RU2538970C1 - Способ переработки попутных и природных газов - Google Patents
Способ переработки попутных и природных газов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2538970C1 RU2538970C1 RU2013128952/04A RU2013128952A RU2538970C1 RU 2538970 C1 RU2538970 C1 RU 2538970C1 RU 2013128952/04 A RU2013128952/04 A RU 2013128952/04A RU 2013128952 A RU2013128952 A RU 2013128952A RU 2538970 C1 RU2538970 C1 RU 2538970C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- methane
- oxygen
- products
- hydrocarbon
- Prior art date
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу переработки природных и попутных нефтяных газов с повышенным содержанием тяжелых гомологов метана путем прямого парциального окисления углеводородного газа и последующего карбонилирования получаемых продуктов. При этом углеводородный газ смешивают с кислородом или кислородсодержащим газом в мольном соотношении углерод тяжелых компонентов:кислород 10÷1:1 и проводят селективное окисление тяжелых компонентов при температуре 350-420°С и давлении 10-40 бар, а полученные продукты подвергают обработке в присутствии катализаторов карбонилирования с получением жидких продуктов из ряда карбоновых кислот и их эфиров и обогащенного метаном очищенного от тяжелых компонентов сухого топливного газа. Данный способ является более простым экономичным для переработки попутных нефтяных и природных газов с повышенным содержанием гомологов метана с получением очищенного «сухого» газа и ряда ценных жидких продуктов. 3 пр.
Description
Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к процессам переработки попутных нефтяных и природных газов с повышенным содержанием гомологов метана в химические продукты. Эти газы являются ценным углеводородным сырьем, однако во многих случаях не находят практического применения и зачастую сжигаются на факелах. Попутный нефтяной газ сложно транспортировать и трудно использовать без дополнительной переработки или очистки от содержащихся в нем тяжелых компонентов - С3+ гомологов метана. Проблема утилизации попутного нефтяного газа стоит перед всеми нефтяными компаниями. Для нефтяников транспортировка и переработка попутного нефтяного газа для дальнейшего применения нерентабельна, так как стоимость такого топлива, как правило, превышает рыночную.
Известны способы переработки попутных нефтяных и природных «жирных» газов с использованием физических методов разделения - абсорбции, компримирования и сепарации, дистилляции и др. Так, известен способ выделения углеводородов С3+ из попутных нефтяных газов путем противоточной абсорбции абсорбентом с последующей десорбцией абсорбированной фракции С3+, и возвратом регенерированного после десорбции абсорбента в абсорбер, характеризующемуся тем, что используют попутные нефтяные газы с давлением 8-20 атм, и абсорбцию проводят при температуре 8-40°С, при этом выходящий из абсорбера насыщенный абсорбент нагревают до 280-350°С и подают на десорбцию, которую проводят при давлении 15-19 атм, а в качестве абсорбента используют тяжелые компоненты исходных попутных газов (Патент РФ 2338734 (2007)). Недостатками указанного способа являются сложность процесса, высокая стоимость оборудования и необходимость дополнительных затрат энергии на регенерацию абсорбента.
Известен способ переработки попутного нефтяного газа, включающий компримирование исходного нефтяного попутного газа, его охлаждение и сепарацию с получением сухого газа и газового конденсата, в котором осуществляют двухступенчатую сепарацию, газовый конденсат подвергают дистилляции в ректификационной колонне с получением пропан-бутановой фракции и стабильного газового конденсата, а пропан-бутановую фракцию охлаждают и конденсируют (Патент РФ 2340841 (2007). Недостатком указанного способа является большой дополнительный расход энергии на компримирование газа.
Известны также способы переработки попутных нефтяных и природных «жирных» газов, включающие дополнительную операцию химической переработки «тяжелых» компонентов углеводородных газов. Так, в процессах с использованием углеводородного сырья, содержащего высшие углеводороды, компанией Хальдор-Топсеэ осуществляется предварительный реформинг углеводородного сырья при температурах около 450-550°С. В процессе предреформинга с водяным паром за счет паровой конверсии С3+ - углеводородов в этих условиях осуществляется «очистка» метанового газа от указанных соединений и обеспечивается последующий паровая конверсия метана без осмоления и закоксовывания катализаторов получения синтез-газа (Патент РФ 2263627 С2 (Хальдор Топсеэ) (2000). Недостатками указанного способа являются существенное удорожание и усложнение оборудования за счет введения дополнительной стадии предриформинга и дополнительный расход энергии на проведение этой стадии.
