JP2001509824A - ガスを液体に変換する方法 - Google Patents

ガスを液体に変換する方法

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Abstract

(57)【要約】 炭化水素ガス(例えば、天然ガス)を合成ガスに変換し、合成ガスが液体炭化水素生成物に変換されるプロセスであって、該プロセスで発生した熱の実質的な量は、該プロセスで必要とされるスチームを発生させるのに使用されるために又は機械的エネルギーへの変換のために回収される。さらに、該プロセスで生成されるテールガスは、ガスタービンに燃料供給するのに使用され、ガスタービンは該プロセスで使用される空気を圧縮するのに必要とされるコンプレッサーに動力供給するために使用される。テールガスをガスタービンに燃料供給するために使用することによって、タービン中の燃焼ガスを冷却するのに必要とされる圧縮された燃焼用空気がより少なくて済み、代わりに、プロセスで要求されるプロセスエアーの一部を提供するのに使用し得る；これによって、要求される体積のプロセスエアーを圧縮するのに、そのようにしない場合に必要とされる馬力の20〜30パーセントまで節約が可能である。

Description

【発明の詳細な説明】 ガスを液体に変換する方法発明の技術分野 本発明は、ガスを液体に変換する方法に関し、その側面の１つにおいて、廃熱 およびテールガスが効率的に回収されて当該方法において使用され及び／又は補 助的動力を発生させ、必要とされるプロセスエアーを供給するための改善された 操作を含む、炭化水素ガス(例えば、メタン)を炭化水素液体(例えば、ガソリン 、留出油(distillates))に変換する高度に効率的な方法に関する。発明の背景 軽質炭化水素ガス(例えば、天然ガス)を液体(例えば、メタノール、ガソリン 、留出油)に変換するのが好ましいことは、長い間認識されてきた。恐らく、こ のタイプの変換を行なう最も一般に提案された方法は、天然ガスが先ずオートサ ーマル・リフォーマー(Autothermal Reformer)、例えば、部分的酸化改質器(par tial oxidation reformer)中を流されて、天然ガスを合成ガス("syngas"、即ち 、一酸化炭素(CO)と水素(H2)からなるガス)に変換するものである。続いて、合 成ガスは、適当な触媒を充填されたフィッシャー・トロプシュ(Fischer-Tropsch )タイ プの反応器に供給され、該触媒は合成ガスを反応器内の触媒および操作条件に依 存して所望の生成物(例えば、メタノール、ガソリン、留出油など)に変換する。 そのような方法は、当該産業で周知であり；例えば、このタイプのフィッシャー ・トロプシュ("F-T")法については、米国特許第1,798,288号；第2,500,533号； 第2,552,308号；第4,579,985号；第4,973,453号を参照。 そのタイプの基本的プロセスが知られてからしばらく経ったが、商業的により 魅力的なものとするため、その効率を改善する努力が継続的に為されている。例 えば、空気は明らかに純酸素よりも廉価で入手し易いので、可能であれば、酸素 の代わりに空気が反応物(reactant)としてATR段階で使用される；例えば、米国 特許第2,500,533号、第2,552,308号などを参照。さらに、F-T反応器で使用され る究極の触媒を見い出すために継続的な探索が進行中である；例えば、米国特許 第4,522,939号；第4,755,536号などを参照。さらに、プロセス中で使用される様 々なエレメント(例えば、部分的酸化改質器)の改善は、商業的使用のためにプロ セスを最適化する試み(例えば、米国特許第3,549,335号；第4,778,826号を参照) において、重要な検討事項である。 そのようなプロセスの商業化におけるもう１つの非常 に重要な検討事項は、プロセスそれ自体で使用されるために、又は販売され他の 用途で使用し得る過剰エネルギー（即ち、熱および／または機械的動力）を発生 するために、そうしなければ廃棄されている当該プロセスからの熱およびガスの 回収を最大にすることである。