Установка для переработки нефтяных попутных газов и культивирования микроводорослей

(51)5 С 12 М 1/00 Б Т Я ОМУ АВТ ТЕЛЬСТВ зовыи научноел ышение эффективза на компрессор.40, рис,100. ЕРАБОТК В И КУЛ ОСЛЕЙ огии пер в и получ роводор ых комп ений, С держит т НЕФ ТИВИ еработения на ослей и онентов щн ость еплообнефтегазовой ленности и моазработке нефя переработки ства попутных микроводоросется более пол зов и сокраще ипиальми труузлами. ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(71) Всесоюзный нефтегледовательский институ(56) Патент ГДР В 14785кл, Е 21 В 43/00, 1979,Динков В.А. и др, Поности использования ганых станциях, М 1981,(54) УСТАНОВКАДЛЯ ПЕР ТЯНЫХ ПОПУТНЫХ ГАЗО РОВАНИЯ МИКРОВОДОР (57) Использование; технол ки нефтяных попутных газо их основе биомассы мик разделенных чистых газов нефтегазовых месторожд изобретения: установка со Изобретение относится кперерабатывающей промышжет быть использовано при ртегазовых месторождений длпутем безотходного производгазов и получения биомассылей.Целью изобретения являная переработка попутных гание энергозатрат. На чертеже изображена прин ая схема установки с магистраль опроводами и вспомагательными менники для газа с трубопроводами для его подвода и отвода, газовые турбины, котел- утилизатор для получения пара, снабженный паровой турбиной и генератором электроэнергии, емкость для культвирования микроводорослей, подключенную трубопроводом для углекислого газа к котлу-утилизатору, холодильник, подключенный трубопроводами к теплообменникам для разделения попутных газов на тяжелые компоненты, сероводород, углекислый газ и метан. Холодильник снабжен источником хладагента и трубопроводами для их раздельного отвода, при этом трубопровод для отвода метана подключен к газовым турбинам и установка включает два контура - первый для углекислого газа, а второй - для сероводорода, каждый из которых содержит емкость-накопитель газа, подключенную к трубопроводам разделенных компонентов газа, насосы, теплообменники и электрогенератор, 1 ил. Установка для переработки нефтяных попутных газов и культивирования микроводорослей содержит теплообменники 1 для охлаждения исходных газов с трубопроводом 2 для его подвода и трубопроводом 3 для отвода охлаждающего азота, газовую турбину 4, котел-утилизатор 5 для получения пара, снабженный паровой турбиной б и генератором 7 электроэнергии, подключенным к турбинам 4 и б, емкость 8 для культивирования микроводорослей, подключенную трубопроводом 9 через экономайзер 10, котел-утилизатор 5, турбину б и генератор 7 к теплообменнику 1, при этомустановка содержит холодильник 11, подключенный к теплообменнику 1, холодильник 11 служит для разделения попутных газов на тяжелые компоненты, сероводород, углекислый газ и метан, Холодильник 5 11 снабжен источником хладагента 12 и трубопроводами 13, 14 и 15 для отвода сероводорода, углекислого газа и смеси метана с азотом, соответственно, Трубопровод 1 для отвода метана подключен к турбинам 4 и 6. 10 Установка включает два контура - первый для углекислого газа, а второй - для сероводорода, каждый из этих контуров содержит, соответственно емкость-накопитель 16 углекислого газа и емкость-накопитель 17 для 15 сероводорода, Емкости 16 и 17 подключены трубопроводами 13 и 14 к холодильнику 11, В контурах установлены насосы 18 и 19, теплообменники 20, 21 и 22 и электрогенератор 23. 20Кроме того установка содержит агрегат 24 для разделения воздуха с трубопроводом 25 для подвода воздуха и трубопроводом 26 для отвода охлажденного азота, емкость 27 для накопления тяжелых углеводородов, ре актор 28 для культивирования сероводородных бактерий, конвертор 29 для выделения серы, сепаратор 30 для выделения газообразного азота с насосом 31, подключенным к экономайзеру 10, Емкость 8 для культиви рования микроводорослей снабжена сепаратором 31 для отделения биомассы микроводорослей и блоком 32 смешивания компонентов культивирования водорослей.Экономайзер 10 соединен с источником 35 хладоагента 12 трубопроводом 33 для подачи продуктов сгорания на разделение, Источник хладоагента 12 служит также агрегатом для разделения азота и углекислого газа, Агрегат 24 для разделения возду ха соединен с турбиной 4 трубопроводом 34 для подвода отделившегося кислорода. К. емкости-накопителю 16 через насос 18 подключена углекислотная турбина 35 и конденсатор углекислоты 36, а к 45 емкости-накопителю 17 - турбина 37 для сероводорода.Установка работает следующим образом.Попутные газы поступают противото ком с охлажденным азотом через теплообменники 1 в холодильник 11, где газы сжижаются и разделяются на тяжелые углеводороды(с=-45 С,сероводород(с=-61 С), углекислоту(т=-78 С), поступающие в емко сти тяжелых углеводородов 27, сероводорода 17, углекислоты 16. Легкие углеводороды (метан) подаются в газовую турбину 4 для выработки электроэнергии, потребляемой установкой, Продукты сгорания газовой турбины 4 и 6 с т = 500 С поступают последовательно в углекислотный котел-утилизатор 5, где температура продуктов сгорания снижается до 150 С, контактный экономайзер 10, в котором температура продуктов сгорания снижается до 40 С, отдавая тепло воде, После контактного экономайзера 10 продукты сгорания идут на рециркуляцию в турбину 35 в агрегат 12 разделения азота и углекислоты по трубопроводу 33 и по трубопроводу 9 к блоку 32 емкости 8 выращивания хореллы, использующую как электрической,ток, так и солнечную энергию, Суспензия поступает