Способ транспортирования содержащего углерод сырья
Номер патента: 11844
Опубликовано: 30.06.2009
Авторы: Силлз Роналд, Бриско Майкл Д., Макогон Тарас И., Флейш Тео Х.
Формула / Реферат
1. Способ транспортирования композиции, которая содержит по меньшей мере один синтетический продукт, который является производным от содержащего углерод сырья, и легкий углеводородный компонент, полученный из подземной формации, который включает в себя следующие операции:
(а) объединение синтетического продукта и легкого углеводородного компонента;
(б) введение композиции в состояние плотной фазы и
(в) транспортирование композиции из первого местоположения во второе местоположение по трубопроводу при условиях, обеспечивающих поддержание её в состоянии плотной фазы.
2. Способ по п.1, в котором содержащее углерод сырье выбирают из группы, в которую входят природный газ, уголь и биомасса.
3. Способ по п.1, в котором содержащее углерод сырье представляет собой природный газ.
4. Способ по п.1, в котором легкий углеводородный компонент содержит природный газ.
5. Способ по п.1, который дополнительно включает в себя следующую операцию:
(г) выгрузка по меньшей мере части композиции из трубопровода в месте выгрузки.
6. Способ по п.5, который дополнительно включает в себя следующие операции:
(д) преобразование композиции в состояние, которое не является состоянием плотной фазы; и
(е) выделение по меньшей мере одного синтетического продукта из композиции.
7. Способ по п.6, в котором операцию выделения проводят рядом с местом выгрузки.
8. Способ по п.1, в котором по меньшей мере один синтетический продукт представляет собой
C2-C6 эфир.
9. Способ по п.8, в котором C2-C6 эфир выбирают из группы, в которую входят метиловый эфир, этиловый эфир, ди-n-пропиловый эфир, диизопропиловый эфир, метил этиловый эфир, метил n-пропиловый эфир, метил изопропиловый эфир, этил n-пропиловый эфир, этил изопропиловый эфир, n-пропил изопропиловый эфир, а также их смеси.
10. Способ по п.1, в котором по меньшей мере один синтетический продукт представляет собой метиловый эфир.
11. Способ по п.1, в котором по меньшей мере один синтетический продукт содержит C2-C5 углеводороды, которые получены как производные из содержащего углерод сырья за счет углеводородного синтеза Фишера-Тропша.
12. Способ по п.1, в котором по меньшей мере один синтетический продукт содержит олефины, которые получены как производные из содержащего углерод сырья за счет синтеза типа метанола в олефины.
13. Способ по п.6, в котором по меньшей мере один синтетический продукт представляет собой
C2-C6 эфир.
14. Способ по пп.5 и 13, в котором C2-C6 эфир представляет собой метиловый эфир.
15. Способ по пп.5 и 13, в котором после операции (е) C2-C6 эфир преобразуют в C1-C3 спирты.
16. Способ по п.15, в котором C1-C3 спирты преобразуют в олефины за счет синтеза типа метанола в олефины.
17. Способ по пп.5 и 13, в котором после операции (е) C2-C6 эфир преобразуют в продукты интервала кипения бензиновой фракции.
18. Способ по пп.5 и 14, в котором после операции (е) метиловый эфир преобразуют в метанол.
19. Способ по п.14, в котором метиловый эфир преобразуют в водород.
20. Способ транспортирования содержащего углерод сырья, находящегося в первом местоположении, удаленном по меньшей мере от одного местоположения удаленного рынка, который включает в себя следующие операции:
(а) преобразование содержащего углерод сырья по меньшей мере в один синтетический продукт, который может быть введен в состояние плотной фазы;
(б) объединение полученного синтетического продукта с легким углеводородным компонентом, полученным из подземной формации;
(в) приведение полученной композиции в состояние плотной фазы;
(г) транспортирование композиции по трубопроводу из первого местоположения по меньшей мере в одно местоположение удаленного рынка при условиях, обеспечивающих поддержание композиции в состоянии плотной фазы.
21. Способ по п.20, который дополнительно включает в себя следующую операцию:
(д) выгрузка по меньшей мере части композиции из трубопровода по меньшей мере в одном местоположении удаленного рынка.
22. Способ по п.20, в котором содержащим углерод сырьем является природный газ.
23. Способ по п.20, в котором легкий углеводородный компонент содержит природный газ.
24. Способ по п.20, который дополнительно включает в себя следующие операции:
(е) преобразование композиции в состояние, которое не является состоянием плотной фазы; и
(ж) выделение по меньшей мере одного синтетического продукта из композиции.
25. Способ по п.20, в котором по меньшей мере один синтетический продукт с низким молекулярным весом представляет собой C2-C6 эфир.
26. Способ по п.20, в котором по меньшей мере один синтетический продукт представляет собой метиловый эфир.
27. Способ по п.24, в котором по меньшей мере один синтетический продукт представляет собой C2-C6 эфир.
28. Способ по пп.24 и 27, в котором C2-C6 эфир представляет собой метиловый эфир.
29. Способ по пп.24 и 27, в котором после операции (h) C2-C6 эфир преобразуют в C1-C3 спирты.
30. Способ по пп.24 и 27, в котором после операции (h) C2-C6 эфиры преобразуют в продукты интервала кипения бензиновой фракции.
31. Способ по п.30, в котором после операции (h) метиловый эфир преобразуют в метанол.
32. Способ транспортирования природного газа, находящегося в подземной формации в первом местоположении, удаленном по меньшей мере от одного местоположения удаленного рынка, который включает в себя следующие операции:
(а) преобразование первой части природного газа в метиловый эфир в первом местоположении;
(б) приведение композиции, содержащей метиловый эфир и вторую часть природного газа, в состояние плотной фазы;
(в) транспортирование композиции по трубопроводу от первого местоположения по меньшей мере в одно местоположение удаленного рынка при условиях, обеспечивающих поддержание композиции в состоянии плотной фазы;
(г) выгрузка по меньшей мере части композиции из трубопровода по меньшей мере в одном местоположении удаленного рынка;
(д) преобразование композиции в состояние, которое не является состоянием плотной фазы; и
(е) разделение композиции на метиловый эфир и природный газ.
