JP2018017133A - 液化石油ガス運搬船用ボイルオフガス処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】エタンを多く含む液化石油ガスを運搬する液化石油ガス運搬船において、再液化装置を大型化することなくボイルオフガスを処理可能なシステムを提供する。
【解決手段】カーゴタンク１２内に液化石油ガスを貯蔵する。カーゴタンク１２内で発生したボイルオフガスのプロパンを再液化するためのＬＰＧ用再液化装置１４を設ける。ＬＰＧ再液化装置１４で再液化されたガスをポンプ等を用いてカーゴタンク１２内へと戻す。ＬＰＧ用再液化装置１４で再液化されないカーゴタンク１２内のボイルオフガスをガス焚き可能な主機関１６、発電機エンジン１８、ボイラ２０の何れかまたは全てに供給する燃料ガス供給システム２４を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、液化石油ガスが荷載されるカーゴタンクで発生するボイルオフガス（ＢＯＧ）を処理するシステムに関する。

液化石油ガス（ＬＰＧ）を運搬する液化石油ガス（ＬＰＧ）運搬船では、カーゴタンクで発生するボイルオフガス（ＢＯＧ）を再液化装置で液化し、カーゴタンクに戻している。液化石油ガス（ＬＰＧ）の主成分はプロパンやブタンであり、液化石油ガス運搬船に搭載される再液化装置は、ボイルオフガス中の主成分であるプロパンガスを１００％液化できるように設計されている。しかし、液化石油ガスには、エタンなどの成分も僅かに含まれ、エタンの沸点は−８９℃とプロパンの沸点−４２℃に比べてかなり低いため、プロパンに合わせた再液化装置では、ボイルオフガスに含まれるエタンガスを全量液化することはできない。そのためこのような再液化装置が搭載された従来の液化石油ガス運搬船では、エタン成分は一部ガスとして残留してしまい、液化しきれなかったエタンリッチなボイルオフガスは、大気中に放出され廃棄される。また、再液化装置の冷却能力を大きくし、エタンリッチなボイルオフガスも再液化しようとする場合、装置が大型化し必要な電力が増加することとなる。このような問題に対して、カーゴタンク内の液相から取り出したＬＰＧによりボイルオフガスを冷却して、圧縮機や凝縮器の能力を上げることなく、エタンを含んだボイルオフガスを再液化する構成が提案されている（特許文献１参照）。

特開２０１４−１５１８２０号公報

液化石油ガス（ＬＰＧ）に含まれるエタンの割合は、石油ガス生産地によって異なる。これまで液化石油ガス運搬船で対象とされていた液化石油ガスに含まれるエタンの割合は液相において２．５ｍｏｌ％程度であり、特許文献１の構成でもエタンを含むボイルオフガスをそれなりに再液化することができた。しかし、近年注目される米国産の液化石油ガスの場合、他の産地に比べエタンの含有量が高く、例えば液相において８ｍｏｌ％程度も含まれる。このような液化石油ガスを運搬対象とする場合、特許文献１の構成では十分にエタンを再液化することができず、依然エタンリッチなボイルオフガスがカーゴタンク内に残留してしまう。

本発明は、エタンを多く含む液化石油ガスを運搬する液化石油ガス運搬船において、再液化装置を大型化することなくボイルオフガスを処理可能なシステムを提供することを目的としている。

本発明の液化石油ガス運搬船用のボイルオフガス処理システムは、液化石油ガスを貯蔵するタンク内で発生したボイルオフガスのプロパンを再液化するための再液化装置と、再液化装置で再液化されないタンク内のボイルオフガスをガス焚き可能な機器に供給する燃料ガス供給手段とを備えることを特徴としている。

