專利名稱：可移動的氣－轉(zhuǎn)－液系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可移動的氣-轉(zhuǎn)-液(gas-to-liquid)系統(tǒng)和方法，并且更具體地，涉及構(gòu)建在例如FPSO的海船(marine vessel)上的氣-轉(zhuǎn)-液系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
用于將合成氣轉(zhuǎn)化為較高碳數(shù)烴的費歇爾-托羅普希方法是眾所周知的。費歇爾-托羅普希合成的烴產(chǎn)物一般包括在約1到約100之間的寬的碳數(shù)范圍。在分離、加氫處理或其他改質(zhì)操作之后可以從費歇爾-托羅普希合成產(chǎn)物回收的最終產(chǎn)物包括，但不限于，液化石油氣(“LPG”)、石腦油、中間餾分燃料(例如噴氣或柴油機燃料)和潤滑劑基礎(chǔ)原料(lubricant basestock)。然而，由于各種原因，這些最終產(chǎn)物中的一些比其他產(chǎn)物更可取，所述原因例如包括銷路好而利潤更高。
費歇爾-托羅普希合成的最終產(chǎn)物的可取性還取決于費歇爾-托羅普希設(shè)施(plant)的地理位置。
盡管能源工業(yè)中的技術(shù)進展已經(jīng)在降低探測、生產(chǎn)和提煉油的成本方面取得了巨大的進步，但是大量的偏遠和閑置天然氣仍有待開發(fā)。氣轉(zhuǎn)液(“GTL”)技術(shù)可以幫助開發(fā)和貨幣化這些資源。鑒于世界上的閑置天然氣約有一半位于水下地層內(nèi)，這樣的GTL技術(shù)對于近海應(yīng)用來說是尤其關(guān)鍵的。
在常規(guī)的GTL方法中，合成氣是通過以氧進行部分氧化而從天然氣生成的，需要空氣分離設(shè)施來提供氧。在常規(guī)的途徑中，氮作為不需要的惰性物質(zhì)從合成氣流中被除去。然而，在基于空氣的系統(tǒng)中，合成氣是通過使用空氣或富氧空氣攜帶的氧而不是分離的氧進行烴的氧化來產(chǎn)生的。這免去了空氣分離設(shè)施的費用以及額外的空間要求。因此，它降低了資金成本，使得具有小得多的占用面積的設(shè)備成為可能，并且還提供更安全的工作環(huán)境。
一般來說，需要產(chǎn)量至少約為50,000桶/天(B/d)的費歇爾-托羅普希設(shè)施，以將日處理量的每桶資金成本降低到可接受的程度。然而，這樣的費歇爾-托羅普希設(shè)施需要約500Mmcf/天的原料氣，或者說在三十年間需要5.4萬億立方英尺的原料氣。在北美外已知的氣田中僅有約2％具有這樣的規(guī)模。
閑置的天然氣儲備還可以產(chǎn)生可以被回收的濃縮物(condensate)和液化石油氣(LPG)，即丙烷和丁烷。在氣轉(zhuǎn)液方法中通常不進行LPG組分的分離(結(jié)合或不結(jié)合費歇爾-托羅普希產(chǎn)生的LPG)。然而，將LPG組分貨幣化方面的失敗進一步使獲得和生產(chǎn)閑置天然氣儲備的經(jīng)濟可行性降低。
因此，需要用于將容量小于5.4萬億立方英尺(優(yōu)選具有約0.5到5.0萬億立方英尺之間的天然氣)的閑置天然氣儲備高效并經(jīng)濟地轉(zhuǎn)化為較高價值的烴產(chǎn)物的方法。還需要將從閑置天然氣儲備回收的LPG組分以及在費歇爾-托羅普希方法中產(chǎn)生的那些LPG組分貨幣化的氣轉(zhuǎn)液方法。還需要可以一次或更多次被運輸?shù)教烊粴鈨涞氐姆椒?。還需要模塊化系統(tǒng)，所述模塊化系統(tǒng)可以被配置和重新配置來產(chǎn)生適于滿足市場和當?shù)匦枨蠹皸l件的產(chǎn)物方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供可移動的氣轉(zhuǎn)液系統(tǒng)和方法。在本發(fā)明的一些實施方案中，合成氣生產(chǎn)單元、合成原油生產(chǎn)單元和產(chǎn)物改質(zhì)單元位于可移動平臺上，其中所述多個單元以可操作的方式互相連接。
在本發(fā)明的另一個實施方案中，提供了一種用于將天然氣轉(zhuǎn)化為烴液體的方法，其中所述方法在以可操作的方式互相連接的一個或更多個可移動平臺上發(fā)生。


圖1是本發(fā)明的GTLFPSO實施方案的示意圖。
圖2是本發(fā)明的油/GTL FPSO實施方案的示意圖。
圖3是示出本發(fā)明的可替換實施方案的示意圖，其中井口天然氣、費歇爾-托羅普希合成產(chǎn)物被混入LPG產(chǎn)物、石腦油產(chǎn)物和運輸染料產(chǎn)物的生產(chǎn)中。
圖4是示出本發(fā)明的可替換實施方案的示意圖，其中井口天然氣、費歇爾-托羅普希合成產(chǎn)物和引進的場點外天然氣在運輸燃料的生產(chǎn)中被共同處理。
具體實施例方式
