RU2684420C1 - Method of producing synthetic oil from natural / associated gas and compact plant for producing synthetic oil from natural / associated gas - Google Patents
Method of producing synthetic oil from natural / associated gas and compact plant for producing synthetic oil from natural / associated gas Download PDFInfo
- Publication number
- RU2684420C1 RU2684420C1 RU2018121709A RU2018121709A RU2684420C1 RU 2684420 C1 RU2684420 C1 RU 2684420C1 RU 2018121709 A RU2018121709 A RU 2018121709A RU 2018121709 A RU2018121709 A RU 2018121709A RU 2684420 C1 RU2684420 C1 RU 2684420C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- mixture
- water
- synthetic
- reactor
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 65
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 218
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 161
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 160
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 112
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 111
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 105
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 103
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 99
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 82
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 57
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 54
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 52
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 48
- 238000002453 autothermal reforming Methods 0.000 claims abstract description 39
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 35
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 34
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 28
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229930195735 unsaturated hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229930195734 saturated hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 33
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 claims description 25
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 17
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 17
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 claims description 14
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 14
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 13
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 13
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 12
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 9
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 8
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 5
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 3
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000008236 heating water Substances 0.000 claims description 2
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims description 2
- 238000006641 Fischer synthesis reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 70
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 18
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 17
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 10
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 4
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000001193 catalytic steam reforming Methods 0.000 description 4
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 4
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 4
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 4
- 238000000629 steam reforming Methods 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 3
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- HOWJQLVNDUGZBI-UHFFFAOYSA-N butane;propane Chemical compound CCC.CCCC HOWJQLVNDUGZBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007036 catalytic synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 1
- 230000001687 destabilization Effects 0.000 description 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 210000000540 fraction c Anatomy 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920005597 polymer membrane Polymers 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000006257 total synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C1/00—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G69/00—Treatment of hydrocarbon oils by at least one hydrotreatment process and at least one other conversion process
- C10G69/02—Treatment of hydrocarbon oils by at least one hydrotreatment process and at least one other conversion process plural serial stages only
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтехимии, газохимии и касается способа и компактной установки для получения синтетической нефти из природного/попутного нефтяного газа.The invention relates to petrochemistry, gas chemistry and relates to a method and compact installation for producing synthetic oil from natural / associated petroleum gas.
Внедрение промышленных процессов производства синтетических жидких углеводородов позволит нефтегазовым компаниям вовлечь в разработку обширные запасы газа, добыча которых ранее считалась экономически нецелесообразной из-за удаленности месторождений от потребителей газа и отсутствия транспортной инфраструктуры. Кроме того, в районах добычи нефти на факелах сжигается огромное количество попутного газа. Это наносит значительный ущерб экологии и экономике добывающих стран. Оптимальным решением данной проблемы могло бы стать размещение малотоннажных производств по переработке природного и попутного нефтяного газа в синтетические жидкие углеводороды непосредственно на объектах нефтегазодобычи.The introduction of industrial processes for the production of synthetic liquid hydrocarbons will allow oil and gas companies to draw into development vast gas reserves, the production of which was previously considered economically unreasonable due to the remoteness of the fields from gas consumers and the lack of transport infrastructure. In addition, in areas of oil production, a huge amount of associated gas is flared. This causes significant damage to the ecology and economy of extractive countries. The optimal solution to this problem could be the placement of small-tonnage production facilities for the processing of natural and associated petroleum gas into synthetic liquid hydrocarbons directly at oil and gas production facilities.
В качестве сырья при реализации компактных технологий переработки углеводородных газов могут быть также вовлечены попутный нефтяной газ, сланцевый газ и газы, образующиеся при газификации отходов и биомассы.Associated petroleum gas, shale gas and gases generated by gasification of waste and biomass may also be involved as raw materials in the implementation of compact technologies for processing hydrocarbon gases.
Большинство известных технологических процессов получения синтетических жидких углеводородных продуктов, в том числе топливного назначения, из газообразного углеводородного сырья включают в качестве основных стадий каталитическую конверсию газообразного сырья (паровую, парокислородную или пароуглекислотную) с получением синтез-газа (смеси СО и H2 с возможными примесями CO2, H2O, N2, Ar и других газов) и последующий каталитический синтез жидких углеводородов из синтез-газа.Most of the known technological processes for the production of synthetic liquid hydrocarbon products, including fuel, from gaseous hydrocarbon feedstocks include catalytic conversion of gaseous feedstocks (steam, vapor-oxygen or carbon-dioxide) to produce synthesis gas (a mixture of CO and H 2 with possible impurities) as the main stages CO 2 , H 2 O, N 2 , Ar and other gases) and the subsequent catalytic synthesis of liquid hydrocarbons from synthesis gas.
Производство синтетических жидких углеводородов (СЖУ) из углеводородных газов является энергоемким процессом и характеризуется высокими капитальными затратами. Последние определяются металлоемкостью оборудования и используемыми материалами, которые, в свою очередь, зависят от параметров технологических процессов переработки (в первую очередь, давление, температура и производительность). Этими факторами в значительной степени определяется и цена получаемого конечного целевого продукта. Поэтому при сравнительной оценке различных вариантов технологических процессов производства синтетических жидких углеводородов важнейшими показателями их эффективности являются расход исходного газа и энергии на производство конечного продукта, а также капитальные вложения на единицу конечного целевого продукта.The production of synthetic liquid hydrocarbons (LFG) from hydrocarbon gases is an energy-intensive process and is characterized by high capital costs. The latter are determined by the metal consumption of the equipment and the materials used, which, in turn, depend on the parameters of the technological processes of processing (primarily pressure, temperature and productivity). These factors are largely determined by the price of the resulting final target product. Therefore, when comparing various options for technological processes for the production of synthetic liquid hydrocarbons, the most important indicators of their effectiveness are the consumption of source gas and energy for the production of the final product, as well as capital investments per unit of the final target product.
В настоящее время одним из основных способов получения синтетического моторного топлива является технология "Газ в жидкость" ("Gas-to-Liquids", или "GTL"). Современный процесс GTL в его углеводородном варианте - трехстадийная технология, использующая каталитические реакции. Сначала метан, составляющий основную часть природного и попутного газа, превращают в реакционноспособную смесь оксида углерода и водорода ("синтез-газ"). Для этой цели применяют в основном паровой или автотермический риформинг, реже парциальное окисление. Второй этап - синтез углеводородов из СО и H2 ("синтез Фишера-Тропша"). На третьей стадии углеводородные продукты доводят до товарного качества - либо с получением компонентов топлив, либо с получением синтетической нефти, пригодной для транспортировки по магистральным нефтепроводам совместно с природной нефтью.Currently, one of the main methods for producing synthetic motor fuel is the gas-to-liquids ("gas-to-liquids", or "GTL") technology. The modern GTL process in its hydrocarbon variant is a three-stage technology using catalytic reactions. First, methane, which constitutes the bulk of natural and associated gas, is converted into a reactive mixture of carbon monoxide and hydrogen (“synthesis gas”). For this purpose, mainly steam or autothermal reforming, less often partial oxidation, is used. The second stage is the synthesis of hydrocarbons from CO and H 2 ("Fischer-Tropsch synthesis"). At the third stage, hydrocarbon products are brought to commercial quality - either with the production of fuel components, or with the production of synthetic oil suitable for transportation through main oil pipelines together with natural oil.
Для обеспечения компактных размеров и снижения капитальных затрат при создании мобильных установок по переработке углеводородных газов в синтетическую нефть технология должна обеспечивать высокую производительность процессов на каждой стадии, а также с целью снижения металлоемкости и габаритных размеров установки - уменьшение числа вспомогательных блоков и операций.To ensure compact dimensions and reduce capital costs when creating mobile plants for the processing of hydrocarbon gases into synthetic oil, the technology should ensure high productivity of processes at each stage, and also to reduce the metal consumption and overall dimensions of the installation - reducing the number of auxiliary units and operations.
Безопасность транспортировки синтетической нефти по магистральным нефтепроводам совместно с природной нефтью должна быть обеспечена ее составом: отсутствием реакционноспособных олефинов и высоким содержанием изоалканов в составе синтетической нефти.The safety of the transportation of synthetic oil through main oil pipelines together with natural oil should be ensured by its composition: the absence of reactive olefins and a high content of isoalkanes in the composition of synthetic oil.
В технике известны различные установки, основанные на технологии GTL, которые предлагаются для переработки природного/попутного нефтяного газа в синтетическую нефть непосредственно на месторождениях.Various plants based on GTL technology are known in the art and are available for processing natural / associated petroleum gas into synthetic oil directly in the fields.
В патенте RU 2527536 С1, опубл. 10.09.2014 описан способ переработки углеводородного газа в стабильные жидкие синтетические нефтепродукты и энергетический комплекс для его осуществления. В предложенном способе предполагается осуществлять переработку углеводородного газа следующим образом.In the patent RU 2527536 C1, publ. 09/10/2014 describes a method for processing hydrocarbon gas into stable liquid synthetic petroleum products and the energy complex for its implementation. In the proposed method, it is proposed to process hydrocarbon gas as follows.
