使用金属有机框架控制天然气凝析液

液态天然气,或天然气凝析液,乙烷,丙烷,丁烷和自然“汽油”(戊烷)与石油和天然气生产。

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这些碳氢化合物代表一个重要的收入来源为石油和天然气业务。他们被液体通过凝结在生产过程中,通常存储/运以液态形式。每个天然气凝析液是由碳原子的数目定义(C2, C3、C4、C5)在其化学结构,因此每个人都有不同的大小和分子量。一个多世纪以来,生产者利用沸点温度差异在每个有价值的组件通过传统的蒸馏分离过程。

天然气凝析液分离系统部署在井口,共同在水力压裂技术领域,包括流量控制、制冷和压缩,帮助减少燃除有价值的天然气凝析液和减少释放到环境中。不幸的是,天然气凝析液的价格波动。这些系统的和昂贵的成本创建一个集合和扩口之间的权衡。有三个关键领域一项新技术可以专注于提高天然气凝析液收集的可能性:1)操作的灵活性以适应价格波动,2)二氧化碳和硫化氢宽容与酸气流,3)减少制冷低能量损失的收集。

2015年framergy建立了知识产权对甲烷吸附能力增加(C1)结合重碳氢化合物在金属有机框架的存在。在最初的实验中,反映出公司的首席运营官雷奥兹德米尔指出,重碳氢化合物如丙烷(C3)离开了系统层次顺序后甲烷。这个关键观察形成一个概念的新天然气凝析液分离系统基于金属有机框架,或财政部。

财政部晶体作为吸附剂在石油和天然气业务。该材料具有最大的人类已知的内部表面积。framergy天然气凝析液的分离系统,使用面积和分子间相互作用,取代人工能源输入,如极端压缩和冷却到一个可衡量的程度。介绍了色散保留机制,与财政部可以帮助保持更大的化合物,这通常洗脱顺序遵循化合物的沸点。在这个应用程序中,framergy利用其AYRSORB™F250,基于mof pcn - 250以及基督教民主党mil - 127,这是用于研究目的通过Strem化学物质。

奥兹德米尔先生,来证明他们的概念设计和建造天然气物种形成测试单位耐用井口气体压力,湿和酸性条件。美国国家科学基金会支持的公司,通过其小企业创新研究的程序,framergy现在的毕业生II亚博老虎机网登录b阶段高度竞争的项目。测试单元旨在捕获测试气体与AYRSORB™F250一罐和发布个人气组件与财政部到另一个。操作和数据收集管理集成虚拟仪器数据采集系统能够设定流量控制参数和监测气体调节祭衣。最初的测试集进行了使用模拟井口气体流由甲烷和天然气凝析液和安捷伦6850气相色谱仪(GC)。20.01% 74.02%的气体由甲烷,乙烷,丙烷4.96%,0.50%正丁烷,和0.51%的氮,这大致模拟尾气,气体也有一些治疗杂质。

控制运行后的试验装置模拟尾气流证明没有气体分离发生在一个空罐,罐都挤满了大约245克干AYRSORB™F250和清除使用压力和真空技术相结合。财政部在罐1中被暴露在尾气流30分钟,然后用相同的气体罐是加750 psig的压力来弥补由于气体吸附压降。在室温下运行,压力释放罐1阶段的一次50 psig,和一个示例分析了每个阶段后罐2。罐2后清空每次两个压力释放阶段(罐将达到100 psig)来测试每个成分的分离效率。治疗后,气源存入多个水槽坦克在100 psig不同油气合作协调的基础上,释放压力。

罐1中的压力从754 psig下降到699 psig第一次运行(罐2增加到40 psi),在第二次运行,压力罐从699 psig下降到650 psig(罐2增加到71 psig)。样本从罐2分析了40 psig(首次运行)和71 psig(第二运行)。第二次样品后,罐2被清空了。的步骤被重复,直到罐1达到150 psig。达到这种压力后,罐1气体被排放的一半因为两罐压力达到压力平衡,分析了罐2,每次运行后出院。气体分离与尾气测试显示从其余的高效分离甲烷碳氢化合物组件。第一个收集气体流为95.4摩尔% 4.3甲烷和乙烷摩尔%。罐1中的气体压力降低,甲烷纯度下降。在甲烷浓度跟着一起跳下去乙烷浓度的跳起来。的浓度由于乙烷经历相变从液体到气体在室温540 psig接受财政部。

接下来,一个连续流系统测试是测试的吸附和分离效率进行AYRSORB™F250不断而非批处理模式处理。使用相同的设置,一个压力和质量流量控制器连接到尾气流源气瓶来控制和调节压力和流量5 sccm(标准每分钟立方厘米)流量在环境压力。甲烷是第一个组件退出列在23分钟后纯度99.85%的高纯流甲烷。在第二个示例分析,治疗流是由甲烷和乙烷浓度略高于他们的源浓度和丙烷和丁烷的浓度可以忽略不计。连续的过程证明了尾气分离的能力提供高纯甲烷和天然气凝析液从尾气分离。

单级和持续的过程证明了尾气分离流的能力提供高纯甲烷和天然气凝析液从尾气分离单一组件。单级和持续的过程被应用于模拟气流54.90%的甲烷、乙烷22.00%,剩下的13.20%是丙烷,丁烷5.10%,1.00戊烷、正己烷0.26%,0.11%的正庚烷,0.51%的二氧化碳和2.90%的氮,这大致模拟相关的气体,气体更类似于气体从油井没有治疗。这里4 psig真空后拉罐1到0 psig。相关的气体分离测试与模拟气流升级甲烷浓度从54.9摩尔% 73.1 mol %和乙烷浓度20 mol % 60摩尔%。在很低的浓度、甲烷和乙烷在浓度非常接近40 - 50摩尔%之间。这些结果表明,乙烷浓度可以升级到一个浓度高于三倍源乙烷浓度使用这种技术。

连续流系统还显示,财政部处理,分离效率能够达到相关的气体流。这里,第二个样本分析发现88%的甲烷和一些残余乙烷和丙烷。己烷浓度在150分钟后发现和庚烷浓度在270分钟没有测量分析表明,天然气可以升级甲烷浓度和独立的天然气凝析液有关,同时消除重己烷和庚烷的酸性气体(二氧化碳)。

天然气凝析液处理系统需要达到的压力~ 1000 psi,零下-30°C(乙烷或-107°C)。上述系统利用财政部可以提高业务案例在井口天然气凝析液分离和收集。~ 500 psi的系统将只需要压力,不需要任何制冷。一旦应用压力,这个初始能量电荷可以遍布整个系统,甚至在当酸性气体存在。从根本上,framergy MOF系统应该有一个巨大的资本和运营成本优势与当前系统。

确认

最初由好雷奥兹德米尔,卡洛斯Ybanez和杰森·奥恩斯坦。支持美国国家科学基金会的资助。亚博老虎机网登录