for fuel purposes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2290/00—Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
- F25J2290/12—Particular process parameters like pressure, temperature, ratios
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу получения горючего газа для газовых двигателей из образующегося при добыче нефти попутного газа, который содержит метан, этан, пропан, углеводороды с более чем тремя атомами углерода и по обстоятельствам пропен, причем получаются газообразная фракция и жидкостная фракция путем частичной конденсации попутного газа, причем процесс конденсации проводится при таких соотношениях давления и температуры, что жидкостная фаза по существу не содержит метана, этана, пропана и по обстоятельствам пропена и что газообразная фаза по существу свободна от н-бутана и изобутана. Технический результат - расширение арсенала средств способа. 7 з.п. ф-лы, 2 табл.
Description
Изобретение относится к способу получения горючего газа для газовых двигателей из образующегося при добыче нефти попутного газа, который содержит метан, этан, пропан, углеводороды с более чем тремя атомами углерода и по обстоятельствам пропен, причем газообразная фракция и жидкостная фракция получаются частичной конденсацией попутного газа.
При добыче нефти из нефтяных месторождений с использованием нефтедобывающего оборудования получается попутный газ, который почти исключительно состоит из углеводородов. При этом речь идет о смеси различных газообразных углеводородов, главным образом алканов и алкенов. Этот попутный газ часто называется «попутным нефтяным газом» APG, ранее также «газом, сжигаемым в факеле».
Правда, для подачи по газопроводу этот попутный газ непригоден, поскольку он по сравнению с природным газом, который в качестве основного компонента содержит метан, представляет собой сложную смесь из разнообразных углеводородов. Потребители, приспособленные к определенным составам газа и качественным характеристикам газа, не могут оптимально работать с такими смесями. Поэтому использование этого попутного газа для получения энергии в течение длительного времени было малозначительным. На протяжении многих лет он бесполезно сжигался, от чего произошел также ранний термин «сжигаемый в факеле газ». Этот способ не только вреден для окружающей среды, но и представляет собой расточительную трату ценных ресурсов.
Возможность использовать попутный газ состоит в сжигании в водогрейных котлах с использованием газовых горелок. Правда, потребность в тепловой энергии на многих нефтепромыслах по большей части не столь велика, сколько имеется в наличии попутного газа. Прямая утилизация газа, при которой он сжигается в газовых двигателях с принудительным воспламенением рабочей смеси, чтобы впоследствии получать электрический ток с помощью генераторов, оказалась неудачной вследствие низкого метанового числа попутного газа. Метановое число представляет собой меру антидетонационных характеристик, и слишком низкое метановое число означает, что детонационная стойкость попутного газа является слишком низкой, чтобы преобразовывать его в электрический ток и тепло в теплоэлектроцентралях.
Чтобы сделать попутный газ применимым для сжигания в газовом двигателе с принудительным воспламенением рабочей смеси, газовый двигатель, как правило, должен быть подсоединен к газоперерабатывающей установке. Для этого известны различные технологии, среди прочих мембранная технология или охлаждение газа до предельно низких температур. При этом обычно достигается качество почти природного газа, то есть содержание метана повышается до уровня свыше 85%. Отделенные многоатомные углеводороды могут быть использованы дополнительно как ценный вторичный материал в крекинге или другом способе прямой термической утилизации.
Мембранная технология для переработки попутных газов представляет собой относительно трудоемкий и экономически высокозатратный способ. В альтернативном варианте охлаждение газа с целью сконденсировать многоатомные углеводороды тоже является очень дорогостоящим, поскольку он все же требует создания очень низких по порядку величины температур. Например, пропан (С3Н8) становится жидким при -42°C, этан (С2Н6) даже только при -89°C. Подобные температуры могут быть получены, например, с использованием турбодетандеров. Но для этого должны быть привлечены очень большие технические и финансовые средства.
