JP2001192683A - 天然ガスの輸送及び貯蔵並びに利用方法 - Google Patents

天然ガスの輸送及び貯蔵並びに利用方法

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JP2001192683A JP2000003559A JP2000003559A JP2001192683A JP 2001192683 A JP2001192683 A JP 2001192683A JP 2000003559 A JP2000003559 A JP 2000003559A JP 2000003559 A JP2000003559 A JP 2000003559A JP 2001192683 A JP2001192683 A JP 2001192683A
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natural gas
hydrate
gas
slurry fuel
transporting
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進治 西崎
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 天然ガスを効率的に輸送、貯蔵及び利用す
る。 【解決手段】 生産した天然ガスを所定温度にて平衡圧
力以上で水に混合接触させハイドレート化によりハイド
レートを生成し、該ハイドレートに可燃性のスラリー媒
体を加えてハイドレートスラリー燃料を合成し、該ハイ
ドレートスラリー燃料を所定場所に輸送し、貯蔵する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、天然ガスの輸送及
び貯蔵並びに利用方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、事業用及び工業用の燃料には、単
位燃焼量当たりのCO排出量が少ない天然ガスを用い
ている。
【0003】天然ガスは、主成分のメタンにエタン、プ
ロパン、ブタンを数%含んだガスであり、図2に示す如
くガス田より産出されている。
【0004】ガス田には天然ガスを生産するプラント1
と共に天然ガスをLNGに処理するLNGプラント2を
備えており、LNGプラント2では、生産された天然ガ
スを−162℃以下の極低温で処理するLNG化により
液化天然ガスの状態にしている。
【0005】天然ガスをLNGプラント2によりLNG
にすると、LNGは、特殊な構造を備えたLNG船等の
輸送手段3により需要先へ天然ガスを供給するよう輸送
され、需要先の貯蔵施設4に保管される。
【0006】次いで貯蔵施設4に保管されたLNGを使
用する際には、LNGをガス化プラント5によりガス化
して天然ガスにし、パイプライン等の搬送手段6を介し
て需要先の発電所等の発電施設7へ搬送する。
【0007】発電施設7では、天然ガスを燃焼すること
によりガスタービン(図示せず)を介して発電し、更に
前記ガスタービンより排出される混合ガスにより発生せ
しめた水蒸気を用いスチームタービン(図示せず)を介
して複合発電する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、天然ガ
スをLNGとして輸送、貯蔵及び利用する場合には、天
然ガスを液化するLNGプラント2や、天然ガスを極低
温で輸送するLNG船等の輸送手段3及び貯槽し得る貯
蔵施設4が必要になり、設備の建設費、運転コスト等が
増加するという問題がある。
【0009】又、天然ガスをLNGにするLNGシステ
ムは、LNGプラント2等が必要になるため設備が大型
になり、中小規模のガス田では適用ができず、ガス田の
開発が著しく制限されるという問題がある。
【0010】本発明は、天然ガスを効率的に輸送、貯蔵
及び利用することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の天然ガスの輸送
及び貯蔵方法は、生産した天然ガスを所定温度にて平衡
圧力以上で水に混合接触させハイドレート化によりハイ
ドレートを生成し、該ハイドレートに可燃性のスラリー
