通过在环境温度下溶解于液烃中运输天然气制造技术

一种通过在环境温度下液化天然气来运输天然气的方法，该液化通过在高压下将该天然气与在环境温度和环境压力下为稳定液体的烃混合来实现。该烃液体可以是原油或原油馏出物。该方法包括：液化：在环境温度和高压下将该天然气与该烃液体混合以生成液体混合物，该液体混合物含有溶解于该烃液体中的该天然气；航运：使用海上油轮运输该液体混合物，在该运输过程中该液体混合物保持在环境温度和该高压下；以及再气化：在目的地，通过降低该液体混合物的压力从该液体混合物释放气体。该烃液体能够多次使用。

Transport natural gas by dissolving in liquid hydrocarbons at ambient temperature

【技术实现步骤摘要】
通过在环境温度下溶解于液烃中运输天然气本申请是申请日为2016年3月11日，申请号为201680015121.0，专利技术名称为“通过在环境温度下溶解于液烃中运输天然气”的分案申请。
本专利技术涉及天然气的运输，并且具体地，本专利技术涉及一种通过溶解于液烃中运输天然气的方法。
技术介绍
美国天然气的供应正在以所谓的非常规或“页岩气”生产的速率增长，从而最终保证美国天然气出口。目前美国不离岸出口天然气，尽管天然气的离岸出口是美国以外已建立的行业。2014年全球天然气生产的10％作为液化天然气LNG经由海上运输被运输。诸如卡塔尔、马来西亚、印度尼西亚、尼日尼亚和澳大利亚的主要出口国家拥有生产量大大超过国内需求的大型天然气气田。经由海上运输的天然气进口市场主要地在日本、中国、南韩、印度和台湾地区。其中美国国内供应超过需求的情况开始出现。美国天然气生产和消费主导全球数据：在2014年，美国的生产和消费结算在全球总量的22％。仅有两个其他国家，中国和俄罗斯，占全球生产或消费的5％以上。因此，美国天然气供应过度的情况潜在地为国际天然气市场增加大量资源。因此，美国天然气的离岸海上运输正在由美国工业和政府承担。因此，提高美国天然气海上运输的经济效率是重要的工作。本专利技术有助于这项工作。天然气的岸上运输几乎仅通过管道进行。然而，由于管道和设施材料以及安装成本过高，天然气不通过管道运输横跨广阔的水域。因此，天然气的越洋出口仅通过海上船舶以离散装运进行。管道运输包括使气体以连续流从高压起点流到较低压的销售点。在陆上，使连续流流过管道比通过油罐卡车或铁路以离散装运运输气体显著地更具成本效益。与天然气相比，离散运输(海上船舶、铁路或油罐卡车)更适合于烃液体，因为单位体积的液烃(诸如原油、汽油、柴油或煤油)含有比天然气显著更大的能量。举例说明，在大气压力和环境温度下，1立方英尺原油中含有如1000立方英尺天然气中所含有的类似热值。因此，在环境条件下，必须进行1000次天然气的离散装运以运输如1次类似的原油装运的等效能量。因此，天然气的可行离散航运要求给定的气体热值比环境条件下的体积要小得多-它的密度必须增加。这目前在环境压力下通过以下方式商业上完成：将气体的温度充分降低以使它变成液体，或者用足够的压力在环境温度下压缩气体使得它尽管保持气态形式但占据显著更小的体积。这些是目前分别用于生产液化天然气–LNG和压缩天然气-CNG以用于天然气离散运输的两种基本物理方法。目前，LNG是海上运输天然气的商业上可行的方法。尽管过去50年来已有大量建议的项目，但CNG迄今为止尚未成为商业上可行的海上运输选择。
技术实现思路
本专利技术提供用于离岸运输天然气的两个主要概念LNG和CNG的替代方案。该替代方法是在环境温度下液化天然气，这通过将在高压下的天然气与在环境温度和环境压力下为液体的烃混合物混合来实现。原油是在环境条件下为液体的最普遍的并且也许是最适当的烃混合物。然而，其他足够胜任的烃混合物可包括在环境条件下为液体的原油蒸馏产物。根据本专利技术的实施例，将有待运输的天然气与烃液体原料在环境温度和超过大气压的压力下混合，对此气相通过天然的和熟知的烃气-液相平衡现象变为液相。由于气体“溶解”于原油液体中(借用自历史上最广泛研究天然气-原油相平衡的石油工程规范词典)，所以混合的运输液态被适当地命名为溶解天然气或DNG。与有待运输的天然气混合的烃液体在本申请的其余部分中将被称为液烃“LH”。LH在环境温度和压力下是液体。LH的实例包括任何原油和在环境条件下为液体的原油的任何蒸馏衍生物，诸如汽油、煤油、喷气燃料、柴油、燃料油或用于在油气井钻井行业中配制非水性钻井液的液体。DNG是包含与有待运输的、液化天然气混合的LH的液体。DNG在环境温度和升高的压力下存在并运输。相对于当前的海上船舶压力额定值，可行的DNG压力很高-它们可接近3500psig。因此，需要新的海上船舶设计和构造来安全运输高压液体以实现DNG的可行性。通过将升高的压力释放到环境压力，液化天然气在环境温度下在运输目的点再气化。DNG方法基本上不同于LNG和CNG两个主要的海上运输概念。LNG是通过在大气压力和低温下液化天然气得到的液体。CNG是通过在升高的压力和环境温度下压缩天然气得到的气体。DNG是通过在升高的压力和环境温度下将天然气溶解于LH中得到的液体。DNG方法与两个主要概念的不同之处还在于再气化的DNG气体不一定是液化的相同气体。与LH混合改变天然气组成，该改变的程度取决于单独的LH和天然气组成。在目的地港口分配的LNG和CNG气体与进入海上船舶的LNG和CNG气体相同-LNG和CNG方法不会改变运输的天然气组成。尽管LNG占据比DNG显著更小(大约1/3)的体积，但根据本专利技术实施例的方法具有超过LNG方法的潜在显著的成本优势，因为它在环境温度下发生，因此不需要低温和制冷设备和电力。DNG还将不需要像LNG那样广泛处理天然气，即，除去酸性气体二氧化碳和硫化氢，除去氮和汞，并且脱水。这种事先的LNG处理是满足产品规格、避免腐蚀和避免设备堵塞所必要的，因为二氧化碳和水在低温液化过程中会冻结成固体，这可能导致堵塞和相关的安全隐患以及设备损坏。DNG方法可能需要脱水和除去硫化氢以使腐蚀最小化，但其他处理过程也许不是必要的。DNG将不需要LNG所必要的烃分馏。对于LNG而言，比丙烷重的烃馏分必须显著减少，因为它们的凝固点高于甲烷、乙烷或丙烷的液化温度。在LNG方法期间必须避免形成固体冷冻烃，以避免堵塞和相关的安全隐患以及设备损坏。天然气处理和分馏所需的设备和工艺占LNG项目总资本和运营成本的很大一部分，大约10％。未加工的天然气的所有组分(包括杂质)均可溶于LH中。因此，DNG方法将不需要处理或分馏以及相关的设备。油田作业标准的相对低成本压缩设备可用于在装货港口制备DNG，并且也是油田作业标准的相对低成本分离设备可用于在目的地港口的再气化。本专利技术在体积减小方面类似于CNG方法，然而根本上不同之处在于CNG是气体，而DNG是液体。预计如果DNG与CNG在商业上进行区分，则主要是因为DNG是液体。如果液体航运容器能力(特别是大型高压海上船舶的成本有效的构造)的技术和安全发展取得进步，并且如果这些船舶在液体运输中提供超过气体运输的技术、安全、环境和经济优势，则DNG方法可实现比CNG更高的商业性。可实施两种DNG运输模式。第一，可将LH货物与有待运输的天然气混合，在装货港口形成DNG，其中这种LH货物用于多个DNG越洋行程。每个行程期间溶解于LH中的天然气可再气化以便在目的地港口分配。LH可留在船上，有待运回到装货港口以与另一批用于越洋运输的天然气混合。原油可随时以市价销售。可替代地，LH可在首次到达时在目的地港口与再气化的天然气一起被释放并销售，并且将不会用于多个行程。然后，船可空着返回到装货港口，接纳新的LH货物，该新的LH货物随后可与一批用于越洋运输的天然气混合。本专利技术的另外的特征和优势将在随后的说明中阐述，并且部分的特征和优势将是通过说明显而易见的，或可通过实践本专利技术来领会。本专利技术的目的和其他优势将通过在书面说明和其权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现并达到。为了实现这些和其他优势并且根据本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种运输天然气的方法，该方法包括：提供烃液体，该烃液体在环境温度和环境压力下为稳定的液体；在环境温度和高压下将该天然气与该烃液体混合以生成液体混合物，该液体混合物为含有溶解于该烃液体中的该天然气的液体；并且使用海上油轮将该液体混合物从第一位置运输到第二位置，在该运输过程中该液体混合物保持在环境温度和该高压下。

