專(zhuān)利名稱(chēng)：使用平行單元的氣至液裝置的制作方法
使用平行單元的氣至液裝置本發(fā)明包括用于加工伴生氣(associated gas)的解決方案。另一方面，本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)合成的原油“合成原油”的裝置。具體的，本發(fā)明包括由伴生氣來(lái)生產(chǎn)合成 原油，以及實(shí)現(xiàn)其的方法。此外，本發(fā)明涉及用于處理伴生氣的裝置，更具體的涉及模塊式 GTL裝置，該裝置用于將伴生氣或者擱淺的天然氣(stranded gas)轉(zhuǎn)化為合成原油。伴生氣是一種與原油相伴生的天然氣，其溶解在油中或者作為在油上面的游離氣 體帽。伴生氣是石油提取的副產(chǎn)物，并且大部分是不想要的副產(chǎn)物，其在不具有收集和運(yùn)輸 它的措施時(shí)必須被處置掉。選擇對(duì)伴生氣進(jìn)行處置會(huì)花費(fèi)掉超過(guò)US $100m,同時(shí)沒(méi)有提供直接的經(jīng)濟(jì)益處。 因此，許多這樣的氣體傳統(tǒng)上被燒掉。但是，隨著日益嚴(yán)格的環(huán)境法規(guī)，從政治和環(huán)境的觀(guān) 點(diǎn)而言，燒掉變得越來(lái)越不可接受。具體的，氣體的燃燒產(chǎn)生了一氧化碳、氮氧化物和甲烷 的排放，并且其是噪音和不期望的熱和光的來(lái)源，這影響到了附近的社區(qū)和周?chē)膭?dòng)植物 群。無(wú)論如何，可耗竭的資源正被簡(jiǎn)單地浪費(fèi)，并且石油生產(chǎn)商由于不能從伴生氣利用中獲 益而導(dǎo)致了無(wú)效率的運(yùn)行。獨(dú)立的研究已經(jīng)估算出由于缺乏加工能力而導(dǎo)致無(wú)商業(yè)價(jià)值的全球的伴生氣儲(chǔ) 量超過(guò)了 1000萬(wàn)億(trillion)立方英尺(tcf)，并且其是與超過(guò)700mmbbls的石油相伴生 的。在2003年，世界銀行報(bào)告全球范圍內(nèi)燒掉了 4. 5tcf的氣體。這相當(dāng)于法國(guó)和德國(guó)合 計(jì)的年消耗量，或者相當(dāng)于美國(guó)天然氣消耗量的25%。此外，12. 5tcf的氣體在全球范圍內(nèi) 被再注入(re-injected)。據(jù)估計(jì)其的50%代表了被迫的再注入；或者氣體是因?yàn)槿狈?行的或者經(jīng)濟(jì)的選擇而被再注入。處理伴生氣的一個(gè)選擇是將所提取的氣體再注入回油田中。但是，這需要?dú)怏w凈 化和壓縮，這產(chǎn)生了另外的成本，該成本隨著生產(chǎn)中儲(chǔ)層壓力(reservoir pressure)的降 低而升高。另外，再注入的氣體可能實(shí)際上通過(guò)對(duì)其流動(dòng)產(chǎn)生不利影響而損害石油的生產(chǎn)。可選擇的是尋找將伴生氣市場(chǎng)化的方式。技術(shù)上，存在著幾種氣體利用的選 項(xiàng)將它制備成不同形式的燃料(干燥的管道氣體，LPGs, LNG，或者天然氣發(fā)電(gas to wire)-在線(xiàn)發(fā)電)或者加工用于石化進(jìn)料。另一個(gè)目前處于開(kāi)發(fā)中的選項(xiàng)包括氣至液 (GTL, gas-to-liquid)和氣至固(GTS，gas-to-solid)。GTL技術(shù)提供了寬范圍的終端產(chǎn)品， 其優(yōu)于常規(guī)的石油替代品，例如清潔柴油和航空煤油，中間餾分油，潤(rùn)滑油，烯烴和甲醇。 GTS是一種相對(duì)新的技術(shù)，其專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)用于離岸氣體的生產(chǎn)，其中將氣體轉(zhuǎn)化成水合物來(lái)允 許更容易運(yùn)輸?shù)绞袌?chǎng)，在這里將它在接收終端再氣化。但是，伴生氣的加工仍然是不賺錢(qián)的，并且該氣體本身或者衍生自該氣體的產(chǎn)品 都依賴(lài)于現(xiàn)成的市場(chǎng)。具體的，石油公司將生產(chǎn)寬餾分的輕質(zhì)烴(其是石化工業(yè)中的一種 基本成分)視為伴生氣最有希望的用途。當(dāng)考慮伴生氣的解決方案時(shí)，另外一種缺點(diǎn)是將 該氣體運(yùn)輸?shù)较M(fèi)區(qū)域的過(guò)高的成本。長(zhǎng)距離管線(xiàn)和LNG雖然對(duì)于某些情況來(lái)說(shuō)顯示了相 當(dāng)?shù)目尚行?，但是它們?nèi)匀粵](méi)有變成常規(guī)的氣體運(yùn)輸方法。管線(xiàn)或者向LNG的轉(zhuǎn)化還要預(yù) 先假定將來(lái)自油田的一定量的伴生氣用于進(jìn)行這樣的運(yùn)輸和加工是經(jīng)濟(jì)可行的。因此排空 或者燃燒經(jīng)常是最成本有效的解決方案。其他考慮因素是健康和安全方面，當(dāng)處理可燃?xì)怏w時(shí)，這些方面必須包括到裝置中，以及如果所述氣體過(guò)酸(即，具有高含量的H2S)或者具 有高的液體含量時(shí)，還要考慮設(shè)備的操作和維護(hù)。因此，存在著明顯的持續(xù)的需要，來(lái)將已經(jīng)變成石油公司的負(fù)擔(dān)和成本的東西變 成一種產(chǎn)生正經(jīng)濟(jì)回報(bào)的資產(chǎn)。在伴生氣處理中一個(gè)相當(dāng)大的問(wèn)題是生產(chǎn)速率的可變性， 因此需要能夠在油田的壽命期內(nèi)，對(duì)伴生氣進(jìn)行處理，而不管伴生氣量的大小。常規(guī)的氣至液(GTL)裝置典型的被設(shè)計(jì)來(lái)用于陸上應(yīng)用(onshoreapplication)， 并且能夠經(jīng)濟(jì)的開(kāi)發(fā)大容量的氣田(25000+桶/天)。這樣的裝置典型的成本是數(shù)十億 (billions of)美元，其需要大的規(guī)劃面積，并且具有相當(dāng)大的重量。確實(shí)，裝置越大，來(lái)自 該裝置的經(jīng)濟(jì)性輸出就越好。這些裝置通常使用固定床或者流化床漿體型反應(yīng)器來(lái)將氣體 轉(zhuǎn)化成為精制產(chǎn)品例如蠟和潤(rùn)滑劑?？梢岳斫膺@樣的裝置不適于離岸的場(chǎng)合，這至少是因 為它的尺寸和重量。
作為表示處理量或者流速V隨時(shí)間T變化的示意圖，

圖1表示了常規(guī)的GTL裝置所 需的氣體供給R或多或少是恒定的。相反，來(lái)自油田的伴生氣的氣體生產(chǎn)率G，即流速(以 bbl/天或者m3/天為單位計(jì)量)在油田的使用壽命內(nèi)是變化的，油田的壽命跨度典型的范 圍是3-20年。在最初的階段，生產(chǎn)率G增加到最大值，其穩(wěn)定一段時(shí)間，在此期間生產(chǎn)率基 本是不變的，其后生產(chǎn)率逐步降低。在短期內(nèi)，例如在幾天或幾周的期間內(nèi)，生產(chǎn)率會(huì)隨機(jī)波動(dòng)，典型的是在它平均值 的10%左右波動(dòng)。例如如果油井發(fā)生了緊急停工，則出現(xiàn)了更短期的變化。在這種情形中， 來(lái)自油井的流量將在幾分鐘內(nèi)降為零。典型的，這可能對(duì)應(yīng)于在具有幾個(gè)油井的產(chǎn)油設(shè)施 中20%的流量降低。如果該產(chǎn)油設(shè)施本身在緊急情況中關(guān)閉，則氣體生產(chǎn)將在幾分鐘或更 短的時(shí)間內(nèi)降為零。雖然常規(guī)的精煉廠(chǎng)規(guī)模的GTL裝置能夠適應(yīng)生產(chǎn)率的每日波動(dòng)，但是這樣的裝置 被設(shè)計(jì)來(lái)用于滿(mǎn)載、長(zhǎng)期的容量，并且通常不將生產(chǎn)率從滿(mǎn)載容量降低到接近零。雖然大的 裝置可以按比例縮小，但是這里出現(xiàn)這樣的點(diǎn)，在該點(diǎn)時(shí)所述裝置不再是經(jīng)濟(jì)可行的。參見(jiàn) 圖1，可以理解對(duì)于處理伴生氣而言，這樣的常規(guī)裝置僅僅能夠在油田壽命期的早期到中期 是有效的。這于是提出了是否經(jīng)濟(jì)的將GTL設(shè)施包括到生產(chǎn)油的裝置的問(wèn)題。為了將GTL設(shè)施合并到生產(chǎn)油的裝置中，非常期望的是GTL設(shè)施可適應(yīng)于容納油 田生產(chǎn)率的變化，特別是生產(chǎn)率在油田壽命期內(nèi)的降低。為了適應(yīng)經(jīng)時(shí)變化，模塊式系統(tǒng)是 一種理想的解決方案。每個(gè)模塊在單獨(dú)使用時(shí)應(yīng)當(dāng)是商業(yè)合理的，以使得該GTL設(shè)施在生 產(chǎn)高峰時(shí)能夠按比例引入許多模塊，并且隨著所述場(chǎng)合的生產(chǎn)率降低，縮小到單一模塊。已經(jīng)提出了通過(guò)兩階段加工來(lái)處理天然氣的GTL方法。在第一階段形成合成氣， 在第二階段通過(guò)費(fèi)-托合成來(lái)合成烴。合成氣的形成可以通過(guò)蒸汽甲烷重整(SMR)或者通 過(guò)天然氣的部分氧化來(lái)進(jìn)行。已經(jīng)開(kāi)發(fā)了微型-和迷你型_通道工藝來(lái)用于SMR和費(fèi)-托 合成反應(yīng)器中，特別是具有模塊性理念的反應(yīng)器。但是，一直期望改進(jìn)工藝，包括科學(xué)性和 經(jīng)濟(jì)性二者。已經(jīng)開(kāi)發(fā)了新一代合成氣發(fā)生裝置，其依靠使用離子轉(zhuǎn)移膜(ITM，Ion Transfer Membranes)來(lái)由天然氣生產(chǎn)合成氣。該ITM是非多孔性陶瓷膜，其允許氧離子和電子的同 時(shí)擴(kuò)散。用于使用ITM將天然氣轉(zhuǎn)化成為合成氣的反應(yīng)器是使用兩種輸入物流來(lái)運(yùn)行的，第一輸入物流是天然氣和蒸汽的組合，第二輸入物流是空氣。將這些物流與ITM的相對(duì)表 面接觸。在天然氣和蒸汽組合接觸的表面上，發(fā)生了下面的反應(yīng)CH4+02_ — C0+2H2+2e"在ITM的相對(duì)表面上，空氣中的氧氣被離子化，并且該氧離子穿過(guò)了該膜。7202+2e- —O2-氫氣和一氧化碳可以用來(lái)經(jīng)由費(fèi)-托合成產(chǎn)生合成原油。該合成原油然后可以與 擱淺的天然氣(stranded gas)相伴生的油混合。結(jié)果，因?yàn)樵摵铣稍碗S所述的油運(yùn)輸， 沒(méi)有產(chǎn)生另外的運(yùn)輸成本。但是，用于費(fèi)-托合成的常規(guī)裝置在規(guī)模上完全不同于使用ITM 來(lái)產(chǎn)生合成氣的緊湊型裝置。因此，本發(fā)明在這種背景下應(yīng)運(yùn)而生。具體的，已經(jīng)進(jìn)行了考慮來(lái)提供一種用于伴 生氣問(wèn)題的完全經(jīng)濟(jì)性的解決方案，并且設(shè)計(jì)一種GTL裝置，其能夠克服常規(guī)的GTL裝置的 成本、尺寸和非柔性的問(wèn)題。具體的，已經(jīng)認(rèn)識(shí)到伴生氣市場(chǎng)需要規(guī)?？勺?scalable)的 容量，柔性處理量，并且它必須適于離岸的(offshore)以及陸上的(onshore)運(yùn)行。因此， 在它最廣泛的含義中，本發(fā)明包括了一種改進(jìn)的模塊式的緊湊型GTL裝置。本發(fā)明提供了用于伴生氣的一種解決方案。具體的，本發(fā)明在于一種用于從油田 提取油和伴生氣的裝置，其中將該伴生氣由氣體轉(zhuǎn)化為合成的原油(合成原油)，并且將該 合成原油任選地與所提取的油共混。另一方面，本發(fā)明在于氣至液(GTL)裝置，其用于整合入油提取裝置，其中該GTL 裝置將氣體轉(zhuǎn)化成為合成原油，并且該合成原油任選地與原油共混。該共混的原油和合成 原油然后可以一起存儲(chǔ)和運(yùn)輸來(lái)用于下游的加工和精制。在這些方面中，合成原油的組成可以依靠模塊性進(jìn)行調(diào)節(jié)，來(lái)基本上與提取自油 田的原油的組成相匹配。此外，根據(jù)本發(fā)明，提供了 一種用于加工伴生氣的GTL裝置，其中該裝置包含至少 一個(gè)緊湊型合成氣反應(yīng)器和至少一個(gè)緊湊型費(fèi)_托合成反應(yīng)器。在另外一種實(shí)施方案中，兩個(gè)或多個(gè)緊湊型合成氣反應(yīng)器可以平行連接。另外，或 者在一種可選擇的實(shí)施方案中，兩個(gè)或多個(gè)緊湊型費(fèi)-托合成反應(yīng)器可以平行連接。每個(gè) 緊湊型費(fèi)-托合成反應(yīng)器可以包含反應(yīng)器塊，其限定用于費(fèi)-托合成反應(yīng)的多個(gè)/多樣性 的通道，每個(gè)所述的通道含有可取出的金屬載體，該載體帶有催化活性材料。在另外一種實(shí) 施方案中，兩種費(fèi)-托反應(yīng)器可以串聯(lián)連接?？蛇x擇的，或者另外，該GTL裝置可以包含第 一組的反應(yīng)器模塊(其包含多個(gè)平行連接的等價(jià)的緊湊型費(fèi)_托合成反應(yīng)器)和第二組的 反應(yīng)器模塊(其包含多個(gè)平行連接的等價(jià)的緊湊型費(fèi)-托合成反應(yīng)器模塊)，該第二組是相 對(duì)于第一組串聯(lián)的。在一個(gè)例子中，所述的或者每個(gè)合成氣反應(yīng)器包含至少一個(gè)陶瓷膜，來(lái)將帶有含 甲烷的氣體物流的通道與帶有含氧氣的氣體物流的通道分隔開(kāi)，和其中所述的或者每個(gè)陶 瓷膜允許氧離子從含氧氣的氣體物流擴(kuò)散到含甲烷的氣體物流中。這樣的膜可以稱(chēng)作離子 傳輸膜(ITM，Ion Transport Membranes) 0每個(gè)緊湊型合成氣反應(yīng)器可以包含包圍著所述 陶瓷膜的壓力容器。每個(gè)緊湊型合成氣反應(yīng)器還可以包含重整催化劑。在合成氣反應(yīng)器使用陶瓷膜之處(氧離子可以通過(guò)該膜擴(kuò)散)，該膜將含有氧氣 的第一氣體物流與含有甲烷的第二氣體物流分開(kāi)；優(yōu)選該第二氣體物流還包含蒸汽。在該第二氣體流中發(fā)生的反應(yīng)類(lèi)似于若未提供蒸汽的在部分氧化反應(yīng)器中的那些，或者類(lèi)似于 若提供蒸汽的在自熱重整反應(yīng)器中的那些。催化劑可以提供在該陶瓷膜的一面或者兩面 上。這樣的合成氣反應(yīng)器包含多個(gè)堆疊的陶瓷晶片。例如如US 7 279027中所述，其的詳 細(xì)內(nèi)容在此引入作為參考，這里其描述了進(jìn)行部分氧化反應(yīng)來(lái)獲得合成氣體。