Способ отделения диоксида углерода



Способ отделения диоксида углерода
Способ отделения диоксида углерода
Способ отделения диоксида углерода
Способ отделения диоксида углерода
Способ отделения диоксида углерода
B01D2257/504 - Разделение (разделение твердых частиц мокрыми способами B03B,B03D; с помощью пневматических отсадочных машин или концентрационных столов B03B, другими сухими способами B07; магнитное или электростатическое отделение твердых материалов от твердых материалов или от текучей среды, разделение с помощью электрического поля, образованного высоким напряжением B03C; центрифуги, циклоны B04; прессы как таковые для выжимания жидкостей из веществ B30B 9/02; обработка воды C02F, например умягчение ионообменом C02F 1/42; расположение или установка фильтров в устройствах для кондиционирования, увлажнения воздуха, вентиляции F24F 13/28)

Владельцы патента RU 2656493:

ЗЕ БОИНГ КОМПАНИ (US)

Изобретение относится к нефтяной, газовой и химической промышленности и может быть использовано при разделении смесей, содержащих диоксид углерода. Разделяемая газообразная смесь содержит первый компонент, содержащий диоксид углерода, и второй компонент, содержащий углеводород. Первый компонент содержится в газообразной смеси в первом массовом процентном содержании – по меньшей мере 80%. Газообразную смесь сжимают закачиванием в емкость высокого давления до давления по меньшей мере 6,895 МПа с образованием жидкой фракции, содержащей первый компонент во втором массовом процентном содержании, которое больше первого - по меньшей мере 90%, и газообразной фракции, содержащей второй компонент. Жидкую фракцию отделяют от газообразной фракции и направляют в нефтяную скважину. Углеводород сжигают с получением электрической энергии. 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Область техники

Данная заявка относится к фракционному разделению и, в частности, к системам и способам фракционного разделения газообразной смеси, содержащей диоксид углерода.

Уровень техники

Нефтяная скважина обычно забирает приблизительно 30% нефти из подземного нефтяного резервуара во время фазы первичной добычи. Дополнительные 20% нефти могут быть извлечены применением технологий вторичной добычи, например заводнением, которое повышает подземное давление. Метод Увеличения Нефтеотдачи - МУН ("Enchanted Oil Recovery - EOR") обеспечивает технология третичной добычи, приводящая к извлечению дополнительных 20% и более, нефти из подземных резервуаров.

В течение процесса использования МУН в подземный нефтяной резервуар вводят большие количества газа, тем самым принудительно извлекая дополнительную нефть из скважины. В качестве газа для метода МУН обычно используют диоксид углерода благодаря его способности смешиваться с подземной нефтью и делать нефть менее вязкой и легче поддающейся извлечению.

Большое количество инжектированного в нефтяную скважину диоксида углерода извлекается с извлекаемой нефтью. Однако извлеченный диоксид углерода обычно содержит значительные количества других компонентов, таких как водяной пар, метан, этан, пропан, бутан и пентан.

Повторное использование диоксида углерода, загрязненного данными компонентами в процессе использования метода МУН, приводит к существенному снижению эффективности работы.

Существующие технологии разделения, такие как разделение аминами, разделение растворителями и разделение молекулярным ситами, являются неэффективными для отделения диоксида углерода от газообразного потока из нефтяной скважины из-за сравнительно высокого процента в потоке диоксида углерода. Другие технологии, такие как сжигание в кислороде, впустую растрачивают запасы углеводородов в потоке.

Соответственно, специалисты в данной области продолжают исследование и разработки в области отделения диоксида углерода от газообразного потока нефтяной скважины.

Сущность изобретения

В одном варианте осуществления раскрытая система разделения может включать в себя источник газообразной смеси, причем газообразная смесь включает в себя по меньшей мере первый компонент и второй компонент, и сепарационную установку, связанную с источником с возможностью приема газообразной смеси и выполненную с возможностью по меньшей мере частичного разделения первого компонента и второго компонента, при этом сепарационная установка включает в себя по меньшей мере один вихревой сепаратор и емкость высокого давления.

В другом варианте осуществления раскрытая система вихревого разделения может включать в себя источник газообразной смеси, причем газообразная смесь включает в себя по меньшей мере первый компонент и второй компонент, и вихревой сепаратор, связанный с источником, при этом вихревой сепаратор выполнен с возможностью приема газообразной смеси и с возможностью применения вихревого потока к газообразной смеси для по меньшей мере частичного разделения первого компонента и второго компонента.

В другом объекте раскрыта система отделения, которая включает в себя источник газообразной смеси, причем газовая смесь включает в себя по меньшей мере первый компонент и второй компонент, емкость высокого давления, сообщающуюся с источником, насос, гидравлически связанный с источником и емкостью высокого давления, при этом насос выполнен с возможностью нагнетания газообразной смеси в емкость высокого давления под давлением, достаточным для разделения газообразной смеси по меньшей мере на жидкую фракцию и газообразную фракцию.

