專利名稱：處理天然氣的裝置和方法
處理天然氣的裝置和方法本發(fā)明涉及處理天然氣以除去其中存在的高級(jí)烴從而使其更適合液化天然氣(LNG)生產(chǎn)或調(diào)節(jié)其組成以符合管線規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)的方法。包含甲烷和高級(jí)烴如乙烷、丙烷和丁烷的天然氣常使用連接到在海底的井口的固定或浮動(dòng)的平臺(tái)而在海上直接回收或作為石油生產(chǎn)的伴生氣體回收?；厥盏奶烊粴庠谕ǔ？赡艿那闆r下經(jīng)管線進(jìn)料到陸上氣體加工設(shè)施，在其中可進(jìn)行諸如純化的步驟。對(duì)于顯著比例的回收的天然氣，管線輸送到陸上設(shè)施是不可能的。在這種情況下，希望回收天然氣并使其液化以便海運(yùn)到陸上設(shè)施。類似地，使陸上難于處理的天然氣逐漸液化以便運(yùn)輸?shù)胶Ｍ馐袌?chǎng)。液化方法通常包括將天然氣冷卻到極低溫度的步驟，其允許使乙烷、丙烷、丁烷及其他高級(jí)烴中的至少一些與甲烷分離。液化的產(chǎn)物具有不同的商業(yè)價(jià)值，但在諸如裂解的進(jìn)一步加工不可行的情況下，通常乙烷具有最低價(jià)值，因此這部分常用來在液化設(shè)施中發(fā)電且余量被燒掉?；蛘?，在海上生產(chǎn)中，過量的乙烷可被回收并與LNG并排地運(yùn)輸?shù)疥懮显O(shè)施。然而，代替更有價(jià)值的液體來運(yùn)輸乙烷的經(jīng)濟(jì)狀況吸引力較小。隨著對(duì)于使回收的烴的利用率最大化以及需要減少使得不環(huán)保的燃燒的壓力不斷增加，需要用于處理含有高級(jí) 烴的天然氣的改進(jìn)的方法。此外，含有相對(duì)大量的高級(jí)烴的所謂的“富”天然氣流，不管是直接回收還是通過使富LNG蒸發(fā)而回收的，常造成處理器需要符合關(guān)于其含量和熱值的管線規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)的問題。GB2432369 公開了一 種基于最初由 British Gas 發(fā)展且由 Davy ProcessTechnology Ltd.認(rèn)可的CRG方法處理含有乙燒的天然氣的方法。該方法利用在鎳催化劑上在超過350°C的溫度下絕熱蒸汽重整、甲烷化和對(duì)從天然氣提取出的乙烷進(jìn)行CO2去除的組合來產(chǎn)生甲烷，將該甲烷與天然氣混合，可使其液化。該方法具有許多缺點(diǎn)，包括需要分離乙烷和高級(jí)烴以及甲烷化步驟，需要該步驟以使在鎳催化劑上形成的一氧化碳和氫氣轉(zhuǎn)化回甲烷。已知用于調(diào)節(jié)富天然氣的熱值的其他方法，但這些方法需要使用諸如氮?dú)獾膲号擙RU，這必須是單獨(dú)產(chǎn)生并儲(chǔ)存的。我們已經(jīng)開發(fā)了利用在天然氣中的高級(jí)烴來制得甲烷且解決先前的天然氣處理方法的問題的方法。因此，本發(fā)明提供處理含有甲烷和一種或多種高級(jí)烴的天然氣流的方法，所述方法包括以下步驟(i)將所述天然氣流的至少一部分與蒸汽混合，(ii)在130-300°C的入口溫度下使所述混合物絕熱地經(jīng)過負(fù)載型貴金屬重整催化劑以產(chǎn)生包含甲烷、蒸汽、二氧化碳、一氧化碳和氫氣的重整氣體混合物，(iii)將所述重整氣體混合物冷卻到露點(diǎn)以下以冷凝水且除去該冷凝物以提供脫水的重整氣體混合物,和(iv)使所述脫水的重整氣體混合物穿過酸性氣體回收單元以除去氫氣和一氧化碳的至少一部分和二氧化碳，由此產(chǎn)生甲烷流。
所述甲烷流可用作燃料或被液化以便運(yùn)輸或儲(chǔ)存?；蛘?，所述甲烷流可用以調(diào)節(jié)包括蒸發(fā)的LNG流的天然氣流的組成以符合管線規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)?！案呒?jí)烴”包括以下各物中的一種或多種乙烷、丙烷、丁烷和任何C5+鏈烷烴、諸如環(huán)己烷的環(huán)烷烴及諸如苯的芳烴。 通過使用貴金屬重整催化劑，可以在重整進(jìn)料中包含甲烷，減小重整器容器的尺寸且在不需要甲烷化步驟的條件下操作。因此，重量減小且方法的占地面積較小，這對(duì)于該方法的海上操作特別有利。因此，本發(fā)明進(jìn)一步提供處理含有甲烷和一種或多種高級(jí)烴的天然氣流的裝置，所述裝置包括(i)將蒸汽加到天然氣流中的設(shè)備，(ii)可操作式連接到所述加入蒸汽的設(shè)備的重整器容器，所述重整器容器含有負(fù)載型貴金屬重整催化劑，其構(gòu)造成使得混合的天然氣流和蒸汽經(jīng)過所述催化劑以產(chǎn)生包含甲烷、蒸汽、二氧化碳、一氧化碳和氫氣的重整氣體混合物，(iii)可操作式連接到所述重整器容器以將所述重整氣體混合物冷卻到露點(diǎn)以下的換熱設(shè)備和可操作式連接到所述換熱設(shè)備以回收工藝?yán)淠锴姨峁┟撍闹卣麣怏w混合物的分離設(shè)備，和(iv)可操作式連接到所述分離設(shè)備以除去氫氣和一氧化碳的至少一部分和二氧化碳的酸性氣體回收單元，由此產(chǎn)生甲烷流。所述裝置可進(jìn)一步包括可操作式連接到所述酸性氣體回收單元以使所述甲烷流的至少一部分液化的天然氣液化設(shè)備?；蛘呋蛄硗猓鲅b置還可包括將所述甲烷流與天然氣流和/或高級(jí)烴流合并的混合裝置。所述方法可在陸上操作以解決在現(xiàn)存富天然氣液化工廠中的問題或者可在再氣化工廠中在LNG接收端使用以調(diào)整蒸發(fā)的LNG的組成。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中,所述方法在海上天然氣加工設(shè)施上操作。在該實(shí)施方案中，使用常規(guī)回收技術(shù)和管線設(shè)備將天然氣回收且提供到海上天然氣加工設(shè)施。優(yōu)選所述海上天然氣加工設(shè)施為固定的海上設(shè)施或諸如浮動(dòng)的液化天然氣生產(chǎn)設(shè)施的浮動(dòng)的海上設(shè)施。所述天然氣流可為從陸上或海上儲(chǔ)集層中回收的包括伴生氣體的天然氣或包含甲烷和一種或多種高級(jí)烴的另一氣體混合物。因此，盡管所述天然氣流本身可為天然氣，但其供選地可為包含甲烷或天然氣與一種或多種已經(jīng)例如通過液化、制冷或其他方式從天然氣混合物中分離的高級(jí)烴的混合物的合成天然氣混合物。