CN101228101B - 生产烃的整合方法 - Google Patents

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Abstract

启动由烃原料生产通常为气体、通常为液体和任选通常为固体的烃产品的工艺的方法，包括如下步骤：(1)通过用烃原料为原料的至少一个燃气涡轮发电机和任选一个或多个锅炉生产高压(HP)蒸汽、优选HP过热蒸汽；(2)将按照步骤1生产的所述HP蒸汽至少一部分的压力降低成中压(MP)蒸汽；(3)使用按照步骤2生产的所述MP蒸汽的至少一部分以驱动压缩机；(4)使用所述压缩机以驱动用于压缩和任选分离含氧气体的一个或多个设备；(5)用至少一部分所述含氧气体以将烃原料转化为合成气体；(6)在费-托反应中将按照步骤5生产的所述合成气体放热转化为通常为气体、通常为液体和任选通常为固体的烃产品；(7)通过反应介质与水间接换热控制步骤6的反应温度，使所述水转化为饱和蒸汽(FT蒸汽)；(8)将步骤6中生产的所述烃产品分离为轻质产品物流(包含任何未转化的合成气和至少一部分通常为气体的烃产品)和重质产品物流(包含通常为液体和任选通常为固体的烃产品)；(9)将所述轻质产品物流的至少一部分进料至一个或多个燃气涡轮发电机以形成燃烧气体及使所述燃烧气体通过燃气涡轮发电机的膨胀室膨胀以形成热烟道气和能量；(10)通过与所述热烟道气换热加热锅炉给水以生产另外的高压(HP)、优选过热蒸汽；(11)在换热器中利用步骤7中生产的至少一部分所述FT蒸汽使步骤10中生产的至少一部分所述HP蒸汽冷却和/或冷凝以生产用于产生步骤1-10所用的电能和/或机械能的另外MP蒸汽；和任选地(12)使步骤10中产生的所述过热HP蒸汽的至少一部分的压力降低成用于较早步骤的中压(MP)蒸汽。

Description

生产烃的整合方法
技术领域
本发明涉及启动由烃原料生产通常为气体、通常为液体和任选通常为固体的烃的工艺的方法。特别地，本发明涉及启动整合的高度有效、低成本工艺的方法，所述工艺提供特别是在较远的位置以及在离岸平台上生产烃的操作灵活性。 
背景技术
将(气体)烃原料(特别是甲烷、天然气和/或伴生气)转化为液体产品(特别是甲醇和液体烃，尤其是链烷烃)的各种方法是已知的。在此方面，通常提及其中直接使用气体是不可能的较远的位置和/或离岸位置。如通过管线或以液化天然气的形式输送气体并不总是实际和/或经济。在相对小的气体生产速率和/或气田的情况下，这个情况甚至更真实。气体的再注入提高石油生产的成本，和在伴生气的情况下，可能对原油生产导致不希望的效果。考虑到烃源的损耗和空气污染，伴生气的燃烧成为不希望的选择。除气体原料以外，也可以使用液体和/或固体原料。例如，可以使用渣油物流、重油物流如沥青砂提取物、泥煤、褐煤、煤、生物质(秸杆、木材等)和城市废物流。 
WO 02/060841涉及生产烃产品和能量的整合方法，其中通过与燃气涡轮发电机中生产的热烟道气的进一步换热步骤使FT蒸汽(即通过费-托反应中反应介质和水之间换热而生产的蒸汽)过热。费-托方法是用于将烃原料转化为气体、液体和/或固体烃的一种方法。将原料在第一步骤中转化为氢和一氧化碳的混合物(通常称为合成气体或合成气)。然后在第二步骤中通过合适的催化剂在高温和高压下将合成气转化为从甲烷到包含至多200个碳原子或在特定情况下甚至更多碳原子的高分子量分子的链烷烃。费-托反应放热量非常大及反应温度通常通过反应介质与水间接换热控制，将水转化为饱和蒸汽(称为FT蒸汽)。与烃产品和FT蒸汽一起，费-托方法也产生轻质产品物流(也称为废气或尾气)，包括未转化合成气体、轻质烃产品(C1-C4烃、C2-C4烯烃和一些含氧物)以及一些二氧化碳和惰性气体如氮气和氩气。已观察到通常为气体的烃是如在环境条件(20℃，1巴)下为气体的烃。例子是饱和C1-C4烃。通常为液体的烃是在环境条件(20℃，1巴)下为液体的烃。例子是C5-n-C15以及C5-i-C18化合物。通常为固体的烃是在环境条件(20℃，1巴)下为固体的烃。例子是饱和n-C15和更高级正构烃及大多数i-C20化合物。 