Известен также способ и установка для совместной переработки сжиженных углеводородных газов (СУГ) и промысловой подготовки продукции нефтяных или газоконденсатных месторождений с получением продуктов, транспортируемых совместно с товарной нефтью и товарным газом, а именно технологии переработки сжиженных углеводородных газов (СУГ) в смесь ароматических углеводородов (ароматический концентрат). Способ включает промысловую подготовку попутного нефтяного газа (ПНГ) или «сырого газа» с получением товарного осушенного газа и газового конденсата, подачу конденсата на стадию стабилизации с выделением из упомянутого газового конденсата сжиженных углеводородных газов (СУГ), реакционное превращение СУГ в смесь ароматических углеводородов на стадии платформинга, разделение продуктов реакции платформинга на водород, углеводородный газ и жидкие продукты реакции, после чего из жидких продуктов реакции выделяют ароматические углеводороды, которые подают в магистральный нефтепровод в составе товарной нефти (Патент РФ 2435827 (2010)). Недостатками указанного способа являются сложная технологическая схема процесса, удорожание и усложнение оборудования за счет стадии предриформинга и высокий расход энергии на осуществление процесса.
Известен способ подготовки попутных нефтяных и сырых природных газов для использования в поршневых двигателях внутреннего сгорания (RU 2385897, C10L 3/10, F02M 31/00, 10.04.2010), который состоит в том, что подготавливаемый газ в смеси с кислородсодержащим газом, например с воздухом, подвергают термообработке при температуре 450-1100°С в течение 0,01-50 с при содержании свободного кислорода в смеси 0,5-5%. Термообработка может быть проведена также и в присутствии катализаторов окислительной конденсации метана, паровой, углекислотной конверсии метана, окислительного дегидрирования низших алканов или их комбинации. В качестве промоторов реакции могут выступать оксиды азота, пероксид водорода, соединения галогенов, непредельные или кислородсодержащие углеводороды или снижающие вероятность сажеобразования (пары воды). В результате при указанных условиях практически не наблюдается конверсия более легких углеводородов С1-С4, в то время как конверсия углеводородов С5+, имеющих очень низкие метановые числа, превышает 95%. Основными продуктами превращения С5+ углеводородов при такой термообработке попутных нефтяных газов являются (в порядке убывания выхода) этилен, метан, этан и монооксид углерода. Таким образом обеспечивается селективная конверсия соединений, имеющих низкую детонационную стойкость и повышающих вероятность смоло- и сажеобразования, и происходит увеличение метанового числа поучаемого газа. Несмотря на то, что в указанном способе удается конвертировать углеводороды С5+, недостатком способа является низкая конверсия С2-С4 компонентов попутного нефтяного газа, имеющих невысокие метановые числа по сравнению с чистым метаном. Например, пропан и бутан имеют метановые числа 35 и 11, соответственно, и, находясь даже в малых количествах в смеси с метаном, значительно снижают ее метановое число. Например, для смеси 95% метана, 3% пропана и 2% бутана метановое число составляет всего 72. Кроме того, для собственного энергопотребления промыслов может быть использована лишь небольшая часть добываемого попутного газа (менее 20%).
Известны процессы переработки «сухого» (метанового, без примесей С2+ углеводородов) природного газа, включающие получение метанола или диметилового эфира из синтез-газа и последующую переработку метанола или диметилового эфира карбонилированием в уксусную кислоту и/или метилацетат в жидкой или паровой фазах.
Для осуществления процесса карбонилирования предложены катализаторы на основе кислых цезиевых солей фосфорвольфрамовой гетерополикислоты, промотированные родием, активность которых достигает 190 г/(л кат.ч) [Патент РФ 2170724, G.G. Volkova, L.M. Plyasova, A.N. Salanov, G.N. Kustova, T.M. Yurieva and V.A. Likholobov, C07C 67/36, B01J 31/16, 20.07.2001)], недостатком которых являлось использование дорогого компонента в составе катализатора - родия, что приводит к значительному росту стоимости катализатора и удорожанию процесса в целом.
Известны катализатор и способ получения метилацетата (Патент РФ 2422203) без использования родия и иодидных промоторов путем карбонилирования диметилового эфира при температуре 200-250°С, давлении 10-20 атм, в присутствии катализатора, представляющего собой кислую цезиевую соль фосфорвольфрамовой гетерополикислоты состава: CsxHyPW12O40, где: 1.3≤х≤2.2, у=3-х, с добавками платины в количестве от 0.25 до 1.0 мас.%. Однако такой метод не направлен напрямую на решение задачи создания простого и экономичного способа переработки попутных нефтяных и природных «жирных» газов, а описывает одну из возможных стадий такой переработки.
