JP2018529916A5

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Publication number: JP2018529916A5
Application number: JP2018501312A
Authority: JP
Filing date: 2016-06-14
Publication date: 2019-06-13
Anticipated expiration: 2036-06-14

Description

図８は、ＬＮＧ生産システム１０，２００、４００、及び６００と類似のＬＮＧ生産システム８００を示している。ＬＮＧ生産システム８００では、オーバーヘッド生成物ストリーム４５内のＧＡＮの非常に乾燥した組成を使用して、ＬＮＧ生産システム８００内の更に別の冷却を達成する。オーバーヘッド生成物ストリーム４５内のＧＡＮの湿潤冷却は、オーバーヘッド生成物ストリーム４５が図８に示すように第３の熱交換器６４を通過した後に、オーバーヘッド生成物ストリーム４５への水８０２の追加及び飽和によって水の凍結温度の摂氏数度又は摂氏約２〜５度内にそのストリームの温度を低減することができる。この時点で湿った又は飽和したＧＡＮストリーム８０４は、その低温により、第３の熱交換器６４（又は他の適切な熱交換器）を通るように再経路指定して流入天然ガスストリームを更に予冷することができる。当業者は、多くの技術がこの湿潤冷却を達成するのに利用可能であり、それは、雲霧又は他のノズルを通じた流動ＧＡＮストリーム内への水の噴霧、又は塔、円柱、又は冷却塔状デバイス内のトレイ、充填材、又は他の熱及び質量伝達デバイスの上のＧＡＮ及び水の通過を含むことを認識するであろう。これに代えて、冷却水又は別の熱伝達流体は、非常に乾燥したＧＡＮを冷却塔状デバイスに通すことによってそのような湿潤冷却を通じて更に冷やすことができる。この更に冷やした冷却水は、次に、ＬＮＧ生産システム８００内で他のストリームを予冷し、利用可能なＬＩＮサプライの有効性を高めることができる。最後に、そうでなければ非常に乾燥したガス状窒素に水蒸気を追加することは、ＧＡＮの比重を低減し、ＧＡＮが８０６で放出される場合にＧＡＮプルームの浮揚性及び分散を改善する。

本発明の実施形態は、以下の付番した段落に示す方法及びシステムのあらゆる組合せを含むことができる。これは、上記説明からあらゆる数の変形を想定することができるので全ての可能な実施形態の完全なリストと考えるべきではない。
１．天然ガスのサプライからの天然ガスストリームと、冷媒サプライからの冷媒ストリームと、冷媒ストリームと天然ガスストリームの間で熱を交換し、冷媒ストリームを少なくとも部分的に気化させて天然ガスストリームを少なくとも部分的に凝結させる少なくとも１つの熱交換器と、天然ガスストリームを少なくとも１３５ｂａｒａの圧力まで圧縮して圧縮天然ガスストリームを形成する天然ガス圧縮機と、天然ガス圧縮機によって圧縮された後で圧縮天然ガスストリームを冷却する天然ガス冷却機と、天然ガス冷却機によって冷却された後に、２００ｂａｒａ未満の圧力であるが天然ガス圧縮機が天然ガスストリームを圧縮する圧力よりも高くない圧力まで圧縮天然ガスを膨脹させる天然ガス膨脹器とを含み、天然ガス膨脹器が、少なくとも１つの熱交換器にそこに天然ガスを供給するために接続された液化天然ガス生産システム。
２．天然ガス圧縮機が、２００ｂａｒａよりも高い圧力まで天然ガスストリームを圧縮する段落１による液化天然ガス生産システム。
３．天然ガス膨脹器が、１３５ｂａｒａ未満の圧力まで圧縮天然ガスストリームを膨脹させる段落１又は２による液化天然ガス生産システム。