所述天然氣流供選地可為頁巖氣、致密砂層氣體或煤床甲烷氣體。除甲烷和高級(jí)烴之外，所述天然氣可還包含二氧化碳和/或氮?dú)狻ＯＭ谒鎏烊粴饬髦屑淄榈牧吭?-99體積％范圍內(nèi)，優(yōu)選為25-95體積％，更優(yōu)選為50-95體積％，因?yàn)檫@允許使用飽和器來給出解決對(duì)于分離蒸汽鼓的需要而同時(shí)使得量十分高的高級(jí)烴能夠重整的所要的蒸汽碳比。使用飽和器在鍋爐燃料成本方面和空間上、特別是在希望在海上操作該工藝的情況下有利，且其方便地允許工藝?yán)淠镌傺h(huán)到重整步驟。工藝?yán)淠锟珊锌扇苄曰虿糠挚扇苄缘臒N且使其返回重整步驟來作為燃料的來源及降低工藝的水處理/純化負(fù)擔(dān)是有利的。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括將甲烷流的至少一部分進(jìn)料到天然氣液化工廠的步驟。在一個(gè)這樣的實(shí)施方案中，將所有回收的天然氣進(jìn)料到重整工藝中以使得天然氣液化步驟僅將甲烷加工成LNG，而沒有生成液化的高級(jí)烴(即天然氣液料)。這種方法提供優(yōu)于其中實(shí)施諸如乙烷、丙烷和丁烷的天然氣液料的分餾和儲(chǔ)存/燃燒的當(dāng)前方法的重要優(yōu)勢(shì)。在一個(gè)供選的實(shí)施方案中，重整器進(jìn)料包含天然氣進(jìn)料流的一部分且將剩余部分與進(jìn)料到酸性氣體去除單元的脫水的重整氣體混合物混合或者在回收的天然氣的CO2和N2含量低的情況下直接與甲烷流本身混合。在這種情況下進(jìn)料到重整器的那部分天然氣可為5-95體積％的原始天然氣進(jìn)料流。相對(duì)比例將取決于需要轉(zhuǎn)化成甲烷的高級(jí)烴的量。在這種情況下，產(chǎn)物氣流為富集甲烷的天然氣流。所述富集甲烷的天然氣將含有降低量的高級(jí)烴。所述富集甲烷的天然氣流可通過管線運(yùn)輸以作為燃料用于工業(yè)或國(guó)內(nèi)用途，或者可使用常規(guī)LNG液化和分餾設(shè)備液化以提供LNG流和一種或多種高級(jí)烴流。通過從到液化和分 餾工廠的進(jìn)料中除去高級(jí)烴的一部分，可減小其尺寸和操作成本。在液化中分離的高級(jí)烴流中的一種或多種可用作燃料或化學(xué)原料，或作為天然氣流的一部分進(jìn)料到重整器中。在包括天然氣液化步驟的又一實(shí)施方案中，將天然氣原料與脫水的重整氣體混合物混合且將所得混合物進(jìn)料到酸性氣體回收單元以產(chǎn)生富集甲烷的天然氣流，將其一部分與一種或多種高級(jí)烴混合以產(chǎn)生合成天然氣流用于重整階段。所述富集甲烷的天然氣流的剩余部分進(jìn)料到分離高級(jí)烴的天然氣液化和分餾單元，高級(jí)烴中的一種或多種包含在進(jìn)料到重整器中的天然氣流中。在這種情況下形成進(jìn)料到重整器的合成天然氣流的那部分富集甲烷的天然氣可為5-95體積％。本發(fā)明的方法理想地在10-100巴、優(yōu)選10-50巴的絕對(duì)壓力下操作，在必要的情況下這可通過壓縮天然氣流來實(shí)現(xiàn)。所述天然氣流理想地在與蒸汽混合和重整步驟之前使用諸如火焰加熱器的常規(guī)設(shè)備來預(yù)加熱，該火焰加熱器用以產(chǎn)生隨后與天然氣流混合的蒸汽，或者通過與重整氣體混合物熱交換來預(yù)加熱。所述天然氣流理想地在與蒸汽混合之前被加熱到75-275°C、優(yōu)選100-220°C 的溫度。在天然氣含有汞的情況下，可能希望包括純化天然氣以除去汞的步驟。除去汞保護(hù)工藝操作人員和設(shè)備。例如，在液化步驟的上游除去汞保護(hù)常由鋁制造的換熱器不受汞的腐蝕作用。因此，優(yōu)選方法包括使天然氣經(jīng)過布置在純化容器中的汞吸附劑。理想地，該單元安裝在用于加入蒸汽的設(shè)備的上游以防止汞污染重整工藝。合適的汞吸附劑包括以團(tuán)聚物形式的與各種支撐材料混合的過渡金屬硫化物，特別是硫化銅。這類材料可自JohnsonMatthey PLC、例如作為PuRASPECjmtmI 163購(gòu)得?；蛘?，例如堿式碳酸銅的過渡金屬化合物可以合適的形式提供到該單元中且由在天然氣中存在的硫化合物硫化，由此引起共同去除硫和汞。汞去除步驟優(yōu)選在150°C以下、更優(yōu)選100°C以下且在至高約200巴、例如在10-100巴的絕對(duì)壓力下操作。因此，在加熱天然氣流的任何階段之前或之后可包括汞去除階段。在天然氣含有硫化合物的情況下，可能希望該方法進(jìn)一步包括在重整步驟的上游純化天然氣流以除去硫化合物的步驟從而保護(hù)重整催化劑不受硫的毒化作用。因此，所述方法可包括通過使天然氣流經(jīng)過布置在脫硫器容器中的一種或多種脫硫材料而使天然氣流脫硫的步驟。天然氣流的脫硫優(yōu)選在重整器容器的上游、更優(yōu)選在用于加入蒸汽的設(shè)備的上游進(jìn)行。所述硫化合物可包括硫化氫(H2s)、硫化羰(COS)、硫醇、硫醚和噻吩中的一種或多種。H2S可簡(jiǎn)單地在50-275°C的溫度下使用諸如市售ZnO或金屬促進(jìn)、例如Cu促進(jìn)的ZnO/氧化鋁組合物的硫吸收劑的一種或多種床來吸收。在除硫化氫以外的硫化合物以高濃度存在的情況下，可能希望包括加氫脫硫的第一步驟，接著是硫化氫吸收步驟。在該實(shí)施方案中，所述脫硫材料包括位于硫化氫吸收劑的床上游的加氫脫硫催化劑的床。在加氫脫硫中，含有少量例如1-2體積％的氫氣的天然氣流經(jīng)過基于Ni和/或Co的催化劑，這使有機(jī)硫化合物轉(zhuǎn)化成硫化氫。典型的催化劑為氧化鋁負(fù)載的Ni/Mo、Co/Mo、Ni/ff和Co/W催化齊U。這類催化劑為市售的。除了在天然氣中天然存在的任何硫化氫以外，如此產(chǎn)生的硫化氫隨后可被諸如ZnO材料的合適硫化氫吸收劑吸收。此外，這類吸收劑材料為市售的。該加氫脫硫催化劑也可有效地使烯烴氫化和胺轉(zhuǎn)化成氨。該加氫脫硫催化劑和硫化氫吸收劑可在相同或不同的容器中。合并的加氫脫硫和H2S吸收優(yōu)選在150°C以上、更優(yōu)選200°C以
