JP2019505755A - Inflator-based LNG production process reinforced with liquid nitrogen - Google Patents

Inflator-based LNG production process reinforced with liquid nitrogen Download PDF

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Abstract

液化天然ガス(LNG)を生産する方法。天然ガスストリームが、機械式冷凍ユニットに向けられ、天然ガスストリームを液化して50psia(345kPa)よりも高く500psia(3445kPa)未満である圧力を有する加圧液化天然ガス(LNG)ストリームを形成する.液体冷媒サブクールユニットが、第1の場所に設けられる。液体冷媒が、第1の場所から地理的に分離した第2の場所で生成される。生成された液体冷媒は、第1の場所に輸送される。加圧LNGストリームが、加圧LNGストリームと液体冷媒の少なくとも1つのストリームとの間で熱を交換することによって液体冷媒サブクールユニット内でサブクールされ、それによってLNGストリームを生産する。【選択図】図3A method for producing liquefied natural gas (LNG). A natural gas stream is directed to a mechanical refrigeration unit to liquefy the natural gas stream to form a pressurized liquefied natural gas (LNG) stream having a pressure greater than 50 psia (345 kPa) and less than 500 psia (3445 kPa). A liquid refrigerant subcool unit is provided at the first location. A liquid refrigerant is generated at a second location that is geographically separated from the first location. The generated liquid refrigerant is transported to the first location. The pressurized LNG stream is subcooled in the liquid refrigerant subcooling unit by exchanging heat between the pressurized LNG stream and at least one stream of liquid refrigerant, thereby producing an LNG stream. [Selection] Figure 3

Description

〔関連出願への相互参照〕
この出願は、引用により本明細書にその全体が組み込まれている2015年12月14日出願の「液体窒素によって強化された膨張器ベースのLNG生産工程」という名称の米国仮特許出願第62/266,979号の利益を主張するものである。
[Cross-reference to related applications]
This application is a US Provisional Patent Application No. 62/62, entitled “Expansion-Based LNG Production Process Intensified by Liquid Nitrogen”, filed December 14, 2015, which is incorporated herein by reference in its entirety. Claims the benefit of 266,979.

この出願は、全てが共通の発明者及び譲受人を有し、本明細書と同じ日付で提出され、その開示が全体的に引用により本明細書に組み込まれている「液化窒素を使用して液化天然ガスから窒素を分離する方法及びシステム」という名称の米国仮特許出願第62/266,976号明細書、「液体窒素を貯蔵するLNG運搬船上での天然ガス液化の方法」という名称の米国仮特許出願第62/266,983号明細書、及び「高圧圧縮及び膨張による天然ガスの予冷」という名称の米国仮特許出願第62/622、985号明細書に関連している。   This application, which has a common inventor and assignee, was filed on the same date as this specification, the disclosure of which is incorporated herein by reference in its entirety. US Provisional Patent Application No. 62 / 266,976 entitled “Method and System for Separating Nitrogen from Liquefied Natural Gas”, United States of America, entitled “Method of Natural Gas Liquefaction on LNG Carriers that Store Liquid Nitrogen” Related to provisional patent application 62 / 266,983 and US provisional patent application 62 / 622,985 entitled "Precooling Natural Gas by High Pressure Compression and Expansion".

本発明の開示は、一般的に、液化天然ガス(LNG)を形成する天然ガス液化の分野に関する。より具体的は、本発明の開示は、沖合及び/又は遠隔の天然ガス源からのLNGの産出及び移送に関する。   The present disclosure generally relates to the field of natural gas liquefaction to form liquefied natural gas (LNG). More specifically, the present disclosure relates to the production and transfer of LNG from offshore and / or remote natural gas sources.

この節は、本発明の開示に関連付けることができる当業技術野の様々な態様を紹介することを意図している。この議論は、本発明の開示の特定の態様のより良い理解を容易にするためのフレームワークを提供するように意図している。従って、この節は、必ずしも従来技術の受諾としてではなく、こうした観点から読むべきであることを理解しなければならない。   This section is intended to introduce various aspects of the art that can be related to the present disclosure. This discussion is intended to provide a framework for facilitating a better understanding of certain aspects of the present disclosure. Therefore, it should be understood that this section should be read from this perspective, not necessarily as an acceptance of the prior art.

LNGは、天然ガスの豊富な供給を有する場所から天然ガスに対する需要の高い遠隔場所まで天然ガスを供給する急速に成長中の手段である。従来のLNGサイクルは、a)水、硫黄化合物、及び二酸化炭素のような汚染物質を除去するための天然ガスリソースの初期処理、b)プロパン、ブタン、ペンタンなどのような一部のより重質な炭化水素ガスの自己冷凍、外部冷凍、希薄オイルなどを含む様々な可能な方法による分離、c)大気圧又はその近くかつ約−160℃で液化天然ガスを形成するための実質的に外部冷凍による天然ガスの冷凍、d)輸送を目的に設計された船舶又はタンカー内でのLNG製品の市場場所への輸送、及びe)天然ガス消費者に配給することができる加圧天然ガスストリームを形成するための再ガス化プラントでのLNGの再加圧及び再ガス化を含む。従来のLNGサイクルの段階(c)は、通常は、炭素及び他の放出物を実質的に放出する大型ガスタービンドライバによって多くの場合に給電される大型冷凍圧縮器の使用を要求する。数十億米ドルの大型資本投資と大規模インフラストラクチャーが液化プラントの一部として必要である。従来のLNGサイクルの段階(e)は、一般的に、極低温ポンプを使用してLNGを必要な圧力まで再加圧する段階と、次に、中間流体を通して最終的には海水によって熱交換することにより、又は天然ガスの一部分を燃焼させてLNGを加熱して気化させることにより、加圧天然ガスを形成するためにLNGを再ガス化する段階とを含む。一般的に、極低温LNGの利用可能なエネルギは利用されていない。   LNG is a rapidly growing means of supplying natural gas from locations with a rich supply of natural gas to remote locations where demand for natural gas is high. The conventional LNG cycle consists of a) initial treatment of natural gas resources to remove contaminants such as water, sulfur compounds, and carbon dioxide, and b) some heavier, such as propane, butane, pentane, etc. Separation of various hydrocarbon gases by various possible methods including self-refrigeration, external refrigeration, lean oil, etc. c) substantially external refrigeration to form liquefied natural gas at or near atmospheric pressure and at about -160 ° C D) refrigeration of natural gas, d) transportation of LNG products to a market place in a ship or tanker designed for transportation, and e) formation of a pressurized natural gas stream that can be distributed to natural gas consumers Including re-pressurization and regasification of LNG in a regasification plant for Stage (c) of the conventional LNG cycle usually requires the use of a large refrigeration compressor that is often powered by a large gas turbine driver that substantially releases carbon and other emissions. Multi-billion dollar large capital investments and large infrastructure are required as part of the liquefaction plant. Step (e) of a conventional LNG cycle generally involves repressurizing LNG to the required pressure using a cryogenic pump and then heat exchange through seawater and ultimately with seawater. Or regasifying the LNG to form pressurized natural gas by burning a portion of the natural gas to heat and vaporize the LNG. In general, the available energy of cryogenic LNG is not utilized.

LNGを生産するための比較的新しい技術は、浮遊式LNG(FLNG)として公知である。FLNG技術は、はしけ又は船のような浮遊式構造体上にガス処理及び液化施設を建設することを伴う。FLNGは、海岸へのガスパイプライン建設が経済的に実行可能でない沖合残置ガスを収益化するための技術的ソリューションである。FLNGはまた、遠隔で環境の影響を受け易い及び/又は政治的に難題を抱える地域に配置された陸上及び沿岸ガス田に関しても益々考慮されている。この技術は、生産現場での環境フットプリントがより小さいという点で従来型の陸上LNGに勝るある一定の利点を有する。この技術はまた、LNG施設の大部分が造船所で安い賃金率及び低い契約履行リスクで建設されるので、プロジェクトをより迅速かつより低コストで引き渡すことができる。   A relatively new technology for producing LNG is known as floating LNG (FLNG). FLNG technology involves building gas treatment and liquefaction facilities on floating structures such as barges or ships. FLNG is a technical solution for monetizing offshore residual gas, where gas pipeline construction on the coast is not economically viable. FLNG is also increasingly being considered for onshore and coastal gas fields located in remote, environmentally sensitive and / or politically challenging areas. This technology has certain advantages over conventional land-based LNG in that it has a smaller environmental footprint at the production site. This technology also allows projects to be delivered more quickly and at a lower cost since the majority of LNG facilities are built at shipyards with low wage rates and low contract fulfillment risks.

FLNGは、従来型の陸上LNGに勝るいくつかの利点を有するが、この技術の適用には有意な技術的課題が残っている。例えば、FLNG構造体は、陸上LNGプラントで利用することができる面積の多くの場合に4分の1未満の面積で同じレベルのガス処理及び液化を提供しなければならない。この理由のために、液化施設の容量を維持しながらFLNG施設のフットプリントを低減して全体的なプロジェクトコストを低減する技術を開発しなければならない。フットプリントを低減する有望な手段の1つは、FLNG施設に使用する液化技術を修正することである。公知の液化技術は、単一混合冷媒(SMR)工程、二重混合冷媒(DMR)工程、及び膨張器ベース(又は膨張)工程を含む。膨張器ベースの工程は、FLNGプロジェクトに対してそれを十分に適切にするいくつかの利点を有する。最も有意な利点は、この技術が外部炭化水素冷媒を必要とせずに液化を提供することである。プロパンストレージのような液体炭化水素冷媒在庫を排除することは、FLNGプロジェクトで特に深刻な安全性の懸念を有意に低減する。混合冷媒工程と比較して膨張器ベース工程の追加の利点は、主冷媒の大部分が気相に留まるので、膨張器ベース工程が沖合の動揺に対してあまり敏感でないことである。   Although FLNG has several advantages over conventional terrestrial LNG, significant technical challenges remain in the application of this technology. For example, a FLNG structure must provide the same level of gas treatment and liquefaction in an area that is often less than a quarter of the area that can be utilized in an onshore LNG plant. For this reason, technology must be developed that reduces the overall project cost by reducing the footprint of the FLNG facility while maintaining the capacity of the liquefaction facility. One promising means to reduce the footprint is to modify the liquefaction technology used in the FLNG facility. Known liquefaction techniques include a single mixed refrigerant (SMR) process, a double mixed refrigerant (DMR) process, and an expander base (or expansion) process. The inflator-based process has several advantages that make it well suited for FLNG projects. The most significant advantage is that this technique provides liquefaction without the need for an external hydrocarbon refrigerant. Eliminating liquid hydrocarbon refrigerant inventory such as propane storage significantly reduces serious safety concerns, especially in FLNG projects. An additional advantage of the expander base process compared to the mixed refrigerant process is that the expander base process is less sensitive to offshore sway because most of the main refrigerant remains in the gas phase.

膨張器ベース工程はその利点を有するが、LNG生産量が年間200万トン(MTA)を超えるFLNGプロジェクトにこの技術を適用することは、混合冷媒工程の使用ほどには魅力的でないことが判明している。公知の膨張器ベース工程トレインの容量は、通常1.5MTA未満である。対照的に、プロパン予冷工程又は二重混合冷媒工程のような混合冷媒工程トレインは、5MTAを超えるトレイン容量を有することができる。膨張器ベース工程トレインのサイズは、工程全体を通して冷媒の大部分が蒸気状態のままであり、冷媒がその顕熱を通してエネルギを吸収するので制限される。これらの理由から、工程の全体を通して冷媒体積流量が大きく、熱交換器及び配管のサイズは、それに比例して混合冷媒工程に使用するものより大きい。更に、膨張器ベース工程トレインの容量が増大する時に、圧伸器馬力規模の制限は、並列回転機械をもたらす。膨張器ベース工程を使用するFLNGプロジェクトの生産率は、複数の膨張器ベースのトレインが可能とされる場合に2MTAよりも大きくすることができる。例えば、6MTAのFLNGプロジェクトの場合に、必要とされる生産を達成するのは、6又は7以上の並列膨張器ベースの工程トレインで十分である場合がある。しかし、機器総数、複雑さ、及びコストは、全てが複数の膨張器トレインに対して増大する。これに加えて、膨張器ベースの工程に複数のトレインを必要とし、一方で混合冷媒工程が1又は2以上のトレインで必要な生産率を取得することができる場合に、混合冷媒工程と比べて仮定される膨張器ベースの工程の単純性が疑問視される。これらの理由から、高いLNG生産容量を達成しながら、膨張器ベースの工程の利点を有するFLNG液化工程を開発しなければならない。船の動揺がガス処理に関して抱える難題により良く対処することができるFLNG技術ソリューションを開発する必要性が更に存在する。   Although the expander-based process has its advantages, it has been found that applying this technology to FLNG projects with LNG production exceeding 2 million tons (MTA) per year is not as attractive as using a mixed refrigerant process. ing. The capacity of known expander-based process trains is typically less than 1.5 MTA. In contrast, a mixed refrigerant process train, such as a propane precooling process or a double mixed refrigerant process, can have a train capacity greater than 5 MTA. The size of the expander-based process train is limited because most of the refrigerant remains in the vapor state throughout the process and the refrigerant absorbs energy through its sensible heat. For these reasons, the refrigerant volume flow is large throughout the process, and the heat exchanger and piping sizes are proportionally larger than those used in the mixed refrigerant process. In addition, the companding horsepower scale limitation results in parallel rotating machines as the capacity of the expander-based process train increases. The production rate of a FLNG project that uses an expander-based process can be greater than 2 MTA when multiple expander-based trains are enabled. For example, in the case of a 6 MTA FLNG project, 6 or more parallel expander-based process trains may be sufficient to achieve the required production. However, total equipment, complexity, and cost are all increased for multiple inflator trains. In addition to this, when the expander-based process requires multiple trains, while the mixed refrigerant process can obtain the required production rate with one or more trains, compared to the mixed refrigerant process The simplicity of the assumed inflator-based process is questioned. For these reasons, an FLNG liquefaction process must be developed that has the advantages of an expander-based process while achieving high LNG production capacity. There is a further need to develop FLNG technology solutions that can better cope with the challenges of ship shaking with gas handling challenges.

