СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ТОПЛИВНОГО ГАЗА
METHOD OF FUEL GAS PREPARATION

Изобретение относится к области подготовки топливного газа, в частности для повышения метанового индекса и снижения теплотворной способности, и может быть использовано в энергетике для подготовки топливного газа газопоршневых электростанций (ГПЭС), работающих на попутном нефтяном газе.
Энергомашины газопоршневых электростанций работают на попутном нефтяном газе, подготовленном в соответствии с техническими требованиями производителей. Величины метанового индекса и теплотворной способности газа являются основными требованиями, предъявляемыми к топливному газу для ГПЭС. Метановый индекс характеризует детонационную стойкость топливного газа (аналогично октановому числу для бензинов).
При работе на газе, не удовлетворяющем техническим требованиям, происходит детонация в двигателях внутреннего сгорания, «деградация» энергомашин и, как следствие, недостаточная выработка электроэнергии (60-70% от номинальной мощности).
Подготовка топливного газа с целью увеличения метанового индекса и снижения теплотворной способности достигается изменением компонентного состава газа.
Так, известен способ промысловой подготовки (путем изменения компонентного состава) топливного газа низкотемпературной сепарацией. Способ заключается в создании холода: либо внутреннего (компримированием с последующим дросселированием), либо внешнего (применением специальных холодильных машин) и отделения сконденсировавшихся в результате охлаждения «тяжелых» углеводородов (Берлин М.А., Гореченков В.Г., Волков Н.П. Переработка нефтяных и природных газов. - М.: Химия, 1981. - с.168; Бекиров Т.М., Ланчаков Г.А. Технология обработки газа и конденсата. - М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 1999 - с.305, 324).
Реализация в промысловых условиях способа подготовки топливного газа низкотемпературной сепарацией на ГПЭС требует высоких капитальных и эксплуатационных затрат, что увеличивает себестоимость произведенной электроэнергии.
Наиболее близким к заявляемому является способ подготовки топливного газа, приведенный в авторском свидетельстве SU 1326317 А1, данный способ включает сепарацию и фильтрацию газа в газожидкостном сепараторе, однако не позволяет изменять метановый индекс и теплотворную способность топливного газа.
Предлагается способ промысловой подготовки топливного газа, включающий сепарацию и фильтрацию от капельной жидкости и механических примесей, отличающийся тем, что с целью повышения метанового индекса и снижения теплотворной способности в топливный газ подают азотно-воздушную смесь с содержанием азота 90-99 об.%, подготовленный топливный газ подают на газопоршневые электростанции.
Принципиальная технологическая схема предлагаемого способа приведена на фиг.1. Попутный нефтяной газ поступает в сепаратор С-1 для улавливания жидкостных пробок и грубой очистки от капельной жидкости и механических примесей, далее поступает в фильтр Ф-1 для тонкой очистки от капельной жидкости и механических примесей. После фильтрации очищенный от капельной жидкости и механических примесей газ смешивается с азотно-воздушной смесью с содержанием азота 90-99 об.% для увеличения метанового индекса и снижения теплотворной способности и подается на газопоршневую электростанцию.
Зависимости изменения метанового индекса и теплотворной способности топливного газа от количества и качества (содержания азота в смеси) подаваемой азотно-воздушной смеси (получаемой из воздуха) на примере попутного газа 1 ступени сепарации нефти Восточно-Перевального месторождения, приведены в таблице. Графические зависимости метанового индекса и теплотворной способности от количества подаваемой азотно-воздушной смеси приведены на фиг.2, 3.
Расчеты метанового индекса выполнялись в ПО AVL Methane version 3.10а (производства AVL List GmbH), расчеты теплотворной способности в ПО Hysys 2006 (производства Aspentech).
Данные графики наглядно демонстрируют осуществление способа промысловой подготовки топливного газа в области значений метанового индекса и теплотворной способности смешением с азотно-воздушной смесью. Количество подаваемой азотно-воздушной смеси для подготовки топливного газа до требований спецификаций определяется в каждом конкретном случае в зависимости от состава и физико-химических свойств газа.
Реализация предлагаемого способа промысловой подготовки позволит с наименьшими капитальными и эксплуатационными затратами повысить метановый индекс и снизить теплотворную способность топливного газа.