上且在至高約100巴的絕對(duì)壓力下操作。加氫脫硫所需要的氫氣可由儲(chǔ)存、分離氫氣產(chǎn)生器裝置提供或通過使脫水的重整氣體混合物的一部分再循環(huán)來提供。在貴金屬重整催化劑耐硫的情況下，所述硫化合物、特別是硫化氫可替代地在酸性氣體回收單元中使用膜、物理洗滌溶劑或水性胺而與二氧化碳一起被除去。隨后將在任何壓縮、加熱和純化階段之后的天然氣流與蒸汽混合。這可通過自常規(guī)蒸汽鼓直接注入蒸汽來進(jìn)行，但優(yōu)選借助于一個(gè)或多個(gè)飽和器來進(jìn)行?；蛘?，可使用直接蒸汽加入與飽和器的組合。在飽和器中，使天然氣流與加壓熱水的再循環(huán)流在通常>160°C的溫度下接觸。為了增加效率，該飽和器理想地含有陶瓷環(huán)或其他合適填充介質(zhì)的填充床。應(yīng)該控制在重整器進(jìn)料中的蒸汽碳比以避免碳沉積在催化劑上。與鎳重整催化劑相比，使用貴金屬重整催化劑的一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于其在低蒸汽碳比下更加抵抗碳的形成。另外，與常規(guī)鎳催化的重整方法相比，用貴金屬催化劑需要的較少的熱量也提供較快的啟動(dòng)。因?yàn)?，在本發(fā)明中，甲烷在重整階段基本為惰性的，所以基于高級(jí)烴的碳計(jì)算，蒸汽碳比可在0.2至3:1范圍內(nèi)，優(yōu)選在I至2. 5:1范圍內(nèi)。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，與天然氣流混合的蒸汽的一部分由回收的冷凝物的至少一部分產(chǎn)生。因此，優(yōu)選分離設(shè)備可操作式連接到用于將蒸汽加到天然氣流中的設(shè)備以將回收的冷凝物的至少一部分用以產(chǎn)生與天然氣流混合的蒸汽的至少一部分。用于蒸汽重整的又一水來源可為分子篩或乙二醇干燥器，其可用以在液化之前干燥甲烷流或富集甲烷的天然氣流。在重整器容器的入口處，天然氣流/蒸汽混合物的溫度可例如使用預(yù)熱器和/或蒸汽溫度來控制，且在130-300°C范圍內(nèi)，但優(yōu)選為150-275°C，更優(yōu)選為160-200°C，例如為 200-220 °C。進(jìn)料到重整催化劑中的天然氣/蒸汽混合物的壓力優(yōu)選在10-100巴的絕對(duì)壓力范圍內(nèi)。優(yōu)選在重整器進(jìn)料中至少暫時(shí)包含至高5體積％的濃度、更優(yōu)選至高3體積％、最優(yōu)選1-2體積％的濃度的氫氣。這可通過在重整器的上游將氫氣進(jìn)料到天然氣流和/或烴/蒸汽混合物中來實(shí)現(xiàn)。因此，氫氣可在任何加氫脫硫或飽和器的上游加到天然氣流中和/或如果需要，則可在重整器的上游加到烴蒸汽混合物中。所述氫氣可來源于氣瓶供料或可由水電解產(chǎn)生或通過使用含有鎳催化劑的小型絕熱重整器蒸汽重整分離的天然氣流或分離的重整氣流來產(chǎn)生。在這種情況下，可將包含甲烷的純化烴流或重整氣體混合物的一小部分與蒸汽混合且將該混合物在火焰加熱器中加熱且使其在350-500°C的溫度下穿過含有催化劑的絕熱蒸汽重整器單元以產(chǎn)生含有足夠用于重整器進(jìn)料流的氫氣的重整氣體混合物。或者或另外，可使含有少量氫氣的重整氣體混合物的一部分再循環(huán)到重整器中。將包含天然氣流和蒸汽及任何氫氣的混合物傳送到含有負(fù)載型貴金屬重整催化劑的重整器容器中。重整反應(yīng)在貴金屬催化劑上絕熱地發(fā)生以將存在的高級(jí)烴轉(zhuǎn)化成甲烷，其中僅少量的甲烷轉(zhuǎn)化成碳氧化物、氫氣和蒸汽。所述重整催化劑為負(fù)載型貴金屬催化齊U，合適的催化劑包括Pt、Pd、Ir、Rh或Ru中的一種或多種，優(yōu)選·為Rh或Ru。特別優(yōu)選的催化劑包含在催化劑載體上的任選具有一種或多種助催化劑的Ru。與常規(guī)的Ni蒸汽重整催化劑相比，Ru催化劑，特別是助催化的Ru催化劑，可在較高空速、較低蒸汽比和較低溫度下操作。在載體上的貴金屬裝載量可在0. 1-10. 0重量％范圍內(nèi)，但優(yōu)選為0. 5-5重量％。所述催化劑載體可為適合在蒸汽重整器中操作的任何常規(guī)的催化劑載體，諸如氧化鋁、鋁酸鈣、氧化鎂、氧化鈦、氧化鋯或其他耐火氧化物材料。因?yàn)橹卣麥囟缺容^高，所以可有利地使用高表面積載體，諸如包括Y-、S-或0-氧化鋁的過渡氧化鋁。該重整催化劑可以成型的單元形式，諸如具有一個(gè)或多個(gè)通孔和/或一個(gè)或多個(gè)沿單元的長(zhǎng)度行進(jìn)的溝槽或凹槽的環(huán)或圓柱體。這類成型的單元提供高幾何表面積以及低壓降?；蛘?，所述催化劑可以由其上涂覆了含有貴金屬的洗涂料的金屬或陶瓷基底形成的整塊形式，即蜂窩結(jié)構(gòu)。合適的催化劑可通過常規(guī)方法制備，諸如通過用貴金屬的可溶性鹽浸潰或通過制備含有合適貴金屬化合物的洗涂料并用該洗涂料涂覆載體、接著干燥煅燒且如果需要，則將金屬還原到其活性形式來制備。如果需要，則金屬的還原可原位執(zhí)行，在這種情況下所述催化劑可以氧化形式提供。因此，所述重整步驟可在10-70巴、優(yōu)選10-50巴的壓力和160_220 °C、優(yōu)選160-200 0C的入口溫度下在負(fù)載型釕催化劑上操作。包含甲烷和蒸汽及一些二氧化碳、一氧化碳及氫氣的重整氣體混合物隨后使用一個(gè)或多個(gè)換熱器冷卻，這可有利地用以預(yù)加熱在重整步驟中使用的蒸汽和/或用以提供熱量以供其中使用物理和化學(xué)洗滌溶劑的酸性氣體回收單元使用。該冷卻繼續(xù)到露點(diǎn)以下以使蒸汽冷凝。隨后將冷卻的氣體/冷凝物混合物傳送到優(yōu)選包括一個(gè)或多個(gè)分離器、更優(yōu)選具有進(jìn)一步冷卻的分離設(shè)備以收集并回收工藝?yán)淠?。如上所述，該工藝?yán)淠餅橛袃r(jià)值的水來源且可用以產(chǎn)生與天然氣流混合的蒸汽的一部分。來自分離階段的氣態(tài)產(chǎn)物為包含甲烷與一些二氧化碳及少量一氧化碳和氫氣的脫水的重整氣體混合物。為了使得酸性氣體回收單元能夠有效除去重整副產(chǎn)物，脫水的重整氣體混合物優(yōu)選含有< 5體積％、優(yōu)選< 3體積％、更優(yōu)選彡I體積％的H2。脫水的重整氣體的CO含量?jī)?yōu)選彡I體積％、優(yōu)選彡0. 5體積％，更優(yōu)選< 0. I體積％。脫水的重整氣體的CO2含量可在5-25體積％范圍內(nèi)。二氧化碳在甲烷產(chǎn)物流中不合需要，因?yàn)槠淇筛淖兲烊粴獾臒嶂登以谔烊粴庖夯瘻囟纫陨蟽鼋Y(jié)。因此，本發(fā)明包括使還可包含天然氣的一部分的脫水的重整氣體混合物穿過酸性氣體回收單元(AGRU)的步驟。這類AGRU當(dāng)前在LNG工廠的前端使用。