Williams他に付与された米国特許第3,400,547号明細書は、異なる場所で生成された液体窒素(LIN)が天然ガスを液化するための冷媒として使用されるLNG生産施設内の工程を開示している。この工程は、蒸発するLINとの間接熱交換によって天然ガスを凝縮させる前に、プロパン冷却器を使用して天然ガスを冷却する。Thompsonに付与された英国特許第1,596,330号明細書は、異なる場所で生成された液体窒素(LIN)が天然ガスを液化するための冷媒として使用されるLNG生産施設内の工程を開示している。この工程は、天然ガスをLNGに液化するためにLINと組み合わせたプロパン及びエチレン冷却機を使用する。これらの2つの特許によって開示された工程は、機械式冷凍システムを使用し、一方でLNGを生産するために有意な量のLINを依然として必要とするという欠点を有する。両方の工程は、生産されるLNGの各トンに対して約1トン又はそれよりも多いLINを必要とすると推定している。FLNG用途では、浮遊式構造体の上甲板又は船体内のいずれかのLIN貯蔵のための空間が制限される場合がある。LINを使用するFLNGに対してLNG生産技術を有することは、それが液化工程に必要とされる上甲板空間を有意な低減すると考えられるので有利であろう。これに加えて、生産されるLNGの各トンに対して1トン未満のLIN、又はより好ましくは0.75トン未満のLIN、又はより好ましくは0.5トン未満のLINを使用するLNG生産技術を有することは有利であろう。   U.S. Pat. No. 3,400,547 to Williams et al. Describes a process in an LNG production facility where liquid nitrogen (LIN) produced at different locations is used as a refrigerant to liquefy natural gas. Disclosure. This process cools the natural gas using a propane cooler before condensing the natural gas by indirect heat exchange with the evaporating LIN. British Patent 1,596,330 granted to Thompson discloses a process in an LNG production facility where liquid nitrogen (LIN) produced at different locations is used as a refrigerant to liquefy natural gas. doing. This process uses a propane and ethylene cooler combined with LIN to liquefy natural gas to LNG. The processes disclosed by these two patents have the disadvantage of using a mechanical refrigeration system while still requiring a significant amount of LIN to produce LNG. Both processes estimate that about one ton or more of LIN is required for each ton of LNG produced. In FLNG applications, space for LIN storage, either on the upper deck of floating structures or in the hull, may be limited. Having LNG production technology over FLNG using LIN would be advantageous as it would significantly reduce the upper deck space required for the liquefaction process. In addition, LNG production technology that uses less than 1 ton of LIN, or more preferably less than 0.75 ton, or more preferably less than 0.5 ton for each ton of LNG produced It would be advantageous to have

Fogliettaに付与された米国特許第6,412,302号明細書は、LNGを形成するのに2つの独立した閉冷凍ループを使用して供給ガスを冷却する供給ガス膨張器ベースの工程を説明している。第1の閉冷凍ループは、供給ガス又は供給ガスの成分を冷媒として使用する。窒素ガスが、第2の閉冷凍ループのための冷媒として使用される。この技術は、二重ループ窒素膨張器ベースの工程よりも必要とする機器及び上甲板空間が少ないという利点を有する。例えば、低圧圧縮器内への冷媒の体積流量は、二重ループ窒素膨張器ベースの工程と比較してこの技術では20から50%少なくすることができる。しかし、この技術は、1.5MTA未満の容量に依然として制限されている。   US Pat. No. 6,412,302 to Foglietta describes a feed gas expander-based process that uses two separate closed refrigeration loops to cool the feed gas to form LNG. ing. The first closed refrigeration loop uses a supply gas or a component of the supply gas as a refrigerant. Nitrogen gas is used as a refrigerant for the second closed refrigeration loop. This technique has the advantage of requiring less equipment and upper deck space than a double loop nitrogen expander based process. For example, the volume flow of refrigerant into the low pressure compressor can be reduced by 20 to 50% in this technique compared to a double loop nitrogen expander based process. However, this technology is still limited to capacities below 1.5 MTA.

Mintaに付与された米国特許第8,616,012号明細書は、供給ガスが閉冷凍ループ内の冷媒として使用される供給ガス膨張器ベースの工程を説明している。この閉冷凍ループ内では、冷媒は、1500psiaよりも高いか又はそれに等しい又はより好ましくは2500psiaよりも高い圧力まで圧縮される。この冷媒は、次に冷却され、膨張させて極低温を達成する。この冷却された冷媒は、次に、熱交換器内に使用されて供給ガスを温かい温度から極低温まで冷却する。次に、サブクール冷凍ループが使用され、供給ガスを更に冷却してLNGを形成する。一実施形態では、サブクール冷凍ループは、冷媒としてフラッシュガスを使用する閉ループである。この供給ガス膨張器ベースの工程は、1MTA未満のトレイン容量範囲に制限されないという利点を有する。約6MTAのトレインサイズが考えられている。しかし、この技術は、2つの独立冷凍ループ及び供給ガスの圧縮に対するその要件に起因して機器総数が多くて複雑さが増すという欠点を有する。更に、高圧作動も、機器及び配管が他の膨張器ベースの工程のものよりも遥かに重くなることになることを意味する。   U.S. Pat. No. 8,616,012 to Minta describes a feed gas expander based process in which the feed gas is used as a refrigerant in a closed refrigeration loop. Within this closed refrigeration loop, the refrigerant is compressed to a pressure higher than or equal to 1500 psia or more preferably higher than 2500 psia. This refrigerant is then cooled and expanded to achieve a cryogenic temperature. This cooled refrigerant is then used in a heat exchanger to cool the feed gas from a warm temperature to a cryogenic temperature. Next, a subcooled refrigeration loop is used to further cool the feed gas to form LNG. In one embodiment, the subcooled refrigeration loop is a closed loop that uses flash gas as the refrigerant. This feed gas expander based process has the advantage that it is not limited to a train capacity range of less than 1 MTA. A train size of about 6 MTA is considered. However, this technique has the disadvantage that the total number of equipment is increased and the complexity is increased due to the two independent refrigeration loops and their requirement for compression of the feed gas. Furthermore, high pressure operation also means that the equipment and piping will be much heavier than those of other inflator-based processes.

Maunder他に付与された英国特許第2,486,036号明細書は、膨張後の気相を使用して天然ガスを液化する予冷膨張器ループ及び液化膨張器ループを含む開ループ冷凍サイクルである供給ガス膨張器ベースの工程を説明している。Maunderによると、この工程に液化膨張器を含むことは、再生ガス率及び全体的に必要とされる冷凍電力を有意に低減する。この技術は、唯1つのタイプの冷媒が単一圧縮ストリングと共に使用されるので、Foglietta及びMintaが説明する技術よりも簡単である。しかし、この技術は、依然として1.5MTA未満の容量に制限され、かつLNG生産の標準機器ではない液化膨張器の使用を必要とする。この技術はまた、希薄天然ガスの液化に関してFoglietta及びMintaが説明する技術よりも効率が劣ることも示されている。   British Patent 2,486,036, granted to Maunder et al., Is an open loop refrigeration cycle including a pre-cooled expander loop and a liquefied expander loop that liquefy natural gas using the expanded gas phase. The process of the supply gas expander base is described. According to Maunder, including a liquefaction expander in this process significantly reduces the regeneration gas rate and the overall required refrigeration power. This technique is simpler than the technique described by Foglietta and Minta because only one type of refrigerant is used with a single compression string. However, this technique still requires the use of a liquefier inflator that is limited to a capacity of less than 1.5 MTA and is not a standard instrument for LNG production. This technique has also been shown to be less efficient than the technique described by Foglietta and Minta for liquefying dilute natural gas.

米国仮特許出願第62/266,976号明細書US Provisional Patent Application No. 62 / 266,976 米国仮特許出願第62/266,983号明細書US Provisional Patent Application No. 62 / 266,983 米国仮特許出願第62/622、985号明細書US Provisional Patent Application No. 62 / 622,985 米国特許第3,400,547号明細書US Pat. No. 3,400,547 英国特許第1,596,330号明細書British Patent 1,596,330 米国特許第6,412,302号明細書US Pat. No. 6,412,302 米国特許第8,616,012号明細書US Pat. No. 8,616,012 英国特許第2,486,036号明細書British Patent 2,486,036

膨張器ベースの工程の利点を有し、一方で施設フットプリントを低減して高いLNG生産容量を有するLNG生産工程を開発する必要性が残っている。船舶の動揺がガス処理に関して抱える難題により良く対処することができるLNG技術ソリューションを開発する更に別の必要性が存在する。そのような高容量膨張器ベースの液化工程は、膨張器ベースの液化工程の本質的な安全性及び単純性が高く評価されるFLNG用途に特に適切であると考えられる。   There remains a need to develop an LNG production process that has the advantages of an inflator-based process, while reducing the facility footprint and having a high LNG production capacity. There is yet another need to develop an LNG technology solution that can better cope with the challenges of ship shaking with gas processing challenges. Such a high volume expander-based liquefaction process is believed to be particularly suitable for FLNG applications where the intrinsic safety and simplicity of the expander-based liquefaction process are highly appreciated.

本発明の開示は、液化天然ガス(LNG)を生産する方法を提供する。天然ガスストリームは、機械式冷凍ユニットに向けられて天然ガスストリームを液化し、50psia(345kPa)よりも高く500psia(3445kPa)未満である圧力を有する加圧液化天然ガス(LNG)ストリームを形成する.液体冷媒サブクールユニットが、第1の場所に設けられる。液体冷媒は、第1の場所から地理的に分離した第2の場所で生成される。生成された液体冷媒は、第1の場所に輸送される。加圧LNGストリームは、加圧LNGストリームと液体冷媒の少なくとも1つのストリームとの間で熱を交換することによって液体冷媒サブクールユニット内でサブクールされ、それによってLNGストリームを生産する。   The present disclosure provides a method for producing liquefied natural gas (LNG). The natural gas stream is directed to a mechanical refrigeration unit to liquefy the natural gas stream to form a pressurized liquefied natural gas (LNG) stream having a pressure that is greater than 50 psia (345 kPa) and less than 500 psia (3445 kPa). A liquid refrigerant subcool unit is provided at the first location. The liquid refrigerant is generated at a second location that is geographically separated from the first location. The generated liquid refrigerant is transported to the first location. The pressurized LNG stream is subcooled within the liquid refrigerant subcooling unit by exchanging heat between the pressurized LNG stream and at least one stream of liquid refrigerant, thereby producing an LNG stream.

本発明の開示はまた、液化天然ガス(LNG)を生産するためのシステムを提供する。機械式冷凍ユニットが、供給ガス膨張器ベースの工程を使用して天然ガスストリームを液化し、50psia(345kPa)よりも高く500psia(3445kPa)未満である圧力を有する加圧液化天然ガス(LNG)ストリームを形成する。液体窒素(LIN)サブクールユニットが、第1の場所に配置される。液体窒素(LIN)ストリームが、第1の場所から地理的に分離した第2の場所で生成される。LINストリームは、LINサブクールユニットに輸送される。LINサブクールユニットは、加圧LNGストリームとLINストリームのうちの少なくとも1つのストリームとの間で熱を交換することによって加圧LNGストリームをサブクールし、それによってLNGストリームと少なくとも1つの蒸発LINストリームとを生成する。   The present disclosure also provides a system for producing liquefied natural gas (LNG). A pressurized liquefied natural gas (LNG) stream in which a mechanical refrigeration unit liquefies a natural gas stream using a feed gas expander-based process and has a pressure that is greater than 50 psia (345 kPa) and less than 500 psia (3445 kPa) Form. A liquid nitrogen (LIN) subcool unit is disposed at the first location. A liquid nitrogen (LIN) stream is generated at a second location that is geographically separated from the first location. The LIN stream is transported to the LIN subcool unit. The LIN subcooling unit subcools the pressurized LNG stream by exchanging heat between the pressurized LNG stream and at least one of the LIN streams, whereby the LNG stream and at least one evaporation LIN stream are Generate.

以上は、以下の詳細説明がより良く理解されるように本発明の開示の特徴を大まかに概説したものである。追加の特徴も本明細書で以下に説明する。   The foregoing has outlined rather broadly the features of the present disclosure in order that the detailed description that follows may be better understood. Additional features are also described herein below.

本発明の開示のこれら及び他の特徴、態様、及び利点は、以下の説明、添付の特許請求の範囲、及び以下で簡単に説明する添付図面から明らかになるであろう。   These and other features, aspects and advantages of the present disclosure will become apparent from the following description, the appended claims and the accompanying drawings briefly described below.