ボイルオフガス処理システムは、再液化装置はセパレータを備え、セパレータに溜まるガスを燃料ガス供給手段へと供給する配管経路を備える。ボイルオフガス処理システムは更に、セパレータから燃料ガス供給手段にガスを供給する配管経路と、タンク内から燃料ガス供給手段にボイルオフガスを供給する配管経路との間で、供給経路を択一的に切り換える切換手段とを備える。切換手段はタンク内のボイルオフガス中のエタン濃度に基づいて供給経路の切り換えを行う。

本発明の液化石油ガス運搬船は、上記ボイルオフガス処理システムの何れかを備えたことを特徴としている。

本発明によれば、エタンを多く含む液化石油ガスを運搬する液化石油ガス運搬船において、再液化装置を大型化することなくボイルオフガスを処理可能なシステムを提供することができる。

第１実施形態のボイルオフガス処理システムの構成を示すブロック図である。 第２実施形態のボイルオフガス処理システムの構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施形態のボイルオフガス処理システムの構成を示すブロック図である。

本実施形態のボイルオフガス処理システム１０は、例えばエタンなどプロパンに比べ沸点が低い燃焼ガス成分が多く含まれる液化石油ガス（ＬＰＧ）を貨物として運搬する液化石油ガス運搬船に搭載される。運搬対象とする液化石油ガスは、例えばエタンを液相において５ｍｏｌ％〜８ｍｏｌ％、あるいはそれ以上含む。

第１実施形態のボイルオフガス処理システム１０を搭載する液化石油ガス運搬船は、１以上のカーゴタンク（ＬＰＧタンク）１２内に液化石油ガス（ＬＰＧ）を積載可能である。ボイルオフガス処理システム１０は、カーゴタンク１２内で発生する液化石油ガスのボイルオフガス（ＢＯＧ）に含まれるプロパンを略１００％再液化可能な周知のＬＰＧ用再液化装置１４を備える。ＬＰＧ用再液化装置１４で液化されたガスは、図示しないポンプ等を用いてカーゴタンク１２内へと戻される。

液化ガス運搬船は、エタンガスを焚くことができる機器として、例えば主機関１６に２元燃料焚き低速ディーゼル機関を採用し、その他にもエタンガスを用いたガス焚き可能である２元燃料焚き可能な発電機エンジン１８やボイラ２０などを備える。すなわち、燃料として使用できるボイルオフガスが少ないときには、燃料油タンク２２に貯留される重油等の燃料が主機関１６、発電機エンジン１８、ボイラ２０に供給される。

ボイルオフガス処理システム１０は、更にカーゴタンク１２の上方に溜まったボイルオフガスの一部を主機関１６、発電機エンジン１８、ボイラ２０等のエタンガス焚き可能な機器の一部または全てにボイルオフガスを供給するための燃料ガス供給システム（ＦＧＳＳ）２４を備える。ＬＰＧ用再液化装置１４によりプロパン等の沸点が相対的に高いガスのみが再液化されカーゴタンク１２へ戻されると、カーゴタンク１２の上部に溜まるボイルオフガスでは、沸点が相対的に低いエタン等のガスの濃度が上昇する。燃料ガス供給システム２４は、例えばカーゴタンク１２内に溜まったボイルオフガス中のエタン濃度が所定値を超えると、ボイルオフガスを主機関１６、発電機エンジン１８、ボイラ２０等へ供給する。

以上のように、第１実施形態のボイルオフガス処理システムでは、エタンが多く含まれるボイルオフガスを燃料として有効に利用することができる。

図２は、第２実施形態のボイルオフガス処理システムの構成を示すブロック図である。第２実施形態のボイルオフガス処理システム３０は、第１実施形態のボイルオフガス処理システム１０に、ＬＰＧ用再液化装置１４から燃料ガス供給システム２４へとガスを供給可能な配管経路を追加したものであり、その他の構成は略第１実施形態と同様であり、同様の構成に関しては同一参照符号を用いその説明を省略する。