術(shù)語“Cx”指主要具有碳數(shù)x的烴化合物，其中x是大于零的數(shù)。在此所使用的術(shù)語Cx可以被修改為引用特定種類的烴，例如C5烯烴。在這樣的實例中，該術(shù)語指主要由戊烯構(gòu)成但可以具有雜質(zhì)量的烯烴流，所述雜質(zhì)即少于約10％的具有其他碳數(shù)的烯烴，例如己烯、庚烯、丙烯或丁烯。類似地，術(shù)語“Cx+”指其中占支配量的烴是那些烴數(shù)為x或大于x的烴的流，但是該流也可以包含碳數(shù)小于x的烴的雜質(zhì)水平。例如，術(shù)語C15+指碳數(shù)為15或大于15的烴，但是可以包含碳數(shù)小于15的烴的雜質(zhì)水平。術(shù)語“Cx-Cy”(其中x和y是大于0的數(shù))指烴化合物的混合物，其中占支配量組分的烴(在重量上全體約為90％或90％以上)具有在x和y之間的碳數(shù)。例如，術(shù)語C5-C9烴指烴化合物的混合物，所述混合物支配性地由碳數(shù)在5到9之間的烴構(gòu)成，但是還可以包括具有其他碳數(shù)的烴的雜質(zhì)水平。
除非另外指出，否則本文中所有的量、百分比和比例都是以重量計量的。
在生產(chǎn)費歇爾-托羅普希產(chǎn)物時有用的合成氣(或“syngas”)可以包含氣態(tài)烴、氫、一氧化碳和氮，其中H2∶CO比例在約0.8∶1到約3.0∶1，所述費歇爾-托羅普希產(chǎn)物在本發(fā)明中有用。從費歇爾-托羅普希反應(yīng)獲得的烴產(chǎn)物可以從甲烷到包含多于100個碳原子的高分子量石蠟。自熱反應(yīng)器的工作條件和參數(shù)對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是公知的，所述自熱反應(yīng)器用于生產(chǎn)在本發(fā)明的方法中有用的合成氣。這樣的工作條件和參數(shù)包括但不限于在美國專利4,833,170、4,973,453、6,085,512、6,155,039中公開的那些工作條件和參數(shù)，上述美國專利的公開內(nèi)容通過引用被包括在本文中。
費歇爾-托羅普希催化劑也是本領(lǐng)域已知的，并且包括那些基于例如鈷、鐵、釕以及其他VIIIB族過渡金屬或這些金屬的組合，以制備飽和或非飽和烴。費歇爾-托羅普希催化劑還可以包括載體，例如金屬氧化物載體，所述載體包括但不限于氧化硅、氧化鋁、氧化硅-氧化鋁或氧化鈦。例如，在具有大約為100-200m2/g表面積的過渡型氧化鋁上的鈷(Co)催化劑可以以直徑為50-150μm的球形的形式來使用。該載體上的Co濃度可以在約5wt％到30wt％之間。可以使用一些助催化劑和穩(wěn)定劑。穩(wěn)定劑包括IIA族或IIIB族金屬，而助催化劑可以包括來自VIII族或VIIB族的元素?？梢葬槍ζ谕姆磻?yīng)產(chǎn)物(例如針對具有某些鏈長度或碳原子數(shù)的烴)將費歇爾-托羅普希催化劑和反應(yīng)條件選擇為最優(yōu)。可以為費歇爾-托羅普希合成采用下面的反應(yīng)器配置中的任何一種固定床、漿液床反應(yīng)器、沸騰床、流化床或持續(xù)攪拌罐反應(yīng)器(“CSTR”)。FTR可以工作在從約100psia到約800psia的壓力和從約300到約600的溫度下。反應(yīng)器時空速度(“GHSV”)可以為從約1000hr-1到約15000hr-1。在本發(fā)明的方法中有用的FTR的工作條件和參數(shù)對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是公知的。這樣的工作條件和參數(shù)包括但不限于在美國專利4,973,453、6,172,124、6,169,120和6,130,259中公開的那些工作條件和參數(shù)，上述美國專利的公開內(nèi)容通過引用被包括在本文中。
本發(fā)明的一些實施方案提供針對閑置天然氣儲備的貨幣化而優(yōu)化的可移動系統(tǒng)。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，閑置天然氣儲備位于或接近水下地層，例如那些在近海處找到的天然氣儲備。所述可移動系統(tǒng)可以例如通過遠洋輪船或海輪遠洋輪船被移動，所述遠洋輪船或海輪遠洋輪船例如浮式采油、儲存和卸載(FPSO)船。在本發(fā)明中有用的可移動裝置可以為獨立地可移動的，或者可以需要諸如起重貨船或拖輪的外部移動裝置。在此所使用的術(shù)語可移動平臺和/或裝置以非限制的方式包括FPSO、浮式儲存和卸載船(FSO)、基于重力的結(jié)構(gòu)、筒形平臺(spar platform)、張力腿平臺(tension leg platform)。然而，本發(fā)明的范圍包括其他可移動平臺，所述其他可移動平臺包括拖車、裝輪床(truckbed)、機動軌道車或平臺，或者在其上模塊可以在地點之間運輸或移動的其他可以動形式。在本發(fā)明的一些實施方案中，可移動平臺以任何數(shù)量的方法被保持在原地，所述方法以非限制的方式包括固定的轉(zhuǎn)塔(turret)、可移除的轉(zhuǎn)塔、常規(guī)的系泊系統(tǒng)、錨泊和/或吸管。