酸性氣體去除可使用膜技術(shù)(例如，基于各向異性纖維素乙酸酯、聚酰亞胺或全氟聚合物膜)或已知水性化學(xué)洗滌(例如胺洗滌)或使用諸如冷甲醇、N-甲基吡咯烷酮或碳酸丙烯酯或二醇醚的溶劑的物理洗滌方法來實(shí)現(xiàn)。在使用物理洗滌溶劑的情況下，希望在將脫水的重整氣體混合物傳送到AGRU之前使用常規(guī)沸石或乙二醇干燥步驟將其干燥。優(yōu)選胺洗滌方法，其為市售的。所述AGRU除去在脫水的重整氣體中存在的二氧化碳及至少一部分一氧化碳和氫氣，給出甲烷流，或在使天然氣與脫水的重整氣體混合的情況下，給出富集甲烷的天然氣流。在酸性氣體回收單元利用溶劑或胺洗滌的情況下，理想地在下游提供諸如吸附劑床的合適的保護(hù)設(shè)備以防止這些流體污染下游工藝。該產(chǎn)物甲烷流可使用常規(guī)設(shè)備進(jìn)一步干燥并壓縮以便管線運(yùn)輸分配，或者可將其與天然氣流混合并按常規(guī)加工以提供用于國(guó)內(nèi)或工業(yè)用途的燃料。 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，將該甲烷流或富集甲烷的天然氣流的至少一部分冷卻并液化以產(chǎn)生富集甲烷的LNG。如此生成的高級(jí)烴餾分可作為燃料或作為化學(xué)原料而被商業(yè)化或者可使其作為天然氣流的一部分返回重整工藝。在將該甲烷流或富集甲烷的天然氣流進(jìn)料到天然氣液化工廠的情況下，其優(yōu)選經(jīng)受一個(gè)或多個(gè)干燥階段以防止任何夾帶的水蒸氣在液化設(shè)備中凍結(jié)。此外，希望去除水蒸氣以避免在氣流中形成烴水合物以及避免水在管線和加工設(shè)備中冷凝出來，這隨后可能導(dǎo)致腐蝕問題。該干燥步驟可使用已知用于干燥天然氣混合物的方法來實(shí)現(xiàn)，諸如通過使氣體與諸如硅膠或分子篩的固體干燥劑的床接觸或使用諸如乙二醇的液體干燥劑化合物來實(shí)現(xiàn)。為了達(dá)到有效操作液化單元所需要的極低水含量，優(yōu)選含有例如沸石的分子篩干燥器。在干燥之后，可將干燥的甲烷流或干燥的富集甲烷的天然氣流傳送到液化單元以產(chǎn)生液化天然氣流。從分子篩或乙二醇干燥器回收的水在再生后可作為蒸汽的來源有用地進(jìn)料到該工藝中。在將富集甲烷的天然氣進(jìn)料到液化工藝的情況下，可能希望天然氣在與甲烷流混合之前經(jīng)受如上所述的一個(gè)或多個(gè)汞和/或硫化合物去除的步驟以除去可能存在的任何汞和硫化合物以防止污染AGRU和下游設(shè)備。該液化單元視含甲烷的物流的組成而定而理想地包括天然氣液化單元和任選的一個(gè)或多個(gè)分餾塔。優(yōu)選將干燥的甲烷流或干燥的富集甲烷的天然氣流進(jìn)料到液化單元，在那里首先將其冷卻到-20°C至-40°C，之后其進(jìn)料到其中使重質(zhì)烴與富甲烷流分離的第一分餾塔。將來自該塔的頂部的輕質(zhì)餾分進(jìn)一步冷卻并分離冷凝液。因此，使高級(jí)烴液化。對(duì)于來自第一塔的輕質(zhì)餾分和重質(zhì)餾分可使用一個(gè)或多個(gè)其他塔以獲得富含甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和其他烴的餾分。以該方式加工液化天然氣流的方法例如描述在US 6564579中。在進(jìn)料到液化單元的進(jìn)料由甲烷流組成的情況下，不需要分餾來生成天然氣液料。在進(jìn)到液化單元的進(jìn)料包含富集甲烷的天然氣流的情況下，理想地操作液化單元以使得富集甲烷的天然氣流被分離成富含甲烷的物流(即液化天然氣)、乙烷流、LPG流(含有丙燒和丁燒)和重質(zhì)物流?？蛇M(jìn)料到重整步驟的高級(jí)烴優(yōu)選包含乙烷和任選的LPG的一部分和/或含有C5+鏈烷烴的重質(zhì)物流。優(yōu)選進(jìn)料到重整步驟的高級(jí)烴的>50體積％、優(yōu)選>75體積％、更優(yōu)選>90體積％為乙烷。在重整中沒有使用的乙烷、丙烷、丁烷和其他高級(jí)烴可用以例如使用燃?xì)鉁u輪機(jī)產(chǎn)生供工藝使用的動(dòng)力。本發(fā)明通過將高級(jí)烴轉(zhuǎn)化成甲烷而提供適合調(diào)節(jié)富天然氣組合物以符合管線規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)的氣流且尤其是在與天然氣液化組合時(shí)解決燃燒和/或儲(chǔ)存和運(yùn)輸高級(jí)烴的問題以及增加LNG產(chǎn)量。去除或減少LPG儲(chǔ)存也改善天然氣液化和儲(chǔ)存設(shè)施的安全性。此外，除去具有比較高熔點(diǎn)的高級(jí)烴、尤其是C5+烴解決了在液化工廠中由在酸性氣體去除單元中的凍結(jié)和起泡弓I起的諸如堵塞的問題。參考附圖
進(jìn)一步說明本發(fā)明，其中圖I描繪對(duì)于本發(fā)明的第一實(shí)施方案在構(gòu)造成將富天然氣加工成LNG流的浮動(dòng)液 體天然氣生產(chǎn)單元上的單元操作的配置；圖2為描繪根據(jù)第一實(shí)施方案的方法的流程圖；圖3為描繪根據(jù)第二實(shí)施方案方法的流程圖，其構(gòu)造成將富LNG流加工成甲烷流；圖4為描繪根據(jù)第三實(shí)施方案的方法的流程圖，其構(gòu)造成將富天然氣轉(zhuǎn)化成LNG流和一種或多種高級(jí)烴流；及圖5為描繪根據(jù)又一實(shí)施方案的方法的流程圖，其構(gòu)造成將富天然氣轉(zhuǎn)化成LNG流和一種或多種高級(jí)烴流。在圖I中，浮動(dòng)的LNG生產(chǎn)單元100具有安裝在其上且彼此可操作式連接的以下設(shè)施用天然氣進(jìn)料的汞去除單元102、脫硫單元104、將蒸汽加到脫硫的天然氣中的飽和器106、重整器容器108、換熱和工藝?yán)淠锓蛛x設(shè)備110、酸性氣體去除單元112、氣體干燥單元114、和生成在儲(chǔ)存槽120中儲(chǔ)存的液化天然氣流118的液化設(shè)備116。從分離設(shè)備110回收的工藝?yán)淠锝?jīng)線路122進(jìn)料到飽和器106以產(chǎn)生蒸汽的一部分。在圖2中，天然氣進(jìn)料流200在低于100°C溫度和約10巴的絕對(duì)壓力下傳送到含有基于微粒硫化銅的汞吸收劑204的第一純化容器202中。汞和諸如砷的其他重金屬被該吸收劑吸收。所得氣流206進(jìn)料穿過在由天然氣和/或高級(jí)烴供以燃料的火焰加熱器208中的盤管，在其中將其加熱到約110°C的溫度。