发明内容
本发明的目的是提供一种启动由烃原料生产烃产品的工艺的方法，该启动方法具有较低的(操作)成本和在包括烃合成反应和相关设施的整合系统中提供操作灵活性。 
本发明的另一个目的是提供生产烃产品和能量的整合方法。 
为了描述本发明的目的，术语费-托(FT)蒸汽、中压(MP)蒸汽和高压(HP)蒸汽定义如下： 
FT蒸汽的压力为15-40巴和饱和温度为200-250℃； 
MP蒸汽(通常)为在FT蒸汽温度之上20-150℃、优选50-120℃、更优选70-90℃的范围中进一步加热的FT蒸汽，使得它是压力为15-40巴和温度为220-400℃、优选250-370℃、更优选280-330℃的不饱和FT蒸汽；和 
HP蒸汽的压力为55-150巴和优选相对于MP蒸汽过热10-100℃、优选过热约50℃，如温度为230-500℃、优选260-470℃、更优选330-380℃。 
已观察到MP蒸汽也可以通过HP蒸汽的压力下降而产生。 
因此，本发明提供一种启动由烃原料生产通常为气体、通常为液体和任选通常为固体的烃产品的工艺的方法，所述方法包括如下步骤： 
(1)通过用烃原料为原料的至少一个燃气涡轮发电机和任选一个或多个锅炉生产高压(HP)蒸汽、优选HP过热蒸汽； 
(2)将按照步骤1生产的所述HP蒸汽至少一部分的压力降低成中 压(MP)蒸汽； 
(3)使用按照步骤2生产的所述MP蒸汽的至少一部分以驱动压缩机； 
(4)使用所述压缩机以驱动用于压缩和任选分离含氧气体的一个或多个设备； 
(5)用至少一部分所述含氧气体以将烃原料转化为合成气体； 
(6)在费-托反应中将按照步骤5生产的所述合成气体放热转化为通常为气体、通常为液体和任选通常为固体的烃产品； 
(7)通过反应介质与水间接换热控制步骤6的反应温度，使所述水转化为饱和蒸汽(FT蒸汽)； 
(8)将步骤6中生产的所述烃产品分离为轻质产品物流(包含任何未转化的合成气和至少一部分通常为气体的烃产品)和重质产品物流(包含通常为液体和任选通常为固体的烃产品)； 
(9)将所述轻质产品物流的至少一部分进料至一个或多个燃气涡轮发电机以形成燃烧气体及使所述燃烧气体通过燃气涡轮发电机的膨胀室膨胀以形成热烟道气和能量； 
(10)通过与所述热烟道气换热加热锅炉给水以生产另外的高压(HP)、优选过热蒸汽； 
(11)在换热器中利用步骤7中生产的至少一部分所述FT蒸汽使步骤10中生产的至少一部分所述HP蒸汽冷却和/或冷凝以生产用于产生步骤1-10所用的电能和/或机械能的另外MP蒸汽；和任选地 
(12)使步骤10中产生的所述过热HP蒸汽的至少一部分的压力降低成用于较早步骤的中压(MP)蒸汽。 
优选步骤1的燃气涡轮发电机和/或锅炉包括一个或多个燃气涡轮热回收蒸汽发生器(HRSG)。HRSG是本领域已知的蒸汽发生器，和通常是燃气涡轮发电机或锅炉的下游部件。它可以是单独的或与发电机或锅炉成为整体。通常热回收包括几个换热器如将水转化为饱和蒸汽的加热器、将饱和蒸汽转化为不饱和蒸汽的过热器和将锅炉给水加热到其沸点的节热器。优选存在一个或多个管道燃烧器以提高蒸汽生产 率。 
在以上方法中，高压(HP)蒸汽的压力为55-150巴和温度为330-380℃和/或中压(MP)蒸汽的温度为280-330℃。 
本发明方法的优点是在启动由烃原料生产烃产品的方法时提供相当大的灵活性，其中下游能量和蒸汽(FT蒸汽)在启动时是不可得的。 
此外，本发明允许在烃合成装置的设计中更大的灵活性。在大多数情况下，烃合成装置的冷却系统会产生饱和蒸汽。例如，非常通用的冷却系统是热虹吸系统，其中将热锅炉给水在低水平下引入反应器。将一部分水转化为蒸汽，和在反应器的顶部将蒸汽和水的混合物转移到所谓的蒸汽罐。将蒸汽从蒸汽罐除去，和将水与补充锅炉给水一起返回反应器。需要将这样生产的饱和蒸汽尽可能快速地加热以避免管线中的冷凝。因此，需要在接近烃合成反应器的位置将饱和蒸汽转化为不饱和蒸汽。这可以相对容易地通过蒸汽/蒸汽换热器进行，该换热器以高压、优选过热蒸汽为进料。当与例如具有热回收蒸汽发生器和相关设备的燃气涡轮比较时，这种换热器相对较小。因此，使用通过燃气涡轮产生的过热高压蒸汽、优选略微过热到如25℃的过热高压蒸汽，使得可以将燃气涡轮布置在更合适的位置，通常与反应器分开或远离反应器，和仍然加热接近烃合成反应器的饱和烃转化蒸汽。这仍然克服了反应器排出管线或管路中(大量)冷凝物形成引起的问题。 