В другом варианте осуществления раскрыт способ вихревого разделения газообразной смеси. Способ может включать в себя этапы, на которых: (1) - обеспечивают наличие газообразной смеси, имеющей по меньшей мере первый компонент и второй компонент, причем первый компонент составляет первое процентное содержание от газообразной смеси, (2) - направляют газообразную смесь по схеме вихревого потока, причем схема вихревого потока осуществляет по меньшей мере частичное разделение первого компонента от второго компонента, и (3) - забирают первую фракцию газообразной смеси из схемы вихревого потока, при этом первая фракция включает в себя первый компонент и первый компонент составляет второе процентное содержание от первой фракции, причем второе процентное содержание больше первого процентного содержания.

В другом варианте осуществления раскрывается способ вихревого разделения газообразной смеси, который может включать в себя этапы, на которых: (1) - обеспечивают наличие газообразной смеси, включающей в себя диоксид углерода и метан, причем диоксид углерода содержится в газообразной смеси в первом массовом процентном содержании, (2) - направляют газообразную смесь по схеме вихревого потока, при этом схема вихревого потока осуществляет по меньшей мере частичное разделение диоксида углерода от метана, и (3) - забирают первую фракцию газообразной смеси из схемы вихревого потока, при этом первая фракция содержит диоксид углерода, составляющего от первой фракции второе массовое процентное содержание, при этом второе массовое процентное содержание больше первого массового процентного содержания.

В другом варианте осуществления раскрывается способ разделения газа от газообразной смеси сжижением. Способ может включать в себя этапы, на которых: (1) - обеспечивают наличие газообразной смеси, имеющей по меньшей мере первый компонент и второй компонент, причем первый компонент содержится в газообразной смеси в первом массовом процентном содержании, (2) - сжимают газообразную смесь для образования жидкой фракции и газообразной фракции, причем первый компонент содержится в жидкой фракции во втором массовом процентном содержании, при этом второе массовое процентное содержание больше первого массового процентного содержания, и (3) - разделяют жидкую фракцию и газообразную фракцию.

Еще в одном примере раскрытый способ разделения может включать в себя этапы, на которых: (1) - обеспечивают наличие газообразной смеси, включающей в себя диоксид углерода и метан, причем диоксид углерода содержится в газообразной смеси в первом массовом процентном содержании, (2) - сжимают газообразную смесь для образования жидкой фракции и газообразной фракции, причем диоксид углерода содержится в жидкой фракции во втором массовом процентном содержании, при этом второе массовое процентное содержание больше первого массового процентного содержания, и (3) - разделяют жидкую фракцию и газообразную фракцию.

Другие варианты осуществления раскрытых систем разделения и способов станут очевидными из последующего подробного описания, сопровождающих чертежей и прилагаемой формулы изобретения.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 является схемой технологического процесса одного варианта осуществления раскрытой системы для отделения диоксида углерода;

Фиг. 2 является видом в перспективе вихревого сепаратора, примененного в качестве сепарационной установки системы для разделения фиг. 1;

Фиг. 3 является вертикальным видом сбоку в разрезе емкости высокого давления, примененной в качестве сепарационной установки системы для разделения по фиг. 1;

Фиг. 4 является технологической схемой, отображающей один вариант осуществления раскрытого способа разделения диоксида углерода (вихревой способ);

и Фиг. 5 является технологической схемой, отображающей другой вариант осуществления раскрытого способа разделения диоксида углерода (способ сжижения).

Подробное описание

По фиг. 1 один вариант раскрытой системы отделения диоксида углерода в целом обозначенной позицией 10, может включать в себя сепарационную установку 12 и источник 14 технологического газа. Система 10 может дополнительно включать в себя насос 16, первую емкость 18 и вторую емкость 20.

Источник технологического газа 14 может быть источником газообразной смеси. Газообразная смесь может быть любой газообразной смесью, способной к разделению по меньшей мере на две части (или фракции) сепарационной установкой 12 способами, рассмотренными более подробно ниже.

Газообразная смесь, подаваемая источником 14 газа, может включать в себя два компонентных газа или более. В первом представлении подаваемая газообразная смесь может включать в себя три компонентных газа. Во втором представлении подаваемая газообразная смесь может включать в себя четыре компонентных газа. В третьем представлении газообразная смесь может включать в себя пять компонентных газов. В четвертом представлении газообразная смесь может включать в себя шесть или более газов.