Текст
011844 Область техники Настоящее изобретение в общем имеет отношение к способам транспортирования синтетических химических продуктов, таких как оксигенаты и углеводородные композиции, полученные в качестве производных из природного газа, угля или других содержащих углерод видов сырья, в частности, к способу трубопроводного транспортирования композиций, содержащих смеси таких синтетических продуктов и природного газа. Предпосылки к созданию изобретения Природным газом обычно называют разреженные или газообразные углеводороды (которые содержат метан и легкие углеводороды, такие как этан, пропан, бутан и т.п.), которые залегают в толще земли. Не горючие газы, которые залегают в толще земли, такие как диоксид углерода, гелий и азот, обычно имеют свои собственные химические названия. Однако часто негорючие газы, которые находятся в комбинации с горючими газами и образуют смесь, также называют как "природный газ", не делая различия между горючими и не горючими газами (см., например, публикацию Pruitt, "Mineral Terms-SomeProblems in Their Use and Definition," Rocky Mt, Min. L. Rev, 1,16 (1966. Природный газ часто залегает в удаленных местоположениях и регионах, где нерентабельно использовать эти резервы по причине отсутствия местного рынка газа или высокой стоимости переработки и транспортирования газа на удаленные рынки. Такой природный газ в энергетической промышленности обычно называют как "удаленный газ". Ранее был предложен целый ряд способов, позволяющих более экономично использовать такие ресурсы за счет преобразования удаленного газа в продукты, которые проще транспортировать, такие как метанол (метиловый спирт), метиловый эфир или другие химические продукты, а также в жидкие углеводороды. Также коммерчески важно криогенно сжижать природный газ, чтобы получать сжиженный природный газ ("LNG"), позволяющий осуществлять более удобное хранение и транспортирование. Основным поводом для сжижения природного газа является то, что за счет сжижения происходит уменьшение объема, составляющее ориентировочно 1/600, что позволяет хранить и транспортировать сжиженный газ в контейнерах при низком или даже при атмосферном давлении. Сжижение природного газа имеет очень большое значение для транспортирования газа от источника поставки на рынок, когда источник и рынок разделены большими расстояниями. Для того чтобы можно было хранить и транспортировать природный газ в сжиженном состоянии,природный газ преимущественно охлаждают до очень низких криогенных температур, составляющих от-240F (-151C) до -260F (-162C), при которых сжиженный газ может существовать при близком к атмосферному давлении насыщенного пара. Уже разработаны различные способы и/или системы для сжижения природного газа, причем в них газ сжижают за счет последовательного пропускания через множество ступеней охлаждения, и охлаждают газ до все более низких температур, пока не наступит сжижение. Охлаждение обычно проводят за счет теплообмена с одним или несколькими холодильными агентами, такими как пропан, пропилен, этан, этилен, азот и метан, или с их смесями. Холодильные агенты обычно подают каскадно, чтобы уменьшить температуру кипения холодильного агента. Специалистам хорошо известно, что установки для сжижения являются относительно дорогими для изготовления и при эксплуатации. Кроме того, LNG продукт необходимо транспортировать на специально разработанных судах, чтобы поддерживать LNG в сжиженном виде в течение длительного периода времени при криогенных температурах, пока он не поступит на рынок, где его опять нужно преобразовать в газообразную форму на специальной установке. Метиловый эфир может быть получен из природного газа, угля и других содержащих углерод видов сырья и может быть использован на некоторых рынках как топливо или топливная смесь (см., например, патенты США 4341069; 4417000; 5218003; 6270541 и Европейские патенты 0324475 и 0409086). Многие имеющиеся или потенциальные рынки для метилового эфира, который используют как топливо, находятся в Китае, Индии, Японии, Европе и Корее, т.е. далеко от ресурсов природного газа, способных удовлетворять потребность в таком топливе, таких как месторождения природного газа во внутренних областях России. Для экономически выгодного снабжения рынков метиловым эфиром, который используют как различные виды топлива, сырьевые ресурсы, такие как ресурсы природного газа или угля, обычно должны находиться поблизости от побережья, так чтобы метиловый эфир, полученный из такого сырья, можно было рентабельно транспортировать на удаленные рынки на судах. Если сырьевые ресурсы расположены, например, в удаленных внутренних областях, которые находятся на значительном расстоянии от побережья, то тогда приходится транспортировать метиловый эфир, произведенный в таких удаленных местах, при помощи специального трубопровода, а также в железнодорожных или автомобильных цистернах, что может сделать экономически невыгодной поставку метилового эфира на важные рынки топлива. Кроме того, если метиловый эфир производить вблизи от важных рынков топлива, а природный газ, который используют в качестве сырья для получения метилового эфира на месте нахождения таких рынков, транспортировать к ним как LNG или по трубопроводу, то природный газ на месте нахождения таких рынков может быть также слишком дорогим для рентабельного преобразования в метиловый эфир-1 011844 на этом месте, чтобы использовать его в качестве топлива, так как существенное количество природного газа, составляющее около 30%, используют в качестве технологического топлива; так что только около 70% газа используют для получения метилового эфира. Во многих случаях более рентабельным является производство метилового эфира в тех местах, где добывают природный газ. Однако, как уже было упомянуто здесь выше, в этих случаях рентабельное транспортирование полученного метилового эфира на удаленные рынки является проблемой. Кроме метилового эфира, все более важным становится производство других химических соединений, таких как олефины, парафины и ароматические углеводороды, при помощи известных процессов преобразования метанола в олефины ("МТО"), метанола в бензин ("MTG") или при помощи процессов Фишера-Тропша ("FT"), особенно при преобразовании удаленных содержащих углерод видов сырья,таких как биомасса, уголь и природный газ, в сжиженное топливо. Такие процессы описаны, например, в патентах США 3928483; 5177114 и 6743829. Упомянутые здесь выше проблемы транспортирования, связанные с получением метилового эфира из удаленных содержащих углерод видов сырья, относятся также к производству и использованию этих других синтетических продуктов для топливных применений. В патенте США 6632971 раскрыт способ преобразования природного газа в метанол в жидком виде в удаленном месте добычи природного газа и транспортирования метанола в автомобильных цистернах, танкерах, супертанкерах и по трубопроводу на перерабатывающий завод, где метанол преобразуют в топливные продукты или в нефтехимические продукты. Такое транспортирование жидкого метанола имеет такие же недостатки, как и отмеченные здесь выше для метилового эфира, в частности, касающиеся использования ресурсов природного газа, находящихся в удаленных внутренних областях. Кроме того, метанол является коррозионным и с ним труднее работать. Авторы указанного изобретения в сравнительном примере также утверждают, что производство этилена и пропилена на месте добычи природного газа является нежелательным, так как эти продукты невозможно рентабельно транспортировать. В патенте США 6449961 раскрыт способ транспортирования жидких углеводородов за счет их сжатия в состояние так называемой "плотной фазы", что позволяет перевозить углеводороды на судах. Несмотря на то что такой способ позволяет уменьшить размер систем охлаждения, связанных с известными в настоящее время технологиями транспортирования, этот способ основан на транспортировании при помощи судов, железнодорожных или автомобильных цистерн, что не всегда является рентабельным и связано с погодными условиями. В некоторых случаях добываемый из подземных залежей природный газ, который может содержать газоконденсатные жидкости, транспортируют по трубопроводу в состоянии плотной фазы, чтобы повысить пропускную способность трубопровода. Одним из примеров таких систем является система CentralArea Transmission System (CATS), при помощи которой собирают природный газ, полученный из различных месторождений в Северном море, и направляют по трубопроводу в состоянии плотной фазы на установки по переработке природного газа в Великобритании. Другим примером является трубопроводная система Alliance для природного газа, расположенная в Канаде. Из изложенного здесь выше следует, что желательно