В патентном документе WO 2007/070198 А2 представлен способ переработки попутного газа при добыче нефти. В этом способе речь в основном идет о том, чтобы получать обогащенную метаном газообразную фазу и обедненную метаном жидкостную фазу. При этом названы различные соотношения параметров давления и температуры, причем основной упор сделан на очень низкие температуры и очень высокие давления, так что образуется газообразная фаза, которая содержит почти исключительно метан и незначительные следы этана. Правда, образующаяся при этом жидкостная фаза всегда имеет высокое содержание метана и этана, что можно заключить по описанным технологическим условиям и примерам. Но это также является понятным, так как в патентном документе WO 2007/070198 А2 на передний план выдвинуто получение жидкостной фазы с высокой энергетической ценностью.
Применяемый до сих пор способ, в котором попутный газ охлаждался до столь низких температур и давлений, что получался почти чистый газообразный метан и конденсат с остальными углеводородами, является энергетически чрезвычайно затратным, поскольку требуется охлаждение до температуры кипения этана и, соответственно, этилена, чтобы обеспечить обогащение газовой фазы метаном. Патентный документ WO 2007/070198 А2 допускает присутствие определенных остаточных количеств углеводородных соединений с двумя атомами углерода в газе. Правда, выбор технологических условий предусматривает, что жидкостная фаза имеет очень высокое содержание метана, что, естественно, является платой за качество полученной газовой фазы. Поэтому полученная газовая фаза пригодна для реализации в газовом двигателе в плане метанового числа, однако дорогостоящие технологические условия делают эксплуатацию газового двигателя неэкономичной. Кроме того, должна быть еще вывезена полученная высококачественная жидкостная фаза.
Задача настоящего изобретения состоит в улучшении способа названного вначале типа таким образом, чтобы полученные продукты были лучше применимы для последующей утилизации. В частности, должно быть достигнуто то, чтобы полученная газообразная фракция могла быть использована для сгорания в газовом двигателе с принудительным воспламенением рабочей смеси, чтобы производить электрический ток и тепло в теплоэлектроцентрали. При этом получение газообразной фракции должно достигаться по возможности экономичным с хозяйственной точки зрения путем в результате использования преобладающих условий температуры и давления при переработке образующегося при добыче нефти попутного газа.
Эта задача решена с помощью способа названного вначале типа тем, что проводится процесс конденсации при таких соотношениях давления и температуры, что полученная жидкостная фаза по существу не содержит метана, этана, пропана и по обстоятельствам пропена и что в полученной газообразной фазе содержится по существу весь метан, этан, пропан и по обстоятельствам пропен.
Основная идея изобретения состоит в том, что при переработке попутного газа углеводороды с высоким метановым числом переводятся в газовую фазу и углеводороды с более низким метановым числом конденсируются. При этом получается газообразная смесь, которая по существу содержит весь метан, этан, пропан и по обстоятельствам пропен. Этим путем могут быть повышены метановое число газообразной фазы и тем самым также детонационная стойкость газа. При этом особенный научный вывод состоит в том, что углеводороды с более чем тремя атомами углерода чрезвычайно снижают детонационную стойкость, тогда как углеводороды с числом атомов углерода менее трех могут быть использованы в газовом двигателе с замечательным успехом. В частности, н-бутан и изобутан ответственны за то, что снижается детонационная стойкость, тогда как газ с метаном, этаном и пропаном (по обстоятельствам также пропеном) в качестве основных компонентов имеет метановое число, которое является превосходно пригодным для использования в газовых двигателях, в частности, также присоединенных выше по потоку компрессорных установках. Таким образом, цель состоит в отделении н-бутана и изобутана.
В отличие от прототипа так может быть получена также особенно высококачественная газообразная фаза с ценными компонентами метана, этана и пропана, тогда как жидкостная фаза содержит многоатомные углеводороды, причем эта фаза всегда превосходно пригодна еще и для возможной дальнейшей переработки. С этой точки зрения жидкостная фаза с высоким метановым числом, как она получается согласно патентному документу WO 2007/070198 А2, представляет собой расточительство по энергетическим соображениям, поскольку газовые двигатели являются отчетливо более чувствительными, чем установки для сжигания полученной жидкостной фазы. Также полученный согласно патентному документу WO 2007/070198 А2 газ не является оптимальным в отношении его энергетического выхода, так как большая доля метана теряется.