Компонентные газы газовой смеси могут быть газами при стандартной температуре и давлении (т.е. при 0°С и 1 бар). Однако специалистам в данной области техники понятно, что без отступления от объема данного изобретения температура и давление газообразной смеси могут меняться по разным причинам (например, от температуры и давления в источнике 14). Предполагается присутствие жидкой и/или твердой фазы, которая проходит по системе 10, что не приводит к выходу за пределы объема данного изобретения.

В одном конкретном приложении раскрытой системы 10 источник газа 14 может быть нефтяной скважиной, а газообразная смесь, подаваемая в сепарационную установку 12, может быть газообразным потоком, выходящим из сепаратора нефтяной скважины для отделения газа от нефти. При обработке нефтяной скважины методом МУН, использующим диоксид углерода, газообразная смесь, полученная из газового источника 14, может быть, в первую очередь, диоксидом углерода со значительной концентрацией других компонентов, таких как водяной пар и углеводороды. Углеводородный компонент газовой смеси может также включать в себя углеводороды с длинной цепочкой, например этан, пропан, бутан и пентан.

В качестве одного примера газообразная смесь, подаваемая нефтяной скважиной (источник 14), может включать в себя по меньшей мере 80% по массе диоксида углерода, причем остальное составляют другие компоненты, например водяной пар и углеводороды. В качестве другого примера газообразная смесь, подаваемая нефтяной скважиной (источник 14), может включать в себя по меньшей мере 85% по массе диоксида углерода, причем остальное составляют другие компоненты, например водяной пар и углеводороды. В качестве другого примера газообразная смесь, подаваемая нефтяной скважиной (источник 14), может включать в себя по меньшей мере 90% по массе диоксида углерода, причем остальное составляют другие компоненты, например водяной пар и углеводороды. В качестве еще одного примера газообразная смесь, подаваемая нефтяной скважиной (источник 14), может включать в себя по меньшей мере 95% по массе диоксида углерода, причем остальное составляют другие компоненты, например водяной пар и углеводороды.

Источник 14 газа может быть в гидравлической связи с сепарационной установкой 12 посредством линии 22 гидравлической связи. Для облегчения транспортировки газообразной смеси от источника 14 газа к сепарационной установке 12 по линии 22 гидравлической связи может быть предусмотрен насос 16.

При этом для управления давлением, подаваемым в сепарационную установку 12 газообразной смеси, насос 16 может быть регулируемым. На данный момент специалистам в данной области техники понятно, что газообразная смесь может быть принята из источника 14 газа при сравнительно высоком давлении, особенно, когда источником газа является нефтяная скважина. Таким образом, дополнительное нагнетание насосом 16 может не потребоваться.

Сепарационная установка 12 может принимать газообразную смесь посредством линии 22 гидравлической связи и может разделять газообразную смесь по меньшей мере на первую фракцию 23 и вторую фракцию 25. Для эффективного разделения газообразной смеси по меньшей мере на первую и вторую фракции 23, 25 сепарационной установкой 12 могут быть применены различные технологии, такие как вихревой сепаратор и сжижение, которые более подробно рассмотрены ниже.

Первая фракция 23 из сепарационной установки 12 может быть отправлена по линии 24 гидравлической связи в первую емкость 18. Первая емкость 18 может быть емкостью для хранения, транспортировочным танкером или аналогичной емкостью. Из первой емкости 18 первая фракция 23 может быть отправлена по линии 28 гидравлической связи для целевого применения 30. Например, когда добывают газообразную смесь из нефтяной скважины и первая фракция представляет собой по существу чистый диоксид углерода, целевым применением 30 может быть применение в нефтяной скважине, такое как метод МУН.

Вторая фракция 25 из сепарационной установки 25 может быть отправлена по линии 26 гидравлической связи во вторую емкость 20. Вторая емкость 20 может быть емкостью для хранения, транспортировочным танкером или аналогичной емкостью. Например, когда добывают газообразную смесь из нефтяной скважины и вторая фракция 25 включает в себя углеводороды, отделенные от диоксида углерода, то целевым применением 34 может быть генератор, предназначенный для превращения углеводородов в электрическую энергию (например, сжиганием).

По фиг. 2 в одном варианте осуществлении раскрытой системы отделения диоксида углерода сепарационной установкой 12 может быть вихревой сепаратор 40 (или может его включать в себя). Вихревой сепаратор 40 может быть любым аппаратом или системой, предназначенной для превращения газообразной смеси (линия 22 гидравлической связи) в вихревой поток, чтобы разделить газообразную смесь по меньшей мере на первую фракцию 23 и вторую фракцию 25. Таким образом, вихревой сепаратор 40 может быть выполнен с возможностью приема газообразной смеси по линии 22 гидравлической связи и принуждения газообразной смеси к движению по схеме вихревого потока текучей среды.