理想的，該GTL裝置將整合到油提取裝置中，或者與之密切連接(closed coupled)。用“油提取裝置”表示用于從一口或多口油井中提取、加工和存儲(chǔ)原油的裝置。 因此，該GTL裝置可以在任何地方適應(yīng)于油田加工和開(kāi)采裝置。有利的，該油提取裝置或者 油生產(chǎn)設(shè)施處于一口或多口油井的附近，油從所述井流向該裝置，并且在存儲(chǔ)或者通過(guò)管 線(xiàn)或者其他輸出設(shè)施進(jìn)行傳輸之前，在所述裝置對(duì)油至少進(jìn)行初步處理。例如，所述裝置或 者設(shè)施可以是固定平臺(tái)或者浮動(dòng)的生產(chǎn)、存儲(chǔ)和卸貨(FPS0)容器。典型的這樣的設(shè)施將連 接到單個(gè)油田的1至20個(gè)分開(kāi)的油井。產(chǎn)油設(shè)施也可以指更小規(guī)模的設(shè)施，例如油井檢測(cè) 容器。可以理解通過(guò)將伴生氣轉(zhuǎn)化成為基本上與油田所提取的原油匹配的合成原油，則 不再需要用于所述氣體的特定的輸出設(shè)施。另外，不需要對(duì)來(lái)自該GTL方法的產(chǎn)品進(jìn)行特 定的存儲(chǔ)，并且不需要精制。實(shí)際上，想到使用現(xiàn)有的運(yùn)輸和裝置網(wǎng)絡(luò)來(lái)將共混的原油和合 成原油一起進(jìn)行運(yùn)輸和精制。以這種方式，不再需要用于提取存儲(chǔ)和運(yùn)輸合成原油的特定 級(jí)分的專(zhuān)門(mén)的裝置，并且因此該GTL裝置的尺寸、復(fù)雜性和平衡性可以顯著降低，這又提高 了經(jīng)濟(jì)性。具體的，如果已經(jīng)在油田中進(jìn)行了投資，則裝置、存儲(chǔ)和運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)將已經(jīng)投入使 用。將本發(fā)明的GTL裝置加入到整個(gè)的油提取裝置中來(lái)處理伴生氣給它帶來(lái)了另外的好 處。例如，除了伴生氣之外的在油田中存在的任何氣體也可以被提取，由此提高了油田的輸 出量和利潤(rùn)。換言之，本發(fā)明具有提高油田經(jīng)濟(jì)性輸出的潛能。在某些情況中它還能夠延 長(zhǎng)油田的壽命，這不僅是因?yàn)橛偷馁|(zhì)量或者流量不必受到再注入的威脅，而且因?yàn)樗峁?了從非伴生氣中另外的收益的選擇。該GTL裝置可以是任何緊湊型GTL裝置，假定它能夠與油提取裝置整合或者密切 連接。具體的，該GTL裝置可以包含至少一個(gè)蒸汽/甲烷重整(SMR)反應(yīng)器和至少一個(gè)用 于進(jìn)行費(fèi)-托(FT)合成的反應(yīng)器。本發(fā)明的GTL裝置與現(xiàn)有技術(shù)的GTL裝置的根本差異 是裝置的尺寸，以及該裝置不必包括用于將合成原油轉(zhuǎn)化為精制產(chǎn)品的措施。典型的(非緊湊型)GTL裝置是原油精煉廠(chǎng)的尺寸和規(guī)模，橫跨了許多英里。雖然 這樣的裝置對(duì)于非伴生氣來(lái)說(shuō)是有效的和經(jīng)濟(jì)可行的，并且可以按比例縮小到處理大體積 伴生氣的程度，但是這里存在著這樣的點(diǎn)，在該點(diǎn)時(shí)比例縮小變成經(jīng)濟(jì)不可行。因此，使用 典型的GTL裝置將在油田壽命期內(nèi)具有有限的價(jià)值，在所述壽命期內(nèi)原油儲(chǔ)量，特別是伴 生氣的儲(chǔ)量會(huì)減少。這樣的GTL裝置可能僅僅對(duì)于油田的一部分壽命期是有用的，而非整 個(gè)壽命期?？梢岳斫獗景l(fā)明的裝置可以合并到處理伴生氣以及油的產(chǎn)油設(shè)施中。在這樣的實(shí) 施方案中，操作包括將所述氣體與所述油分離，例如使用密切連接到油/氣分離器的處理 裝置，通過(guò)蒸汽/甲烷重整處理所述氣體來(lái)產(chǎn)生合成氣體，然后對(duì)該合成氣體進(jìn)行費(fèi)_托合 成來(lái)形成更長(zhǎng)鏈的烴。該更長(zhǎng)鏈的烴然后可以與所述油合并或者可以精煉成為直接可市售 的產(chǎn)品例如蠟，潤(rùn)滑劑基油，石蠟和石腦油(naptha)。
總體的結(jié)果是將甲烷轉(zhuǎn)化為更高分子量的烴，該烴在環(huán)境條件下通常為液態(tài)。所 述的兩階段方法，蒸汽/甲烷重整和費(fèi)-托合成，需要不同的催化劑以及因此不同的催化反 應(yīng)器。當(dāng)所述反應(yīng)分別是吸熱和放熱反應(yīng)時(shí)，該催化反應(yīng)器能夠分別將熱量從反應(yīng)氣體中 導(dǎo)出或者導(dǎo)入；蒸汽/甲烷重整所需的熱量可以由甲烷的燃燒來(lái)提供。使用緊湊型或者微型反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)是使用這樣反應(yīng)器的裝置的容量能夠容易的 改變來(lái)容納供給氣體的變化，包括例如在油田壽命期內(nèi)的供給變化，油井在幾天和幾周的 時(shí)間內(nèi)的停工以及甚至在幾秒、幾分鐘或者幾小時(shí)內(nèi)的瞬間波動(dòng)。此外，該裝置能夠更容易 地匹配所述氣體的分布(gas profile)，這是因?yàn)樾∫?guī)模反應(yīng)器提供了更柔性的方式來(lái)設(shè) 計(jì)和組建裝置。這與典型的GTL裝置(其中氣體分布通常要匹配該裝置)是相反的，因?yàn)?該裝置的設(shè)計(jì)和要求提供了很少的柔性。本發(fā)明還提供了一種用于處理伴生氣的加工裝置，該裝置包括分離器來(lái)分離所述 氣體與油，密切連接到該油/氣分離器的氣體處理裝置來(lái)通過(guò)蒸汽/甲烷重整生產(chǎn)合成氣 體，并且包含了多個(gè)平行連接的等價(jià)的模塊式重整反應(yīng)器，該加工裝置進(jìn)一步包含多個(gè)平 行連接的等價(jià)的模塊式合成反應(yīng)器來(lái)進(jìn)行費(fèi)-托合成，并因此生產(chǎn)長(zhǎng)鏈烴。該裝置可以進(jìn) 一步包含將長(zhǎng)鏈烴與所述油合并的措施。當(dāng)處理伴生氣時(shí)，以及其中該氣體是在密切連接到油/氣分離器的位置進(jìn)行處理 時(shí)，不管伴生氣的生產(chǎn)速率如何變化，令人滿(mǎn)意的運(yùn)行的能力是特別重要的。本發(fā)明還包括一種裝置，其中該裝置中的一個(gè)或多個(gè)模塊與基本相同的模塊進(jìn)行 交換，其中基本相同的模塊包括新的或者再調(diào)節(jié)(re-conditioned)的催化劑。優(yōu)選該反應(yīng)器在一些或者全部的反應(yīng)器通道中包括可取出的催化劑。在這些反應(yīng) 器中的催化劑具有有限的壽命長(zhǎng)度，并且因?yàn)榉磻?yīng)器的設(shè)計(jì)而能夠被取出和置換，或者簡(jiǎn) 單的再調(diào)節(jié)。在這種方式中，所述反應(yīng)器以及因此的模塊可以重新用于它的初始裝置中，或 者用來(lái)置換裝置中不同位置的模塊。本發(fā)明還包括用于本發(fā)明GTL裝置中的模塊，該模塊包含至少一個(gè)合成氣反應(yīng) 器，其可以是SMR反應(yīng)器。在一種實(shí)施方案中，該模塊進(jìn)一步包含至少一個(gè)FT反應(yīng)器。在 該反應(yīng)器中的催化劑可以是新的或者可以是再調(diào)節(jié)的?？梢岳斫獗景l(fā)明能夠于陸上或者離岸實(shí)施。本發(fā)明特別用于離岸生產(chǎn)，例如用在 FPS0上，其中裝置和存儲(chǔ)空間是奇缺的，并且在海上運(yùn)輸和處理帶來(lái)了增加的干擾。使用緊 湊型迷你通道或者微型通道反應(yīng)器使得GTL裝置能夠位于與原油提取裝置相同的FPS0上， 由此降低了油田的整個(gè)裝置成本。本發(fā)明特別適于這樣的設(shè)施，其中氣油比是大約35-350m3/m3(大約200-2000scf/ bbl，其中l(wèi)bbl = 1桶=42US加侖，和lscf = 1立方英尺，在STP下)，雖然它能夠用于其 中所述比例稍低的設(shè)施中，比如說(shuō)低到15m3/m3。這與非伴生氣GTL裝置是相反的，該非伴生 氣GTL裝置典型的是以大于5000m3/m3的氣油比由天然氣田或者凝析氣田來(lái)生產(chǎn)的。術(shù)語(yǔ) “氣油比”表示在STP下所測(cè)量的伴生氣的體積與油體積的比例。對(duì)于更大的氣油比來(lái)說(shuō)， 可以通過(guò)另外一種方式來(lái)更加成本有效的處理所述氣體，例如來(lái)生產(chǎn)液化天然氣。對(duì)于明 顯更低的氣油比來(lái)說(shuō)，可能沒(méi)有充足的氣體來(lái)經(jīng)濟(jì)的用于所述方法，并且實(shí)際上所述產(chǎn)油 設(shè)施本身會(huì)需要一些天然氣來(lái)為它自己的運(yùn)行提供能量。在一方面，本發(fā)明包括一種GTL裝置，其中該裝置的部件是模塊式的。換言之，本發(fā)明在于用于加工伴生氣的GTL裝置，其中該裝置包含一個(gè)或多個(gè)模塊式部件。在一種實(shí)施方案中，該裝置包含一個(gè)或多個(gè)模塊，其中每個(gè)模塊包含至少一個(gè)合 成氣發(fā)生反應(yīng)器和至少一個(gè)費(fèi)-托(FT)反應(yīng)器。在另外一種實(shí)施方案中，模塊包含一個(gè)或 多個(gè)合成氣發(fā)生反應(yīng)器，或者包含一個(gè)或多個(gè)費(fèi)-托(FT)反應(yīng)器。在仍然的另外一種實(shí)施 方案中，裝置包含多個(gè)合成氣發(fā)生反應(yīng)器模塊和多個(gè)費(fèi)-托(FT)反應(yīng)器模塊。每個(gè)該合成 氣發(fā)生反應(yīng)器可以是SMR反應(yīng)器。以這種方式，可以構(gòu)建GTL裝置來(lái)反映所述氣體的分布。具體的，GTL裝置可以構(gòu) 建來(lái)容納降低的氣體分布。這與目前的GTL構(gòu)造(其中GTL裝置具有固定的生產(chǎn)率和固定 的進(jìn)料速率)是相反的。對(duì)本發(fā)明的裝置來(lái)說(shuō)，模塊可以根據(jù)能夠利用的氣體量來(lái)增減，由 此能夠?qū)TL裝置的生產(chǎn)率整體進(jìn)行調(diào)節(jié)至在油田壽命期內(nèi)的可利用的氣體量和變化的 氣體生產(chǎn)水平。以此方式，GTL裝置的生產(chǎn)率能夠最大化。也就是說(shuō)，可以調(diào)節(jié)反應(yīng)器模塊 的數(shù)目來(lái)匹配經(jīng)時(shí)的伴生氣生產(chǎn)分布。具體的，當(dāng)氣體生產(chǎn)下降時(shí)，可以簡(jiǎn)單的關(guān)閉單個(gè)的 模塊或者可以將其從所述裝置完全取出。具體的，油/氣田A可以具有X的氣體生產(chǎn)能力， 而油/氣田B可以具有2X的能力。為了提高能力，而非使反應(yīng)器更大和延長(zhǎng)工作管道的面 積等，該能力可以通過(guò)簡(jiǎn)單的增加模塊來(lái)提供具有期望能力的GTL裝置來(lái)增加。當(dāng)處理伴 生氣時(shí)這是重要的考慮因素，因?yàn)楸仨毺幚淼淖钚怏w量將接近于0。對(duì)GTL裝置的能力進(jìn) 行選擇，以使得當(dāng)該裝置滿(mǎn)負(fù)荷工作時(shí)，它能夠加工油/氣田所產(chǎn)生的100%的伴生氣。因 此，該GTL裝置必須能夠在經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上處置10-100%的生產(chǎn)率變化。本發(fā)明的模塊性 使得這種障礙能夠基本上得以克服。GTL裝置可以調(diào)低到有限的程度，來(lái)處理氣體生產(chǎn)中的短期波動(dòng)。不同的反應(yīng)器可 以調(diào)低達(dá)不同的百分比，這取決于所用的催化劑和反應(yīng)器的幾何形狀。GTL裝置的總百分比 調(diào)低度受限于最小容忍度的部件的調(diào)低度的限制，其可以能夠50%調(diào)低。所以常規(guī)裝置的 生產(chǎn)率范圍是50% -100%。在模塊式裝置中，可實(shí)現(xiàn)的最大調(diào)低度是其中除了一個(gè)以外都已經(jīng)被關(guān)閉并且一 個(gè)剩余的模塊已經(jīng)被調(diào)低的情況。例如，在具有5個(gè)模塊的裝置中，每個(gè)模塊能夠調(diào)低到 50%，則生產(chǎn)率范圍是10% -100%。在模塊式裝置中，總調(diào)低度會(huì)受限于反應(yīng)器的調(diào)低能力或者受限于輔助部件例如 壓縮機(jī)，預(yù)熱器和氣體預(yù)處理單元，包括脫硫和除汞。這些輔助部件的性能會(huì)受到非常低的 氣體流速的不利影響。如果伴生氣產(chǎn)生的降低過(guò)于劇烈而不能通過(guò)調(diào)低模塊來(lái)處理，但是它可能足夠短 的存在，即，不適宜于關(guān)閉一個(gè)或多個(gè)所述的模塊，則該伴生氣進(jìn)料可以至少部分地用甲醇 來(lái)替代。這具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即，反應(yīng)器可以保持在運(yùn)行溫度，以使得一旦伴生氣的生產(chǎn)速 率足夠時(shí)，它們能夠切換回到伴生氣。除了氣體量的波動(dòng)和變化之外，另外一個(gè)與處理伴生氣有關(guān)的問(wèn)題是在油田壽命 期內(nèi)氣體組成的變化。如果在裝置中(其中氣體通過(guò)預(yù)重裝加工來(lái)提供用于引入到合成氣 發(fā)生反應(yīng)器的標(biāo)準(zhǔn)化氣體組成)所述組成發(fā)生變化，則該組成變化將會(huì)導(dǎo)致體積變化。因 此與更大容量的裝置相比，模塊式裝置能夠更容易的調(diào)整來(lái)應(yīng)對(duì)組成的變化。所述的或者每個(gè)模塊可以包含一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)器，該反應(yīng)器是串聯(lián)排列的，平行 排列的或者其組合。確實(shí)的，所述的或者每個(gè)模塊可以包含串聯(lián)排列的，平行排列的或者其組合排列的兩個(gè)或多個(gè)反應(yīng)器。例如，F(xiàn)T模塊可以包含許多銜接在一起的FT反應(yīng)器塊。在 另一個(gè)例子中，F(xiàn)T模塊可以包含兩組串聯(lián)排布的FT反應(yīng)器塊。以此方式，在將剩余的合成 氣通過(guò)第二 FT反應(yīng)器塊之前，合成氣可以通過(guò)一塊FT反應(yīng)器，由此提供合成氣向合成原油 的部分轉(zhuǎn)化。