例えば、(a)エネルギーは、プロセスからのオフ ガスを燃料電池中で反応させることにより発生させ得る、米国特許第4,048,250 号を参照；(b)乾性ガスまたはテールガスは、プロセスで使用される熱を生成す るために使用し得る、米国特許第4,048,250号を参照；(c)プロセスエアーを圧縮 すること及び発電器を駆動することの双方のためにプロセスで使用されるガスタ ービンから回収される熱は、ATRで使用し得る、米国特許第4,315,983号を参照； および(d)生成物が改質器を通過した後に該生成物から回収される熱は、過熱ス チームの別の流れを発生させるのに使用し得、他方、合成ガスは機械的エネルギ ーを回収するためにタービンを通して膨張され得る、米国特許第4,074,991号を 参照。これらのアプローチのそれぞれは、全変換プロセスの作動効率を増大させ るが、それをより商業的に受け入れられるものとするために、プロセスを最適化 するのに為し得る更に多くのことがある。発明の概要 本発明は、炭化水素ガス(例えば、天然ガス)を合成ガスに変換し、該合成ガス が液体炭化水素生成物に変換される方法を提供し、そこでは該方法で生成された 熱の実質的な量が、該方法で使用されるために又は機械的エネルギーに変換され るために回収される。さらに、該方法で生成されたテールガスは、ガスタービン に燃料供給するのに使用され、該タービンはコンプレッサーに動力供給するのに 使用され、該コンプレッサーはプロセスエアーを圧縮するのに使用される。ガス タービンに燃料供給するためにテールガスを用いることによって、より少ない量 の圧縮された燃焼用空気が、タービンの燃焼器からの燃焼ガスを冷却するのに使 用され、その代わりに、該方法で必要とされるプロセスエアーの一部を提供する のに使用できる。これにより、該方法に必要とされる体積のプロセスエアーを圧 縮するのに、そのようにしなければ必要とされるであろう馬力の20〜30パーセン トまでを節約できる。 より詳細には、本発明は、炭化水素フィードガスを炭化水素液体に変換する方 法であって、該方法を行なうのに必要とされるプロセスエアーがガスタービンに より動力供給される圧縮ユニットによって圧縮され、該ガスタービンは、コンプ レッサーセクション、燃焼器、および タービンセクションを有する。該コンプレッサーセクションは燃焼用空気を圧縮 し、その第１の部分は燃焼器に供給され、そこでそれは、当該プロセス自体から 回収されるテールガスと混合される。 本プロセスから回収される代表的なテールガスは、メタン、一酸化炭素、二酸 化炭素、水素、窒素、および他の軽量炭化水素(例えば、C2-C4)を含んでおり、 天然ガスのような高BTU燃料に比し、実質的により低温で燃え、よって燃焼ガス をより低温で生成する。これは、圧縮燃焼用空気の実質的により少量の第２部分 が、同体積の燃焼ガスをガスタービンのタービンセクションの安全操作に要求さ れる温度に冷却するために使用されるのを可能とする。冷却のために、より少な い量の圧縮空気を用いることによって、前記コンプレッサーセクションからの圧 縮された燃焼用空気の実質的な残りの部分(例えば、当初の体積の約30〜40％)が 、該プロセスに直接供給され、本プロセスを行なうのに必要とされるプロセスエ アーの一部を形成できる。 一旦、プロセスエアーが圧縮されると、それはスチームと混合され、その混合 物がオートサーマル・リフォーミング・ユニット(ATR)に通される前に、ヒータ ー内で加熱される。炭化水素フィードガス(例えば、メタン)も、 スチームと混合され、この混合物がまたATR中に通される前に該ヒーター内で加 熱され(該ヒーターは、プロセスからのテールガスにより燃料供給することがで きる)、該ATRでそれは触媒の存在下にプロセスエアーおよびスチーム混合物の混 合物と混合されて、窒素、一酸化炭素および水素を含む合成ガスを生成する。熱 は、合成ガスから回収され、スチームを発生するのに使用され、スチームの或る 部分は、プロセスエアーおよびフィードガスの両方と混合される。 次いで、合成ガスは、フィッシャー・トロプシュ反応器中で触媒上を通過せし められ、それにより前記合成ガスの少なくとも一部を液体炭化水素に変換する。 該合成ガスが液体炭化水素に変換される際に、熱が該反応器からも回収され、本 発明方法で必要とされるスチームを生成するのに使用し得る。反応器からの生成 物は、分離セクションに通され、そこにおいて、未変換合成ガスが液体炭化水素 から分離される。本方法で燃料用に使用される「テールガス」を形成するのは、 この未変換合成ガスおよび副成物(メタン、C2-C4m二酸化炭素、および窒素)であ る。さらに、該テールガスの少なくとも一部は、タービンを通して膨張され、機 械的エネルギーを回収してもよい。図面の簡単な説明 本発明の実際的な構成、操作、および明らかな利点は、図面を参照することに よってより良く理解されるであろう。