По меньшей мере два компонентных газа газообразной смеси, подаваемой по линии 22 гидравлической связи, могут иметь разницу в молекулярной массе, достаточную для обеспечения отделения, вызванного вихрем. В качестве первого примера по меньшей мере один компонентный газ газообразной смеси может иметь молекулярную массу, которая составляет до 70% молекулярной массы другого компонентного газа газообразной смеси. В качестве второго примера по меньшей мере один компонентный газ газообразной смеси может иметь молекулярную массу, которая составляет до 60% молекулярной массы другого компонентного газа газообразной смеси. В качестве третьего примера по меньшей мере один компонентный газ газообразной смеси может иметь молекулярную массу, которая составляет до 50% молекулярной массы другого компонентного газа газообразной смеси. В качестве четвертого примера по меньшей мере один компонентный газ газообразной смеси может иметь молекулярную массу, которая составляет до 40% молекулярной массы другого компонентного газа газовой смеси. В качестве пятого примера по меньшей мере один компонентный газ газообразной смеси может иметь молекулярную массу, которая составляет до 37% молекулярной массы другого компонентного газа газообразной смеси.

Когда газообразную смесь извлекают из нефтяной скважины и она в основном состоит из диоксида углерода, как отмечалось выше, первая фракция 23 может быть по существу чистым диоксидом углерода, а вторая фракция 25 может включать в себя компоненты с более легкими молекулярными массами, такие как водяной пар и метан. В качестве одного примера первая фракция 23 может включать в себя по меньшей мере 95% по массе диоксида углерода. В качестве другого примера первая фракция 23 может включать в себя по меньшей мере 96% по массе диоксида углерода. В качестве другого примера первая фракция 23 может включать в себя по меньшей мере 97% по массе диоксида углерода. В качестве следующего примера первая фракция 23 может включать в себя по меньшей мере 98% по массе диоксида углерода. В качестве еще одного примера первая фракция 23 может включать в себя по меньшей мере 99% по массе диоксида углерода. Не ограничиваясь какой-либо конкретной теорией, можно полагать, что преобразование газообразной смеси в вихревой поток может привести к разделению компонентов газообразной смеси со сравнительно более высокой молекулярной массой (например, диоксид углерода) и компонентов со сравнительно более низкими молекулярными массами (например, водяной пар и метан). Во время вихревого отделения более высокий импульс более тяжелых компонентов может оттеснить их радиально наружу относительно более легких компонентов, тем самым обеспечивая возможности для разделения более тяжелых компонентов и более легких компонентов.

Также, не будучи ограниченными какой-либо конкретной теорией, можно полагать, что охлаждение газообразной смеси, когда она расширяется в вихревом сепараторе 40 в соответствии с эффектом Джоуля-Томсона, можно дополнительно обеспечить отделение по меньшей мере одного компонента от газообразной смеси. Например, достаточное охлаждение газообразной смеси может привести к изменению фазы диоксид углерода (например, к превращению в жидкость), в то время как другие компоненты газообразной смеси остаются в газообразной фазе, упрощая тем самым отделение.

Температура, давление и скорость потока газообразной смеси, входящей в вихревой сепаратор, могут быть управляемыми параметрами и могут быть регулируемыми для достижения заданного разделения.

В одной конструкции вихревой сепаратор 40 может быть статическим аппаратом или системой. Статический вихревой сепаратор 40 может быть по существу свободным от движущихся частей и может быть выполнен с возможностью осуществления вихревого потока газообразной смеси с учетом формы и конфигурации вихревого сепаратора 40, а также углом и направлением, с которыми газообразная смесь входит в вихревой сепаратор 40 по линии 22 гидравлической связи. В качестве одного специфического, но не ограничительного примера, вихревой сепаратор 40 может быть выполнен в виде статического центробежного сепаратора, имеющего, в общем, корпус 42 в виде усеченного конуса, имеющий первый конусный конец 44 и широкий второй конец 46. Первый конец 44 корпуса 42 может образовывать первое выходное отверстие, связанное с линией 24 гидравлической связи. Второй конец 46 корпуса 42 может включать в себя входное отверстие 50 и второе выходное отверстие 52. Входное отверстие 50 может быть выполнено так, что газообразная смесь входит в тело 42 по окружности, направляя тем самым газообразную смесь по схеме вихревого потока. Второе выходное отверстие 52 может быть выровнено по оси с корпусом 42 и может быть, в общем, отцентрировано относительно корпуса 42. Второе выходное отверстие 52 может включать в себя трубу или что-то аналогичное ей, простирающееся по оси по меньшей мере частично в корпусе 42.