对于启动，优选燃气涡轮发电机和任何锅炉在满负荷下运转。一旦整个系统处于操作状态，在该发电机应当必须重新启用以产生更多蒸汽的情况下，可以将该发电机操作降低到(和保持在)低得多的蒸汽生产水平下。 
当燃烧天然气的锅炉用于由烃原料生产烃产品的工艺的启动时，它可有助于提供为产生启动整个工艺的动力所必须的蒸汽。在工艺启动之后，可以将锅炉保持在用于应急状况的热备用模式和仍然在低成本下操作。当烃生产工艺在使用时，可以将锅炉用任何合适的燃料源例如费-托废气代替天然气燃烧。但是，锅炉不能产生电，和因此灵活性较小。 
在以上方法中，步骤9的燃气涡轮发电机优选是步骤1的所述至少一个燃气涡轮发电机。优选使步骤(vi)中的换热以冷凝模式进行以最大化整个工艺的效率。 
本发明也提供生产通常为气体、通常为液体和任选通常为固体的烃产品及能量的整合方法，该方法包括如下步骤： 
(i)将烃原料转化为合成气； 
(iia)在费-托反应中将步骤(i)的至少一部分所述合成气放热转化为通常为气体、通常为液体和任选通常为固体的烃产品； 
(iib)通过反应介质与水间接换热生产饱和FT蒸汽； 
(iii)将步骤(iia)中生产的所述反应产品分离成重质产品物流(包含通常为液体和任选通常为固体的烃产品)和轻质产品物流(包含任何未转化的合成气和至少一部分通常为气体的烃产品)； 
(iv)将燃料冷却和/或进料至一个或多个燃气涡轮发电机和燃烧所述燃料以形成热烟道气和能量； 
(v)通过步骤(iv)的所述热烟道气与水换热生产高压(HP)、优选过热蒸汽；和 
(vi)在换热器中利用步骤(iib)的至少一部分所述FT蒸汽使步骤(v)的至少一部分所述HP(过热)蒸汽冷却和/或冷凝以形成MP蒸汽。 
任选地，可以将步骤(v)的一部分HP过热蒸汽减压(降低压力)以生产中压(MP)蒸汽。将以上步骤(vi)用冷凝蒸汽模式进行。冷凝的蒸汽(或冷凝液)可以再次用作锅炉给水。 
步骤(iv)的燃气涡轮发电机包括一个或多个燃气涡轮热回收蒸汽发生器(HRSG)。HRSG是本领域已知的蒸汽发生器，和通常是燃气涡轮发电机的下游部件。它可以与发电机分开或与发电机成为整体。 
用于燃气涡轮发电机的燃料可以是本领域已知的任何合适的可燃烧物质，包括烃原料或至少一部分、可能所有按照步骤(iii)生产的轻质产品物流。 
优选在本发明中存在用于所有MP蒸汽的公用蒸汽集管。优选将步骤(vi)中的换热以冷凝模式进行以最大化效率。 
附图说明
以下参考附图进一步详细描述本发明，其中： 
图1是使用要求保护的启动方法由烃原料生产烃的费-托方法和一些辅助设施的示意图。 
具体实施方式
在费-托合成装置的正常生产操作期间，用于各种目的的电通常通过本领域已知的一个或多个发电机提供。这种发电机典型地保持稳定的运转。在利用HRSG的情况下，可利用容易使用的HP蒸汽源。当其它蒸汽源尚不可利用时，该HP蒸汽源可以在启动期间应用(例如向空气分离单元的压缩机提供动力)。 
现在参考图1描述利用本发明的启动方法由烃原料生产烃产品的工艺。如下描述涉及单一生产线，但认识到可以利用其中不同的线可能序列启动的多个线(即具有多个ASU、气化单元等)。 
烃生产方法以通过如下方式将烃原料转化为合成气而开始：(i)在用烃原料如天然气、煤或生物质和视需要的氧和/或蒸汽进料的适当设备中的催化重整、自热重整、部分氧化和/或其组合。(ii)将合成气在高温和高压下在合适费-托催化剂存在下放热转化为烃产品。反应温度可以通过反应介质与水(在图1中指示为锅炉给水(BFW))间接换热控制，将该水转化为蒸汽(以下称为FT蒸汽)。 