膨張器ベースの熱交換器工程に対する温度冷却曲線を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing a temperature cooling curve for an expander-based heat exchanger process. 公知のFLNG技術の価値連鎖の簡略図である。1 is a simplified diagram of the value chain of a known FLNG technology. 開示する態様の価値連鎖の簡略図である。FIG. 6 is a simplified diagram of the value chain of the disclosed embodiment. 開示する態様によるシステムの概略図である。1 is a schematic diagram of a system according to disclosed aspects. FIG. 開示する態様による機械式冷凍ユニットの概略図である。1 is a schematic diagram of a mechanical refrigeration unit according to a disclosed aspect. FIG. 開示する態様による液体窒素(LIN)サブクールユニットの概略図である。1 is a schematic diagram of a liquid nitrogen (LIN) subcooling unit according to disclosed aspects. FIG. 開示する態様によるLINサブクールユニットの概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram of a LIN subcool unit according to a disclosed aspect. 開示する態様による方法を示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating a method according to the disclosed aspects.

図面は単に例に過ぎず、本発明の開示の範囲に関する限定を意図していないことに注意しなければならない。更に、これらの図面は、一般的に縮尺通りに描かれておらず、むしろ本発明の開示の様々な態様を説明する際の便宜及び明瞭さの目的で描かれている。   It should be noted that the drawings are merely examples and are not intended to limit the scope of the present disclosure. Further, the drawings are not generally drawn to scale, but rather are for convenience and clarity in describing various aspects of the present disclosure.

本発明の開示の原理の理解を容易にするために、図面に示す特徴を参照し、特定の専門用語を使用してこれを以下に説明する。この説明よって、本発明の開示の範囲を限定することは意図されていない。本明細書に説明する本発明の開示の原理のあらゆる変更及び更に別の修正及び更に別の用途が、本発明の開示が関連する当業者が普通に見出されるように企図されている。明確にするために、本発明の開示に関連しない一部の特徴は図面に示されない場合がある。   In order to facilitate an understanding of the principles of the present disclosure, reference will now be made to the features illustrated in the drawings and specific language will be used to describe the same. This description is not intended to limit the scope of the present disclosure. Any alterations and further modifications and further uses of the principles of the present disclosure described herein are intended to be commonly found by those skilled in the art to which the present disclosure pertains. For clarity, some features not related to the disclosure of the present invention may not be shown in the drawings.

最初に、参照の便宜上、この出願に使用するある一定の用語及びその関連で使用するそれらの意味を列挙する。本明細書に使用する用語が以下で定義されない限り、それは、関連する当業者が、少なくとも1つの公開文献又は発行された特許に反映されるようにその用語に与えた最も広い定義を与えるべきである。更に、同一又は類似の目的を果たす全ての均等物、同義語、新規開発、及び用語又は技術は特許請求の範囲に入ると見なされるので、本発明の技術は以下に示す用語の使用によって限定されることはない。   First, for convenience of reference, certain terms used in this application and their meanings used in the context are listed. Unless a term used herein is defined below, it should give the broadest definition that the relevant artisan has given that term as reflected in at least one published document or issued patent. is there. Furthermore, since all equivalents, synonyms, new developments, and terms or techniques that serve the same or similar purpose are considered to fall within the scope of the claims, the techniques of the invention are limited by the use of the terms set forth below. Never happen.

当業者には分るように、人によって異なる名称で同一の特徴又は構成要素に言及する場合がある。本文書では、名称だけが異なる構成要素又は特徴の間で区別するつもりはない。図面は必ずしも一定の縮尺ではない。本明細書のある一定の特徴及び構成要素は、縮尺を誇張して又は概略的な形態で示される場合があり、従来の要素の一部の詳細は、明瞭性及び簡潔性のために示されない場合がある。本明細書に説明する図面を参照する場合に、簡単のために複数の図面内で同じ参照番号を参照する場合がある。以下の説明及び特許請求の範囲において、用語「含む」及び「備える」は、非限定的に使用され、従って「含むが、これに限定されない」を意味すると解釈しなければならない。   As those skilled in the art will appreciate, people may refer to the same feature or component under different names. This document does not intend to distinguish between components or features that differ only in name. The drawings are not necessarily to scale. Certain features and components of the specification may be shown in exaggerated scale or in schematic form, with some details of conventional elements not being shown for clarity and brevity. There is a case. When referring to the drawings described herein, the same reference numbers may be referred to in the drawings for simplicity. In the following description and claims, the terms “including” and “comprising” are used non-limitingly and therefore should be construed to mean “including but not limited to”.

複数表現ではない名詞は、必ずしもただ1つを意味するように限定されるのではなく、むしろ必要に応じて複数のそのような要素を含むように包括的であり、非限定的である。   A noun that is not a plural expression is not necessarily limited to mean only one, but rather is comprehensive and non-limiting to include a plurality of such elements as appropriate.

本明細書に使用する場合に、用語「近似的」、「約」、「実質的」、及び類似の用語は、本発明の開示の主題が関連する当業者に共通の受け入れられた使用方法と調和した広い意味を有するものとする。これらの用語が、これら特徴の範囲を所与の正確な数値範囲に限定することなく、説明して主張するある一定の特徴の説明を可能にすることを意図していることは、本発明の開示を精査する当業者には理解しなければならない。従って、これらの用語は、説明する主題の実質的でないか又は重要でない修正又は変更が本発明の開示の範囲に入ると見なされることを示すものとして解釈しなければならない。   As used herein, the terms “approximate”, “about”, “substantial”, and similar terms refer to accepted usage common to those of ordinary skill in the art to which the disclosed subject matter relates. It shall have a broad and harmonious meaning. These terms are intended to allow the description of certain features to be described and claimed without limiting the scope of these features to a given exact numerical range. Those of skill in the art who review the disclosure must understand. Accordingly, these terms should be construed as indicating that insubstantial or insignificant modifications or changes in the subject matter described are considered to be within the scope of the present disclosure.

用語「熱交換器」は、1つの物質から別の物質へ効率的に熱を伝達するか又は「交換」するように設計されたデバイスを指す。例示的熱交換器のタイプは、並流又は向流熱交換器、間接熱交換器(例えば、渦巻き形熱交換器、ろう付けアルミニウムプレートフィン型のようなプレートフィン型熱交換器、シェル−アンド−チューブ型熱交換器など)、直接接触熱交換器、又はこれらの何らかの組合せなどを含む。   The term “heat exchanger” refers to a device designed to efficiently transfer or “exchange” heat from one substance to another. Exemplary heat exchanger types include co-current or counter-current heat exchangers, indirect heat exchangers (eg, spiral fin heat exchangers, plate fin heat exchangers such as brazed aluminum plate fin molds, shell-and- -Tube heat exchangers, etc.), direct contact heat exchangers, or any combination thereof.

「二重目的運搬船」とは、(a)LINを天然ガス及び/又はLNGのための搬出ターミナルに輸送する、及び(b)LNGをLNG搬入ターミナルに輸送することの可能な船舶を指す。   A “dual-purpose carrier” refers to a vessel that is capable of (a) transporting LIN to a natural gas and / or export terminal for LNG, and (b) transporting LNG to an LNG import terminal.

上述のように、従来のLNGサイクルは、(a)水、硫黄化合物、及び二酸化炭素のような汚染物質を除去するための天然ガス源の初期処理、(b)プロパン、ブタン、ペンタンのような一部のより重質な炭化水素ガスの自己冷凍、外部冷凍、希薄オイルのような様々な可能な方法による分離、(c)大気圧又はその近くで約−160℃でのLNGを形成するための実質的に外部冷凍による天然ガスの冷凍、(d)輸送を目的に設計された船舶又はタンカーによるLNG製品の市場場所までの輸送、及び(e)天然ガス消費者に配給することができる加圧天然ガスストリームを形成するための再ガス化プラント内でのLNGの再加圧及び再ガス化を含む。本発明の開示は、一般的に、液体窒素(LIN)を使用して天然ガスを液化する段階を伴う。一般的に、LINを使用してLNGを生産する段階は、上述の段階(c)が、開ループの冷却源として有意な量のLINを使用する天然ガス液化工程によって置換され、上述の段階(e)をその後にリソース場所まで輸送されてLNG生産のための冷凍源として使用することができるLINを形成するために極低温LNGのエネルギを使用して窒素ガスの液化を促進するように修正することができる従来にないLNGサイクルである。開示するLINからLNG概念は、リソース場所(輸出ターミナル)から市場場所(輸入ターミナル)への船舶又はタンカー内のLNGの輸送と、LINの市場場所からリソース場所までの逆輸送とを更に含むことができる。   As mentioned above, the conventional LNG cycle consists of (a) initial treatment of a natural gas source to remove contaminants such as water, sulfur compounds, and carbon dioxide, (b) such as propane, butane, pentane. Separation of some heavier hydrocarbon gases by various possible methods such as self-freezing, external refrigeration, dilute oil, (c) to form LNG at or near atmospheric pressure at about −160 ° C. Refrigeration of natural gas by external refrigeration, (d) transportation of LNG products to the market place by ship or tanker designed for transportation, and (e) addition that can be distributed to natural gas consumers Including re-pressurization and regasification of LNG in a regasification plant to form a pressurized natural gas stream. The present disclosure generally involves liquefying natural gas using liquid nitrogen (LIN). In general, the step of producing LNG using LIN is the step (c) described above is replaced by a natural gas liquefaction process using a significant amount of LIN as an open loop cooling source, Modify e) to use the energy of cryogenic LNG to facilitate liquefaction of nitrogen gas to form a LIN that can then be transported to a resource location and used as a refrigeration source for LNG production This is an unprecedented LNG cycle. The disclosed LIN to LNG concept may further include transport of LNG in a ship or tanker from a resource location (export terminal) to a market location (import terminal) and reverse transport from the LIN market location to the resource location. it can.

本明細書に開示する態様は、機械式冷凍工程から生じる液化天然ガスをサブクールするために異なる場所で生成された液体冷媒を使用してLNG生産のための機械的冷凍工程を強化する方法を提供する。より具体的は、処理された天然ガスを機械式冷凍工程に向けることができる工程を説明する。天然ガスを機械式冷凍工程内で完全に液化して加圧LNGストリームを生産することができ、その加圧LNGストリームの圧力は、50psia(又は345kPa)よりも高く500psia(又は3445kPa)未満、又はより具体的は100psia(又は690kPa)よりも高く400psia(又は2758kPa)未満、又はより具体的は200psia(又は1379kPa)よりも高く300psia(又は2068kPa)未満である。加圧LNGストリームは、次に、少なくとも1つの液体冷媒ストリームと熱を交換することによってサブクールされ、LNGストリームを形成することができる。液体冷媒ストリームは、天然ガスが液化される場所とは異なる地理的場所で生成され、それは、天然ガスが液化される場所から50マイル、又は100マイル、又は200マイル、又は500マイル、又は1,000マイル、又は1,000マイルである場合がある。機械式冷凍工程は、単一混合冷媒工程、純粋成分カスケード冷媒工程、二重混合冷媒工程、膨張器ベースの冷凍工程、又は天然ガスストリームを液化して加圧LNGストリームを生産することができるあらゆる他の公知の冷凍工程とすることができる。   Aspects disclosed herein provide a method for enhancing a mechanical refrigeration process for LNG production using liquid refrigerant generated at different locations to subcool liquefied natural gas resulting from a mechanical refrigeration process To do. More specifically, a process that can direct the treated natural gas to a mechanical refrigeration process is described. Natural gas can be fully liquefied in a mechanical refrigeration process to produce a pressurized LNG stream, where the pressure of the pressurized LNG stream is greater than 50 psia (or 345 kPa) and less than 500 psia (or 3445 kPa), or More specifically, it is higher than 100 psia (or 690 kPa) and lower than 400 psia (or 2758 kPa), or more specifically higher than 200 psia (or 1379 kPa) and lower than 300 psia (or 2068 kPa). The pressurized LNG stream can then be subcooled by exchanging heat with at least one liquid refrigerant stream to form an LNG stream. The liquid refrigerant stream is generated in a different geographical location from where the natural gas is liquefied, which is 50 miles, or 100 miles, or 200 miles, or 500 miles, or 1, from where the natural gas is liquefied. It may be 1,000 miles or 1,000 miles. Mechanical refrigeration processes can be any single mixed refrigerant process, pure component cascade refrigerant process, double mixed refrigerant process, expander-based refrigeration process, or any natural gas stream that can be liquefied to produce a pressurized LNG stream. Other known refrigeration processes can be used.

或る態様では、LNG生産のための膨張器ベースの工程は、膨張器ベースの工程から生じる加圧LNGをサブクールするために異なる場所で生成されたLINを使用することによって強化することができる。天然ガスを液化に適するものにするために、天然ガスを処理して存在する場合に水、重質炭化水素、及び酸性ガスのような不純物を除去することができる。処理された天然ガスを膨張器ベースの工程内で完全に液化して加圧LNGストリームを生産することができ、その加圧LNGストリームの圧力は、50psia(又は345kPa)よりも高く500psia(又は3445kPa)未満、又はより具体的は100psia(又は690kPa)よりも高く400psia(又は2758kPa)未満、又はより具体的は200psia(又は1379kPa)よりも高く300psia(又は2068kPa)未満である。加圧LNGストリームは、次に、少なくとも1つのLINストリームと熱を交換することによってサブクールされ、LNGストリームを形成することができる。膨張器ベースの工程は、窒素ガス膨張器ベースの工程とすることができ、又は供給ガス膨張器ベースの工程とすることができる。   In certain aspects, the expander-based process for LNG production can be enhanced by using LIN generated at different locations to subcool the pressurized LNG resulting from the expander-based process. In order to make natural gas suitable for liquefaction, impurities such as water, heavy hydrocarbons, and acid gases can be removed when the natural gas is processed and present. The treated natural gas can be fully liquefied in an expander-based process to produce a pressurized LNG stream, the pressure of the pressurized LNG stream being greater than 50 psia (or 345 kPa) and 500 psia (or 3445 kPa). ), Or more specifically greater than 100 psia (or 690 kPa) and less than 400 psia (or 2758 kPa), or more specifically greater than 200 psia (or 1379 kPa) and less than 300 psia (or 2068 kPa). The pressurized LNG stream can then be subcooled by exchanging heat with at least one LIN stream to form an LNG stream. The expander based process may be a nitrogen gas expander based process or may be a feed gas expander based process.

