RU2720802C2 - Установка автотермической конверсии попутного нефтяного газа (варианты) - Google Patents

Установка автотермической конверсии попутного нефтяного газа (варианты) Download PDF

Info

Publication number
RU2720802C2
RU2720802C2 RU2017104085A RU2017104085A RU2720802C2 RU 2720802 C2 RU2720802 C2 RU 2720802C2 RU 2017104085 A RU2017104085 A RU 2017104085A RU 2017104085 A RU2017104085 A RU 2017104085A RU 2720802 C2 RU2720802 C2 RU 2720802C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
line
lines
water
converter
Prior art date
Application number
RU2017104085A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2017104085A (ru
RU2017104085A3 (ru
Inventor
Андрей Владиславович Курочкин
Original Assignee
Андрей Владиславович Курочкин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Андрей Владиславович Курочкин filed Critical Андрей Владиславович Курочкин
Priority to RU2017104085A priority Critical patent/RU2720802C2/ru
Publication of RU2017104085A publication Critical patent/RU2017104085A/ru
Publication of RU2017104085A3 publication Critical patent/RU2017104085A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2720802C2 publication Critical patent/RU2720802C2/ru

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L3/00Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/06Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
    • C10L3/10Working-up natural gas or synthetic natural gas

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)

Abstract

Настоящее изобретение относится к вариантам установки автотермической конверсии попутного нефтяного газа. Один из вариантов установки включает линии ввода попутного нефтяного газа и воды, каталитический конвертор, оборудованный системами запуска и подогрева, оснащенный линией конвертированного газа, на которой установлено устройство рекуперационного нагрева. При этом конвертор в качестве системы подогрева оборудован по меньшей мере одним устройством для выделения и окисления водорода с линиями ввода кислородсодержащего газа и вывода продуктов окисления и оснащен линией ввода парогазовой смеси, на которой в качестве устройства рекуперационного нагрева размещен дефлегматор, оснащенный линиями ввода попутного нефтяного газа и вывода подготовленного газа, соединенный линией конвертированного газа с конвертором, а линией подачи водного конденсата - с блоком подготовки воды, соединенным линией подачи подготовленной воды с линией ввода попутного нефтяного газа и оснащенным линиями вывода солевого концентрата и ввода воды. Технический результат - упрощение установки, снижение энерго- и водопотребления, повышение качества подготовленного газа. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к установкам подготовки тяжелых углеводородных газов паровой конверсией и может быть применено, например, для подготовки попутного нефтяного газа к использованию или трубопроводному транспорту в нефтегазовой промышленности.
Известна установка подготовки природного газа к транспорту методом низкотемпературной конденсации [Бекиров Т.М., Ланчаков Г.А. Технология обработки газа и конденсата. М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 1999. с. 308], включающая входной и выходной сепараторы, компрессор, воздушный холодильник, рекуперативный теплообменник, редуцирующее устройство и емкости для сбора конденсата.
Недостатками известной установки является наличие дорогостоящего компрессорного оборудования и высокие энергетические затраты.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ работы устройства для переработки попутных нефтяных газов [RU 2442819, МПК C10L 3/10, F17D 1/02, опубл. 20.02.2012], включающее каталитический конвертор, оборудованный системами запуска и подогрева, оснащенный линией вывода конвертированного газа с устройством рекуперационного нагрева попутного нефтяного газа и воды, на линиях ввода которых установлены системы дозирования и электронагрева.
Недостатками данной установка являются:
- сложность из-за наличия большого количества теплообменного и нагревательного оборудования,
- большой расход энергии, воды и низкое качество подготовленного газа (высокая влажность) из-за отсутствия блока подготовки воды, а также из-за отсутствия устройств для выделения воды из конвертированного газа и ее возврата на установку.
Задача изобретения - упрощение установки, снижение энерго- и водопотребления, повышение качества подготовленного газа.
Техническим результатом является упрощение установки за счет уменьшения количества теплообменного и нагревательного оборудования, снижение энерго- и водопотребления и повышение качества подготовленного газа путем оснащения установки дефлегматором, блоком подготовки воды и оборудования конвертора устройством для выделения и окисления водорода.
Предложено два варианта установки, при этом второй вариант предпочтителен при необходимости минимизации содержания водорода в подготовленном газе.