(iii)将费-托产品转化为被抽出的重质产品物流和轻质产品物流(或废气)。优选将大部分轻质气体循环到合成气生产工艺。利用此方法获得最优的碳效率。例如使20-90％、特别是40-80％的轻质产品循环。将至少一部分轻质产品物流进料至燃气涡轮发电机(iv)的燃烧室和/或HRSG的燃烧器以形成燃烧气体，将该燃烧气体随后通过膨胀室燃烧以形成热烟道气同时产生电或驱动压缩机(例如向ASU提供动力)。在图1中指示为(va)、(vb)和(vc)的一系列换热器中，锅炉给水通过与热烟道气换热而被加热以生产HP过热蒸汽。例如，(va)可以是节热器，(vb)可以是蒸发器和(vc)可以是过热器。利用通过与FT反应介质换热而产生的至少一部分FT蒸汽，将HP蒸汽在换热器中冷凝以使FT蒸汽 过热。其后，将至少一部分过热FT蒸汽进料至汽轮机以产生电和/或机械动力。例如，通过过热FT蒸汽驱动的涡轮可用于驱动步骤(i)、(ii)和/或(iii)中的压缩机。 
任选地，烃原料(ix)可用于HP过热蒸汽生产(以上(v))中的点火加热器进料。 
任选地，可以将一部分过热HP蒸汽减压为MP蒸汽(x)，其中由步骤(iii)获得不足的FT蒸汽。减压步骤可以通过适当的阀门进行。 
作为进一步的选择，在由步骤(iii)获得不足的轻质产品物流的情况下，可以将烃原料进料(xi)至燃气涡轮。 
在启动时形式为烃原料例如天然气的能量可用，而废气和FT蒸汽的替代能源直到使FT合成进行才可用。不仅仅在刚刚启动条件下，而且在重新启动条件下，本发明的启动方法均是受控和安全的。本发明的启动方法也提供对变化条件的快速响应的灵活性，特别是通过步骤(x)，由此将HP蒸汽转化为MP蒸汽以提供用于系统中其它组件的电力或机械动力。 
本发明有利于其中将FT蒸汽通过间接换热(步骤(vi))加热以生产MP蒸汽的FT方法。本质上，通过与水换热控制FT反应器中的反应温度，将该水转化为饱和FT蒸汽。FT蒸汽主要用作汽轮机(iv)的原料，其由此产生电能和/或机械能。但是，为防止汽轮机中的过度冷凝，需要使FT蒸汽过热。根据本发明，利用HP蒸汽冷凝通过间接换热使FT蒸汽过热(参见步骤(vi))。HP蒸汽的过热温度使得在HP蒸汽等焓减压到FT蒸汽压力之后的温度等于或高于过热FT蒸汽的温度。 
值得注意的是在步骤(vi)中发生的换热过程包括用饱和FT蒸汽使HP蒸汽冷却或冷凝，与包括从烟道气向FT蒸汽物流传热的换热过程形成对照。 
在利用热烟道气的热回收蒸汽发生器中生产过热HP蒸汽。热烟道气反过来源自燃气涡轮发电机的膨胀室和/或源自热回收蒸汽发生器中整合的燃烧器。 
可以进行HP压力和过热温度的适当选择以保证热回收蒸汽发生 器在如下条件下操作：该条件适于提供在稳态操作期间使FT蒸汽过热的能量以及在可用的FT蒸汽不足或没有FT蒸汽的情况下(例如在启动时)提供MP蒸汽。 
从以上讨论明显可知整合的FT方法由于可靠操作和启动/停车的原因，要求在燃料方面在外部能源(如天然气)和轻质FT产品(废气)之间的灵活性，和在蒸汽方面在FT蒸汽和MP蒸汽生产之间的最佳灵活性。本发明提供这种操作灵活性。 
提供另外热量或加热的设备用于通过废烟道气使水加热或过热而有助于提供蒸汽。另外的热量或加热可以通过任何合适的设备提供，该设备包括一个或多个燃烧器，如本领域已知的管道燃烧器。该设备位于合适的位置，例如直接在换热器的附近。该设备可以由任何合适的燃料源提供动力，该燃料源包括例如用于烃合成装置的燃气涡轮或其它部分的燃料源(如合成气)。这种设备可以在不同的条件如温度下在不同的位置操作。 
用于压缩和任选分离含氧气体的设备合适地是本领域已知的一个或多个空气分离单元。 
烃原料合适地是甲烷、天然气、伴生气或C1-4烃的混合物。该原料主要包含即包含大于90v/v％、特别是大于94％的C1-4烃，尤其包含至少60v/v％、优选至少75％、更优选90％甲烷。非常合适地使用天然气、伴生气或煤层甲烷。合适地，脱除原料中的任何硫。 