создать альтернативную возможность транспортирования синтетических продуктов, таких как метиловый эфир и углеводороды, полученные при помощи МТО, MTG или FT процессов синтеза углеводородов. Такие альтернативные средства могут сделать указанные удаленные источники содержащего углерод сырья, такого как уголь, биомасса или природный газ, и полученные из них синтетические продукты, более экономически и коммерчески привлекательными источниками энергии, создающими перспективу как для производителей, так и для потребителей энергии. Сущность изобретения Указанные выше задачи могут быть решены при помощи настоящего изобретения, которое в соответствии с первым аспектом направлено на создание способа транспортирования композиции, которая содержит по меньшей мере один синтетический продукт, который может быть введен в состоянии плотной фазы и является производным от содержащего углерод сырья, возможно, в комбинации с легким углеводородным компонентом, полученным из подземной формации. Способ включает в себя следующие операции:(a) использование композиции в состоянии плотной фазы и(b) транспортирование композиции из первого местоположения во второе местоположение по трубопроводу при таких условиях, что в нем поддерживается состояние плотной фазы. В соответствии с другим вариантом настоящее изобретение направлено на создание способа транспортирования смешанной композиции, которая содержит синтетические продукты и природный газ, полученный из подземной формации. Способ включает в себя следующие операции:(а) перемешивание синтетического углеводорода и природного газа при условиях, достаточных для образования состояния плотной фазы и, за счет этого, получения смешанной композиции в состоянии плотной фазы;(b) ввод смешанной композиции в трубопровод в первом местоположении;(c) транспортирование смешанной композиции по трубопроводу при таких условиях, что в нем-2 011844 поддерживается состояние плотной фазы смешанной композиции, из первого местоположения в место выгрузки; и(d) выгрузка по меньшей мере части смешанной композиции из трубопровода в месте выгрузки. После выгрузки смешанной композиции из трубопровода способ может дополнительно включать в себя следующие операции:(e) преобразование смешанной композиции в состояние, которое не является состоянием плотной фазы; и(f) выделение синтетического продукта из смешанной композиции. В соответствии с другим аспектом настоящее изобретение имеет отношение к способу транспортирования содержащего углерод сырья, находящегося в первом местоположении, удаленном по меньшей мере от одного местоположения удаленного рынка, который включает в себя следующие операции:(a) преобразование содержащего углерод сырья по меньшей мере в один синтетический продукт,который может быть введен в состоянии плотной фазы;(b) использование композиции в состоянии плотной фазы, которая содержит по меньшей мере один синтетический продукт и, возможно, легкий углеводородный компонент, полученный из подземной формации; и(c) транспортирование композиции по трубопроводу от первого местоположения по меньшей мере в одно местоположение удаленного рынка, при таких условиях, что в нем поддерживается состояние плотной фазы композиции. После выгрузки композиции из трубопровода способ может дополнительно включать в себя следующие операции:(d) преобразование композиции в состояние, которое не является состоянием плотной фазы; и(e) выделение по меньшей мере одного синтетического продукта из композиции. После выделения по меньшей мере одного синтетического продукта из композиции синтетический продукт может быть преобразован в другие продукты, такие как низшие спирты, эфиры, олефины, продукты интервала кипения бензиновой фракции и водород, как это обсуждается далее более подробно в соответствии с другим аспектом. Настоящее изобретение имеет также отношение к способу транспортирования природного газа, находящегося в подземной формации, в первом местоположении, удаленном по меньшей мере от одного местоположения удаленного рынка, который включает в себя следующие операции:(a) преобразование первой части природного газа в метиловый эфир в первом местоположении;(b) использование смешанной композиции в состоянии плотной фазы, содержащей метиловый эфир и вторую часть природного газа;(c) транспортирование смешанной композиции по трубопроводу от первого местоположения по меньшей мере в одно местоположение удаленного рынка при таких условиях, что в нем поддерживается состояние плотной фазы смешанной композиции;(d) выгрузка по меньшей мере части смешанной композиции из трубопровода по меньшей мере в одном местоположении удаленного рынка;(e) преобразование смешанной композиции в состояние, которое не является состоянием плотной фазы; и(f) разделение смешанной композиции на метиловый эфир и природный газ. Полученный метиловый эфир может быть дополнительно переработан в местоположении удаленного рынка в другие продукты, такие как метанол (и другие полученные из него нефтехимические продукты), олефины, водород и продукты интервала кипения бензиновой фракции, как это обсуждается далее более подробно. Альтернативно, метиловый эфир может быть переработан в другие синтетические продукты, такие как олефины, ранее транспортирования по трубопроводу, после чего эти продукты могут транспортироваться по трубопроводу вместе с природным газом в плотной фазе к таким удаленным рынкам. Можно видеть, что варианты настоящего изобретения позволяют осуществлять рентабельное транспортирование имеющих добавленную стоимость синтетических продуктов, таких как метанол и метиловый эфир, а также других синтетических продуктов, полученных на месте добычи природного газа, по трубопроводу, который снабжает удаленные рынки природным газом с места его добычи. Краткое описание чертежей На фиг. 1 показана фазовая диаграмма для смесей метилового эфира и метана, причем метиловый эфир присутствует в количествах от 0,5 до 20 мол.% от всей композиции. На фиг. 2 показана фазовая диаграмма для смесей метилового эфира и композиции природного газа,описанных далее в связи с приведенным примером, причем метиловый эфир присутствует в количествах от 0,5 до 95 мол.% от всей композиции. На фиг. 3 показана схема технологического процесса, которая отражает способ транспортирования метилового эфира в соответствии с первым вариантом настоящего изобретения от местоположения добычи природного газа, где его преобразуют в метиловый эфир. Метиловый эфир затем транспортируют в местоположение удаленного рынка метилового эфира, где метиловый эфир может быть продан в качест-3 011844 ве топлива или сырья для производства других продуктов с добавленной стоимостью. Подробное описание изобретения В соответствии с настоящим изобретением синтетические продукты, полученные, например, при помощи процессов синтеза МТО, MTG или Фишера-Тропша, описанных здесь ниже, такие как легкие алифатические углеводороды и содержащие кислород соединения, такие как спирты с более низким молекулярным весом, т.е. метиловый спирт (метанол), и эфиры с более низким молекулярным весом, т.е. метиловый эфир, которые получают в качестве производных из природного газа или другого содержащего углерод сырья, транспортируют по трубопроводу как сверхкритический флюид в так называемом состоянии "плотной фазы". Использованный здесь термин "синтетический продукт" используют для обозначения содержащего кислород соединения, такого как спирты с более низким молекулярным весом,т.е. C1-C4 спирты, или эфиры с более низким молекулярным весом, т.е. C2-C6 эфиры, полученные за счет химического преобразования содержащего углерод сырья, такого как природный газ, уголь или биомасса, или легкого C2-C5 углеводорода, полученного за счет химического преобразования содержащего углерод сырья, такого как природный газ, уголь или биомасса, за счет FT синтеза углеводорода, описанного здесь ниже, или легких C2-C5 олефинов и/или парафинов, полученных в качестве производных из метилового спирта или других спиртов с более низким молекулярным весом, и/или эфиров с более низким молекулярным весом, таких как метиловый эфир, при помощи МТО синтеза, описанного здесь ниже. Синтетические продукты преимущественно могут быть получены в качестве производных в удаленном местоположении, где имеются относительно дешевые содержащие углерод виды сырья, такого как уголь,природный газ или биомасса, и затем могут транспортироваться по трубопроводу в состоянии плотной фазы к удаленному рынку для продажи таких синтетических продуктов. Синтетические продукты могут транспортироваться в чистом виде или перемешанными с легкими углеводородами, такими как метан и газоконденсатные жидкости (природный газ), полученные из подземной формации, в виде смешанной композиции, которая в свою очередь транспортируется в так называемом состоянии плотной фазы. В соответствии с различными вариантами, синтетические продукты могут транспортироваться в таком виде и затем выгружаться в местоположении удаленного рынка из трубопровода, преобразовываться в газообразное состояние, например, за счет снижения температуры и/или давления ниже критических значений, после чего они могут быть использованы непосредственно или преобразованы в другие продукты с добавленной стоимостью. Как правило, состояние плотной фазы может быть получено за счет сжатия газообразной композиции до высоких давлений, типично свыше 5 МПа (50 бар), что позволяет транспортировать газ в измененном состоянии, при очень низком коэффициенте сжимаемости или при температурах, близких к температуре окружающей среды. Условия транспортирования, т.