RU2587736C1 - Plant for utilisation of low-pressure natural and associated oil gases and method for use thereof - Google Patents
Plant for utilisation of low-pressure natural and associated oil gases and method for use thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2587736C1 RU2587736C1 RU2015116413/06A RU2015116413A RU2587736C1 RU 2587736 C1 RU2587736 C1 RU 2587736C1 RU 2015116413/06 A RU2015116413/06 A RU 2015116413/06A RU 2015116413 A RU2015116413 A RU 2015116413A RU 2587736 C1 RU2587736 C1 RU 2587736C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- unit
- methanol
- low
- pressure natural
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к комплексной переработке низконапорного природного или попутного нефтяного газов на нефтегазоконденсатных месторождениях и может быть использовано при разработке способов и устройств для получения электроэнергии и метанола.The invention relates to the integrated processing of low-pressure natural or associated petroleum gas in oil and gas condensate fields and can be used in the development of methods and devices for generating electricity and methanol.
Удаленность нефтегазоконденсатных месторождений от электростанций делает практически невозможным применение для их энергоснабжения линий электропередач. В связи с этим перспективным является получение электроэнергии из природного или попутного нефтяного газов непосредственно на месторождении с использованием газотурбинных установок.The remoteness of oil and gas condensate fields from power plants makes it almost impossible to use power lines for their power supply. In this regard, it is promising to obtain electricity from natural or associated petroleum gas directly at the field using gas turbine units.
При добыче и переработке природного газа образуются газовые гидраты, которые приводят к закупорке трубопроводов и авариям. Для предотвращения этого явления в газовый поток вводят ингибиторы. В настоящее время на действующих месторождениях Крайнего Севера России в качестве ингибитора гидратообразования, в основном, используется метанол. Транспортировка метанола с химических предприятий на промыслы значительно повышает его стоимость.During the production and processing of natural gas, gas hydrates are formed, which lead to blockage of pipelines and accidents. In order to prevent this phenomenon, inhibitors are introduced into the gas stream. Currently, methanol is mainly used in the existing fields of the Far North of Russia as an inhibitor of hydrate formation. Transportation of methanol from chemical enterprises to the fields significantly increases its cost.
Предлагаемое техническое решение позволяет с максимальной эффективностью объединить в одном энергохимическом комплексе несколько технологий, а именно получение метанола из низконапорного природного или попутного нефтяного газа и электроэнергии из отходящих газов производства метанола в газотурбинной установке с регенеративным циклом.The proposed technical solution allows combining several technologies in one energy-chemical complex with maximum efficiency, namely, the production of methanol from low-pressure natural or associated petroleum gas and electricity from methanol production waste gases in a gas turbine unit with a regenerative cycle.
Известен комбинированный способ получения электроэнергии в газотурбинных и парогазовых установках с использованием синтез-газа в качестве топлива для этих установок, а также для получения жидкого синтетического топлива (Патент RU на изобретение №2250872, 27.04.2005 г., МПК С01В 3/32, C10L 3/10, F01K 23/10). Основным недостатком является то, что электроэнергия и синтетическое топливо получаются через энергоемкую и требующую больших капитальных затрат стадию получения синтез-газа.There is a combined method for generating electricity in gas turbine and combined cycle plants using synthesis gas as fuel for these plants, as well as for producing liquid synthetic fuel (Patent RU for invention No. 2250872, 04/27/2005, IPC С01В 3/32, C10L 3/10, F01K 23/10). The main disadvantage is that electricity and synthetic fuel are obtained through the energy-intensive and high-capital stage synthesis gas production stage.
Близкой к предлагаемому техническому решению является комбинированная газотурбинная установка, предназначенная для комплексной утилизации низконапорного природного или попутного нефтяного газа, которая используется при создании наземных блочно-модульных комплексов для получения электричества и синтетических топлив с утилизацией остаточного тепла в газотурбинной установке (Патент RU на изобретение №2428575, 10.09.2011 г., МПК F02C 1/02).Close to the proposed technical solution is a combined gas turbine unit designed for the integrated utilization of low-pressure natural or associated petroleum gas, which is used to create ground-based block-modular complexes for generating electricity and synthetic fuels with the utilization of residual heat in a gas turbine (RU Patent for invention No. 2428575 , September 10, 2011, IPC F02C 1/02).