參照圖1，示出本發(fā)明的一個實施方案，其中GTL FPSO 10位于可通向(一般通過管道通向)已有FPSO 12的位置。已有的FPSO 12可以是可從其獲得天然氣的油和或氣生產(chǎn)的FPSO或任何其他類型的FPSO。在本發(fā)明的一些實施方案中，已有的FPSO 12是可從其獲得伴生天然氣的原油開采FPSO。在一些實施方案中，已有的FPSO 12是在引入GTLFPSO 10之前就位并且正在生產(chǎn)的FPSO。在其他實施方案中，已有的FPSO 12和GTLFPSO 10以同時或基本上同時的方式被靠近設(shè)置。GTL FPSO 10通過氣體管道14從已有的FPSO 12接收天然氣。位于GTL FPSO 10上的系統(tǒng)將所述天然氣轉(zhuǎn)化為合成氣，并且使用已知方法將該合成氣轉(zhuǎn)化為合成原油。在本發(fā)明的一些實施方案中，GTL FPSO 10還包括用于將合成原油轉(zhuǎn)化為一種或更多種產(chǎn)物的產(chǎn)物改質(zhì)和回收設(shè)備(facility)，所述產(chǎn)物例如石腦油和運輸燃料(例如包括柴油機燃料)。在此所使用的術(shù)語“產(chǎn)物改質(zhì)”指將蠟質(zhì)的(waxy)合成原油精制為一種或更多種具有降低的傾點(pour point)(比蠟質(zhì)的合成原油的傾點低)的烴產(chǎn)物，所述烴產(chǎn)物包括例如單個寬沸程的產(chǎn)物(例如C5到C40)，所述降低的傾點足以防止在作為單獨的產(chǎn)物或者與原油和/或濃縮物、石腦油、液化石油氣、基礎(chǔ)原料(basestock)、溶劑、煤油和滿足燃料規(guī)范的烴產(chǎn)物混合而被轉(zhuǎn)運期間蠟結(jié)晶。在一些實施方案中，產(chǎn)物改質(zhì)除去所有或者所有但痕量的含氧化合物。在一些實施方案中，在最終使用之前可能需要將一些添加劑添加到煤油和燃料產(chǎn)品改質(zhì)產(chǎn)物中。類似地，在一些實施方案中，在最終使用之前，所述產(chǎn)物中的任何一種可以與石油產(chǎn)品混合。在此所使用的術(shù)語降低的傾點指具有在約100到約0之間、約70到約20之間、約50到約20之間或者約40到約20之間的傾點。
合成氣生產(chǎn)單元位于GTL FPSO 10上，所述合成氣生產(chǎn)單元可以包括本領(lǐng)域已知的那些組件，并且可以為本領(lǐng)域已知的類型。類似地，具有本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的類型并包括本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的組件的合成原油生產(chǎn)單元也位于該GTL FPSO 10上。在一些實施方案中，包括諸如加氫裂化器、蒸餾塔、脫水及低聚反應(yīng)器的本領(lǐng)域已知組件的產(chǎn)物改質(zhì)單元位于GTL FPSO 10上。在此所使用的術(shù)語“產(chǎn)物改質(zhì)”指最終端用戶產(chǎn)物和/或中間產(chǎn)物的生產(chǎn)，所述最終端用戶產(chǎn)物例如柴油機燃料，所述中間產(chǎn)物例如潤滑劑基礎(chǔ)原料。
在如圖1中所描述的本發(fā)明的一些實施方案中，合成氣生產(chǎn)單元和合成原油生產(chǎn)單元以及產(chǎn)物改質(zhì)單元(如果存在的話)以使這些單元基本上不可移動的方式被安裝在GTLFPSO上。在本發(fā)明的可替換實施方案中，這些單元中的一些或全部被安裝在可交換和/或可重新設(shè)置的撬塊(skid)或模塊上。
參照圖2，示出本發(fā)明的實施方案，其中油/GTL FPSO 20位于油或天然氣儲備處或接近油或天然氣儲備。在油儲備的情況下，油/GTL FPSO 20優(yōu)選包括采油設(shè)備以及如結(jié)合圖1所討論的GTL組件單元。在天然氣儲備的情況下，油/GTL FPSO 20包括如結(jié)合圖1所討論的那些GTL組件，即合成氣生產(chǎn)單元、費歇爾-托羅普希單元。油/GTL FPSO包括主分離裝備來分離油、氣體和水，所述油、氣體和水全部或部分產(chǎn)生自井口。如圖2中所示，油/GTL FPSO 20通過流入采油立管和臍帶式管纜(umbilical)22和一個或更多個流出注水管線24與該井口連通。