е. давление и температура, могут быть таковы, что смесь в некоторых вариантах транспортируют при температуре ниже критической, но под давлением выше критического, при этом смесь транспортируется в так называемом состоянии плотной фазы. В любом случае, температура и давление должны обеспечивать состояние плотной фазы во время транспортирования по трубопроводу. Специалистам хорошо известно, что многие композиции, в виде чистого соединения или смеси соединений, находятся на фазовой диаграмме в области, в которой композиция находится в состоянии плотной фазы. Такие фазовые диаграммы легко могут быть построены специалистами с использованием хорошо известных аналитических процедур и стандартных расчетов. Состояние плотной фазы является известным и описано, например, в патенте США 6449961, который включен в данное описание в качестве ссылки, а также в публикации Paul J. Openshaw and Elizabeth F. Rhodes "Gas purification in the dense phase at the CATS terminal", XIV Gas International Conference,Caracas, Venezuela in May 2000. В состоянии плотной фазы композиция имеет свойства, которые скорее ближе к свойствам жидкости, чем газа. На фиг. 1 показана фазовая диаграмма для различных смесей метилового эфира в метане, причем метиловый эфир присутствует в количестве от 0,5 до 20 мол.% от всей композиции, при этом указанные кривые легко могут быть получены специалистами в данной области из известных критических свойств метилового эфира и метана. Например, критические свойства метилового эфира приведены в таблице. Критические свойства метилового эфираTb - температура кипения при атмосферном давлении, К.-4 011844 На фиг. 2 показана фазовая диаграмма для различных смесей метилового эфира и природного газа,использованная в приведенном далее примере. Как правило, плотная фаза может быть получена за счет операции снаружи от "двухфазного" участка кривой для смеси, показанной на фиг. 1 и 2, т.е. снаружи от огибающей, образованной кривой и находящейся главным образом в верхней части диаграммы, например в случае фиг. 1, при давлении свыше ориентировочно 1,595 psi (110 бар) для смеси метана с 10 мол.% метилового эфира в нем. Температура,связанная с работой в состоянии плотной фазы, может изменяться как выше, так и ниже критической температуры для данной композиции. Специалисты легко поймут, что окружающие температуры, которые можно прогнозировать по длине трубопровода, могут оказывать некоторое влияние на количество метилового эфира (и/или, в других вариантах, на количество других желательных синтетических продуктов, определенное с использованием аналогичной фазовой диаграммы), который может транспортироваться при данных рабочих давлениях для трубопровода. Когда синтетический углеводород смешивают с легкими газообразными углеводородами, т.е. с природным газом, для транспортирования по трубопроводу в плотной фазе, верхний предел для количества синтетического углеводорода, добавляемого в композицию, подлежащую транспортированию, является преимущественно таким, который позволяет поддерживать полученную смесь в состоянии плотной фазы, при тех давлениях и температурах, при которых транспортируют композицию, причем обычно эти условия заданы для данного трубопровода. Обычно давление в трубопроводе устанавливают таким, чтобы поддерживать композицию в состоянии плотной фазы в желательном местоположении доставки,причем это давление находится в области плотной фазы на фазовой диаграмме для данной композиции,на 10% выше критического давления. Это позволяет предотвращать нежелательный выход из области плотной фазы, т.е. в область жидкого состояния, газообразного состояния или в двухфазную область (область жидкого и газообразного состояний) применимой фазовой диаграммы. В случае композиции с содержанием 10 мол.% метилового эфира и метана, упомянутой здесь выше, такое давление будет составлять около 1760 psi (121,3 бар) или выше. Кроме того, может быть желательно иметь станции повышения давления, расположенные в трубопроводной системе, чтобы периодически повышать давление в трубопроводе, так чтобы композиция поддерживалась в состоянии плотной фазы. Также возможно, но менее желательно, иметь часть потока в трубопроводе в жидком состоянии. Когда синтетические продукты перемешивают с природным газом, во многих случаях природный газ получают из подземной формации при существенных давлениях устья скважины, таких как 3000 psig(206,8 бар) и выше. В результате, в таких случаях синтетические продукты, подлежащие перемешиванию, могут быть сжаты до желательного давления и затем перемешаны с природным газом, чтобы получить смешанную композицию в состоянии плотной фазы, которую можно транспортировать при помощи трубопровода. С другой стороны, в некоторых месторождениях природный газ не добывают под такими высокими давлениями, и поэтому приходится сжимать природный газ и синтетические продукты, чтобы получать смешанную композицию в состоянии плотной фазы. В соответствии с различными вариантами настоящее изобретение главным образом имеет отношение к транспортированию синтетических продуктов, таких как метиловый эфир, олефины, полученные при помощи FT синтеза углеводородные продукты и другие синтетические продукты, при условии, что эти синтетические продукты могут быть введены в состояние плотной фазы. Такие продукты могут быть перемешаны с природным газом или с другими легкими самородными углеводородами, полученными из подземной формации, и могут транспортироваться в состоянии плотной фазы по трубопроводу. Под"легкими углеводородами" здесь понимают смесь, образованную главным образом из C1-C5 углеводородов, которая может находиться в газообразном состоянии при нормальных атмосферных условиях температуры и давления. Под "самородными" углеводородами здесь понимают углеводороды, добытые из подземной формации. На выходном конце транспортирующего трубопровода, или даже в одном или нескольких промежуточных местоположениях вдоль трубопровода, в зависимости от рыночной необходимости, композицию, которую транспортируют по трубопроводу в состоянии плотной фазы и которая содержит синтетические продукты, в чистом виде (в состоянии высокой чистоты) или в смеси с имеющими низкий молекулярный вес самородными легкими углеводородами выгружают из трубопровода. В некоторых случаях точка выгрузки или место доставки на удаленный рынок находится на значительном расстоянии от места добычи содержащего углерод сырья, составляющем по меньшей мере 50 миль, а в некоторых случаях 3000 миль или больше. После выгрузки композиция может быть преобразована из состояния плотной фазы в состояние неплотной фазы, такое как состояние газообразной фазы, например, за счет регулировки давления, так чтобы перевести композицию из области плотной фазы на фазовой диаграмме. После этого, индивидуальные компоненты такой композиции, если она является смесью, могут быть разделены при помощи любой известной технологии разделения, такой как (но без ограничения) фракционирование или разделение на молекулярных ситах. Потоки полученных продуктов после разделения затем могут быть использованы как топливо для транспортирования, как сжиженный нефтяной газ ("LPG"), как газ для обогрева домов и приготовления пищи (как бытовой газ) или как топливо для выработки электроэнергии. После фракционирования метиловый эфир также может быть отобран в виде фракции с некото-5 011844 рым содержанием газоконденсатных жидкостей в нем и использован в качестве дизельного топлива и/или топливного газа для обогрева домов и приготовления пищи, а также для других нужд. Кроме того,газоконденсатные жидкости с некоторым содержанием в них метилового эфира могут быть отобраны для улучшения горения различных видов топлива. Кроме того, в месте поставки на рынок эфиры с более низким молекулярным весом, такие как метиловый эфир, легко могут быть преобразованы при помощи известных процессов в метиловый спирт или в другие спирты с более