媒体を加えてハイドレートスラリー燃料を合成し、該ハ
イドレートスラリー燃料を所定場所に輸送し、貯蔵する
ものである。
【0012】又、本発明の天然ガスの利用方法は、ハイ
ドレートスラリー燃料の状態で輸送及び貯蔵された天然
ガスを需要先に供給するものである。
【0013】更に、需要先は、ハイドレートスラリー燃
料を燃焼することによりガスタービンを介して発電し、
更に前記ガスタービンより排出される混合ガスにより発
生せしめた水蒸気を用いスチームタービンを介して発電
する複合発電システムであっても良い。
【0014】生産された天然ガスは、所定温度にて平衡
圧力以上で水に混合接触することによりハイドレート化
して安定な固体のハイドレートとなり、更に可燃性のス
ラリー媒体を加えることによりスラリー化して、流動性
に優れ且つ発熱量の高い液体燃料状のハイドレートスラ
リー燃料となり、該ハイドレートスラリー燃料の状態で
輸送及び貯蔵される。
【0015】このように、天然ガスをハイドレートスラ
リー燃料として取り扱うと、ハイドレートスラリー燃料
は平易な温度及び略常圧で保持されるので、輸送及び貯
蔵等の際に、極低温のLNGに対応する特殊な設備等を
不要にして設備の建設費、運転コストを抑制することが
できる。
【0016】又、ガス田等の産出場所においてLNGプ
ラント等の大型の設備を不要にするので、大規模なガス
田のみならず、中小規模のガス田においても容易に適用
することができる。
【0017】更に、ハイドレートスラリー燃料はハイド
レートにスラリー燃料を加えることによりハイドレート
を流動性に優れたものにすると共に安定に保持するので
容易に輸送及び貯蔵することができる。
【0018】ハイドレートスラリー燃料の状態で貯蔵さ
れた天然ガスを需要先に供給すると、スラリー燃料を加
えて発熱量が大きいハイドレートスラリー燃料は、その
まま燃焼して使用し得るので、ハイドレートのみの場合
に必要であったガス化等の処理を不要にして、ハイドレ
ートスラリー燃料の状態のままで需要先に供給及び使用
することができ、結果として効率良く供給及び使用して
一層経済性を向上させることができる。
【0019】需要先が、ハイドレートスラリー燃料を燃
焼することによりガスタービンを介して発電し、更に前
記ガスタービンより排出される混合ガスにより発生せし
めた水蒸気を用いスチームタービンを介して発電する
と、ガスタービン及びスチームタービンの複合発電によ
り高効率の発電をすることができる。又、ハイドレート
スラリー燃料が分解により炭化水素ガスと水を発生して
膨張し、更に燃焼により排ガス及び水蒸気を発生して一
層膨張するのでガスタービンの燃料として非常に優れて
いると共に、ガスタービンに送る過剰な空気量を低減し
且つ発電の効率を向上させるので排出CO、NOx量
を削減し、資源も節約することができる。なお、ハイド
レートのみではガスタービンの燃料とはならない。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図示
例と共に説明する。
【0021】図1は本発明を実施する形態例を示すフロ
ーシートであって、天然ガスをハイドレートとして輸送
及び貯蔵並びに利用する方法を示している。
【0022】天然ガスの供給先であるガス田には天然ガ
スを生産するプラント8と共に、ハイドレート化設備9
a及びスラリー化設備9bからなる処理プラント9を備
えており、処理プラント9より需要先へ天然ガスを供給
する手段には船舶等の輸送手段10を使用している。
【0023】天然ガスの需要先には貯蔵する貯蔵施設1
1を備えており、貯蔵施設11はパイプライン等の搬送
手段12を介して需要先に接続されている。
【0024】需要先は主に複合発電システムを備えた発
電施設13であり、発電施設13は、ガスタービンを備
えた燃焼ライン(図示せず)と、スチームタービンを備
えた蒸発ライン(図示せず)とを設けている。
【0025】以下、本発明の実施の形態例の作用を説明
する。
【0026】天然ガスはガス田より産出されてプラント
8により生産されており、生産された天然ガスは、処理
プラント9のハイドレート化設備9aにより、温度0℃
〜10℃、圧力15〜70ataの範囲の任意値に調節さ
れた水中に吹き込まれる。