在如在圖2中所描述的本發(fā)明的一些實施方案中，合成氣生產(chǎn)單元和合成原油生產(chǎn)單元以及產(chǎn)物改質(zhì)單元(如果存在的話)以使這些單元基本上不可移動的方式被安裝在GTLFPSO上。在本發(fā)明的可替換實施方案中，這些單元中的一些或全部被安裝在可交換和/或可重新設(shè)置的撬塊或模塊上。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，GTL FPSO 10和油/GTL FPSO 20被配置為生產(chǎn)完整包(complete parcel)，如該術(shù)語在運送領(lǐng)域所普遍使用的那樣。即，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，F(xiàn)PSO的儲存容量與采油和/或氣轉(zhuǎn)液生產(chǎn)設(shè)備的產(chǎn)量相關(guān)，以便完全地或幾乎完全地填充FPSO的儲存容量。此外，GTL FPSO上的儲罐的尺寸優(yōu)選為匹配盡可能大的運送包。在任何依賴于為了盈利而到達最終市場的產(chǎn)物的項目中，產(chǎn)物運送是財務(wù)上一項關(guān)鍵的考慮因素。在烴產(chǎn)物市場中，產(chǎn)物運送通常在潔凈的產(chǎn)品罐中進行。例如，尺寸范圍為30,000載重噸到60,000載重噸的潔凈產(chǎn)品罐非常普遍?！拜d重噸”或“dwt”指在船上的產(chǎn)品、船儲備、船燃料和消耗品，并且船的dwt額定常被用來以桶為單位關(guān)聯(lián)船的容量。典型地，30,000dwt船與60,000dwt船的人員配備相同。同樣地，30,000dwt船與60,000dwt船可航行的速度通常也幾乎沒有差別。那么對產(chǎn)品擁有者來說就剩下兩個用于降低運送成本的主要變量了；1)減少航行距離，以及2)增加包尺寸。因此，盡可能大的運送包趨向于在生產(chǎn)場點處設(shè)置儲存的尺寸。出于兩個變量而將GTL FPSO集成到已有的原油輪或集成到具有原油輪尺寸的新的船體(hull)，所述兩個變量即i)對于處理井口流所需的在甲板上(topside)裝備來說需要的甲板空間，以及ii)生產(chǎn)的液體的儲存需求。在油/GTL FPSO的情況下，存在4種類型的產(chǎn)物1)原油和/或濃縮物；2)LPG；3)石腦油；以及4)中間餾出燃料。在本發(fā)明的另一個實施方案中，基礎(chǔ)油產(chǎn)物也被儲存。產(chǎn)物儲存受制于運送包尺寸和產(chǎn)物的相對產(chǎn)率。例如，如果油/GTL FPSO被安裝在油田中，并且伴生氣體包含大量的LPG類材料，則最適宜的LPG儲存需求可能減少原油儲存份量。表1示出三種普通的原油輪船體尺寸。在表1中，應(yīng)用了普通的運送包尺寸，并且FPSO上的最終的儲存被示出。注意，LPG通常是按體積而不是按重量運送的。當前可獲得的FPSO具有范圍在約200,000桶到約2,400,000桶之間的容量。然而，本發(fā)明預(yù)期具有更大或更小儲存容量的FPSO。
本發(fā)明的一些實施方案還提供對LPG產(chǎn)物的冷卻的儲存，LPG的生產(chǎn)在下面結(jié)合圖3和4進行更詳細地討論。優(yōu)選地，這樣的冷卻的儲存設(shè)備與LPG和LPG組分的產(chǎn)量相關(guān)，以便達到完整的包運送量。
雖然當前是實踐為在冷卻的溫度下儲存LPG和LPG組分以使這樣的產(chǎn)物維持液化，但是本發(fā)明預(yù)期使用溫度和壓力中的任一種或兩者來使這樣的產(chǎn)物維持在液體狀態(tài)。
盡管圖1和2描述了將FPSO船作為用于生產(chǎn)和GTL設(shè)備的可移動平臺，但是本發(fā)明的其他實施方案包括其他基于陸地和海洋的平臺，例如船，基于重力的結(jié)構(gòu)和平臺。
在本發(fā)明再另外的其他實施方案中，可移動平臺可以具有多船舶配置。多船舶配置允許任何組成船舶的應(yīng)用來用于單個或多個目的。例如，在兩艘船舶的配置中，該兩艘船舶中的一艘可以被用于例如采油裝備、主分離和原油儲存。第二艘船舶可以被用于例如合成氣和合成原油生產(chǎn)，以及對LPG組分(即丁烷和丙烷)、LPG、終端用戶產(chǎn)物和/或中間產(chǎn)物的儲存。在這樣的實施方案中，兩艘船舶都可以優(yōu)選為FPSO。在可替換的三艘船舶配置中，一艘船舶可以起到用于所有生產(chǎn)活動的功能，所述生產(chǎn)活動包括例如采油、油/氣分離、LPG回收、合成氣和合成原油生產(chǎn)。在這樣的可替換結(jié)構(gòu)中，其他兩艘船舶可以是浮式儲存和卸載船舶(FSO)。在一些這樣的三艘船舶的實施方案中，F(xiàn)SO可以是這樣的以允許冷儲存或加熱的儲存。FSO中其他的艙間(compartment)可以是溫度未處理的。在一些實施方案中，終端用戶GTL產(chǎn)物和/或中間GTL產(chǎn)物可以被儲存在適當?shù)墓拗?，所述罐位于所述多艘FSO船舶中的任一艘上。在可替換的實施方案中，所述船舶之一可以專用于原油儲存，而所述船舶中的一個可專用于終端用戶產(chǎn)物、中間產(chǎn)物、LPG或LPG組分的儲存。