Таким образом, когда газообразная смесь входит в тело 42 вихревого сепаратора 40 через входное отверстие 50, газообразная смесь может расширяться (охлаждаться) и может быть преобразована в вихревой поток. Газообразная смесь может разделиться на первую фракцию 23, которая может выйти из вихревого сепаратора 40 по линии 24 гидравлической связи, и вторую фракцию 25, которая может выйти из вихревого сепаратора 40 по линии 26 гидравлической связи. В другой конструкции вихревой сепаратор 40 может быть динамическим аппаратом или системой. Динамический вихревой сепаратор 40 может включать в себя крыльчатку, рабочее колесо, турбину или аналогичный элемент, который может быть соединен или не соединен с валом, приводящимся в действие двигателем, и который принудительно преобразовывает газообразную смесь в вихревой поток. Также предусмотрено применение как динамического вихревого сепаратора, так и статического вихревого сепаратора.

По фиг. 3 в другом варианте осуществления раскрытой системы отделения диоксида углерода сепарационная установка 12 может быть емкостью 60 высокого давления (или может ее включать в себя), в которой давление газообразной смеси может быть повышено с возможностью ее сжижения. В частности, повышением давления газообразной смеси в емкости 60 высокого давления газообразную смесь можно разделить по меньшей мере на первую фракцию 62 и вторую фракцию 64. Первая фракция 62 может находиться в жидкой фазе, а вторая фракция 64 может находиться в газообразной фазе. Первая фракция 62 может выходить из емкости 60 высокого давления по линии 24 гидравлической связи, а вторая фракция 64 может выходить из емкости 60 высокого давления по линии 26 гидравлической связи.

Емкость 60 высокого давления может быть любой емкостью, предназначенной для хранения газообразной смеси при повышенных давлениях. В одной конструкции емкость 60 высокого давления может быть предназначена на давление по меньшей мере 80 атм. В другой конструкции емкость 60 высокого давления предназначена на давление по меньшей мере 90 атм. В другой конструкции емкость 60 высокого давления рассчитана на давление по меньшей мере 100 атм. В другой конструкции емкость 60 высокого давления рассчитана на давление по меньшей мере 150 атм. Еще в одной конструкции емкость 60 высокого давления может быть предназначена на давление по меньшей мере 200 атм.

Когда газообразную смесь извлекают из нефтяной скважины и она в основном состоит из диоксида углерода, как отмечалось выше, первая фракция 62 может быть по существу чистым диоксидом углерода, а вторая фракция 64 может включать в себя компоненты с более легкими молекулярными массами, такие как водяной пар и метан. В качестве одного примера первая фракция 62 может включать в себя по меньшей мере 95% по массе диоксида углерода. В качестве другого примера первая фракция 62 может включать в себя по меньшей мере 96% по массе диоксида углерода. В качестве следующего примера первая фракция 62 может включать в себя по меньшей мере 97% по массе диоксида углерода. В качестве следующего примера первая фракция 62 может включать в себя по меньшей мере 98% по массе диоксида углерода. В качестве еще одного примера первая фракция 62 может включать в себя по меньшей мере 99% по массе диоксида углерода.

Давление, требуемое для сжижения газа внутри емкости 60 высокого давления, может зависеть от множества факторов, включающих в себя состав газообразной смеси и концентрацию различных компонентов, которые составляют газообразную смесь. Когда газообразную смесь извлекают из нефтяной скважины и она в основном состоит из диоксида углерода, как отмечалось выше, то для ее сжижения могут быть достаточными сравнительно низкие давления.

Диоксид углерода конденсируется в жидкость при относительно низком парциальном давлении по сравнению со многими другими газами, такими как углеводороды. Например, чистый диоксид углерода может конденсироваться в жидкость при около 1000 фунтах/дюйм2 (68 атм). В качестве другого примера газообразная смесь, содержащая около 90% по массе диоксида углерода (остальное метан), может сжижаться при около 1300 фунтах/дюйм2 (88 атм). Таким образом, не ограничиваясь какой-либо конкретной теорией, можно полагать, что сжижение может быть сравнительно низким по стоимости способом отделения диоксида углерода от газообразной смеси, особенно, когда газообразная смесь включает в себя сравнительно высокую концентрацию диоксида углерода, благодаря относительно низким давлениям, требующимся для достижения сжижения.

Таким образом, емкость 60 высокого давления может быть накачана до давления, достаточного для конденсации по меньшей мере одного компонента (например, диоксида углерода) газообразной смеси. В одном варианте емкость 60 высокого давления может быть накачана до давления по меньшей мере 1000 фунтов/дюйм2 (68 атм). В другом варианте емкость 60 высокого давления может быть накачана до давления по меньшей мере 1300 фунтов/дюйм2 (88 атм). В следующем варианте емкость 60 высокого давления может быть накачана до давления по меньшей мере 1400 фунтов/дюйм2 (95 атм). В следующем варианте емкость 60 высокого давления может быть накачана до давления по меньшей мере 1600 фунтов/дюйм2 (109 атм). В следующем варианте емкость 60 высокого давления может быть накачана до давления по меньшей мере 1800 фунтов/дюйм2 (122 атм). Еще в одном варианте емкость 60 высокого давления может быть накачана самое большее до давления в 2000 фунтов/дюйм2 (136 атм). Также раскрытыми являются способы для разделения газообразной смеси на первую фракцию и вторую фракцию. Раскрытые способы отделения могут быть применены для отделения диоксида углерода от, например, газообразного потока, выходящего из газонефтяного сепаратора нефтяной скважины, хотя также предполагаются различные другие применения раскрытых способов.