在將剩余的合成氣通過(guò)第二 FT反應(yīng)器塊之前，可以對(duì)來(lái)自第一 FT反應(yīng)器的 輸出進(jìn)行處理，例如將可冷凝的液體與該輸出分離。優(yōu)選該合成氣體生產(chǎn)是使用多個(gè)平行運(yùn)行的模塊式反應(yīng)器來(lái)進(jìn)行的。類(lèi)似的，優(yōu) 選的是費(fèi)_托合成是使用多個(gè)平行運(yùn)行的模塊式合成反應(yīng)器來(lái)進(jìn)行的。在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，可以想到構(gòu)成所述的或者每個(gè)模塊的反應(yīng)器 是緊湊型反應(yīng)器或者迷你通道反應(yīng)器，例如W0 01/51194 (Accentusplc)或者TO 2006/79848 (Compact GTL pic)中所述的那些，或者微型反應(yīng)器，例如如US 6 568 534 (Wang等人)或者US 6 616 909 (Tonkovich等人)中所述，其的詳細(xì)內(nèi)容在此引入作 為參考。這樣的反應(yīng)器理想的是設(shè)計(jì)為模塊性的，因?yàn)樗鼈兊某叽绾椭亓吭试S足夠的柔性。 確實(shí)的，這樣的緊湊型反應(yīng)器特別適于離岸使用，這具體是因?yàn)橘M(fèi)-托反應(yīng)器不需要使用 流化床。所述整個(gè)方法另外的好處是它不需要供給純的氧氣進(jìn)料。此外，這樣的反應(yīng)器能 夠構(gòu)建小到200桶/天的經(jīng)濟(jì)型裝置。該反應(yīng)器還已知具有小的液體存量，這在設(shè)計(jì)離岸 裝置時(shí)是一個(gè)重要的考量，并且作為模塊的反應(yīng)器因?yàn)樗鼈冃〉某叽缍子诓⑷氲礁?dòng)生 產(chǎn)、存儲(chǔ)和卸貨(FPS0)容器中或者生產(chǎn)平臺(tái)中。本發(fā)明另外一個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn)是如果模塊出現(xiàn)了失效，或者催化劑劣化，則該模塊 可以被取出和置換，而不會(huì)整體上明顯的影響所述裝置的輸出量，或者實(shí)際上不需要將所 述裝置全部關(guān)閉和置換。在另外一種實(shí)施方案中，該裝置可以包括“備用的”或者后備的模 塊，其在生產(chǎn)率突然增加或者模塊故障時(shí)提供了另外的能力。理想的，所述模塊是等價(jià)的和可互換的。由此可以想到模塊是標(biāo)準(zhǔn)化尺寸的，并且 可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的處理設(shè)備來(lái)取出和通過(guò)類(lèi)似的標(biāo)準(zhǔn)尺寸的置換模塊來(lái)置換。優(yōu)選該模塊 (無(wú)論是否例如通過(guò)重整用于合成氣體形成，或者用于合成)這樣的尺寸和重量，以便適應(yīng) ISO容器的尺寸并且重量不大于大約35公噸(tonne)，優(yōu)選不大于25公噸和更優(yōu)選不大于 15公噸。因此每個(gè)模塊能夠使用起重設(shè)備來(lái)安裝和置換，該起重設(shè)備是石油平臺(tái)和FPS0容 器上常規(guī)使用的。如果配置更多更小的模塊來(lái)加工源自油井或者油井組的伴生氣，則將有對(duì)歧管和 閥門(mén)增加的需要以便連接和控制至補(bǔ)充所述裝置的每個(gè)模塊的伴生氣的流量和來(lái)自補(bǔ)充 所述裝置的每個(gè)模塊的產(chǎn)物的流量。所以，雖然優(yōu)選的是充分地將模塊的重量降低以便允 許用于提升待使用的ISO容器的標(biāo)準(zhǔn)處理設(shè)備能夠配置該模塊，但是上面給出的重量是這 些個(gè)設(shè)備的重量限制的例子，并且不應(yīng)當(dāng)理解為期望將模塊重量降低超過(guò)處理設(shè)備所帶來(lái) 的限度。在一種特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述裝置使得氣體處理，合成氣體形成和合成，包 括費(fèi)_托合成，能夠在優(yōu)化的規(guī)模上進(jìn)行，優(yōu)選用于生產(chǎn)不大于大約800m3/天(5000bbl/ 天)或者不大于950m3/天(6000bbl/天)的長(zhǎng)鏈烴，例如C5+。這對(duì)應(yīng)于處理不大于大約 2.0X10V/天(70Mscf/天)或者2. 5X10V/天(85Mscf/天)的氣體(雖然相應(yīng)的氣體 量將取決于包括氣體處理、重整和合成裝置的加工裝置和產(chǎn)油設(shè)施的其他操作之間的整合 程度)。這樣的裝置可以安裝(fit on)到油井平臺(tái)上或者FPS0容器上。
另一方面，本發(fā)明提供一種用于運(yùn)行產(chǎn)油設(shè)施的方法，該設(shè)施與油一起產(chǎn)生了伴 生氣，其中所述方法包括步驟將所述氣體與油分離，使用密切連接到油/氣分離器的處理 裝置，通過(guò)蒸汽/甲烷重整處理所述氣體來(lái)生產(chǎn)合成氣體，使得該合成氣體進(jìn)行費(fèi)_托合成 來(lái)形成長(zhǎng)鏈烴，和將該長(zhǎng)鏈烴與所述油合并。該蒸汽/甲烷重整可以使用至少一個(gè)催化反應(yīng)器來(lái)進(jìn)行，該費(fèi)-托合成可以使用 至少一個(gè)催化反應(yīng)器來(lái)進(jìn)行。反應(yīng)器可以包含各自的催化劑。如上與圖1相關(guān)的描述，有許多可導(dǎo)致生產(chǎn)速率變化的原因。這些變化中的一些 是數(shù)月或者數(shù)年的長(zhǎng)期變化，而其他變化是幾小時(shí)或者幾分鐘或者更短的時(shí)間的短期變 化。該短期變化典型的處于平均氣體流速的+/_20%的范圍內(nèi)。典型的所述裝置和整個(gè)產(chǎn) 油設(shè)施將每年關(guān)閉一次來(lái)維修。所述裝置優(yōu)選能夠容納任何這樣的變化和波動(dòng)。在仍然的另一方面，本發(fā)明在于一種用于重新使用反應(yīng)器模塊的方法，該方法包 含將模塊從本發(fā)明裝置中取出，運(yùn)輸模塊到離開(kāi)所述裝置的位置，并且再調(diào)節(jié)或者置換存 在于該模塊中的所述的或者每個(gè)反應(yīng)器中的催化劑。如果該模塊是因?yàn)椴辉傩枰撃K所 提供的能力而被取出的，則該模塊可以被整修，并且在不同位置重新用于裝置中。本發(fā)明還包括一種方法，其中合成氣體生產(chǎn)是使用含有ITM的反應(yīng)器來(lái)進(jìn)行的， 費(fèi)-托合成是使用催化反應(yīng)器來(lái)進(jìn)行的，至少該費(fèi)-托合成反應(yīng)器含有催化劑，并且其中該 方法包括當(dāng)催化劑待置換時(shí)，取出和置換合成反應(yīng)器以及任選的合成氣反應(yīng)器。在一段時(shí)間內(nèi)，反應(yīng)器會(huì)因?yàn)橐幌盗胁煌脑蚨枰脫Q和/或整修，這些原 因中的一些比其他原因具有對(duì)反應(yīng)器性能更嚴(yán)重的影響。措詞“反應(yīng)器需要置換”不應(yīng)當(dāng) 理解為是指該反應(yīng)器必需失去功能。具體的，反應(yīng)器的置換可以事先指定出進(jìn)度。例如，在 運(yùn)行4或者5年之后，每個(gè)反應(yīng)器可以按時(shí)間進(jìn)度進(jìn)行置換，無(wú)論它的性能此時(shí)是否劣化。 在這種情況中，該反應(yīng)器將被稱(chēng)為需要置換。模塊可以從裝置中取出，運(yùn)輸?shù)诫x開(kāi)該裝置的 位置，并且再調(diào)節(jié)。當(dāng)該模塊被取出時(shí)，如果要保持該裝置的生產(chǎn)率，則可以用基本相同的 模塊來(lái)置換。如果該模塊是因?yàn)椴辉傩枰撃K所提供的能力而被取出時(shí)，該模塊可以被 整修和在不同位置重新用于裝置中。例如，整修可以包括置換催化劑，除去阻塞物，或者除去來(lái)自加工裝置上游的破碎 的外來(lái)物。催化劑置換可以形成該整修的一部分，無(wú)論該催化劑是否失效。如果要保持生產(chǎn)率水平，則置換反應(yīng)器使得該方法能夠以一種不變的方式來(lái)連續(xù) 運(yùn)行。此外，如果有多個(gè)平行的等價(jià)的反應(yīng)器，僅僅其中的一個(gè)在某一時(shí)間被取出時(shí)，這樣 的反應(yīng)器的取出不需要停止整個(gè)的加工。整修設(shè)施可以遠(yuǎn)離所述的裝置或者產(chǎn)油設(shè)施。因 此，不需要GTL裝置或者產(chǎn)油設(shè)施具有任何的催化劑處理設(shè)備。本發(fā)明還提供了這樣一種方法，其中蒸汽/甲烷重整是使用催化反應(yīng)器來(lái)進(jìn)行 的，費(fèi)_托合成是使用催化反應(yīng)器來(lái)進(jìn)行的，該反應(yīng)器含有各自的催化劑，并且其中當(dāng)各自 的催化劑待置換時(shí)，該方法包括取出和置換重整反應(yīng)器或者合成反應(yīng)器。此外，根據(jù)本發(fā)明提供了一種用于產(chǎn)油設(shè)施的方法，該產(chǎn)油設(shè)施與油一起生產(chǎn)了 伴生氣，其中所述方法包括步驟將所述氣體與油分離，使用密切連接到油/氣分離器的 處理裝置，通過(guò)蒸汽/甲烷重整處理所述氣體來(lái)生產(chǎn)合成氣體，然后使得該合成氣體進(jìn)行 費(fèi)-托合成來(lái)形成長(zhǎng)鏈烴，然后將該長(zhǎng)鏈烴與所述油合并，其中該蒸汽/甲烷重整是使用多 個(gè)彼此連接的等價(jià)模塊式催化重整反應(yīng)器來(lái)進(jìn)行的，和該費(fèi)-托合成是使用多個(gè)彼此連接的等價(jià)模塊式催化合成反應(yīng)器來(lái)進(jìn)行的，該反應(yīng)器含有各自的催化劑，和其中該方法包括 當(dāng)反應(yīng)器需要置換時(shí)，取出和置換重整反應(yīng)器或者合成反應(yīng)器。該產(chǎn)油設(shè)施可以包含浮動(dòng)生產(chǎn)、存儲(chǔ)和卸貨容器，所述方法在其上進(jìn)行。用于重整 和用于費(fèi)-托合成二者的平行反應(yīng)器的數(shù)目可以是至少3個(gè)。該方法可以進(jìn)一步包含當(dāng)各 自的催化劑待置換時(shí)，取出和置換重整反應(yīng)器或者合成反應(yīng)器。此外，該方法可以進(jìn)一步包 含將所取出的反應(yīng)器帶到遠(yuǎn)處的用于整修的處理設(shè)施。此外，本發(fā)明提供了一種用于產(chǎn)油設(shè)施的方法，該產(chǎn)油設(shè)施與油一起生產(chǎn)了伴生 氣。所述方法包括步驟將所述氣體與油分離，使用密切連接到油/氣分離器的處理裝置 來(lái)處理所述氣體來(lái)生產(chǎn)合成氣體，使得該合成氣體進(jìn)行費(fèi)_托合成來(lái)形成長(zhǎng)鏈烴，然后將 該長(zhǎng)鏈烴與所述油合并。該合成氣體生產(chǎn)是使用多個(gè)彼此連接的等價(jià)模塊式合成氣反應(yīng)器 來(lái)進(jìn)行的。每個(gè)合成氣反應(yīng)器包含多個(gè)/多樣性的陶瓷膜，來(lái)將帶有含甲烷的氣體物流的 通道與帶有含氧氣的氣體物流的通道分開(kāi)，每個(gè)陶瓷膜允許氧離子穿過(guò)其擴(kuò)散。費(fèi)-托合 成是使用多個(gè)彼此連接的等價(jià)的模塊式催化合成反應(yīng)器來(lái)進(jìn)行的，反應(yīng)器含有各自的催化 劑。該方法進(jìn)一步包括當(dāng)反應(yīng)器需要置換和/或整修時(shí)，取出和置換合成氣反應(yīng)器或者合 成反應(yīng)器。在蒸汽/甲烷重整處理之前，該伴生氣將典型地需要另外的調(diào)節(jié)處理，例如除去 任何痕量的汞、氯化物和硫，以及如果該伴生氣包含C2+烴，則優(yōu)選的是進(jìn)行預(yù)重整來(lái)將這 些C2+烴轉(zhuǎn)化成為甲烷。如果所述方法將費(fèi)-托合成所產(chǎn)生的水再循環(huán)來(lái)提供重整用的蒸汽，則這是有利 的，因?yàn)檫@使得該方法的凈水消耗最小。無(wú)論如何，該費(fèi)_托合成方法產(chǎn)生了與長(zhǎng)鏈烴體積 類(lèi)似的水，并且該所產(chǎn)生的水將否則必須作為廢物處理掉。GTL方法的另一個(gè)副產(chǎn)物可以是氫氣，因?yàn)檎羝?甲烷重整反應(yīng)產(chǎn)生了相對(duì)于 費(fèi)-托合成反應(yīng)的需要來(lái)說(shuō)過(guò)量的氫氣。該氫氣可以在合成氣體生產(chǎn)之后和/或在費(fèi)-托 合成之后與其他氣體分離，并且其可以作為能量源，用于燃燒(加熱用)或者用來(lái)提供產(chǎn)生 機(jī)械功率或者發(fā)電的燃料，例如用來(lái)提供運(yùn)行該GTL方法的功率。該合成氣體生產(chǎn)需要熱， 該熱有利的是通過(guò)甲烷或者天然氣燃燒來(lái)提供，優(yōu)選使用催化燃燒來(lái)提供，雖然一些氫氣 也可以用于此目的。優(yōu)選該合成氣體生產(chǎn)，特別是通過(guò)蒸汽/甲烷重整處理的生產(chǎn)，是在l_15bar(絕 對(duì))壓力下進(jìn)行的。費(fèi)-托合成優(yōu)選是在高于18bar進(jìn)行的。進(jìn)行合成氣體生產(chǎn)的壓力決 定了所需的最小壓縮機(jī)級(jí)數(shù)，因?yàn)槊總€(gè)壓縮機(jī)級(jí)在實(shí)際中將壓力升高大約2倍。理想的，該合成氣體生產(chǎn)是在這樣的壓力進(jìn)行的，其使得壓縮機(jī)的級(jí)數(shù)最小，因?yàn)?壓縮機(jī)是昂貴的設(shè)備。優(yōu)選該合成氣體生產(chǎn)是在2到6bar來(lái)進(jìn)行的，所以壓縮機(jī)級(jí)數(shù)是2 到4。但是，可能可行的是在高于15bar的壓力(該壓力類(lèi)似于費(fèi)托合成所需的壓力)運(yùn)行 利用ITM工藝的合成氣反應(yīng)器。結(jié)果，與已知的緊湊型系統(tǒng)中典型的蒸汽甲烷重整反應(yīng)器 和FT反應(yīng)器之間所需的級(jí)數(shù)相比，在ITM合成氣反應(yīng)器和FT反應(yīng)器之間所需的壓縮機(jī)級(jí) 數(shù)可以降低，并且使用ITM工藝甚至可以取消對(duì)于合成氣發(fā)生器和FT反應(yīng)器之間的壓縮機(jī) 的需要。