來自火焰加熱器208的氣體經(jīng)由線路210傳送到含有微粒氧化鋅脫硫吸收劑214的固定床的脫硫器容器212中，其中除去在該氣體中存在的硫化氫。脫硫的天然氣流從脫硫器容器212經(jīng)線路216傳送，與在線路217中的氫氣流混合且將混合物進(jìn)料到飽和器218中，其中使其在約190°C的溫度下在約10巴的絕對(duì)壓力下與熱水/蒸汽的物流接觸。隨后在約180°C的溫度下將飽和烴/蒸汽混合物經(jīng)線路220進(jìn)料到含有負(fù)載型釕蒸汽重整催化劑224的重整器容器222的入口。蒸汽重整反應(yīng)隨著烴-蒸汽混合物穿過催化劑224而絕熱地發(fā)生。熱重整氣體混合物在換熱器226和一個(gè)或多個(gè)其他換熱器(未示出)中冷卻到露點(diǎn)以下以產(chǎn)生冷凝物/氣體混合物，將其經(jīng)線路228進(jìn)料到第一分離器230。冷凝液經(jīng)由線路232回收且氣體經(jīng)線路234進(jìn)料到水冷換熱器236中，在其中將該氣體進(jìn)一步冷卻且隨后進(jìn)料到第二分離器238中。剩余冷凝物經(jīng)線路240從分離器238中回收且與來自第一分離器的冷凝物流232合并。將合并的冷凝物蒸汽進(jìn)料到冷凝物汽提器242中。將來自冷凝物汽提器的水進(jìn)料流244與補(bǔ)給鍋爐進(jìn)水246混合且將合并的水進(jìn)料到換熱器226中，其中將其通過與重整氣體混合物間接熱交換來加熱。將來自換熱器226的加熱的水/蒸汽流248與自飽和器218抽吸的再循環(huán)熱水流250合并且合并的水/蒸汽混合物通過穿過在火焰加熱器208中的盤管而進(jìn)一步加熱。隨后加熱的水/蒸汽流從火焰加熱器208經(jīng)由線路252進(jìn)料到飽和器218中。從第二分離器238回收的脫水的重整氣體混合物經(jīng)泵254進(jìn)料到酸性氣體回收單元(AGRU)256。酸性氣體去除單元256含有從氣流中分離CO2及氫氣和CO的至少一部分的膜。富含CO2的物流經(jīng)線路258從AGRU中回收。在一個(gè)供選的實(shí)施方案中，該酸性氣體去除步驟使用通過使氣體與水性胺溶液接觸來除去CO2和一些H2S的胺洗滌單元。在又一供選的實(shí)施方案中，該酸性氣體去除步驟使用通過使氣體與經(jīng)致冷的甲醇、乙二醇、N-甲基吡咯烷酮或碳酸丙烯酯接觸來除去CO2和一些H2S的物理洗滌溶劑單元。所得甲烷氣流從AGRU 256經(jīng)線路260進(jìn)料到干燥器容器262，在那里使其接觸充當(dāng)干燥劑的沸石分子篩以除去水。隨后在一個(gè)或多個(gè)換熱器264中將干燥的甲烷氣流冷卻 到-20°C至_40°C以形成液化天然氣流266。在圖3中，液化天然氣進(jìn)料流300穿過蒸發(fā)器302以形成富天然氣流。蒸發(fā)的氣流306進(jìn)料穿過在由天然氣和/或高級(jí)烴供以燃料的火焰加熱器308中的盤管，在那里將其加熱到約110°C的溫度。該氣體從火焰加熱器308經(jīng)由線路310傳送到含有除去在該氣體中存在的硫化氫的微粒氧化鋅脫硫吸收劑314的固定床的脫硫器容器312中。脫硫的天然氣流從脫硫器容器312經(jīng)線路316傳送，與在線路317中的氫氣流混合且將混合物進(jìn)料到飽和器318中，在那里使其在約190°C的溫度下在約10巴的絕對(duì)壓力下與熱水/蒸汽的物流接觸。隨后在約180°C的溫度下將飽和烴/蒸汽混合物經(jīng)線路320進(jìn)料到含有負(fù)載型釕蒸汽重整催化劑324的重整器容器322的入口。蒸汽重整反應(yīng)隨著烴-蒸汽混合物穿過催化劑324而絕熱地發(fā)生。熱重整氣體混合物在換熱器326和一個(gè)或多個(gè)其他換熱器(未示出)中冷卻到露點(diǎn)以下以產(chǎn)生冷凝物/氣體混合物，將其經(jīng)線路328進(jìn)料到第一分離器330。冷凝液經(jīng)由線路332回收且氣體經(jīng)線路334進(jìn)料到水冷換熱器336中，在那里將其進(jìn)一步冷卻且隨后進(jìn)料到第二分離器338中。剩余冷凝物經(jīng)線路340從分離器338中回收且與來自第一分離器的冷凝物流332合并。將合并的冷凝物蒸汽進(jìn)料到冷凝物汽提器342中。將來自冷凝物汽提器的水進(jìn)料流344與補(bǔ)給鍋爐進(jìn)水346混合且將合并的水進(jìn)料到換熱器326中，其中將其通過與重整氣體混合物間接熱交換來加熱。將來自換熱器326的加熱的水/蒸汽流348與自飽和器318抽吸的再循環(huán)熱水流350合并且合并的水/蒸汽混合物通過穿過在火焰加熱器308中的盤管而進(jìn)一步加熱。隨后將加熱的水/蒸汽流從火焰加熱器308經(jīng)由線路352進(jìn)料到飽和器318中。從第二分離器338回收的脫水的重整氣體混合物經(jīng)泵354進(jìn)料到酸性氣體回收單元(AGRU)356。酸性氣體去除單元356含有從氣流中分離氫氣和CO的至少一部分及CO2的膜。富含CO2的物流經(jīng)線路358從AGRU中回收。在一個(gè)供選的實(shí)施方案中，該酸性氣體去除步驟使用通過使氣體與水性胺溶液接觸來除去CO2和一些H2S的胺洗滌單元。在又一供選的實(shí)施方案中，該酸性氣體去除步驟使用通過使氣體與經(jīng)致冷的甲醇、乙二醇、N-甲基吡咯烷酮或碳酸丙烯酯接觸來除去CO2和一些H2S的物理洗滌溶劑單元。
所得甲烷氣流從AGRU 356經(jīng)線路360進(jìn)料到干燥器容器362，在那里使其接觸充當(dāng)干燥劑的沸石分子篩以除去水。隨后將干燥的甲烷氣流經(jīng)由線路364從干燥器362中回收。該干燥的氣體可直接用作燃料或與天然氣流合并以調(diào)節(jié)天然氣流的組成和熱值。在圖4中，將天然氣進(jìn)料流400在低于100°C的溫度和約10巴的絕對(duì)壓力下傳送到含有基于微粒硫化銅的汞吸收劑404的第一純化容器402中。汞和諸如砷的其他重金屬被該吸收劑吸收。所得氣流被分成兩個(gè)物流第一物流406和第二物流407。第一物流406進(jìn)料穿過在由天然氣和/或高級(jí)烴供以燃料的火焰加熱器408中的盤管，在那里將其加熱到約110°C的溫度。該氣體從火焰加熱器408經(jīng)由線路410傳送到含有除去在該氣體中存在的硫化氫的微粒氧化鋅脫硫吸收劑414的固定床的脫硫器容器412中。脫硫的天然氣流從脫硫器容器412經(jīng)線路416傳送，與在線路417中的氫氣流混合且將混合物進(jìn)料 到飽和器418中，在那里使其與在約190°C的溫度下在約10巴的絕對(duì)壓力下的熱水/蒸汽的物流接觸。