４．少なくとも１つの熱交換器が、第１の熱交換器を含み、天然ガスストリームが天然ガス圧縮機内で圧縮される前に天然ガスストリームを冷却する第２の熱交換器を更に含む段落１〜３のいずれかによる液化天然ガス生産システム。
５．冷媒ストリームが、第２の熱交換器内で天然ガスストリームを冷却するのに使用される段落４による液化天然ガス生産システム。
６．少なくとも１つの熱交換器が、第１の熱交換器を含み、システムが、圧縮天然ガスストリームが天然ガス冷却機内で冷却される前に圧縮天然ガスストリームを冷却する第２の熱交換器を更に含む段落１〜５のいずれかによる液化天然ガス生産システム。
７．冷媒ストリームが、液化窒素ストリームを含み、少なくとも１つの熱交換器が、窒素ストリームを少なくとも部分的に気化させる段落１〜６のいずれかによる液化天然ガス生産システム。
８．少なくとも部分的に気化した窒素ストリームから温室効果ガスを除去するように構成された温室効果ガス除去ユニットを更に含む段落７による液化天然ガス生産システム。
９．温室効果ガス除去ユニットが、熱ポンプ凝縮器と再沸騰器システムとを有する蒸留塔を含み、システムが、少なくとも部分的に気化した窒素ストリームの圧力を低減する少なくとも１つの膨脹器サービスを更に含み、蒸留塔の入口ストリームが、少なくとも１つの膨脹器サービスのうちの第１のものの出口ストリームである段落８による液化天然ガス生産システム。
１０．少なくとも部分的に気化した窒素ストリームが少なくとも１つの膨脹器サービスのうちの第１のものを通って流れた後でそれを通って流れる熱ポンプシステムを更に含む段落９による液化天然ガス生産システム。
１１．熱ポンプシステムが、熱ポンプ圧縮機、熱ポンプ冷却機、及び給送−排出熱交換器を含む段落１０による液化天然ガス生産システム。
１２．天然ガスストリームが少なくとも１つの熱交換器に入る前に少なくとも部分的に気化した窒素ストリームを使用して天然ガスストリームを予冷する湿潤熱交換器を更に含む段落１〜９のいずれかによる液化天然ガス生産システム。
１３．天然ガス冷却機が、天然ガス圧縮機によって圧縮された後で圧縮天然ガスストリームを周囲温度の近くまで冷却するように構成される段落１〜１２のいずれかによる液化天然ガス生産システム。
１４．天然ガスのサプライから天然ガスストリームを与える段階と、冷媒サプライから冷媒ストリームを与える段階と、冷媒ストリームと天然ガスストリームの間で熱を交換し、冷媒ストリームを少なくとも部分的に気化させて天然ガスストリームを少なくとも部分的に凝結させる第１の熱交換器に天然ガスストリーム及び液化窒素ストリームを通す段階と、少なくとも１３５ｂａｒａの圧力まで天然ガス圧縮機内で天然ガスストリームを圧縮して圧縮天然ガスストリームを形成する段階と、天然ガス圧縮機によって圧縮された後で圧縮天然ガスストリームを天然ガス冷却機内で冷却する段階と、天然ガス冷却機によって冷却された後に２００ｂａｒａ未満の圧力であるが天然ガス圧縮機が天然ガスストリームを圧縮する圧力よりも高くない圧力まで天然ガス膨脹器内で圧縮天然ガスを膨脹させる段階と、天然ガスを天然ガス冷却機から少なくとも１つの熱交換器にそこで少なくとも部分的に凝結されるように供給する段階とを含む液化天然ガス（ＬＮＧ）を生産する方法。
１５．天然ガス圧縮機が、２００ｂａｒａよりも高い圧力まで天然ガスストリームを圧縮する段落１４による方法。
１６．天然ガス膨脹器が、１３５ｂａｒａ未満の圧力まで圧縮天然ガスストリームを膨脹させる段落１４又は１５による方法。
