[发明专利]FPSO中GTL生产的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于FPSO的GTL生产方法和系统。更确切地说，本发明涉及用于FPSO的GTL生产方法和系统，其能够经由重整经预处理的天然气的重整步骤、由重整步骤中产生的合成气产生液态烃的合成步骤以及加氢精制(hydrofinishing)液态烃的提纯步骤来产生GTL；以及用于FPSO的GTL生产方法和系统，其能够去除空气分离单元(ASU：AirSeparationUnits)以额外确保甲板空间并且降低ASU所耗费的成本。

背景技术

最近，由于石油资源枯竭，需要利用能够产生运输油、燃料油或石油化学产物的替代资源。作为能够满足此需求的代表性烃材料，存在储量足够的煤和天然气以及鉴于减少CO₂以防止全球变暖，对生态环境友好的替代烃源，如生物质(Biomass)、废弃物等。作为能够从如上文所描述的替代烃源产生运输油，如汽油或柴油；以及化学制品，如酒精、蜡、润滑类油、烯烃等的方法，已熟知煤制油(CTL，Coal-to-Liquid)生产方法、气制油(GTL)生产方法以及生物质气制油(Biomass-to-Liquid)生产方法。

GTL(GasToLiquid)意指处理天然气以产生液态合成石油和其产物的技术。由于连续高油价和对生态环境友好型能源的需求，对来自天然气的GTL生产液体燃料，如柴油(其为运输油)等的兴趣提高。原因是由于GTL经由脱硫天然气的工艺产生，气制油几乎不含有硫成分，所述硫成分为空气污染物，因此使得气制油可以分类为清洁燃料。

费舍尔-托普希(Fischer-Tropsch)合成方法是GTL技术的核心工艺，其通过发展使用德国化学家费舍尔和托普希于1923年的煤气化由合成气制备合成燃料的技术开始。

GTL工艺由三个阶段构成：天然气的重整反应、合成气的F-T合成反应以及产物的重整反应。

首先，经由天然气的主要成分：甲烷的重整反应进行由天然气产生合成气的重整反应步骤。作为重整反应方法，物流甲烷重整方法、部分氧化方法、自热重整方法、蒸汽碳重整器方法等可以是代表性的(参见表1)。

表1

[表1]

经由重整反应产生的合成气经由F-T合成反应产生直链石蜡类烃，并且F-T反应器在一系列固定床(fixedbed)反应器→循环流化床(circulatingfluidbed)反应器→固定流化床(fixedfluidbed)反应器以及→浆液(slurry)反应器中发展。F-T合成反应由以下四个主要反应构成。

①FT合成(链生长)

CO+2H₂→-CH₂+H₂OΔH(227℃)＝-165千焦/摩尔

②甲烷化

CO+3H₂→CH₄+H₂OΔH(227℃)＝-215千焦/摩尔

③水煤气变换

ΔH(227℃)＝-40千焦/摩尔

④波杜反应

ΔH(227℃)＝-134千焦/摩尔

经由F-T合成反应产生的高沸点蜡产物可以经由提纯反应(upgrading)经纯化为低沸点燃料，从而被使用。

在韩国专利特许公开案第2012-0054632号中所揭示的此技术的一个实例中，已揭示由脱硫气态烃原料制得合成气混合物的组合重整工艺，其中原料拆分成第一和第二原料物流，第一原料物流与蒸汽混合并且馈入到串联操作的气体加热重整器(GHR)和蒸汽甲烷重整器(SMR)中，并且第二原料物流与来自SMR的重整气体混合并且与氧气一起馈入到非催化部分氧化重整器(POX)中。

根据相对于运输燃料的环境规定，预期如上文所描述的GTL技术将是用于制备清洁燃料同时在氢气燃料商品化之前具有低成本效率的独特技术。然而，在GTL技术领域中，创新公司已采取措施以占据市场，并且因此，进入关于GTL技术的技术领域是困难的，因此使独立公司发展是需要的。因此，气制油技术的开发研究已在韩国进行。

发明内容

技术难题

最近，由于已积极地进行海上油气田的开发，预期将GTL技术应用到由海上油气田产生的天然气的海上工厂将变成竞争性技术。

然而，由于海上环境所引起的各种变数，难以将岸上GTL工厂技术自身应用到海上工厂。