【技术特征摘要】
2015.03.13 US 62/133,2621.一种运输天然气的方法，该方法包括：提供烃液体，该烃液体在环境温度和环境压力下为稳定的液体；在环境温度和高压下将该天然气与该烃液体混合以生成液体混合物，该液体混合物为含有溶解于该烃液体中的该天然气的液体；并且使用海上油轮将该液体混合物从第一位置运输到第二位置，在该运输过程中该液体混合物保持在环境温度和该高压下。2.如权利要求1所述的方法，其中该烃液体是原油。3.如权利要求1所述的方法，其中该烃液体是原油馏出物。4.如权利要求1所述的方法，其中该混合步骤将大于20体积的该天然气混合成一体积的该烃液体。5.如权利要求1所述的方法，其中该高压高于1000psia。6.如权利要求1所述的方法，进一步包括：在该混合步骤之前，处理该天然气，包括脱水和硫化氢脱除。7.如权利要求1所述的方法，其中该混合步骤在该海上油轮中发生。8.如权利要求1所述的方法，其中该混合步骤在缓冲储存罐中发生，其中该方法进一步包括将该液体混合物从该缓冲储存罐装载到该海上油轮。9.如权利要求1所述的方法，其中该混合步骤包括：在环境温度下将一定体积的该烃液体装载到混合罐中；并且使该天然气在高压下渗透穿过来自该混合罐底部位置的该烃液体，并且使该混合物循环以防止气/烃液体分离。10.如权利要求9所述的方法，其中该混合罐是该海上油轮或缓冲储存罐。11.如权利要求1所述的方法，其中该混合步骤包括：在环境温度下将该天然气压缩到混合罐中；并且在高压下以液滴或薄雾形式将该烃液体泵入该混合罐中。12.如权利要求11所述的方法，其中该混合罐是该海上油轮或缓冲储存罐。13.如权利要求1所述的方法，其中在该混合步骤中，在给定压力、环境温度下溶解于该烃液体中的天然气的体积减少比例，要少于当同样的天然气被施加在同样的给定压力、同样的环境温度下时该天然气的体积减少比例。14.一种运输天然气的方法，该方法包括：使用海上油轮将液体混合物从第一位置运输到第二位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫·J·弗尔克尔，柯蒂斯·海斯·惠特森，
申请(专利权)人：约瑟夫·J·弗尔克尔，柯蒂斯·海斯·惠特森，
类型：发明
国别省市：美国,US