В рамках изобретения предпочтительно предусматривается, что процесс конденсации проводится при температуре от -5°C до -14°C. В особенности предпочтительно температурный диапазон составляет между -7°C и -14°C. Поскольку температура кипения изобутана составляет -11,7°C, также благоприятно, когда температура составляет ниже -11,7°C. Во многих географических областях применения способа доминируют температуры окружающей среды в диапазоне этих значений, так что благодаря этому дорогостоящее охлаждение либо может быть совершенно исключено, либо проведено соответственно экономично, чем обеспечивается возможность особенно экономически выгодного получения газообразной фракции.
Предпочтительно предусматривается, что процесс конденсации проводится в несколько стадий, причем в первой стадии с охлаждением до температуры от -5 до -8°C и во второй стадии до температуры от -8 до -14 или соответственно -12°C. Этим путем низкокипящие углеводороды могут быть собраны в первой фракции и более высококипящие углеводороды во второй жидкостной фракции. Но этим способом и путем также возможно в первой стадии сконденсировать вероятную воду, которая содержится в попутном газе.
При выбранных выше температурных условиях предпочтительно, когда одновременно настраиваются определенные условия давления, так как температура и давление ответственны за параметры конденсации газов. При этом предпочтительно предусматривается, что давление в процессе конденсации составляет между 1 бар и 16 бар (0,1-1,6 МПа), предпочтительно от 10 бар до 16 бар (1,0-1,6 МПа), особенно предпочтительно от 14 бар до 16 бар (1,4-1,6 МПа). Образующийся при добыче нефти попутный газ во многих случаях вытекает с давлением в области этих значений, так что выбором этой области может быть достигнуто особенно экономически выгодное получение газообразной фракции. Кроме того, стоимость компрессорных устройств для получения давлений до 16 бар (1,6 МПа) является относительно низкой сравнительно с компрессорными установками более высокого класса напорного оборудования.
Кроме того, предпочтительно предусматривается, что газообразная фракция имеет метановое число по меньшей мере 40, предпочтительно по меньшей мере 45. Метановое число как мера антидетонационных характеристик двигателя является важным для целей последующего применения. В данном случае полученная газообразная фракция должна быть непременно использована в газовом двигателе, так что должно быть задано метановое число по меньшей мере 40, предпочтительно по меньшей мере 45.
Кроме того, в одном варианте исполнения может быть предусмотрено, что газообразная фаза по существу не содержит н-бутана и изобутана.
В дополнительном варианте исполнения может быть предусмотрено, что по обстоятельствам удаляется имеющаяся в попутном газе вода. При этом могут быть использованы, например, абсорбенты и молекулярные сита как цеолиты или известные осушители как неорганические соли. В нижеследующей Таблице 1 на одном примере описан состав возможного попутного газа с одного нефтяного месторождения:
| Таблица 1 | |
| Состав одного попутного газа (пример): | |
| Соединение | мол. % |
| CO2 | 0,05 |
| N2 | 3,78 |
| Метан CH4 | 36,67 |
| Этан | 15,29 |
| Пропан | 23,17 |
| Изобутан | 6,16 |
| н-Бутан | 9,73 |
| Изопентан | 2,08 |
| н-Пентан | 1,88 |
| Гексан | 0,76 |
| Циклогексан | 0,06 |
| Гептан | 0,18 |
| Октан | 0,14 |
| Нонан | 0,04 |
| Декан и более тяжелые углеводороды | 0,01 |
| Всего | 100 |
Описанная в Таблице смесь имеет метановое число 32,7 и непригодна для сжигания в газовом двигателе с принудительным воспламенением рабочей смеси. После охлаждения до температуры около -14°C получалась газообразная смесь, которая почти исключительно состояла из метана, этана и пропана и имела метановое число 45. Дополнительно газ содержал следы диоксида углерода, а также азота. Остальные компоненты почти полностью содержатся в конденсате. Кроме того, нижеследующие Таблицы 2 и 3 показывают еще раз различие между осуществленным изобретением и прототипом.