該図面は必ずしも縮尺が均一であるとは限 らない。また、該図面中の同様の符号は同様の部分を指す。 図１は、本発明の方法を行なうための統合されたガス変換システムの概要図で あり； 図２は、従来技術において運転されているガスタービンの概要図であり； 図３は、本発明に従って運転される、図２のガスタービンの概要図である。発明の詳細な説明 図面により詳細に言及すると、図１は、本発明による変換プロセスの実行に使 用できるシステム10の概略図を開示する。以下の説明の全体において、温度およ び圧力の例は、本発明に従って行なわれるプロセスのそれぞれの段階で示される 。しかしながら、これらの温度および圧力は、システム10内で予想された条件を 例示するに過ぎないものであり、実際の数値は本発明から逸脱することなく任意 の特定のプロセスのために変化し得ることが認識されるべきである。記載された 条件は、１日当たり5210万標準立方フィートのフィードガス(例えば、天然ガ ス)が処理される本発明の代表的プロセスに基づくものである。 システム10は、標準的ガスタービン11(例えば、32,500馬力)を備えており、そ れは本発明方法で必要とされる空気を圧縮するための動力を供給する。当分野で 理解されるように、ガスタービン11は、コンプレッサーセクション12、燃焼器セ クション13、およびパワータービンセクション14を備えており、該パワータービ ンセクション14は、プロセスエアー・コンプレッサーを駆動する一次パワー出力 シャフト15およびコンプレッサーセクション12を駆動する二次シャフト15aを有 する。 図２において最も良く判るように、このタイプの従来技術のタービンでは、空 気は、インレット16を通してガスタービン11のコンプレッサーセクション12に、 おおよそ大気条件(例えば、14.7psiおよび80°F)で供給され、ライン17を通して 燃焼器13に供給される前に圧縮される。該空気の一部が、ライン17aを通して燃 焼器13に供給され、そこでライン18aからの高BTU燃料と混合され、高熱ガスを生 成するために燃やされる。 当分野で理解されるように、天然ガス(例えば、メタン)のような高BTU燃料が 、このタイプのガスタービン中の代表的燃焼器の中で化学量論的に燃やされると き、得られ るガスは、深刻な損傷を引起こすことなくタービンセクション14を通して膨張さ せるにはあまりに高い温度(例えば、2800°F)を有する。従って、コンプレッサ ーセクション12からのライン17中の残りの空気(即ち、冷却用空気)が、燃焼器13 との熱交換をしながらライン17bを通して流され、燃焼器13からの燃焼ガスをタ ービンセクション14によって安全に扱える温度(例えば、1800°F)に維持する。 ライン17b中の冷却用空気は、混合前にライン19中の燃焼ガスと混合され、ター ビンセクション14を通して膨張されて、シャフト15、15aを回転させる。 本発明の１つの側面によれば、燃焼ガスをおおよそ以前と同じ温度(例えば、1 800°F)に冷却するのに必要とされる空気の量は実質的に減少され、その結果、 圧縮された"燃焼-冷却用"空気の一部のみ(例えば、約60-70％)が、燃料と混合さ れ、燃焼ガスを冷却するのに使用される。これは、メタンのような高BTU燃料の 代わりに、本発明方法で燃料として製造されるテールガスを用いることによって 達成される。メタン、他の軽質炭化水素、一酸化炭素、二酸化炭素、水素および 実質的な量の窒素を含むテールガスは、同量の燃焼ガスを、有意により低い温度 (例えば、2100°F)で生成する；従って、ガス温度をタービンセクション14の安 全操作に必要とされる温度(例えば、 1800°)まで低下させるのに要求される冷却は、より少ない。 図３を参照すると、セクション12からの圧縮空気は、ライン17aを通して燃焼 器13に供給され、そこでそれは、ライン18からの燃料と混合され、上記と同様に ライン17bを通して燃焼器13からの燃焼ガスを冷却する。ここでも、ライン18中 の燃料は、下記でさらに説明されるように、システム10内で回収されたテールガ スである。燃焼-冷却に必要とされない圧縮された燃焼-冷却用空気の残り(例え ば、全フローの約30-40％)は、ライン17cを通してプロセスエアー圧縮ユニット2 0に直接供給され、該ユニットは１以上の圧縮ステージ21を備えている(４つ示さ れている)。 一次"プロセスエアー"は、インレット20aを通して周囲条件で、圧縮ユニット2 0に供給される。