參照圖3，示出本發(fā)明的一個實施方案，其中來源于井口的濕酸氣(wet sour gas)在氣體凈化/液體分離單元40中被處理。LPG餾分從單元40的塔頂(overhead)獲得(之后稱為“NG-LPG”)，主要包含碳數(shù)大于5的烴的天然氣液體(之后稱為“NGL”)餾分作為上端流從單元40獲得，所述碳數(shù)大于5的烴被回收。主要包含碳數(shù)等于或大于9的烴的底部餾分(在本領(lǐng)域中被稱為“殘余氣(residue gas)”)被回收。該底部餾分被輸送到合成氣生產(chǎn)單元。這樣生產(chǎn)的合成氣可以隨后被用于GTL生產(chǎn)(例如費歇爾-托羅普希合成)中。費歇爾-托羅普希合成產(chǎn)物可以隨后被分餾以回收輕的費歇爾-托羅普希液體(普遍被稱為費歇爾-托羅普希油)(“LFTL”)和重的費歇爾-托羅普希液體(普遍被稱為費歇爾-托羅普希蠟)(“HFTL”)。在圖3中，合成氣生產(chǎn)、費歇爾-托羅普希合成和費歇爾-托羅普希產(chǎn)物分流方法被一起圖示在單元41中。隨后，如圖4中所指示的，費歇爾-托羅普希LFTL可以在單元42中被脫水或以其他方式被處理以除去含氧化合物，或者被加氫處理。HFTL可以在單元43中被加氫裂化，以產(chǎn)生較低分子量的烴。單元42和43的產(chǎn)物可以隨后被重新組合并且饋入產(chǎn)物分餾器44。費歇爾-托羅普希LPG產(chǎn)物(之后稱為“FT-LPG”或“GTL-LPG”)可以從分餾器44被回收，并且與從單元40塔頂獲得的LPG組合。組合的LPG可以隨后被進一步處理為各種已知的LPG產(chǎn)物。例如，F(xiàn)T-LPG產(chǎn)物、NG-LPG或FT-LPG和NG-LPG產(chǎn)物的組合中的任一種可以被分離為丁烷和丙烷餾分。費歇爾-托羅普希或GTL石腦油也可以從分餾器44被回收，并且與從單元40回收的NGL組合。組合的NGL和費歇爾-托羅普希石腦油可以隨后被進一步處理為各種已知的石腦油產(chǎn)物。還可以從分餾器44回收運輸燃料或其混合原料(例如噴氣機或柴油機燃料)。
圖4圖示本發(fā)明的再一實施方案，其中液化的石油氣從場點外地點被引進，并且與從單元40回收的LPG餾分以及從分餾器44回收的費歇爾-托羅普希LPG餾分一起被共同處理。由于具有向閑置氣體儲備供應(yīng)引進的天然氣的能力，在圖4中示出的本發(fā)明的實施方案可以被用于供應(yīng)量甚至小于100Mmcf/天的閑置儲備，而可以提供經(jīng)濟可行性。
在本發(fā)明的另一個實施方案中，在前面的實施方案中所描繪的方法被模塊化，從而單個處理設(shè)施可以可替換地被配置為處理閑置氣流的各種組分，以及可替換地將這樣的流處理為各種產(chǎn)物和產(chǎn)物方案。例如合成氣模塊可以包括用于移除某些污染物(例如硫磺)并從氣態(tài)烴組分中分離液體的氣體凈化/液體分離單元。這樣的合成氣模塊一般還包括用于將氣態(tài)烴轉(zhuǎn)化為合成氣的自熱反應(yīng)器。該合成氣模塊還可以包括一個或更多個費歇爾-托羅普希反應(yīng)器?？商鎿Q地，一個或多個費歇爾-托羅普希反應(yīng)器可以與一個或更多個費歇爾-托羅普希產(chǎn)物分餾器組合，以形成費歇爾-托羅普希模塊。一個或更多產(chǎn)物模塊可以被連接到合成氣模塊或費歇爾-托羅普希模塊，用于將費歇爾-托羅普希合成的產(chǎn)物改質(zhì)為一種或更多種較高價值的產(chǎn)物。一種示例性生產(chǎn)模塊—運輸燃料生產(chǎn)模塊——將包括用于處理LFTL餾分的脫水或加氫處理單元，以及用于處理HFTL餾分以獲得合成運輸燃料的加氫裂化單元。其他生產(chǎn)模塊包括例如加氫處理及加氫異構(gòu)單元，以及脫氫及低聚單元。在本發(fā)明的一些實施方案中，場點外或引進的天然氣饋入可以以管道的方式直接送到生產(chǎn)單元。
本發(fā)明的實施方案提供下列優(yōu)點中的一種或更多種(1)以經(jīng)濟上可行的方式對閑置天然氣儲備的回收；(2)允許運輸?shù)教烊粴鈨涞?，并在天然氣儲備地處或接近天然氣儲備地處進行操作的可移動系統(tǒng)形式；(3)允許適應(yīng)產(chǎn)物方案的模塊式設(shè)施設(shè)計；以及(4)在可移動平臺的船體中包括儲存的上面(1)-(3)中的任何一項，所述儲存可以被最優(yōu)化以適應(yīng)最優(yōu)的包尺寸。
下列實施例圖示本發(fā)明的實施方案，但是并非要限制本發(fā)明的范圍。
實施例1
如上面詳細討論的，表1示出本發(fā)明使用標準原油輪作為用于油/FPSO和/或GTLFPSO的基本船體的三種可能的安排。

實施例2表2示出本發(fā)明的替換性實施方案，與原油生產(chǎn)有關(guān)的新的或已有的FPSO通過該實施方案連接到GTL FPSO。


權(quán)利要求
