Разработка методов промысловой утилизации попутных нефтяных газов

Проведен анализ научно-технической литературы, содержащей информацию о конверсии углеводородных газов в синтез-газ и последующем синтезировании из полученного газа жидкого конечного продукта – метанола.
Утилизация попутного нефтяного газа, не отличающегося стабильностью состава, кроме получения синтез-газа и синтезирования метанола включает еще один процесс, предшествующий двум последующим, а именно процесс превращения «жирного» газа в «тощий». Этот процесс теоретически обоснован и в настоящее время находится в стадии экспериментальной отработки.
Эти три процесса объединяются в малогабаритной установке для утилизации попутных нефтяных газов.
Разработана принципиальная схема малогабаритной установки; в соответствии с разработанными требованиями разработан проект малогабаритного генератора для получения синтез-газа и выбран безрециркуляционный процесс синтезирования метанола как наиболее соответствующий структуре установки.
Проведен анализ химических процессов происходящих при преобразовании нефтегазов в синтез-газ, разработана база данных и методы решения газодинамических процессов с химическими реакциями.
Проведено патентное исследование состояния проблем, связанных с решением поставленной задачи. Материалы патентного исследования представлены в отчете.
К выполнению работ привлечено 3 молодых ученых, 2 аспиранта, 2 студента. Подготовлена к публикации 1 научная статья в журнале “Теплофизика высоких температур”. На научные конференции представлено 2 доклада, представление 2 докладов планируется в ноябре 2007 г.

1. В результате НИР созданы программы двух- и трехмерного численного моделирования процессов конверсии попутного нефтяного газа в мета-нол на базе пакетов Gas Dynamics Tool, FemLab и FLUENT с визуали-зацией течений и процессов горения, проведены необходимые расчеты.
2. Организация рабочего процесса в генераторе исследована расчетным путем с применением современных программ расчетов течения газа в агрегатах с учетом конструктивных особенностей.
3. Разработана конструкторская документация (КД) модели генератора
4. Разработана КД генератора стендового исполнения, на ее основе со-злан генератор синтез-газа.
5. Разработана КД синтезатора метанола, на ее основе создан блок синте-зирования метанола.
6. Разработана блок – схема малогабаритной установки стендового ис-полнения и создана установка стендового исполнения, необходимая для экспериментальной отработки основных вопросов процесса горе-ния.
7. Разработана методика и система измерений параметров, определяю-щих работу генератора и синтезатора метанола в составе стендовой ус-тановки. Созданная система является прототипом системы измерений демонстрационной установки.

1. Изготовлен генератора синтез – газа.
2. Изготовлен синтезатора метанола.
3. Разработана общая методика испытаний.
4. Создана система измерений в стендовом исполнении.
5. Проведен отладочный пуск для проверки ПГС и режимов работы генератора.
6. Проведены эксперименты и сравнение результатов экспериментов с результатами численного моделирования.
7. По результатам сравнения проведена корректировка математических моделей объекта по результатам эксперимента..

В работе была экспериментально подтверждена возможность создания трехкомпонентного генератора, работающего на компонентах «водород + кислород + вода» с получением генераторного газа, состав которого соответствует (по отношению «водород/оксид углерода») газу, пригодному для синтезирования метанола. Объемная производительность такого генератора в сотни раз превосходит производительность заводских сооружений для получения синтез - газа, размеры и масса демонстрационного генератора на порядки меньше заводских сооружений. Научные, конструкторские и технологические решения, полученные в настоящей работе, существенно превышают мировой уровень, их реализация основана на технологических решениях, используемых в ЖРД.