Углеводородный газ поступает на предварительную обработку (сепарирование, осушка, сероочистка, компримирование) в зависимости от его состава и физико-химических свойств. Далее происходит разделение потока подготовленного газа - один из потоков направляется в блок каталитического парового риформинга в качестве сырья, а другой используется для технологических нужд (получение электрической энергии, подогрев реакторов и технологических потоков).Hydrocarbon gas is supplied for pre-treatment (separation, drying, desulfurization, compression) depending on its composition and physicochemical properties. Then, the prepared gas stream is divided - one of the streams is sent to the catalytic steam reforming unit as a raw material, and the other is used for technological needs (generating electric energy, heating reactors and process streams).
Технологический поток углеводородных газов направляется в газотурбинную установку, где используется для получения электрической энергии, а продукты сгорания используются для обогрева блока каталитического парового риформинга. Переработка сырьевого потока углеводородных газов ведется в блоке каталитического парового риформинга, в котором сырьевой газ смешивается с водяным паром и подается на каталитический слой. Реактор получения синтез-газа представляет собой трубчатую печь риформинга с неподвижным слоем никелевого катализатора.The process stream of hydrocarbon gases is sent to a gas turbine unit, where it is used to produce electrical energy, and the combustion products are used to heat the catalytic steam reforming unit. The processing of the feed stream of hydrocarbon gases is carried out in the catalytic steam reforming unit, in which the feed gas is mixed with water vapor and fed to the catalytic layer. The synthesis gas reactor is a tubular reforming furnace with a fixed bed of nickel catalyst.
Полученный синтез-газ охлаждают с помощью системы охлаждения и направляют на мембранный модуль для отделения избыточного количества водорода. Выделенный водород смешивается с продуктами сгорания, полученными на газотурбинной установке, и поступает в форсажную камеру, где происходит дожиг этой смеси. Продукты дожига направляются в межтрубное пространство блока каталитического парового риформинга для его обогрева.The resulting synthesis gas is cooled using a cooling system and sent to the membrane module to separate excess hydrogen. The released hydrogen is mixed with the combustion products obtained in a gas turbine installation and enters the afterburner, where this mixture is burned. Afterburning products are sent to the annulus of the catalytic steam reforming unit for heating.
Получение синтетических жидких углеводородов проводится в трубчатом реакторе синтеза Фишера-Тропша при температуре 150-300°С и давлении 10-50 атм. Соотношение СО/Н2 от 1:1 до 1:3. В составе получаемой углеводородной смеси преимущественно содержатся линейные алканы (не менее 80 масс %). Полученные синтетические жидкие углеводороды поступают в блок фракционной конденсации, где из них получают фракции моторного топлива.Obtaining synthetic liquid hydrocarbons is carried out in a tubular Fischer-Tropsch synthesis reactor at a temperature of 150-300 ° C and a pressure of 10-50 atm. The ratio of CO / H 2 from 1: 1 to 1: 3. The composition of the resulting hydrocarbon mixture mainly contains linear alkanes (at least 80 mass%). The obtained synthetic liquid hydrocarbons enter the fractional condensation unit, where fractions of motor fuel are obtained from them.
Недостатками указанного способа являются:The disadvantages of this method are:
1. Использование газотурбинной установки накладывает ограничения на состав используемого топлива - при содержании в углеводородном газе жирных компонентов (С2+) ресурс работы лопаток газовой турбины существенно снижается, что отрицательно скажется на времени работы подобной установки, а поскольку нагрев реактора риформинга происходит только за счет продуктов сгорания технологического потока в газотурбинной установке, то в случае ее непредвиденной поломки процесс не сможет функционировать в стационарном режиме.1. The use of a gas turbine installation imposes restrictions on the composition of the fuel used - when the hydrocarbon gas contains fatty components (C 2+ ), the service life of the gas turbine blades is significantly reduced, which will negatively affect the operation time of such an installation, and since the reforming reactor is heated only by combustion products of the process stream in a gas turbine installation, then in the event of its unexpected breakdown, the process will not be able to function in a stationary mode.
2. Процесс парового риформинга, который используется для генерации синтез-газа, протекает с поглощением большого количества тепла (высокоэндотермическая реакция), что приводит к необходимости постоянного обогрева реактора, а, следовательно, дополнительному расходу сырьевого газа на технологические нужды.2. The process of steam reforming, which is used to generate synthesis gas, proceeds with the absorption of a large amount of heat (highly endothermic reaction), which leads to the need for constant heating of the reactor, and, consequently, an additional consumption of raw gas for technological needs.
3. Соотношение H2/CO в процессе парового риформинга обычно выше 3, что не подходит для проведения синтеза Фишера-Тропша (оптимальное соотношение Н2/СО=2,0-2,2) и требует установки дополнительного модуля газоразделения для выделения избыточного количества водорода.3. The ratio of H 2 / CO in the process of steam reforming is usually higher than 3, which is not suitable for Fischer-Tropsch synthesis (optimal ratio of H 2 / CO = 2.0-2.2) and requires the installation of an additional gas separation module to isolate excess hydrogen.
4. Мембранная система газоразделения, предназначенная для корректирования соотношения Н2/СО в синтез-газе, основана на использовании преимущественно полимерных мембран, которые накладывают существенные ограничения на температуру и давление входящего потока. Таким образом, поток синтез-газа, направляемый на разделение требуется предварительно охладить, что существенно снижает энергоэффективность технологической схемы, поскольку после выделения водорода синтез-газ снова необходимо будет дополнительно подогревать перед реактором синтеза Фишера-Тропша.4. A membrane gas separation system designed to adjust the H 2 / CO ratio in synthesis gas is based on the use of predominantly polymer membranes, which impose significant restrictions on the temperature and pressure of the incoming stream. Thus, the synthesis gas stream directed to the separation must be pre-cooled, which significantly reduces the energy efficiency of the technological scheme, since after the evolution of hydrogen, the synthesis gas will again need to be additionally heated before the Fischer-Tropsch synthesis reactor.
5. Использование водорода в качестве технологического газа нерационально, однако в схеме предлагаемой установки, не предусмотрены иные варианты утилизации избыточных количеств водорода.5. The use of hydrogen as a process gas is irrational, however, the scheme of the proposed installation does not provide other options for the disposal of excess quantities of hydrogen.
6. Продукт, получаемый по предлагаемому способу, представляет собой СЖУ с высоким содержанием линейных алканов, несовместимых с минеральной нефтью. Способность таких углеводородов разрушать смолисто-асфальтеновые комплексы в нефти приводит к ее необратимой дестабилизации и выпадению осадка при смешивании с синтетической нефтью. Кроме того, линейные алканы обладают низким октановым числом, что не позволит применять их в качестве моторного топлива без добавления октанповышающих добавок.6. The product obtained by the proposed method, is a coolant with a high content of linear alkanes that are incompatible with mineral oil. The ability of such hydrocarbons to destroy tar-asphaltene complexes in oil leads to its irreversible destabilization and precipitation when mixed with synthetic oil. In addition, linear alkanes have a low octane number, which will not allow them to be used as motor fuel without the addition of octane enhancing additives.
Патент RU 2505475 С1, опубл. 17.01.2014 раскрывает способ совместного получения синтетических жидких углеводородов и метанола и установку для его осуществления, интегрированную в объекты промысловой подготовки нефтяных и газоконденсатных месторождений. Получение синтетической нефти проводится следующим образом.Patent RU 2505475 C1, publ. 01/17/2014 discloses a method for the joint production of synthetic liquid hydrocarbons and methanol and an installation for its implementation, integrated into oilfield facilities for oil and gas condensate fields. Obtaining synthetic oil is as follows.
