[发明专利]模块化的处理设施

说明书

本申请要求2009年12月18日提交的序列号为61/287956的美国临时申请的优先权，连同同时提交的所有其它参考文献一起，其通过引用的方式被整体合并于此处。

技术领域

本发明的领域是处理设施的模块化构建，其中相对于模块化的油砂处理设施给出特定的例子。

背景技术

在偏远地点处或在不利条件下构建大规模处理设施可能是格外有挑战性的。一个既偏远又遭受严重不利条件的特定的地理包括包含加拿大的西部省份的陆地，若干公司现在正试图在那里建立处理工厂，用于从油砂中除去油。

假使完全就地构建设施是困难的，则在我们所称的第二代模块化构建中存在相当大的益处。在该技术中，设施在逻辑上被分割成可运输的(truckable)模块，所述模块在已建立的工业区内被构建、被陆运或空运到工厂现场、并且随后在所述工厂现场被耦合在一起。若干第二代模块化构建设施就位在加拿大的亚伯达省的油砂场(the tar sands of Alberta)，并且它们已被证明在部署的速度、建设工程质量、安全风险的减小、以及总的项目成本方面提供了许多的优点。甚至有模块化氦反应器(MHR)的例子，其在Arkal Shenoy博士和Alexander Telengator博士的论文(General Atomics，3550 General Atomics Court，San Diego，CA 92121)中被描述。

在专利文献中也已经描述了第二代模块化设施。在Shumway的WO 03/031012中描述了由多个、独立的(self-contained)、互连的、模块化的炼制单元组成的大容量炼油厂的例子。在Stanfield的US20080127662中描述了一般的第二代模块化设施。

除非此处另外明确地指示，Shumway和此处以及优先权说明书和附件中所讨论的所有其它外部材料通过引用的方式被整体地并入。在并入的参考文献中的术语的定义或使用与此处所提供的该术语的定义不一致或相反之处，适用此处所提供的该术语的定义并且不适用所述参考文献中该术语的定义。

在使用第二代模块化中存在非常显著的成本节省。例如，如下被考虑：针对构造构建设施中的同等模块所花费的每1美元，在现场构造处理模块花费4美元。然而，不论第二代模块化的许多优点，仍然存在问题。可能地最严重的问题由将各个模块互连的方法引起。在现有技术的第二代模块化单元中，模块之间的流体、电力和控制线由外部管架(piperacks)承载。这可以在WO 03/031012的图1和图2中被清楚地看到。在使用多个、独立的、实质上相同的生产单元的设施中，如下在逻辑上是简单的：并行地操作那些单元，并且沿外部管架提供馈入线(流入)和产品(流出)线。但是在小的生产单元是不实际的或不经济的之处，使用外部管架是障碍。

所需要的是新的模块化范例，在其中工厂的各个过程被分割成包括多个模块的处理块。我们将这样的设计和实现称为第三代模块化构建。

发明内容

本创造性的主题提供了在其中工厂的各个过程被分割成处理块的装置、系统和方法，每个处理块包括多个模块，其中，使用直接的模块-到-模块连接，至少一些所述块中的至少一些模块被流体地且电气地耦合到所述模块的至少另一个。

在优选的实施例中，至少部分地通过将三个或更多处理块耦合在一起来构建处理设施。所述块的至少两个中的每个包括至少两个可运输的模块，并且更优选地包括三个、四个、五个或者甚至更多这样的模块。所考虑的实施例可以是相当大的，并且可以具有四个、五个、十个或者甚至二十个或更多的处理块，其总起来说包括高达一百、两百、或者甚至更高数量的可运输的模块。工业处理设施的所有方式被考虑，包括核设施、烧气的设施、烧煤的设施或其它能量生产设施、化学工厂和机械工厂。

除非上下文作出相反规定，此处所提出的所有范围应被解释为包括它们的端点，并且开端式的范围应被解释为包括仅商业上实用的值。相似地，值的所有列表应被认为是包括中间值，除非上下文作出相反指示。

如在此处所使用的，术语“处理块”意思是具有在不同的地理边界内的若干处理系统的处理设施的一部分。举例来说，设施可以具有用于生成或电或蒸汽、用于蒸馏、擦洗或以别的方式将一个材料从另一材料分离、用于压碎、研磨、或执行其它机械操作、用于在使用或不使用催化剂的情况下执行化学反应、用于冷却等等的处理块。