Наиболее близким, хотя и непрямым аналогом, содержащим некоторые признаки, совпадающие с заявляемым нами изобретением, является патент US 5659077 от 19.08.97, в котором предложен комплексный процесс превращения метана в уксусную кислоту и/или метилацетат путем парциального окисления метана, минуя стадию получения синтез-газа. Прямое окисление метана с конверсией метана за один проход через реактор 6-12% осуществляется при температуре выше 425°С и рабочем давлении ~70-100 бар. Выделенный метанол и добавочное количество покупного метанола при этом же давлении и Т=180-250°С карбонилируются монооксидом углерода, образовавшимся в реакционных газах процесса окисления, в уксусную кислоту на родиевом катализаторе в присутствии CH3I. Недостатками предложенного метода являются: необходимость осуществления процесса парциального окисления при высоком давлении (~70-100 бар), рециркуляции значительного объема непрореагировавшего метана, большое накопление диоксида углерода и необходимость удаления его избытка скрубберной очисткой рециркулирующего потока, а также то, что он рассчитан на использование только «сухого» метанового газа, то есть не обеспечивает заявленный нами технический результат, направленный на переработку углеводородного газа сложного состава с получением обогащенного метаном и очищенного от тяжелых компонентов газа для питания энергоустановок и одновременным получением эфиров карбоновых кислот.
Задачей изобретения является создание более простого и экономичного способа переработки попутных нефтяных и природных газов с повышенным содержанием гомологов метана с получением очищенного «сухого» газа и ряда ценных жидких продуктов.
Поставленная задача решается заявляемым способом переработки попутных и природных газов с повышенным содержанием тяжелых гомологов метана путем прямого парциального окисления углеводородного газа и последующего карбонилирования получаемых продуктов, в котором углеводородный газ смешивают с кислородом или кислородсодержащим газом в мольном соотношении углерод тяжелых компонентов:кислород 10÷1:1 и проводят селективное окисление тяжелых компонентов при температуре 350-420°С и давлении 10-40 бар, а полученные продукты подвергают обработке в присутствии катализаторов карбонилирования с получением жидких продуктов из ряда карбоновых кислот и их эфиров и обогащенного метаном очищенного от тяжелых компонентов сухого топливного газа. Непрореагировавший метан и дополнительное количество метана, образовавшегося при окислении тяжелых компонентов газа, и далее указанную реакционную смесь подвергают дополнительной обработке в присутствии катализаторов карбонилирования с получением жидких продуктов из ряда карбоновых кислот и их эфиров и обогащенный метаном очищенный от тяжелых компонентов топливный газ для энергоустановок. Карбонилирование проводят известными приемами в паровой или жидкой фазе с предварительным выделением метанола или без такого выделения.
Благодаря проведению парциального окисления при температуре 350-420°С и давлении 10-40 бар, то есть в более мягких условиях по сравнению с аналогом, обеспечивается избирательное окисление только углеводородов С3+, тогда как метан в этих условиях не окисляется и даже, наоборот, дополнительно нарабатывается наряду с основными продуктами парциального окисления углеводородов С3+ - метанолом, этанолом, СО. Эти продукты совместно с непрореагировавшим метаном дополнительно обрабатывают с участием известных катализаторов карбонилирования, при этом СО взаимодействует со спиртами с получением карбоновых кислот и их эфиров, которые конденсируют с получением водного раствора этих соединений, а в виде газофазного продукта получают очищенный от примесей тяжелых компонентов углеводородный газ с более высоким метановым числом по сравнению с исходным углеводородным газом, который может использоваться как топливо для энергоустановок. Водный раствор карбоновых кислот и их эфиров может быть дополнительно фракционирован известными приемами с получением отдельных целевых компонентов, либо напрямую использован при нефтедобыче.
Примеры осуществления предложенного способа.