Основным недостатком является то, что установка предусматривает подготовку низконапорного природного или попутного нефтяного газа - сероочистку, сепарацию и осушку перед подачей в газотурбинную установку, а также применение в качестве технологической схемы получения конечного продукта схему, в основе которой лежит 2-стадийный процесс получения синтетических жидких топлив через стадию получения синтез-газа.The main disadvantage is that the installation provides for the preparation of low-pressure natural or associated petroleum gas - desulphurization, separation and drying before being fed to the gas turbine unit, as well as the use of a scheme based on a 2-stage process for producing synthetic liquid fuels through the synthesis gas production step.
Задачей предложенного технического решения является устранение указанных недостатков и организация комплексного использования низконапорного природного или попутного нефтяного газа для одновременного производства метанола и электроэнергии.The objective of the proposed technical solution is to eliminate these shortcomings and organize the integrated use of low-pressure natural or associated petroleum gas for the simultaneous production of methanol and electricity.
Решение указанной задачи достигается тем, что установка для утилизации низконапорного природного или попутного нефтяного газов содержит газотурбинный блок, включающий камеру сгорания, расположенную в дымовой трубе, в которой также расположен регенератор газа, вход которого сообщен с воздушным компрессором, а выход - с турбиной высокого давления, соединенной с турбиной низкого давления, которая сообщена с камерой сгорания, и блок получения метанола, включающего до трех последовательно расположенных реакторов, сообщенных с рекуперативным теплообменником, подключенным к входу холодильника-конденсатора, и устройствами для регулирования параметров подаваемого пара, причем холодильник-конденсатор через дросселирующее устройство сообщен с сепаратором, подсоединенным к сборнику жидкой фракции, при этом к одному входу блока получения метанола подключен воздушный компрессор, к другому - компрессор по газу, который сообщен с блоком подготовки низконапорного природного или попутного нефтяного газов, а выходы блока получения метанола сообщены с газотурбинным блоком и ректификационным узлом.The solution to this problem is achieved by the fact that the installation for the utilization of low-pressure natural or associated petroleum gas contains a gas turbine unit including a combustion chamber located in the chimney, in which there is also a gas regenerator, the inlet of which is in communication with the air compressor, and the outlet is with a high-pressure turbine connected to a low-pressure turbine, which is in communication with the combustion chamber, and a methanol production unit, including up to three reactors in series, connected to the regenerative a heat exchanger connected to the inlet of the refrigerator-condenser, and devices for controlling the parameters of the supplied steam, the refrigerator-condenser through a throttling device in communication with a separator connected to the collector of the liquid fraction, while an air compressor is connected to one input of the methanol production unit, and to the other a gas compressor, which is in communication with the low-pressure natural or associated petroleum gas preparation unit, and the outputs of the methanol production unit are in communication with the gas turbine unit and rectum tele- communications node.
В варианте исполнения установки для утилизации низконапорного природного или попутного нефтяного газов, выход блока получения метанола дополнительно подсоединен к блоку подготовки низконапорного природного или попутного нефтяного газов для переработки части отходящих газов совместно с исходным газом, получаемым со скважины, в метанол.In an embodiment of the installation for utilization of low-pressure natural or associated petroleum gas, the output of the methanol production unit is additionally connected to the preparation unit of the low-pressure natural or associated petroleum gas for processing part of the exhaust gas together with the source gas received from the well into methanol.
Предложен способ утилизации низконапорного природного или попутного нефтяного газов при помощи предлагаемой установки утилизации низконапорного природного или попутного нефтяного газов, который включает выработку электроэнергии в газотурбинном блоке, содержащем камеру сгорания и регенератор, расположенные в дымовой трубе, и блок получения метанола. При этом газ из скважины разделяют на два потока - основной и вспомогательный, основной поток направляют в блок получения метанола, а вспомогательный - в камеру сгорания газотурбинного блока для запуска турбины.A method for the utilization of low-pressure natural or associated petroleum gas using the proposed installation for the utilization of low-pressure natural or associated petroleum gas, which includes generating electricity in a gas turbine unit containing a combustion chamber and a regenerator located in the chimney, and a methanol production unit. In this case, the gas from the well is divided into two streams - the main and auxiliary, the main stream is sent to the methanol production unit, and the auxiliary - to the combustion chamber of the gas-turbine unit to start the turbine.
