RU2505586C2

RU2505586C2 - Light-duty plant for disposal of resources of small natural gas fields

Info

Publication number: RU2505586C2
Application number: RU2012100100/04A
Authority: RU
Inventors: Сааду Ахмедович Казиев; Забия Ахмед-Пашаевна Хизриева
Priority date: 2012-01-10
Filing date: 2012-01-10
Publication date: 2014-01-27
Also published as: RU2012100100A

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: invention is referred to light-duty plant for disposal of resources of small natural gas fields which consists of in series purification module, preheat exchanger, waste heat recovery exchanger for thermal processing of raw material, plasma-chemical synthesis reactor for formation of hydrogen-carbon black stock, waste heat recovery exchanger for tempering, chiller for stock cooling, cyclone for extraction and feeding to bag collector for collection with further delivery to granulator and condenser, granulator for granulating of carbon black particles with their humidifying by water from condenser and further delivery to drier drum, condenser for water delivery to granulator and water condensation with delivery of hydrogen mixture to compressor, drier drum for drying and extraction, compressor for hydrogen compression and delivery to membrane unit for the purpose of enrichment and further extraction.

EFFECT: providing sound management of combustible gas at deposit with production of marketable gas chemical products; carbon black and hydrogen.

2 dwg

Description

Изобретение относится к технологиям малотоннажной утилизации непромышленных газов в газовой промышленности.The invention relates to technologies for small-scale utilization of non-industrial gases in the gas industry.

Данная установка предназначена для утилизации ресурсов малых месторождений природного газа с суточным объемом до 5000 м³.This unit is designed for the utilization of resources of small natural gas fields with a daily volume of up to 5000 m ³ .

Производительность установки:Installation performance:

- водород - 50 м³/час;- hydrogen - 50 m ³ / hour;

- сажа - 150 кг/час.- soot - 150 kg / hour.

Принцип работы установки основан на плазмохимическом синтезе природного газа выдаваемого скважиной на месторождении в сажу и водород. Установка представляет собой малотоннажный комплекс технологических линий представленных в виде 3 основных блоков:The principle of operation of the installation is based on the plasma-chemical synthesis of natural gas produced by the well in the field in soot and hydrogen. The installation is a small-tonnage complex of technological lines presented in the form of 3 main blocks:

- подготовки и очистки сырья (фиг.1);- preparation and purification of raw materials (figure 1);

- плазмохимического синтеза (фиг.1);- plasmachemical synthesis (figure 1);

- выделения продуктов и упаковки (фиг.1).- selection of products and packaging (figure 1).