図1は、膨張器ベースの液化工程に対する典型的な温度冷却曲線100を示している。高い方の温度曲線104は、天然ガスストリームに対する温度曲線である。低い方の温度曲線102は、冷熱冷却ストリームと温熱冷却ストリームの複合温度曲線である。図示のように、冷却曲線は3つの温度ピンチポイントによって特徴付けられる。最低温度のピンチポイント106は、2つの冷却ストリームのうちのより冷たいストリームであり、典型的に冷熱冷却ストリームが熱交換器に入るところで生じる。中間温度のピンチポイント108は、第2の冷却ストリームであり、典型的に温熱冷却ストリームが熱交換器に入るところで生じる。温かい温度のピンチポイント110は、冷熱冷却ストリーム及び温熱冷却ストリームが熱交換器を出るところで生じる。最低温度のピンチポイント106は、冷熱冷却ストリームに必要とされる流量を設定する。冷熱冷却ストリームは、低温まで膨張される前に最初に温熱冷却ストリームによって冷却されるので、冷熱冷却ストリームの流量も、温熱冷却ストリームに必要とされる流量に影響を与える。機器サイズ及び必要とされる電力を有意に増大することなく膨張器ベースの工程の容量を増大させる1つの方法は、最低温度ピンチポイントの温度を上昇させることである。そのような場合に、LNGを生産するために、膨張器ベースの工程から来る加圧LNGをサブクールするための追加の冷凍が必要である。別の機械式冷凍サイクルで加圧LNGをサブクールすることは有利でも効率的でもない。この理由から、本明細書に説明する態様は、加圧LNGをサブクールするために異なる場所で生成された液体冷媒の使用を提案する。液体冷媒はLINとすることができる。   FIG. 1 shows a typical temperature cooling curve 100 for an expander-based liquefaction process. The higher temperature curve 104 is the temperature curve for the natural gas stream. The lower temperature curve 102 is a combined temperature curve of the cold and hot cooling streams. As shown, the cooling curve is characterized by three temperature pinch points. The lowest temperature pinch point 106 is the cooler of the two cooling streams and typically occurs where the cold cooling stream enters the heat exchanger. The intermediate temperature pinch point 108 is the second cooling stream, typically occurring where the hot cooling stream enters the heat exchanger. A warm temperature pinch point 110 occurs where the cold and hot cooling streams exit the heat exchanger. The lowest temperature pinch point 106 sets the required flow rate for the cold cooling stream. Since the cold cooling stream is first cooled by the hot cooling stream before it is expanded to a lower temperature, the flow of the cold cooling stream also affects the flow required for the hot cooling stream. One way to increase the capacity of the expander-based process without significantly increasing the equipment size and power required is to increase the temperature of the lowest temperature pinch point. In such cases, additional refrigeration is required to subcool the pressurized LNG coming from the expander-based process to produce LNG. Subcooling pressurized LNG in a separate mechanical refrigeration cycle is neither advantageous nor efficient. For this reason, the aspects described herein propose the use of liquid refrigerant generated at different locations to subcool the pressurized LNG. The liquid refrigerant can be LIN.

ある一定の状況下では、液体冷媒は、加圧LNG及び液化冷媒を生成する全体工程を従来のLNG生産工程よりも熱力学的に効率的なものにするエネルギ量で生成することができる。例えば、液体冷媒は、空気分離プラントから生成された窒素とすることができ、窒素は、LNGのガス化から得られる冷熱を使用して液化される。一般的は、LNGのガス化中に、LNGをガス化する段階から得られるエネルギは全て環境に失われる。このエネルギを使用することは、開示する態様の全体エネルギ要件を従来のLNG生産工程のエネルギコストに同等又はそれよりも小さいものとするのに十分な低エネルギコストでLINを生成することを可能にする。   Under certain circumstances, the liquid refrigerant can be generated with an amount of energy that makes the overall process of generating pressurized LNG and liquefied refrigerant thermodynamically more efficient than conventional LNG production processes. For example, the liquid refrigerant can be nitrogen generated from an air separation plant, and the nitrogen is liquefied using cold heat obtained from LNG gasification. In general, during the gasification of LNG, all the energy obtained from the gasification stage of LNG is lost to the environment. Using this energy allows the LIN to be generated at a low energy cost sufficient to make the overall energy requirement of the disclosed aspects comparable or less than the energy cost of a conventional LNG production process. To do.

開示する態様により、膨張器ベースの工程は、供給ガス膨張器ベースの工程である場合がある。供給ガス膨張器ベースの工程は、再利用ループが暖端膨張器ループ及び冷端膨張器ループを有する開ループ供給ガス工程とすることができる。暖端膨張器は第1の冷却ストリームを排出し、冷端膨張器は第2の冷却ストリームを排出することができる。第1冷却ストリームの温度は、第2冷却ストリームの温度よりも高いとすることができる。第1冷却ストリームの圧力は、第2冷却ストリームの圧力と同じか又は同様とすることができる。冷端膨張器は、第2の冷却ストリームと第2の加圧LNGストリームとに分離される2相ストリームを排出することができる。天然ガスを液化に適するものにするために天然ガスを処理し、存在する場合に水、重質炭化水素、及び酸性ガスのような不純物を除去することができる。処理された天然ガスは、第1の冷却ストリームと第2の冷却ストリームとの間接熱交換によって完全に液化され、第1の加圧LNGストリームを生産することができる。第1の加圧LNGストリームを第2の加圧LNGストリームと組み合わせて1つの加圧LNストリームを形成することができる。加圧LNGストリームの圧力は、50psia(又は345kPa)よりも高く500psia(又は3445kPa)未満、又はより具体的は100psia(又は690kPa)よりも高く400psia(又は2758kPa)未満、又はより具体的は200psia(又は1379kPa)よりも高く300psia(又は2068kPa)未満である。加圧LNGストリームは少なくとも1つのLINストリームと熱を交換することによってサブクールされ、LNGストリームを形成することができる。サブクール工程は、蒸発しているLINストリームと加圧LNGストリームの間の間接熱交換を可能にする少なくとも1つの熱交換器の使用を含むことができる。サブクール工程は、加圧LNGストリームの冷却を促進するために圧縮器、膨張器、分離器、及び/又は他の公知の機器のような他の機器を更に含むことができる。加圧LNGストリームとの熱交換の後で、蒸発したLINストリームを使用して、処理された天然ガスの第2のストリームを液化して追加の加圧LNGストリームを生産することができる。追加の加圧LNGストリームは、加圧LNGストリームをLINでサブクールする前に加圧LNGストリームと組み合わせることができる。   In accordance with the disclosed aspects, the expander-based process may be a feed gas expander-based process. The feed gas expander based process may be an open loop feed gas process where the recycle loop has a warm end expander loop and a cold end expander loop. The warm end expander can discharge a first cooling stream and the cold end expander can discharge a second cooling stream. The temperature of the first cooling stream can be higher than the temperature of the second cooling stream. The pressure of the first cooling stream can be the same as or similar to the pressure of the second cooling stream. The cold end expander can discharge a two-phase stream that is separated into a second cooling stream and a second pressurized LNG stream. Natural gas can be treated to make it suitable for liquefaction, and impurities such as water, heavy hydrocarbons, and acid gases, if present, can be removed. The treated natural gas can be completely liquefied by indirect heat exchange between the first and second cooling streams to produce a first pressurized LNG stream. The first pressurized LNG stream can be combined with the second pressurized LNG stream to form one pressurized LNG stream. The pressure of the pressurized LNG stream is greater than 50 psia (or 345 kPa) and less than 500 psia (or 3445 kPa), or more specifically greater than 100 psia (or 690 kPa) and less than 400 psia (or 2758 kPa), or more specifically 200 psia ( Or 1379 kPa) and less than 300 psia (or 2068 kPa). The pressurized LNG stream can be subcooled by exchanging heat with at least one LIN stream to form an LNG stream. The subcooling process can include the use of at least one heat exchanger that allows indirect heat exchange between the evaporating LIN stream and the pressurized LNG stream. The subcooling process can further include other equipment such as a compressor, expander, separator, and / or other known equipment to facilitate cooling of the pressurized LNG stream. After heat exchange with the pressurized LNG stream, the evaporated LIN stream can be used to liquefy the second stream of processed natural gas to produce an additional pressurized LNG stream. The additional pressurized LNG stream can be combined with the pressurized LNG stream before subcooling the pressurized LNG stream with LIN.

1つの開示する態様では、生産されたLNGは、LNG生産場所でLNG運搬船及び/又は二重目的運搬船に積み込まれ、異なる場所にある輸入ターミナルまで輸送され、そこでLNGが荷降ろしされて再ガス化される。LNGのガス化に由来する冷熱エネルギを使用して、その後にLNG運搬船及び/又は二重目的運搬船に積み込まれてLNG生産場所まで送り返される窒素を液化することができ、そのLINは、処理された天然ガスを液化するのに使用される。   In one disclosed aspect, the produced LNG is loaded into an LNG carrier and / or dual-purpose carrier at the LNG production site and transported to an import terminal at a different location where the LNG is unloaded and regasified. Is done. The cold energy derived from LNG gasification can be used to liquefy the nitrogen that is subsequently loaded into the LNG carrier and / or dual-purpose carrier and sent back to the LNG production site, where the LIN was processed Used to liquefy natural gas.

図2A及び2Bは、本明細書に開示する態様の価値連鎖と従来型FLNG技術の価値連鎖との違いを強調した簡略図であり、FLNG施設は天然ガスを処理して液化するのに必要な全ての又は事実上全ての機器を収容する。図2Aに示すように、LNG貨物船200aは、LNGをFLNG施設202から陸上輸入ターミナル204へ輸送し、そこでLNGは荷降ろしされて再ガス化される。この時点で積荷及びバラストが空となったLNG貨物船200bは、FLNG施設に戻り、LNGが再び積み込まれる。対照的に、本明細書に開示して図2に示す態様は、FLNG施設202(図2A)よりも遥かに小さいフットプリントを有する浮遊式処理ユニット(FPU)206を提供する。図2Bを参照すると、輸入ターミナル204でLINを積み込んだLIN貨物船又は二重目的船208aは、FPU206に到着し、そのLIN積荷をFPU上の及び/又はFPU内の貯蔵タンクに荷降ろしする。FPU206上で、機械式冷凍ユニットが、天然ガスを加圧LNGストリームまで冷却する。次に、加圧LNGストリームはFPU206上のLINサブクールユニット内でサブクールされてLNGを生産する。生産されたLNGは、LNG貨物船又は二重目的船208bへ輸送される。この時点でLNGを積み込んだLNG貨物船又は二重目的船208bは、輸入ターミナル204に送られ、そこでLNGが荷降ろしされて再ガス化される。LNGの再ガス化に由来する冷熱エネルギを使用して、輸入ターミナル204で窒素を液化する。輸入ターミナル204で液化される窒素は、空気分離ユニット210で生成することができる。空気分離ユニット210は、輸入ターミナル204の一部であるか又は輸入ターミナル204内にあるか又は輸入ターミナル204とは別の施設である場合がある。LINは、次に、LIN貨物船又は二重目的船に積み込むことができ、それらはFPU206に戻って液化工程を繰り返す。   2A and 2B are simplified diagrams highlighting the difference between the value chain of the embodiment disclosed herein and the value chain of conventional FLNG technology, where the FLNG facility is required to process and liquefy natural gas. Accommodates all or virtually all equipment. As shown in FIG. 2A, the LNG cargo ship 200a transports the LNG from the FLNG facility 202 to the land import terminal 204, where the LNG is unloaded and regasified. At this time, the LNG cargo ship 200b whose cargo and ballast are empty returns to the FLNG facility, and LNG is loaded again. In contrast, the embodiment disclosed herein and shown in FIG. 2 provides a floating processing unit (FPU) 206 having a much smaller footprint than the FLNG facility 202 (FIG. 2A). Referring to FIG. 2B, a LIN cargo ship or dual purpose ship 208a loaded with LIN at the import terminal 204 arrives at the FPU 206 and unloads the LIN load into a storage tank on and / or in the FPU. On the FPU 206, a mechanical refrigeration unit cools natural gas to a pressurized LNG stream. The pressurized LNG stream is then subcooled in the LIN subcool unit on the FPU 206 to produce LNG. The produced LNG is transported to the LNG cargo ship or the dual purpose ship 208b. At this point, the LNG cargo ship or dual purpose ship 208b loaded with LNG is sent to the import terminal 204, where the LNG is unloaded and regasified. The cold energy from the LNG regasification is used to liquefy the nitrogen at the import terminal 204. Nitrogen liquefied at the import terminal 204 can be generated by the air separation unit 210. The air separation unit 210 may be part of the import terminal 204 or may be in the import terminal 204 or a separate facility from the import terminal 204. The LIN can then be loaded into a LIN cargo ship or a dual purpose ship, which returns to the FPU 206 to repeat the liquefaction process.