Отличием способа является то, что энергоснабжение блока получения метанола осуществляют при помощи электроэнергии, получаемой в газотурбинном блоке, причем метанол получают методом прямого парциального окисления из низконапорного природного или попутного нефтяного газа без предварительной очистки от жирных компонентов, при этом окисление углеводородсодержащего газа проводят в последовательно расположенных реакционных зонах реакторов при начальной температуре до 500°С, давлении до 10 МПа и содержании кислорода в реакционных зонах не более 6 об. %. При этом отходящие газы, образующиеся при производстве метанола, после сепарации частично рециркулируют на вход реакторных зон, а остальной поток направляют в камеру сгорания газотурбинного блока.The difference between the method is that the methanol production unit is supplied with energy using the electric power obtained in the gas turbine unit, and methanol is produced by direct partial oxidation from low-pressure natural or associated petroleum gas without preliminary purification from the greasy components, while the oxidation of the hydrocarbon-containing gas is carried out in series reaction zones of reactors at an initial temperature of up to 500 ° C, pressure up to 10 MPa and oxygen content in the reaction zones do not more than 6 vol. % In this case, the exhaust gases generated in the production of methanol, after separation, are partially recycled to the inlet of the reactor zones, and the rest of the flow is directed to the combustion chamber of the gas turbine unit.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 изображена схема установки с указанием основных узлов, на фиг. 2 - схема газотурбинного блока, на фиг. 3 - схема блока получения метанола.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows an installation diagram indicating the main components, in FIG. 2 is a diagram of a gas turbine unit; FIG. 3 is a diagram of a methanol production unit.
Предложенный способ может быть реализован при помощи установки, имеющей следующую конструкцию.The proposed method can be implemented using the installation having the following design.
Установка утилизации низконапорного природного или попутного нефтяного газов подключена к скважине 1 низконапорного природного или попутного нефтяного газа.The installation of utilization of low-pressure natural or associated petroleum gas is connected to well 1 of low-pressure natural or associated petroleum gas.
Выходная линия по газу 2 подключена к газотурбинному блоку 4.The
Газотурбинный блок 4 содержит камеру сгорания 5, расположенную в дымовой трубе 6, где также расположен регенератор газа 7 (теплообменный аппарат), который со стороны входа сообщен трубопроводом с воздушным компрессором 8, а со стороны выхода - с турбиной 9 высокого давления, соединенной с турбиной 10 низкого давления. Турбина 10 низкого давления сообщена с помощью магистрали с полостью камеры сгорания 5. Турбина 9 высокого давления механически связана с воздушным компрессором 8, который соединен с электростартером-генератором 11. Турбина 10 низкого давления механически соединена с электрогенератором 12 (фиг. 2). Электрогенератор 12 соединен с блоком 13 получения метанола.The
Выходная линия по газу 3 от скважины 1 низконапорного природного или попутного нефтяного газа подключена к блоку подготовки газа 14 и компрессору 15, подсоединенного к одному из входов блока 13 получения метанола, к другому входу которого по линии 16 подсоединен воздушный компрессор 17.The
Блок 13 получения метанола содержит до трех последовательно расположенных реакторов 18-20, оснащенных трубопроводами для подачи водяного конденсата и отвода пара на ректификацию и устройствами 21-23 для регулирования параметров подаваемого пара, и рекуперативный теплообменник 24, который снабжен трубопроводом для подачи нагретого в нем газа и трубопроводом для подачи газожидкостной реакционной смеси в холодильник-конденсатор 25, который через дросселирующее устройство 26 соединен с сепаратором 27, подсоединенным посредством трубопровода для подачи жидкой фракции к сборнику 28, который сообщен с ректификационным узлом 29.The
Предложенный способ при помощи указанной установки может быть реализован следующим образом.The proposed method using the specified installation can be implemented as follows.