【0027】天然ガスは水中に吹き込まれることにより
ハイドレートを生成しており、ここで、ハイドレート
は、水分子が弱く結合して形成された籠状構造に、天然
ガスの成分であるメタン、エタン、プロパン、ブタン等
の炭化水素が閉じ込められたシャーベット状の固体化合
物である。メタンが閉じ込められるハイドレートの場合
は、0℃、26ataで生成されるハイドレートであっ
て、1Lのハイドレートに、100L〜170Lのメタ
ンガスが固定されている。
【0028】水中のハイドレートは水から分離され、更
に処理プラント9のスラリー化設備9bによりスラリー
媒体と混合されてハイドレートスラリー燃料になる。こ
こで、スラリー媒体は、エーテル類、ナフサ・灯油・軽
油等の原油蒸留成分、原油、プロパン・ブタン等の炭素
数3以上の炭化水素類、ケトン類からなる群から選ばれ
る1種もしくは2種以上のものである。なお、メタノー
ル、エタノールはハイドレートを分解するので使用でき
ない。
【0029】続いてハイドレートスラリー燃料は、ハイ
ドレートが略常圧の約1ataで分解しない平衡温度、若
しくはスラリー燃料中のハイドレートが圧力約1ataで
分解しない温度の−30℃〜−5℃で冷却される。
【0030】ハイドレートスラリー燃料が略常圧の約1
ataまで減圧されると、ハイドレートスラリー燃料は、
−30℃〜−5℃で常圧の雰囲気を有する輸送手段10
のスラリー船に搬入されて需要先へ輸送される。
【0031】天然ガスの需要先ではハイドレートスラリ
ー燃料を、スラリー船と略同様な−30℃〜−5℃で常
圧の雰囲気を有する貯蔵施設11に搬入して所定期間保
管する。
【0032】次いで貯蔵施設11に保管されたハイドレ
ートスラリー燃料を使用する際には、ハイドレートスラ
リー燃料をパイプライン等の搬送手段12を介して需要
先の発電所等の発電施設13へ搬送する。
【0033】需要先の発電施設13では、ハイドレート
スラリー燃料を加圧して燃焼用空気と混合させつつ燃焼
することにより燃焼ガスと水蒸気の混合ガスを生じ、混
合ガスは燃焼ラインでガスタービンを介して発電すると
共にスチームタービンを備えた蒸発ラインの水を水蒸気
にし、水蒸気はスチームタービンを介して発電し、総合
的に複合発電となる。
【0034】以上のことから、天然ガスをハイドレート
スラリー燃料として取り扱うと、ハイドレートスラリー
燃料は、温度−30℃〜0℃の範囲内の平易な温度及び
略常圧の1ataで保持されるので、輸送及び貯蔵等の際
に、極低温のLNGに対応する特殊な設備等を不要にし
て設備の建設費、運転コストを抑制することができる。
ここで、略常圧の約1ataのハイドレートスラリー燃料
の温度が−30℃〜0℃より低いと、スラリー媒体が凍
結してしまうので流動性が失われ燃料として取り扱いが
困難になり、この温度範囲より高いと、略常圧に保つこ
とができなくなる。
【0035】又、ガス田等の産出場所においてLNGプ
ラント等の大型の設備を不要にするので、大規模なガス
田のみならず、中小規模のガス田においても容易に適用
することができる。
【0036】更に、ハイドレートスラリー燃料はハイド
レートにスラリー燃料を加えることによりハイドレート
を流動性に優れたものにすると共に安定に保持するので
容易に輸送及び貯蔵することができる。
【0037】ハイドレートスラリー燃料の状態で貯蔵さ
れた天然ガスを需要先に供給すると、スラリー燃料を加
えて発熱量が大きいハイドレートスラリー燃料は、その
まま燃焼して使用し得るので、ハイドレートのみの場合
に必要であったガス化等の処理を不要にして、ハイドレ
ートスラリー燃料の状態のままで需要先に供給及び使用
することができ、結果として効率良く供給及び使用して
一層経済性を向上させることができる。
【0038】需要先が、ハイドレートスラリー燃料を燃
焼することによりガスタービンを介して発電し、更に前
記ガスタービンより排出される混合ガスにより発生せし
めた水蒸気を用いスチームタービンを介して発電する
と、ガスタービン及びスチームタービンの複合発電によ
り高効率の発電をすることができる。又、ハイドレート
スラリー燃料が分解により炭化水素ガスと水を発生して
膨張し、更に燃焼により排ガス及び水蒸気を発生して一