１７．少なくとも１つの熱交換器が、第１の熱交換器を含み、方法が、天然ガス圧縮機内で天然ガスストリームを圧縮する前に第２の熱交換器内で天然ガスストリームを冷却する段階を更に含む段落１４〜１６のいずれかによる方法。
１８．冷媒ストリームを使用して第２の熱交換器内で天然ガスストリームを冷却する段落１７による方法。
１９．少なくとも１つの熱交換器が、第１の熱交換器を含み、方法が、天然ガス冷却機内で冷却される圧縮天然ガスストリームを冷却する前に第２の熱交換器内で圧縮天然ガスストリームを冷却する段階を更に含む段落１４〜１８のいずれかによる方法。
２０．冷媒ストリームが、液化窒素ストリームを含み、少なくとも１つの熱交換器が、窒素ストリームを少なくとも部分的に気化させる段落１４〜１９のいずれかによる方法。
２１．温室効果ガス除去ユニットを使用して少なくとも部分的に気化した窒素ストリームから温室効果ガスを除去する段階を更に含む段落２０による方法。
２２．温室効果ガス除去ユニットが、蒸留塔及び熱ポンプ凝縮器及び再沸騰器システムを含み、方法が、蒸留塔のオーバーヘッドストリームの圧力及び凝結温度を上昇させる段階と、蒸留塔のオーバーヘッドストリーム及び蒸留塔のボトムストリームを交差交換して蒸留塔のオーバーヘッド凝縮器デューティ及びボトム再沸騰器デューティの両方に影響を与える段階と、交差交換段階後に蒸留塔オーバーヘッドストリームの圧力を低減して減圧蒸留塔オーバーヘッドストリームを生成する段階と、減圧蒸留塔オーバーヘッドストリームを分離して、温室効果ガスがそこから除去された温室効果ガス除去ユニットを出るガス状窒素である第１の分離器オーバーヘッドストリームを生成する段階とを更に含む段落２１による方法。
２３．少なくとも１つの膨脹器サービスのうちの第１のものを通って流れた後に熱ポンプシステムを通して少なくとも部分的に気化した窒素ストリームを流す段階を更に含む段落２２による方法。
２４．天然ガス冷却機が、天然ガス圧縮機によって圧縮された後で圧縮天然ガスストリームが周囲温度の近くになるように冷却する段落１４〜２３のいずれかによる方法。
２５．少なくとも１３５ｂａｒａの圧力まで天然ガスストリームを天然ガス圧縮機内で圧縮して圧縮天然ガスストリームを形成する段階と、天然ガス圧縮機によって圧縮された後で圧縮天然ガスストリームを周囲温度の近くまで天然ガス冷却機内で冷却する段階と、天然ガス冷却機によって冷却された後に２００ｂａｒａ未満の圧力であるが天然ガス圧縮機が天然ガスストリームを圧縮する圧力よりも高くない圧力まで圧縮天然ガスを膨脹させる段階と、液化窒素ストリームと天然ガスストリームの間で熱を交換して液化窒素ストリームを少なくとも部分的に気化させて天然ガスストリームを少なくとも部分的に凝結させる第１の熱交換器に天然ガスストリーム及び液化窒素ストリームを通す段階であって、液化窒素ストリームが第１の熱交換器を通して少なくとも３回循環される上記通す段階と、少なくとも１つの膨脹器サービスを使用して少なくとも部分的に気化した窒素ストリームの圧力を低減する段階と、蒸留塔と熱ポンプ凝縮器と再沸騰器システムとを含む温室効果ガス除去ユニットを与える段階と、蒸留塔のオーバーヘッドストリームの圧力及び凝結温度を上昇させる段階と、蒸留塔オーバーヘッドストリームのオーバーヘッドストリーム及び蒸留塔のボトムストリームを交差交換して蒸留塔のオーバーヘッド凝縮器デューティ及びボトム再沸騰器デューティの両方に影響を与える段階と、交差交換段階後に蒸留塔オーバーヘッドストリームの圧力を低減して減圧蒸留塔オーバーヘッドストリームを生成する段階と、減圧蒸留塔オーバーヘッドストリームを分離して、温室効果ガスがそこから除去された温室効果ガス除去ユニットを出るガス状窒素である第１の分離器オーバーヘッドストリームを生成する段階と、第１の分離器オーバーヘッドストリームを大気に放出する段階とを含む、天然ガスストリームを液化するのに使用される液体窒素ストリーム内の温室効果ガス汚染物質を除去する方法。