Указанный технический результат в первом варианте достигается тем, что в предлагаемой установке с линиями ввода попутного нефтяного газа и воды, включающей каталитический конвертор, оборудованный системами запуска и подогрева, оснащенный линией конвертированного газа, на которой установлено устройство рекуперационного нагрева, особенностью является то, что конвертор в качестве системы подогрева оборудован по меньшей мере одним устройством для выделения и окисления водорода с линиями ввода кислородсодержащего газа и вывода продуктов окисления, и оснащен линией ввода парогазовой смеси, на которой в качестве устройства рекуперационного нагрева размещен дефлегматор, оснащенный линиями ввода попутного нефтяного газа и вывода подготовленного газа, соединенный линией конвертированного газа с конвертором, а линией подачи водного конденсата - с блоком подготовки воды, соединенным линией подачи подготовленной воды с линией ввода попутного нефтяного газа и оснащенным линиями вывода солевого концентрата и ввода воды.
Второй вариант установки отличается дополнительной установкой реактора каталитического гидрирования на линии конвертированного газа.
При необходимости установка в первом варианте может быть оснащена устройством для осушки подготовленного газа, а во втором варианте, дополнительно, рекуперационным теплообменником "конвертированный газ/часть парогазовой смеси". При необходимости отвода избыточного тепла реактор гидрирования может быть оснащен охлаждающим устройством.
Конвертор, дефлегматор и блок подготовки воды могут быть изготовлены в любом исполнении, известном из уровня техники. Устройства для выделения и окисления водорода размещаются, например, в слое катализатора конверсии (в зоне конверсии) и могут быть выполнены, например, в виде пористых металлических трубчатых элементов, на поверхности которых нанесена водородселективная палладиевая мембрана, а во внутреннем объеме (в зоне окисления) размещен катализатор окисления.
Оборудование конвертора устройствами для выделения и окисления водорода позволяет сначала удалить водород из зоны конверсии, а затем за счет тепла, выделяющегося при окислении водорода кислородсодержащим газом, поддерживать в конверторе требуемую температуру, благодаря чему чего исключить системы электронагрева конвертора и потоков, упростить установку и снизить расход энергии.
Оснащение установки блоком подготовки воды снижает отложение солей на внутренних поверхностях оборудования и позволяет уменьшить энергопотребление.
Размещение дефлегматора в качестве рекуперационного устройства позволяет получить частично осушенный подготовленный газ более высокого качества, а также возвратить в блок подготовки воды водный конденсат, что снижает расход воды и энергопотребление.
Установка по варианту 1 (фиг. 1) включает конвертор 1, оборудованный устройством для выделения и окисления водорода 2 и водородселективной и теплопроводящей мембраной 3 (условно показана одна зона окисления, отделенная мембраной от одной зоны конверсии), дефлегматор 4 и блок подготовки воды 5.
При работе установки попутный нефтяной газ, подаваемый по линии 6, смешивают с подготовленной (деионизированной) водой, подаваемый из блока 5 по линии 7, нагревают конвертированным газом в дефлегматоре 4, полученную парогазовую смесь по линии 8 подают в зону конверсии конвертора 1, где тяжелые углеводороды, содержащиеся в попутном нефтяном газе, селективно конвертируют в метан в той степени, в которой это необходимо для целей подготовки газа. Водород, образующийся при конверсии, диффундирует через мембрану 3 и окисляется в зоне окисления устройства 2 (возможно - в присутствии катализатора) кислородсодержащим газом, подаваемым по линии 9, нагревая зону конверсии за счет выделяющегося при этом тепла, полученные продукты окисления выводят по линии 10. Конвертированный газ по линии 11 подают в дефлегматор 4, где охлаждают в условиях дефлегмации и сепарируют с получением частично осушенного подготовленного газа, выводимого по линии 12, и водного конденсата, по линии 13 подаваемого в блок 5, в который также по линии 14 подают воду, и из которого по линии 15 выводят солевой концентрат.
При необходимости получения глубоко осушенного газа на линии 12 установлено устройство для осушки газа 16, соединенное линией 17 с блоком 5 для вывода выделенной при осушке воды (показано пунктиром).
Установка по варианту 2 (фиг. 2) отличается наличием реактора гидрирования 18, установленного на линии 11. При пропускании через реактор 2 конвертированного газа, содержащегося водород и окислы углерода, по меньшей мере часть окислов углерода гидрируется в присутствии катализатора, снижая концентрацию водорода.
Для снижения потребления энергии на линии 11 может быть установлен рекуперационный теплообменник 19, а для отвода избыточного тепла гидрирования реактор 18 может быть оборудован системой охлаждения 20. Аналогично варианту 1 на линии 12 может быть размещено устройство для осушки газа 16, соединенное линией 17 с блоком 5 (показано пунктиром).
Таким образом, предлагаемая установка позволяет повысить качество подготовленного газа, снизить энергопотребление и металлоемкость оборудования и может быть использована в промышленности.