Исходное сырье (вода и природный газ) проходят блоки очистки, где приводятся в соответствие с требуемым качеством. После этого природный газ нагревают в секции теплообменников, а затем смешивают с перегретым паром. Полученную смесь с температурой 350-450°С дополнительно подогревают в секции теплообменников за счет тепла дымовых газов печи риформинга до температуры 500-580°С и направляют в реактор риформинга. В качестве способа получения синтез-газа предлагается паровая конверсия. Часть потока природного газа направляют в печь риформинга для использования в качестве топливного газа. Температура в печи риформинга регулируется путем подачи части полученного и предварительно охлажденного синтез-газа в зону реакции. Процесс охлаждения полученного синтез-газа происходит в котле-утилизаторе. Полученное тепло расходуется на получение водяного пара. Охлажденный синтез-газ поступает на сепаратор, где отделяется вода, а затем смесь СО и H2 разбивают на два потока - один направляют в реактор получения СЖУ, а второй на блок синтеза метанола. Получение СЖУ осуществляют по методу Фишера-Тропша. В качестве катализатора используют кобальтовые или железные каталитические системы. Реактор получения СЖУ снабжен системой рециркуляции непрореагировавшего сырья. Для поддержания постоянного уровня инертных газов в рециркулирующей газовой смеси часть газа сбрасывается в топливную сеть. Оставшийся газ снова направляется на вход реактора, где смешивается со свежим синтез-газом, полученным на блоке риформинга. В данном процессе используется реактор синтеза Фишера-Тропша полочной конструкции. Регулирование температуры в зоне реакции осуществляется за счет подачи холодной газовой смеси по байпасным линиям в реакционное пространство, а также посредством установленных теплообменных конструкций с использованием воды в качестве теплоносителя. Смесь синтетических углеводородов, полученных в ходе реакции, после охлаждения в теплообменнике и отделения газовой фазы на сепараторе направляется на ректификацию, где происходит выделение сжиженных углеводородных газов (СУГ) (пропан-бутан), которые направляют в реактор риформинга совместно с исходным природным газом. Газовая фаза, отделенная на сепараторе, направляется на рецикл в реактор получения СЖУ. СЖУ после ректификации (фракция C5+) могут быть направлены на смешение с товарной нефтью или стабильным газовым конденсатом, а также переработаны в моторные топлива.Raw materials (water and natural gas) pass through purification units, where they are brought into line with the required quality. After that, natural gas is heated in the heat exchanger section, and then mixed with superheated steam. The resulting mixture with a temperature of 350-450 ° C is additionally heated in the heat exchanger section due to the heat of the flue gases of the reforming furnace to a temperature of 500-580 ° C and sent to the reforming reactor. As a method for producing synthesis gas, steam conversion is proposed. A portion of the natural gas stream is sent to a reforming furnace for use as fuel gas. The temperature in the reforming furnace is controlled by feeding part of the obtained and pre-cooled synthesis gas to the reaction zone. The cooling process of the resulting synthesis gas takes place in a waste heat boiler. The resulting heat is used to produce water vapor. The cooled synthesis gas is fed to a separator, where water is separated, and then the mixture of CO and H 2 is divided into two streams - one is sent to the reactor for the production of FGM, and the second to the methanol synthesis unit. Obtaining FFS is carried out according to the Fischer-Tropsch method. As a catalyst, cobalt or iron catalytic systems are used. The reactor for the production of coolant is equipped with a system for recycling unreacted raw materials. To maintain a constant level of inert gases in the recirculating gas mixture, part of the gas is discharged into the fuel network. The remaining gas is again directed to the inlet of the reactor, where it is mixed with fresh synthesis gas obtained at the reforming unit. This process uses a shelf-type Fischer-Tropsch synthesis reactor. Temperature control in the reaction zone is carried out by supplying a cold gas mixture via bypass lines to the reaction space, as well as through installed heat exchange structures using water as a heat carrier. The mixture of synthetic hydrocarbons obtained during the reaction, after cooling in the heat exchanger and separating the gas phase on the separator, is directed to rectification, where the liquefied hydrocarbon gases (LPG) (propane-butane) are released, which are sent to the reforming reactor together with the source of natural gas. The gas phase separated in the separator is sent for recycling to the reactor for the production of coolant. After distillation of the coolant (fraction C 5+ ) can be directed to mixing with marketable oil or stable gas condensate, and also processed into motor fuels.
Недостатками указанного способа являются:The disadvantages of this method are:
1. Использование парового риформинга на стадии получения синтез-газа не позволяет получать на выходе соотношение Н2/СО менее 3, что приводит к необходимости его корректировки (например, путем выделения излишков водорода на мембране) перед подачей синтез-газа в блок получения СЖУ.1. The use of steam reforming at the stage of synthesis gas production does not allow obtaining an H 2 / CO ratio of less than 3 at the output, which leads to the need for its correction (for example, by separating excess hydrogen on the membrane) before supplying synthesis gas to the LNG production unit.
2. Рецикл сырья приводит к усложнению технологической схемы, вследствие необходимости монтажа нескольких дополнительных газовых линий, компрессоров, а кроме того приводит к увеличению количества балластного газа в системе (по сравнению со схемами без использования рецикла), что ведет к увеличению физического размера реактора для сохранения высокой производительности установки.2. The recycling of raw materials leads to a complication of the technological scheme, due to the need to install several additional gas lines, compressors, and in addition leads to an increase in the amount of ballast gas in the system (compared to schemes without using a recycle), which leads to an increase in the physical size of the reactor to save high performance installation.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ получения синтетической нефти из природного/попутного нефтяного газа по технологии GTL, описанный в US 20160168489 А1, опубл. 16.06.2016, раскрывающий способ и установку для переработки природного газа в жидкие синтетические углеводороды по технологии GTL на плавучих нефтекомплексах. Переработку природного газа предлагается вести следующим образом.The closest technical solution to the proposed invention is a method for producing synthetic oil from natural / associated petroleum gas using GTL technology, described in US 20160168489 A1, publ. 06/16/2016, disclosing a method and installation for processing natural gas into liquid synthetic hydrocarbons using GTL technology at floating oil complexes. It is proposed to process natural gas as follows.
Природный газ поступает в блок риформинга, где из метана, воды и СО2, содержащегося в природном газе, получают синтез-газ. Далее синтез-газ поступает в узел подготовки, который состоит из блока отделения воды и блока выделения водорода. В блоке отделения воды, включающем три сепаратора, из смеси газов в несколько стадий отделяется вода. Синтез-газ после стадии отделения воды поступает в блок выделения водорода, включающий экстрактор с мембраной, где выделяется часть Н% для достижения требуемого состава синтез-газа, направляемого в блок синтеза Фишера-Тропша. Соотношение Н2/СО, полученное после блока выделения водорода, составляет от 1,0 до 2,5, предпочтительно, около 2,0. Водород, выделенный в блоке выделения водорода, подается в блок риформинга в качестве топлива и в блок гидрооблагораживания для переработки синтетических углеводородов, получаемых на стадии синтеза Фишера-Тропша в блоке синтеза Фишера-Тропша. После отделения водорода и корректировки модуля синтез-газа, поток синтез-газа направляется в блок синтеза Фишера-Тропша. Получение синтетических углеводородов проводится в сларри-реакторе с рециклом непрореагировавшего синтез-газа. В блоке облагораживания с целью гидрирования олефинов, содержащихся в синтетических жидких углеводородах, смешиваются синтетические углеводороды, поступающие из блока синтеза Фишера-Тропша, и водород, выделенный в блоке выделения водорода, с получением синтетической нефти.Natural gas enters the reforming unit, where synthesis gas is obtained from methane, water and CO 2 contained in natural gas. Next, the synthesis gas enters the preparation unit, which consists of a water separation unit and a hydrogen evolution unit. In a water separation unit comprising three separators, water is separated from the gas mixture in several stages. The synthesis gas after the stage of water separation enters the hydrogen evolution unit, including an extractor with a membrane, where a part of Н% is released to achieve the required composition of the synthesis gas sent to the Fischer-Tropsch synthesis unit. The H 2 / CO ratio obtained after the hydrogen evolution unit is from 1.0 to 2.5, preferably about 2.0. Hydrogen released in the hydrogen evolution unit is supplied to the reforming unit as fuel and to a hydrofining unit for processing synthetic hydrocarbons obtained in the Fischer-Tropsch synthesis step in the Fischer-Tropsch synthesis unit. After hydrogen separation and adjustment of the synthesis gas module, the synthesis gas stream is sent to the Fischer-Tropsch synthesis unit. Synthetic hydrocarbons are produced in a slurry reactor with recycle of unreacted synthesis gas. In the upgrading unit for the hydrogenation of olefins contained in synthetic liquid hydrocarbons, synthetic hydrocarbons coming from the Fischer-Tropsch synthesis unit are mixed with hydrogen released in the hydrogen evolution unit to produce synthetic oil.
Недостатками указанного способа являются:The disadvantages of this method are:
1. Синтетические жидкие углеводороды, получаемые по предлагаемому способу, содержат в основном линейные алканы, несовместимые с минеральной нефтью. Такой продукт не может транспортироваться совместно с минеральной нефтью, так как большое количество линейных алканов приведет к разрушению смолисто-асфальтеновых комплексов в нефти и, как следствие, к выпадению осадка.1. Synthetic liquid hydrocarbons obtained by the proposed method contain mainly linear alkanes that are incompatible with mineral oil. Such a product cannot be transported together with mineral oil, since a large number of linear alkanes will lead to the destruction of tar-asphaltene complexes in oil and, as a result, to precipitation.
2. Соотношение Н2/СО, получаемое после конверсии природного газа, выше 3, что не подходит для проведения синтеза Фишера-Тропша (оптимальное соотношение Н2/СО=2,0-2,2), поэтому требуется установка мембранного модуля для отделения водорода и корректировки соотношение Н2/СО. Установка такого модуля приведет к увеличению капитальных и операционных затрат установки.2. The ratio of H 2 / CO obtained after the conversion of natural gas is higher than 3, which is not suitable for Fischer-Tropsch synthesis (optimal ratio of H 2 / CO = 2.0-2.2), therefore, installation of a membrane module for separation is required hydrogen and adjusting the ratio of H 2 / CO. The installation of such a module will lead to an increase in the capital and operational costs of the installation.