Claims

液化天然ガス生産システムであって、
天然ガスのサプライからの天然ガスストリームと、
冷媒サプライからの冷媒ストリームと、
前記冷媒ストリームと前記天然ガスストリームの間で熱を交換し、該冷媒ストリームを少なくとも部分的に気化させて該天然ガスストリームを少なくとも部分的に凝結させる少なくとも１つの熱交換器と、
前記天然ガスストリームを少なくとも１３５ｂａｒａの圧力まで圧縮して圧縮天然ガスストリームを形成する天然ガス圧縮機と、
前記天然ガス圧縮機によって圧縮された後で前記圧縮天然ガスストリームを冷却する天然ガス冷却機であって、前記圧縮天然ガスストリームを周囲温度の近くまで冷却するように構成されている天然ガス冷却機と、
前記天然ガス冷却機によって冷却された後で、２００ｂａｒａ未満の圧力であるが前記天然ガス圧縮機が前記天然ガスストリームを圧縮する前記圧力よりも高くない圧力まで該圧縮天然ガスを膨脹させる天然ガス膨脹器と、を備え、
前記天然ガス膨脹器が、前記少なくとも１つの熱交換器に天然ガスを供給するために前記少なくとも１つの熱交換器に接続されており、
前記少なくとも１つの熱交換器は、第１の熱交換器と、第２の熱交換器を備え、
前記第２の熱交換器は、前記天然ガスストリームを該天然ガスストリームが前記天然ガス圧縮機内で圧縮される前に冷却する、又は、前記圧縮天然ガスストリームを該圧縮天然ガスストリームが前記天然ガス冷却機内で冷却される前に冷却する、
ことを特徴とする液化天然ガス生産システム。
前記天然ガス圧縮機は、前記天然ガスストリームを２００ｂａｒａよりも高い圧力まで圧縮する、
請求項１に記載の液化天然ガス生産システム。
前記天然ガス膨脹器は、前記圧縮天然ガスストリームを１３５ｂａｒａ未満の圧力まで膨脹させる、
請求項１又は２に記載の液化天然ガス生産システム。
前記冷媒ストリームは、前記第２の熱交換器内で前記天然ガスストリームを冷却するために使用される、
請求項１に記載の液化天然ガス生産システム。
前記冷媒ストリームは、液化窒素ストリームを備え、
前記少なくとも１つの熱交換器は、前記窒素ストリームを少なくとも部分的に気化させ、少なくとも部分的に気化した窒素ストリームを生成する、
請求項１に記載の液化天然ガス生産システム。
前記少なくとも部分的に気化した窒素ストリームから温室効果ガスを除去するように構成された温室効果ガス除去ユニットを更に備えている、
請求項５に記載の液化天然ガス生産システム。
前記温室効果ガス除去ユニットは、熱ポンプ凝縮器と再沸騰器システムとを有する蒸留塔を備え、
システムが、
前記少なくとも部分的に気化した窒素ストリームの圧力を低減する少なくとも１つの膨脹器サービスを更に備え、
前記蒸留塔の入口ストリームが、前記少なくとも１つの膨脹器サービスのうちの第１のものの出口ストリームである、
請求項６に記載の液化天然ガス生産システム。
前記少なくとも部分的に気化した窒素ストリームが前記少なくとも１つの膨脹器サービスのうちの第１のものを通って流れた後でそこを通って流れる熱ポンプシステムを更に備えている、
請求項７に記載の液化天然ガス生産システム。
前記熱ポンプシステムは、熱ポンプ圧縮機、熱ポンプ冷却機、及び給送−排出熱交換器を備えている、
請求項８に記載の液化天然ガス生産システム。