| Таблица 2 | ||
| Переработка газа охлаждением до температуры -12°C | ||
| Соединение | Температура кипения (ºC) | |
| H2 | Водород | -253 |
| N2 | Азот | -196 |
| CO | Монооксид углерода | -192 |
| O2 | Кислород | -183 |
| CH4 | Метан | -162 |
| C2H4 | Этилен | -104 |
| C2H6 | Этан | -89 |
| CO2 | Диоксид углерода | -79 |
| C3H6 | Пропен | -48 |
| C3H8 | Пропан | -42 |
| C4H10 | Изобутан | -12 |
| C4H10 | н-Бутан | -1 |
| C5H12 | Изопентан | 28 |
| C5H12 | Пентан | 36 |
| C5H12 | н-Пентан | 36 |
| C6H14 | Гексан | 69 |
| С6Р6 | Бензол | 80 |
| C7H16 | Гептан | 98 |
| Таблица 3 | ||
| Переработка газа охлаждением до температуры -48°C | ||
| Соединение | Температура кипения (ºC) | |
| H2 | Водород | -253 |
| N2 | Азот | -196 |
| CO | Монооксид углерода | -192 |
| O2 | Кислород | -183 |
| CH4 | Метан | -162 |
| C2H4 | Этилен | -104 |
| C2H6 | Этан | -89 |
| CO2 | Диоксид углерода | -79 |
| C3H6 | Пропен | -48 |
| C3H8 | Пропан | -42 |
| C4H10 | Изобутан | -12 |
| C4H10 | н-Бутан | -1 |
| C5H12 | Изопентан | 28 |
| C5H12 | Пентан | 36 |
| C5H12 | н-Пентан | 36 |
| C6H14 | Гексан | 69 |
| С6Р6 | Бензол | 80 |
| C7H16 | Гептан | 98 |
Как очевидно из Таблиц 2 и 3, при осуществлении изобретения (Таблица 2) все газообразные компоненты с температурами кипения ниже изобутана собрались в газовой фазе и с температурой кипения выше этой - в конденсате. Согласно прототипу (Таблица 3), где предусмотрено охлаждение до температуры -48°C, происходит обогащение газовой фазы исключительно теми соединениями, которые имеют температуру кипения СО2 и ниже, в конденсате же имеет место концентрирование остальных компонентов. Согласно патентному документу WO 2007/070198 А2, в общем наблюдалось бы только обогащение газовой фазы метаном СН4, чистое разделение не происходит.
Расчеты заявителя показали, что для типичного попутного газа, который образуется на нефтепромыслах, необходимо отделять только немногие многоатомные углеводороды, чтобы могли эксплуатироваться современные двигатели внутреннего сгорания, которые специально сконструированы или, соответственно, приспособлены для детонационно-стойкого газа. Сюда входят гептан (С7Н16), бензол (С6Н6), н-пентан и изопентан (С5Н12), а также н-бутан и изобутан (С4Н10). Все эти компоненты конденсируются уже при температуре -12°C, так что достаточно охлаждать газ до этой температуры. Это можно экономично осуществить при незначительных затратах с использованием стандартных холодильных установок, как, например, водоохладительные агрегаты, а также имеющихся в продаже на рынке теплообменников и сборников конденсата холодильных камер.
Преимущество способа состоит в том, газ не требуется охлаждать до очень низких температур, как это было принято, а только до температуры от около -5 до -14°C, предпочтительно -12°C, чтобы сделать газ пригодным специально для двигателей внутреннего сгорания в отношении антидетонационных характеристик. Тем самым достигается явное снижение расходов.
Claims (8)
1. Способ получения горючего газа для газовых двигателей из образующегося при добыче нефти попутного газа, который содержит метан, этан, пропан, углеводороды с более чем тремя атомами углерода и, возможно, пропен, причем получаются газообразная фракция и жидкостная фракция путем частичной конденсации попутного газа, отличающийся тем, что процесс конденсации проводится при таких соотношениях давления и температуры, что жидкостная фаза по существу не содержит метана, этана, пропана и, возможно, пропена и что в газообразной фазе содержится по существу весь метан, этан, пропан и, возможно, пропен, и газообразная фаза по существу свободна от н-бутана и изобутана.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс конденсации проводится при температуре от -5°С до -14°С.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что процесс конденсации проводится при температуре от -7°С до -12°С.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс конденсации проводится в несколько стадий, причем в первой стадии с охлаждением до температуры от -5 до -8°С и в дополнительной стадии до температуры от -8 до -12°С.