3. В блоке получения синтетических углеводородов по методу Фишера-Тропша предлагается использовать сларри-реактор. Данный тип реактора характеризуют высокими массо-габаритными характеристиками, необходимостью реализации рецикла непрореагировавшего синтез газа и установки систем очистки продукта от катализатора.3. In the unit for the production of synthetic hydrocarbons by the Fischer-Tropsch method, it is proposed to use a slarry reactor. This type of reactor is characterized by high weight and size characteristics, the need for recycling of unreacted gas synthesis and installation of catalyst purification systems for the product.
Техническая задача заявленной группы изобретений заключается в разработке способа получения синтетической нефти из природного/попутного нефтяного газа и компактной установки для получения синтетической нефти из природного/попутного нефтяного газа, которые позволяют устранить недостатки известных способов и установок.The technical task of the claimed group of inventions is to develop a method for producing synthetic oil from natural / associated petroleum gas and a compact unit for producing synthetic oil from natural / associated petroleum gas, which can eliminate the disadvantages of known methods and installations.
Технический результат данной группы изобретений заключается в повышении выхода синтетической нефти за счет повышения выхода синтетических жидких углеводородов на стадии синтеза Фишера-Тропша и обеспечении получения из природного/попутного нефтяного газа синтетической нефти, пригодной для транспортировки по магистральным нефтепроводам совместно с природной нефтью.The technical result of this group of inventions is to increase the yield of synthetic oil by increasing the yield of synthetic liquid hydrocarbons at the Fischer-Tropsch synthesis stage and to ensure the production of synthetic oil from natural / associated petroleum gas suitable for transportation through main oil pipelines together with natural oil.
Технический результат достигается тем, что способ получения синтетической нефти из природного/попутного нефтяного газа, пригодной для транспортировки по магистральным нефтепроводам совместно с природной нефтью, включает смешивание исходного сырьевого газа с водой с получением водогазовой смеси, нагрев водогазовой смеси с последующим смешением перед входом в верхнюю часть реактора риформинга с предварительно подогретым воздухом, обогащенным кислородом, одностадийную каталитическую конверсию парогазовой смеси в процессе автотермического риформинга с получением синтез-газа, охлаждение синтез-газа, компримирование полученного синтез-газа, его предварительный подогрев и одностадийное каталитическое превращение в компактном миниканальном реакторе синтеза Фишера-Тропша в смесь воды и синтетических жидких и газообразных углеводородов, и углекислого газа, охлаждение выходящей из реактора синтеза Фишера-Тропша смеси непрореагировавшего синтез-газа и полученных в процессе Фишера-Тропша воды и синтетических жидких и газообразных углеводородов, и углекислого газа, отделение водородсодержащего газа, представляющего собой смесь газообразных синтетических углеводородов, непрореагировавшего синтез-газа и углекислого газа, от смеси воды и синтетических жидких углеводородов, отделение воды от синтетических жидких углеводородов, смешивание их с частью водородсодержащего газа с получением газожидкостной смеси, предварительный нагрев полученной газожидкостной смеси и одностадийное каталитическое превращение ненасыщенных углеводородов, содержащихся в газожидкостной смеси, в насыщенные углеводороды, отделение синтетической нефти, пригодной для транспортировки по магистральным нефтепроводам совместно с природной нефтью, и представляющей собой смесь насыщенных синтетических углеводородов, синтезированных в реакторе синтеза Фишера-Тропша, и насыщенных синтетических углеводородов, полученных в результате превращения ненасыщенных углеводородов, от непрореагировавшего водородсодержащего газа.The technical result is achieved by the fact that the method of producing synthetic oil from natural / associated petroleum gas, suitable for transportation through main oil pipelines together with natural oil, includes mixing the source of raw gas with water to obtain a water-gas mixture, heating the water-gas mixture, followed by mixing before entering the upper part of a reforming reactor with preheated oxygen-enriched air, one-stage catalytic conversion of a gas-vapor mixture in an autothermal process reforming to produce synthesis gas, cooling synthesis gas, compressing the resulting synthesis gas, preheating it and one-stage catalytic conversion in a compact Fischer-Tropsch mini-channel synthesis reactor into a mixture of water and synthetic liquid and gaseous hydrocarbons and carbon dioxide, cooling the effluent from a Fischer-Tropsch synthesis reactor a mixture of unreacted synthesis gas and water and synthetic liquid and gaseous hydrocarbons and carbon dioxide obtained from the Fischer-Tropsch process, from dividing the hydrogen-containing gas, which is a mixture of gaseous synthetic hydrocarbons, unreacted synthesis gas and carbon dioxide, from a mixture of water and synthetic liquid hydrocarbons, separating water from synthetic liquid hydrocarbons, mixing them with part of a hydrogen-containing gas to obtain a gas-liquid mixture, pre-heating the resulting gas-liquid mixture and one-stage catalytic conversion of unsaturated hydrocarbons contained in a gas-liquid mixture into saturated hydrocarbons, the separation of synthetic oil, suitable for transportation along main pipelines together with natural oil, and which is a mixture of saturated synthetic hydrocarbons synthesized in a Fischer-Tropsch synthesis reactor and saturated synthetic hydrocarbons obtained from the conversion of unsaturated hydrocarbons from unreacted hydrogen-containing gas.
Достижению технического результата также способствует следующее.The achievement of the technical result also contributes to the following.
В качестве воздуха используют обогащенный воздух с соотношением кислород/азот от 1:0,6 до 1:1,5.Enriched air with an oxygen / nitrogen ratio of 1: 0.6 to 1: 1.5 is used as air.
Поток подогретого обогащенного воздуха разделяют на два потока: первый поток смешивают с водогазовой смесью перед входом в верхнюю часть реактора авторемического риформинга, второй поток подают в нижний вход реактора авторемического риформинга. Соотношение между вторым и первым потоком обогащенного воздуха составляет от 1:1,5 до 1:2,3.The stream of heated enriched air is divided into two streams: the first stream is mixed with the water-gas mixture before entering the upper part of the autoremic reforming reactor, the second stream is fed to the lower inlet of the autoremic reforming reactor. The ratio between the second and first stream of enriched air is from 1: 1.5 to 1: 2.3.
Получение синтез-газа осуществляют в реакторе автотермического риформинга штыкового типа в присутствии никельсодержащего катализатора.The synthesis gas is produced in a bayonet-type autothermal reforming reactor in the presence of a nickel-containing catalyst.
За счет использования для получения синтез-газа процесса автотермического риформинга в присутствии никельсодержащего катализатора, выходящий из реактора 1 автотермического риформинга синтез-газ с соотношением СО/Н2 от 1:1,8 до 1:2,6 не требует дополнительной подготовки в мембранном или адсорбционном блоке с целью получения оптимального соотношения СО/Н2, позволяющего достичь максимального выхода синтетических жидких углеводородов на стадии синтеза Фишера-Тропша.Due to the use of the process of autothermal reforming in the presence of a nickel-containing catalyst to produce synthesis gas, the synthesis gas leaving the
Получение синтетических жидких углеводородов осуществляют в компактном миниканальном реакторе синтеза Фишера-Тропша в присутствии гибридного цеолитсодержащего высокопроизводительного катализатора.The preparation of synthetic liquid hydrocarbons is carried out in a compact Fischer-Tropsch multi-channel synthesis reactor in the presence of a hybrid zeolite-containing high-performance catalyst.
Поддержание изотермического режима в каналах реактора синтеза Фишера-Тропша производят за счет кипения воды в рубашке охлаждения в режиме «кипение в объеме».The isothermal regime in the channels of the Fischer-Tropsch synthesis reactor is maintained by boiling water in a cooling jacket in the “boiling in volume” mode.
Тепло синтез-газа, выходящего из реактора автотермического риформинга, используют для предварительного нагрева смеси сырьевого газа и воды, а также для последующего предварительного подогрева обогащенного воздуха.The heat of the synthesis gas leaving the autothermal reforming reactor is used to pre-heat the mixture of feed gas and water, as well as for subsequent pre-heating of enriched air.
Тепло синтетической нефти, выходящей из реактора гидрирования, используют для предварительного подогрева смеси синтетических углеводородов и водородсодержащего газа.The heat of synthetic oil leaving the hydrogenation reactor is used to preheat a mixture of synthetic hydrocarbons and a hydrogen-containing gas.
Тепло смеси продуктов и непрореагировавшего газа, выходящих из реактора синтеза Фишера-Тропша, используют для предварительного подогрева синтез-газа, а тепло воды, выходящей из рубашки охлаждения компактного миниканального реактора синтеза Фишера-Тропша, используют для подогрева синтез-газа перед входом в реактор синтеза Фишера-Тропша.The heat of the mixture of products and unreacted gas leaving the Fischer-Tropsch synthesis reactor is used to pre-heat the synthesis gas, and the heat of the water leaving the cooling jacket of the Fischer-Tropsch compact mini-reactor is used to heat the synthesis gas before entering the synthesis reactor Fischer Tropsch.