別の態様では、LINを使用して、LNGの生産、輸送、及び/又は荷降ろし中にタンクからのLNGボイルオフクガスを液化することができる。別の態様では、サブクール工程からのLIN及び/又は蒸発したLINを使用して、機械式冷凍工程のガスタービンに入る入口空気を冷却することができる。別の態様では、LIN及び/又はLINボイルオフガスを使用して、液化工程のターンダウン又はシャットダウン中に液化機器を冷たく保つことができる。別の態様では、窒素蒸気を使用して、LNG生産間の期間中に極低温熱交換器の霜取りをすることができる。汚染物質を含む窒素蒸気を大気に放出することができる。   In another aspect, LIN can be used to liquefy LNG boil-off gas from a tank during LNG production, transport, and / or unloading. In another aspect, LIN from the subcooling process and / or evaporated LIN can be used to cool the inlet air entering the gas turbine of the mechanical refrigeration process. In another aspect, LIN and / or LIN boil-off gas can be used to keep the liquefier equipment cool during the liquefaction process turndown or shutdown. In another aspect, nitrogen vapor can be used to defrost a cryogenic heat exchanger during the period between LNG production. Nitrogen vapor containing pollutants can be released to the atmosphere.

図3は、開示する態様によるシステム300の概略図である。液化に適する処理された天然ガスストリーム302を生産するために天然ガスを処理し、存在する場合に水、重質炭化水素、及び酸性ガスのような不純物を除去することができる。処理された天然ガスストリーム302は、処理された天然ガス302を完全に液化して加圧LNGストリーム306を生産する機械式冷凍ユニット304に向けることができる。加圧LNGストリーム306の圧力は、50psia(又は345kPa)よりも高く500psia(又は3445kPa)未満、又はより具体的は100psia(又は690kPa)よりも高く400psia(又は2758kPa)未満、又はより具体的は200psia(又は1379kPa)よりも高く300psia(又は2068kPa)未満である場合がある。機械式冷凍ユニット304は、単一混合冷媒工程、純粋成分カスケード冷媒工程、二重混合冷媒工程、膨張器ベースの冷凍工程、又は処理された天然ガスストリーム302を加圧LNGストリーム306に液化することができるあらゆる他の公知の冷凍工程とすることができる。機械式冷凍ユニット304は、機械式冷凍ユニット304内の圧縮器を駆動する機械的動力を提供するのに使用されるガスタービンを有することができる。加圧LNGストリーム306は、加圧LNGストリーム306が液体冷媒ストリーム310と熱交換してサブクールされ、LNGストリーム312を形成する液体冷媒サブクールユニット308に向けることができる。液体冷媒ストリーム310は、機械式冷凍ユニット304及び液体冷媒サブクールユニット308の場所とは異なる場所で生成される。液体冷媒ストリーム310は、液体冷媒サブクールユニット308内で蒸発して加温された後、冷媒ガス排気314として液体冷媒サブクールユニット308を出る。液体冷媒サブクールユニット308は、液体冷媒ストリーム310と加圧LNGストリーム306の間の間接熱交換を可能にする少なくとも1つの熱交換器を有する。液体冷媒サブクールユニット308は、加圧LNGストリーム306の冷却を促進するために圧縮器、膨張器、分離器、及び/又は他の公知の機器のような他の機器を更に含むことができる。加圧LNGストリーム306との熱交換の後で、蒸発したLINストリーム310を使用して、処理された天然ガスの第2のストリーム316を液化して追加の加圧LNGストリームを形成することができる。加圧LNGストリーム306を液体冷媒ストリーム310でサブクールして加圧LNGストリーム312を形成する前に、追加の加圧LNGストリームを加圧LNGストリーム306と組み合わせることができる。   FIG. 3 is a schematic diagram of a system 300 in accordance with the disclosed aspects. Natural gas can be treated to produce a treated natural gas stream 302 suitable for liquefaction, and impurities such as water, heavy hydrocarbons, and acid gases, if present, can be removed. The treated natural gas stream 302 can be directed to a mechanical refrigeration unit 304 that fully liquefies the treated natural gas 302 to produce a pressurized LNG stream 306. The pressure of the pressurized LNG stream 306 is greater than 50 psia (or 345 kPa) and less than 500 psia (or 3445 kPa), or more specifically greater than 100 psia (or 690 kPa) and less than 400 psia (or 2758 kPa), or more specifically 200 psia. (Or 1379 kPa) and less than 300 psia (or 2068 kPa). The mechanical refrigeration unit 304 liquefies a single mixed refrigerant process, a pure component cascade refrigerant process, a double mixed refrigerant process, an expander-based refrigeration process, or a processed natural gas stream 302 into a pressurized LNG stream 306. Any other known refrigeration process can be used. The mechanical refrigeration unit 304 can have a gas turbine that is used to provide mechanical power to drive a compressor within the mechanical refrigeration unit 304. The pressurized LNG stream 306 can be directed to a liquid refrigerant subcooling unit 308 that forms a LNG stream 312 that is subcooled by heat exchange of the pressurized LNG stream 306 with the liquid refrigerant stream 310. The liquid refrigerant stream 310 is generated at a location different from the location of the mechanical refrigeration unit 304 and the liquid refrigerant subcool unit 308. The liquid refrigerant stream 310 is evaporated and heated in the liquid refrigerant subcool unit 308 and then exits the liquid refrigerant subcool unit 308 as the refrigerant gas exhaust 314. The liquid refrigerant subcool unit 308 has at least one heat exchanger that allows indirect heat exchange between the liquid refrigerant stream 310 and the pressurized LNG stream 306. The liquid refrigerant subcooling unit 308 may further include other equipment such as a compressor, expander, separator, and / or other known equipment to facilitate cooling of the pressurized LNG stream 306. After heat exchange with the pressurized LNG stream 306, the evaporated LIN stream 310 can be used to liquefy the treated second stream of natural gas 316 to form an additional pressurized LNG stream. . Additional pressurized LNG streams can be combined with the pressurized LNG stream 306 before subcooling the pressurized LNG stream 306 with the liquid refrigerant stream 310 to form the pressurized LNG stream 312.

図4は、開示する態様による機械式冷凍ユニット400の図である。機械式冷凍ユニット400は、供給ガス膨張器ベースの工程を含む。液化に適する処理された天然ガスストリーム402を生産するために機械式冷凍ユニット400によって液化される天然ガスを処理し、存在する場合に水、重質炭化水素、及び酸性ガスのような不純物を除去することができる。組合せデバイス403を使用して、処理された天然ガスストリーム402が再利用冷媒ストリーム404と組み合わされる。次に、組合せ天然ガスストリーム405は、本明細書で説明するように、1又は2以上のマニホルド、分流器、又は他のタイプの分離器406、408、409によって分離され、第2の処理された天然ガスストリーム410、第1の冷媒ストリーム412、第2の冷媒ストリーム414、及び液体冷媒を使用して液化される処理された天然ガス小ストリーム415を生成することができる。第1の冷媒ストリーム412を第1の膨張器417内で膨張させて第1の冷却ストリーム416を生成する。第1の冷却ストリーム416は、それが第2の処理された天然ガスストリーム410及び第2の冷媒ストリーム414と熱交換してこれら2つのストリームを冷却する少なくとも1つの熱交換器418に入る。ここで加温された第1の冷却ストリーム416は、第1の温熱ストリーム420として少なくとも1つの熱交換器418を出る。第2の冷媒ストリーム414は、少なくとも1つの熱交換器418で冷却された後、第2の膨張器422で膨張して2相ストリーム424を生成する。2相ストリーム424の圧力は、第1の冷却ストリーム416の圧力と同じか又はほぼ同じとすることができる。2相ストリーム424は、2相分離器426内でその蒸気成分とその液体成分に分離され、第2の冷却ストリーム428と第2の加圧LNGストリーム430とを形成することができる。第1の冷却ストリーム416の温度は、第2の冷却ストリーム428の温度よりも高いとすることができる。第2の加圧LNGストリーム430は、ポンプ432を使用して、2相分離器426を出た後でより高い圧力に圧縮することができる。第2の冷却ストリーム428は、それが第2の処理された天然ガスストリーム410及び第2の冷媒ストリーム414と熱交換してそれらのストリームを冷却する少なくとも1つの熱交換器418に入ることができる。加温された第2の冷却ストリームは、第2の温熱ストリーム434として少なくとも1つの熱交換器418を出る。第2の処理された天然ガスストリーム410は、第1の冷却ストリーム416及び第2の冷却ストリーム428と熱交換して、第1の加圧LNGストリーム436を生成することができる。第1の加圧LNGストリーム436が少なくとも1つの熱交換器418を出た後で、第1の加圧LNGストリーム436を油圧タービン437又は他の減圧デバイスで減圧することができる。第1の加圧LNGストリーム436を第2の加圧LNGストリーム430と組み合わせて組合せ加圧LNGストリーム438を形成することができる。組合せ加圧LNGストリーム438の圧力は、50psia(又は345kPa)よりも高く500psia(又は3445kPa)未満、又はより具体的は100psia(又は690kPa)よりも高く400psia(又は2758kPa)未満、又はより具体的は200psia(又は1379kPa)よりも高く300psia(又は2068kPa)未満である場合がある。本明細書で更に説明するように、加圧LNGストリーム438は、LINサブクールユニットに向けることができる。   FIG. 4 is a diagram of a mechanical refrigeration unit 400 in accordance with the disclosed aspects. The mechanical refrigeration unit 400 includes a feed gas expander based process. Processes natural gas liquefied by mechanical refrigeration unit 400 to produce a processed natural gas stream 402 suitable for liquefaction, and removes impurities such as water, heavy hydrocarbons, and acid gases when present can do. A combined natural gas stream 402 is combined with a recycled refrigerant stream 404 using a combination device 403. The combined natural gas stream 405 is then separated by a one or more manifolds, shunts, or other types of separators 406, 408, 409 and second processed as described herein. Natural gas stream 410, first refrigerant stream 412, second refrigerant stream 414, and processed natural gas substream 415 that is liquefied using liquid refrigerant can be generated. The first refrigerant stream 412 is expanded in the first expander 417 to produce a first cooling stream 416. The first cooling stream 416 enters at least one heat exchanger 418 that exchanges heat with the second treated natural gas stream 410 and the second refrigerant stream 414 to cool the two streams. The warmed first cooling stream 416 exits at least one heat exchanger 418 as a first hot stream 420. The second refrigerant stream 414 is cooled by at least one heat exchanger 418 and then expanded by the second expander 422 to produce a two-phase stream 424. The pressure of the two-phase stream 424 can be the same as or approximately the same as the pressure of the first cooling stream 416. The two-phase stream 424 can be separated into its vapor component and its liquid component in a two-phase separator 426 to form a second cooling stream 428 and a second pressurized LNG stream 430. The temperature of the first cooling stream 416 can be higher than the temperature of the second cooling stream 428. The second pressurized LNG stream 430 can be compressed to a higher pressure after leaving the two-phase separator 426 using the pump 432. The second cooling stream 428 may enter at least one heat exchanger 418 that exchanges heat with the second processed natural gas stream 410 and the second refrigerant stream 414 to cool those streams. . The warmed second cooling stream exits at least one heat exchanger 418 as a second warm stream 434. The second treated natural gas stream 410 can be heat exchanged with the first cooling stream 416 and the second cooling stream 428 to produce a first pressurized LNG stream 436. After the first pressurized LNG stream 436 exits the at least one heat exchanger 418, the first pressurized LNG stream 436 can be decompressed with a hydraulic turbine 437 or other decompression device. The first pressurized LNG stream 436 can be combined with the second pressurized LNG stream 430 to form a combined pressurized LNG stream 438. The pressure of the combined pressurized LNG stream 438 is greater than 50 psia (or 345 kPa) and less than 500 psia (or 3445 kPa), or more specifically greater than 100 psia (or 690 kPa) and less than 400 psia (or 2758 kPa), or more specifically It may be greater than 200 psia (or 1379 kPa) and less than 300 psia (or 2068 kPa). As further described herein, the pressurized LNG stream 438 can be directed to the LIN subcooling unit.

第1の温熱ストリーム420を組合せ装置440内で第2の温熱ストリーム434と組み合わせて組合せ温熱冷媒ストリーム442を形成することができる。組合せ温熱冷媒ストリーム442を複数の圧縮器段で圧縮して再利用冷媒ストリーム404を形成することができる。圧縮器段は、第1の圧縮器段444、第2の圧縮器段446、及び第3の圧縮器段448を含むことができる。第1の圧縮器段444は、ガスタービン(図示せず)によって駆動することができる。第2の圧縮器段446は、第1の膨張器417により生成されるシャフト動力だけによって駆動することができる。第3の圧縮器段448は、第2の膨張器422により生成されるシャフト動力だけによって駆動することができる。冷却器450、452、及び454は、それぞれ第1、第2、及び第3の圧縮器段444、446、448の後で組合せ温熱冷媒ストリーム442を冷却することができる。   The first thermal stream 420 can be combined with the second thermal stream 434 in the combination device 440 to form a combined thermal refrigerant stream 442. The combined hot refrigerant stream 442 can be compressed in multiple compressor stages to form a recycled refrigerant stream 404. The compressor stage can include a first compressor stage 444, a second compressor stage 446, and a third compressor stage 448. The first compressor stage 444 can be driven by a gas turbine (not shown). The second compressor stage 446 can be driven solely by the shaft power generated by the first expander 417. The third compressor stage 448 can be driven solely by the shaft power generated by the second expander 422. The coolers 450, 452, and 454 can cool the combined hot refrigerant stream 442 after the first, second, and third compressor stages 444, 446, 448, respectively.