在合成氣體是通過(guò)蒸汽甲烷重整來(lái)生產(chǎn)的場(chǎng)合，該重整反應(yīng)器包含鄰近供熱通道 的用于重整反應(yīng)的通道，而該供熱通道優(yōu)選合并有催化劑，以使得該熱是通過(guò)催化燃燒產(chǎn)生的。優(yōu)選在重整反應(yīng)器的供熱通道中的最大溫度不超過(guò)815°C，更優(yōu)選不超過(guò)800°C。重 整通道中的最大溫度因此優(yōu)選不超過(guò)800°C，更優(yōu)選不超過(guò)780°C。這種運(yùn)行溫度是足夠低 的，這樣能夠容易地保證與構(gòu)造產(chǎn)品規(guī)范，特別是銅焊結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性。在合成氣體生產(chǎn)和費(fèi)-托合成之間，對(duì)合成氣體進(jìn)行壓縮，優(yōu)選在兩個(gè)或者三個(gè) 連續(xù)的壓縮級(jí)進(jìn)行壓縮，并且在連續(xù)壓縮級(jí)之間進(jìn)行冷卻和取出冷凝的水蒸氣。費(fèi)-托合 成優(yōu)選是在18到28bar (絕對(duì))，更優(yōu)選是在24到27bar (絕對(duì))，最優(yōu)選大約26bar (絕 對(duì))的壓力進(jìn)行。在費(fèi)-托合成階段之前，還可以對(duì)合成氣體進(jìn)行處理，來(lái)取出一些多余的 氫氣，例如使用氫氣可滲透性膜來(lái)進(jìn)行，以使得供給到費(fèi)-托合成的合成氣體中的氫氣與 CO的比例范圍是2. 05-2. 50，優(yōu)選是2. 1-2. 4。該費(fèi)-托合成可以在多個(gè)連續(xù)階段中進(jìn)行，在一個(gè)階段和下一個(gè)階段之間對(duì)氣體 進(jìn)行處理來(lái)冷凝和取出水和長(zhǎng)鏈烴。在這種情況中，期望的是每個(gè)階段將使用多個(gè)平行運(yùn) 行的模塊式合成反應(yīng)器?？傊?，本發(fā)明通過(guò)將長(zhǎng)鏈烴加入到原油中，而有效連續(xù)提高了油井所提供的原油 量。例如，油量可以典型的增加大約5_20%。這還可以提高油井的經(jīng)濟(jì)性壽命。它還明顯 的降低了在生產(chǎn)場(chǎng)合燒掉的氣態(tài)烴的量，這具有環(huán)境益處，并且會(huì)允許開(kāi)發(fā)油井(其否則 是不可接受的)。因?yàn)殚L(zhǎng)鏈烴僅僅與原油合并，不需要另外的存儲(chǔ)或者運(yùn)輸設(shè)備，并且不需 要尋找用于長(zhǎng)鏈烴的單獨(dú)的市場(chǎng)。此外，本發(fā)明提供了用于加工天然氣的裝置，其包含兩個(gè)或多個(gè)平行連接的模塊； 其中該裝置被配置來(lái)將伴生氣轉(zhuǎn)化為更高密度的材料。在上下文中，所述的“材料”可以是固體，液體或者氣體。有許多的可以提高天然 氣密度的不同方式。該氣體可以進(jìn)行物理方法例如冷卻或者壓縮來(lái)產(chǎn)生液化天然氣(LNG) 或者壓縮天然氣(CNG)。可選擇的，密度可以通過(guò)化學(xué)方法來(lái)提高，包括使用一個(gè)或多個(gè)催 化反應(yīng)處理天然氣，來(lái)產(chǎn)生在環(huán)境條件下是液體的產(chǎn)物。在上下文中，“環(huán)境條件”意思是 大氣壓力和5°C -30°C的溫度?？捎糜谔岣咚鰵怏w密度的化學(xué)方法的一個(gè)例子是氣至液 (GTL)方法，特別是將天然氣中的甲烷轉(zhuǎn)化成為更高分子量的烴(典型的是C5+)的方法。 其他能夠提高密度的化學(xué)方法將所述氣體轉(zhuǎn)化成為脲、烯烴、甲醇或者二甲醚。此外，本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是至少一個(gè)模塊可以是耐用型(robust)模塊。耐用型模 塊是這樣的模塊，其更耐受加工條件的瞬間變化，例如溫度和/或壓力的變化，該變化可以 是與出現(xiàn)在模塊的一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)器的啟動(dòng)和關(guān)閉過(guò)程中的負(fù)載和處理量的變化相關(guān)的。 加工條件的瞬間變化還可以由于氣體規(guī)格變化而出現(xiàn)。此外，對(duì)所需的從費(fèi)-托模塊輸出 的產(chǎn)品的變化也會(huì)導(dǎo)致加工條件的變化。耐用型模塊的購(gòu)買(mǎi)和/或使用比非耐用型模塊更 昂貴。為此原因，在本申請(qǐng)文件的上下文中，沒(méi)有分類(lèi)為“耐用型”的模塊指的是“經(jīng)濟(jì)型” 的。每個(gè)模塊可以包含串聯(lián)連接的或者平行連接的或者其組合的兩個(gè)或多個(gè)反應(yīng)器。 反應(yīng)器包含通過(guò)一個(gè)或多個(gè)集管(header)連接的一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)塊(reaction blocks)。 對(duì)于反應(yīng)塊的尺寸存在著制造上的限制。反應(yīng)器可以由一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)塊建構(gòu)。在反應(yīng)器 包括大于1個(gè)反應(yīng)塊的情況中，該反應(yīng)塊可以固定在一起來(lái)形成具有一個(gè)共用集管的單個(gè) 大的反應(yīng)器?？蛇x擇的，許多反應(yīng)塊可以通過(guò)集合的更小的集管來(lái)連通。但是，這種集合的 反應(yīng)塊仍然可以稱(chēng)作反應(yīng)器。
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提供兩個(gè)或多個(gè)串聯(lián)的反應(yīng)器使得兩階段反應(yīng)能夠在單個(gè)模塊中進(jìn)行。提供這兩 個(gè)階段的反應(yīng)塊可以形成兩個(gè)不同的反應(yīng)器，或者用于這兩個(gè)階段的反應(yīng)塊可以例如交替 排列來(lái)散置。優(yōu)選第二階段的反應(yīng)器可以是與第一階段反應(yīng)器不同的配置，例如第一階段 反應(yīng)器可以比第二階段反應(yīng)器更耐用(robust)。在一個(gè)模塊中提供兩個(gè)或者多個(gè)平行的反 應(yīng)器將該模塊的容量整體上提高到超過(guò)了單個(gè)這樣的反應(yīng)器能夠達(dá)到的容量。該兩個(gè)或多個(gè)模塊可以是合成氣發(fā)生模塊，其包含一個(gè)或多個(gè)合成氣發(fā)生反應(yīng) 器，并且該兩個(gè)或多個(gè)模塊可以是費(fèi)_托模塊，其包含費(fèi)_托反應(yīng)器。全部的合成氣發(fā)生模塊可以是平行排列的；全部的費(fèi)-托模塊可以是平行排列 的。通過(guò)彼此平行的排列用于進(jìn)行同樣反應(yīng)的含有反應(yīng)器的模塊，能夠取出一個(gè)模塊，而不 會(huì)中斷其余模塊的工作?？梢杂兄辽?個(gè)平行排列的合成氣發(fā)生模塊；并且可以有至少5個(gè)平行排列的 費(fèi)-托模塊。多個(gè)合成氣發(fā)生模塊的輸出可以連接到共同的輸出歧管上。提供歧管來(lái)匯集來(lái)自 多個(gè)合成氣發(fā)生模塊的輸出能夠消除這些模塊的輸出中的任何差異。它還允許這樣的情 形，即，其中合成氣發(fā)生模塊的數(shù)目不等于費(fèi)_托模塊的數(shù)目。合成氣發(fā)生模塊可以配置來(lái)使用蒸汽甲烷重整產(chǎn)生合成氣。如果伴生氣(其是 co2)的百分比高，則其他重整方法可以與蒸汽甲烷重整同時(shí)進(jìn)行。例如，干燥重整和部分氧 化可以進(jìn)行。合成氣發(fā)生模塊可以配置來(lái)使用離子轉(zhuǎn)移膜產(chǎn)生合成氣。該合成氣發(fā)生模塊可以進(jìn)一步包含使用來(lái)自合成氣發(fā)生的熱能輸出來(lái)產(chǎn)生蒸汽 的措施。該合成氣發(fā)生模塊可以進(jìn)一步包含連接到燃燒氣體出口的回流換熱器 (recuperator)。該回流換熱器被配置來(lái)提取來(lái)自燃燒通道廢氣的熱量。該合成氣發(fā)生模塊可以進(jìn)一步包含至少一個(gè)預(yù)熱器和/或至少一個(gè)預(yù)重整器。每個(gè)費(fèi)-托模塊可以包含至少兩個(gè)串聯(lián)連接的費(fèi)-托反應(yīng)器和用于將第一 費(fèi)-托反應(yīng)器的輸出連接到在該模塊之外的預(yù)熱器和相分離器的措施。通過(guò)提供導(dǎo)管或 者類(lèi)似的措施，通過(guò)其將第一費(fèi)-托反應(yīng)器的輸出供給到所述模塊之外的相分離器和預(yù)熱 器，這些輔助部件可以為大于一個(gè)的模塊所共用，并且另外，它們不必罩在模塊內(nèi)。因?yàn)橄?分離器和預(yù)熱器不可能具有與反應(yīng)器相同的壽命時(shí)間，因此有利的是可以將它們配置到模 塊外面，以使得該模塊可以在與相分離器和預(yù)熱器的置換不同的時(shí)間來(lái)進(jìn)行取出和置換。該費(fèi)-托模塊可以進(jìn)一步包含至少一個(gè)預(yù)熱器和至少一個(gè)相分離器。模塊的數(shù)目可以選擇，以使得裝置具有加工油井所產(chǎn)生的100%的伴生氣的尺寸。 確實(shí)的，可以提供至少一個(gè)在正常的運(yùn)行條件下多余的模塊。如果保留多余的模塊，則它提 供了在氣體流速提高時(shí)另外的容量。但是，因?yàn)樵撃K沒(méi)有接通，因此任何催化劑沒(méi)有通過(guò) 使用而劣化，另外，如果該多余的模塊保持接通來(lái)作為裝置的工作部件，則裝置整體上可以 比能夠達(dá)到的程度進(jìn)一步的調(diào)低。此外，本發(fā)明提供了用于加工天然氣的裝置，該裝置包含生產(chǎn)管道，其與油井連 通來(lái)提取油和伴生氣；和加工單元，其配置來(lái)支持存儲(chǔ)所提取的油的措施以及上述的裝置。 該生產(chǎn)管道可以連接到海底或者其他陸基油井。該加工單元可以處于固定的或者浮動(dòng)平臺(tái)
13上。如果該油井是海底油井，則還可以提供一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)配置來(lái)將所述加工單元錨定到 海床上。但是，加工單元可以是動(dòng)態(tài)布置的，因此可以不必錨定它。該加工單元可以是FPS0。所述裝置可以進(jìn)一步包含用于分離油與伴生氣的單元。油與所述氣體的分離可以 在油井中或者在加工單元上進(jìn)行。此外，本發(fā)明提供了一種加工伴生自一 口或多口油井的氣體的方法，該方法包含 步驟提供包含兩個(gè)或多個(gè)平行模塊的模塊式裝置，其中至少一個(gè)模塊是耐用型模塊，和至 少一個(gè)模塊是經(jīng)濟(jì)型模塊；當(dāng)生產(chǎn)率下降時(shí)，調(diào)低該一個(gè)或多個(gè)模塊；至少當(dāng)生產(chǎn)率下降 超過(guò)調(diào)低限度時(shí)，關(guān)閉該一個(gè)或多個(gè)模塊。當(dāng)生產(chǎn)率下降到小于調(diào)低限度時(shí)關(guān)閉一個(gè)或多個(gè)模塊能夠使得其余的模塊在可 接受的調(diào)低限度內(nèi)連續(xù)進(jìn)行，而不管油井的總生產(chǎn)率如何(該油井降低到如此低的生產(chǎn)率 水平使得單個(gè)非模塊式裝置不能應(yīng)對(duì))。對(duì)于包含n個(gè)合成氣發(fā)生模塊的裝置來(lái)說(shuō)，當(dāng)伴生 氣的流速降低到低于總?cè)萘康?00(n-l)/n%時(shí)，可以關(guān)閉一個(gè)模塊。每個(gè)模塊的調(diào)低限度 可以處于50%-60%的區(qū)域，所以對(duì)于其中n> 2的裝置來(lái)說(shuō)，在該裝置整體上達(dá)到它的調(diào) 低限度前，可能實(shí)用的是關(guān)閉模塊。如果生產(chǎn)率的降低僅僅被預(yù)期為短期的波動(dòng)，則當(dāng)伴生氣的流量降低到低于極限 值(此時(shí)調(diào)低變得不切實(shí)際)時(shí)所關(guān)閉的模塊可以是耐用型模塊。耐用型模塊在這種情形 中首先被關(guān)閉，這是因?yàn)樵撃陀眯湍K可以忍受更快的溫度變化，所以該耐用型模塊在氣 體流速重新升高時(shí)能夠更快速地在線(xiàn)恢復(fù)。如果裝置是GTL裝置，則耐用型模塊可以具有 比經(jīng)濟(jì)型模塊更高的熱慣性。如果存在非常短的波動(dòng)，則該耐用型模塊可以仍然接近于運(yùn) 行溫度，因此它能夠非?？斓卦诰€(xiàn)恢復(fù)。相比較來(lái)說(shuō)，經(jīng)濟(jì)型模塊將更多的冷卻，并且將對(duì) 于溫度升高回到生產(chǎn)溫度更加敏感。所述方法可以進(jìn)一步包含步驟當(dāng)伴生氣的流量降低到低于預(yù)定的極限值超過(guò)預(yù) 定的時(shí)間時(shí)，關(guān)閉掉(turn off) 一個(gè)模塊。例如，在具有5個(gè)模塊的系統(tǒng)中，如果伴生氣的 流量低于80%超過(guò)6個(gè)月，則這可能預(yù)示著油井生產(chǎn)率長(zhǎng)期的下降，如圖2的C區(qū)所示。在 這種情況中，可以關(guān)閉(switched off)并且可以取出一個(gè)模塊。這有助于其余的模塊通過(guò) 單獨(dú)的調(diào)低來(lái)應(yīng)對(duì)伴生氣流量更深的下降。繼續(xù)上面的例子，其余4個(gè)模塊將能夠應(yīng)對(duì)低 到初始生產(chǎn)率的40% (80%的50%)的伴生氣流量波動(dòng)，并因此對(duì)于耐用型模塊的依賴(lài)將 降低。模塊的關(guān)閉和取出還提高了模塊的總利用率，因?yàn)楸魂P(guān)閉的模塊可以被取出，并且在 不同油井處重新配置到裝置中。在這種情況中關(guān)閉的模塊可以是經(jīng)濟(jì)型模塊。為了使裝置保持最大的柔性來(lái)應(yīng)對(duì) 氣體流量波動(dòng)，重要的是至少一個(gè)耐用型模塊應(yīng)當(dāng)保持在該裝置中。所以，被關(guān)閉的第一個(gè) 模塊應(yīng)當(dāng)是經(jīng)濟(jì)型模塊。這個(gè)模塊然后可以從裝置中取出，來(lái)用于整修或維修或者用于重 新配置到其他地方。該模塊式裝置可以配置來(lái)將伴生氣轉(zhuǎn)化為液烴，其中將該液烴與來(lái)自油井的油進(jìn) 行合并。該合成原油或者液烴與來(lái)自油井的原油的合并完成了對(duì)于伴生氣問(wèn)題的解決，因 為除了提供用來(lái)處理油本身的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)之外，不需要另外的運(yùn)輸基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。該模塊式裝置可以配置來(lái)進(jìn)行下面的步驟分離伴生氣與油；在第一催化反應(yīng)器 中處理所述氣體來(lái)產(chǎn)生合成氣；和通過(guò)費(fèi)-托合成處理該合成氣，來(lái)形成在環(huán)境條件下為 液體的長(zhǎng)鏈烴。