本说明书中提及的通常为液体的烃合适地是C4-24烃，特别是C5-20 烃、更特别是C6-16烃或其混合物。这些烃在5-30℃(1巴)的温度下、特别是在约20℃(1巴)下为液体，和通常本质上是链烷烃，同时可以存在至多24wt％、优选至多12wt％烯烃或含氧化合物。取决于用于费-托反应的催化剂和工艺条件，获得通常为气体的烃、通常为液体的烃和任选通常为固体的烃。通常优选获得大部分通常为固体的烃。可以获得至多85wt％、通常50-75wt％的这些固体烃，基于所有的烃计。 
产生特别是一氧化碳和氢的混合物的气体原料的部分氧化和/或重整可以根据各种已知的方法进行。这些方法包括Shell Gasification Process。这种方法的综合研究可以发现于Oil and GasJournal，1971年9月6日，pp 86-90。 
可以将烃原料转化为合成气的含氧气体可以是空气(含约21vol.％氧)、合适地包含至多70％氧的富氧空气、或包含典型地至少95vol.％、通常至少98vol.％氧的基本纯氧气。氧或富氧空气可以通过低温技术生产，但也可以通过膜基方法如WO 93/06041中所述的方法生产。至少初始锅炉提供驱动空气压缩/分离单元的至少一个空气压缩机或分离器的动力源。 
为调节合成气中的H2/CO比，可以将二氧化碳和/或蒸汽引入部分氧化方法或组合的部分氧化和重整方法。在此上下文中，部分氧化方法定义为包括非催化和催化、利用或不利用火焰及利用或不利用蒸汽和/或二氧化碳注入的部分氧化。 
在本发明方法的第一步骤中转化的烃原料的百分比合适地为50-99wt％，优选80-98wt％，更优选85-96wt％。 
将主要包含氢、一氧化碳和任选氮的气体混合物在催化转化阶段中与合适的催化剂接触，其中形成烃。合适地将至少70v/v％合成气、优选至少80％、更优选至少90％、还更优选所有合成气与催化剂接触。 
在优选的实施方案中，步骤(ii)表示费-托合成反应，在该情况下在将包含氢和一氧化碳的混合物转化为烃中利用本领域已知和通常称为费-托催化剂的催化剂。用于费-托烃合成方法的催化剂通常包含作为催化活性组分的如在Handbook of Chemistry and Physics(CPC Press)第68版中所述的元素周期表先前IUPAC版本的VIII族金属。特定的催化活性金属包括钌、铁、钴和镍。钴是估选的催化活性金属。 
催化活性金属优选负载在多孔载体上。多孔载体可以选自本领域已知的任何合适的难熔金属氧化物或硅酸盐或其组合。优选多孔载体的特定例子包括二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氧化锆、二氧化铈、氧化镓及其混合物，特别是二氧化硅和二氧化钛。 
载体上催化活性金属的量优选为每100pbw载体材料3-300pbw，更优选10-80pbw，特别是20-60pbw(pbw-重量份)。 
如需要，催化剂也可包含一种或多种金属或金属氧化物作为促进剂。合适的金属氧化物促进剂可以选自(相同)周期表的IIA、IIIB、IVB、VB和VIB族，或选自锕系元素和镧系元素。特别地，镁、钙、锶、钡、钪、钇、镧、铈、钛、锆、铪、钍、铀、钒、铬和锰的氧化物是最合适的促进剂。用于制备本发明中使用的蜡的催化剂的特别优选的金属氧化物促进剂是氧化锰和氧化锆。合适的金属促进剂可以选自(相同)周期表的VIIB或VIII族。铼和VIII族贵金属是特别合适的，及铂和钯是特别优选的。催化剂中存在的促进剂的量合适地为每100pbw载体0.01-100pbw，优选0.1-40、更优选1-20pbw。 
催化活性金属和如果存在的促进剂可以通过任何合适的处理如浸渍、捏合和挤出沉积在载体材料上。在载体材料上沉积金属和如果合适的促进剂之后，将负载的载体典型地在通常350-750℃的温度、优选450-550℃的温度下经历煅烧。煅烧处理的效果是脱除晶体水、分解挥发性分解产物和将有机和无机化合物转化为它们各自的氧化物。在煅烧之后，可以典型地在200-350℃的温度下通过使催化剂与氢或含氢气体接触而活化所获得的催化剂。 
催化转化方法可以在本领域已知的通常合成条件下进行。典型地，催化转化可以在100-600℃、优选150-350℃、更优选180-270℃和最优选200-250℃的温度下进行。催化转化方法的典型总压力为1-200巴绝压，更优选10-70巴绝压。在催化转化方法中主要形成(形成至少70wt％、优选90wt％的)C5+烃。 