図5は、開示する態様によるLINサブクールユニット500の概略図である。LINサブクールユニット500は、図4に示す機械式冷凍ユニット400と共に使用することができる。LINサブクールユニット500の場所とは異なる場所で生成されたLINは、LINサブクールユニット500の場所まで輸送され、LINストリーム504として少なくとも1つの熱交換器502に向けられる。LINストリーム504は、少なくとも1つの熱交換器502内で加圧LNGストリーム506(これは、図4の組合せ加圧LNGストリーム438と同じとすることができる)をサブクールすることによって蒸発し、蒸発した窒素ストリーム508とLNGストリーム510とを生成する。蒸発した窒素ストリーム508を第2の熱交換器512に向けて、処理された天然ガス小ストリーム415と同じとすることができる処理された天然ガスストリーム514を液化し、追加の加圧LNGストリーム516を形成することができる。追加の加圧LNGストリーム516は、少なくとも1つの熱交換器502に入る前に、組合せ装置518で加圧LNGストリーム506と組み合わせることができる。追加の加圧LNGストリーム516は、加圧LNGストリーム506と組み合わされる前に、油圧タービン520又は他の減圧装置で減圧することができる。蒸発した窒素ストリーム508は、処理された天然ガスストリーム514によって第2の熱交換器512内で加熱され、大気に放出されるか又はLINサブクールユニット500が配置されたガス処理施設の他の区域内で使用することができる窒素放出ガスストリーム522を形成する。   FIG. 5 is a schematic diagram of a LIN subcool unit 500 in accordance with the disclosed aspects. The LIN subcool unit 500 can be used with the mechanical refrigeration unit 400 shown in FIG. The LIN generated at a location different from the location of the LIN subcool unit 500 is transported to the location of the LIN subcool unit 500 and directed to the at least one heat exchanger 502 as a LIN stream 504. The LIN stream 504 evaporated and evaporated by subcooling the pressurized LNG stream 506 (which can be the same as the combined pressurized LNG stream 438 of FIG. 4) in at least one heat exchanger 502. A nitrogen stream 508 and an LNG stream 510 are generated. The evaporated nitrogen stream 508 is directed to the second heat exchanger 512 to liquefy the processed natural gas stream 514, which can be the same as the processed natural gas substream 415, and to add an additional pressurized LNG stream 516. Can be formed. The additional pressurized LNG stream 516 can be combined with the pressurized LNG stream 506 at the combination device 518 before entering the at least one heat exchanger 502. The additional pressurized LNG stream 516 can be depressurized with a hydraulic turbine 520 or other depressurization device before being combined with the pressurized LNG stream 506. The evaporated nitrogen stream 508 is heated in the second heat exchanger 512 by the treated natural gas stream 514 and released into the atmosphere or in other areas of the gas treatment facility where the LIN subcool unit 500 is located. To form a nitrogen release gas stream 522 that can be used in

図6は、開示する態様によるLINサブクールユニット600の概略図である。LINサブクールユニット600は、図4に示す機械式冷凍ユニット400と共に使用することができる。LINサブクールユニット600の場所とは異なる場所で生成されたLINは、その異なる場所から輸送されてLINストリーム602としてLINサブクールユニット600に向けられる。ポンプ604は、LINストリーム602を400psiよりも高い圧力までポンピングして高圧LINストリーム606を形成することができる。高圧LINストリーム606は、少なくとも1つの熱交換器610内で加圧LNGストリーム608(これは、図4の組合せ加圧LNGストリーム438と同じとすることができる)と熱交換して第1の加温窒素ガスストリーム612を形成する。第1の加温窒素ガスストリーム612を第1の膨張器614内で膨張させて、第1の更に冷却された窒素ガスストリーム616を生成することができる。第1の更に冷却された窒素ガスストリーム616は、少なくとも1つの熱交換器610内で加圧LNGストリーム608と熱交換して第2の加温窒素ガスストリーム618を形成する。   FIG. 6 is a schematic diagram of a LIN subcool unit 600 in accordance with the disclosed aspects. The LIN subcool unit 600 can be used with the mechanical refrigeration unit 400 shown in FIG. The LIN generated at a location different from the location of the LIN subcool unit 600 is transported from the different location and directed to the LIN subcool unit 600 as a LIN stream 602. Pump 604 can pump LIN stream 602 to a pressure greater than 400 psi to form high pressure LIN stream 606. The high pressure LIN stream 606 exchanges heat with the pressurized LNG stream 608 (which can be the same as the combined pressurized LNG stream 438 of FIG. 4) in the at least one heat exchanger 610 for first application. A warm nitrogen gas stream 612 is formed. The first warm nitrogen gas stream 612 can be expanded in the first expander 614 to produce a first further cooled nitrogen gas stream 616. The first further cooled nitrogen gas stream 616 exchanges heat with the pressurized LNG stream 608 in at least one heat exchanger 610 to form a second warmed nitrogen gas stream 618.

第2の加温窒素ガスストリーム618は、1又は2以上の圧縮器段で圧縮される前に、例えば、第2の熱交換器619で他の処理ストリームと間接的に熱を交換して圧縮窒素ガスストリーム620を形成することができる。図6に示すように、1又は2以上の圧縮器段は、第1の圧縮器段622と第2の圧縮器段624とを含む2つの圧縮器段を有することができる。第2の圧縮器段624は、第1の膨張器614により生成されるシャフト動力だけによって駆動することができる。第1の圧縮器段622は、第2の膨張器626により生成されるシャフト動力だけにより駆動することができる。各圧縮段の後で、圧縮窒素ガスストリーム620は、冷却器628、630内の環境との間接熱交換によってそれぞれに冷却することができる。圧縮窒素ガスストリーム620を第2の膨張器626内で膨張させて、第2の更に冷却された窒素ガスストリーム632を生成することができる。第2の更に冷却された窒素ガスストリーム632は、少なくとも1つの熱交換器610内で加圧LNGストリーム608と熱交換して第3の加温窒素ガスストリーム634を形成する。加圧LNGストリーム608は、高圧LINストリーム606、第1の更に冷却された窒素ガスストリーム616、及び第2の更に冷却された窒素ガスストリーム632と熱を交換することによってサブクールされてLNGストリーム636を形成する。第3の加温窒素ガスストリーム634は、第3の熱交換器638に向けられ、図4の処理された天然ガス小ストリーム415と同じとすることができる処理された天然ガスストリーム640を液化し、追加の加圧LNGストリーム642を形成することができる。追加の加圧LNGストリーム642は、少なくとも1つの熱交換器610内で加圧LNGストリーム608をサブクールする前に、組合せ装置644内で加圧LNGストリーム608と組み合わせることができる。加圧LNGストリーム608と組み合わされる前に、追加の加圧LNGストリーム642は、油圧タービン646で減圧することができる。第3の加温窒素ガスストリーム634は、処理された天然ガスストリーム640によって加熱され、大気に放出されるか又はLINサブクールユニット600が配置されたガス処理施設の他の区域内で使用することができる窒素放出ガス648を形成することができる。図6に示すLINサブクールユニット600は、図5に示すLINサブクールユニット500と比較して加圧LNGストリームをサブクールするためのLIN要件を約20〜25%低減する。しかし、サブクールユニットの選択は、LINのコスト、及びLIN貯蔵及び/又はLINサブクールユニットそれ自体のための利用可能な上甲板空間のような判断基準に依存する場合がある。   The second warm nitrogen gas stream 618 is compressed by exchanging heat indirectly with other process streams, for example, in the second heat exchanger 619 before being compressed in one or more compressor stages. A nitrogen gas stream 620 can be formed. As shown in FIG. 6, one or more compressor stages may have two compressor stages including a first compressor stage 622 and a second compressor stage 624. The second compressor stage 624 can be driven solely by the shaft power generated by the first expander 614. The first compressor stage 622 can be driven solely by the shaft power generated by the second expander 626. After each compression stage, the compressed nitrogen gas stream 620 can be cooled individually by indirect heat exchange with the environment in the coolers 628, 630. The compressed nitrogen gas stream 620 can be expanded in the second expander 626 to produce a second, further cooled nitrogen gas stream 632. The second further cooled nitrogen gas stream 632 is heat exchanged with the pressurized LNG stream 608 in at least one heat exchanger 610 to form a third warm nitrogen gas stream 634. Pressurized LNG stream 608 is subcooled to exchange LNG stream 636 by exchanging heat with high pressure LIN stream 606, first further cooled nitrogen gas stream 616, and second further cooled nitrogen gas stream 632. Form. The third heated nitrogen gas stream 634 is directed to the third heat exchanger 638 and liquefies the processed natural gas stream 640, which can be the same as the processed natural gas substream 415 of FIG. An additional pressurized LNG stream 642 can be formed. The additional pressurized LNG stream 642 can be combined with the pressurized LNG stream 608 in the combination device 644 before subcooling the pressurized LNG stream 608 in the at least one heat exchanger 610. Prior to being combined with the pressurized LNG stream 608, the additional pressurized LNG stream 642 can be depressurized with the hydraulic turbine 646. The third warm nitrogen gas stream 634 is heated by the treated natural gas stream 640 and released into the atmosphere or used in other areas of the gas treatment facility where the LIN subcool unit 600 is located. A possible nitrogen release gas 648 can be formed. The LIN subcool unit 600 shown in FIG. 6 reduces the LIN requirement for subcooling the pressurized LNG stream by about 20-25% compared to the LIN subcool unit 500 shown in FIG. However, the selection of the subcool unit may depend on criteria such as the cost of the LIN and the available upper deck space for the LIN storage and / or the LIN subcool unit itself.

図7は、液化天然ガス(LNG)を生産する方法700のフローチャートである。ブロック702では、天然ガスストリームが、機械式冷凍ユニットに向けられ、天然ガスストリームを液化し、50psia(345kPa)よりも高く500psia(3445kPa)未満である圧力を有する加圧液化天然ガス(LNG)ストリームを形成する.ブロック704では、液体冷媒サブクールユニットが、第1の場所に設けられる。ブロック706では、第1の場所から地理的に分離した第2の場所で液体冷媒が生成される。ブロック708では、生成された液体冷媒が、第1の場所に輸送される。ブロック710では、加圧LNGストリームと液体冷媒の少なくとも1つのストリームとの間で熱を交換することによって液体冷媒サブクールユニット内で加圧LNGストリームをサブクールし、それによってLNGストリームを生産する。   FIG. 7 is a flowchart of a method 700 for producing liquefied natural gas (LNG). At block 702, a natural gas stream is directed to a mechanical refrigeration unit to liquefy the natural gas stream and have a pressure liquefied natural gas (LNG) stream having a pressure greater than 50 psia (345 kPa) and less than 500 psia (3445 kPa). Is formed. At block 704, a liquid refrigerant subcooling unit is provided at the first location. At block 706, liquid refrigerant is generated at a second location that is geographically separated from the first location. At block 708, the generated liquid refrigerant is transported to the first location. At block 710, the pressurized LNG stream is subcooled within the liquid refrigerant subcooling unit by exchanging heat between the pressurized LNG stream and at least one stream of liquid refrigerant, thereby producing an LNG stream.

図7に示す段階は、ただ説明目的で提供されているだけであり、開示する方法を実施するのに特定の段階が必要とされない場合がある。更に、図7は、実施される可能な段階を全て示すものではない。特許請求の範囲及びただそれだけが、開示するシステム及び方法を定めるものである。   The steps shown in FIG. 7 are provided for illustrative purposes only, and no particular steps may be required to perform the disclosed method. Furthermore, FIG. 7 does not show all possible steps that can be performed. The claims and only that define the disclosed system and method.

本明細書に説明した態様は、公知の技術に勝るいくつかの利点を有する。例えば、説明した態様は、機械的冷凍工程に必要とされる電力及びフットプリントを有意に増大することなく、従来の機械式冷凍工程の容量を著しく増大することができる。例えば、公知の供給ガス膨張器ベースの工程と比較して、本明細書に説明したLINサブクールに結合した供給ガス膨張器ベースの工程は、同等の機械式冷凍電力で約50%増のLNGを生産することができる。必要とされるLINの量は、生産されるLNGの各トンに対して約0.28トンのLINである。LINの量を低減することで、この技術はFLNG用途に特に適するものになる。開示した態様を使用すると、供給ガス膨張器ベースの工程による50%余分のスループットは、公知の供給ガス膨張器技術と比べて低圧圧縮器への必要とされる体積流れと極低温熱交換器負荷とをそれぞれ約10%だけ増大するに過ぎない。   The embodiments described herein have several advantages over known techniques. For example, the described aspects can significantly increase the capacity of conventional mechanical refrigeration processes without significantly increasing the power and footprint required for the mechanical refrigeration process. For example, compared to the known feed gas expander-based process, the feed gas expander-based process coupled to the LIN subcool described herein can increase LNG by about 50% with comparable mechanical refrigeration power. Can be produced. The amount of LIN required is about 0.28 tons of LIN for each ton of LNG produced. By reducing the amount of LIN, this technique becomes particularly suitable for FLNG applications. Using the disclosed aspects, the 50% extra throughput due to the feed gas expander-based process requires the required volumetric flow and cryogenic heat exchanger load to the low pressure compressor compared to known feed gas expander technology. Are only increased by about 10% each.