низким молекулярным весом. Полученный метиловый спирт или другие низшие спирты затем могут быть преобразованы в другие продукты, например, в легкие олефины при помощи МТО процесса или в продукты интервала кипения бензиновой фракции, такие как бензиновая смесь, при помощи MTG процесса, в зависимости от потребностей конкретного рынка. Это может быть выгодно, так как метиловый спирт или другие спирты с более низким молекулярным весом труднее транспортировать, чем метиловый эфир. Альтернативно, метиловый эфир или другие синтетические продукты могут быть преобразованы в молекулярный водород при помощи хорошо известных процессов риформинга в месте выгрузки из трубопровода, если этот тип продукта является желательным для местного рынка. Например, водород может быть использован в качестве топлива в топливном элементе, как это предложено, например, в патенте США 6821501, или в качестве топлива для обычной электростанции, такой как электростанция с комбинированным циклом, для выработки электроэнергии. Количество транспортируемого синтетического продукта, такого как метиловый эфир, может также изменяться во времени, в зависимости от потребностей рынка или сезонного спроса. Первоначально,синтетический продукт может транспортироваться в чистом виде, а затем в смеси с самородными легкими углеводородами, полученными из подземной формации, такими как природный газ и газоконденсатные жидкости, при молярном отношении в смеси 50/50, или при любом другом желательном отношении в смеси, как это показано на фиг. 1 и 2. Количество смешанных синтетических продуктов может изменяться в зависимости от необходимости. Когда трубопровод используют для транспортирования синтетических продуктов, он также может быть использован для транспортирования природного газа, причем количество синтетических продуктов, смешанных с природным газом, может составлять менее 50 мол.%,например менее 20 мол.% и даже менее 10 мол.%, в зависимости от прогнозируемых режимов в трубопроводе. В качестве питающего природного газа может быть использован любой природный газ или газ, содержащий легкие углеводороды, например, такой как полученный из природного газа, угля, сланцевого масла, остатков от перегонки нефти или их комбинации, который может быть использован в качестве топливного газа. Природный газ представляет собой предпочтительный вид содержащего углерод сырья. Природный газ, предназначенный для использования в соответствии с настоящим изобретением, обычно содержит по меньшей мере 50 мол.% метана, преимущественно по меньшей мере 75 мол.% метана, а еще лучше по меньшей мере 90 мол.% метана. Баланс питающего природного газа обычно содержит другие горючие углеводороды, такие как (но без ограничения) меньшие количества этана, пропана, бутана, пентана и других имеющих более высокие температуры кипения углеводородов, а также негорючие компоненты,такие как диоксид углерода, сероводород, гелий и азот, которые добывают вместе с метаном из подземной формации. Наличие чрезмерного количества более тяжелых углеводородов, таких как этан, пропан, бутан, пентан, и углеводородов, имеющих температуру кипения выше температуры кипения пентана, которые могут присутствовать в некоторых месторождениях природного газа, при необходимости может быть снижено за счет операций разделения газ-жидкость, особенно в том случае, когда такие углеводороды имеют более высокую ценность для использования вне производства топливной композиции или вне производства синтетических продуктов, указанных ниже. Углеводороды, имеющие температуру кипения выше температуры кипения гексана, обычно направляют в сырую нефть. Углеводороды, имеющие температуру кипения выше температуры кипения этана и ниже температуры кипения пентана или гексана, типично удаляют в некоторой степени, причем такие углеводороды иногда называют газоконденсатными жидкостями. Например, чрезмерные количества таких более тяжелых углеводородов также типично удаляют из природного газа. Для большинства рынков также желательно снизить до минимума присутствие не горючих и загрязняющих веществ в газе, таких как диоксид углерода, гелий, азот и сероводород. В зависимости от качества природного газа из данного месторождения (который может содержать от 50 до 70% диоксида углерода), природный газ может быть сразу подвергнут предварительной обработке для предварительного удаления указанных выше компонентов или же может быть направлен по трубопроводу непосредственно на установку для предварительной обработки, ранее получения из него синтетических продуктов. Операции предварительной обработки обычно начинаются с операций, которые типично применяют при производстве сжиженного природного газа или при FT синтезе углеводородов, которые включают в себя (но без ограничения) удаление кислых газов (таких как H2S и CO2), меркаптанов, ртути и влаги из питающего потока природного газа. Кислые газы и меркаптаны обычно удаляют при помощи сорбци-6 011844 онного процесса с использованием содержащего амин водного раствора или известных физических или химических растворителей других типов. Ингибированный аминный раствор может быть использован для избирательного удаления CO2 из потока природного газа, но не H2S. Затем в последующей операции может быть удален H2S. Кроме того,желательно использовать защитный слой (такой как ZnO защитный слой) для удаления любых остаточных содержащих серу соединений, которые могут присутствовать в богатом CO2 потоке, ранее подачи такого потока в процесс синтеза углеводорода, т.е. выше по течению от реактора предварительного риформинга или реактора риформинга. В таких реакторах обычно используют никелевые катализаторы,которые могут быть чувствительными к отравлению содержащими серу соединениями, такими как H2S. Как это описано в заявке США на патент 10/805982 от 22 марта 2004 г., может быть желательно приготовить богатый СО 2 поток для использования при получении метанола, метилового эфира и легких синтетических продуктов из загрязняющего материала в виде СО 2, отделенного от полученного природного газа, причем богатый CO2 поток подвергают обработке в соответствии с описанным здесь выше,чтобы получить в нем минимальное количество загрязняющих веществ, таких как H2S, меркаптаны и другие содержащие серу соединения. Синтетические продукты могут быть приготовлены при помощи любого известного процесса, в частности, при помощи процесса косвенного синтеза, в котором питающий поток природного газа сначала подают на установку для получения синтез-газа, для преобразования питающего потока в синтез-газ,после чего синтез-газ преобразуют, например, в оксигенаты, такие как метиловый спирт и другие спирты с более низким молекулярным весом или метиловый эфир и другие эфиры с более низким молекулярным весом, которые затем могут быть преобразованы в другие продукты, такие как олефины, парафины или продукты интервала кипения бензиновой фракции. Альтернативно, синтез-газ может быть преобразован непосредственно в углеводороды при помощи синтеза Фишера-Тропша. Синтез-газ, который содержит водород и оксиды углерода, т.е. монооксид углерода и диоксид углерода, может быть получен при помощи любой известной подходящей технологии. Различные методы газификации угля и биомассы для получения синтез-газа хорошо известны. Подходящие виды риформинга природного газа включают в себя паровой риформинг (риформинг с водяным паром), автотермический риформинг, риформинг с нагретым газом и риформинг с частичным окислением. Паровой риформинг метана обычно предусматривает введение в реакцию пара и природного газа при высоких температурах и умеренных давлениях, поверх восстановленного содержащего никель катализатора, чтобы получить синтез-газ. Обычно температура реакции, измеренная на выходе реактора, составляет свыше 500F (260C), преимущественно лежит в диапазоне ориентировочно от 1000F (537,8 С) до 2000F (1093,3 С), а еще лучше составляет ориентировочно от 1500F (815,6 С) до 1900F (1037,8 С). Давление реакции обычно поддерживают от 50 psig (3,4 бара g) до 1000 psig (68,9 бара g), преимущественно от 150 psig (10,3 бара g) до 800 psig (55,2 бара g), а еще лучше от 250 psig (17,2 бара g) до 600 psig(41,4 бара g). Автотермический риформинг обычно предусматривает обработку пара, природного газа и кислорода при помощи специализированной горелки для сжигания части природного газа. Частичное сжигание природного газа создает теплоту, необходимую для преобразования в синтез-газ поверх слоя восстановленного содержащего никель катализатора, расположенного поблизости от горелки. Обычно температура реакции, измеренная на выходе реактора, составляет свыше 1000F (537,8 С), преимущественно лежит в диапазоне ориентировочно от 1500F (815,6C) до 2000F (1093,3 С), а еще лучше составляет