Пример 1. Смесь углеводородных газов состава: СН4 - 90,7%, С2Н6 - 1,8%, С3Н8 - 5,3%, С4Н10 - 2,2% (метановое число 64) при давлении 40 бар в количестве 0,35 нм3/час нагревают до температуры 350°С и подвергают трехступенчатому окислению кислородом, который подают в количестве 18,4 л/час на каждую ступень окисления, суммарно 55,2 л/час (соотношение углерод тяжелых компонентов:кислород ~ 1:1). В результате парциального окисления получают газовую смесь в количестве 0,39 нм3/час, содержащую 41,8 г метанола и 28,3 г монооксида углерода. Смесь охлаждают до температуры 180-250°С и подвергают карбонилированию известным способом, где при 98% конверсии метанола и селективности 99% получают 62,4 г/ч смеси уксусной кислоты и метилового эфира уксусной кислоты, и 0,34 нм3 обогащенного метаном газа с метановым числом 78.
Пример 2. Смесь углеводородных газов состава: СН4 - 81%, С2Н6 - 3,2%, С3Н8 - 12,1%, С4Н10 - 3,7% (метановое число 52) при давлении 20 бар в количестве 0,32 нм3/час нагревают до температуры 370°С и подвергают двухступенчатому окислению кислородом, который подают в количестве 16,8 л/час на каждую ступень окисления, суммарно 33,6 л/час (соотношение углерод тяжелых компонентов:кислород ~ 5:1). В результате парциального окисления получают газовую смесь в количестве 0,34 нм3/час, содержащую 24 г метанола и 14,7 г монооксида углерода. Смесь охлаждают до температуры 180-250°С и подвергают карбонилированию известным способом, где при 98% конверсии метанола и селективности 99% получают 35,8 г/ч смеси уксусной кислоты и метилового эфира уксусной кислоты, и 0,31 нм3 обогащенного метаном газа с метановым числом 56.
Пример 3. Смесь углеводородных газов состава: СН4 - 81,7%, С2Н6 - 3,7%, С3Н8 - 11,2%, С4Н10 - 3,4% (метановое число 53) при давлении 10 бар в количестве 0,3 нм3/час нагревают до температуры 420°С и подвергают окислению кислородом, который подают в количестве 15,8 л/час (соотношение углерод тяжелых компонентов:кислород ~ 10:1). В результате парциального окисления получают газовую смесь в количестве 0,31 нм3/час, содержащую 11,3 г метанола и 6,9 г монооксида углерода. Смесь охлаждают до температуры 180-250°С и подвергают карбонилированию известным способом, где при 98% конверсии метанола и селективности около 99% получают 16,8 г/ч смеси уксусной кислоты и метилового эфира уксусной кислоты, и 0,3 нм3 обогащенного метаном газа с метановым числом 55.
Claims (1)
- Способ переработки природных и попутных нефтяных газов с повышенным содержанием тяжелых гомологов метана путем прямого парциального окисления углеводородного газа и последующего карбонилирования получаемых продуктов, отличающийся тем, что углеводородный газ смешивают с кислородом или кислородсодержащим газом в мольном соотношении углерод тяжелых компонентов:кислород 10÷1:1 и проводят селективное окисление тяжелых компонентов при температуре 350-420°С и давлении 10-40 бар, а полученные продукты подвергают обработке в присутствии катализаторов карбонилирования с получением жидких продуктов из ряда карбоновых кислот и их эфиров и обогащенного метаном очищенного от тяжелых компонентов сухого топливного газа.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013128952/04A RU2538970C1 (ru) | 2013-06-26 | 2013-06-26 | Способ переработки попутных и природных газов |
PCT/RU2014/000451 WO2014209170A1 (ru) | 2013-06-26 | 2014-06-24 | Способ переработки природных и попутных газов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013128952/04A RU2538970C1 (ru) | 2013-06-26 | 2013-06-26 | Способ переработки попутных и природных газов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013128952A RU2013128952A (ru) | 2015-01-10 |
RU2538970C1 true RU2538970C1 (ru) | 2015-01-10 |
Family
ID=53278747
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013128952/04A RU2538970C1 (ru) | 2013-06-26 | 2013-06-26 | Способ переработки попутных и природных газов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2538970C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2641701C1 (ru) * | 2016-12-06 | 2018-01-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем химической физики Российской академии наук (ИПХФ РАН) | Способ переработки попутных и природных газов |