Низконапорный природный или попутный нефтяной газ от скважины 1 разделяют на два потока - основной и вспомогательный. Вспомогательный поток газа по линии 2 подают на газотурбинный блок 4 (фиг. 2).Low-pressure natural or associated petroleum gas from
В газотурбинном блоке 4 газ и воздух из турбины 8 поступают в камеру сгорания 5, где перемешиваются и сгорают. Образовавшееся в камере сгорания 5 тепло нагревает в регенераторе 7 воздух, который с необходимой температурой поступает в качестве рабочего тела на турбины высокого 9 и низкого давления 10, обеспечивая их работу. Газотурбинная установка вырабатывает электроэнергию, которая поступает потребителям и на питание блока 13 получения метанола.In the
Основной поток очищенного и сжатого компрессором 15 низконапорного природного или попутного нефтяного газа под давлением до 10 МПа направляют в блок 13 получения метанола (фиг. 3), далее низконапорный природный или попутный нефтяной газ нагревают в рекуперативном теплообменнике 24 и подают в последовательно расположенные реакторы 18-20, куда также подают сжатый воздух из компрессора 17. После последовательного прохождения однотипных реакторов 18-20 с одной реакционной зоной в каждом или одного реактора, содержащего несколько реакционных зон, газожидкостная смесь охлаждается в рекуперативном теплообменнике 24, холодильнике-конденсаторе 25 и поступает в сепаратор 27, где разделяется на жидкие и газообразные продукты. Жидкие продукты поступают в сборник 28 и ректификационный узел 29 с отделением метанола для его дальнейшего использования. Одновременно происходит выделение водного раствора формальдегида для переработки в товарный формалин.The main stream of low-pressure natural or associated petroleum gas purified and compressed by
Часть газовой смеси после сепаратора 27 подается на вход реакционных зон, а часть поступает в дросселирующее устройство 26, понижающее давление смеси до 0,6 МПа. Из дросселирующего устройства 26 газовую смесь подают на сжигание в газотурбинный блок 4 установки.Part of the gas mixture after the
Предлагаемая установка для утилизации низконапорного природного или попутного нефтяного газов и способ ее применения позволяет повысить продуктивность нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений за счет того, что газ без специальной подготовки может быть использован для выработки энергии, необходимой для собственных нужд, а также для питания блока получения метанола.The proposed installation for the utilization of low-pressure natural or associated petroleum gas and the method of its application allows to increase the productivity of oil, gas and gas condensate fields due to the fact that gas without special preparation can be used to generate energy needed for own needs, as well as to power the receiving unit methanol.
Кроме того, сжигание в камере сгорания 5 в дымовой трубе 6 с активной подачей воздуха отходящего газа после процесса получения метанола, содержащего 30-40% азота, позволяет при возможном применении современных матричных малоэмиссионных горелочных устройств снизить вредные выбросы по оксидам азота NOx и монооксиду углерода СО.In addition, the combustion in the combustion chamber 5 in the
Схема производства метанола прямым парциальным окислением экономически выгоднее по сравнению со способами получения синтетического жидкого топлива через стадию синтез-газа. Кроме того, по предложенной технологической схеме возможно получение одновременно нескольких товарных продуктов: метанола и формальдегида. Возможно регулирование конверсии метана в метанол за счет изменения числа реакторов и рецикла отходящих газов.The methanol production scheme by direct partial oxidation is economically more advantageous in comparison with the methods for producing synthetic liquid fuel through the synthesis gas stage. In addition, according to the proposed technological scheme, it is possible to simultaneously obtain several marketable products: methanol and formaldehyde. It is possible to control the conversion of methane to methanol by changing the number of reactors and off-gas recycle.
Применение предложенного технического решения позволяет организовать комплексное использование низконапорного природного или попутного нефтяного газа для одновременного производства электроэнергии и метанола.The application of the proposed technical solution allows you to organize the integrated use of low-pressure natural or associated petroleum gas for the simultaneous production of electricity and methanol.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015116413/06A RU2587736C1 (en) | 2015-04-29 | 2015-04-29 | Plant for utilisation of low-pressure natural and associated oil gases and method for use thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015116413/06A RU2587736C1 (en) | 2015-04-29 | 2015-04-29 | Plant for utilisation of low-pressure natural and associated oil gases and method for use thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2587736C1 true RU2587736C1 (en) | 2016-06-20 |
Family
ID=56132339
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015116413/06A RU2587736C1 (en) | 2015-04-29 | 2015-04-29 | Plant for utilisation of low-pressure natural and associated oil gases and method for use thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2587736C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2713785C1 (en) * | 2019-04-29 | 2020-02-07 | Общество с ограниченной ответственностью Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ" | Gas-turbine unit for processing associated oil and various low-pressure gases into electric energy |