本プロセスを行なうのに必要とされるプロセスエアーの一部を 補完(make up)するために、タービン11中での燃焼／冷却に必要とされないコン プレッサーセクション12からの圧縮された燃焼-冷却用空気の一部を用いること によって、コンプレッサーユニット20に要求される馬力は、そのようにしない場 合に必要とされるであろう馬力から20-30％も減少され得る。 前と同じように、燃焼器13からの燃焼ガスは、パワータービンセクション14を 通して膨張されてタービンを駆動し、該タービンは、当分野で理解されるように 、シャフト15aを介してタービン11のコンプレッサーセクション12を駆動し、ア ウトプットシャフト15を介してユニット20の全ての圧縮ステージ21を駆動する。 タービン14からの排気は、交換器22を通され、そこで実質的な量の熱(例えば、 １時間当り93MMBTUにも達する)を、ライン23中のフィード水中に移すことができ 、それによってプロセス内で使用されるための又は補助的用途(図示せず)で使用 されるためのスチームを発生させることができる。 圧縮されたプロセスエアー(例えば、約600psiaおよび328°F)は、ライン25を 通して圧縮ユニット20から出て行き、ライン24からの過熱スチーム(例えば、約1 200psiaおよび900°F)と混合される。エアー／スチームの混合物は、炉26(これ も、プロセスからのテールガスによって焚くことができる)においてさらに約100 0°Fに加熱され、プロセスエアー／スチームスチームがオートサーマル・リフォ ーミング・ユニット("ATR")27に送られる前に、約595psiaの圧力に達する。フィ ードガス(例えば、約610psiおよび100°Fの天然ガス)は、ライン28のインレット を通して流れ、(a)炉26中で加熱され、(b)硫化水素リム ーバー29(２つが示される)を通され、そして(3)それがライン28を介してATR27に 送られる前に、約1000°の温度および約595psiaの圧力に達するまで炉26中で再 加熱される。 当分野で理解されるように、ATR27は、各種の形態を取り得るが、一般に、そ の中にリフォーミング触媒(例えば、ニッケル含有触媒)を有する容器を備えてお り、該触媒は空気／スチーム／天然ガスを合成ガス「合成ガス(syngas)」(即ち 、COおよびH2)に変換する；例えば、米国特許第4,973,453号を参照。合成ガスは 、窒素および未反応軽質炭化水素とともに、アウトレット30を通して約590psiお よび1806°FでATR27を離れ、アウトレット36を通して凝縮水が除去されるセパレ ーター35に送られる前に、(a)交換器31および32中で約600°Fに、(b)交換器33中 で約336°Fに、および(c)冷却器34中で約100°F(必要に応じて)に冷却される。 次いで、合成ガスは、ライン36中の交換器33を通してセパレーター35から流出 し、そこでそれは、フィッシャー・トロプシュ("F-T")反応器37に送られる前に 、約415°F．(565psia)に加熱される。また、当分野で理解されるように、この タイプのF-T反応器は当分野で周知であり、その中に適切な触媒(例えば、コバル ト含有触媒)を含む 容器を基本的に備えている。所望される生成物に応じて、合成ガスを変換するの に使用される幾つかの公知の触媒がある；例えば、米国特許第4,579,985号およ び第4,579,986号を参照。 生成物(約415°F、535psia)は、F-T反応器37から、２つの別のアウトレット38 、39を通して、約535psiaおよび415°Fで流出する。アウトレット38中の生成物 は、セパレーターセクション42のセパレーター42a-dの第１列中の第１セパレー ター42aに送られる前に、先ず交換器40で約309°Fに、続いて冷却器41中で約100 °Fに冷却される。該一連のセパレーターは、生成物がアウトレットライン43を 通して貯蔵のために又は更なるプロセシング(例えば、水素化分解)もしくは他の 使用のために移送される前に、生成物の圧力を約525psiaから約15psiaに漸進的 に減少させる。テールガス(非縮合軽量炭化水素、窒素など)は、ライン44を通し て約520psiaで第１セパレーター42aから分岐し、交換器40を通されてライン38中 の生成物を冷却し、テールガスの温度を約350°Fに上昇させる。幾つかの用途で は、テールガスは、パワータービン44を通して膨張させられることができ、その 圧力を減少させて機械的動力を回収し、例えば、発電器45などを駆動する。