1.一種用于將天然氣轉(zhuǎn)化成一種或更多種液烴產(chǎn)物的系統(tǒng)，包括(a)可移動平臺，合成氣生產(chǎn)、合成原油生產(chǎn)以及產(chǎn)物改質(zhì)單元位于所述可移動平臺上，其中所述合成氣生產(chǎn)單元、所述合成原油生產(chǎn)單元以及所述產(chǎn)物改質(zhì)單元以可操作的方式連接；其中所述合成氣生產(chǎn)單元利用空氣或富氧空氣來生產(chǎn)合成氣，并且所述合成原油生產(chǎn)單元包括鼓泡塔式漿液反應(yīng)器。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述可移動平臺是浮式采油、儲存和卸載(FPSO)船。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述產(chǎn)物改質(zhì)單元包括LPG組分分離塔。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)不包括空氣分離設(shè)備。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述合成原油生產(chǎn)單元包括費歇爾-托羅普希反應(yīng)器。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述合成氣生產(chǎn)單元包括自熱反應(yīng)器。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述可移動平臺是通過選自由拖輪、駁船和重型起重貨船組成的組的裝置被運輸?shù)摹?br> 8.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述FPSO包括一個或更多個儲罐，所述儲罐選自由冷卻的罐、加熱的罐和/或溫度未處理罐組成的組。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述冷儲罐在足以儲存LPG或LPG組分的溫度和壓力下是可維護的。
10.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述產(chǎn)物改質(zhì)單元包括用于將合成原油改質(zhì)為運輸燃料的子系統(tǒng)。
11.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述運輸燃料是柴油機燃料。
12.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述FPSO的所述冷儲罐具有約82,000桶的總?cè)萘俊?br> 13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述FPSO的所述總儲存容量約為1,600,000桶。
14.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述FPSO的所述總儲存容量在約1,400,000到3,600,000桶之間。
15.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述FPSO包括多個冷儲罐，并且其中所述多個冷儲罐的組合容量在約440,000到約1,000,000桶之間。
16.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括用于接收濕酸氣和回收LPG餾分的氣體凈化/液體分離單元。
17.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括采油單元和油/氣分離單元。
18.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述可移動平臺是FPSO。
19.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述FPSO包括冷儲罐和熱儲罐。
20.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述冷儲罐在足以儲存LPG或LPG組分的溫度和壓力下是可維護的。
21.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中所述組合的冷儲罐容量約為500,000桶。
22.如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中所述FPSO的所述總儲存容量在約2,000,000到2,200,000之間。
23.一種氣-轉(zhuǎn)-液方法，包括以下步驟(a)將權(quán)利要求1所述的可移動平臺運輸?shù)教烊粴馓N含儲備地或接近天然氣蘊含儲備地；(b)從所述儲備接收天然氣流，并且在所述合成氣生產(chǎn)單元中將所述天然氣流轉(zhuǎn)化為合成氣；(c)在所述合成原油生產(chǎn)單元中將所述合成氣轉(zhuǎn)化為合成原油；(d)在所述產(chǎn)物改質(zhì)單元中將所述合成原油的至少一部分轉(zhuǎn)化為最終端用戶產(chǎn)物或中間產(chǎn)物。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其中所述可移動平臺不包括空氣分離設(shè)備。
25.如權(quán)利要求23所述的方法，還包括從所述合成原油回收LPG餾分的步驟。
