[发明专利]低排放发电和烃采收系统及方法

说明书

本申请是分案申请，原申请的申请日为2010年07月09日、申请号为201080038890.5(PCT/US2010/041548)、发明名称为“低排放发电和烃采收系统及方法”。

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年9月1日提交的名称为“LOW EMISSION POWER GENERATION AND HYDROCARBON RECOVERY SYSTEMS AND METHODS(低排放发电和烃采收系统及方法)”的美国临时专利申请61/238,971的权益，其全部内容通过引用并入本文。

发明领域

本发明的实施方式涉及烃采收方法中的低排放发电。更具体而言，本发明的实施方式涉及一种方法和系统，其使用通过含氧燃料燃烧产生的高涡轮排出温度，(i)促进气态组分的燃烧器后转化以达到期望的化学状态，和(ii)重整(reform)控制燃料流，产生特征是氢增长的重整的控制燃料流。

发明背景

此章节意欲介绍与本发明的示例性实施方式有关的本领域的各个方面。相信本讨论有助于对促进本发明的具体方面的更好理解提供框架。因此，应当理解，应该以这个角度阅读本章节，并且不必承认是现有技术。

许多强化的烃采收操作可被分为以下类型中的一种：压力保持和混相驱动(miscible flooding)。在压力保持操作中，将惰性气体如氮气注入至主要为气态的储层，以在该储层中保持至少最低压力，阻止反凝析并提高总采收量。在混相驱动操作中，将混相气体如二氧化碳注入至主要为液态的储层以与液体混合，降低其粘度并增加压力以提高采收率。

许多产油国正经历强烈的国内能量需求增长，并关注提高采收率法采油(EOR)，以提高从其储层采油。对于EOR，两种常见的EOR技术包括用于储层压力保持的氮气(N₂)注入和用于混相驱动的二氧化碳(CO₂)注入。同时，全球关注温室气体(GHG)排放问题。这种关注与许多国家的总量控制与交易政策(cap-and-trade policy)的执行相结合，使得减少CO₂排放成为这些和其他国家以及其中操作烃生产系统的公司优先考虑的事情。

减少CO₂排放的一些方法包括燃料脱碳或燃烧后捕集(post-combustion capture)。但是，这两种方案都是成本高的并且降低发电(产生能量)效率，导致较低的能量产生，为满足国内能量需求而增加了燃料的需求并增加了电力成本。另一方法是处于联合循环(combined cycle)(例如其中捕集来自燃气涡轮Brayton循环的废热以在Brayton循环中产生蒸汽并产生额外能量)的含氧燃料燃气涡轮。但是，产生高纯氧所需的能量显著降低了该方法的总效率。一些研究已经比较了这些方法并显示了每种方法的一些优势。参见，例如BOLLAND、OLAV和UNDRUM、HENRIETTE，Removal of CO₂from Gas Turbine Power Plants:Evaluation of pre-and post-combustion methods(除去燃气涡轮电厂的CO₂：燃烧方法前后的评估),SINTEF Group，在http://www.energy.sintef.nO/publ/xergi/98/3/3art-8-engelsk.htm(1998)中可看到。

虽然如此，仍然非常需要低排放、高效率的发电和烃采收方法。

发明内容

在名称为“LOW EMISSION POWER GENERATION AND HYDROCARBON RECOVERY SYSTEMS AND METHODS(低排放发电和烃采收系统及方法)”的PCT专利申请PCT/US2009/038247中描述了一种低排放、高效率的发电和烃采收方法，该PCT专利申请要求2008年3月28日提交的美国临时申请61/072,292和2009年2月18日提交的美国临时申请61/153,508(其中每一篇通过引用以其整体并入本文)的权益。本发明建立了对PCT/US2009/038247申请的方法及系统的改进。