あら ゆる凝縮水が、セパレーター42aからライン50を通して 除去される。 テールガスは、また、ライン46を通して第２セパレーター42bから流れ、ライ ン44中のテールガスと合わされる。テールガスは、尚、優れたBTU値を有し、プ ロセス内で燃料として使用できる；例えば、タービン11中の燃焼器13のための燃 料(点線44a、ライン18)；炉26(点線44b)など。ライン44に存在するような残りの テールガスは、いずれも、特定の状況に応じて使用され又は販売され得る。生成 物中に残る全てのガスは、一旦それがセパレーター42c、42dに到達すると、圧力 が低すぎてプロセス内で燃料として使用しにくいので、ライン47を通してフレア 48に又は同様な廃棄用に送られる。 もう一方のアウトレットライン39中の生成物は、セパレーターセクション42の 第２列のセパレーター42e-g中の第１セパレーター42eに送られ、それがライン55 を通して貯蔵のために移送される前に、段階的圧力減少を受ける。セパレーター 42e-g中の生成物から分離するあらゆるガスは、ライン52を通して第１列中のそ れぞれのセパレーターに運ばれ、しかるべく処理される。セパレーター42e中の 生成物から分離する水は、ライン53を通して除去され、ライン50中の水と、アウ トレット56での廃棄用に、混合される。 本発明によれば、熱は、システム内の殆ど全ての箇所で回収され利用される。 即ち、２つのユーティリティ・ループが設けられており、該ループは、プロセス が実行されるときにスチームを発生させ、システムから過剰のエネルギーを回収 する。再び図１を参照すると、ボイラーフィード水は、"メークアップ"インレッ ト61を通して第１ユーティリティ・ループ60に高圧下で(例えば、約１200psia) 送られ、それが交換器62を通過するときに約350°Fに昇温される。 加熱水の分岐した流れは、ライン63を通してライン60から分かれ、熱交換器31 および32を通され、ATR27を離れる生成物から熱を回収し、それによってライン6 0に戻る前に約900°に水(今や過熱スチーム)の温度を上昇させる。過熱スチーム の一部は、(a)ライン24を通してライン25中の圧縮されたプロセスエアー中に、 および(b)ライン28aを通してライン28中のフィードガスを加熱するように導くこ とができる。 加熱水の残りは、ライン60中のボイラー64および過熱器65(両方とも、テール ガスによって燃料供給することができる)を通され、同じ温度および圧力にある ライン63からのスチームと再混合される前に、その温度を約900°に上昇させる 。続いて、スチームは、タービン66を通して 膨張され、回収された熱を使用可能な機械的動力に変換する(例えば、発電器67 などを駆動する)。 第２のユーティリティ・ループ70は、ライン70を備えており、そこではメーク アップ水がインレット71を通してループ70に送られる。該水は、ライン72を通し て約390°の温度でF-T反応器37に流入し、ライン73から約415°Fの温度で出る。 続いて、該水は、交換器62を通して流れ、そこで、反応器27から回収された熱が 、ループ60中のボイラーフィード水に移され、それによってプロセスの全効率を 向上させる。 以上、天然ガスなどを合成ガスに変換し、該合成ガスが次に液体炭化水素生成 物に変換されるシステムおよびプロセスを説明したが、そこではプロセスで生じ た熱の殆どが、プロセスで使用されるために回収されるか、又は機械的エネルギ ーに変換される。また、プロセスで生成されたテールガスは、プロセスで必要と される一次燃料として使用される。さらに、プロセスエアーを圧縮するのに使用 されるタービンは、必要なプロセスエアーそれ自身の一部を提供するように操作 される。
【手続補正書】 【提出日】平成１１年５月２４日（１９９９．５．２４） 【補正内容】 １． 請求の範囲の項の記載を別紙の通りに補正する。 ２． 明細書の第１３頁第１９行に「パワータービン44を通して」とあるを、「 パワータービン45を通して」と訂正する。 ３． 明細書の第１３頁第２１行に「発電器45などを駆動する。」とあるを、「 発電器46などを駆動する。」と訂正する。 ４． 明細書の第１４頁第２行に「また、ライン46を通して」とあるを、「また 、ライン46'を通して」と訂正する。 ５． 明細書の第１６頁第８行に「そこで、反応器27から回収された熱が」とあ るを、「そこで、反応器37から回収された熱が」と訂正する。 ６． 図１を別紙の通りに補正する。請求の範囲 １． 炭化水素ガスを液体炭化水素に変換する変換方法であって、ガスタービン が空気を圧縮するコンプレッサーユニットを駆動するのに使用され、該空気は該 炭化水素ガスおよびスチームと混合されて第１の触媒を備えた第１反応器中を流 されて合成ガスを生成し、該合成ガスは第２の触媒を備えた第２反応器中を流さ れて該液体炭化水素およびテールガスを生成し；該ガスタービンがコンプレッサ ーセクション、燃焼器およびタービンセクションを有する方法において、 該ガスタービンの該コンプレッサーセクションで空気を圧縮すること； 該ガスタービンの該コンプレッサーセクションからの該圧縮空気の第１部分 を該燃焼器に供給すること； 該変換方法からの該テールガスを燃料として該燃焼器に供給して、該圧縮空 気の該第１部分と混合し該燃焼器内で燃焼させる ことによって該燃焼器内で燃焼 ガスを生成すること； 該燃焼ガスが該ガスタービンの該タービンセクションを通して膨張される前 に、該ガスタービンの該コンプレッサーセクションからの該圧縮空気の第２部分 を、該ガスタービンの該燃焼器からの該燃焼ガスと混合して該 燃焼ガスを冷却すること；および 該ガスタービンの該コンプレッサーセクションからの該圧縮空気の残りの部 分を、該変換方法におけるプロセスエアーとして使用するために該変換方法の前 記第１反応器に直接供給すること、 を包含する改良された方法。 ２． 前記圧縮空気の前記残りの部分が、前記ガスタービンの前記コンプレッサ ーセクション内で圧縮された空気の全体積の約30％〜約40％を含む、請求項１に 記載の方法。 ３． 前記変換方法で生成された前記テールガスが、メタン、一酸化炭素、二酸 化炭素、水素、および窒素を含む、請求項１に記載の方法。 ４． 前記改良された方法がさらに、前記燃焼器からの前記燃焼ガスから熱を、 該ガスが前記ガスタービンの前記タービンセクションを通過した後に、回収する ことを含む、請求項１に記載の方法。 ５． 炭化水素フィードガスを炭化水素液体に変換する 変換方法であって、該変換方法が、 該方法で使用されるためのプロセスエアーを圧縮すること； 該圧縮されたプロセスエアーをスチームと混合してプロセスエアー／スチー ム混合物を形成すること； 該圧縮されたプロセスエアー／スチーム混合物を、前記炭化水素フィードガ スと触媒の存在下に混合して、一酸化炭素および水素を含む合成ガスを生成する こと； 該合成ガスから該方法で使用するために熱を回収すること； 該熱が回収された後に、該合成ガスを反応器中の触媒上を通過せしめ、該合 成ガスの一部を液体炭化水素に変換すること；および 該合成ガスが該液体炭化水素に変換される際に、該反応器から該方法で使用 するために熱を回収すること； を包含する変換方法において、 変換されていない合成ガスを、該液体炭化水素から分離して、該変換方 法において燃料ガスとして使用されるテールガスを提供すること を包含する改良された方法。 ６． 改良された方法が、さらに、 前記フィードガスが前記プロセスエアー／スチーム混合物と混合される前にス チームを前記フィード炭化水素ガスと混合し、ここで、前記圧縮されたプロセス エアーおよび前記フィードガスの両方と混合される前記スチームが、前記合成ガ スから回収された前記熱を用いて発生されること を含む、請求項５に記載の方法。 ７． 改良された方法が、さらに、 前記変換方法からの前記テールガスによって燃料供給される圧縮ユニットを用 いて、前記プロセスエアーを圧縮することを包含する、請求項５に記載の方法。 ８． 改良された方法が、さらに、 前記プロセスエアー／スチーム混合物、および、前記フィードガス／スチーム 混合物を混合して前記合成ガスを生成する前に、前記変換方法からの前記テール ガスによって燃料供給されるヒーターに前記混合物の双方を通すことによって前 記混合物の双方を加熱すること を含む、請求項５に記載の方法。 ９． 改良された方法が、さらに、 前記テールガスの少なくとも一部を、タービンを通して膨張させて、機械的エ ネルギーを回収すること を含む、請求項８に記載の方法。 【図１】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ， ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，Ｍ Ｘ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 ペイン リチャード エル. アメリカ合衆国 75069 テキサス マッ キニー メドウズ ドライブ 340