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此外，該裝置可以配置來(lái)至少提供經(jīng)濟(jì)型合成氣發(fā)生模塊，具有甲醇作為在生產(chǎn) 率短期降低過(guò)程中的燃燒燃料。如果伴生氣的流量在非常短的時(shí)間內(nèi)降低到非常低的程度 (例如，由于油井工作中斷)，則伴生氣的流量會(huì)突然降低到近乎零。在這些情形中，可以適 當(dāng)?shù)年P(guān)閉掉全部的模塊和提供具有甲醇作為燃料的經(jīng)濟(jì)型模塊以便將合成氣反應(yīng)器保持 在運(yùn)行溫度，準(zhǔn)備當(dāng)它在線(xiàn)恢復(fù)時(shí)加工伴生氣。取決于甲醇的可獲得性和停機(jī)時(shí)間，可以適 當(dāng)?shù)靥峁┚哂屑状甲鳛槿剂系哪陀眯湍K，以及經(jīng)濟(jì)型模塊，或者替代的，使耐用型模塊自 然地向環(huán)境條件冷卻。另外，或者代替使用甲醇或者其他液體燃料，可以使用來(lái)自裝置其他地方加工的 熱廢氣，目的是將模塊保持在運(yùn)行溫度。具體的，可以使用來(lái)自柴油燃燒過(guò)程的廢氣。此外， 在模塊中可以提供電加熱，并且這可以另外或者代替上述可選擇的氣體供給來(lái)使用。此外，本發(fā)明提供了用于運(yùn)行在上述方法中所述的裝置的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng) 使得所述裝置的全部柔性能夠被利用。該控制系統(tǒng)可以進(jìn)一步包含用于監(jiān)控從費(fèi)_托反應(yīng)器中出來(lái)的合成原油成分的 措施，和用于改變費(fèi)-托反應(yīng)器中的條件的措施來(lái)使得輸出的組成與來(lái)自油井的油的組成 相匹配或者對(duì)來(lái)自油井的油的組成進(jìn)行補(bǔ)充。費(fèi)-托反應(yīng)器中的溫度和合成氣組成對(duì)由該 反應(yīng)器所產(chǎn)生的不同的液體烴的比例有大的影響。所以通過(guò)改變費(fèi)-托反應(yīng)器中的溫度， 可以改變所形成的合成原油的組成，來(lái)匹配來(lái)自油井的原油輸出的組成。在一些情形中，優(yōu) 選的是選擇該合成原油的組成，以使得它補(bǔ)充而非匹配來(lái)自油井的原油的組成。術(shù)語(yǔ)“產(chǎn)油設(shè)施”指的是鄰近于一 口或多口油井的設(shè)施，油從油井流向該設(shè)施，并 且在該設(shè)施中，在存儲(chǔ)或者通過(guò)管線(xiàn)傳輸之前，給予油至少初步的處理。例如它可以指的是 固定平臺(tái)或者浮動(dòng)生產(chǎn)、存儲(chǔ)和卸貨(FPS0)容器。典型的這樣的設(shè)施將連接到一個(gè)油田的 1到20個(gè)分開(kāi)的油井。它還可能指的是更小規(guī)模的設(shè)施，例如油井測(cè)試容器。術(shù)語(yǔ)“整合的”和“密切連接”表示GTL裝置在氣體與油分離之后接收氣體，而不 需要明顯的化學(xué)加工。因此，本發(fā)明的GTL裝置可以接收處理過(guò)的和未處理的氣體。術(shù)語(yǔ)“等價(jià)的”表示反應(yīng)器被設(shè)計(jì)來(lái)具有基本相同的性能，并且具有與流動(dòng)管道兼 容的連接(用于反應(yīng)物或者用于冷卻劑)，以使得一個(gè)反應(yīng)器可以容易的安裝來(lái)替代另一 個(gè)。一旦安裝，該等價(jià)的反應(yīng)器將具有與置換的反應(yīng)器基本相同的處理量和化學(xué)性能。可 以理解在實(shí)際中這樣的反應(yīng)器可以在它們的化學(xué)性能方面是不同的，例如由于催化劑老化 引起的不同。該模塊式反應(yīng)器不必具有相同的形狀和尺寸，雖然這是優(yōu)選的，因?yàn)橹圃煜嗤?的反應(yīng)器通常是更經(jīng)濟(jì)的。當(dāng)用于本發(fā)明上下文中時(shí)，術(shù)語(yǔ)“緊湊型”包括這樣的反應(yīng)器，其提供了用于催化 劑和用于小體積內(nèi)熱交換的大表面積。具體的，將緊湊型反應(yīng)器尺寸化和配置來(lái)用于產(chǎn)油 設(shè)施中。為了能夠用于產(chǎn)油設(shè)施中，將該反應(yīng)器尺寸化以便安裝(fit on)在固定的離岸石 油平臺(tái)或者FPS0容器上。為了便于安裝(installation)，維修和取出這樣的反應(yīng)器，所述 模塊理想的是尺寸化的，以使得它能夠通過(guò)常規(guī)的貨物處理設(shè)備來(lái)處理。例如，緊湊型反應(yīng) 器應(yīng)當(dāng)被尺寸化以便適應(yīng)(fit into) ISO容器，并且重量不大于25公噸。緊湊型反應(yīng)器可 以典型的具有適于加工大約60000m3/天的伴生氣的容量。術(shù)語(yǔ)“合成氣體反應(yīng)器”或者“合成氣反應(yīng)器”在本說(shuō)明書(shū)中指的是一種反應(yīng)器， 當(dāng)向其提供合適的含烴的進(jìn)料氣體時(shí)，其生產(chǎn)了合成氣體。
本發(fā)明現(xiàn)在將進(jìn)一步和更具體的描述，這僅僅是為了舉例，并且參考附圖來(lái)進(jìn)行， 在其中圖1表示了產(chǎn)油設(shè)施的伴生氣流速隨著時(shí)間典型變化的圖，以及常規(guī)GTL裝置的 氣體流量要求；圖2表示了使用或者不使用本發(fā)明的產(chǎn)油設(shè)施的生產(chǎn)率隨著時(shí)間典型變化的圖；圖3表示了用于進(jìn)行本發(fā)明方法的加工裝置的一個(gè)例子的流程圖；圖4表示了用于進(jìn)行本發(fā)明方法的加工裝置的另外一個(gè)例子的流程圖；圖5A-5H是許多不同例子的模塊的示意圖；圖6A-6D是許多不同例子的裝置的示意圖，該裝置是由圖5的模塊相組合來(lái)產(chǎn)生 的；和圖7A和7B表示了穿過(guò)反應(yīng)器一部分的橫截面的兩個(gè)例子。本發(fā)明的裝置和方法能夠應(yīng)用于隨著油產(chǎn)生伴生氣的油井，其中氣油比例優(yōu)選是 大約35-350m3/m3。參見(jiàn)圖2，其以示意的方式表示了生產(chǎn)率P隨著時(shí)間的變化。如實(shí)線(xiàn)所 示，一旦在油井中開(kāi)始生產(chǎn)油，生產(chǎn)率P典型的是初始增加(A)，然后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)(B)。生 產(chǎn)率P因此能夠在數(shù)年的時(shí)間內(nèi)保持基本不變，但是然后開(kāi)始逐漸降低(C)，并且這種降低 也會(huì)持續(xù)數(shù)年的時(shí)間。當(dāng)使用本發(fā)明時(shí)，這種生產(chǎn)率的變化用虛線(xiàn)(D)表示。生產(chǎn)率在油 井運(yùn)行整個(gè)期間是略高的，這是因?yàn)榘樯鷼獗晦D(zhuǎn)化為長(zhǎng)鏈烴，該烴被并入并且因此提高了 來(lái)自油井的油量。另外，油井的生產(chǎn)率更高意味著油井的經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行能夠持續(xù)更長(zhǎng)的時(shí)間。 如上面與圖1相關(guān)的描述，油井的伴生氣生產(chǎn)速率G是以類(lèi)似于油生產(chǎn)率P變化的方式來(lái) 變化的?，F(xiàn)在參考圖3和4，這些圖表示了用于進(jìn)行所述方法的加工裝置10可選擇的流程 圖。在下面的整個(gè)說(shuō)明書(shū)中，相同的附圖標(biāo)記將用于圖3和4中每個(gè)所示的裝置的基本相 同的部件。圖3表示了這樣的加工裝置的流程圖，其中合成氣是通過(guò)蒸汽甲烷重整來(lái)產(chǎn)生 的。圖4表示了這樣的加工裝置的流程圖，其中合成氣是使用離子轉(zhuǎn)移膜來(lái)產(chǎn)生的。在圖3和圖4 二者所示的加工裝置中，將油井所產(chǎn)生的流體(用“進(jìn)料”來(lái)表示) 供給到分離器11中，其中將原油12與伴生天然氣13分離。原油12被存儲(chǔ)到儲(chǔ)油槽14中。 伴生氣13然后進(jìn)行調(diào)節(jié)來(lái)除去雜質(zhì)，首先通過(guò)噴水進(jìn)行洗滌15 (或者通過(guò)冷卻和聚結(jié)液滴 的氣霧劑來(lái)洗滌)，來(lái)除去鹽水污染物，然后除汞16，隨后通過(guò)熱交換器17，其后進(jìn)行除硫 18。這產(chǎn)生了天然氣物流，典型的是大約90%甲烷，并且具有低百分比的其他烷烴。該處理過(guò)的天然氣然后在高溫與蒸汽合并，并且通過(guò)第二熱交換器20加熱到大 約400°C的溫度。它然后進(jìn)行預(yù)重整22(其可以例如使用鎳催化劑)；這將任何的C2+烴 (乙烷，丙烷，丁烷等)轉(zhuǎn)化成為甲烷和一氧化碳，并且如果天然氣13包含了可忽略比例的 高級(jí)烷烴，則不需要該預(yù)重整22。在預(yù)重整處理22之后選擇流量來(lái)提供合適的蒸汽甲烷 摩爾比。例如，在圖4的示例中，蒸汽甲烷比可以是從0 1高到1.5 1?？蛇x擇的，在 圖3的示例中，蒸汽甲烷比優(yōu)選是1. 4-1到1. 6-1，更優(yōu)選是1. 5-1。所形成的氣體混合物 (其主要由甲烷和蒸汽組成)然后通過(guò)多個(gè)等價(jià)的模塊式合成氣體發(fā)生反應(yīng)器24，124，流 動(dòng)平行的通過(guò)該反應(yīng)器。在圖3所示的方法中，每個(gè)反應(yīng)器24限定了用于蒸汽/甲烷重整反應(yīng)的通道，該 通道含有重整催化劑，例如在氧化鋁載體上的鉬/銠催化劑。另外的通道提供了來(lái)自催化
16燃燒的熱，并且其包含了燃燒催化劑(例如在氧化鋁載體上的鉬或者鈀催化劑)。供給到燃 燒通道的氣體可以包含空氣和甲烷，甲烷進(jìn)料來(lái)自于在脫硫加工18出口的天然氣。來(lái)自燃 燒通道的熱廢氣(用點(diǎn)劃線(xiàn)26表示)然后用來(lái)加熱通過(guò)熱交換器20和17的氣體。在通 過(guò)該重整通道的過(guò)程中，將氣體混合物加熱到大約750°C的最高溫度，并且甲烷和蒸汽反應(yīng) 來(lái)形成一氧化碳和氫氣，這個(gè)反應(yīng)是吸熱的。所形成的一氧化碳和氫氣的混合物被稱(chēng)作合 成氣體或者合成氣。在這種情況中，氫氣CO的比例是大約3 1。重整通道中的氣體壓 力是 2. 5bar (a) = 0. 25MPa。在圖4所示的方法中，每個(gè)反應(yīng)器124包含一個(gè)或多個(gè)堆疊的陶瓷晶片，氧離子能 夠通過(guò)其進(jìn)行擴(kuò)散，如US 7 279 027所述，其詳細(xì)內(nèi)容在此引入作為參考，其可以包括在 壓力容器中，并且可以與蒸汽甲烷重整催化劑合并，如US 7 179 323所述。這樣的反應(yīng)器 限定了用于反應(yīng)物(例如蒸汽/甲烷混合物)的通道和用于含氧氣的氣體例如空氣(其是 通過(guò)陶瓷膜分離的，該膜允許氧離子擴(kuò)散到含甲烷的物流中)的分離/獨(dú)立(s印earate) 通道。供給到這兩個(gè)通道的氣體可以進(jìn)行預(yù)熱，例如沿著鄰近其中發(fā)生燃燒的通道的流動(dòng) 通道通過(guò)反應(yīng)器123來(lái)進(jìn)行預(yù)熱(或者在熱交換器中與來(lái)自燃燒加工的熱廢氣進(jìn)行熱交 換)。這種預(yù)熱反應(yīng)器123等價(jià)于熱交換器20，但是排列在預(yù)重整器22之后。如果發(fā)生在 反應(yīng)器124中的反應(yīng)充分放熱的(這取決于用甲烷供給的蒸汽的比例和擴(kuò)散到反應(yīng)環(huán)境中 的氧離子的擴(kuò)散速率)，則流出的氣體會(huì)是足夠熱的，這樣它們可以如圖所示通過(guò)熱交換器 30，來(lái)提供至少一部分的這種預(yù)熱。預(yù)熱氣體有助于發(fā)生在反應(yīng)通道中的部分氧化反應(yīng)的 效率提高。結(jié)果，與已知的蒸汽甲烷重整反應(yīng)器相比，使用ITM可以提供總的簡(jiǎn)化，這是因 為在ITM反應(yīng)器124中不需要單獨(dú)的加熱過(guò)程。來(lái)自反應(yīng)器123中的燃燒加工的廢氣然后 可以通過(guò)熱交換器20 (如點(diǎn)劃線(xiàn)126所示)。在合成氣反應(yīng)器24，124的出口，如下來(lái)猝滅所形成的合成氣體通過(guò)熱交換器 30，來(lái)將所供給的蒸汽(如虛線(xiàn)31所示)提供到熱交換器20的入口。該合成氣體然后可 以經(jīng)歷一個(gè)或多個(gè)連續(xù)的壓縮級(jí)32 (圖4表示了兩級(jí)32，圖3表示了三級(jí))，并且在每個(gè)壓 縮級(jí)32之后或者如果需要，進(jìn)行冷卻(未示出)和取出33任何冷凝的水蒸氣，來(lái)保證該合 成氣體處于隨后的費(fèi)-托合成所需的壓力，該壓力可以是例如26bar(a) = 2. 6MPa。該高 壓合成氣體然后通過(guò)鎳羰基阱36，然后通入一個(gè)或多個(gè)費(fèi)-托合成反應(yīng)器40，流動(dòng)平行通 過(guò)其中。當(dāng)提供多個(gè)費(fèi)_托合成反應(yīng)器40時(shí)，該反應(yīng)器40是模塊式和等價(jià)的。每個(gè)反應(yīng) 器40限定用于費(fèi)-托反應(yīng)的、含有合適的催化劑例如在氧化鋁載體上的鈷的通道，和用于 熱交換物流來(lái)取出合成反應(yīng)所產(chǎn)生的熱量的通道。該熱交換流體是在溫度控制系統(tǒng)44 (圖 示)中循環(huán)的，并且該熱交換流體的流速是這樣的，即，將它通過(guò)反應(yīng)器40的溫度升高保持 在期望的界限內(nèi)，例如不大于10K。從合成反應(yīng)器40中出來(lái)的流體混合物通過(guò)熱交換器46進(jìn)行冷卻，并且通過(guò)分 離器48分離成為水，液烴C5+和剩余的尾氣。