в емкость и сепаратор 31 для выделения сухой массы, Культуральная жидкость вновь возвращается в смеситель, блок 32, куда подводится и вода и подаются необходимые для выращивания микроорганизмов компоненты,Сжиженный сероводород из емкости 17 насосом 19 подается в теплообменник 27, из которого в газообразном виде идет на горение в турбину 37, вырабатывающую электроэнергию для установки, Необходимый для горения метана и сероводорода кислород в газовые турбины 37 и б подается из агрегата 24 разделения воздуха, Газовая сероводородная турбина 37 используется как часть устайовки по получению серы. Необходимая температура и атмосфера в камере сгорания турбины 37 поддерживается за счет рециркуляции продуктов сгорания, После газовой турбины 37 продукты сгорания с 1 = 450 С поступают в углекислотный котел-утилизатор 21, после которого они идут в теплообменник 22 - испаритель сероводорода и с температурой 1 = 150 С, через конвертор серы 29 поступают на гидрирование для отделения СО, Оставшийся сероводород удаляется в реакторе 28 сероводородных бактерий, где он превращается в биомассу. В реактор 28 подводится углекислота. После газовой турбины 37 также устанавливается конвертор 29 для удаления серы,Сжиженная углекислота из емкости 16 насосом 18 подается через конденсатор 36 в теплообменник 20, использующий в качестве теплоносителя горячую воду от контактного экономайзера 10, Поступая из теплообменника 20 в котлы-утилизаторы 5 и 21 углекислота испаряется и нагревается до 400 - 450 С и под соответствующим давлением поступает в углекислотную турбину 35, вырабатывающую электроэнергию для нужд установки, После турбины 36 углекислота через конденсатор 36 возвращается в емкость 16,Необходимый для нужд установки кислород и азот забирается из воздуха, посту1803423 55 пающего в агрегат 24 разделения воздуха, из которой кислород идет на сжигание метана и сероводорода, а азот в агрегат 12 сжижения и холодильник 11 низкотемпературного разделения газов. Избыточная, насыщенная углекислотой и азотом вода насосом 31 закачивается в скважину-сепаратор 30, из которой азот возвращается в воздух.Работа установки позволяет получать из попутных нефтяных газов готовую продукцию; серу, сжиженную углекислоту, биомассу бактерий.Резко снижается загрязнение воздушного бассейна окислами азота, углерода, бензапиреном; сероводородом.Автономность комплекса позволяет его реализовать в любом месте и при любой мощности,Сочетание установок по сжижению и испарению азота и углекислоты для разделения различных газов, в том числе дымовых и энергоустановок с использованием разнообразного топлива, позволяет значительно снизить расход энергии на криогенные процессы и полнее использовать тепло сжигаемого топлива.Горение в котле сероводорода происходит при 1000 - 1300 С, Сжигание сероводорода в газовой турбине при недостатке кислорода за счет разбавления его хвостовыми газами позволяет получить на выходе из турбины температуру 500 - 450 С,Применение углекислоты вместо воды в качестве теплоносителя и рабочего агента в турбине для выработки электроэнергии дает значительный экономический эффект за счет особенностей физических свойств углекислоты. Кромеэтого, полностьюустраняется система водоподготовки, При этом в скважине-сепараторе происходит отделение азота, а вода насыщения углекислотой закачивается в пласт, Азот через затрубное пространство (как малорастворимый газ) и предохранительный клапан выпускается в воздух. Фотореакторы искусственного освещения размещаются под крышей теплиц длявозможности использования 70 лучистойэнергии растениями. Фотореакторы естест 5 венного освещения размещаются многоэтажно и накрывают теплицу своейконструкцией.Образующийся в системе избыток охлажденного азота используется в холодиль 10 никах для хранения продуктов.Сероводородные бактерии в темнотевырабатывают белковое вещество, содержащее внутри жидкую серу, Серобактериина свету вырабатывают белковое вещество15 и серную кислоту. Разрушенная белковаямасса направляется на переработку в химреактор для превращения в спирт или жидкое углеводородное топливо.Формула изобретения20 Установка для переработки нефтяныхпопутных газов и культивирования микроводорослей, содержащая теплообменники длягаза с трубопроводами для его подвода иотвода, газовые турбины, котел-утилизатор25 для получения пара, снабженный паровойтурбиной и генератором электроэнергии,подключенным к этой турбине, емкость длякультивирования микроводорослей, подключенную трубопроводом для углекислого30 газа к котлу-утилизатору, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью более полной переработки попутных газов и сокращения энергозатрат, установка содержит холодильник,подключенный трубопроводами к теплооб 35 менникам для разделения попутных газовна тяжелые компоненты, сероводород, углекислый газ и метан, снабженный источником хладагента и трубопроводами для ихраздельного отвода, при этом трубопровод40 для отвода метана подключен к газовым турбинам, причем установка включает два контура: один для углекислого газа, а другой -для сероводорода, каждый из которых содержит емкость-накопитель газа, подклю 45 ченную к трубопроводам разделенныхкомпонентов газа, насосы, теплообменникии электрогенератор,1803423 Составитель Э.КоваленкоРедактор А.Полионова Техред М,Моргентал Корректо илюко изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина,Заказ 1033 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5