ориентировочно от 1800F (982,2C) до 1900F (1037,8 С). Давление реакции обычно поддерживают от 50 psig(3,4 бара g) до 1000 psig (68,9 бара g), преимущественно от 150 psig (10,3 бара g) до 800 psig (55,2 бара g),а еще лучше от 250 psig (17,2 бара g) до 600 psig (41,4 бара g). Риформинг с частичным окислением обычно предусматривает обработку пара, природного газа и кислорода при помощи специализированной горелки для сжигания существенной части природного газа,чтобы получить синтез-газ в отсутствие катализатора. Температура реакции, измеренная на выходе реактора, составляет свыше 1500F (815,6C), преимущественно лежит в диапазоне ориентировочно от 2000F (1093,3 С) до 6000F (3315,6C), а еще лучше составляет ориентировочно от 2000F (1093,3 С) до 4000F (2204,4 С). Давление реакции обычно поддерживают от 250 psig (17,2 бара g) до 1500 psig(103,4 бара g), преимущественно от 300 psig (20,7 бара g) до 1200 psig (82,7 бара g), а еще лучше от 300 psig (20,7 бара g) до 800 psig (55,2 бара g). Молярное отношение водорода, монооксида углерода и диоксида углерода обычно выбирают так,чтобы наиболее эффективно получать на выходе представляющие интерес продукты. Для продуктов FT синтеза молярное отношение водорода к монооксиду углерода обычно лежит в диапазоне ориентировочно от 1,5 до 2,5, а преимущественно ориентировочно от 2,0 до 2,1. Для производства метанола, метилового эфира или диметоксиметана, молярное отношение водорода минус диоксид углерода к монооксиду углерода плюс диоксид углерода лежит в диапазоне ориентировочно от 1,5 до 2,5, а преимущественно ориентировочно от 2,0 до 2,1, однако, может изменяться. В практике настоящего изобретения во многих случаях выгодно производить преобразование синтез-газа в спирты с более низким молекулярным весом, такие как C1-C4 спирты с одной или несколькими-7 011844 гидроксильными группами, например, в метанол, этанол, n-пропанол, изопропанол, n-бутанол и изобутанол, а преимущественно в C1-C3 спирты, которые могут быть преобразованы в последующей операции в эфиры с более низким молекулярным весом или в легкие олефины, как это обсуждается далее более подробно. В соответствии с различными вариантами, синтез-газ преимущественно преобразуют в метанол. Как правило, реакция преобразования синтез-газа в содержащие кислород органические соединения, такие как спирты с более низким молекулярным весом, примером которых является метиловый спирт, является экзотермической и может быть проведена в газовой фазе или жидкой фазе, преимущественно при низкой температуре и высоком давлении, поверх гетерогенного катализатора. Реакции синтеза метанола, используемые в промышленном масштабе, могут быть проиллюстрированы следующими обратимыми химическими уравнениями:CO2+3H2CH3OH+H2O. В состав используемого катализатора типично входит оксид меди (60-70%), оксид цинка (20-30%) и оксид алюминия (5-15%). В третьей главе книги Methanol Production and Use, edited by Wu-Hsun Chengand Harold H. Kung, Marcel Dekker, Inc., New York, 1994, с. 51-73, приведено краткое изложение обычных технологий производства метанола с описанием катализатора, реакций, типичной производительности и рабочих режимов. Метанол обычно получают в так называемой "петле синтеза", которая предусматривает выработку синтез-газа. Несмотря на то что синтез-газ для производства метанола может быть также получен за счет газификации угля и риформинга с частичным окислением, основным процессом, который используют в настоящее время в промышленных масштабах, является паровой риформинг природного газа. Установка для парового риформинга представляет собой большую технологическую печь, в которой заполненные катализатором трубки нагревают снаружи за счет прямого горения, чтобы получить необходимую теплоту для последующей обратимой реакции, известной как реакция сдвига вода-газ:CnH2n+2nH2OnCO+(2n+1)Н 2,в которой n представляет собой число атомов углерода на молекулу углеводорода. Как правило, оксигенаты, в первую очередь метанол, получают за счет комбинации технологических операций. Технологические операции могут включать в себя приготовление синтез-газа, синтез метанола и, при необходимости, перегонку метанола. В операции приготовления синтез-газа исходный газообразный углеводород очищают для удаления серы и других материалов, потенциально отравляющих катализатор, ранее преобразования в синтез-газ. Преобразование в синтез-газ обычно происходит при высоких температурах, поверх содержащего никель катализатора, при этом получают синтез-газ, который содержит комбинацию водорода, монооксида углерода и диоксида углерода. Типично, давление, при котором получают синтез-газ, лежит в диапазоне ориентировочно от 290 psi (20 бар) до 1088 psi (75 бар), а температура, при которой синтез-газ выходит из установки для риформинга, лежит в диапазоне ориентировочно от 1292F (700 С) до 2012F (1100 С). Синтез-газ имеет стехиометрическое молярное отношение водорода к оксиду углерода, которое может быть выражено следующим образом:Sn=[H2-CO2]/[CO+CO2] и которое обычно составляет от 2 до 3, а преимущественно ориентировочно от 2,0 до 2,3. Синтез-газ затем сжимают до давления синтеза метанола, как это обсуждается далее более подробно. В операции синтеза метанола сжатый синтез-газ преобразуют в метанол и воду при наличии небольших количеств побочных продуктов. Как это описано в патенте США 3326956, синтез метанола под низким давлением основан на использовании катализатора, содержащего оксид меди, оксид цинка и оксид алюминия, который обычно работает при номинальном давлении 5-10 МПа (50-100 бар) и при температурах в диапазоне ориентировочно от 150 С (302F) до 450 С (842F), причем могут быть использованы различные имеющиеся в продаже катализаторы, в том числе CuO/ZnO/Al2O3, CuO/ZnO/Cr2O3, ZnO/Cr2O3, Fe, Co, Ni, Ru, Os, Pt и Pd. Катализаторы на базе ZnO являются предпочтительными для производства метанола и метилового эфира. Выход метанола из процесса с использованием катализаторов на базе меди обычно составляет свыше 99,5% объединенных окислов CO+CO2 в виде метанола в потоке сырого продукта. Вода представляет собой побочный продукт преобразования синтез-газа в оксигенаты. Метанол и другие оксигенаты, полученные указанным выше образом, далее именуются оксигенатным сырьем. Продукт в виде метанола легко может быть преобразован в метиловый эфир при помощи любого известного способа, например, при помощи способов, описанных в патентах США 4417000 и 5218003 и в Европейских патентах 324475 и 0409086. Как правило, метиловый эфир получают за счет дегидратирования метанола поверх кислотного катализатора, такого как катализатор дегидратирования, содержащий оксид алюминия, диоксид кремния и оксид алюминия, цеолиты (например, ZSM-5), твердые кислоты(например, борную кислоту), ионообменные смолы твердой кислоты (например, перфторированной сульфоновой кислоты), а также их смеси, в результате чего получают метиловый эфир и воду. Синтез-газ может быть также преобразован в метиловый эфир или в смесь метилового эфира и метанола, за счет-8 011844 одностадийного процесса с использованием двойной системы катализатора, которая содержит катализатор синтеза метанола и катализатор дегидратирования. Альтернативно, метанол или спирты с более низким молекулярным весом затем могут быть легко преобразованы в олефины при помощи известных процессов МТО синтеза. Известно, что молекулярные сита, такие как микропористые кристаллические цеолитные катализаторы и нецеолитные катализаторы, в особенности силикоалюмофосфаты (SAPO), способствуют преобразованию оксигенатов, таких как метанол, в олефины и другие углеводородные смеси. Известно множество патентов, описывающих этот тип процесса, в котором используют также различные типы катализаторов, в том числе патенты США 3928483; 4025575; 4252479; 4496786; 4547616; 4677243; 4843183; 4499314; 4447669; 5095163; 5126308; 4973792; 4861938. Также полезен процесс, описанный в патенте США 6534692, в соответствии с которым производят преобразование метанола с повышенной избирательностью в этилен и пропилен, с использованием катализатора в виде металлоалюмофосфатного молекулярного сита. Такие процессы известны специалистам как "МТО" (метанол в олефин) процессы, которые типично используют для преобразования спиртов с низким молекулярным весом, таких как метанол, в легкие C2-C5 олефины, такие как этилен, пропилен и их смеси. Описанный здесь выше процесс преобразования оксигената обычно может быть также проведен в присутствии одного или нескольких растворителей, содержание которых в питающем оксигенате может составлять ориентировочно от 1 до 99 молярных процентов, в пересчете на полное число молей сырья и растворителя, поступающих в зону реакции (или на катализатор). Растворители включают в себя (но без ограничения) гелий, аргон, азот, монооксид углерода, диоксид углерода, водород, воду, парафины, углеводороды (такие как метан и т.