Подготовка попутного нефтяного газа к сжиганию в условиях автономного энергообеспечения нефтепромыслов

• Автор: Ильина, Марина Николаевна
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 162 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
РАЗДЕЛ 1. ХАРАКТЕРИСТИКА И ПРОБЛЕМА УТИЛИЗАЦИИ ПОПУТНОГО НЕФТЯНОГО ГАЗА НА ПРИМЕРЕ ТОМСКОЙ ОБЛАСТИ.

1.1 Общие сведения о месторождениях Томской области.

1.2 Анализ эксплуатационных возможностей теплотехнических установок нефтепромыслов

1.3 Особенности изменения состава попутных нефтяных газов.

1.4 Промьпиленная подготовка попутного нефтяного газа

1.5 Оценка экологических свойств попутного нефтяного газа как углеводородного топлива

1.6 Краткие выводы и постановка задач исследования.

РАЗДЕЛ 2. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ РАЗДЕЛЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ ПОПУТНЫХ НЕФТЯНЫХ ГАЗОВ

2.1 Адсорбционные методы очистки газов для промышленного использования.

2.2 Закономерности динамической адсорбции.
2.3 Адсорбентные материалы
2.4 Основные выводы.
РАЗДЕЛ 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ АДСОРБЦИОННОЙ ПОДГОТОВКИ ПОПУТНОГО НЕФТЯНОГО ГАЗА К СЖИГАНИЮ.
3.1 Экспериментальная установка.
3.2 Основные методические положения.
3.3 Компонентный состав исследуемого газа.
3.4 Обработка экспериментальных результатов.
3.5 Анализ и обобщение результатов исследования.
3.6 Моделирование работы фильтра..
3.7 Основные выводы
РАЗДЕЛ 4. ЭКОЛОГОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА
ИСПОЛЬЗОВ АНИЯ РАЗРАБОТА1И1ЫХ УСТРОЙСТВ.
4.1 Оценка сокращения выбросов парниковых газов
4.2 Экономическая оценка эффекта при использовании фильтраадсорбера в качестве прсдтопочного устройства .
4.3 Утилизация адсорбата.
4.4 Варианты использования цеолитового фильтра для различных конструкций горелочных устройств.
4.5 Рекомендации по использованию адсорбционного устройства
4.6 Основные выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Недостатки системы сбора и транспортировки ПНГ с месторождений ориентируют его использование непосредственно на месте добычи, в том числе как топлива для ЭУ. Рассмотрены эксплуатационные возможности ЭУ нефтепромыслов исходя из структуры топливного баланса области. МВт для выработки горячей воды промышленного, жилищно-коммунального и бытового назначения. Для практическою использования выделены вопросы получения опытных данных при испытании отдельного устройства по подготовке ПГ1Г к сжиганию, разработке рекомендаций и условий для его эффективного использования с целью уменьшения количества вредных выбросов и парниковых газов в продуктах сгорания, увеличения межремонтного периода оборудования. Во втором разделе для реализации поставленной задачи по подготовке ПНГ к сжиганию из всего спектра существующих методов подробно рассматривается адсорбционный метод разделения парогазовых смесей на компоненты с выделением фракций. По сравнению с другими технологиями адсорбционные процессы обеспечивают значительно более высокую степень защиты окружающей среды. Использование адсорбентов для очистки НГ является приоритетным направлением, поскольку имеет массу преимуществ. Есть основание констатировать, что адсорбционный метод, взятый за основу технологии подготовки ПНГ в соответствии с задачами настоящей работы, позволит добиться требуемых результатов в условиях нефтяных и нефтегазовых месторождений. В третьем разделе представлены результаты экспериментального исследования цеолитового фильтра, направленные на достижение максимального технико-экономического эффекта от сжигания ПНГ в ЭУ непосредственно на месте добычи. В качестве экспериментальной принята электрогенераторная когенерационная установка, задействованная на территории Соболиного месторождения Томской области. Монтаж очистного адсорбционного устройства на основе цеолитового фильтра осуществлен дополнительно к системе подачи топлива ЭУ. Описана методика исследования эффективности адсорбционного устройства. Сформулированы условия, необходимые для бесперебойной работы ЭУ, исходя из общих требований, предъявляемых к газовому топливу и ПНГ, в частности. При обработке полученных экспериментальных данных использовались хроматографический анализ, методы численного анализа, описана математическая модель процесса адсорбции, согласно которой можно проследить для любого момента времени и для любой длины слоя адсорбента содержание вещества в газовом потоке и концентрацию, равновесную поглощенному количеству вещества. Четвертый раздел посвящен рассмотрению вопросов использования цеолитового фильтра для различных конструкций горелочных устройств. Приведены варианты запатентованных технических и технологических решений, позволяющих исключить или существенно снизить поступления тяжелых углеводородов в газогорелочные устройства ЭУ и тем самым обеспечить возможность сжигания ПНГ за счет установки цеолитового фильтра. Предложен вариант установки для регенерации (осушки) адсорбента. Произведена экологическая оценка сокращения выбросов парниковых газов при использовании разработанных устройств по подготовке ПН Г к сжиганию на Соболином месторождении Томской области. Дано экономическое обоснование природоохранных мероприятий в данных условиях. Б приложении к диссертации помещен вспомогательный материал. По результатам диссертационной работы опубликовано печатных работ, в том числе 2 статьи в рецензируемом издании из списка ВАК РФ, 4 патента. Основные положения работы докладывались на седьмой, восьмой, девятой Всероссийских научно-технических конференциях «Энергетика: экология, надежность, безопасность» (г. Томск, - г. XXX Юбилейной Неделе науки СПбГТУ (г. Санкт-Петербург, г. IX и XI Международных научно-практических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии» (г. Восьмом Международном симпозиуме имени академика М. А. Усова студентов и молодых ученых, посвященном 0-летию города Томска (г. Томск, г. Международной конференции «Сопряженные задачи механики, информатики и экологии» (г. Томск, г. Региональной научно-практической конференции «Теплофизические основы энергетических технологий» (г. Томск, г.