Claims (6)

1. Установка автотермической конверсии попутного нефтяного газа с линиями ввода попутного нефтяного газа и воды, включающая каталитический конвертор, оборудованный системами запуска и подогрева, оснащенный линией конвертированного газа, на которой установлено устройство рекуперационного нагрева, отличающаяся тем, что конвертор в качестве системы подогрева оборудован по меньшей мере одним устройством для выделения и окисления водорода с линиями ввода кислородсодержащего газа и вывода продуктов окисления и оснащен линией ввода парогазовой смеси, на которой в качестве устройства рекуперационного нагрева размещен дефлегматор, оснащенный линиями ввода попутного нефтяного газа и вывода подготовленного газа, соединенный линией конвертированного газа с конвертором, а линией подачи водного конденсата - с блоком подготовки воды, соединенным линией подачи подготовленной воды с линией ввода попутного нефтяного газа и оснащенным линиями вывода солевого концентрата и ввода воды.
2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что на линии вывода подготовленного газа установлено устройство для осушки.
3. Установка автотермической конверсии попутного нефтяного газа с линиями ввода попутного нефтяного газа и воды, включающая каталитический конвертор, оборудованный системами запуска и подогрева, оснащенный линией конвертированного газа, на которой установлено устройство рекуперационного нагрева, отличающаяся тем, что конвертор в качестве системы подогрева оборудован по меньшей мере одним устройством для выделения и окисления водорода с линиями ввода кислородсодержащего газа и вывода продуктов окисления и оснащен линией ввода парогазовой смеси, на которой в качестве устройства рекуперационного нагрева размещен дефлегматор, оснащенный линиями ввода попутного нефтяного газа и вывода подготовленного газа, соединенный линией конвертированного газа, на которой установлен реактор каталитического гидрирования, с конвертором, а линией подачи водного конденсата - с блоком подготовки воды, соединенным линией подачи подготовленной воды с линией ввода попутного нефтяного газа и оснащенным линиями вывода солевого концентрата и ввода воды.
4. Установка по п. 3, отличающаяся тем, что на линии вывода подготовленного газа установлено устройство для осушки.
5. Установка по п. 3, отличающаяся тем, что между реактором гидрирования и конвертором установлен рекуперационный теплообменник "конвертированный газ/часть парогазовой смеси".
6. Установка по п. 3, отличающаяся тем, что реактор гидрирования оснащен охлаждающим устройством.
RU2017104085A 2017-02-07 2017-02-07 Установка автотермической конверсии попутного нефтяного газа (варианты) RU2720802C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017104085A RU2720802C2 (ru) 2017-02-07 2017-02-07 Установка автотермической конверсии попутного нефтяного газа (варианты)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017104085A RU2720802C2 (ru) 2017-02-07 2017-02-07 Установка автотермической конверсии попутного нефтяного газа (варианты)