RU2644890C1 (ru) * | 2016-11-25 | 2018-02-14 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук (ИК СО РАН) | Способ подготовки попутных нефтяных газов селективной паровой конверсией |
CN115093324A (zh) * | 2022-02-22 | 2022-09-23 | 上海交通大学 | 一种酯化烷烃的制备方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU847913A3 (ru) * | 1977-09-24 | 1981-07-15 | Хемише Верке Хюльс Аг (Фирма) | Способ получени формальдегидаи МЕТАНОлА |
RU2275352C2 (ru) * | 2001-02-08 | 2006-04-27 | Асетекс Хими | Способ непрерывного производства уксусной кислоты и/или метилацетата |
WO2009010407A1 (en) * | 2007-07-19 | 2009-01-22 | Total Petrochemicals Research Feluy | Process for the selective oxidation of methane |
RU2448082C2 (ru) * | 2006-05-11 | 2012-04-20 | Гэс Текнолоджиз ЭлЭлСи | Способ прямого окисления газообразных алканов |
-
2013
- 2013-06-26 RU RU2013128952/04A patent/RU2538970C1/ru active IP Right Revival
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU847913A3 (ru) * | 1977-09-24 | 1981-07-15 | Хемише Верке Хюльс Аг (Фирма) | Способ получени формальдегидаи МЕТАНОлА |
RU2275352C2 (ru) * | 2001-02-08 | 2006-04-27 | Асетекс Хими | Способ непрерывного производства уксусной кислоты и/или метилацетата |
RU2448082C2 (ru) * | 2006-05-11 | 2012-04-20 | Гэс Текнолоджиз ЭлЭлСи | Способ прямого окисления газообразных алканов |
WO2009010407A1 (en) * | 2007-07-19 | 2009-01-22 | Total Petrochemicals Research Feluy | Process for the selective oxidation of methane |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2644890C1 (ru) * | 2016-11-25 | 2018-02-14 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук (ИК СО РАН) | Способ подготовки попутных нефтяных газов селективной паровой конверсией |
RU2641701C1 (ru) * | 2016-12-06 | 2018-01-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем химической физики Российской академии наук (ИПХФ РАН) | Способ переработки попутных и природных газов |
CN115093324A (zh) * | 2022-02-22 | 2022-09-23 | 上海交通大学 | 一种酯化烷烃的制备方法 |
CN115093324B (zh) * | 2022-02-22 | 2023-12-26 | 上海交通大学 | 一种酯化烷烃的制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013128952A (ru) | 2015-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10011541B2 (en) | Recovery of ethylene from methanol to olefins process | |
CN102746083B (zh) | 一种低碳烯烃气体的分离工艺 | |
JP2021113336A (ja) | 触媒急速熱分解プロセスによってバイオマスを低硫黄、低窒素、及び低オレフィン含有量のbtxに転換するためのプロセス | |
US8399728B2 (en) | Absorber demethanizer for methanol to olefins process | |
US8338655B2 (en) | Conversion of ethanol broth to LPG and gasoline | |
US9975818B2 (en) | Process for making biobased isoprene | |
US10975011B2 (en) | Ether blends via reactive distillation | |
WO2014064172A2 (en) | Process for recovery light molecules from olefinic feedstream | |
RU2538970C1 (ru) | Способ переработки попутных и природных газов | |
EP2729433B1 (en) | Process for producing olefins with heat transfer from steam cracking to alcohol dehydration process. | |
PL224338B1 (pl) | Sposób otrzymywania biokomponentu z zastosowaniem etanolu lub mieszanin alkoholi oraz biokomponent do otrzymywania paliw silnikowych | |
CN101990517B (zh) | 制备合成气的方法ii | |
CN102675019B (zh) | 甲醇转化制取低碳烯烃气体的分离工艺 | |
CN102675025B (zh) | 甲醇转化制取低碳烯烃气体的分离方法 | |
RU2551678C1 (ru) | Способ переработки природных и попутных газов | |
SG171810A1 (en) | Method and device for producing dimethyl ether from methanol | |
JP2014523922A (ja) | 改良されたoxoプロセス及び廃油から合成ガスを製造する方法 | |
WO2014209170A1 (ru) | Способ переработки природных и попутных газов | |
RU2688932C1 (ru) | Способ переработки нефтезаводских газов | |
US20220298088A1 (en) | Process of preparing alcohols | |
US10954175B2 (en) | Process and plant for producing olefins | |
CN114341081B (zh) | 用于制备烯烃的方法 | |
US11555153B1 (en) | Conversion of glycerol to fuel-range organic compounds | |
CN101341231B (zh) | 从气流中脱除含氧物质的方法 | |
RU2214388C1 (ru) | Способ получения метил-трет-бутилового эфира |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160627 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20171221 |