用于氧化烃气体的系统和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109415953A(43)申请公布日2019.03.01(21)申请号201780035787.7(74)专利代理机构北京世峰知识产权代理有限公司1(22)申请日2017.04.201713代理人康健王思琪(30)优先权数据62/325,7522016.04.21US(51)Int.Cl.F01K25/10(2006.01)(85)PCT国际申请进入国家阶段日F02C3/34(2006.01)2018.12.07(86)PCT国际申请的申请数据PCT/IB2017/0522832017.04.20(87)PCT国际申请的公布数据WO2017/182980EN2017.10.26(71)申请人八河流资产有限责任公司地址美国北卡罗来纳州(72)发明人B·A·福里斯特J·E·费特威德P·M·麦高第权利要求书2页说明书12页附图7页(54)发明名称用于氧化烃气体的系统和方法(57)摘要本公开涉及系统和方法，其中稀释烃流可被氧化，以为发电系统提供另外的能量。烃可进行氧化，而没有实质性的燃烧。如此，可有效使用原本需要进行昂贵的分离工艺的稀释烃流，用于改善发电系统和方法。这种系统和方法尤其可使用包括大量的二氧化碳的稀释烃流，比如可在烃回收工艺，比如提高石油采收率或常规的烃回收工艺中产生的稀释烃流。CN109415953ACN109415953A权利要求书1/2页1.一种用于发电的方法，其包括：进行封闭式或半封闭式发电循环，其中：CO2作为工作流体循环，其被重复压缩和膨胀用于发电；第一燃料源在燃烧室中燃烧，以在所述工作流体被压缩之后并且在所述工作流体被膨胀之前，加热所述工作流体，用于发电；和回热式换热器用于再捕获燃烧的热，用于加热所述工作流体；和用在所述燃烧室外使用第二燃料源形成的热使所述工作流体加热，所述加热为再捕获的燃烧的热的补充，并且所述第二燃料源为稀释烃流，所述稀释烃流在没有实质性燃烧的情况下被氧化以提供在所述燃烧室外形成的热。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述稀释烃流中烃的浓度低于所述烃的爆炸下限(LEL)。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述稀释烃流中的烃被催化氧化。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中：在所述燃烧室中在存在CO2工作流体的情况下用氧燃烧所述第一燃料，以形成废气流；来自所述燃烧室的所述废气流在涡轮中膨胀，以发电并且形成涡轮废气流；将所述涡轮废气流在所述回热式换热器中冷却；将离开所述回热式换热器的所述涡轮废气流纯化，以至少去除来自所述工作流体的水；将至少一部分所述工作流体在压缩机中压缩；使至少一部分压缩的工作流体返回通过所述回热式换热器，使得所述压缩的工作流体被从所述涡轮废气流提取的热加热；和加热的所述压缩的工作流体再循环至所述燃烧室。5.根据权利要求4所述的方法，其中在所述工作流体在所述压缩机中压缩之后并且在所述工作流体返回通过所述回热式换热器之前，将所述稀释烃流添加至所述工作流体。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述稀释烃流中的烃在所述回热式换热器中被氧化。7.根据权利要求5所述的方法，其中所述稀释烃流中的烃在另外的换热器中被氧化，所述另外的换热器配置为与所述工作流体和为所述燃烧室提供氧的氧流中的一种或两种热交换。8.根据权利要求4至7中任一项所述的方法，其中在所述回热式换热器中所述稀释烃流与所述压缩的工作流体合并。9.根据权利要求4至7中任一项所述的方法，其中一部分所述压缩的工作流体与氧合并，以形成稀释的氧流，并且其中所述稀释烃流与所述稀释的氧流合并。10.根据权利要求9所述的方法，其中与所述稀释烃流合并的稀释的氧流穿过所述回热式换热器，其中所述稀释烃流中的烃被氧化。11.根据权利要求9所述的方法，其中与所述稀释烃流合并的所述稀释的氧流穿过另外的换热器，其中所述稀释烃流中的烃被氧化。12.根据权利要求4至7中任一项所述的方法，其中所述稀释烃流被输入至氧化反应器。13.根据权利要求12所述的方法，其中离开所述氧化反应器的反应流被输入至所述回2CN109415953A权利要求书2/2页热式换热器。14.根据权利要求12所述的方法，其中离开所述氧化反应器的反应流被输入至另外的涡轮，用于发电。15.根据权利要求14所述的方法，其中一部分所述涡轮废气流被输入至所述氧化反应器，以便被包括在被输入至所述另外的涡轮的所述反应流中。16.根据权利要求1至15中任一项所述的方法，其中所述稀释烃流为提高石油采收率工艺的产物。17.一种发电系统，其包括：发电单元，其配置为进行封闭式或半封闭式发电循环，所述发电单元包括：燃烧室，其配置为在存在压缩的CO2工作流体的情况下燃烧第一燃料；涡轮，其配置为使所述压缩的CO2工作流体膨胀，