5. Способ по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что давление в процессе конденсации составляет между 1 бар и 16 бар (0,1-1,6 МПа), предпочтительно от 10 бар до 16 бар (1,0-1,6 МПа), особенно предпочтительно от 14 бар до 16 бар (1,4-1,6 МПа).
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что газообразная фракция имеет метановое число по меньшей мере 40, предпочтительно по меньшей мере 45.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что из попутного газа, возможно, удаляют имеющийся водяной пар.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что водяной пар удаляется конденсацией, абсорбцией или их комбинациями.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ATA1557/2009 | 2009-10-02 | ||
| ATA1557/2009A AT508831B1 (de) | 2009-10-02 | 2009-10-02 | Verfahren zur aufbereitung von erdölbegleitgas |
| PCT/AT2010/000362 WO2011038437A1 (de) | 2009-10-02 | 2010-10-01 | Verfahren zur aufbereitung von erdölbegleitgas |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012117788A RU2012117788A (ru) | 2013-11-10 |
| RU2530898C2 true RU2530898C2 (ru) | 2014-10-20 |
Family
ID=43446560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012117788/04A RU2530898C2 (ru) | 2009-10-02 | 2010-10-01 | Способ переработки попутного нефтяного газа |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20120167621A1 (ru) |
| EP (1) | EP2483375A1 (ru) |
| AT (1) | AT508831B1 (ru) |
| RU (1) | RU2530898C2 (ru) |
| WO (1) | WO2011038437A1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1944802U (de) * | 1966-06-04 | 1966-08-25 | Burger Eisenwerke Ag | Drosselhahn an gasheizgeraeten. |
| RU2000127898A (ru) * | 2000-11-10 | 2002-10-20 | Валентин Васильевич Немков | Газообразное топливо |
| RU2194930C2 (ru) * | 1997-07-01 | 2002-12-20 | Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани | Способ сжижения потока природного газа, содержащего по меньшей мере один замораживаемый компонент |
| RU2006139932A (ru) * | 2004-05-07 | 2008-06-20 | Статойл Аса (No) | Газовый двигатель |
| RU2007125703A (ru) * | 2004-12-08 | 2009-01-20 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. (NL) | Способ и устройство производства потока сжиженного природного газа |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1275260A (en) * | 1968-09-30 | 1972-05-24 | Exxon Research Engineering Co | Improvements in the purification of natural gas |
| US3754405A (en) * | 1969-02-10 | 1973-08-28 | Black Sivalls & Bryson Inc | Method of controlling the hydrocarbon dew point of a gas stream |
| CA1107190A (en) * | 1979-12-06 | 1981-08-18 | Donald D. Livingstone | Hydrocarbon recovery |
| DE3445995A1 (de) * | 1984-12-17 | 1986-06-19 | Linde Ag | Verfahren zur gewinnung von c(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)(pfeil abwaerts)+(pfeil abwaerts)- oder von c(pfeil abwaerts)3(pfeil abwaerts)(pfeil abwaerts)+(pfeil abwaerts)-kohlenwasserstoffen |
| DE3626560A1 (de) * | 1986-08-06 | 1988-02-11 | Linde Ag | Verfahren zum abtrennen von c(pfeil abwaerts)4(pfeil abwaerts)-kohlenwasserstoffen aus einem gasgemisch |
| GB2229519A (en) * | 1989-03-15 | 1990-09-26 | Foster Wheeler Energy Ltd | Treatment process for gas stream |
| FR2688224A1 (fr) * | 1992-02-24 | 1993-09-10 | Shell Int Research | Procede de traitement des gaz de petrole liquefies acides. |
| TW573112B (en) * | 2001-01-31 | 2004-01-21 | Exxonmobil Upstream Res Co | Process of manufacturing pressurized liquid natural gas containing heavy hydrocarbons |