По фиг. 4 один вариант осуществления раскрытого способа отделения газообразной смеси, обозначенный в целом позицией 100, может начинаться в блоке 102 с этапа получения газообразной смеси. Как описано выше, газообразной смесью может быть смесь, содержащая диоксид углерода и извлеченная из нефтяной скважины во время использования метода МУН. Предусмотрено также применение других газообразных смесей.

Как представлено в блоке 104, газообразная смесь может быть направлена в вихревой поток. Для придания газообразной смеси вихревого потока могут быть применены различные аппараты и системы. Например, могут быть применены статические или динамические вихревые сепараторы.

При нахождении газообразной смеси в вихревом потоке первая фракция (например, фракция, содержащая диоксид углерода) газообразной смеси может быть отделена от второй фракции (например, фракции, содержащей легкие углеводороды), как показано в блоке 106. После отделения первая фракция может быть отправлена в первую емкость (блок 108), а вторая фракция может быть отправлена во вторую емкость (блок 110).

По желанию этапы, представленные в блоках 104 и 106, могут быть повторены один раз или более, например, применением множества последовательных вихревых сепараторов для дополнительной очистки первой фракции, второй фракции или обеих фракций. По фиг. 5 другой вариант осуществления раскрытого способа разделения газообразной смеси, в целом обозначенный позицией 200, может начинаться в блоке 202 с этапа получения газообразной смеси. Как описано выше, газообразной смесью может быть смесь, содержащая диоксид углерода, извлеченная из нефтяной скважины во время использования метода МУН, и она может иметь сравнительно высокую концентрацию (например, 80% по весу или более) диоксида углерода. Предусматривается также применение других газообразных смесей.

Как показано в блоке 204, газообразная смесь может быть сжата до давления, достаточного для образования жидкой фазы и газообразной фазы. Например, для достижения заданного давления газообразная смесь может быть сжата подачей ее в емкость высокого давления.

При сжатой газовой смеси, как показано в блоке 206, первая, жидкая фракция (например, фракция, содержащая диоксид углерода) газообразной смеси может быть отделена от второй, газообразной фракции (например, фракции, содержащей легкие углеводороды). После отделения первая фракция может быть отправлена в первую емкость (блок 208), а вторая фракция может быть отправлена во вторую емкость (блок 210).

Соответственно, раскрытые системы и способы могут обеспечить разделение одного или более компонентов газообразной смеси от одного или более других компонентов газообразной смеси без уничтожения (например, сжигания) каких-либо компонентов. Таким образом, разделенные первая и вторая фракции могут быть использованы в различных целевых применениях, например методе МУН, и выработке энергии.

Несмотря на то, что были показаны и описаны различные варианты осуществления раскрытых систем и способов отделения диоксида углерода, после ознакомления с описанием изобретения у специалистов в данной области техники могут появиться модификации. Данная заявка включает в себя такие модификации и ограничена только объемом формулы изобретения.

1. Способ разделения, содержащий этапы, на которых:

обеспечивают наличие газообразной смеси, содержащей по меньшей мере первый компонент, содержащий диоксид углерода, и второй компонент, содержащий по меньшей мере углеводород, причем первый компонент содержится в газообразной смеси в первом массовом процентном содержании;

сжимают газообразную смесь с образованием жидкой фракции, содержащей первый компонент, и газообразной фракции, содержащей второй компонент, причем первый компонент содержится в жидкой фракции во втором массовом процентном содержании, а второе массовое процентное содержание больше первого массового процентного содержания; и

отделяют жидкую фракцию от газообразной фракции.

2. Способ по п. 1, в котором первое массовое процентное содержание составляет по меньшей мере 80%.

3. Способ по п. 1, в котором второе массовое процентное содержание составляет по меньшей мере 90%.

4. Способ по п. 1, в котором этап сжатия включает в себя сжатие газообразной смеси до давления по меньшей мере 6,895 МПа.

5. Способ по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащий этап, на котором жидкую фракцию отправляют в нефтяную скважину.

6. Способ по п. 1, в котором газообразная фракция содержит второй компонент, при этом второй компонент представляет собой углеводород.

7. Способ по п. 6, дополнительно содержащий этап, на котором указанный углеводород сжигают с получением электрической энергии.