ＬＰＧ用再液化装置１４は、前段に圧縮機１４Ａを備え、後段にセパレータ１４Ｂを備える。すなわち、圧縮機１４Ａで圧縮された高圧高温のボイルオフガスは、中段の図示しない海水等の冷媒による凝縮器と膨張弁を経て、セパレータ１４Ｂへと送り出され、セパレータ１４Ｂにおいて液相と気相に分離される。セパレータ１４Ｂの液相成分は略プロパン（またはブタン）であり、ポンプ等を利用してカーゴタンク１２内へと戻される。

セパレータ１４Ｂには、セパレータ１４Ｂ内で分離されたガスを燃料ガス供給システム２４へと供給する配管経路２６が接続される。配管経路２６とカーゴタンク１２から燃料ガス供給システム２４へとボイルオフガスを供給する配管経路２５は、切換弁２８により切換可能であり、燃料ガス供給システム２４に供給されるガスは、切換弁２８により配管経路２５と配管経路２６との間で択一的に切り換えられる。

液相において１０ｍｏｌ％以上エタンを含む液化石油ガスの場合、カーゴタンク１２内に当初溜まっているボイルオフガスのエタンの含有率は比較的高いためボイルオフガスを燃料として供給することが可能である。また、カーゴタンク１２内のエタンの液相における濃度が１０ｍｏｌ％程度の場合、液化石油ガスを液体状態に維持するにはタンク内の温度を約−５２℃にする必要がある。しかし、カーゴタンク１２内に溜まったボイルオフガスからエタンを優先的に燃料として使用する構成であると、時間の経過にともないカーゴタンク１２内のエタン含有率は低下し、これによりカーゴタンク１２内の温度が上昇してプロパンの沸点−４２℃に近づく。そのため相対的にボイルオフガス内のプロパン含有量が増大しカーゴタンク１２内のボイルオフガスをそのまま燃料として使用できなくなる。

第２実施形態では、セパレータ１４Ｂからの配管経路２６を設けることで、カーゴタンク１２内のボイルオフガス中のエタンの含有率を検知し、それに応じて燃料ガス供給系統を配管経路２５、２６の間で切り替え、安定的に純度の高いエタンを主機関１６、発電機エンジン１８、ボイラ２０等へ供給する。

以上のように第２実施形態のボイルオフガス処理システムにおいても第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、本実施形態ではカーゴタンクを例に説明を行なったが、タンクはカーゴタンク以外のタンクであってもよい。

１０、３０ ボイルオフガス処理システム
１２ カーゴタンク（ＬＰＧタンク）
１４ ＬＰＧ用再液化装置
１４Ａ 圧縮機
１４Ｂ セパレータ
１６ 主機関
１８ 発電機エンジン
２０ ボイラ
２２ 燃料油タンク
２４ 燃料ガス供給システム（ＦＧＳＳ）
２５、２６ 配管経路

Claims (5)

1. 液化石油ガスを貯蔵するタンク内で発生したボイルオフガスのプロパンを再液化するための再液化装置と、
   前記再液化装置で再液化されない前記タンク内の前記ボイルオフガスをガス焚き可能な機器に供給する燃料ガス供給手段と
   を備えることを特徴とする液化石油ガス運搬船用のボイルオフガス処理システム。
2. 前記再液化装置がセパレータを備え、前記セパレータに溜まるガスを前記燃料ガス供給手段へと供給する配管経路を備えることを特徴とする請求項１に記載のボイルオフガス処理システム。
3. 前記セパレータから前記燃料ガス供給手段にガスを供給する配管経路と、前記タンク内から前記燃料ガス供給手段にボイルオフガスを供給する配管経路との間で、供給経路を択一的に切り換える切換手段とを備えることを特徴とする請求項２に記載のボイルオフガス処理システム。
4. 前記切換手段が前記タンク内のボイルオフガス中のエタン濃度に基づいて前記供給経路の切り換えを行うことを特徴とする請求項３に記載のボイルオフガス処理システム。
5. 請求項１〜４の何れか一項に記載のボイルオフガス処理システムを備えたことを特徴とする液化石油ガス運搬船。

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