Установка работает следующим образом (фиг.2): природный газ на месторождении (блок 1) поступает в очистительный модуль 1, где происходит трехуровневую очистку от вторичных компонентов через проточные каналы со слоем цеолитов, оксида алюминия в комбинации с кремниевыми кислотами в соотношении 2:1 при температуре 30°С, а затем предварительно нагревается при температуре 150°С в теплообменнике 2 и поступает на тепловую обработку в теплообменник-рекуператоре 3. После этого нагретый природный газ поступает в плазмохимический реактор 4 (блок -2) со встроенными плазменными коммуникаторами, создающими поле для интенсивной деструкции молекулы метана с подачей водяного пара. Образовавшаяся в плазмохимического реакторе 4 водородно-сажевая смесь с предварительной закалкой в теплообменнике-рекуператоре 5 при температуре 300°С и охлаждением в теплообменнике-охладителе 6 при температуре -30°С. Водородно-сажевая смесь поступает в циклон 7 (блок-3), где происходит уплотнение и окончательное выделение уплотненных частиц сажи, которые собираются в рукавном фильтре 8 и поступают на гранулирование в гранулятор 9, а водородная смесь поступает в конденсатор 11. Гранулированная сажа увлажняется водой из конденсатора 11 и поступает в сушильный барабан 10 для осушки и выводится в виде конечного продукта. Поток водорода очищенного от сажи, после рукавного фильтра 8 поступают в теплообменник-конденсатор 11, где происходит конденсация воды. Водород поступает в компрессор 12, где сжимается до давления 3,6 МПа и обогащается в мембранном отделении 13. Прошедший через мембрану водород выводится в виде конечного продукта.The installation works as follows (figure 2): natural gas in the field (block 1) enters the purification module 1, where there is a three-level purification of secondary components through flow channels with a layer of zeolites, aluminum oxide in combination with silicic acids in a ratio of 2: 1 at a temperature of 30 ° C, and then preheated at a temperature of 150 ° C in heat exchanger 2 and fed to a heat treatment in a heat exchanger-recuperator 3. After that, the heated natural gas enters the plasma chemical reactor 4 (block -2) with swarm plasma communicators, creating a field for intensive destruction of the methane molecule with the supply of water vapor. The hydrogen-soot mixture formed in the plasma chemical reactor 4 with preliminary hardening in a heat exchanger-recuperator 5 at a temperature of 300 ° C and cooling in a heat exchanger-cooler 6 at a temperature of -30 ° C. The hydrogen-carbon black mixture enters cyclone 7 (block 3), where the soot particles are densified and finally released, which are collected in a bag filter 8 and fed to granulation in a granulator 9, and the hydrogen mixture enters the condenser 11. The granulated carbon black is moistened with water from the condenser 11 and enters the drying drum 10 for drying and is discharged as a final product. The stream of hydrogen purified from soot, after the bag filter 8 enters the heat exchanger-condenser 11, where the condensation of water occurs. Hydrogen enters the compressor 12, where it is compressed to a pressure of 3.6 MPa and enriched in the membrane compartment 13. The hydrogen passed through the membrane is discharged as a final product.

Таким образом, осуществляется полная утилизация ресурсов малых месторождений природного газа за счет сконструированной установки по переработке малодебитного природного газа в сажу и водород.Thus, the complete utilization of the resources of small natural gas fields is carried out due to the designed installation for the processing of low-rate natural gas into soot and hydrogen.

Claims

Малотоннажная установка по утилизации ресурсов малых месторождений природного газа, состоящая из очистительного модуля с последующей подачей в теплообменник, теплообменника предварительного нагрева с последующей подачей в теплообменник-рекуператор, теплообменника-рекуператора для тепловой обработки сырья с последующей подачей в реактор плазмохимического синтеза, реактора плазмохимического синтеза для образования водородно-сажевой смеси с последующей подачей в теплообменник-рекуператор, теплообменника-рекуператора для закалки и подачи в теплообменник-охладитель, теплообменника-охладителя для охлаждения смеси с последующей подачей в циклон, циклона для выделения и подачи в рукавный фильтр, рукавного фильтра для сбора с последующей подачей в гранулятор и конденсатор, гранулятора для гранулирования частиц сажи при увлажнении водой из конденсатора и последующей подачи в сушильный барабан, конденсатора для подачи воды в гранулятор и конденсации воды с подачей водородной смеси в компрессор, сушильного барабана для осушки и выделения, компрессора для сжатия водорода и подачи в мембранный блок, мембранного блока для обогащения и последующего выделения. A small-tonnage plant for the utilization of resources of small natural gas fields, consisting of a purification module with subsequent supply to a heat exchanger, a preheater heat exchanger, followed by a heat exchanger-recuperator, a heat exchanger-recuperator for heat treatment of raw materials, followed by a plasma-chemical synthesis reactor, and a plasma-chemical synthesis reactor the formation of a hydrogen-carbon black mixture with subsequent supply to the heat exchanger-recuperator, heat exchanger-recuperator for quenching feeding into a heat exchanger-cooler, a heat exchanger-cooler for cooling the mixture, followed by feeding into a cyclone, a cyclone for separating and feeding into a bag filter, a bag filter for collection, followed by feeding into a granulator and condenser, a granulator for granulating soot particles when moistened with water from the condenser and subsequent supply to the drying drum, a condenser for supplying water to the granulator and condensation of water with the supply of a hydrogen mixture to the compressor, a drying drum for drying and separation, a compressor for compressing water and feeding into the membrane block, a membrane block for enrichment and subsequent isolation.