隨后在約180°C的溫度下將飽和烴/蒸汽混合物經(jīng)線路420進(jìn)料到含有負(fù)載型釕蒸汽重整催化劑424的重整器容器422的入口。蒸汽重整反應(yīng)隨著烴-蒸汽混合物穿過催化劑而絕熱地發(fā)生。熱重整氣體混合物離開重整器422，在換熱器426和一個(gè)或多個(gè)其他換熱器(未示出)中冷卻到露點(diǎn)以下以產(chǎn)生冷凝物/氣體混合物，將其經(jīng)線路428進(jìn)料到第一分離器430。冷凝液經(jīng)由線路432回收且氣體經(jīng)線路434進(jìn)料到水冷換熱器436中，在那里將其進(jìn)一步冷卻，隨后傳送到第二分離器438中。剩余冷凝物經(jīng)線路440從分離器438中回收且與來自第一分離器的冷凝物流432合并。將合并的冷凝物蒸汽進(jìn)料到冷凝物汽提器442中。將來自冷凝物汽提器的水進(jìn)料流444與補(bǔ)給鍋爐進(jìn)水446混合且將合并的水進(jìn)料到換熱器426中，在其中其由重整氣體混合物加熱。將來自換熱器426的加熱的水/蒸汽流448與自飽和器418抽吸的再循環(huán)熱水流450合并且合并的水/蒸汽混合物通過穿過在火焰加熱器408中的盤管而進(jìn)一步加熱。隨后將加熱的水/蒸汽流從火焰加熱器408經(jīng)由線路452進(jìn)料到飽和器418中。將從第二分離器438中回收的脫水的重整氣體混合物453與純化的天然氣的第二物流407合并且經(jīng)由泵454進(jìn)料到酸性氣體回收單元(AGRU) 456。酸性氣體去除單元356含有從氣流中分離氫氣和一氧化碳的至少一部分和二氧化碳的合適膜。富含一氧化碳的物流經(jīng)線路458從AGRU中回收。在一個(gè)供選的實(shí)施方案中，該酸性氣體去除步驟使用通過使氣體與水性胺溶液接觸來除去二氧化碳、氫氣、一氧化碳和一些硫化氫的胺洗滌單元。在又一供選的實(shí)施方案中，該酸性氣體去除步驟使用通過使氣體與經(jīng)致冷的甲醇、乙二醇、N-甲基吡咯烷酮或碳酸丙烯酯接觸來除去二氧化碳、氫氣、一氧化碳和一些硫化氫的物理洗滌溶劑單元。所得富集甲烷的天然氣流從AGRU 456經(jīng)線路460進(jìn)料到干燥器容器462，在那里使其接觸充當(dāng)干燥劑的沸石分子篩以除去水。隨后在一個(gè)或多個(gè)換熱器464中將干燥的氣流冷卻到-20°C至_40°C以形成液化天然氣流466，將其分餾以生成富含乙烷的物流、富含丙烷的物流和富含丁烷的物流。如果需要，則可使所述乙烷物流的至少一部分蒸發(fā)且進(jìn)料到線路406 (未示出)。在圖5中，將天然氣進(jìn)料流500在低于100°C的溫度和10-100巴、例如約10巴的絕對(duì)壓力下傳送到含有基于微粒硫化銅的汞吸收劑504的第一純化容器502中。汞和諸如砷的其他重金屬被該吸收劑吸收。所得純化的天然氣流506與脫水的重整氣流508混合且將所得氣流進(jìn)料到含有從氣流中分離CO2的合適膜的酸性氣體去除容器510中。在一個(gè)供選的實(shí)施方案中，該酸性氣體去除步驟使用通過使氣體與水性胺溶液接觸來除去CO2和一些H2S的胺洗滌單元。在又一供選的實(shí)施方案中，該酸性氣體去除步驟使用通過使氣體與冷藏的甲醇、乙二醇、N-甲基吡咯烷酮、碳酸丙烯酯或二醇醚如聚乙二醇的二甲基醚接觸來除去CO2和一些H2S的物理洗滌溶劑單元。將可被描述為富集甲烷的純化的天然氣流的所得貧CO2的氣流512分成兩部分；第一部分514與高級(jí)烴流516合并且合并的物流經(jīng)線路518穿過在由天然氣和/或高級(jí)烴供以燃料的火焰加熱器520中的盤管，在那里將其加熱到約110°C的溫度。該氣體從火焰加熱器520經(jīng)由線路522傳送到含有微粒氧化鋅脫硫吸收劑526的固定床的脫硫器容器524中，其中除去在該氣體中存在的硫化氫。所得脫硫的天然氣流從脫硫器容器524經(jīng)線路528傳送，與在線路529中的氫氣流混合且將混合物進(jìn)料到飽和器530中，其中使其在約190°C的溫度下在約10巴的絕對(duì)壓力下與熱水/蒸汽的物流接觸。隨后在約180°C的溫度下將飽 和烴/蒸汽混合物經(jīng)線路532進(jìn)料到含有負(fù)載型釕蒸汽重整催化劑536的重整器容器534的入口。蒸汽重整反應(yīng)隨著烴-蒸汽混合物穿過催化劑而絕熱地發(fā)生。熱重整氣體混合物在換熱器538和一個(gè)或多個(gè)其他換熱器(未示出)中冷卻到露點(diǎn)以下以產(chǎn)生冷凝物/氣體混合物，將其經(jīng)線路540進(jìn)料到第一分離器542。冷凝液經(jīng)由線路544回收且氣體經(jīng)線路546進(jìn)料到水冷換熱器548中，在其中將其進(jìn)一步冷卻且隨后進(jìn)料到第二分離器550中。剩余冷凝物經(jīng)線路552從分離器550中回收且與來自第一分離器的冷凝物流544合并。將合并的冷凝物蒸汽進(jìn)料到冷凝物汽提器554中。將來自冷凝物汽提器的水進(jìn)料流556與補(bǔ)給鍋爐進(jìn)水558混合且將合并的水進(jìn)料到換熱器538中，在那里將其通過與重整氣體混合物間接熱交換來加熱。將來自換熱器538的加熱的水/蒸汽流560與自飽和器530抽吸的再循環(huán)熱水流562合并且合并的水/蒸汽混合物通過穿過在火焰加熱器520中的盤管而進(jìn)一步加熱。隨后將加熱的水/蒸汽流從火焰加熱器520經(jīng)由線路564進(jìn)料到飽和器530中。從第二分離器550回收的脫水的重整氣體混合物經(jīng)由線路508進(jìn)料到純化的天然氣流506以形成進(jìn)料到酸性氣體回收單元(AGRU) 510的氣體混合物。富集甲烷的天然氣流的剩余部分512經(jīng)由線路566進(jìn)料到干燥器容器568，在那里使其接觸充當(dāng)干燥劑的沸石分子篩以除去水。隨后將干燥的氣流進(jìn)料到液化和分餾單元，在那里首先將其在換熱器570中冷卻到-20°C至_40°C，這引起高級(jí)烴冷凝，且將所得物流進(jìn)料到第一分餾塔572，在那里將高級(jí)烴與富含甲烷的物流分離。所述冷凝物包含重質(zhì)組分，諸如苯、環(huán)己烷、一些丙烷和丁烷及C5+鏈烷烴，以及一些乙烷和溶解的甲烷。來自塔572的頂部的輕質(zhì)餾分574在換熱器576中進(jìn)一步冷卻且冷凝液在分離器578中分離。這些液體經(jīng)線路580返回塔572。來自分離器578的分離的氣體隨后在換熱器582中進(jìn)一步冷卻以形成液化天然氣584。