開示した態様は、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。以上の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、これを全ての可能な態様の完全なリストであると見なすべきではない。
1.天然ガスストリームを機械式冷凍ユニットに向けて天然ガスストリームを液化し、50psia(345kPa)よりも高く500psia(3445kPa)未満である圧力を有する加圧液化天然ガス(LNG)ストリームを形成する段階と、液体冷媒サブクールユニットを第1の場所に設ける段階と、第1の場所から地理的に分離した第2の場所で液体冷媒を生成する段階と、生成された液体冷媒を第1の場所に輸送する段階と、加圧LNGストリームと液体冷媒の少なくとも1つのストリームとの間で熱を交換することによって液体冷媒サブクールユニット内で加圧LNGストリームをサブクールし、それによってLNGストリームを生産する段階とを含む液化天然ガス(LNG)を生産する方法。
2.機械式冷凍ユニットが膨張器ベースの冷凍工程を含む項1の方法。
3.膨張器ベースの冷凍工程が供給ガス膨張器ベースの工程である項2の方法。
4.供給ガス膨張器ベースの工程が開ループ供給ガス膨張器ベースの工程である項3の方法。
5.供給ガス膨張器ベースの工程が閉ループ供給ガス膨張器ベースの工程である項3の方法。
6.供給ガス膨張器ベースの工程が、暖端膨張器から第1の冷却ストリームを排出する段階と、冷端膨張器から2相ストリームを排出する段階とを含み、第1冷却ストリームの温度が2相ストリームの温度よりも高い項3の方法。
7.加圧LNGストリームが第1の加圧LNGストリームであり、方法が、2相ストリームを第2の冷却ストリームと第2の加圧LNGストリームとに分離する段階を更に含む項3の方法。
8.供給ガス膨張器ベースの工程が、暖端膨張器から第1の冷却ストリームを排出する段階と、冷端膨張器から第2の冷却ストリームを排出する段階とを含み、第1冷却ストリームの温度が第2冷却ストリームの温度よりも高い項3の方法。
9.第1冷却ストリームの圧力が、第2冷却ストリームの圧力と同じか又は実質的に同じである項7又は8の方法。
10.加圧LNGストリームを液体冷媒サブクールユニットに向ける前に第2の加圧LNGストリームを第1の加圧LNGと混合する段階を更に含む項9の方法。
11.液体冷媒サブクールユニットが少なくとも1つの熱交換器を含む項1〜10のいずれかの方法。
12.液体冷媒サブクールユニットが少なくとも1つの圧縮器及び/又は膨張器を含む項1〜11のいずれかの方法。
13.蒸発した液体冷媒ストリームを使用して第2の処理された天然ガスストリームを液化し、追加の加圧LNGストリームを生産する項1〜12のいずれかの方法。
14.追加の加圧LNGストリームが、加圧LNGストリームを液体冷媒でサブクールする段階の前に加圧LNGストリームと混合される項13の方法。
15.浮遊式LNG施設上に機械式冷凍ユニットと液体冷媒サブクールユニットを配置させる段階を更に含む項1〜14のいずれかの方法。
16.液体冷媒を使用してLNGボイルオフガスを再液化する段階を更に含む項1〜15のいずれかの方法。
17.液体冷媒及び/又は液体冷媒のボイルオフガスが、機械式冷凍ユニットのターンダウン及び/又はシャットダウン期間中に機械式冷凍ユニット及び/又は液体冷媒サブクールユニット機器を冷たく保つのに使用される項1〜16のいずれかの方法。
18.温熱液体冷媒蒸気を使用して熱交換に使用される熱交換器の霜取りをする項1〜17のいずれかの方法。
19.二重目的運搬船内で第1の場所から第2の場所までLNGストリームを輸送する段階と、LNGストリームが二重目的運搬船から荷降ろしされた後に二重目的運搬船内で第2の場所から第1の場所まで液体冷媒を輸送する段階とを更に含む項1〜18のいずれかの方法。
20.機械式冷凍ユニットが、単一混合冷媒工程、純粋成分カスケード冷媒工程、又は二重混合冷媒工程のうちの1つを含む項1〜19のいずれかの方法。
21.加圧LNGストリームが、100psia(690kPa)よりも高く400psia(2758kPa)未満である圧力を有する項1〜20のいずれかの方法。
22.加圧LNGストリームが、200psia(1379kPa)よりも高く300psia(2068kPa)未満である圧力を有する項1〜21のいずれかの方法。
23.液体冷媒が液体窒素(LIN)を含む項1〜22のいずれかの方法。
24.LNG再ガス化中にLNGと熱を交換することによってLINを生成する段階を更に含む項23の方法。
25.LINを400psia(2758kPa)よりも高い圧力まで加圧して高圧液体窒素ストリームを形成する段階を更に含む項23の方法。
26.高圧液体窒素ストリームと加圧LNGストリームの間で熱交換して温熱窒素ガスストリームを形成する段階を更に含む項25の方法。
27.少なくとも1つの加温窒素ガスストリームの圧力を低減し、それによって少なくとも1つの更に冷却された窒素ガスストリームを生成するために少なくとも1つの膨張器サ―ビス内の少なくとも1つの加温窒素ガスストリームの圧力を液体冷媒サブクールユニット内で低減する段階を更に含む項23の方法。
28.少なくとも1つの更に冷却された窒素ガスストリームが、加圧LNGストリームと熱交換して加温窒素ガスストリームを形成する項27の方法。
29.少なくとも1つの膨張器サービスを電力を発生させる少なくとも1つの発電機と結合させる段階を更に含む項27の方法。
30.少なくとも1つの膨張器サービスを加温窒素ガスストリームを圧縮するのに使用される少なくとも1つの圧縮器と結合させる段階を更に含む項27の方法。
31.加圧LNGストリームを複数の機械式冷凍ユニットから液体冷媒サブクールユニットに向けて少なくとも1つのLNGストリームを生産する段階を更に含む項1〜30のいずれかの方法。
32.供給ガス膨張器ベースの工程を使用して天然ガスストリームを液化し、50psia(345kPa)よりも高く500psia(3445kPa)未満の圧力で加圧液化天然ガス(LNG)ストリームを形成するように構成された機械式冷凍ユニットと、第1の場所に配置された液体窒素(LIN)サブクールユニットと、第1の場所から地理的に分離した第2の場所で生成されてLINサブクールユニットに輸送される液体窒素(LIN)ストリームとを含み、LINサブクールユニットが、加圧LNGストリームとLINストリームのうちの少なくとも1つのストリームとの間で熱を交換することによって加圧LNGストリームをサブクールし、それによってLNGストリームと少なくとも1つ蒸発したLINストリームとを生産するように構成される液化天然ガス(LNG)を生産するためのシステム。
33.機械式冷凍ユニットが、第1の冷却ストリームをそこから排出するように構成された暖端膨張器と、2相ストリームをそこから排出するように構成された冷端膨張器とを含み、第1冷却ストリームの温度が、2相ストリームの温度よりも高く、加圧LNGストリームが、第1の加圧LNGストリームであり、2相ストリームが、第2の冷却ストリームと第2の加圧LNGストリームとに分割されるように構成される項32のシステム。
34.機械式冷凍ユニットが、第1の冷却ストリームをそこから排出するように構成された暖端膨張器と、第2の冷却ストリームをそこから排出するように構成された冷端膨張器とを含み、第1冷却ストリームの温度が、第2冷却ストリームの温度よりも高い項32のシステム。
35.第1冷却ストリームの圧力が、第2冷却ストリームの圧力と同じか又は実質的に同じである項33又は34のシステム。
36.加圧LNGストリームを液体冷媒サブクールユニットに向ける前に第2の加圧LNGストリームが第1の加圧LNGと混合される項35のシステム。
37.少なくとも1つの蒸発した液体冷媒ストリームを使用して第2の処理された天然ガスストリームを液化し、追加の加圧LNGストリームを生産する項32〜35のいずれかのシステム。
38.機械式冷凍ユニット及び液体冷媒サブクールユニットが浮遊式LNG施設上に配置される項32〜36のいずれかのシステム。
39.LNGストリームを第1の場所から第2場所に輸送するようにかつサブクールされたLNGストリームが二重目的運搬船から荷降ろしされた後に第2の場所から第1の場所まで二重目的運搬船内で液体冷媒を輸送するように構成された二重目的運搬船を更に含む項32〜37のいずれかの方法。
The disclosed aspects can include any combination of the methods and systems shown in the following numbered paragraphs. Since any number of variations can be envisaged from the above description, this should not be regarded as a complete list of all possible aspects.
1. Directing the natural gas stream to a mechanical refrigeration unit to liquefy the natural gas stream to form a pressurized liquefied natural gas (LNG) stream having a pressure greater than 50 psia (345 kPa) and less than 500 psia (3445 kPa); Providing a liquid refrigerant subcooling unit at a first location, generating liquid refrigerant at a second location geographically separated from the first location, and transporting the generated liquid refrigerant to the first location And subcooling the pressurized LNG stream within the liquid refrigerant subcooling unit by exchanging heat between the pressurized LNG stream and at least one stream of liquid refrigerant, thereby producing an LNG stream. A method for producing liquefied natural gas (LNG).
2. The method of paragraph 1, wherein the mechanical refrigeration unit comprises an expander-based refrigeration process.
3. Item 3. The method of Item 2, wherein the expander-based refrigeration step is a feed gas expander-based step.
4). Item 4. The method of Item 3, wherein the feed gas expander-based process is an open loop feed gas expander-based process.
5. Item 4. The method of Item 3, wherein the supply gas expander-based process is a closed-loop supply gas expander-based process.
6). A feed gas expander based process includes discharging a first cooling stream from the warm end expander and discharging a two phase stream from the cold end expander, wherein the temperature of the first cooling stream is two phase. The method of paragraph 3, wherein the temperature is higher than the temperature of the stream.
7). The method of paragraph 3, wherein the pressurized LNG stream is a first pressurized LNG stream, and the method further comprises the step of separating the two-phase stream into a second cooling stream and a second pressurized LNG stream.
8). A feed gas expander-based process includes discharging a first cooling stream from the warm end expander and discharging a second cooling stream from the cold end expander, wherein the temperature of the first cooling stream is Item 4. The method of Item 3, wherein the temperature is higher than the temperature of the second cooling stream.
9. Item 9. The method of Item 7 or 8, wherein the pressure of the first cooling stream is the same as or substantially the same as the pressure of the second cooling stream.
10. The method of clause 9, further comprising the step of mixing the second pressurized LNG stream with the first pressurized LNG before directing the pressurized LNG stream to the liquid refrigerant subcooling unit.
11. Item 11. The method according to any one of Items 1 to 10, wherein the liquid refrigerant subcool unit includes at least one heat exchanger.
12 Item 12. The method according to any one of Items 1 to 11, wherein the liquid refrigerant subcool unit includes at least one compressor and / or expander.
13. Item 13. The method of any of paragraphs 1-12, wherein the evaporated liquid refrigerant stream is used to liquefy the second treated natural gas stream to produce an additional pressurized LNG stream.
14 The method of paragraph 13, wherein the additional pressurized LNG stream is mixed with the pressurized LNG stream prior to subcooling the pressurized LNG stream with a liquid refrigerant.
15. Item 15. The method according to any one of Items 1 to 14, further comprising disposing a mechanical refrigeration unit and a liquid refrigerant subcooling unit on the floating LNG facility.
16. Item 16. The method according to any one of Items 1 to 15, further comprising the step of reliquefying the LNG boil-off gas using a liquid refrigerant.
17. Item 1-16 wherein the liquid refrigerant and / or boil-off gas of the liquid refrigerant is used to keep the mechanical refrigeration unit and / or liquid refrigerant subcooling unit equipment cool during the mechanical refrigeration unit turndown and / or shutdown period. Either way.
18. Item 18. The method according to any one of Items 1 to 17, wherein the heat exchanger used for heat exchange is defrosted using the hot liquid refrigerant vapor.
19. Transporting an LNG stream from a first location to a second location within a dual purpose carrier, and first from a second location within the dual purpose carrier after the LNG stream is unloaded from the dual purpose carrier. The method according to any one of Items 1 to 18, further comprising the step of transporting the liquid refrigerant to the location.
20. Item 20. The method of any of paragraphs 1-19, wherein the mechanical refrigeration unit comprises one of a single mixed refrigerant process, a pure component cascade refrigerant process, or a double mixed refrigerant process.
21. The method of any of paragraphs 1-20, wherein the pressurized LNG stream has a pressure that is greater than 100 psia (690 kPa) and less than 400 psia (2758 kPa).
22. The method of any of paragraphs 1-21, wherein the pressurized LNG stream has a pressure that is greater than 200 psia (1379 kPa) and less than 300 psia (2068 kPa).
23. Item 23. The method according to any one of Items 1 to 22, wherein the liquid refrigerant contains liquid nitrogen (LIN).
24. 24. The method of paragraph 23, further comprising the step of generating LIN by exchanging heat with LNG during LNG regasification.
25. 24. The method of paragraph 23, further comprising pressurizing LIN to a pressure greater than 400 psia (2758 kPa) to form a high pressure liquid nitrogen stream.
26. 26. The method of paragraph 25, further comprising the step of heat exchanging between the high pressure liquid nitrogen stream and the pressurized LNG stream to form a hot nitrogen gas stream.
27. Of the at least one heated nitrogen gas stream in the at least one expander service to reduce the pressure of the at least one heated nitrogen gas stream, thereby producing at least one further cooled nitrogen gas stream. 24. The method of paragraph 23, further comprising the step of reducing the pressure within the liquid refrigerant subcooling unit.
28. 28. The method of paragraph 27, wherein the at least one further cooled nitrogen gas stream is heat exchanged with the pressurized LNG stream to form a heated nitrogen gas stream.
29. 28. The method of clause 27, further comprising combining the at least one expander service with at least one generator that generates power.
30. 28. The method of paragraph 27, further comprising combining at least one expander service with at least one compressor used to compress the warm nitrogen gas stream.
31. 31. The method of any of paragraphs 1-30, further comprising producing at least one LNG stream from the plurality of mechanical refrigeration units to the liquid refrigerant subcooling unit.
32. The feed gas expander based process was used to liquefy the natural gas stream and configured to form a pressurized liquefied natural gas (LNG) stream at a pressure greater than 50 psia (345 kPa) and less than 500 psia (3445 kPa) A mechanical refrigeration unit, a liquid nitrogen (LIN) subcool unit located at the first location, and liquid nitrogen generated at a second location geographically separated from the first location and transported to the LIN subcool unit The LIN subcooling unit subcools the pressurized LNG stream by exchanging heat between the pressurized LNG stream and at least one of the LIN streams, and thereby the LNG stream Producing at least one evaporated LIN stream System for the production of sea urchin composed liquefied natural gas (LNG).
33. A mechanical refrigeration unit includes a warm end expander configured to discharge a first cooling stream therefrom, and a cold end expander configured to discharge a two phase stream therefrom, the first The temperature of the cooling stream is higher than the temperature of the two-phase stream, the pressurized LNG stream is a first pressurized LNG stream, the two-phase stream is a second cooled stream and a second pressurized LNG stream, 32. The system of clause 32 configured to be divided into:
34. A mechanical refrigeration unit includes a warm end expander configured to discharge a first cooling stream therefrom, and a cold end expander configured to discharge a second cooling stream therefrom; The system of paragraph 32, wherein the temperature of the first cooling stream is higher than the temperature of the second cooling stream.
35. 35. The system of paragraph 33 or 34, wherein the pressure of the first cooling stream is the same as or substantially the same as the pressure of the second cooling stream.
36. 36. The system of paragraph 35, wherein the second pressurized LNG stream is mixed with the first pressurized LNG before directing the pressurized LNG stream to the liquid refrigerant subcooling unit.
37. 36. The system of any of paragraphs 32-35, wherein the at least one evaporated liquid refrigerant stream is used to liquefy the second treated natural gas stream to produce an additional pressurized LNG stream.
38. Item 37. The system according to any one of Items 32 to 36, wherein the mechanical refrigeration unit and the liquid refrigerant subcool unit are arranged on the floating LNG facility.
39. Liquid in the dual-purpose carrier from the second location to the first location after the LNG stream has been unloaded from the dual-purpose carrier to transport the LNG stream from the first location to the second location 38. The method of any of paragraphs 32-37, further comprising a dual purpose carrier configured to transport the refrigerant.