8. Способ по п. 1, в котором этап сжатия содержит закачивание газообразной смеси в емкость высокого давления.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтегазовой и химической промышленности и касается способа обогащения гелием гелийсодержащего природного газа. Способ содержит этапы, на которых обеспечивают канал, выполненный в виде, по меньшей мере, одной винтообразной однообъёмной спирали, состоящей из, по меньшей мере, одного витка, вводят в канал в качестве основного потока гелийсодержащий природный газ, обеспечивают ламинарность основного потока, обеспечивают перераспределение гелия, содержащегося в основном потоке, посредством центробежной силы с насыщением гелием той части основного потока, которая расположена ближе к центру вращения потока, полностью отделяют часть основного потока, насыщенного гелием, от остального потока, содержащего тяжелые компоненты основного потока, с помощью перегородки такой формы и установленной в канале таким образом, что обеспечивается минимальное сопротивление движению потоков, обеспечивают ламинарность насыщенного гелием потока, обеспечивают перераспределение гелия, содержащегося в насыщенном гелием потоке, посредством центробежной силы с обогащением гелием той части насыщенного гелием потока, которая расположена ближе к центру вращения потоков, из насыщенного гелием потока отбирают обогащённый гелием поток, который проходит вдоль внутренней поверхности канала, ближайшей к центру вращения потоков, при этом отбор осуществляют, не нарушая ламинарность насыщенного гелием потока.

Изобретение относится к области подготовки природного и попутного нефтяного газов перед подачей потребителю. Устройство для глубокого охлаждения природного и попутного нефтяного газов содержит вихревую трубку Ранка-Хилша и сопла Лаваля, последовательно соединенные между собой в одном корпусе.

Изобретение описывает способ комплексной подготовки газа, при котором газ входной сепарации подвергают дефлегмации за счет охлаждения газом низкотемпературной сепарации с получением газа дефлегмации и флегмы, которую смешивают с конденсатом входной сепарации, и выветривают с получением выветренного конденсата и газа выветривания, который совместно с редуцированным газом дефлегмации подвергают низкотемпературной сепарации с получением газа и конденсата, а при стабилизации смеси конденсатов получают газ стабилизации и стабильный конденсат, отличающийся тем, что сырой газ перед входной сепарацией редуцируют и смешивают с газом стабилизации с помощью эжектирующего устройства, газ входной сепарации охлаждают редуцированным выветренным конденсатом и предварительно нагретым газом низкотемпературной сепарации, а смесь конденсата входной сепарации и флегмы редуцируют и смешивают с конденсатом низкотемпературной сепарации с помощью эжектирующего устройства перед выветриванием.

Изобретение относится к устройствам подготовки путем отбензинивания попутного нефтяного газа и газа дегазации конденсата. Блок отбензинивания низконапорного тяжелого углеводородного газа включает компрессор, установленный на линии сырьевого газа, и дефлегматор с линией вывода конденсата и тепломассообменным блоком, охлаждаемым хладагентом.

Изобретение относится к устройствам переработки низконапорных газов и конденсатов, образующихся при транспортировке газа, и может быть использовано в нефтегазовой промышленности.

Группа изобретений относится к способам подготовки газа путем низкотемпературной конденсации и может быть использована в газовой промышленности для промысловой подготовки скважинной продукции газоконденсатных месторождений.

Изобретение относится к способам компримирования газа и может быть использовано в различных отраслях промышленности для компримирования многокомпонентных газов, содержащих пары тяжелых компонентов.

Изобретение относится к способам переработки низконапорных газов и конденсатов, образующихся при трубопроводном транспорте газа. Газ сжимают и охлаждают в условиях дефлегмации и стабилизации флегмы на начальных ступенях компримирования совместно с газами стабилизации низкого давления, с получением конденсата низкого давления и сжатого газа, который осушают, очищают и смешивают с газом стабилизации высокого давления, сжимают и охлаждают в условиях дефлегмации и стабилизации флегмы на третьей ступени с использованием в качестве хладоагента газа низкотемпературной сепарации с получением пропан-бутановой фракции и сжатого газа.

Изобретение относится к криогенной технике. Малогабаритная установка сжижения природного газа включает в себя участок газопровода, криогенную газовую машину (КГМ), работающую по обратному циклу Стирлинга, теплообменники вымораживатели-конденсаторы природного газа (ПГ), криогенную емкость для сжиженного природного газа (СПГ), газодувку и подогреватель азота.

Изобретение относится к способам подготовки углеводородных газов путем низкотемпературной сепарации и может быть использовано для подготовки попутного нефтяного газа в нефтяной промышленности.

Изобретение относится к газовой и нефтяной промышленности, а именно к установкам подготовки газа адсорбционным способом, и может быть использовано в газовой, нефтяной, нефтехимической, химической отраслях промышленности на установках подготовки газа.