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １． ガスを液体に変換するプロセスであって、少なくとも１つのコンプレッサ ーを駆動するためのガスタービンを有し、該コンプレッサーは該プロセスで使用 されるためのプロセスエアーを圧縮し、該ガスタービンはコンプレッサーセクシ ョン、燃焼器、およびタービンセクションを有するプロセスにおいて、該ガスタ ービンを操作する方法が、 該コンプレッサーセクションの中で燃焼用空気を圧縮すること； 該圧縮された燃焼用空気の第１部分を該燃焼器に供給すること； 該プロセスから回収されるテールガスを該燃焼器に供給して該圧縮空気の該 第１部分と混合し、次いで該燃焼器中の該混合物を燃やして燃焼ガスを生成する こと； 該圧縮された燃焼用空気の第２部分を該燃焼ガスと混合し、それを、該圧縮 空気で冷却すること、該燃焼器中の該混合物を燃やして燃焼ガスを生成する前に ； 該コンプレッサーセクションからの該圧縮された燃焼用空気の残りの部分を 直接に該プロセスに、その中で使用されるように供給すること、 を包含する方法。 ２． 前記圧縮された燃焼用空気の前記残りの部分が、圧縮された燃焼用空気の 全体積の約30〜約40％を含む請求項１に記載の方法。 ３． 前記テールガスが、メタン、一酸化炭素、二酸化炭素、水素、および窒素 を含む請求項１に記載の方法。 ４． 前記燃焼ガスから熱を、該ガスが前記タービンセクションを通された後に 、回収することを包含する請求項１に記載の方法。 ５． 炭化水素フィードガスを炭化水素液体に変換するプロセスであって、 プロセスエアーを該プロセスで使用するために圧縮すること； 該圧縮プロセスエアーをスチームと混合すること； 該圧縮プロセスエアーとスチームとの混合物と該炭化水素フィードガスとを 触媒の存在下に混合して、一酸化炭素および水素を含む合成ガスを形成すること ； 該プロセスで使用するために該合成ガスから熱を回収すること； 該熱が回収された後に該合成ガスを反応器中の触媒 上を通過せしめ、該合成ガスの少なくとも一部を液体炭化水素に変換すること； 該合成ガスが該液体炭化水素に変換される際に、該反応器から熱を該プロセ スで使用するために回収すること；および 該液体炭化水素から未変換合成ガスを分離して、該プロセスで使用されるよ うにテールを提供すること、 を包含するプロセス。 ６． 前記フィードガスが前記圧縮空気とスチームとの前記混合物と混合される 前に、スチームを前記フィード炭化水素ガスと混合することを包含し、前記圧縮 プロセスエアーおよび前記フィードガスの両方と混合される前記スチームが、前 記合成ガスから回収される前記熱を用いて発生される請求項５に記載のプロセス 。 ７． 前記プロセスエアーが、前記テールガスによって燃料供給される圧縮ユニ ットを用いて圧縮される請求項６に記載のプロセス。 ８． 前記プロセスエアーが、ガスタービンによって動力供給される圧縮ユニッ トを用いて圧縮され、該ガスタ ービンはコンプレッサーセクション、燃焼器、およびタービンセクションを有し 、該ガスタービンを操作する方法が、 該コンプレッサーセクションの中で燃焼用空気を圧縮すること； 該圧縮された燃焼用空気の第１部分を該燃焼器に供給すること； 前記テールガスを該燃焼器に供給して該圧縮空気の該第１部分と混合し、次 いで、該燃焼器中の該混合物を燃やして燃焼ガスを生成すること； 該圧縮された燃焼用空気の第２部分を該燃焼ガスと混合してそれを冷却し、 次いで、該ガスが該タービンセクションを通して膨張されること； 該コンプレッサーセクションからの該圧縮された燃焼用空気の残りの部分を 直接に該プロセスに供給して該プロセスエアーの一部を形成すること、 を包含する請求項６に記載のプロセス。 ９． 前記プロセスエアー及びスチーム混合物の前記混合物、及び、前記フィー ドガスと前記スチームの前記混合物の双方を、それらが混合されて合成ガスが生 成される前に、前記テールガスによって燃料供給されるヒータ ーを通過させることにより、加熱することを包含する請求項６に記載のプロセス 。 １０． 前記テールガスの少なくとも一部をタービンを通して膨張させ、機械的 エネルギーを回収することを包含する請求項９に記載のプロセス。
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