自塔572回收的高級(jí)烴流經(jīng)線路586進(jìn)料到第二分餾塔588(脫乙烷器)，其經(jīng)操作以回收富含乙烷的物流590。乙烷流590在蒸發(fā)器(未示出)中蒸發(fā)且經(jīng)線路516送去與來自AGRU 310的富含甲烷的物流的第一部分514合并。自第二分餾塔588的底部回收的混合流592送去第三塔594 (脫丙烷器)，在那里回收富含丙烷的物流596。自第三分餾塔594的底部回收的混合流598送去第四塔600(脫丁烷器)，在那里回收富含丁烷的物流602和冷凝物流604。可將分別自脫丙烷器594和脫丁烷器600獲得的丙烷596、丁烷602和冷凝物604送去儲(chǔ)存。如果需要，則可將這些物流的一部分(由虛線示出)與乙烷流590合并且經(jīng)線路516送出以作為天然氣流的一部分使用。應(yīng)理解上述液化和分離單元也可在圖4中描繪的實(shí)施方案中使用。此外，如果需要，則在干燥器568與換熱器570之間，可使純化的貧CO2且干燥的富集甲烷的天然氣流穿過含有從天然氣中分離高級(jí)烴的一部分的膜的初步分離單元(未示出)，由此形成氣態(tài)高級(jí)烴流，隨后將其進(jìn)料到高級(jí)烴蒸發(fā)器。在又一供選的實(shí)施方案中，來自純化容器502的純化的天然氣流506的一部分可與高級(jí)烴流516合并以形成進(jìn)料到重整工藝的天然氣流的一部分。此外，應(yīng)理解，在天然氣
進(jìn)料中的汞含量可以忽略的情況下，可以省略純化容器502和吸附劑504。類似地，在天然氣的CO2含量可以忽略的情況下，可將純化的天然氣流506直接與高級(jí)烴流516合并。本發(fā)明的方法可應(yīng)用到所謂的“富”或“貧”天然氣。例如，可經(jīng)受根據(jù)本發(fā)明的催化脫富的天然氣可具有以下組成I) LNG,購(gòu)自利比亞的 Marsa El Braga(ffobbe 53. 26MJ/m3)甲烷83. 68%乙烷11.73%丙烷3. 51%丁烷 0.28%氮?dú)?. 8%2) LNG,購(gòu)自 ADGAS UAE (ffobbe 53. 48MJ/m3)甲烷84. 0%乙烷14. 0%丙烷I. 0%丁烷 0. 9%氮?dú)?. 1%在這種情況下，在該方法在2:1的蒸汽碳比(為蒸汽與高級(jí)烴碳的比率)下操作的情況下，重整器入口溫度和重整壓力理想地為如下
入口溫度(°C)150230250
壓力(巴，絕對(duì)壓力)10701003)天然氣甲烷70%乙烷15.0%丙烷5.0%丁烷 5.0%戊烷2.0%氮?dú)?.0%
在這種情況下，在該方法在2:1的蒸汽碳比(為蒸汽與高級(jí)烴碳的比率)下操作的情況下，重整器入口溫度和重整壓力理想地為如下
權(quán)利要求
1.處理含有甲烷和一種或多種高級(jí)烴的天然氣流的方法，其包括以下步驟 (i)將所述天然氣流的至少一部分與蒸汽混合， (ii )在130-300°C的入口溫度下使所述混合物絕熱地經(jīng)過負(fù)載型貴金屬重整催化劑以產(chǎn)生包含甲烷、蒸汽、二氧化碳、一氧化碳和氫氣的重整氣體混合物， (iii)將所述重整氣體混合物冷卻到露點(diǎn)以下以冷凝水且除去該冷凝物以提供脫水的重整氣體混合物,和 (iv)使所述脫水的重整氣體混合物穿過酸性氣體回收單元以除去氫氣和一氧化碳的至少一部分和二氧化碳，由此產(chǎn)生甲烷流。
2.權(quán)利要求I的方法，其中所述天然氣流在選自固定的海上設(shè)施或諸如浮動(dòng)的LNG生 產(chǎn)單元的浮動(dòng)的海上設(shè)施的海上加工設(shè)施中加工。
3.權(quán)利要求I或2的方法，其中在所述天然氣流中甲烷的量在25-99體積％范圍內(nèi)，優(yōu)選為50-95體積％。
4.權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的方法，其中所述天然氣流為包括伴生氣體、頁巖氣、致密砂層氣體或煤床甲烷的天然氣或者包含甲烷和一種或多種高級(jí)烴的合成天然氣混合物。
5.權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的方法，其進(jìn)一步包括在LNG液化單元中使所述甲烷流液化的步驟，其中所述天然氣流為含有一種或多種高級(jí)烴的天然氣，將其進(jìn)料到重整階段以使得所述天然氣液化步驟僅將甲烷加工成LNG，而沒有生成液化的高級(jí)烴。
6.權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的方法，其中所述天然氣流包含天然氣進(jìn)料流的一部分且剩余部分與所述脫水的重整氣體混合物或甲烷流混合以生成富集甲烷的天然氣流。
7.權(quán)利要求6的方法，其進(jìn)一步包括在LNG液化單元中使所述富集甲烷的天然氣流液化的步驟。
8.權(quán)利要求7的方法，其中在所述液化單元中分離的高級(jí)烴流中的一種或多種作為所述天然氣流的一部分進(jìn)料到所述重整器中。
9.權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的方法，其中所述天然氣流包含富集甲烷的天然氣的一部分和一種或多種高級(jí)烴，所述富集甲烷的天然氣通過混合天然氣原料與所述脫水的重整氣體混合物、將所述混合物進(jìn)料到所述酸性氣體回收單元且自此回收所述富集甲烷的天然氣來生成，且所述一種或多種高級(jí)烴通過使所述富集甲烷的天然氣的又一部分液化并分餾來生成。
10.權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)的方法，其包括在混合所述天然氣流與蒸汽的上游通過使所述天然氣流穿過含有適合除去萊的純化材料的純化單元來純化所述天然氣流以除去萊。
11.權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)的方法，其包括在混合所述天然氣流與蒸汽的上游通過使所述天然氣流穿過含有適合除去硫化合物的純化材料的純化單元來純化所述天然氣流以除去硫化合物。
12.權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)的方法，其中使用飽和器將所述蒸汽與所述天然氣流混口 o
13.權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)的方法，其中進(jìn)料到所述重整催化劑中的所述天然氣/蒸汽混合物的入口溫度在150°C _275°C范圍內(nèi)。
