一种适用于气井井下工况的甲烷原地重整制氢方法和系统技术方案

本发明专利技术提供一种适用于气井井下工况的甲烷原地重整制氢方法和系统，涉及甲烷重整制氢技术领域，通过将过热蒸汽空化发生装置和甲烷重整装置采用油管连接下入井下气藏所在位置，通过采用过热蒸汽空化发生装置为井下气藏产出的甲烷提供重整制氢反应所需的过量过热蒸汽，进而实现了甲烷重整装置的小型化设计，实现了将甲烷水蒸气重整反应由大型炼化厂转移到每口气井井下来实施；而且液体空化加热技术的引入大大提升了过热蒸汽制作过程中的能量利用效率，同时通过将甲烷水蒸气重整制氢工艺由地上大型化工厂转移到气井井下，节省了甲烷处理、运输的费用。运输的费用。运输的费用。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于气井井下工况的甲烷原地重整制氢方法和系统


[0001]本专利技术涉及甲烷重整制氢
，尤其涉及一种适用于气井井下工况的甲烷原地重整制氢方法和系统。

技术介绍

[0002]绿色低碳战略是顺应全球工业和能源行业绿色低碳化发展趋势的必然选择。技术创新使能源应用转型升级来到了新的历史节点上：氢能、风能、太阳能等绿色可再生能源的技术创新越来越快，成本越来越低，能源的利用效率显著提升。油气行业全价值链从开采、运输、储存到终端应用都会产生大量碳排放，全链温室气体排放量达到全球总排放量的40％以上，其中生产阶段的排放占20％，使用阶段的排放占80％。要实现碳中和目标，油气行业势必成为减排的主体。
[0003]同传统化工燃料汽油和柴油相比，氢能具有三大优势。一是较高的能量密度：除核燃料外，氢的燃烧热值居所有化工燃料榜首，燃烧1kg氢释放的热量，可释放12MJ(28.6Mcal)热量约为汽油的三倍；二是较高的能量转化效率：氢能可以通过燃料电池直接转化为电能，转化过程中产生的热可进一步利用，综合效率可达83％。氢气燃烧不仅热值高，而且火焰传播速本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于气井井下工况的甲烷原地重整制氢系统，其特征在于，所述甲烷原地重整制氢系统包括采用油管连接下入井下气藏所在位置的过热蒸汽空化发生装置和甲烷重整装置，所述过热蒸汽空化发生装置为所述甲烷重整装置提供过热蒸汽，所述过热蒸汽空化发生装置包括水箱、高压水泵、空化发生系统、加热器、控制系统、泄压阀、流量计和测温仪，其中，所述空化发生系统采用空化喷嘴实现液体空化，所述加热器为所述空化发生系统提供辅助加热。2.根据权利要求1所述的适用于气井井下工况的甲烷原地重整制氢系统，其特征在于，所述甲烷重整装置采用Ni/A12O3作为催化剂，在井下气藏所在位置原地对井下气藏产出的甲烷进行重整反应得到氢气、一氧化碳和二氧化碳混合气体，其中，采用所述甲烷重整装置进行重整反应后的混合气体中二氧化碳的含量小于氢气或一氧化碳的含量。3.根据权利要求1所述的适用于气井井下工况的甲烷原地重整制氢系统，其特征在于，所述高压水泵的进水管道与所述水箱连接，所述高压水泵的出水管道与所述空化喷嘴连接，所述控制系统与所述高压水泵、所述空化喷嘴和所述加热器之间连接，所述泄压阀、所述流量计和所述测温仪设置在所述空化发生系统的出口处。4.根据权利要求1所述的适用于气井井下工况的甲烷原地重整制氢系统，其特征在于，所述空化发生系统包括壳体，所述空化喷嘴的尖端设置在所述壳体的内部，所述壳体为倒立的圆锥凸台结构。5.根据权利要求4所述的适用于气井井下工况的甲烷原地重整制氢系统，其特征在于，所述空化喷嘴的尖端朝向所述圆锥凸台结构的小端设置，所述空化喷嘴出口平面外法线垂直于圆锥凸台结构内表面，所述空化喷嘴出口处形成的空化泡和液滴的流体束高速撞击所述壳体的壁面。6.一种适用于气井井下工况的甲烷原地重整制氢方法，所述甲烷原地重整制氢方法采用所述权利要求1~5任一项所述的适用于气井井下工况的甲烷原地重整制氢系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明波，孙晓东，李罗鹏，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：