优选使用费-托催化剂，该催化剂得到大量链烷烃，更优选基本未支化链烷烃。一部分的沸点可以在所谓中间馏出物的沸程以上，到通常为固体的烃。对于此目的的最合适催化剂是含钴的费-托催化剂。在此使用的术语″中间馏出物″指的是沸程基本相应于在粗矿物油的常规常压蒸馏中获得的煤油和瓦斯油馏分沸程的烃混合物。中间馏出物的沸程通常为150-360℃。 
可以将如果存在的更高沸程链烷烃分离和经历催化氢化裂化步骤(该步骤自身是本领域已知的)以得到所需的中间馏出物。在高温和高 压下和在氢存在下通过使链烷烃与包含具有氢化活性及在载体上负载的一种或多种金属的催化剂接触而进行催化氢化裂化。合适的氢化裂化催化剂包括含有选自元素周期表VIB和VIII族金属的催化剂。优选地，氢化裂化催化剂包含VIII族的一种或多种贵金属。优选的贵金属是铂、钯、铑、钌、铱和锇。用于氢化裂化阶段的最优选催化剂是包含铂的那些。 
氢化裂化催化剂中存在的催化活性金属的量可以在宽范围内变化和典型地为每100重量份载体材料0.05-5重量份。 
用于催化氢化裂化的合适条件是本领域已知的。典型地，氢化裂化在175-400℃的温度下进行。在氢化裂化方法中利用的典型氢分压为10-250巴。 
FT方法(步骤(ii))可以利用单程模式(″一次通过″)或利用循环模式操作。该方法可以在并联或串联的一个或多个反应器中进行。在小的烃原料物流的情况下，优选仅使用一个反应器。可以使用淤浆床反应器、沸腾床反应器和固定床反应器，优选是固定床反应器。 
除水和通常为气体的烃以外，烃合成和随后氢化裂化的产品合适地主要包含通常为液体的烃。通过以特别是获得通常为液体的烃的方式选择催化剂和工艺条件，可以将获得的产品(″合成原油″)以液体形式运输或与任何原油物流混合而不会产生关于混合物固化和或结晶的任何问题。在此方面观察到生产包括大量固体蜡的重质烃不太适合与原油混合，而以液体形式运输必须在高温下进行，这是不太希望的。 

Claims (15)

1.一种启动由烃原料生产通常为气体、通常为液体和任选通常为固体的烃产品的工艺的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)通过利用烃原料为原料的至少一个燃气涡轮发电机和任选一个或多个锅炉生产高压蒸汽；
(2)将按照步骤(1)生产的所述高压蒸汽至少一部分的压力降低成中压蒸汽；
(3)使用按照步骤(2)生产的所述中压蒸汽的至少一部分以驱动压缩机；
(4)使用所述压缩机以驱动用于压缩和任选分离含氧气体的一个或多个设备；
(5)用至少一部分所述含氧气体以将烃原料转化为合成气体；
(6)在费-托反应中将按照步骤(5)生产的所述合成气体放热转化为通常为气体、通常为液体和任选通常为固体的烃产品；
(7)通过反应介质与水间接换热控制步骤(6)的反应温度，使所述水转化为饱和FT蒸汽；
(8)将步骤(6)中生产的所述烃产品分离为轻质产品物流和重质产品物流，所述轻质产品物流包含任何未转化的合成气和至少一部分通常为气体的烃产品，和所述重质产品物质包含通常为液体和任选通常为固体的烃产品；
(9)将所述轻质产品物流的至少一部分进料至一个或多个燃气涡轮发电机以形成燃烧气体及使所述燃烧气体通过燃气涡轮发电机的膨胀室膨胀以形成热烟道气和能量；
(10)通过与所述热烟道气换热加热锅炉给水以生产另外的高压蒸汽；
(11)在换热器中利用步骤(7)中生产的至少一部分所述饱和FT蒸汽使步骤(10)中生产的至少一部分所述高压蒸汽冷却和/或冷凝以生产用于产生步骤(1)-(10)所用的电能和/或机械能的另外的中压蒸汽；和任选地
(12)使步骤(10)中产生的所述另外的高压蒸汽的至少一部分的压力降低成用于较早步骤的中压蒸汽。
2.权利要求1的方法，其中所述高压蒸汽的压力为55-150巴和温度为330-380℃和/或其中所述中压蒸汽的压力为15-40巴和温度为280-330℃。
