Разработка методов промысловой утилизации попутных нефтяных газов
Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.515.11.5040
Организация
МФТИ
Руководитель работ
Сон Эдуард Евгеньевич
Продолжительность работ
2007 - 2008, 16 мес.
Бюджетные средства
13 млн
Внебюджетные средства
2 млн
Создание научно-технического задела по технологиям утилизации попутных нефтяных газов с использованием промысловой конверсии газов в химическое сырье (метанол).
Соисполнители
Организация
ЗАО "НПО Энерготехнология"
Этапы проекта
1
14.06.2007 - 31.07.2007
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.
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.
2
01.08.2007 - 07.12.2007
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.
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.
3
01.01.2008 - 30.06.2008
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..
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..
4
01.07.2008 - 31.10.2008
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.
Программа
Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"
Программное мероприятие
1.5 Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований и создание научно-технического задела в области рационального природопользования
Продолжительность работ
2010 - 2012, 26 мес.
Бюджетные средства
2,15 млн
Организация
РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина
профинансировано
Продолжительность работ
2010 - 2011, 15 мес.
Бюджетные средства
0,55 млн
Организация
Томский государственный университет, НИ ТГУ, ТГУ
профинансировано
Продолжительность работ
2009 - 2010, 11 мес.
Бюджетные средства
4 млн
Организация
Институт катализа СО РАН, ИК СО РАН,
профинансировано
Продолжительность работ
2009 - 2011, 24 мес.
Бюджетные средства
5 млн
Организация
РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина
профинансировано
профинансировано