層膨張するのでガスタービンの燃料として非常に優れて
いると共に、ガスタービンに送る過剰な空気量を低減し
且つ発電の効率を向上させるので排出CO、NOx量
を削減し、資源も節約することができる。なお、ハイド
レートのみではガスタービンの燃料とはならない。
【0039】なお、本発明の天然ガスの輸送及び貯蔵並
びに利用方法は、上述の実施の形態例に限定されるもの
ではなく、スラリー化されたハイドレートはハイドレー
トスラリー燃料のみならず氷被覆膜のハイドレートスラ
リー燃料でも良いこと、その他本発明の要旨を逸脱しな
い範囲内において種々変更を加え得ることは勿論であ
る。
【0040】
【発明の効果】本発明の天然ガスの輸送及び貯蔵並びに
利用方法によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し
得る。
【0041】I)天然ガスをハイドレートスラリー燃料
として取り扱うと、ハイドレートスラリー燃料は平易な
温度及び略常圧で保持されるので、輸送及び貯蔵等の際
に、極低温のLNGに対応する特殊な設備等を不要にし
て設備の建設費、運転コストを抑制することができる。
【0042】II)ガス田等の産出場所においてLNG
プラント等の大型の設備を不要にするので、大規模なガ
ス田のみならず、中小規模のガス田においても容易に適
用することができる。
【0043】III)ハイドレートスラリー燃料はハイ
ドレートにスラリー燃料を加えることによりハイドレー
トを流動性に優れたものにすると共に安定に保持するの
で容易に輸送及び貯蔵することができる。
【0044】IV)ハイドレートスラリー燃料の状態で
貯蔵された天然ガスを需要先に供給すると、スラリー燃
料を加えて発熱量が大きいハイドレートスラリー燃料
は、そのまま燃焼して使用し得るので、ハイドレートの
みの場合に必要であったガス化等の処理を不要にして、
ハイドレートスラリー燃料の状態のままで需要先に供給
及び使用することができ、結果として効率良く供給及び
使用して一層経済性を向上させることができる。
【0045】V)需要先が、ハイドレートスラリー燃料
を燃焼することによりガスタービンを介して発電し、更
に前記ガスタービンより排出される混合ガスにより発生
せしめた水蒸気を用いスチームタービンを介して発電す
ると、ガスタービン及びスチームタービンの複合発電に
より高効率の発電をすることができる。又、ハイドレー
トスラリー燃料が分解により炭化水素ガスと水を発生し
て膨張し、更に燃焼により排ガス及び水蒸気を発生して
一層膨張するのでガスタービンの燃料として非常に優れ
ていると共に、ガスタービンに送る過剰な空気量を低減
し且つ発電の効率を向上させるので排出CO、NOx
量を削減し、資源も節約することができる。なお、ハイ
ドレートのみではガスタービンの燃料とはならない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の天然ガスの輸送及び貯蔵並びに利用方
法を示すフローシートである。
【図2】従来の天然ガスの輸送及び貯蔵並びに利用方法
を示すフローシートである。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 生産した天然ガスを所定温度にて平衡圧
    力以上で水に混合接触させハイドレート化によりハイド
    レートを生成し、該ハイドレートに可燃性のスラリー媒
    体を加えてハイドレートスラリー燃料を合成し、該ハイ
    ドレートスラリー燃料を所定場所に輸送し、貯蔵するこ
    とを特徴とする天然ガスの輸送及び貯蔵方法。
  2. 【請求項2】 ハイドレートスラリー燃料の状態で輸送
    及び貯蔵された天然ガスを需要先に供給することを特徴
    とする天然ガスの利用方法。
  3. 【請求項3】 需要先が、ハイドレートスラリー燃料を
    燃焼することによりガスタービンを介して発電し、更に
    前記ガスタービンより排出される混合ガスにより発生せ
    しめた水蒸気を用いスチームタービンを介して発電する
    請求項2記載の天然ガスの利用方法。
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