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017104085A RU2017104085A (ru) 2018-08-07
RU2017104085A3 RU2017104085A3 (ru) 2020-04-20
RU2720802C2 true RU2720802C2 (ru) 2020-05-13

Family

ID=63113120

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017104085A RU2720802C2 (ru) 2017-02-07 2017-02-07 Установка автотермической конверсии попутного нефтяного газа (варианты)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2720802C2 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2442819C1 (ru) * 2010-07-05 2012-02-20 Учреждение Российской Академии наук Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения РАН (ИК СО РАН) Способ работы устройства для переработки попутных нефтяных газов
US9605224B2 (en) * 2014-11-12 2017-03-28 Element 1 Corp. Refining assemblies and refining methods for rich natural gas
RU2624626C1 (ru) * 2016-08-23 2017-07-05 Андрей Владиславович Курочкин Установка подготовки попутного нефтяного газа
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

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2442819C1 (ru) * 2010-07-05 2012-02-20 Учреждение Российской Академии наук Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения РАН (ИК СО РАН) Способ работы устройства для переработки попутных нефтяных газов
US9605224B2 (en) * 2014-11-12 2017-03-28 Element 1 Corp. Refining assemblies and refining methods for rich natural gas
RU2624626C1 (ru) * 2016-08-23 2017-07-05 Андрей Владиславович Курочкин Установка подготовки попутного нефтяного газа
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

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Л.И. Муллахметова и др. Попутный нефтяной газ: подготовка, транспортировка и переработка. Вестник Казанского государственного университета, 2015, т.18, N 19, 83-91. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2017104085A (ru) 2018-08-07
RU2017104085A3 (ru) 2020-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2394754C1 (ru) Способ получения водорода из углеводородного сырья
RU2442819C1 (ru) Способ работы устройства для переработки попутных нефтяных газов
US9923221B2 (en) Method of decontaminating a fuel reactant stream for a fuel cell
CN102626590A (zh) 一种低浓度有机可燃气体催化氧化装置及热量利用系统
RU2624626C1 (ru) Установка подготовки попутного нефтяного газа
AU2007232922A1 (en) Liquid fuel synthesis system
ES2436182T3 (es) Proceso para purificación de un condensado de proceso.
RU2720802C2 (ru) Установка автотермической конверсии попутного нефтяного газа (варианты)
CN104017604B (zh) 一种生物质气化催化重整制生物氢的装置及方法
KR20150004562A (ko) 이산화탄소 포집 장치
RU2520482C1 (ru) Способ получения водорода и водород-метановой смеси
RU102537U1 (ru) Установка для получения метанола из природного газа
RU2625159C1 (ru) Установка паровой конверсии сернистого углеводородного газа
RU2644890C1 (ru) Способ подготовки попутных нефтяных газов селективной паровой конверсией
RU87102U1 (ru) Установка комплексной подготовки углеводородного сырья
CN214378520U (zh) 一种结合co2捕集的熔融碳酸盐燃料电池系统
CN115427346B (zh) 氢供给系统
RU2720804C2 (ru) Установка получения топливного газа
CN107998689B (zh) 脱除中变气酸性凝液中co2和o2的热集成精馏工艺
RU2598934C1 (ru) Насытитель и снабженная им система риформинга природного газа
RU2751340C2 (ru) Установка для подготовки попутного нефтяного газа
RU2631290C1 (ru) Низкотемпературная водородная установка
RU2653825C1 (ru) Автономная водородная установка
US11795121B2 (en) Hydrocarbon generation system and hydrocarbon generation method
RU2677142C1 (ru) Устройство нагрева реакционной зоны каталитического реактора

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20210709