26.如權(quán)利要求23所述的方法，其中所述可移動平臺還包括氣體凈化/液體分離單元，并且所述方法還包括從所述天然氣流中回收LPG餾分的步驟。
27.如權(quán)利要求23所述的方法，其中所述可移動平臺還包括氣體凈化/液體分離單元，并且所述方法還包括從所述天然氣流中回收NG-LPG餾分以及從所述合成原油中回收GTL-LPG餾分的步驟。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，還包括在足以維持所述NG-LPG和GTL-LPG中的一種或兩種液化的溫度和壓力下將所述NG-LPG和GTL-LPG中的一種或兩種以冷儲存的狀態(tài)儲存的步驟。
29.如權(quán)利要求23所述的方法，其中在所述產(chǎn)物改質(zhì)單元中將所述合成原油的至少一部分轉(zhuǎn)化為最終端用戶產(chǎn)物或中間產(chǎn)物的所述步驟包括將所述合成原油的至少一部分轉(zhuǎn)化為運輸燃料。
30.如權(quán)利要求29所述的方法，其中所述運輸燃料包括柴油機燃料。
31.如權(quán)利要求23所述的方法，其中在所述產(chǎn)物改質(zhì)單元中將所述合成原油的至少一部分轉(zhuǎn)化為最終端用戶產(chǎn)物或中間產(chǎn)物的所述步驟包括生產(chǎn)完整的組合液體產(chǎn)物包。
32.如權(quán)利要求23所述的方法，還包括從所述可移動平臺卸載和運送所述完整的組合液體產(chǎn)物包的步驟。
33.如權(quán)利要求23所述的方法，其中所述天然氣蘊含儲備是閑置的天然氣儲備。
34.如權(quán)利要求23所述的方法，其中所述天然氣蘊含儲備是生產(chǎn)伴生天然氣的油儲備。
35.如權(quán)利要求34所述的方法，其中所述可移動平臺還包括采油單元和油/氣分離單元。
36.如權(quán)利要求34所述的方法，其中從所述儲備接收天然氣流的所述步驟包括從在油的FPSO上生產(chǎn)的油中分離所述伴生天然氣，以及通過氣體管道將所述分離的伴生天然氣從所述油的FPSO運輸?shù)剿隹梢苿悠脚_的步驟。
37.一種用于將天然氣轉(zhuǎn)化成一種或更多種液烴產(chǎn)物的系統(tǒng)，包括(a)可移動平臺，合成氣生產(chǎn)、合成原油生產(chǎn)、產(chǎn)物改質(zhì)單元以及用于回收LPG或LPG組分的氣體凈化/液體分離單元位于所述可移動平臺上，其中所述合成氣生產(chǎn)單元、所述合成原油生產(chǎn)單元以及所述產(chǎn)物改質(zhì)單元以可操作的方式連接。
38.如權(quán)利要求37所述的系統(tǒng)，其中所述可移動平臺是浮式采油、儲存和卸載(FPSO)船。
39.如權(quán)利要求37所述的系統(tǒng)，其中所述產(chǎn)物改質(zhì)單元包括LPG組分分離塔。
40.如權(quán)利要求37所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)不包括空氣分離設(shè)備。
41.如權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其中所述合成氣生產(chǎn)單元利用空氣或富氧空氣。
42.如權(quán)利要求37所述的系統(tǒng)，其中所述合成原油生產(chǎn)單元包括費歇爾-托羅普希反應(yīng)器。
43.如權(quán)利要求37所述的系統(tǒng)，其中所述合成氣生產(chǎn)單元包括自熱反應(yīng)器。
44.如權(quán)利要求37所述的系統(tǒng)，其中所述可移動平臺是通過選自由拖輪、駁船和重型起重貨船組成的組的裝置被運輸?shù)摹?br> 45.如權(quán)利要求38所述的系統(tǒng)，其中所述FPSO包括一個或更多個儲罐，所述儲罐選自由冷卻的罐、加熱的罐和/或溫度未處理罐組成的組。
46.如權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)，其中所述冷儲罐在足以儲存LPG或LPG組分的溫度和壓力下是可維護的。
47.如權(quán)利要求37所述的系統(tǒng)，其中所述產(chǎn)物改質(zhì)單元包括用于將合成原油改質(zhì)為運輸燃料的子系統(tǒng)。
48.如權(quán)利要求47所述的系統(tǒng)，其中所述運輸燃料是柴油機燃料。
49.如權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)，其中所述FPSO的所述冷儲罐具有約82,000桶的總?cè)萘俊?br> 50.如權(quán)利要求49所述的系統(tǒng)，其中所述FPSO的所述總儲存容量約為1,600,000桶。
51.如權(quán)利要求38所述的系統(tǒng)，其中所述FPSO的所述總儲存容量在約1,400,000到3,600,000桶之間。
52.如權(quán)利要求51所述的系統(tǒng)，其中所述FPSO包括多個冷儲罐，并且其中所述多個冷儲罐的組合容量在約440,000到約1,000,000桶之間。