用于熱交換器46的冷卻劑可以是流體例 如水和可以處于環(huán)境溫度例如處于大約20或者30°C，或者更優(yōu)選的處于稍高的溫度例如 60-80°C。這種更高的溫度的冷卻劑基本上防止了熱交換器46的表面的蠟化。來(lái)自分離器 48的水被再循環(huán)到猝滅熱交換器30，如虛線(xiàn)31所示，雖然它可以首先進(jìn)行處理來(lái)除去任何 的雜質(zhì)。來(lái)自分離器48的液烴C5+與儲(chǔ)槽14中的原油12合并，由此增加了油體積。液烴 C5+與原油12的混合可以在儲(chǔ)槽14的上游進(jìn)行。合成反應(yīng)器40與相關(guān)的溫度控制系統(tǒng)44和輸出熱交換器46和分離器48可以一起稱(chēng)作合成組件50。來(lái)自分離器48的尾氣通過(guò) 第二個(gè)這樣的合成組件50 (圖示)來(lái)供給，并且來(lái)自第二合成組件50的尾氣被供給回到熱 交換器20的入口。在圖3的裝置10中，通過(guò)蒸汽重整反應(yīng)器24所產(chǎn)生的合成氣體的氫氣CO比是 大約3 1，然而費(fèi)-托反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量需要的比例是2 1。所以，在該方法中存在著過(guò) 量的氫氣。在這種流程圖中，來(lái)自鎳羰基阱36出口的一些高壓合成氣體被轉(zhuǎn)移通過(guò)膜單元 38，來(lái)分離一些氫氣，優(yōu)選通過(guò)膜單元38的流量是這樣的，即，在費(fèi)-托反應(yīng)器40的入口氫 氣CO比接近于2 1，例如2.4-2. 1 1。來(lái)自第二合成組件50的尾氣還包含一些氫氣， 并且將這個(gè)氣體物流也通過(guò)膜單元52來(lái)除去這個(gè)氫氣，以使得供給回到熱交換器20入口 的再循環(huán)氣體物流主要由短鏈烷烴，一氧化碳，二氧化碳和水蒸氣組成。在圖4的裝置10中，取決于供給到ITM反應(yīng)器124的氣體混合物的組成，通過(guò)ITM 反應(yīng)器124所產(chǎn)生的合成氣體的氫氣CO比例(合成氣比例)是高到大約3 1，S卩，這是 一種對(duì)于費(fèi)_托反應(yīng)所需而言不理想的化學(xué)計(jì)量。如果存在過(guò)量的氫氣，則FT反應(yīng)器上游 的一些該合成氣可以轉(zhuǎn)移通過(guò)膜單元38來(lái)分離一些氫氣，以使得合成氣比例降低到接近 于2 1的值。來(lái)自第二合成組件50的尾氣還可以包含一些氫氣，并且將這個(gè)氣體物流也 通過(guò)膜單元52來(lái)除去這個(gè)氫氣，以使得供給回到熱交換器20入口的再循環(huán)氣體物流主要 由短鏈烷烴，一氧化碳，二氧化碳和水蒸氣組成?？偟慕Y(jié)果是伴生氣13被轉(zhuǎn)化成為液體長(zhǎng)鏈烴C5+，然后與儲(chǔ)槽14中的油合并。來(lái) 自合成組件50的水副產(chǎn)物如虛線(xiàn)31供給回來(lái)，來(lái)為所述加工提供蒸汽。通過(guò)膜單元38和 膜單元52所提取的氫氣可以用作燃料源，例如來(lái)提供壓縮機(jī)32運(yùn)行的功率。如圖1相關(guān)的解釋那樣，伴生氣13的流速G在油井壽命內(nèi)是經(jīng)時(shí)變化的，并且另 外(如早期所討論的)，還有更短期的變化，因此裝置10必須能夠應(yīng)對(duì)寬范圍的不同氣體流 量。加工裝置10中的一些加工單元能夠?qū)τ趯挿秶牟煌臍怏w流速同等良好地工作。但 是，對(duì)于反應(yīng)器單元，特別是合成氣反應(yīng)器24，124和合成反應(yīng)器40而言，存在著具體的問(wèn) 題，因?yàn)槠涞男阅茈S著氣體流速而明顯的變化。為此原因，每個(gè)反應(yīng)器24和每個(gè)反應(yīng)器40 在全部它的入口和它的出口提供有關(guān)閉閥55(對(duì)于每個(gè)反應(yīng)器僅僅表示了其中的兩個(gè))， 以使得單個(gè)反應(yīng)器24，124和40能夠脫離使用，而不影響加工裝置10的其余部分運(yùn)行。對(duì)于蒸汽重整反應(yīng)器24來(lái)說(shuō)，安裝在所述方法的熱側(cè)(> 500°C )(即，在熱加工 出口(和熱燃燒出口))的關(guān)閉閥提供了一種選項(xiàng)。可選擇的，每個(gè)反應(yīng)器24可以具有類(lèi) 似于熱交換器30的專(zhuān)用猝滅熱交換器，并且關(guān)閉閥55因此可以位于該猝滅熱交換器的出 口側(cè)。同樣，在熱燃燒側(cè)，每個(gè)反應(yīng)器24可以具有熱關(guān)閉閥。一種選擇是給反應(yīng)器24提供 類(lèi)似于熱回流換熱器20的專(zhuān)用熱回流換熱器，以使得關(guān)閉閥能夠位于該大約200-500°C的 回流換熱器的出口側(cè)。以此方式，單個(gè)反應(yīng)器24，124和40能夠脫離使用，而不影響加工裝置10的其余 部分運(yùn)行。如果伴生氣的流速G在運(yùn)行過(guò)程中升高，則已經(jīng)脫離使用的反應(yīng)器24，124和40 可以容易的重新投入使用。還可以理解，除了裝置10滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行之外，將有一些反應(yīng)器24， 124和40處于閑置狀態(tài)。如果在其他的反應(yīng)器24，124或者40中的一個(gè)出現(xiàn)故障時(shí)，這提 供了一定的冗余度。因此可以關(guān)閉故障的反應(yīng)器24，124或者40，并且將另一個(gè)反應(yīng)器24，
18124或者40投入使用。這是一種遠(yuǎn)快于取出和置換反應(yīng)器的方法。在實(shí)際中，關(guān)閉閥55可以成對(duì)使用，并且至少一個(gè)閥隔開(kāi)加工側(cè)，一個(gè)閥隔開(kāi)反 應(yīng)器側(cè)，該成對(duì)的閥是通過(guò)一個(gè)短長(zhǎng)度管分開(kāi)的，其可以在反應(yīng)器啟動(dòng)之前，用惰性氣體沖 洗和填充來(lái)除去大氣中的氧氣。盲板(blanking plate)可以提供在這兩個(gè)成對(duì)閥之間，來(lái) 確切地隔開(kāi)反應(yīng)器。當(dāng)必需關(guān)閉一個(gè)合成反應(yīng)器40時(shí)，將在該反應(yīng)器40兩側(cè)的關(guān)閉閥55都關(guān)閉。同 時(shí)，將該反應(yīng)器40用來(lái)自停機(jī)氣體供料(未示出)的處于一定運(yùn)行壓力(在這個(gè)例子中是 26bar(a))的惰性氣體進(jìn)行沖洗，來(lái)除去任何剩余的合成氣體。該反應(yīng)器40然后通過(guò)還關(guān) 閉至停機(jī)氣體供料的連接來(lái)在運(yùn)行壓力關(guān)閉。這保證了任何的催化劑不會(huì)劣化。因此，該停 機(jī)或者惰性氣體是這樣的氣體， 其不包括在催化反應(yīng)中，由此基本上防止了反應(yīng)器中另外 的催化活性。例如這種惰性氣體可以是純凈的甲烷，脫硫的天然氣，或者氮?dú)?。反?yīng)器24， 124和40可以具有熱絕緣，以使得它們?cè)谝赃@種方式關(guān)閉后不會(huì)快速冷卻。確實(shí)的，當(dāng)應(yīng)對(duì) 氣體流量的短期下降時(shí)，可能令人期望的是將熱源提供給反應(yīng)器24，124或者40，以使得一 旦反應(yīng)器24，124或者40重新連接，它能夠更快的返回到滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行。還可以理解這種程序使得單個(gè)反應(yīng)器能夠在不使用時(shí)被取出和置換，例如在反應(yīng) 器需要整修例如來(lái)置換耗盡的催化劑時(shí)。被取出的反應(yīng)器可以運(yùn)輸?shù)竭h(yuǎn)處，在這里例如通 過(guò)置換催化劑來(lái)進(jìn)行整修。因此在產(chǎn)油設(shè)施處不需要提供催化劑處理設(shè)備。加工裝置10是用于產(chǎn)油設(shè)施處的，因此具備一定的尺寸以便安裝(fit on)到固 定石油平臺(tái)或者FPSO容器上，或者所述設(shè)施可以采用的任何形式。具體的，在加工裝置10 中的每個(gè)加工單元應(yīng)當(dāng)具備這樣的尺寸，即，其可以通過(guò)常規(guī)的貨物處理設(shè)備來(lái)處理，以使 得該加工裝置能夠被安裝(install)或者維修。具體的，每個(gè)反應(yīng)器24，124和40應(yīng)當(dāng)不 大于大約25公噸，并且小到足以適應(yīng)(fit within) ISO容器的尺寸。例如每個(gè)反應(yīng)器24， 124和40可以是大約10公噸，全長(zhǎng)是大約8m，并且具有適于加工大約60000m3/天(2MsCf/ 天)的伴生氣13的容量。反應(yīng)器24，124和40的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)不是本發(fā)明的一個(gè)方面，但是應(yīng) 當(dāng)理解每個(gè)反應(yīng)器必須是緊湊型反應(yīng)器，也就是說(shuō)，其提供了大的表面積，來(lái)用于小體積內(nèi) 的熱交換(以及用于其中提供的催化劑)。在ITM合成氣反應(yīng)器124中，所述通道的高度典型的是0. 3mm-5mm(最小的橫向尺 寸)，同時(shí)蒸汽甲烷重整反應(yīng)器24中的燃燒通道和重整通道的高度典型的是l-5mm(最小的 橫向尺寸)。在合成反應(yīng)器40中，冷卻劑通道的高度典型的是l_5mm，而用于費(fèi)-托反應(yīng)的通道 可以稍高，典型的高度是4-12mm。在其中提供催化劑的那些通道中，該催化劑可以作為涂層 提供到通道壁上，或者作為催化劑顆粒床，或者作為在可以插入到通道中的金屬基底上的 涂層來(lái)提供。該催化劑插入物能夠?qū)⑼ǖ兰?xì)分為多個(gè)平行的亞通道，例如皺紋狀箔片。圖3和4中的反應(yīng)器24，124，40被示意為平行連接的不同的反應(yīng)器。但是，應(yīng)當(dāng)理 解這些圖僅僅是示意性的。在實(shí)踐中，制造方法對(duì)反應(yīng)器塊的尺寸產(chǎn)生了有效的限制。每 個(gè)反應(yīng)器24，124，40可以包含一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)器塊。每個(gè)反應(yīng)器24，124,40的塊可以與同 樣類(lèi)型的第二反應(yīng)器的塊散置(intersperse)，目的是在兩個(gè)階段中進(jìn)行反應(yīng)，并且每個(gè)塊 具有集管來(lái)使得流體流動(dòng)從一個(gè)反應(yīng)器移向下一個(gè)反應(yīng)器。鄰近的塊可以固定在一起，無(wú) 論它們是否形成了相同反應(yīng)器的一部分。如果該鄰近的塊是相同反應(yīng)器的全部的部分，則單個(gè)共用的集管可以與該反應(yīng)器整體上連通。模塊可以定義為裝置的一部分，其能夠獨(dú)立的與該裝置的其余部分隔開(kāi)，而不危及該裝置的可操作性。該模塊可以或者未必帶有將它隔開(kāi)所需的措施例如關(guān)閉閥。在圖3 和4所示的裝置圖的上下文中，模塊可以是單個(gè)反應(yīng)器24，124，40 (具有或者不具有關(guān)閉閥 55)和/或類(lèi)似于熱交換器30的猝滅熱交換器和/或類(lèi)似于回流換熱器20的回流換熱器。 可選擇的，模塊可以定義為裝置的一部分，其在隔開(kāi)之后能夠獨(dú)立的從該裝置中取出。如果 該模塊是獨(dú)立的取出的，則類(lèi)似于閥55的關(guān)閉閥必須至少提供在該模塊的外面，目的是將 裝置的其余部分相對(duì)于該模塊關(guān)閉，來(lái)便于該模塊從裝置中取出。取決于形成所述模塊的 部分的部件，提供在所述模塊外面的一個(gè)或多個(gè)閥不排除提供一個(gè)或多個(gè)另外的閥作為該 模塊的部分。在一個(gè)另外的選擇中，一旦模塊已經(jīng)與裝置的其他部分隔開(kāi)，則可以取出該模塊 的一個(gè)或多個(gè)部件。為了便于此，閥可以提供在該模塊的部件之間。這種構(gòu)造在這種情形 中是有利的，其中模塊包含了許多的反應(yīng)器和另外的部件例如猝滅熱交換器和/或預(yù)加熱 器和/或預(yù)重整器。如果模塊中的一個(gè)反應(yīng)器出現(xiàn)了失效，則整個(gè)模塊可以被隔離，以使得 裝置的其他部分能夠連續(xù)的工作。但是，并非取出整個(gè)模塊，可以將失效的反應(yīng)器與模塊的 其他部分隔開(kāi)，并且可以單獨(dú)地取出。在這種情況中，該失效的反應(yīng)器本身實(shí)際上也是一種 “模塊”，因?yàn)樗軌蚋糸_(kāi)和取出。圖5表示了許多不同的模塊構(gòu)造。圖5所示的每個(gè)構(gòu)造僅僅示意了通過(guò)該模塊的 加工物流。在全部所示的構(gòu)造中，加工流在圖中從左至右出現(xiàn)。另外，附圖標(biāo)記24用來(lái)表 示用于產(chǎn)生合成氣的反應(yīng)器的一個(gè)例子。但是，很顯然當(dāng)使用反應(yīng)器124 (其使用ITM來(lái)運(yùn) 行)來(lái)產(chǎn)生合成氣時(shí)，全部所示的模塊構(gòu)造將平等地適用于這種情形。圖5A表示了形成加工天然氣的裝置500A的一部分的模塊的最簡(jiǎn)單的構(gòu)造。在該 構(gòu)造中，每個(gè)模塊501，502僅僅由單個(gè)反應(yīng)器24，40組成。一旦該伴生氣已經(jīng)進(jìn)行了預(yù)處 理，則將它引入到第一模塊501 (其是一種合成氣發(fā)生反應(yīng)器24)中。該合成氣離開(kāi)第一模 塊501，并且準(zhǔn)備用于裝置其他部分的費(fèi)-托合成中。該合成氣然后引入到模塊502 (其是 一種反應(yīng)器40)中，其中它經(jīng)歷了費(fèi)-托合成來(lái)產(chǎn)生合成原油。這種構(gòu)造等價(jià)于圖3和4 中更詳細(xì)表示的裝置。圖5B表示了裝置500B，其包含兩個(gè)模塊503，504，每個(gè)模塊包括了兩個(gè)串聯(lián)運(yùn)行 的反應(yīng)器。在模塊503中發(fā)生了兩階段的合成氣發(fā)生，在模塊504中發(fā)生了兩階段的費(fèi)-托 合成。在每種情況中，模塊可以包括這樣的措施，其用于處理在所述階段之間流體流動(dòng)中的 一個(gè)或者其它，例如，在第一階段費(fèi)-托合成之后，輸出經(jīng)歷了冷卻，相分離和預(yù)熱76。這些 步驟共同的表示為階段間處理70。圖5C表示了一種合成氣發(fā)生模塊505，其中將廢熱鍋爐或者蒸汽發(fā)生器30并入到 該模塊中。除了反應(yīng)器24，40之外，該模塊可以包括用于隔開(kāi)反應(yīng)器24，40的閥門(mén)。通過(guò)在 該模塊中提供閥門(mén)，反應(yīng)器24，40可以與模塊中的任何其他部件隔開(kāi)。以此方式，反應(yīng)器 24，40可以從模塊中取出?？蛇x擇的，閥可以?xún)H僅提供來(lái)使得該模塊與裝置的其他部分隔 開(kāi)。在圖5所示的任何一個(gè)例子中沒(méi)有表示所述的閥門(mén)，并且應(yīng)當(dāng)理解在每種情況中，可以 在該模塊中提供閥來(lái)代替或補(bǔ)充置于模塊外面的、用于整體上將該模塊隔開(kāi)的閥。