| FR2883769B1 (fr) * | 2005-03-31 | 2007-06-08 | Inst Francais Du Petrole | Procede de pre-traitement d'un gaz acide |
| US20070130991A1 (en) | 2005-12-14 | 2007-06-14 | Chevron U.S.A. Inc. | Liquefaction of associated gas at moderate conditions |
-
2009
- 2009-10-02 AT ATA1557/2009A patent/AT508831B1/de not_active IP Right Cessation
-
2010
- 2010-10-01 RU RU2012117788/04A patent/RU2530898C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2010-10-01 WO PCT/AT2010/000362 patent/WO2011038437A1/de active Application Filing
- 2010-10-01 EP EP10770504A patent/EP2483375A1/de not_active Withdrawn
-
2012
- 2012-03-07 US US13/414,108 patent/US20120167621A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1944802U (de) * | 1966-06-04 | 1966-08-25 | Burger Eisenwerke Ag | Drosselhahn an gasheizgeraeten. |
| RU2194930C2 (ru) * | 1997-07-01 | 2002-12-20 | Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани | Способ сжижения потока природного газа, содержащего по меньшей мере один замораживаемый компонент |
| RU2000127898A (ru) * | 2000-11-10 | 2002-10-20 | Валентин Васильевич Немков | Газообразное топливо |
| RU2006139932A (ru) * | 2004-05-07 | 2008-06-20 | Статойл Аса (No) | Газовый двигатель |
| RU2007125703A (ru) * | 2004-12-08 | 2009-01-20 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. (NL) | Способ и устройство производства потока сжиженного природного газа |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| (&GB 1275260) * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2483375A1 (de) | 2012-08-08 |
| US20120167621A1 (en) | 2012-07-05 |
| WO2011038437A1 (de) | 2011-04-07 |
| AT508831B1 (de) | 2012-09-15 |
| RU2012117788A (ru) | 2013-11-10 |
| AT508831A1 (de) | 2011-04-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6923629B2 (ja) | 発電システム及び方法からの低圧液体二酸化炭素の生成 | |
| EA031162B1 (ru) | Способ сжижения загрязненного углеводородсодержащего газового потока | |
| JP2007187439A (ja) | 天然ガスからヘリウム及び液化天然ガスなどの生成物を生成する方法及び装置 | |
| US10744447B2 (en) | Method of processing a feed natural gas to obtain a processed natural gas and a cut of C5+ hydrocarbons, and associated installation | |
| FR3030026B1 (fr) | Procede et appareil pour separer un gaz d'alimentation contenant au moins 20% mol. de co2 et au moins 20% mol de methane, par condensation partielle et/ou par distillation | |
| US11231224B2 (en) | Production of low pressure liquid carbon dioxide from a power production system and method | |
| RU2444559C2 (ru) | Способ подготовки топливного газа | |
| EA035004B1 (ru) | Возврат флегмы в колоннах для деметанирования | |
| RU2530898C2 (ru) | Способ переработки попутного нефтяного газа | |
| RU2553857C1 (ru) | Способ и устройство для компримирования газа | |
| GB2489197A (en) | Carbon dioxide purification | |
| RU2609173C1 (ru) | Способ безотходной подготовки скважинной продукции | |
| WO2012114119A1 (en) | Process and apparatus for purification of carbon dioxide | |
| RU2376341C1 (ru) | Способ подготовки топливного газа | |
| RU2008149131A (ru) | Способ для сжижения потока углеводородов и установка для его осуществления | |
| RU2595652C1 (ru) | Способ подготовки попутного нефтяного газа | |
| RU2543255C2 (ru) | Способ частичного сжижения природного газа (варианты) | |
| GB2490301A (en) | Carbon dioxide purification | |
| RU2610627C1 (ru) | Способ переработки попутного нефтяного газа | |
| KR101561385B1 (ko) | 천연가스의 예비 분리를 통한 천연가스오일 회수방법 | |
| EA036459B1 (ru) | Оптимизация способа деазотирования потока природного газа |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201002 |