малотоннажная установка по утилизации ресурсов малых месторождений природного газа

Формула изобретения

Малотоннажная установка по утилизации ресурсов малых месторождений природного газа, состоящая из очистительного модуля с последующей подачей в теплообменник, теплообменника предварительного нагрева с последующей подачей в теплообменник-рекуператор, теплообменника-рекуператора для тепловой обработки сырья с последующей подачей в реактор плазмохимического синтеза, реактора плазмохимического синтеза для образования водородно-сажевой смеси с последующей подачей в теплообменник-рекуператор, теплообменника-рекуператора для закалки и подачи в теплообменник-охладитель, теплообменника-охладителя для охлаждения смеси с последующей подачей в циклон, циклона для выделения и подачи в рукавный фильтр, рукавного фильтра для сбора с последующей подачей в гранулятор и конденсатор, гранулятора для гранулирования частиц сажи при увлажнении водой из конденсатора и последующей подачи в сушильный барабан, конденсатора для подачи воды в гранулятор и конденсации воды с подачей водородной смеси в компрессор, сушильного барабана для осушки и выделения, компрессора для сжатия водорода и подачи в мембранный блок, мембранного блока для обогащения и последующего выделения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологиям малотоннажной утилизации непромышленных газов в газовой промышленности.

Данная установка предназначена для утилизации ресурсов малых месторождений природного газа с суточным объемом до 5000 м³.

Производительность установки:

- водород - 50 м³/час;

- сажа - 150 кг/час.

Принцип работы установки основан на плазмохимическом синтезе природного газа выдаваемого скважиной на месторождении в сажу и водород. Установка представляет собой малотоннажный комплекс технологических линий представленных в виде 3 основных блоков:

- подготовки и очистки сырья (фиг.1);

- плазмохимического синтеза (фиг.1);

- выделения продуктов и упаковки (фиг.1).

Установка работает следующим образом (фиг.2): природный газ на месторождении (блок 1) поступает в очистительный модуль 1, где происходит трехуровневую очистку от вторичных компонентов через проточные каналы со слоем цеолитов, оксида алюминия в комбинации с кремниевыми кислотами в соотношении 2:1 при температуре 30°С, а затем предварительно нагревается при температуре 150°С в теплообменнике 2 и поступает на тепловую обработку в теплообменник-рекуператоре 3. После этого нагретый природный газ поступает в плазмохимический реактор 4 (блок -2) со встроенными плазменными коммуникаторами, создающими поле для интенсивной деструкции молекулы метана с подачей водяного пара. Образовавшаяся в плазмохимического реакторе 4 водородно-сажевая смесь с предварительной закалкой в теплообменнике-рекуператоре 5 при температуре 300°С и охлаждением в теплообменнике-охладителе 6 при температуре -30°С. Водородно-сажевая смесь поступает в циклон 7 (блок-3), где происходит уплотнение и окончательное выделение уплотненных частиц сажи, которые собираются в рукавном фильтре 8 и поступают на гранулирование в гранулятор 9, а водородная смесь поступает в конденсатор 11. Гранулированная сажа увлажняется водой из конденсатора 11 и поступает в сушильный барабан 10 для осушки и выводится в виде конечного продукта. Поток водорода очищенного от сажи, после рукавного фильтра 8 поступают в теплообменник-конденсатор 11, где происходит конденсация воды. Водород поступает в компрессор 12, где сжимается до давления 3,6 МПа и обогащается в мембранном отделении 13. Прошедший через мембрану водород выводится в виде конечного продукта.

Таким образом, осуществляется полная утилизация ресурсов малых месторождений природного газа за счет сконструированной установки по переработке малодебитного природного газа в сажу и водород.