п.), ароматические соединения или их смеси. В патентах США 4861938 и 4677242 особенно подчеркивается использование растворителя, объединенного с исходным материалом в зоне реакции, чтобы поддерживать достаточную избирательность катализатора, способствующую получению легких олефиновых продуктов, в особенности этилена. По желанию, легкие олефины, полученные в соответствии с описанным здесь выше, могут быть гидрированы при помощи хорошо известных методов и затем преобразованы в легкие парафиновые углеводороды. Такие методы и катализаторы для их осуществления описаны в патенте США 4075251,который включен в данное описание в качестве ссылки. Указанные катализаторы, которые содержат различные переходные металлы, имеются в продаже. Как правило, олефины могут быть преобразованы в парафины за счет контакта указанных катализаторов с водородом или с содержащими водород газами при температурах ориентировочно от 0F (-17,8C) до 100F (537,8 С), а преимущественно при температурах ориентировочно от 100F (37,8 С) до 500F (260C). Реакции могут быть проведены при давлениях ниже атмосферных давлений или выше атмосферных давлений, однако обычно давления лежат в диапазоне ориентировочно от 1 атмосферы (1 бар) до 500 атмосфер (506,6 бар), а преимущественно ориентировочно от 1 атмосферы (1 бар) до 50 атмосфер (50,7 бар). Катализаторы и исходный материал могут контактировать как суспензии или как неподвижные слои, подвижные слои и псевдоожиженные слои, в жидкой фазе или паровой фазе, при одноразовой загрузке, непрерывной работе или при многоэтапных операциях. Спирты с низким молекулярным весом, в том числе метиловый спирт, легко могут быть преобразованы в продукты интервала кипения бензиновой фракции при помощи известных процессов MTG синтеза, таких как процессы, раскрытые в патентах США 3894102; 3894106; 3894107; 3928483 и 5117114. Как правило, спирты с низким молекулярным весом, такие как указанные здесь выше, могут быть преобразованы в многоэтапном процессе в продукты интервала кипения бензиновой фракции. На первом этапе спирты с более низким молекулярным весом могут быть преобразованы в эфиры с низким молекулярным весом, т.е. в C2-C8 эфиры, а преимущественно в C2-C6 эфиры, такие как метиловый эфир, этиловый эфир, ди-n-пропиловый эфир, диизопропиловый эфир, метил этиловый эфир, метил n-пропиловый эфир, метил изопропиловый эфир, этил n-пропиловый эфир, этил изопропиловый эфир, n-пропил изопропиловый эфир, а также их смеси. Такое преобразование может быть проведено за счет введения в контакт спиртов с катализатором конденсации при температурах от 250 до 900F и давлениях ориентировочно от атмосферного до 500 psig, как это раскрыто в патенте США 3928483, который включен в данное описание в качестве ссылки. Подходящие катализаторы конденсации включают в себя жидкие кислоты, такие как серная и фосфорная кислоты, твердые неорганические кислоты и органические кислоты, такие как фосфорная кислота на носителе из кизельгура, а также имеющий большую площадь поверхности диоксид кремния - оксид алюминия, кислотные оксиды алюминия, обработанные кислотой глины, бокситы, и сульфированные ионообменные смолы на базе полистирола. На последующем этапе эфиры с более низким молекулярным весом могут быть преобразованы в продукты интервала кипения бензиновой фракции, за счет контактирования эфиров с цеолитным катализатором при температурах от 500 до 1000F и давлениях от атмосферного до 3000 psig, что также описано в патенте США 3928483. Подходящие цеолитные катализаторы включают в себя кристаллические алюмосиликатные цеолиты,имеющие отношение диоксида кремния к оксиду алюминия, составляющее по меньшей мере 12, и индекс проницаемости от 1 до 12, как это описано более полно в указанном выше патенте, а также в патентах США 3894106 и 3894107. Когда исходной реакционной смесью является смесь метилового эфира и-9 011844 метанола при весовом отношении 3 к 1, полученные углеводородные продукты интервала кипения бензиновой фракции содержат различные количества парафиновых, олефиновых и ароматических углеводородов. В дополнение к оксигенатам содержащее углерод сырье и в особенности исходный природный газ могут быть преобразованы в синтетические продукты, такие как парафины и олефины, за счет известного синтеза Фишера-Тропша, как это показано в патентах США 6248794; 6774148 и 6743962. Синтез Фишера-Тропша обычно представляет собой экзотермическую реакцию синтез-газа, т.е. водорода и оксида углерода, поверх катализатора на базе железа или кобальта, позволяющую получить ряд синтетических углеводородных продуктов. Специфическое распределение углеводородных продуктов сильно зависит как от катализатора, так и от температуры реакции. Как правило, чем выше температура реакции, тем короче средняя длина цепи углеводородного продукта. Температуры реакции обычно превышают 350F (176,7 С) и составляют ориентировочно от 350F (176,7 С) до 650F (343,3C), а преимущественно ориентировочно от 400F (204,4C) до 500F (260C). Давление реакции обычно поддерживают от 200 psig (13,8 бар) до 600 psig (41,4 бар), а преимущественно от 300 psig (20,7 бар) до 500 psig (34,5 бар). Реакция Фишера-Тропша может быть проведена в любом из многих известных реакционных устройств, таких как (но без ограничения) шламовый реактор, реактор с кипящим слоем, реактор с псевдоожиженным слоем, реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем и многотрубный реактор с неподвижным слоем. Реакция Фишера-Тропша позволяет вырабатывать значительные количества легких синтетических продуктов, а также парафинов или олефинов, которые обычно являются нежелательными, так как процессы Фишера-Тропша типично направлены на получение материалов с более высоким молекулярным весом, т.е. топливных дистиллятов. Однако такие легкие C2-C5 синтетические углеводородные продукты в соответствии с настоящим изобретением могут быть использованы как синтетический углеводородный компонент ("синтетический сжиженный нефтяной газ"). В соответствии с различными вариантами, синтетический углеводородный компонент может содержать смесь C2-C5 олефинов, парафинов, а также другие их смеси в любой комбинации. Кроме того, метанол может быть непосредственно преобразован в уксусную кислоту и другие ацетильные производные при помощи известных способов, таких как карбонизация и реакция метанола с монооксидом углерода (CO), как это описано в патенте США 6472558, который включен в данное описание в качестве ссылки. Приведенный далее пример служат для дополнительного пояснения настоящего изобретения и некоторых его преимуществ. Пример. Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 3, где показана схема технологического процесса с использованием потока природного газа, который содержит следующие соединения (мол.%): Природный газ добывают из месторождения 10, расположенного во внутренних областях России, с производительностью около 2,5 миллиарда куб.футов в день (bcfd) и с давлением в устье скважины 2000 psi (137,9 бар). Часть это природного газа (около 0,25 bcfd) подвергают обработке для удаления порошкового материала, воды и других загрязняющих веществ (не показано) и после это преобразуют в месте 20 преобразования в 5,000 метрических тонн в день метилового эфира. В месте 20 преобразования используют способ, который главным образом описан в патенте США 4417000, чтобы получить продукт в виде метилового эфира с высоким выходом. Метиловый эфир, полученный в месте 20 преобразования, направляют на терминал 40 отгрузки,расположенный поблизости от места 20 преобразования. На терминале 40 отгрузки готовят смешанную композицию путем перемешивания продукта в виде метилового эфира с другой частью добытого при- 10011844 родного газа, которую транспортируют на терминал 40 отгрузки от месторождения 10 по трубопроводу 45. Количество природного газа, использованного для перемешивания с метиловым эфиром, должно быть достаточно для получения смешанной композиции, содержащей около 4 мол.