Водородсодержащий газ, отделенный от жидких продуктов реакции Фишера-Тропша, и непрореагировавший водородсодержащий газ, отделенный от синтетической нефти, полностью обеспечивают потребности способа в топливном газе, используемом для технологических нужд.Hydrogen-containing gas, separated from the liquid products of the Fischer-Tropsch reaction, and unreacted hydrogen-containing gas, separated from synthetic oil, fully satisfy the needs of the method for fuel gas used for technological needs.
Технический результат достигается также компактной установкой для получения синтетической нефти из природного/попутного нефтяного газа, пригодной для транспортировки по магистральным нефтепроводам совместно с природной нефтью, включающей три реактора, последовательно соединенных системой трубопроводов: реактор процесса получения синтез-газа из природного/попутного нефтяного газа методом автотермического риформинга, реактор синтеза Фишера-Тропша для получения синтетических жидких углеводородов с повышенным содержанием изоалканов и реактор гидрирования, при этом верхний вход реактора автотермического риформинга соединен с системой сырьевых трубопроводов, которая включает трубопровод подачи природного/попутного нефтяного газа, соединенный с источником сырьевого газа, входящий в него перед теплообменником нагрева водогазовой смеси трубопровод подачи воды, соединенный с источником воды, и трубопровод для подачи обогащенного воздуха, соединенный с источником воздуха и, включающий последовательно установленный мембранный блок выделения азота для получения обогащенного воздуха и теплообменник для предварительного подогрева обогащенного воздуха, выход из реактора автотермического риформинга трубопроводом соединен со входом сепаратора для отделения воды от синтез-газа, газовый выход которого трубопроводом соединен со входом реактора синтеза Фишера-Тропша, причем на трубопроводе последовательно установлены компрессор, ресивер, теплообменник для предварительного подогрева синтез-газа и теплообменник для подогрева предварительно подогретого синтез-газа, выход из реактора синтеза Фишера-Тропша трубопроводом, на котором установлен теплообменник для охлаждения смеси воды, синтетических жидких и газообразных углеводородов, углекислого газа и непрореагировавшего синтез-газа, соединен со входом сепаратора для разделения смеси газообразных углеводородов, непрореагировавшего синтез-газа и углекислого газа и смеси воды и синтетических жидких углеводородов, жидкостной выход из которого соединен со входом в сепаратор для разделения воды и синтетических жидких углеводородов, при этом выход синтетических углеводородов из сепаратора для разделения воды и синтетических жидких углеводородов последовательно соединен трубопроводом с насосом и входом в смеситель, выход из которого соединен трубопроводом, на котором последовательно установлены теплообменник для предварительного подогрева газожидкостной смеси и теплообменник для подогрева предварительно подогретой газожидкостной смеси, со входом в реактор гидрирования, выход из реактора гидрирования трубопроводом, на котором установлен теплообменник для охлаждения смеси синтетической нефти и непрореагировавшего водородсодержащего газа, соединен со входом в сепаратор для отделения водородсодержащего газа от синтетической нефти, газовый выход которого соединен с трубопроводом топливного газа, а выход синтетической нефти - соединен с трубопроводом для подачи синтетической нефти потребителю.The technical result is also achieved by a compact unit for the production of synthetic oil from natural / associated petroleum gas, suitable for transportation via main pipelines together with natural oil, including three reactors connected in series by a piping system: a reactor for the production of synthesis gas from natural / associated petroleum gas by autothermal reforming, Fischer-Tropsch synthesis reactor for producing synthetic liquid hydrocarbons with a high content of isoalkanes s and a hydrogenation reactor, while the upper inlet of the autothermal reforming reactor is connected to a feed pipe system, which includes a natural / associated petroleum gas supply pipe connected to a feed gas source, a water supply pipe connected to a water-gas mixture heating exchanger thereto, connected to a water source , and a pipeline for supplying enriched air connected to an air source and including a sequentially installed membrane unit for nitrogen evolution to obtain enriched air and a heat exchanger for preheating the enriched air, the outlet from the autothermal reforming reactor is connected by a pipe to the inlet of a separator for separating water from synthesis gas, the gas outlet of which is connected by a pipe to the inlet of the Fischer-Tropsch synthesis reactor, and a compressor, receiver, a heat exchanger for preheating the synthesis gas and a heat exchanger for preheating the synthesis gas; exit the Fischer-T synthesis reactor murmur by a pipe on which a heat exchanger is installed to cool a mixture of water, synthetic liquid and gaseous hydrocarbons, carbon dioxide and unreacted synthesis gas, is connected to the inlet of a separator for separating a mixture of gaseous hydrocarbons, unreacted synthesis gas and carbon dioxide and a mixture of water and synthetic liquid hydrocarbons the liquid outlet of which is connected to the inlet to the separator for the separation of water and synthetic liquid hydrocarbons, while the output of synthetic hydrocarbons from sep a separator for separating water and synthetic liquid hydrocarbons is connected in series with the pump and the inlet to the mixer, the outlet of which is connected by a pipe on which a heat exchanger for preheating the gas-liquid mixture and a heat exchanger for preheating the gas-liquid mixture are sequentially installed, with the inlet to the hydrogenation reactor, outlet from a hydrogenation reactor with a pipeline on which a heat exchanger is installed to cool a mixture of synthetic oil and unreacted vshego hydrogen-containing gas connected to the inlet to a separator for separating hydrogen-containing gas from the synthetic crude oil, gas output is connected to the fuel gas conduit and the output synthetic oil - is connected to conduit for supplying synthetic oil consumer.
Указанные отличительные признаки существенны.These distinguishing features are significant.
Достижению технического результата также способствует следующее.The achievement of the technical result also contributes to the following.
Трубопровод для подачи обогащенного воздуха после теплообменника для предварительного подогрева обогащенного воздуха разделяется на два трубопровода, один из которых входит в трубопровод водосырьевой смеси, а другой соединен с нижним входом реактора, противоположным входу, соединенному с системой сырьевых трубопроводов.The pipeline for supplying enriched air after the heat exchanger for preheating the enriched air is divided into two pipelines, one of which enters the pipeline of the raw material mixture, and the other is connected to the lower inlet of the reactor, opposite the inlet connected to the raw material piping system.
Реактор автотермического риформинга представляет собой компактный реактор штыкового типа для получения синтез-газа. За счет использования для получения синтез-газа процесса автотермического риформинга в присутствии никельсодержащего катализатора, выходящий из реактора риформинга синтез-газ с соотношением СО/Н2 от 1:1,8 до 1:2,6 не требует дополнительной подготовки в мембранном или адсорбционном блоке с целью получения оптимального соотношения СО/H2 позволяющего достичь максимальный выход синтетических жидких углеводородов на стадии синтеза Фишера-Тропша.The autothermal reforming reactor is a compact bayonet type reactor for producing synthesis gas. Due to the use of autothermal reforming in the presence of a nickel-containing catalyst to produce synthesis gas, the synthesis gas leaving the reforming reactor with a CO / H 2 ratio of 1: 1.8 to 1: 2.6 does not require additional preparation in a membrane or adsorption unit in order to obtain the optimal ratio of CO / H 2 allowing to achieve the maximum yield of synthetic liquid hydrocarbons at the Fischer-Tropsch synthesis stage.
Трубопровод, соединяющий выход из реактора автотермического риформинга со входом сепаратора для отделения воды от синтез-газа, последовательно проходит через межтрубное пространство теплообменника нагрева водогазовой смеси и межтрубное пространство теплообменника для предварительного подогрева обогащенного воздуха.The pipeline connecting the outlet from the autothermal reforming reactor with the inlet of the separator for separating water from the synthesis gas sequentially passes through the annular space of the heat exchanger of the water-gas mixture and the annular space of the heat exchanger for preheating the enriched air.
Водяной выход из сепаратора для отделения воды от синтез-газа соединен с трубопроводом подачи воды в реактор через четырехходовой кран, причем четырехходовой кран также соединен с трубопроводом отвода избыточной воды.The water outlet from the separator for separating water from the synthesis gas is connected to the pipeline for supplying water to the reactor through a four-way valve, and the four-way valve is also connected to the excess water discharge pipe.
Реактор синтеза Фишера-Тропша представляет собой компактный миниканальный реактор для получения синтетических углеводородов, снабженный охлаждающей рубашкой, при этом вход и выход контура охлаждения реактора синтеза Фишера-Тропша соединены трубопроводом, проходящим через межтрубное пространство теплообменника для подогрева предварительно подогретого синтез-газа, с системой внешнего охлаждения, которая состоит из последовательно установленных аппарата воздушного охлаждения, емкости для сбора воды, насоса и теплообменника для нагрева воды перед подачей в охлаждающую рубашку, соединенных трубопроводом.The Fischer-Tropsch synthesis reactor is a compact mini-channel reactor for the production of synthetic hydrocarbons, equipped with a cooling jacket, while the input and output of the cooling circuit of the Fischer-Tropsch synthesis reactor are connected by a pipe passing through the annular space of the heat exchanger for preheating the synthesis gas to be heated, with an external system cooling, which consists of a series-installed air cooler, a tank for collecting water, a pump and a heat exchanger for eva water before feeding into the cooling jacket connected pipeline.