RU2770374C1 (en) * | 2021-03-24 | 2022-04-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Method of using liquid-gas injector for compressing and supplying gases from hydrotreating unit to fuel network of oil refinery |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2111602A (en) * | 1981-12-18 | 1983-07-06 | Gen Electric | Combined cycle apparatus for synthesis gas production |
EP0569796A2 (en) * | 1992-05-05 | 1993-11-18 | The M. W. Kellogg Company | Process furnace with a split flue convection section |
RU2168040C2 (en) * | 1997-04-15 | 2001-05-27 | Открытое акционерное общество "Самарский научно-технический комплекс им. Н.Д.Кузнецова" | Gas turbine plant |
RU2250872C1 (en) * | 2003-10-15 | 2005-04-27 | Институт высоких температур РАН (ИВТ РАН) | Combined method of electric power and a liquid synthetic fuel production by gas turbine and steam-gas installations |
RU2377428C1 (en) * | 2008-10-21 | 2009-12-27 | Вячеслав Александрович Богуслаев | Combined gas turbine plant (versions) |
RU2428575C1 (en) * | 2010-08-13 | 2011-09-10 | Вячеслав Александрович Богуслаев | Combination gas-turbine plant |
-
2015
- 2015-04-29 RU RU2015116413/06A patent/RU2587736C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2111602A (en) * | 1981-12-18 | 1983-07-06 | Gen Electric | Combined cycle apparatus for synthesis gas production |
EP0569796A2 (en) * | 1992-05-05 | 1993-11-18 | The M. W. Kellogg Company | Process furnace with a split flue convection section |
RU2168040C2 (en) * | 1997-04-15 | 2001-05-27 | Открытое акционерное общество "Самарский научно-технический комплекс им. Н.Д.Кузнецова" | Gas turbine plant |
RU2250872C1 (en) * | 2003-10-15 | 2005-04-27 | Институт высоких температур РАН (ИВТ РАН) | Combined method of electric power and a liquid synthetic fuel production by gas turbine and steam-gas installations |
RU2377428C1 (en) * | 2008-10-21 | 2009-12-27 | Вячеслав Александрович Богуслаев | Combined gas turbine plant (versions) |
RU2428575C1 (en) * | 2010-08-13 | 2011-09-10 | Вячеслав Александрович Богуслаев | Combination gas-turbine plant |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2713785C1 (en) * | 2019-04-29 | 2020-02-07 | Общество с ограниченной ответственностью Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ" | Gas-turbine unit for processing associated oil and various low-pressure gases into electric energy |
RU2770374C1 (en) * | 2021-03-24 | 2022-04-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Method of using liquid-gas injector for compressing and supplying gases from hydrotreating unit to fuel network of oil refinery |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2467187C2 (en) | Method of operating gas turbine unit | |
RU2561755C2 (en) | Operating method and system of gas-turbine plant | |
KR920701627A (en) | Method of generating mechanical energy and apparatus thereof | |
US9708973B2 (en) | Integrated reformer and waste heat recovery system for power generation | |
US9273607B2 (en) | Generating power using an ion transport membrane | |
CN206205996U (en) | A kind of gas stabilized-pressure energy recycle device for gas turbine front end | |
Matveev et al. | Plasma-assisted reforming of natural gas for GTL: Part III—Gas turbine integrated GTL | |
RU2008113706A (en) | METHOD FOR CREATING A HYDROGEN ENERGY CHEMICAL COMPLEX AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
CN107777662B (en) | A kind of lighter hydrocarbons combine the method for hydrogen manufacturing with methanol | |
Su et al. | Novel ammonia-driven chemically recuperated gas turbine cycle based on dual fuel mode | |
JP5905933B2 (en) | Waste heat recovery device and waste heat recovery method | |
RU2624690C1 (en) | Gaz turbine installation and method of functioning of gas turbine installation | |
RU2587736C1 (en) | Plant for utilisation of low-pressure natural and associated oil gases and method for use thereof | |
CN114804025B (en) | Method and system for preparing ammonia based on zero-energy-consumption carbon capture methanol reforming | |
RU2679770C1 (en) | Thermal-chemical generator | |
CN102191083B (en) | Coal chemical series type poly-generation process | |
JP6906087B2 (en) | Hydrogen production system and method by coke in thermal power plant | |
RU2428459C1 (en) | Plant for combined production of hydrogen-containing gas, and electric and heat energy | |
EA017175B1 (en) | Electricity generating system using a combined fuel | |
RU2813644C1 (en) | Method for preparing methane-hydrogen fuel with increased hydrogen content for boiler units of thermal power plants and gas turbine expander power plants | |
RU2626291C2 (en) | Energy conversion method | |
RU2791380C1 (en) | Method for operation of gas turbine gas pumping unit and device for its implementation | |
RU2708936C1 (en) | Multigenerating complex with combined fuel at additional production of hydrogen and oxygen | |
WO2024154541A1 (en) | Gas turbine cogeneration system, improvement method for gas turbine cogeneration system, and add-on unit for gas turbine cogeneration system | |
RU2819848C1 (en) | Method for producing synthesis gas using steam catalytic reforming |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190430 |