圖5D表示了一種GTL模塊506，其包括兩個(gè)合成氣發(fā)生反應(yīng)器24，廢熱鍋爐或者蒸汽發(fā)生器30 ；壓縮機(jī)32以及其后的兩個(gè)費(fèi)-托反應(yīng)器40。在費(fèi)-托合成的兩階段之間 進(jìn)行相分離和預(yù)熱。但是，因?yàn)檫@些工作所需的部件不包括在這個(gè)模塊506內(nèi)，因此將來(lái)自 第一費(fèi)-托反應(yīng)器的輸出從該模塊中導(dǎo)出到其中它進(jìn)行相分離之處，然后預(yù)熱，隨后重新 引入到模塊506中用于第二階段的費(fèi)-托合成。由于在單個(gè)模塊506中提供合成氣發(fā)生和費(fèi)-托合成，這種模塊可以替代的被稱(chēng) 作系列操作(train)。圖5E表示了一種合成氣發(fā)生模塊507，其類(lèi)似于圖5C所示的模塊，除了該模塊 507包含4個(gè)合成氣發(fā)生反應(yīng)器來(lái)提供兩階段合成氣發(fā)生之外。對(duì)于每個(gè)階段來(lái)說(shuō)，有兩 個(gè)平行的反應(yīng)器。兩個(gè)第一階段反應(yīng)器的輸出在歧管99中進(jìn)行合并，然后分開(kāi)，并供給到 兩個(gè)第二階段反應(yīng)器中。來(lái)自?xún)蓚€(gè)第二階段合成氣發(fā)生反應(yīng)器的輸出然后引入到熱交換器 30中或者廢熱鍋爐中，其中將來(lái)自合成氣的熱用于產(chǎn)生蒸汽。歧管99的提供使得兩個(gè)第一階段反應(yīng)器性能的任何差異都被消除，這樣一個(gè)該 第二階段反應(yīng)器不會(huì)遭受來(lái)自一個(gè)第一階段反應(yīng)器不理想性能的過(guò)份影響。圖5F表示了一種合成氣發(fā)生模塊508，其類(lèi)似于圖5E所示的模塊，除了將預(yù)重整 器22并入到模塊508中之外。圖5G表示了一種費(fèi)_托模塊509，其包括三個(gè)平行線(xiàn)式的兩階段費(fèi)-托合成反應(yīng) 器40。合成氣首先在預(yù)熱器76中預(yù)熱。在第一階段費(fèi)_托合成之后，來(lái)自三個(gè)第一階段反 應(yīng)器的輸出進(jìn)行合并，并且在階段間處理70中進(jìn)行冷卻、相分離和預(yù)熱。來(lái)自該預(yù)熱器的 輸出在三個(gè)第二階段費(fèi)_托反應(yīng)器40之間平均分配。圖5H表示了一種模塊510，其包含三個(gè)平行的費(fèi)-托模塊。該模塊510將與另外 一個(gè)類(lèi)似的模塊串聯(lián)合并，來(lái)提供兩階段費(fèi)-托合成?？蛇x擇的，兩個(gè)模塊510可以平行的 提供來(lái)用于第一階段費(fèi)-托合成，然后可以提供單個(gè)模塊來(lái)用于第二階段費(fèi)-托合成。與 兩個(gè)平行模塊510中所具有的6個(gè)反應(yīng)器40相比，該單個(gè)模塊可以包含僅僅5個(gè)平行的反 應(yīng)器40。為了產(chǎn)生GTL裝置，將許多模塊如圖6所示進(jìn)行合并。典型的，所述裝置將由許多 的包含合成氣反應(yīng)器24，124的模塊501，503，507，508和許多的包含費(fèi)-托合成反應(yīng)器40 的模塊502，504，509，510組成。GTL裝置構(gòu)造的一個(gè)例子表示在圖6A中。全部的合成氣發(fā) 生模塊508是平行連接的，以使得任何一個(gè)可以關(guān)閉，隨后任選的取出，而不需要關(guān)閉其余 的模塊。類(lèi)似的，全部的該費(fèi)_托模塊509是平行連接的?？蛇x擇的，所述裝置可以由許多平行連接的模塊506組成，如圖6b所示。GTL裝置另外一個(gè)例子表示在圖6C中。該例子包含5個(gè)兩階段合成氣發(fā)生模塊 503和5個(gè)兩階段費(fèi)_托合成模塊504。在非常大的裝置例如圖6D所示的裝置中，輔助部件也可以是模塊化的，該輔助部 件在所述氣體引入到包含一個(gè)或多個(gè)合成氣反應(yīng)器的第一模塊505中之前對(duì)該氣體進(jìn)行 處理。具體的，洗滌15，除汞16，熱交換器17和脫硫單元18可以并入到輔助模塊600中。 進(jìn)料氣體通過(guò)共用的歧管601引入到所述裝置中。在所示的例子中，15個(gè)模塊505是平行連接的。一個(gè)輔助模塊600能夠服務(wù)5個(gè) 含有合成氣發(fā)生反應(yīng)器的模塊505。所以提供了三個(gè)輔助模塊600來(lái)服務(wù)15個(gè)模塊505。當(dāng)氣井的生產(chǎn)下降，并且關(guān)閉和取出模塊505，504時(shí)，輔助模塊600也是如此。如圖所示， 平行的提供大于1個(gè)的輔助模塊600降低了輔助部件的調(diào)低限度的程度，這將整體上限制 所述裝置能夠調(diào)低的程度。當(dāng)整體上考慮裝置的容量時(shí)，具有更小容量的模塊(無(wú)論該容量是通過(guò)反應(yīng)器的 數(shù)目來(lái)獲得的，還是通過(guò)每個(gè)反應(yīng)器的尺寸大小來(lái)獲得的)提供了更小的增量。但是，包含 大量模塊的裝置具有增加復(fù)雜性的廣泛連接的管道和閥門(mén)。這種增加的復(fù)雜性加入到成本 中。所述裝置中的模塊尺寸和模塊數(shù)目因此是這些因素之間的折衷因素。另外，模塊的尺 寸受限于上述的在將它尺寸化來(lái)適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)ISO容器框架方面的要求。該模塊式方案提供了比加工伴生氣的非模塊式方案大得多的優(yōu)勢(shì)。以前，在這種 應(yīng)用中，已經(jīng)想到了模塊式系統(tǒng)，其包含兩個(gè)或多個(gè)基本相同的模塊來(lái)用于每個(gè)反應(yīng)，例如 用于合成氣發(fā)生和費(fèi)_托合成。但是，為了產(chǎn)生更柔性的，而仍然成本有效的系統(tǒng)，被配置 來(lái)平行運(yùn)行和進(jìn)行相同的反應(yīng)的模塊可以具有不同的性能。耐用型模塊是這樣一種模塊，其包括至少一個(gè)耐用型反應(yīng)器。耐用型反應(yīng)器是這 樣一種反應(yīng)器，與經(jīng)濟(jì)型模塊相比，其具有提高的對(duì)于加工條件瞬間變化的耐受性。反應(yīng)器 的耐用性，也就是說(shuō)它耐受這樣的瞬間變化的能力，可以以下述的許多不同的方式來(lái)改變。在提供在模塊501-510中的每個(gè)反應(yīng)器24，40中可以有板(plate)和翅(fin)結(jié) 構(gòu)。該板和翅結(jié)構(gòu)包含堆疊的平板702，其中散置有型板704，709。型板704，709和平板 702的組合限定了流動(dòng)通道。在所述堆中交替的流動(dòng)通道組具有不同的用途。例如如圖7A 中所示，在合成氣發(fā)生反應(yīng)器24中，第一流動(dòng)通道706被配置來(lái)包含帶有催化劑的箔片，并 且蒸汽甲烷重整在這些通道中進(jìn)行。鄰近的或者第二流動(dòng)通道708被配置來(lái)包含帶有燃燒 催化劑的箔片。因?yàn)檫@兩組通道706，708都被配置來(lái)包含帶有催化劑的箔片，因此這兩組 都是由具有矩形城堡狀結(jié)構(gòu)的板704所限定。將該城堡狀的板704進(jìn)行成形加工，來(lái)限定 多個(gè)翅705，其垂直于板702的平面延伸。雖然限定通道706，708的城堡狀的板704可以是 相同的，如圖7A中所示，但是它們可以替代的被配置來(lái)限定不同尺寸的通道706，708。相反，在費(fèi)-托反應(yīng)器40中，第一流動(dòng)通道706被配置來(lái)包含帶有催化劑的箔片， 但是第二流動(dòng)通道708被配置來(lái)包含流體，來(lái)管理來(lái)自費(fèi)-托合成通道706的熱量。限定 第二流動(dòng)通道的板709可以具有鋸齒狀輪廓。這種構(gòu)造圖示在圖7B中。翅705的厚度，間距和高度可以改變，來(lái)改變反應(yīng)器的耐用性。翅間距710是相 鄰的翅705 (其垂直于板702延伸)之間的距離。具有板和翅結(jié)構(gòu)以及小的翅間距(例如 2mm)的反應(yīng)器將比具有更大的翅間距(例如20mm)的反應(yīng)器更耐用。翅高度712是翅在垂 直于板702的平面方向上延伸的距離。其實(shí)際上也是板702間隔的距離。翅高度可以處于 2mm-20mm的范圍，并且該高度越小，反應(yīng)器越耐用。板702，704的厚度也可以改變，目的是影響反應(yīng)器的耐用性。具體的，型板704， 709的厚度范圍可以是0. 3mm-lmm。平板702可以是lmm-3mm。降低翅間距和高度以及降低平板702的厚度提高了所述反應(yīng)器每單位體積的熱 交換面積，產(chǎn)生了更好的熱傳遞，這能夠更好的驅(qū)散瞬間熱，因此避免了大的熱梯度，該大 的熱梯度會(huì)壓迫所述結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致反應(yīng)器損壞或者縮短反應(yīng)器壽命。另外，降低翅間隔和高 度還導(dǎo)致了反應(yīng)器中金屬存量的增加和機(jī)械強(qiáng)度的增加，這產(chǎn)生了更沉重和更昂貴的反應(yīng) 器。耐用型反應(yīng)器可以使用一個(gè)或多個(gè)上述的板和翅構(gòu)造的變化來(lái)制作。從前述內(nèi)容顯而易見(jiàn)的是耐用性并不總是與機(jī)械強(qiáng)度同義，因?yàn)槿绻桨?02降低了它們的厚度，則該反 應(yīng)器將具有更低的機(jī)械強(qiáng)度，但是該反應(yīng)器將更耐用，因?yàn)楦〉钠桨?02能夠提高流動(dòng) 通道之間的傳熱，由此降低了反應(yīng)器中的溫差，由此降低了該反應(yīng)器上的應(yīng)力。反應(yīng)器的耐用性還可以通過(guò)改變制作板702，704的材料來(lái)提高。例如，在配置來(lái) 進(jìn)行費(fèi)-托合成的反應(yīng)器中，板702，704可以由銅焊的鋁來(lái)制成。但是，在耐用型費(fèi)-托反 應(yīng)器中，板702，704可以由不銹鋼或者鈦制成。此外，所用的制造方法在經(jīng)濟(jì)型和耐用型反應(yīng)器之間會(huì)有差異。具有板和翅構(gòu)造 的反應(yīng)器可以通過(guò)銅焊或者擴(kuò)散結(jié)合方法制成。典型的，擴(kuò)散結(jié)合需要比銅焊更高的金屬 存量，這使得它更適于某些類(lèi)型的耐用型反應(yīng)器?？蛇x擇的，耐用型反應(yīng)器可以由一塊金 屬，使用線(xiàn)切割(wire erosion)技術(shù)來(lái)制成，而不是通過(guò)上述技術(shù)中的任何一個(gè)熔化該板 來(lái)制成。另外，或者代替上述的對(duì)于反應(yīng)器中所用的材料，結(jié)合和/或板和翅構(gòu)造和材料 的改變，對(duì)于催化劑的改變也會(huì)改變反應(yīng)器的耐用性。催化劑可以承載到旋繞的或者皺縮的箔片(其引入到通道706中)的陶瓷涂層 上。在耐用型反應(yīng)器中，該催化劑可以是活性較低的，并且增加了加工長(zhǎng)度，由此產(chǎn)生了強(qiáng) 化程度的降低，即，降低了通道的每單位長(zhǎng)度上所進(jìn)行的加工的程度。該催化劑可以通過(guò)改 變沉積到陶瓷載體之中和之上的晶體的大小來(lái)制成較低的活性，或者通過(guò)每單位長(zhǎng)度沉積 較少的催化劑來(lái)制成較低的活性。此外，可以提供惰性涂層來(lái)覆蓋至少一部分的催化劑，目 的是阻斷流體進(jìn)出該活性催化材料的通路。進(jìn)一步對(duì)反應(yīng)器構(gòu)造的改變可以與對(duì)板和翅構(gòu)造的改變和/或?qū)Υ呋瘎┑母淖?相結(jié)合，來(lái)提供耐用型反應(yīng)器。例如，可以改變集管的數(shù)目和尺寸。經(jīng)濟(jì)型模塊是一種其中所述的或者全部的反應(yīng)器是經(jīng)濟(jì)型反應(yīng)器的模塊。耐用型 模塊是包含至少一個(gè)耐用型反應(yīng)器，并且比經(jīng)濟(jì)型模塊更耐用的模塊。通常，如果模塊包含 大于1個(gè)的反應(yīng)器，則全部的平行配置的反應(yīng)器應(yīng)當(dāng)是同樣耐用的。例如，在模塊503中的 兩個(gè)反應(yīng)器可以是相同的。但是，當(dāng)完成兩階段合成氣發(fā)生時(shí)，該系統(tǒng)的條件在兩個(gè)反應(yīng)器 中可以不同地被最優(yōu)化，所以第一階段反應(yīng)器可以比第二階段反應(yīng)器更耐用。相反，費(fèi)-托合成的兩個(gè)階段通常是在基本相同的條件下運(yùn)行的，所以如果在模 塊中兩階段成對(duì)的費(fèi)-托反應(yīng)器中的一個(gè)反應(yīng)器是耐用型反應(yīng)器，則兩個(gè)反應(yīng)器都應(yīng)當(dāng)是 耐用型的。為了控制加工伴生氣的裝置，需要控制系統(tǒng)。加工伴生氣的裝置所面臨的挑戰(zhàn)是獨(dú)特的。在除了加工伴生氣的裝置之外的大部 分上下文中，能夠控制向該裝置的輸入。相反，伴生氣的流量變化相當(dāng)大，并且不可控。存 在著伴生氣流量不同類(lèi)型的變化，并且這些要求不同的響應(yīng)。首先，如圖2所示，油井所生產(chǎn)的伴生氣的流速隨著油田的壽命而降低。為了將模 塊式裝置的優(yōu)點(diǎn)資本化，所產(chǎn)生的伴生氣的平均流速必須通過(guò)控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。測(cè)量該 流速，然后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，其平滑了所述的數(shù)據(jù)，來(lái)避免對(duì)短期存在的波動(dòng)許多距平均值的 標(biāo)準(zhǔn)偏差給予過(guò)度的關(guān)注。當(dāng)氣體每日的平均流速(作為滿(mǎn)負(fù)荷時(shí)的流速的比例)在超過(guò) 6個(gè)月或者其他預(yù)定的觸發(fā)時(shí)間內(nèi)不超過(guò)100 (η-1) / (η) %時(shí)(這里η是合成氣發(fā)生模塊的 數(shù)目)，控制系統(tǒng)顯示應(yīng)當(dāng)關(guān)閉一個(gè)模塊。在這種情況中，將通常選擇關(guān)閉經(jīng)濟(jì)型模塊，來(lái)保證裝置仍然包括至少一個(gè)耐用型模塊。一旦模塊已經(jīng)被關(guān)閉，則它可以保留來(lái)為該裝置提 供在一個(gè)其余的模塊故障時(shí)的冗余度。可選擇的，一旦模塊已經(jīng)關(guān)閉，則可以將它從裝置中 取出用于維修和/或重新配置作為不同裝置的部分。觸發(fā)時(shí)間的范圍可以是3-18個(gè)月，這取決于裝置的尺寸和油井生產(chǎn)率下降的速 率。例如，如果配置大的裝置，則使模塊冗余所需的生產(chǎn)率降低百分率將是相當(dāng)小的。另外， 如果油井的生產(chǎn)率快速降低，則觸發(fā)時(shí)間可以?xún)H僅是3-6個(gè)月。例如，在圖6B所示的裝置中，當(dāng)伴生氣的流速不超過(guò)滿(mǎn)負(fù)荷的67% 6個(gè)月以上時(shí)， 將關(guān)閉一個(gè)模塊506。一旦已經(jīng)關(guān)閉了一個(gè)模塊506，則僅有兩個(gè)模塊506處于使用中，所 以具有兩個(gè)模塊的裝置的“滿(mǎn)負(fù)荷”是初始值的67%。當(dāng)氣體流速降低到該兩模塊裝置的 滿(mǎn)負(fù)荷的50%超過(guò)例如6個(gè)月時(shí)，將關(guān)閉兩個(gè)剩余模塊中的一個(gè)。