Трубопровод, соединяющий выход из реактора синтеза Фишера-Тропша со входом сепаратора для разделения смеси газообразных углеводородов, непрореагировавшего синтез-газа и углекислого газа и жидких продуктов реакции, проходит через межтрубное пространство первого теплообменника для предварительного подогрева синтез-газа.The pipeline connecting the outlet of the Fischer-Tropsch synthesis reactor with the inlet of the separator for separating a mixture of gaseous hydrocarbons, unreacted synthesis gas and carbon dioxide and liquid reaction products passes through the annulus of the first heat exchanger to preheat the synthesis gas.
Газовый выход из сепаратора для разделения смеси газообразных углеводородов, непрореагировавшего синтез-газа и углекислого газа и жидких продуктов реакции соединен с трубопроводом топливного газа и трубопроводом водородсодержащего газа, соединенным со входом в смеситель.A gas outlet from a separator for separating a mixture of gaseous hydrocarbons, unreacted synthesis gas and carbon dioxide and liquid reaction products is connected to a fuel gas pipe and a hydrogen-containing gas pipe connected to the inlet to the mixer.
Водяной выход из сепаратора для разделения воды и синтетических жидких углеводородов соединен с трубопроводом подачи воды, на котором последовательно установлены насос откачки воды, четырехходовой кран, ресивер и насос подачи сырьевой воды.The water outlet from the separator for separating water and synthetic liquid hydrocarbons is connected to a water supply pipe on which a water pump, a four-way valve, a receiver and a raw water pump are installed in series.
Трубопровод, соединяющий выход из реактора гидрирования со входом в сепаратор для отделения водородсодержащего газа от синтетической нефти, проходит через межтрубное пространство первого теплообменника для предварительного подогрева газожидкостной смеси перед входом в реактор гидрирования.The pipeline connecting the outlet of the hydrogenation reactor with the inlet to the separator for separating hydrogen-containing gas from synthetic oil passes through the annulus of the first heat exchanger to preheat the gas-liquid mixture before entering the hydrogenation reactor.
Изобретение поясняется чертежом, на котором изображена схема предлагаемой компактной установки. На чертеже обозначены потоки: сырьевой газ (природный или попутный нефтяной газ), воздух, азот, вода, водородсодержащий (топливный) газ, синтетическая нефть.The invention is illustrated in the drawing, which shows a diagram of the proposed compact installation. The drawing shows the flows: raw gas (natural or associated petroleum gas), air, nitrogen, water, hydrogen-containing (fuel) gas, synthetic oil.
Компактная установка для получения синтетической нефти из природного/попутного нефтяного газа, пригодной для транспортировки по магистральным нефтепроводам совместно с природной нефтью, включает три последовательно соединенных системой трубопроводов реактора: реактор 1 получения синтез-газа из природного/попутного нефтяного газа методом автотермического риформинга, реактор 2 получения синтетических жидких углеводородов с повышенным содержанием изоалканов методом Фишера-Тропша в компактном варианте и реактор 3 гидрирования для получения синтетической нефти. Причем, верхний вход 4 реактора 1 автотермического риформинга соединен с системой сырьевых трубопроводов, которая включает трубопровод 5 подачи сырьевого газа, соединенный с источником сырьевого газа, входящий в него перед теплообменником нагрева водогазовой смеси 6 трубопровод подачи воды 7, соединенный с источником воды, и трубопровод 8 для подачи обогащенного воздуха, соединенный с источником воздуха и, включающий последовательно установленный мембранный блок выделения азота 9 для получения обогащенного воздуха и теплообменник 10 для предварительного подогрева обогащенного воздуха, который после теплообменника 10 разделяют на два трубопровода, один из которых входит в трубопровод водосырьевой смеси, а другой соединен с нижним входом 11 реактора 1 автотермического риформинга, противоположным входу 4, соединенному с системой сырьевых трубопроводов.The compact unit for producing synthetic oil from natural / associated petroleum gas, suitable for transportation via main pipelines together with natural oil, includes three reactor pipelines connected in series:
Выход 12 из реактора 1 автотермического риформинга трубопроводом 13 соединен со входом сепаратора 14 для отделения воды от синтез-газа, причем трубопровод 13 последовательно проходит через межтрубное пространство теплообменников 6 и 10. Газовый выход 15 из сепаратора 14 соединен с компактным миниканальным реактором синтеза Фишера-Тропша 2 трубопроводом 16, причем на трубопроводе 16 последовательно установлены компрессор 17, ресивер 18, теплообменник 19 для предварительного подогрева синтез-газа, теплообменник 20 для подогрева предварительно подогретого синтез-газа. Водяной выход 21 из сепаратора 14 соединен трубопроводом подачи воды 7 в реактор 1 автотермического риформинга через четырехходовой кран 22, причем четырехходовой кран 22 также соединен с трубопроводом 23 отвода избыточной воды.The outlet 12 from the
Компактный миниканальный реактор синтеза Фишера-Тропша 2 снабжен охлаждающей рубашкой (на чертеже не показано). Выход и вход контура охлаждения реактора 2 соединены трубопроводом 24, проходящим через межтрубное пространство теплообменника 20, с системой внешнего охлаждения, которая состоит из последовательно установленных аппарата воздушного охлаждения 25, емкости 26, насоса 27 и теплообменника 28 для нагрева воды перед подачей в охлаждающую рубашку реактора синтеза Фишера-Тропша 2.The compact mini-channel Fischer-
Выход из реактора синтеза Фишера-Тропша 2 трубопроводом 29 соединен со входом сепаратора 30 для разделения смеси газообразных углеводородов, непрореагировавшего синтез-газа и углекислого газа и жидких продуктов реакции, причем трубопровод 29 последовательно проходит через межтрубное пространство теплообменника 19 для предварительного подогрева синтез-газа и через трубное пространство теплообменника 31 для охлаждения смеси воды, синтетических жидких и газообразных углеводородов, углекислого газа и непрореагировавшего синтез-газа. Газовый выход 32 из сепаратора 30 соединен с трубопроводом топливного газа 33 и трубопроводом 34 водородсодержащего газа, который представляет собой смесь газообразных синтетических углеводородов, непрореагировавшего синтез-газа и углекислого газа, соединенным со входом в смеситель 35. Жидкостной выход 36 из сепаратора 30 соединен со входом в сепаратор 37 для разделения воды и синтетических жидких углеводородов. Водяной выход 38 из сепаратора 37 соединен с трубопроводом 7 подачи воды, причем на трубопроводе 7 подачи воды последовательно установлены насос 39 откачки воды, четырехходовой кран 22, ресивер 40 и насос 41 подачи сырьевой воды. Выход 42 синтетических углеводородов из сепаратора 37 последовательно соединен с насосом 43 и входом в смеситель 35. Выход из смесителя 35 трубопроводом 44 соединен со входом в реактор гидрирования 3, причем на трубопроводе 44 последовательно установлены теплообменник 45 для предварительного подогрева газожидкостной смеси и теплообменник 46 для подогрева предварительно подогретой газожидкостной смеси.The exit from the Fischer-
Выход из реактора гидрирования 3 трубопроводом 47, проходящим через межтрубное пространство теплообменника 45, соединен со входом в сепаратор 48 для отделения водородсодержащего газа от синтетической нефти, пригодной для транспортировки по магистральным нефтепроводам совместно с природной нефтью, и представляющей собой смесь насыщенных синтетических углеводородов, синтезированных в реакторе синтеза Фишера-Тропша 2, и насыщенных синтетических углеводородов, полученных в результате превращения ненасыщенных углеводородов, причем на трубопроводе 47 установлен теплообменник 49 для охлаждения смеси синтетической нефти и непрореагировавшего водородсодержащего газа. Газовый выход 50 сепаратора 48 соединен с трубопроводом топливного газа 33. Выход 51 синтетической нефти сепаратора 48 соединен с трубопроводом 52 для подачи синтетической нефти потребителю.The outlet of the
Предложенный способ включает автотермическую конверсию природного/попутного нефтяного газа с водяным паром и обогащенным воздухом, получение из синтез-газа в процессе Фишера-Тропша синтетических углеводородов, которые затем направляются на гидрирование для получения стабильной синтетической нефти.The proposed method includes autothermal conversion of natural / associated petroleum gas with water vapor and enriched air, synthesis of synthetic hydrocarbons from synthesis gas in the Fischer-Tropsch process, which are then sent for hydrogenation to obtain a stable synthetic oil.
Предложенный способ получения синтетической нефти из природного/попутного нефтяного газа, пригодной для транспортировки по магистральным нефтепроводам совместно с природной нефтью, осуществляется следующим образом.The proposed method for producing synthetic oil from natural / associated petroleum gas, suitable for transportation through main oil pipelines in conjunction with natural oil, is as follows.