53.如權(quán)利要求37所述的系統(tǒng)，還包括采油單元和油/氣分離單元。
54.如權(quán)利要求53所述的系統(tǒng)，其中所述可移動平臺是FPSO。
55.如權(quán)利要求54所述的系統(tǒng)，其中所述FPSO包括冷儲罐和熱儲罐。
56.如權(quán)利要求51所述的系統(tǒng)，其中所述冷儲罐在足以儲存LPG或LPG組分的溫度和壓力下是可維護的。
57.如權(quán)利要求56所述的系統(tǒng)，其中所述組合的冷儲罐容量約為500,000桶。
58.如權(quán)利要求57所述的系統(tǒng)，其中所述FPSO的所述總儲存容量在約2,000,000到2,200,000之間。
59.一種氣-轉(zhuǎn)-液方法，包括以下步驟(a)將權(quán)利要求39所述的可移動運輸?shù)教烊粴馓N含儲備地或接近天然氣蘊含儲備地；(b)從所述儲備接收天然氣流，并且在所述合成氣生產(chǎn)單元中將所述天然氣流轉(zhuǎn)化為合成氣；(c)在所述合成原油生產(chǎn)單元中將所述合成氣轉(zhuǎn)化為合成原油；(d)在所述產(chǎn)物改質(zhì)單元中將所述合成原油的至少一部分轉(zhuǎn)化為最終端用戶產(chǎn)物或中間產(chǎn)物。
60.如權(quán)利要求59所述的方法，其中所述可移動平臺不包括空氣分離設(shè)備。
61.如權(quán)利要求59所述的方法，其中空氣和富氧空氣在所述合成氣生產(chǎn)單元中被使用。
62.如權(quán)利要求59所述的方法，還包括從所述合成原油回收LPG餾分的步驟。
63.如權(quán)利要求59所述的方法，還包括從所述天然氣流中回收LPG餾分的步驟。
64.如權(quán)利要求59所述的方法，還包括從所述天然氣流中回收NG-LPG餾分以及從所述合成原油中回收GTL-LPG餾分的步驟。
65.如權(quán)利要求64所述的方法，還包括在足以維持所述NG-LPG和GTL-LPG中的一種或兩種液化的溫度和壓力下將所述NG-LPG和GTL-LPG中的一種或兩種以冷儲存的狀態(tài)儲存的步驟。
66.如權(quán)利要求59所述的方法，其中在所述產(chǎn)物改質(zhì)單元中將所述合成原油的至少一部分轉(zhuǎn)化為最終端用戶產(chǎn)物或中間產(chǎn)物的所述步驟包括將所述合成原油的至少一部分轉(zhuǎn)化為運輸燃料。
67.如權(quán)利要求66所述的方法，其中所述運輸燃料包括柴油機燃料。
68.如權(quán)利要求59所述的方法，其中在所述產(chǎn)物改質(zhì)單元中將所述合成原油的至少一部分轉(zhuǎn)化為最終端用戶產(chǎn)物或中間產(chǎn)物的所述步驟包括生產(chǎn)完整的組合液體產(chǎn)物包。
69.如權(quán)利要求59所述的方法，還包括從所述可移動平臺卸載和運送所述完整的組合液體產(chǎn)物包的步驟。
70.如權(quán)利要求59所述的方法，其中所述天然氣蘊含儲備是閑置的天然氣儲備。
71.如權(quán)利要求59所述的方法，其中所述天然氣蘊含儲備是生產(chǎn)伴生天然氣的油儲備。
72.如權(quán)利要求71所述的方法，其中所述可移動平臺還包括采油單元和油/氣分離單元。
73.如權(quán)利要求72所述的方法，其中從所述儲備接收天然氣流的所述步驟包括從在油的FPSO上生產(chǎn)的油中分離所述伴生天然氣，以及通過氣體管道將所述分離的伴生天然氣從所述油的FPSO運輸?shù)剿隹梢苿悠脚_的步驟。
全文摘要
公開了用于將天然氣轉(zhuǎn)化成一種或更多種液烴產(chǎn)物的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括可移動平臺(10)，合成氣生產(chǎn)、合成原油生產(chǎn)(41)以及產(chǎn)物改質(zhì)(42，43，44)單元位于所述的可移動平臺上。合成氣生產(chǎn)單元可以利用空氣或富氧空氣來生產(chǎn)合成氣，合成原油生產(chǎn)單元可以包括鼓泡塔式漿液反應(yīng)器。用于回收LPG組分的氣體凈化/液體分離單元(40)可以位于可移動平臺(10)上。合成氣生產(chǎn)單元優(yōu)選包括費歇爾—托羅普希反應(yīng)器?？梢苿悠脚_優(yōu)選是包括冷卻的罐、加熱的罐和/或溫度未處理罐的FPSO(10)。一種優(yōu)選的液烴產(chǎn)物是柴油機燃料。還提供了用于將天然氣轉(zhuǎn)換為液烴的方法，該方法在所述的可移動平臺上發(fā)生。
文檔編號C07C27/06GK101076476SQ200580039973
公開日2007年11月21日 申請日期2005年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月22日
發(fā)明者H·L·湯姆林森, K·阿吉, E·G·羅思 申請人:合成石油公司