Изобретение относится к технологии сжижения и разделения природного газа. Сжижающая система (1) для природного газа включает блок удаления воды из исходного газообразного материала, первый расширитель (3), который производит энергию посредством использования природного газа под давлением в качестве газообразного материала; первый охлаждающий блок (11, 12), который охлаждает газообразный материал, имеющий пониженное давление посредством расширения в первом расширителе; дистилляционный блок (15) для уменьшения содержания или удаления тяжелого компонента, содержащегося в газообразном материале, посредством дистилляции газообразного материала, охлажденного первым охлаждающим блоком; первый компрессор (4) для сжатия газообразного материала, из которого частично или полностью удалены тяжелые компоненты посредством дистилляционного блока, за счет использования энергии, производимой в первом расширителе; и сжижающий блок (21) для сжижения газообразного материала, сжатого первым компрессором, посредством теплообмена с хладагентом.

Изобретение относится к средствам низкотемпературного разделения воздуха. Предложен способ получения по меньшей мере одного жидкого кислородсодержащего продукта (LOX) и одного газообразного кислородсодержащего продукта (GOX) низкотемпературным разделением воздуха (AIR) в системе дистилляционных колонн (S) установки разделения воздуха.

Изобретение относится к области газовой промышленности, а именно к технике и технологии подготовки углеводородного газа. Способ подготовки углеводородного газа включает сепарацию газа с отводами отделенного углеводородного конденсата и воды, адсорбционную осушку и отбензинивание газа, отвод подготовленного газа, регенерацию адсорбента, стабилизацию углеводородного конденсата, отделенного при сепарации газа и полученного при охлаждении и сепарации газа после проведения регенерации адсорбента, с отводом стабильного конденсата и газов стабилизации, выделившиеся газы стабилизации направляют на собственные нужды или на компримирование с последующей подачей или в поток исходного газа, или в поток подготовленного газа, а отработанный газ регенерации охлаждают дросселированием с последующей ректификацией для дополнительного получения стабильного конденсата, при этом при стабилизации углеводородного конденсата, отделенного при сепарации газа и полученного при охлаждении и сепарации газа после проведения регенерации адсорбента, для охлаждения используют подвергнутый дросселированию отработанный газ регенерации.

Изобретение относится к области сжижения газов и их смесей и может быть применено для частичного сжижения в каскадных установках на газораспределительных станциях (ГРС) магистральных газопроводов.

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для производства воздухоразделительных установок в удалённом местоположении, используя мобильный производственный объект.

Изобретение относится к технологическим процессам получения инертных газов и может быть использовано для получения концентрата ксенона и криптона. Способ осуществляется путем подачи в реактор природного или попутного нефтяного газа, причем одновременно с природным или попутным газом в реактор подают диспергированную воду и создают термобарические условия по давлению в интервале от 0,1 до 20 МПа и по температуре в интервале от -50 до +50°С для образования концентрата газовых гидратов этана, пропана, изобутана и криптона.

Изобретение относится к нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности. Способ очистки отходящих газов окисления изопропилбензола заключается в извлечении изопропилбензола с помощью низкотемпературной конденсации, причем для создания низких температур используют энергию отходящих газов окисления изопропилбензола.

Изобретение относится к способам низкотемпературной очистки низконапорных нефтяных газов и может быть использовано в нефтяной промышленности. Способ включает ввод ингибитора гидратообразования в поток газа, охлаждение этого газа рекуперацией холода подготовленного газа и испарением хладагента, отделение охлажденного газа от конденсированной жидкой фазы и подачу потребителю конденсированных углеводородов и подготовленного газа.

Изобретение относится к способам компримирования газа и может быть использовано в различных отраслях промышленности для компримирования многокомпонентных газов, содержащих пары тяжелых компонентов.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и сельского хозяйства и может быть использовано в процессах комплексной утилизации дымовых газов от стеклоплавильных печей для очистки от оксидов азота и пыли.

Изобретение относится к нефтяной, газовой и химической промышленности и может быть использовано при разделении смесей, содержащих диоксид углерода. Разделяемая газообразная смесь содержит первый компонент, содержащий диоксид углерода, и второй компонент, содержащий углеводород. Первый компонент содержится в газообразной смеси в первом массовом процентном содержании – по меньшей мере 80. Газообразную смесь сжимают закачиванием в емкость высокого давления до давления по меньшей мере 6,895 МПа с образованием жидкой фракции, содержащей первый компонент во втором массовом процентном содержании, которое больше первого - по меньшей мере 90, и газообразной фракции, содержащей второй компонент. Жидкую фракцию отделяют от газообразной фракции и направляют в нефтяную скважину. Углеводород сжигают с получением электрической энергии. 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

Наверх