Природный или попутный нефтяной газ под давлением не менее 0,7 МПа подают в трубопровод 5 сырьевого газа, где смешивают с водой в соотношении 1:(0,6-1,0), подаваемой по трубопроводу подачи воды 7 из ресивера 40 насосом 41 для подачи сырьевой воды, с получением водогазовой смеси. Водогазовую смесь нагревают до температуры 500-600°С в теплообменнике 6 нагрева водогазовой смеси горячим потоком продуктов реакции из реактора 1 автотермического риформинга, смешивают с частью обогащенного воздуха, подаваемого по трубопроводу 8 подачи обогащенного воздуха, и с давлением процесса 0,5-2,0 МПа подают в верхний вход 4 реактора 1 автотермического риформинга. В мембранном блоке 9 из воздуха (II) выделяют азот (III) для получения обогащенного воздуха с соотношением кислород : азот 1:0,6-1,5. Далее обогащенный воздух по трубопроводу 8 подачи обогащенного воздуха, проходящему через теплообменник 10 для предварительного подогрева обогащенного воздуха, где нагревается до температуры 300-400°С, подают в реактор 1 автотермического риформинга, при этом для разделенной подачи трубопровод 8 после теплообменника 10 разделяют на два трубопровода по которым подают обогащенный воздух в верхний вход 4 и нижний вход 11 реактора 1 автотермического риформинга при соотношении верхнего и нижнего потоков (1,5-2,3):1. Процесс автотермического риформинга ведут в реакторе 1 автотермического риформинга в температурном диапазоне 850-950°С в присутствии никельсодержащего катализатора. Получаемый синтез-газ имеет соотношение СО/Н2 от 1:1,8 до 1:2,6 и суммарное содержание примесей (СО2 и СН4) не более 8 об %.Natural or associated petroleum gas at a pressure of at least 0.7 MPa is fed into the feed gas pipe 5, where it is mixed with water in a ratio of 1: (0.6-1.0), supplied through the water supply pipe 7 from the
Продукты реакции из реактора 1 автотермического риформинга после прохождения межтрубного пространства рекуперативных теплообменников 6 и 10 по трубопроводу 13 направляют в сепаратор-конденсатор 14, в котором происходит отделение воды от синтез-газа. Синтез-газ из газового выхода 15 сепаратора 14 по трубопроводу 16 поступает на прием компрессора 17, затем - в ресивер 18, откуда через теплообменник 19 для предварительного подогрева синтез-газа, где поток синтез-газа нагревается до температуры 100-150°С потоком продуктов из реактора 2 синтеза Фишера-Тропша, и теплообменник 20 для подогрева предварительно подогретого синтез-газа, где поток синтез-газа нагревается отходящим водяным паром до температуры на 10-20°С ниже температуры реакции (230-260°С), с давлением 1,5-3,0 МПа поступает в компактный миниканальный реактор 2 синтеза Фишера-Тропша, заполненный гибридным кобальтсодержащим катализатором. Из водяного выхода 21 отделившуюся в сепараторе 14 воду через четырехходовой кран 22 направляют в ресивер 40 или в трубопровод 23 отвода избыточной воды.The reaction products from the
Отвод тепла, выделяющегося в ходе реакции Фишера-Тропша, производят кипящей водой, находящейся в охлаждающей рубашке реактора 2 синтеза Фишера-Тропша при температуре ведения процесса 230-260°С. С этой целью циркулирующая вода по трубопроводу 24, соединяющему выход и вход контура охлаждения реактора 2 синтеза Фишера-Тропша, из емкости 26 насосом 27 подается в теплообменник 28, где нагревается до температуры ведения процесса, и подается в контур охлаждения реактора 2 синтеза Фишера-Тропша. При этом давление водяного пара в контуре охлаждения реактора 2 синтеза Фишера-Тропша должно соответствовать давлению насыщенных паров воды при температуре реакции. Водяной пар из рубашки реактора после прохождения межтрубного пространства теплообменника 20 поступает в аппарат воздушного охлаждения 25, где полностью конденсируется и стекает в емкость 26.The heat generated during the Fischer-Tropsch reaction is removed by boiling water located in the cooling jacket of the Fischer-
Продукты синтеза Фишера-Тропша по трубопроводу 29, проходящему через межтрубное пространство рекуперативного теплообменника 19 и водяной теплообменник 31, где охлаждается смесь воды, синтетических жидких и газообразных углеводородов, углекислого газа и непрореагировавшего синтез-газа, направляют на вход сепаратора 30 для разделения смеси газообразных углеводородов, непрореагировавшего синтез-газа и углекислого газа и жидких продуктов реакции. Газообразные продукты из газового выхода сепаратора 32 отводят частично через трубопровод 33 топливного газа в поток топливного газа и частично через трубопровод 34 водородсодержащего газа в смеситель 35 для смешения с синтетическими углеводородами перед поступлением в реактор гидрирования 3. Жидкие продукты из жидкостного выхода 36 сепаратора 30 направляют в сепаратор 37 для разделения воды и синтетических жидких углеводородов, откуда через водяной выход 38 воду насосом 39 откачивают в трубопровод 7 подачи воды, а синтетические углеводороды через выход 42 синтетических углеводородов насосом 43 подают в смеситель 35.The products of Fischer-Tropsch synthesis through a
Смесь синтетических углеводородов и водородсодержащего газа из смесителя 35 по трубопроводу 44, проходящему через первый теплообменник 45 для предварительного подогрева газожидкостной смеси, где их нагревают потоком продуктов из реактора 3 гидрирования до температуры 100-150°С, и теплообменник 46 для предварительного подогрева газожидкостной смеси, где их нагревают до температуры реакции 230-280°С, поступает в реактор гидрирования 3 с остаточным давлением 2,0-2,5 МПа, где в присутствии никельсодержащего катализатора происходит гидрирование непредельных углеводородов, содержащихся в смеси синтетических жидких углеводородов.A mixture of synthetic hydrocarbons and hydrogen-containing gas from the
После выхода из ректора гидрирования 3 поток синтетической нефти и непрорагировавшего водородсодержащего газа по трубопроводу 47, проходящему через межтрубное пространство теплообменника 45, где он отдает тепло холодному потоку смеси синтетических жидких углеводородов и водородсодержащего газа, и теплообменник 49, где он доохлаждается, и поступает в сепаратор 48 для отделения водородсодержащего газа от синтетической нефти. Водородсодержащий газ через газовый выход 50 сепаратора 48 направляют в поток топливного газа. Поток топливного газа используют для нагрева реакторов и потоков сырья и полупродуктов. Синтетическая нефть, выходящая из сепаратора 48 через выход 51 синтетической нефти, по трубопроводу 52 направляется на смешивание с природной нефтью и транспортируется по магистральным нефтепроводам к местам потребления или переработки.After exiting the
Состав синтетической нефти, получаемой при использовании предлагаемого способа в предлагаемой установке, характеризуется содержанием более 35 масс % изоалканов и менее 1,0 масс % олефинов и обеспечивает отсутствие рисков ее несовместимости при совместной транспортировке и хранении с природной нефтью.The composition of synthetic oil obtained using the proposed method in the proposed installation is characterized by a content of more than 35 mass% of isoalkanes and less than 1.0 mass% of olefins and ensures that there are no risks of its incompatibility during joint transportation and storage with natural oil.
С помощью предложенной группы изобретений за счет оптимизации условий проведения процессов на стадии автотермического риформинга, синтеза Фишера-Тропша и гидрирования, оптимизации тепловых потоков и повышения термической эффективности способа, вовлечения побочных продуктов процессов на стадии синтеза Фишера-Тропша и гидрирования в сырьевую и энергетическую схему установки, удалось значительно снизить капитальные и операционные затраты на единицу получаемой продукции.Using the proposed group of inventions, by optimizing the conditions of the processes at the stage of autothermal reforming, Fischer-Tropsch synthesis and hydrogenation, optimizing heat fluxes and increasing the thermal efficiency of the method, involving by-products of the processes at the stage of Fischer-Tropsch synthesis and hydrogenation in the raw material and energy scheme of the installation , it was possible to significantly reduce capital and operating costs per unit of output.
Кроме того, с помощью предложенных способа и установки удалось достичь следующих результатов.In addition, using the proposed method and installation, it was possible to achieve the following results.
1. За счет использования в качестве сырья обогащенного воздуха снижается содержание азота в синтез-газе до содержания не более 20 об %, что позволяет снизить размеры оборудования и капитальные затраты на строительство установки.1. Due to the use of enriched air as a raw material, the nitrogen content in the synthesis gas is reduced to a content of not more than 20 vol%, which reduces the size of the equipment and the capital cost of building the installation.
2. За счет разделения потока обогащенного воздуха, поступающего в реактор автотермического риформинга, на два потока, поступающих снизу и сверху реактора, можно гибко регулировать температуру в реакторе, избегая перегревов, что позволяет повысить эффективность процесса получения синтез-газа.2. By dividing the enriched air stream entering the autothermal reforming reactor into two streams coming from the bottom and top of the reactor, it is possible to flexibly control the temperature in the reactor, avoiding overheating, which improves the efficiency of the synthesis gas production process.