14.權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)的方法，其中進(jìn)料到所述重整催化劑中的所述天然氣/蒸汽混合物的壓力在10-100巴的絕對(duì)壓力范圍內(nèi)。
15.權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)的方法，其中在所述天然氣/蒸汽混合物中至少暫時(shí)包含至高5體積％、更優(yōu)選至高3體積％的濃度的氫氣。
16.權(quán)利要求1-15中任一項(xiàng)的方法，其中所述負(fù)載型貴金屬重整催化劑包含在0.1-10重量％范圍內(nèi)的Pt、Pd、Ir、Rh或Ru中的一種或多種。
17.權(quán)利要求1-16中任一項(xiàng)的方法，其中所述重整步驟在10-70巴的壓力和160-220°C的入口溫度下在負(fù)載型釕催化劑上操作。
18.權(quán)利要求1-17中任一項(xiàng)的方法，其包括在一個(gè)或多個(gè)換熱器中在所述重整氣體混合物與水之間熱交換，以產(chǎn)生在所述重整步驟中使用的所述蒸汽的至 少一部分。
19.權(quán)利要求1-18中任一項(xiàng)的方法，其中所述工藝?yán)淠锏闹辽僖徊糠钟靡援a(chǎn)生與所述天然氣流混合的所述蒸汽的至少一部分。
20.權(quán)利要求1-19中任一項(xiàng)的方法，其中所述酸性氣體回收單元包括膜或物理洗滌溶劑系統(tǒng)或胺洗漆系統(tǒng)。
21.權(quán)利要求1-20中任一項(xiàng)的方法，其包括使用干燥單元干燥所述甲烷-蒸汽流。
22.處理含有甲烷和一種或多種高級(jí)烴的天然氣流的裝置，其包括 (i)將蒸汽加到天然氣流中的設(shè)備， (ii)可操作式連接到加入蒸汽的設(shè)備的重整器容器，所述重整器容器含有負(fù)載型貴金屬重整催化劑，其構(gòu)造成使得混合的天然氣流和蒸汽經(jīng)過所述催化劑以產(chǎn)生包含甲烷、蒸汽、二氧化碳、一氧化碳和氫氣的重整氣體混合物， (iii)可操作式連接到所述重整器容器以將所述重整氣體混合物冷卻到露點(diǎn)以下的換熱設(shè)備和可操作式連接到所述換熱設(shè)備以回收工藝?yán)淠锴姨峁┟撍闹卣麣怏w混合物的分尚設(shè)備，和 (iv)可操作式連接到所述分離設(shè)備以除去氫氣和一氧化碳的至少一部分和二氧化碳的酸性氣體回收單元，由此產(chǎn)生甲烷流。
23.權(quán)利要求22的裝置，其進(jìn)一步包括可操作式連接到所述酸性氣體回收單元以使所述甲烷流的至少一部分液化的天然氣液化單元。
24.權(quán)利要求23的裝置，其形成選自固定的海上設(shè)施或諸如浮動(dòng)的LNG生產(chǎn)單元的浮動(dòng)的海上設(shè)施的海上天然氣加工設(shè)施的一部分。
25.權(quán)利要求22-24中任一項(xiàng)的裝置，其包括將包括伴生氣體、頁巖氣、致密砂層氣體或煤床甲烷的天然氣或包含甲烷和一種或多種高級(jí)烴的合成天然氣混合物供應(yīng)到所述加入蒸汽的設(shè)備的設(shè)備。
26.權(quán)利要求22-25中任一項(xiàng)的裝置，其包括含有適合除去汞的純化材料的純化單元，所述單元安裝在所述加入蒸汽的設(shè)備的上游。
27.權(quán)利要求22-26中任一項(xiàng)的裝置，其包括含有適合除去硫化合物的一種或多種純化材料的脫硫器容器，所述單元安裝在所述加入蒸汽的設(shè)備的上游。
28.權(quán)利要求27的裝置，其包括火焰加熱器，所述天然氣流和任選的所述蒸汽的一部分穿過其進(jìn)料到所述重整器容器，所述加熱器安裝在所述脫硫器容器的上游。
29.權(quán)利要求22-28中任一項(xiàng)的裝置，其中所述加入蒸汽的設(shè)備包括飽和器。
30.權(quán)利要求22-29中任一項(xiàng)的裝置，其中所述蒸汽重整器為含有包含0.1-10重量％的Pt、Pd、Ir、Rh或Ru中的一種或多種的負(fù)載型貴金屬催化劑的絕熱蒸汽重整器容器。
31.權(quán)利要求22-30中任一項(xiàng)的裝置，其包括一個(gè)或多個(gè)換熱器，其構(gòu)造成在所述重整氣體混合物與水之間熱交換以產(chǎn)生在所述重整步驟中使用的所述蒸汽的至少一部分。
32.權(quán)利要求22-31中任一項(xiàng)的裝置，其中所述分離設(shè)備可操作式連接到所述將蒸汽加到所述天然氣流中的設(shè)備以將回收的冷凝物的至少一部分用以產(chǎn)生與所述天然氣流混合的所述蒸汽的至少一部分。
33.權(quán)利要求22-32中任一項(xiàng)的裝置，其中所述酸性氣體回收單元包括膜或物理洗滌溶劑系統(tǒng)或胺洗漆系統(tǒng)。
34.權(quán)利要求22-33中任一項(xiàng)的裝置，其包括干燥所述甲烷一蒸汽流的干燥單元。
35.權(quán)利要求22-34中任一項(xiàng)的裝置，其包括構(gòu)造成將天然氣與所述脫水的重整氣體混 合物或甲烷流合并以提供富集甲烷的天然氣的混合單元。
全文摘要
描述了處理含有甲烷和一種或多種高級(jí)烴的天然氣流的方法，所述方法包括以下步驟(i)將所述天然氣流的至少一部分與蒸汽混合，(ii)在150-300℃的入口溫度下使所述混合物絕熱地經(jīng)過負(fù)載型貴金屬重整催化劑以產(chǎn)生包含甲烷、蒸汽、二氧化碳、一氧化碳和氫氣的重整氣體混合物，(iii)將所述重整氣體混合物冷卻到露點(diǎn)以下以形成冷凝水且除去所述冷凝物以提供脫水的重整氣體混合物，和(iv)使所述脫水的重整氣體混合物穿過酸性氣體回收單元以除去氫氣和一氧化碳的至少一部分和二氧化碳，由此產(chǎn)生甲烷流。所述甲烷流可作為燃料使用或被液化以便運(yùn)輸或儲(chǔ)存?；蛘?，所述甲烷流可用以調(diào)節(jié)包括蒸發(fā)LNG流的天然氣流的組成以符合管線規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號(hào)C10L3/08GK102762701SQ201080063875
公開日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2010年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月5日
發(fā)明者S·J·凱奇波爾 申請(qǐng)人:約翰森·馬瑟公開有限公司