3.权利要求1或2的方法，其中所述饱和FT蒸汽是通过水和放热反应介质之间间接换热产生的蒸汽，及压力为15-40巴和饱和温度为200-250℃。
4.权利要求1或2的方法，其中步骤(1)中的所述发电机和任何锅炉包括热回收蒸汽发生器。
5.权利要求1或2的方法，其中使步骤(1)中的所述发电机和任何锅炉初始在满负荷下操作和随后降低到较低的操作水平。
6.权利要求1或2的方法，其中步骤(9)的所述燃气涡轮发电机是步骤(1)的所述至少一个燃气涡轮发电机。
7.权利要求1或2的方法，进一步包括使生产的通常为液体和任选通常为固体的烃产品的更高沸程链烷烃催化氢化裂化的步骤。
8.一种生产通常为气体、通常为液体和任选通常为固体的烃产品及能量的整合方法，包括如下步骤：
(i)将烃原料转化为合成气；
(iia)在费-托反应中将步骤(i)的至少一部分所述合成气放热转化为通常为气体、通常为液体和任选通常为固体的烃产品；
(iib)通过反应介质与水间接换热生产饱和FT蒸汽；
(iii)将步骤(iia)中生产的所述反应产品分离成重质产品物流和轻质产品物流，所述重质产品物流包含通常为液体和任选通常为固体的烃产品，和所述轻质产品物流包含任何未转化的合成气和至少一部分通常为气体的烃产品；
(iv)将燃料进料至燃气涡轮发电机和燃烧所述燃料以形成热烟道气和能量；
(v)通过步骤(iv)的所述热烟道气与水换热生产高压蒸汽；和
(vi)在换热器中利用步骤(iib)的至少一部分所述饱和FT蒸汽使步骤(v)的至少一部分所述高压蒸汽冷却和/或冷凝以形成中压蒸汽。
9.权利要求8的整合方法，其中至少一部分所述燃料是按照步骤(iii)生产的所述轻质产品物流。
10.权利要求8或9的整合方法，包括下述另外步骤：(vii)将步骤(vi)的至少一部分所述饱和FT蒸汽进料至汽轮机以产生电能。
11.权利要求8或9的整合方法，包括下述另外步骤：(viii)将步骤(vi)的至少一部分所述饱和FT蒸汽进料至汽轮机以产生机械能。
12.权利要求8或9的整合方法，包括下述另外步骤：(ix)通过用于提供另外热量或沿所述热烟道气的途径加热的一个或多个设备补充按照步骤(iv)生产的所述热烟道气。
13.权利要求8或9的整合方法，包括下述另外步骤：(x)使步骤(v)的所述高压蒸汽一部分的压力降低以生产中压蒸汽。
14.权利要求8或9的整合方法，利用权利要求1的启动方法。
15.权利要求8或9的整合方法，进一步包括使生产的通常为液体和任选通常为固体的烃产品的更高沸程链烷烃催化氢化裂化的步骤。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7939953B2 (en) * 2008-04-16 2011-05-10 Schlumberger Technology Corporation Micro scale fischer-tropsch and oxygenate synthesis process startup unit
US9156691B2 (en) 2011-04-20 2015-10-13 Expander Energy Inc. Process for co-producing commercially valuable products from byproducts of heavy oil and bitumen upgrading process
US9169443B2 (en) * 2011-04-20 2015-10-27 Expander Energy Inc. Process for heavy oil and bitumen upgrading
US9266730B2 (en) 2013-03-13 2016-02-23 Expander Energy Inc. Partial upgrading process for heavy oil and bitumen
CA2818322C (en) 2013-05-24 2015-03-10 Expander Energy Inc. Refinery process for heavy oil and bitumen