在其中每個(gè)模塊僅僅包含合成氣發(fā)生反應(yīng)器或者僅僅包含費(fèi)-托合成反應(yīng)器的 情形中，每個(gè)類(lèi)型的一個(gè)模塊(即，總共兩個(gè)模塊)將從裝置中取出。例如在圖6C所示的裝 置中，當(dāng)氣體日均流量不超過(guò)80% 6個(gè)月以上時(shí)，可以關(guān)閉一個(gè)模塊505和一個(gè)模塊504。其次，伴生氣的流量將經(jīng)歷時(shí)時(shí)波動(dòng)。波動(dòng)是伴生氣流量的隨機(jī)變化，其代表了圍 繞平均氣體流速的至多+/-15%的偏差。這些波動(dòng)在對(duì)于模塊而言過(guò)短的時(shí)間框內(nèi)發(fā)生從 而不能被關(guān)閉和接通來(lái)進(jìn)行響應(yīng)。所以，控制系統(tǒng)將簡(jiǎn)單的調(diào)高或調(diào)低所述模塊來(lái)應(yīng)對(duì)波 動(dòng)。當(dāng)氣體流量降低超過(guò)了裝置的調(diào)低限度時(shí)，必須關(guān)閉一個(gè)模塊。控制系統(tǒng)將選擇 能夠關(guān)閉的耐用型模塊，并且如果氣體流量的降低被認(rèn)為是短期存在的，則耐用型模塊可 以用惰性氣體填充，并且可以依靠該耐用型模塊的熱慣性來(lái)將該模塊保持接近于運(yùn)行溫度 達(dá)比經(jīng)濟(jì)型模塊更長(zhǎng)的時(shí)間。這可以應(yīng)用于所述方法的每個(gè)階段，因此例如在如圖3所示 的裝置中，如果氣體流量下降超過(guò)了調(diào)低限度，并且該下降被認(rèn)為是短期存在的，則將關(guān)閉 一個(gè)耐用型SMR反應(yīng)器24和一個(gè)耐用型FT反應(yīng)器40?？蛇x擇的，它可以?xún)H僅應(yīng)用于所述 方法的一個(gè)階段，例如應(yīng)用于合成氣發(fā)生。在這種情況中，全部的費(fèi)-托反應(yīng)器40可以是 同等耐用的。因?yàn)榧庸?lái)自單個(gè)油井的伴生氣的裝置的處理量與該油井的生產(chǎn)率是緊密相聯(lián) 的，因此配置控制系統(tǒng)來(lái)響應(yīng)油井的損失。這會(huì)出人意料地出現(xiàn)。在這樣的情形中，伴生氣 的流量將在相當(dāng)短的時(shí)間內(nèi)降低為0。在這種情形中，控制系統(tǒng)被配置來(lái)監(jiān)控受控的關(guān)閉全 部的模塊。取決于甲醇的可獲得性和所預(yù)期的氣體流量損失的持續(xù)時(shí)間，控制系統(tǒng)將至少 把經(jīng)濟(jì)型SMR模塊轉(zhuǎn)化為依靠甲醇作為燃燒燃料來(lái)運(yùn)行。除了進(jìn)入到裝置中的氣體流量的變化之外，瞬間條件會(huì)在裝置的一部分中產(chǎn)生， 這產(chǎn)生了裝置的其他部分中加工條件的瞬間變化。例如，如果該加工被配置成這樣，即，將 來(lái)自一個(gè)模塊的輸出反饋到該加工更遠(yuǎn)上游的另外一個(gè)模塊，這產(chǎn)生了反饋回路，其也會(huì) 產(chǎn)生加工條件的變化，這整體上產(chǎn)生了加工條件的瞬間變化。這種情況的一個(gè)例子是在將 來(lái)自費(fèi)_托模塊的尾氣的含碳成分反饋到位于一個(gè)或多個(gè)合成氣發(fā)生模塊上游的預(yù)重整 器中時(shí)，出現(xiàn)在包含合成氣發(fā)生模塊和費(fèi)_托模塊的GTL裝置中。當(dāng)合成氣發(fā)生模塊初始 啟動(dòng)時(shí)，典型地將沒(méi)有任何來(lái)自費(fèi)-托模塊的、能夠引入的尾氣。一旦尾氣變得可得，則它 將被引入到預(yù)重整器中，封閉(closing)反饋回路。該回路的封閉(closure)將導(dǎo)致合成 氣發(fā)生反應(yīng)器中加工條件的瞬間變化。所以，有利的是首先激活耐用型模塊，并且完成反饋回路。一旦系統(tǒng)已經(jīng)穩(wěn)定，則經(jīng)濟(jì)型模塊可以在線(xiàn)引入。
控制系統(tǒng)還監(jiān)控了來(lái)自費(fèi)-托模塊的液體流出物的組成。優(yōu)選的是該裝置的輸出 的組成能夠匹配油井的原油輸出的組成。費(fèi)-托模塊的合成原油輸出的組成可以通過(guò)改變 費(fèi)-托反應(yīng)器中的溫度和合成氣組成來(lái)改變?？刂葡到y(tǒng)被配置來(lái)通過(guò)改變冷卻劑通道中的 流體溫度和/或改變合成氣在引入到費(fèi)-托反應(yīng)器之前預(yù)熱到的溫度，來(lái)改變費(fèi)-托反應(yīng) 器中的溫度。此外，合成原油的組成將根據(jù)費(fèi)-托反應(yīng)器40的通道706中所提供的催化劑而變 化。為了改變合成原油中不同烴的百分比，可以使用不同的催化劑。因此可以配置控制系 統(tǒng)從而推薦，例如，當(dāng)一個(gè)費(fèi)_托模塊必須置換時(shí)，它可以用這樣的費(fèi)_托模塊來(lái)置換，該模 塊含有具有不同的催化劑的反應(yīng)器，目的是整體上選擇來(lái)自裝置的合成原油輸出的所期望 的組成?？刂葡到y(tǒng)包括性能監(jiān)控系統(tǒng)和多個(gè)閥，其配置來(lái)整體上控制每個(gè)反應(yīng)器24，124， 40和裝置的不同方面。性能監(jiān)控系統(tǒng)整體上測(cè)量流過(guò)每個(gè)模塊和裝置的流體的溫度，壓力，流量和組成。 所測(cè)量的參數(shù)被用來(lái)監(jiān)控系統(tǒng)的短期變化，例如需要調(diào)低一個(gè)或多個(gè)模塊的可利用的進(jìn)料 氣體的降低。另外，將所測(cè)量的參數(shù)用于觀(guān)察更長(zhǎng)期的趨勢(shì)。例如，對(duì)于給定的輸出溫度而 言，形成蒸汽甲烷重整反應(yīng)器的流體輸出的合成氣的溫度的升高或者CO和/或H2含量的 降低表示了反應(yīng)器中的催化劑正在劣化并且會(huì)需要再生或者置換。因?yàn)樗龅难b置包含了許多平行運(yùn)行的模塊，所以費(fèi)-托催化劑的初始調(diào)節(jié)或者 蒸汽甲烷重整或者費(fèi)_托催化劑中的任何一個(gè)的再生可以在原位進(jìn)行，同時(shí)該裝置的其他 部分是運(yùn)行的。在合適的情況下，使用來(lái)自運(yùn)行的其他模塊的H2，可以進(jìn)行催化劑的還原 (reduction)。因?yàn)樗鱿到y(tǒng)是復(fù)雜的，因此模塊基的診斷被用作性能監(jiān)控系統(tǒng)的一部分。記錄 每個(gè)模塊，或者系統(tǒng)部件的輸入?yún)?shù)，并且將其輸入到模型中，該模型預(yù)測(cè)了對(duì)于給定的輸 入?yún)?shù)來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)理想的輸出參數(shù)，并且將該模型與來(lái)自裝置的真實(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。所述的 模型數(shù)據(jù)與來(lái)自裝置的數(shù)據(jù)之間差異的本質(zhì)，就兩數(shù)據(jù)組之間差別的緣由來(lái)說(shuō)，可能是提 供信息的。
權(quán)利要求
一種用于加工天然氣的裝置，其包含兩個(gè)或多個(gè)平行連接的模塊；其中該裝置被配置來(lái)將伴生氣轉(zhuǎn)化成為更高密度的材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中至少一個(gè)模塊是耐用型模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者權(quán)利要求2的裝置，其中每個(gè)模塊包含兩個(gè)或多個(gè)反應(yīng)器，該反 應(yīng)器是串聯(lián)連接的或者平行連接的或者是組合連接的。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一個(gè)的裝置，其中該兩個(gè)或多個(gè)模塊是復(fù)數(shù)個(gè)合成氣發(fā)生模 塊，其包含一個(gè)或多個(gè)合成氣發(fā)生反應(yīng)器，和該兩個(gè)或多個(gè)模塊是復(fù)數(shù)個(gè)費(fèi)_托模塊，其包 含復(fù)數(shù)個(gè)費(fèi)-托反應(yīng)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其中全部的合成氣發(fā)生模塊是平行排列的；和其中全部的 費(fèi)-托模塊是平行排列的。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或者權(quán)利要求5的裝置，其中將多個(gè)合成氣發(fā)生模塊的輸出連接到 共用的輸出歧管上。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一個(gè)的裝置，其中提供了至少一個(gè)模塊，該模塊在正常的運(yùn) 行條件下是冗余的。
8.一種用于加工天然氣的裝置，該裝置包含與油井連通來(lái)提取油和伴生氣的生產(chǎn)管道；和加工單元，其配置來(lái)支持存儲(chǔ)所提取的油的措施；和權(quán)利要求1-7中任何一個(gè)所要求的裝置。
9.一種加工與一口或多口油井伴生的氣體的方法，該方法包含步驟提供包含兩個(gè)或多個(gè)平行模塊的模塊式裝置，其中至少一個(gè)模塊是耐用型模塊，和至 少一個(gè)模塊是經(jīng)濟(jì)型模塊；當(dāng)生產(chǎn)率下降時(shí)，調(diào)低一個(gè)或多個(gè)模塊；至少當(dāng)生產(chǎn)率下降超過(guò)調(diào)低限度時(shí)，關(guān)閉一個(gè)或多個(gè)模塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中如果生產(chǎn)率的下降是短時(shí)間的，則所關(guān)閉的模塊是耐 用型模塊。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或者權(quán)利要求10的方法，其進(jìn)一步包含步驟當(dāng)伴生氣的流量降 低到低于預(yù)定的極限值超過(guò)了預(yù)定的時(shí)間時(shí)，關(guān)閉一個(gè)模塊。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所關(guān)閉的模塊是經(jīng)濟(jì)型模塊。
13.根據(jù)權(quán)利要求9-11中任何一個(gè)的方法，其中該模塊式裝置被配置來(lái)將伴生氣轉(zhuǎn)化 為液體烴，并且其中將該液體烴與來(lái)自油井的油進(jìn)行合并。
14.一種控制系統(tǒng)，其用于按照權(quán)利要求9-13中任何一個(gè)所提出的方法來(lái)運(yùn)行權(quán)利要 求1-8的裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的控制系統(tǒng)，其進(jìn)一步包含用于監(jiān)控從費(fèi)_托反應(yīng)器中出來(lái)的合 成原油成分的措施，和用于改變費(fèi)-托反應(yīng)器中的條件來(lái)使得輸出的組成與來(lái)自油井的油的組成相匹配或 者對(duì)來(lái)自油井的油的組成進(jìn)行補(bǔ)充的措施。
全文摘要
提供了一種用于加工天然氣的裝置。該裝置包含兩個(gè)或多個(gè)平行連接的模塊。該裝置被配置來(lái)將伴生氣轉(zhuǎn)化成為更高密度的材料。另外，一種加工與一口或多口油井伴生的氣體的方法。該方法包含步驟提供包含兩個(gè)或多個(gè)平行模塊的模塊式裝置，其中至少一個(gè)模塊是耐用型模塊，和至少一個(gè)模塊是經(jīng)濟(jì)型模塊；當(dāng)生產(chǎn)率下降時(shí)，調(diào)低一個(gè)或多個(gè)模塊；至少當(dāng)生產(chǎn)率下降超過(guò)調(diào)低限度時(shí)，關(guān)閉一個(gè)或多個(gè)模塊。天然氣在費(fèi)-托單元中處理。
文檔編號(hào)C10G2/00GK101815574SQ200880109936
公開(kāi)日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2008年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月2日
發(fā)明者C·D·李塔夫內(nèi)爾, C·霍珀, I·K·巴克斯特, M·J·鮑 申請(qǐng)人:康帕克特Gtl有限公司