% метилового эфира. На фиг. 2, которая уже обсуждалась, показана фазовая диаграмма для описанного выше состава природного газа и различных смесей метилового эфира. Смешанную композицию в терминале 40 отгрузки подвергают также сжатию под давлением 1,760 psig (121,3 бара g), что вводит смешанную композицию в состояние плотной фазы. Поток продукта в виде метилового эфира также подвергают сжатию под давлением 1,760 psig (121,3 бара g), чтобы облегчить перемешивание метилового эфира с природным газом. Смешанную композицию затем транспортируют по трубопроводу 50 от терминала 40 отгрузки к терминалу 60 поставки, расположенному в местоположении удаленного рынка. При указанном здесь выше давлении в трубопроводе, температура смешанной композиции при ее перемещении по длине трубопровода 50 не позволяет композиции входить в двухфазную область, как это показано на фиг. 2. По длине трубопровода 50 расположены несколько станций повышения давления (не показаны), предназначенных для поддержания такого давления в трубопроводе, чтобы смешанная композиция поддерживалась в состоянии плотной фазы. Как правило, необходимо поддерживать давление смешанной композиции свыше 1600 psig (110,3 бара g) по всей длине трубопровода 50, чтобы поддерживать смешанную композицию в состоянии плотной фазы. На терминале 60 поставки смешанную композицию выгружают из трубопровода 50 и давление снижают для преобразования смешанной композиции из состояния плотной фазы в газообразное состояние. Метиловый эфир затем извлекают из смешанной композиции при помощи фракционирования (не показано). После отбора метилового эфира природный газ, разделенный от него, транспортируют в местную трубопроводную систему (не показана) по трубопроводу 68. Извлеченный метиловый эфир транспортируют по трубопроводу 65 для проведения ряда последующих операций. В блоке 70 часть метилового эфира преобразуют при помощи риформинга в водород, который может быть затем использован в качестве топлива на электростанции для выработки электроэнергии. В блоке 80 часть метилового эфира преобразуют в углеводороды интервала кипения бензиновой фракции. В блоке 90 часть метилового эфира преобразуют в олефины (этилен и пропилен). В блоке 100 часть метилового эфира преобразуют в метанол. Часть извлеченного метилового эфира может быть также непосредственно направлена по трубопроводу 110 для использования в качестве топлива в различных применениях, например, в качестве топлива на электростанции для выработки электроэнергии. Другие варианты и преимущества настоящего изобретения станут понятны специалистам после его рассмотрения или его при практическом осуществлении. Несмотря на то что был описан предпочтительный вариант осуществления изобретения, совершенно ясно, что в него специалистами в данной области могут быть внесены изменения и дополнения, которые не выходят за рамки формулы изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ транспортирования композиции, которая содержит по меньшей мере один синтетический продукт, который является производным от содержащего углерод сырья, и легкий углеводородный компонент, полученный из подземной формации, который включает в себя следующие операции:(а) объединение синтетического продукта и легкого углеводородного компонента;(б) введение композиции в состояние плотной фазы и(в) транспортирование композиции из первого местоположения во второе местоположение по трубопроводу при условиях, обеспечивающих поддержание е в состоянии плотной фазы. 2. Способ по п.1, в котором содержащее углерод сырье выбирают из группы, в которую входят природный газ, уголь и биомасса. 3. Способ по п.1, в котором содержащее углерод сырье представляет собой природный газ. 4. Способ по п.1, в котором легкий углеводородный компонент содержит природный газ. 5. Способ по п.1, который дополнительно включает в себя следующую операцию:(г) выгрузка по меньшей мере части композиции из трубопровода в месте выгрузки. 6. Способ по п.5, который дополнительно включает в себя следующие операции:(д) преобразование композиции в состояние, которое не является состоянием плотной фазы; и(е) выделение по меньшей мере одного синтетического продукта из композиции. 7. Способ по п.6, в котором операцию выделения проводят рядом с местом выгрузки. 8. Способ по п.1, в котором по меньшей мере один синтетический продукт представляет собойC2-C6 эфир. 9. Способ по п.8, в котором C2-C6 эфир выбирают из группы, в которую входят метиловый эфир,этиловый эфир, ди-n-пропиловый эфир, диизопропиловый эфир, метил этиловый эфир, метил nпропиловый эфир, метил изопропиловый эфир, этил n-пропиловый эфир, этил изопропиловый эфир, nпропил изопропиловый эфир, а также их смеси. 10. Способ по п.1, в котором по меньшей мере один синтетический продукт представляет собой ме- 11011844 тиловый эфир. 11. Способ по п.1, в котором по меньшей мере один синтетический продукт содержит C2-C5 углеводороды, которые получены как производные из содержащего углерод сырья за счет углеводородного синтеза Фишера-Тропша. 12. Способ по п.1, в котором по меньшей мере один синтетический продукт содержит олефины, которые получены как производные из содержащего углерод сырья за счет синтеза типа метанола в олефины. 13. Способ по п.6, в котором по меньшей мере один синтетический продукт представляет собойC2-C6 эфир. 14. Способ по пп.5 и 13, в котором C2-C6 эфир представляет собой метиловый эфир. 15. Способ по пп.5 и 13, в котором после операции (е) C2-C6 эфир преобразуют в C1-C3 спирты. 16. Способ по п.15, в котором C1-C3 спирты преобразуют в олефины за счет синтеза типа метанола в олефины. 17. Способ по пп.5 и 13, в котором после операции (е) C2-C6 эфир преобразуют в продукты интервала кипения бензиновой фракции. 18. Способ по пп.5 и 14, в котором после операции (е) метиловый эфир преобразуют в метанол. 19. Способ по п.14, в котором метиловый эфир преобразуют в водород. 20. Способ транспортирования содержащего углерод сырья, находящегося в первом местоположении, удаленном по меньшей мере от одного местоположения удаленного рынка, который включает в себя следующие операции:(а) преобразование содержащего углерод сырья по меньшей мере в один синтетический продукт,который может быть введен в состояние плотной фазы;(б) объединение полученного синтетического продукта с легким углеводородным компонентом,полученным из подземной формации;(в) приведение полученной композиции в состояние плотной фазы;(г) транспортирование композиции по трубопроводу из первого местоположения по меньшей мере в одно местоположение удаленного рынка при условиях, обеспечивающих поддержание композиции в состоянии плотной фазы. 21. Способ по п.20, который дополнительно включает в себя следующую операцию:(д) выгрузка по меньшей мере части композиции из трубопровода по меньшей мере в одном местоположении удаленного рынка. 22. Способ по п.20, в котором содержащим углерод сырьем является природный газ. 23. Способ по п.20, в котором легкий углеводородный компонент содержит природный газ. 24. Способ по п.20, который дополнительно включает в себя следующие операции:(е) преобразование композиции в состояние, которое не является состоянием плотной фазы; и(ж) выделение по меньшей мере одного синтетического продукта из композиции. 25. Способ по п.20, в котором по меньшей мере один синтетический продукт с низким молекулярным весом представляет собой C2-C6 эфир. 26. Способ по п.20, в котором по меньшей мере один синтетический продукт представляет собой метиловый эфир. 27. Способ по п.24, в котором по меньшей мере один синтетический продукт представляет собойC2-C6 эфир. 28. Способ по пп.24 и 27, в котором C2-C6 эфир представляет собой метиловый эфир. 29. Способ по пп.24 и 27, в котором после операции (h) C2-C6 эфир преобразуют в C1-C3 спирты. 30. Способ по пп.24 и 27, в котором после операции (h) C2-C6 эфиры преобразуют в продукты интервала кипения бензиновой фракции. 31. Способ по п.30, в котором после операции (h) метиловый эфир преобразуют в метанол. 32. Способ транспортирования природного газа, находящегося в подземной формации в первом местоположении, удаленном по меньшей мере от одного местоположения удаленного рынка, который включает в себя следующие операции:(а) преобразование первой части природного газа в метиловый эфир в первом местоположении;(б) приведение композиции, содержащей метиловый эфир и вторую часть природного газа, в состояние плотной фазы;(в) транспортирование композиции по трубопроводу от первого местоположения по меньшей мере в одно местоположение удаленного рынка при условиях, обеспечивающих поддержание композиции в состоянии плотной фазы;(г) выгрузка по меньшей мере части композиции из трубопровода по меньшей мере в одном местоположении удаленного рынка;(д) преобразование композиции в состояние, которое не является состоянием плотной фазы; и(е) разделение композиции на метиловый эфир и природный газ.
МПК / Метки
МПК: C10L 3/00
Метки: сырья, транспортирования, углерод, способ, содержащего
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/15-11844-sposob-transportirovaniya-soderzhashhego-uglerod-syrya.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ транспортирования содержащего углерод сырья</a>
Предыдущий патент: Устройство обнаружения оптоэлектронных объектов (варианты)
Следующий патент: Способ очистки глины
Случайный патент: Вращающееся устройство для создания давления