前記天然ガスストリームが前記少なくとも１つの熱交換器に入る前に前記少なくとも部分的に気化した窒素ストリームを使用して該天然ガスストリームを予冷する湿潤熱交換器を更に備えている、
請求項７に記載の液化天然ガス生産システム。
液化天然ガス（ＬＮＧ）を生産する方法であって、
天然ガスのサプライから天然ガスストリームを与える段階と、
冷媒サプライから冷媒ストリームを与える段階と、
前記冷媒ストリームと前記天然ガスストリームの間で熱を交換し、該冷媒ストリームを少なくとも部分的に気化させて該天然ガスストリームを少なくとも部分的に凝結させる第１の熱交換器に該天然ガスストリーム及び該冷媒ストリームを通す段階と、
前記天然ガスストリームを少なくとも１３５ｂａｒａの圧力まで天然ガス圧縮機内で圧縮して圧縮天然ガスストリームを形成する段階と、
前記天然ガス圧縮機によって圧縮された後で前記圧縮天然ガスストリームを前記天然ガス冷却機内で冷却する段階であって、前記天然ガス冷却機が、前記圧縮天然ガスストリームを周囲温度の近くまで冷却する段階と、
前記天然ガス冷却機によって冷却された後で、前記圧縮天然ガスストリームを２００ｂａｒａ未満の圧力であるが前記天然ガス圧縮機が前記天然ガスストリームを圧縮する前記圧力よりも高くない圧力まで天然ガス膨脹器内で膨脹させる段階と、
天然ガスを前記天然ガス冷却機から前記少なくとも１つの熱交換器にそこで少なくとも部分的に凝結されるように供給する段階と、を含み、
前記少なくとも１つの熱交換器は、第１の熱交換器と、第２の熱交換器を備え、
前記第２の熱交換器は、前記天然ガスストリームを該天然ガスストリームが前記天然ガス圧縮機内で圧縮される前に冷却する、又は、前記圧縮天然ガスストリームを該圧縮天然ガスストリームが前記天然ガス冷却機内で冷却される前に冷却する、
ことを特徴とする方法。
前記天然ガス圧縮機は、前記天然ガスストリームを２００ｂａｒａよりも高い圧力まで圧縮する、
請求項１１に記載の方法。
前記天然ガス膨脹器は、前記圧縮天然ガスストリームを１３５ｂａｒａ未満の圧力まで膨脹させる、
請求項１１に記載の方法。
前記冷媒ストリームは、前記第２の熱交換器内で前記天然ガスストリームを冷却するのに使用される、
請求項１１に記載の方法。
前記冷媒ストリームは、液化窒素ストリームを含み、
前記少なくとも１つの熱交換器は、前記窒素ストリームを少なくとも部分的に気化させ、少なくとも部分的に気化した窒素ストリームを生成する、
請求項１１に記載の方法。
温室効果ガス除去ユニットを使用して前記少なくとも部分的に気化した窒素ストリームから温室効果ガスを除去する段階を更に含む、
請求項１５に記載の方法。
前記温室効果ガス除去ユニットは、蒸留塔及び熱ポンプ凝縮器及び再沸騰器システムを含み、
方法が、
前記蒸留塔のオーバーヘッドストリームの圧力及び凝結温度を上昇させる段階と、
前記圧力及び凝結温度を上昇させる段階の後に、前記蒸留塔のオーバーヘッド凝縮器デューティ及びボトム再沸騰器デューティの両方に影響を与えるために該蒸留塔の前記オーバーヘッドストリーム及び該蒸留塔のボトムストリームを交差交換する段階と、
前記交差交換する段階の後で前記蒸留塔オーバーヘッドストリームの圧力を低減して減圧蒸留塔オーバーヘッドストリームを生成する段階と、
前記減圧蒸留塔オーバーヘッドストリームを分離して、温室効果ガスがそこから除去された前記温室効果ガス除去ユニットを出るガス状窒素である第１の分離器オーバーヘッドストリームを生成する段階と、を更に含む、
請求項１６に記載の方法。
少なくとも１つの膨脹器サービスのうちの第１のものを通って流れた後に熱ポンプシステムを通して前記少なくとも部分的に気化した窒素ストリームを流す段階を更に含む、
請求項１７に記載の方法。