3. За счет использования для получения синтез-газа процесса автотермического риформинга в присутствии никельсодержащего катализатора, используемое сырье любого углеводородного состава не требует проведения предварительного предриформинга углеводородов с числом углеродных атомов 2 и более.3. Due to the use of autothermal reforming in the presence of a nickel-containing catalyst to produce synthesis gas, the raw materials of any hydrocarbon composition do not require preliminary pre-reforming of hydrocarbons with the number of carbon atoms of 2 or more.
4. За счет использования для получения синтез-газа процесса автотермического риформинга в присутствии никельсодержащего катализатора, выходящий из реактора риформинга синтез-газ с соотношением СО/H2 от 1:1,8 до 1:2,6 не требует дополнительной подготовки в мембранном или адсорбционном блоке с целью получения оптимального соотношения СО/H2 позволяющего достичь максимального выхода синтетических жидких углеводородов на стадии синтеза Фишера-Тропша.4. Due to the use of autothermal reforming in the presence of a nickel-containing catalyst to produce synthesis gas, the synthesis gas leaving the reforming reactor with a CO / H 2 ratio of 1: 1.8 to 1: 2.6 does not require additional preparation in the membrane or adsorption block in order to obtain the optimal ratio of CO / H 2 allowing to achieve the maximum yield of synthetic liquid hydrocarbons at the stage of Fischer-Tropsch synthesis.
5. За счет использования в реакторе гидрирования в качестве водородсодержащего газа смеси газов, выходящей из реактора синтеза Фишера-Тропша и состоящей из непрореагировавшего синтез-газа, газообразных синтетических углеводородов и углекислого газа, без дополнительного компримирования, получение синтетической нефти из синтетических углеводородов не требует использования чистого водорода и его выделения, что значительно повышает эффективность процесса получения синтетической нефти из синтетических углеводородов.5. Due to the use in the hydrogenation reactor as a hydrogen-containing gas, a mixture of gases leaving the Fischer-Tropsch synthesis reactor and consisting of unreacted synthesis gas, gaseous synthetic hydrocarbons and carbon dioxide, without additional compression, the production of synthetic oil from synthetic hydrocarbons does not require the use of pure hydrogen and its evolution, which significantly increases the efficiency of the process of producing synthetic oil from synthetic hydrocarbons.
6. За счет использования водородсодержащего газа, отделенного от жидких продуктов реакции Фишера-Тропша, и непрореагировавшего водородсодержащего газа, отделенного от синтетической нефти, в качестве топливного газа для обеспечения нужд установки, сырьевые углеводородные газы не используются для технологических нужд, что значительно повышает эффективность использования исходного углеводородного сырья.6. Due to the use of hydrogen-containing gas, separated from the liquid products of the Fischer-Tropsch reaction, and unreacted hydrogen-containing gas, separated from synthetic oil, as fuel gas to meet the needs of the installation, raw hydrocarbon gases are not used for technological needs, which significantly increases the efficiency of use hydrocarbon feedstock.
7. За счет высокого содержания изоалканов (более 35 масс %) и низкого содержания олефинов (менее 1,0 масс %) в синтетической нефти отсутствуют риски несовместимости при ее смешивании с природной нефтью, заключающиеся в выпадении осадков и нарушении коллоидной стабильности такой смеси, что позволяет транспортировать и хранить синтетическую нефть, получаемую на предлагаемой установке, совместно с природной нефтью.7. Due to the high content of isoalkanes (more than 35 mass%) and low olefins (less than 1.0 mass%) in synthetic oil there are no risks of incompatibility when mixed with natural oil, which consists in precipitation and violation of colloidal stability of such a mixture that allows you to transport and store synthetic oil obtained at the proposed installation, together with natural oil.
8. Водородсодержащий газ, отделенный от жидких продуктов реакции Фишера-Тропша, и непрореагировавший водородсодержащий газ, отделенный от синтетической нефти, полностью обеспечивают потребности способа в топливном газе, используемом для технологических нужд.8. Hydrogen-containing gas separated from the liquid products of the Fischer-Tropsch reaction, and unreacted hydrogen-containing gas, separated from synthetic oil, fully satisfy the needs of the method in the fuel gas used for technological needs.
Claims (21)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018121709A RU2684420C1 (en) | 2018-06-14 | 2018-06-14 | Method of producing synthetic oil from natural / associated gas and compact plant for producing synthetic oil from natural / associated gas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018121709A RU2684420C1 (en) | 2018-06-14 | 2018-06-14 | Method of producing synthetic oil from natural / associated gas and compact plant for producing synthetic oil from natural / associated gas |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2684420C1 true RU2684420C1 (en) | 2019-04-09 |
Family
ID=66089926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018121709A RU2684420C1 (en) | 2018-06-14 | 2018-06-14 | Method of producing synthetic oil from natural / associated gas and compact plant for producing synthetic oil from natural / associated gas |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2684420C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA008048B1 (en) * | 2003-05-02 | 2007-02-27 | Джонсон Мэтти Плс | Production of hydrocarbons by stream reforming and fischer-tropsch reaction |
| RU2527536C1 (en) * | 2013-02-06 | 2014-09-10 | Кирячек Владимир Георгиевич | Method of processing hydrocarbon gas into stable liquid synthetic petroleum products and energy complex for its realisation |
| US20160168489A1 (en) * | 2013-07-25 | 2016-06-16 | Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering Co., Ltd. | Method and system for gtl production in fpso |
| RU2638217C1 (en) * | 2016-12-15 | 2017-12-12 | Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" | Compact reactor for producing synthetic hydrocarbons in fisher-tropsh process, method of activating fisher-tropsh catheter, and method of implementing fisher-tropsh synthesis in compact version with its use |
-
2018
- 2018-06-14 RU RU2018121709A patent/RU2684420C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA008048B1 (en) * | 2003-05-02 | 2007-02-27 | Джонсон Мэтти Плс | Production of hydrocarbons by stream reforming and fischer-tropsch reaction |
| RU2527536C1 (en) * | 2013-02-06 | 2014-09-10 | Кирячек Владимир Георгиевич | Method of processing hydrocarbon gas into stable liquid synthetic petroleum products and energy complex for its realisation |
| US20160168489A1 (en) * | 2013-07-25 | 2016-06-16 | Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering Co., Ltd. | Method and system for gtl production in fpso |
| RU2638217C1 (en) * | 2016-12-15 | 2017-12-12 | Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" | Compact reactor for producing synthetic hydrocarbons in fisher-tropsh process, method of activating fisher-tropsh catheter, and method of implementing fisher-tropsh synthesis in compact version with its use |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NL1027594C2 (en) | Control of the CO2 emissions of a Fischer-Tropsch installation through the application of dual functional syngas conversion. | |
| KR101658512B1 (en) | Process and system generating synthesis gas | |
| US3828474A (en) | Process for producing high strength reducing gas | |
| US8506910B2 (en) | Process and system for producing liquid fuel from carbon dioxide and water | |
| US6512018B2 (en) | Hydrocarbon conversion process using a plurality of synthesis gas sources | |
| RU2437830C2 (en) | Method of producing synthetic gas | |
| US20060167118A1 (en) | Modification of a methanol plant for converting natural gas to liquid hydrocarbons | |
| EA029880B1 (en) | Process for producing hydrocarbons | |
| KR20150065879A (en) | Process for the production of synthesis gas | |
| CN104508091B (en) | The enhancing for the fischer-Te Luopuxi technique prepared in GTL environment for hydrocarbon fuel | |
| EA031571B1 (en) | Process for the production of synthesis gas | |
| EP2944606A1 (en) | Process for generating hydrogen from a fischer-tropsch off-gas | |
| CN100584924C (en) | Method of coproducing oil product, methanol and electric energy using carbon containing combustible solid as raw material | |
| CN105001900A (en) | Technology of synthesizing gasoline by coke oven gas through methyl alcohol | |
| JP2014529670A (en) | Improved Fischer-Tropsch process for hydrocarbon fuel compositions in GTL environments | |
| CN102575173B (en) | Hydrocarbon synthesis reaction apparatus, hydrocarbon synthesis reaction system, and method for recovering liquid hydrocarbon | |
| EA027192B1 (en) | Method for starting-up a gas to liquid process | |
| CN114524412A (en) | Methanol and light hydrocarbon combined aromatization and hydrogen production system and method | |
| EA029444B1 (en) | Oil well product treatment | |
| US20030050348A1 (en) | Hydrocarbon conversion process using a plurality of synthesis gas sources | |
| RU2684420C1 (en) | Method of producing synthetic oil from natural / associated gas and compact plant for producing synthetic oil from natural / associated gas | |
| CN104525057B (en) | A kind of synthesis gas two-step method prepares the device and technique of gasoline | |
| RU104860U1 (en) | TECHNOLOGICAL COMPLEX FOR PROCESSING ASSOCIATED OIL GAS | |
| RU2539656C1 (en) | Method for producing liquid hydrocarbons of hydrocarbon gas and plant for implementing it | |
| JP2023549739A (en) | Process and equipment for Fischer-Tropsch based crude product work-up to produce pre-blended or conforming fuels |