WO2015068087A1 (en) 2013-11-07 2015-05-14 Sasol Technology Proprietary Limited Method and plant for co-generation of heat and power
AU2014347767B2 (en) 2013-11-07 2018-08-02 Sasol Technology Proprietary Limited Method and plant for co-generation of heat and power
AU2014347765B2 (en) 2013-11-07 2017-12-14 Sasol Technology Proprietary Limited Method and plant for co-generation of heat and power
CA3030951A1 (en) 2016-07-22 2018-01-25 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Molybdenum-vanadium-niobium-ceria-based catalyst for oxidative dehydrogenation of alkanes and/or alkene oxidation
MY197616A (en) 2016-11-07 2023-06-28 Shell Int Research Method of producing hydrocarbons

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1209112A (zh) * 1996-02-13 1999-02-24 马拉索恩石油公司 生产合成烃类液体的烃类气体转化系统和方法
WO2002060841A2 (en) * 2001-02-01 2002-08-08 Sasol Technology (Proprietary) Limited Production of hydrocarbon products
CN1433389A (zh) * 2000-05-19 2003-07-30 国际壳牌研究有限公司 液态烃的生产方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MY137714A (en) 2001-05-29 2009-02-27 Shell Int Research Method to start a process for hydrocarbons
US6794417B2 (en) * 2002-06-19 2004-09-21 Syntroleum Corporation System and method for treatment of water and disposal of contaminants produced by converting lighter hydrocarbons into heavier hydrocarbon

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1209112A (zh) * 1996-02-13 1999-02-24 马拉索恩石油公司 生产合成烃类液体的烃类气体转化系统和方法
CN1433389A (zh) * 2000-05-19 2003-07-30 国际壳牌研究有限公司 液态烃的生产方法
WO2002060841A2 (en) * 2001-02-01 2002-08-08 Sasol Technology (Proprietary) Limited Production of hydrocarbon products

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