本発明の開示の範囲から逸脱することなく先の開示に対する多くの変更、修正、及び代替が可能であることを理解しなければならない。従って、以上の説明は、本発明の開示の範囲を限定することを意図しない。むしろ、開示の範囲は、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物によってのみ決定しなければならない。本発明の実施例の構造及び特徴は、変更、再配置、置換、削除、複製、組合せ、又は互いの追加が可能であるようにも考えられている。   It should be understood that many variations, modifications, and alternatives to the previous disclosure are possible without departing from the scope of the present disclosure. Accordingly, the above description is not intended to limit the scope of the present disclosure. Rather, the scope of the disclosure should be determined only by the appended claims and their equivalents. It is contemplated that the structure and features of embodiments of the present invention can be changed, rearranged, replaced, deleted, duplicated, combined, or added to each other.

Claims (28)

液化天然ガス(LNG)を生産する方法であって、
天然ガスストリームを機械式冷凍ユニットに向けて該天然ガスストリームを液化し、50psia(345kPa)よりも高く500psia(3445kPa)未満である圧力を有する加圧液化天然ガス(LNG)ストリームを形成する段階と、
液体冷媒サブクールユニットを第1の場所に設ける段階と、
前記第1の場所から地理的に分離した第2の場所で液体冷媒を生成する段階と、
前記生成された液体冷媒を前記第1の場所に輸送する段階と、
前記液体冷媒サブクールユニット内で前記加圧LNGストリームを該加圧LNGストリームと前記液体冷媒の少なくとも1つのストリームとの間で熱を交換することによってサブクールし、それによってLNGストリームを生産する段階と、を含む、
ことを特徴とする方法。
A method for producing liquefied natural gas (LNG) comprising:
Directing the natural gas stream to a mechanical refrigeration unit to liquefy the natural gas stream to form a pressurized liquefied natural gas (LNG) stream having a pressure greater than 50 psia (345 kPa) and less than 500 psia (3445 kPa); ,
Providing a liquid refrigerant subcooling unit at a first location;
Generating a liquid refrigerant at a second location geographically separated from the first location;
Transporting the generated liquid refrigerant to the first location;
Subcooling the pressurized LNG stream in the liquid refrigerant subcooling unit by exchanging heat between the pressurized LNG stream and at least one stream of the liquid refrigerant, thereby producing an LNG stream; including,
A method characterized by that.
前記機械式冷凍ユニットは、膨張器ベースの冷凍工程を含む、
請求項1に記載の方法。
The mechanical refrigeration unit includes an expander-based refrigeration process,
The method of claim 1.
前記膨張器ベースの冷凍工程は、開ループ供給ガス膨張器ベースの工程及び閉ループ供給ガス膨張器ベースの工程のうちの一方である、
請求項2に記載の方法。
The expander-based refrigeration process is one of an open-loop feed gas expander-based process and a closed-loop feed gas expander-based process.
The method of claim 2.
前記膨張器ベースの冷凍工程は、
暖端膨張器から第1の冷却ストリームを排出する段階と、
冷端膨張器から2相ストリームを排出する段階と、
を含む供給ガス膨張器ベースの工程であり、
前記第1冷却ストリームの温度が、前記2相ストリームの温度よりも高い、
請求項2に記載の方法。
The expander-based refrigeration process includes:
Discharging the first cooling stream from the warm end expander;
Discharging the two-phase stream from the cold end expander;
A supply gas expander based process comprising:
The temperature of the first cooling stream is higher than the temperature of the two-phase stream;
The method of claim 2.
前記加圧LNGストリームは、第1の加圧LNGストリームであり、
前記方法が、前記2相ストリームを第2の冷却ストリームと第2の加圧LNGストリームに分離する段階を更に含む、
請求項4に記載の方法。
The pressurized LNG stream is a first pressurized LNG stream;
The method further includes separating the two-phase stream into a second cooling stream and a second pressurized LNG stream.
The method of claim 4.
前記膨張器ベースの冷凍工程は、
暖端膨張器から第1の冷却ストリームを排出する段階と、
冷端膨張器から第2の冷却ストリームを排出する段階と、
を含む供給ガス膨張器ベースの工程であり、
前記第1冷却ストリームの温度が、前記第2冷却ストリームの温度よりも高い、
請求項3に記載の方法。
The expander-based refrigeration process includes:
Discharging the first cooling stream from the warm end expander;
Discharging a second cooling stream from the cold end expander;
A supply gas expander based process comprising:
The temperature of the first cooling stream is higher than the temperature of the second cooling stream;
The method of claim 3.
前記第1冷却ストリームの圧力が、前記第2冷却ストリームの圧力と同じか又は実質的に同じである、
請求項5又は6に記載の方法。
The pressure of the first cooling stream is the same as or substantially the same as the pressure of the second cooling stream;
The method according to claim 5 or 6.
前記加圧LNGストリームを前記液体冷媒サブクールユニットに向ける前に前記第2の加圧LNGストリームを前記第1の加圧LNGと混合する段階を更に含む、
請求項7に記載の方法。
Further comprising mixing the second pressurized LNG stream with the first pressurized LNG before directing the pressurized LNG stream to the liquid refrigerant subcooling unit;
The method of claim 7.
前記液体冷媒サブクールユニットは、
少なくとも1つの熱交換器、又は少なくとも1つの圧縮器及び/又は膨張器を備えている、
請求項1ないし8のいずれか1項に記載の方法。
The liquid refrigerant subcool unit is:
Comprising at least one heat exchanger, or at least one compressor and / or expander,
9. A method according to any one of claims 1 to 8.
前記蒸発した液体冷媒ストリームを使用して第2の処理された天然ガスストリームを液化し、追加の加圧LNGストリームを生産する段階と、
前記加圧LNGストリームを、前記液体冷媒を用いて前記サブクールする段階の前に前記追加の加圧LNGストリームを前記加圧LNGストリームと混合する段階と、を更に含む、
請求項1ないし9のいずれか1項に記載の方法。
Liquefying a second treated natural gas stream using the evaporated liquid refrigerant stream to produce an additional pressurized LNG stream;
Mixing the additional pressurized LNG stream with the pressurized LNG stream prior to the subcooling of the pressurized LNG stream with the liquid refrigerant.
10. A method according to any one of claims 1-9.
浮遊式LNG施設上に前記機械式冷凍ユニットと前記液体冷媒サブクールユニットを配置する段階を更に含む、
請求項1ないし10のいずれか1項に記載の方法。
Further comprising disposing the mechanical refrigeration unit and the liquid refrigerant subcooling unit on a floating LNG facility,
11. A method according to any one of claims 1 to 10.
前記液体冷媒を使用してLNGボイルオフガスを再液化する段階を更に含む、
請求項1ないし11のいずれか1項に記載の方法。
Re-liquefying LNG boil-off gas using the liquid refrigerant;
12. A method according to any one of the preceding claims.
前記液体冷媒及び/又は液体冷媒ボイルオフガスが、前記機械式冷凍ユニットのターンダウン及び/又はシャットダウン期間中に該機械式冷凍ユニット及び/又は液体冷媒サブクールユニット機器を冷たく保つのに使用される、
請求項1ないし12のいずれか1項に記載の方法。
The liquid refrigerant and / or liquid refrigerant boil-off gas is used to keep the mechanical refrigeration unit and / or liquid refrigerant subcooling unit equipment cool during the mechanical refrigeration unit turndown and / or shutdown period,
13. A method according to any one of claims 1-12.
温熱液体冷媒蒸気が、熱を交換するのに使用される熱交換器の霜取りをするのに使用される、
請求項1ないし13のいずれか1項に記載の方法。
The hot liquid refrigerant vapor is used to defrost the heat exchanger used to exchange heat,
14. A method according to any one of claims 1 to 13.
二重目的運搬船内で前記第1の場所から前記第2の場所まで前記LNGストリームを輸送する段階と、
前記LNGストリームが前記二重目的運搬船から荷降ろしされた後に該二重目的運搬船内で前記第2の場所から前記第1の場所まで前記液体冷媒を輸送する段階と、を更に含む、
請求項1ないし14のいずれか1項に記載の方法。
Transporting the LNG stream from the first location to the second location within a dual purpose carrier ship;
Transporting the liquid refrigerant from the second location to the first location within the dual-purpose carrier after the LNG stream has been unloaded from the dual-purpose carrier.
15. A method according to any one of claims 1 to 14.
前記機械式冷凍ユニットは、単一混合冷媒工程、純粋成分カスケード冷媒工程、又は二重混合冷媒工程のうちの1つを含む、
請求項1ないし15のいずれか1項に記載の方法。
The mechanical refrigeration unit includes one of a single mixed refrigerant process, a pure component cascade refrigerant process, or a double mixed refrigerant process.
16. A method according to any one of claims 1 to 15.
前記加圧LNGストリームは、100psia(690kPa)よりも高く400psia(2758kPa)未満である圧力を有する、
請求項1ないし16のいずれか1項に記載の方法。
The pressurized LNG stream has a pressure that is greater than 100 psia (690 kPa) and less than 400 psia (2758 kPa);
The method according to any one of claims 1 to 16.
前記加圧LNGストリームは、200psia(1379kPa)よりも高く300psia(2068kPa)未満である圧力を有する、
請求項1ないし17のいずれか1項に記載の方法。
The pressurized LNG stream has a pressure that is greater than 200 psia (1379 kPa) and less than 300 psia (2068 kPa);
18. A method according to any one of claims 1 to 17.
前記液体冷媒は、液体窒素(LIN)を含み、
前記方法が、
LNG再ガス化中にLNGと熱を交換することによって前記LINを生成する段階を更に含む、
請求項1ないし18のいずれか1項に記載の方法。
The liquid refrigerant includes liquid nitrogen (LIN),
The method comprises
Further comprising generating said LIN by exchanging heat with LNG during LNG regasification;
The method according to any one of claims 1 to 18.
前記液体冷媒は、液体窒素を含み、
前記方法が、
前記LINを400psia(2758kPa)よりも高い圧力まで加圧して高圧液体窒素ストリームを形成する段階と、
前記高圧液体窒素ストリームと前記加圧LNGストリームの間で熱を交換して温熱窒素ガスストリームを形成する段階と、
前記少なくとも1つの加温窒素ガスストリームの圧力を低減し、それによって少なくとも1つの更に冷却された窒素ガスストリームを生成するために、少なくとも1つの膨張器サ―ビス内の少なくとも1つの加温天然ガスストリームの圧力を前記液体冷媒サブクールユニット内で低減する段階と、を更に含む、
請求項1ないし19のいずれか1項に記載の方法。
The liquid refrigerant includes liquid nitrogen,
The method comprises
Pressurizing the LIN to a pressure greater than 400 psia (2758 kPa) to form a high pressure liquid nitrogen stream;
Exchanging heat between the high pressure liquid nitrogen stream and the pressurized LNG stream to form a hot nitrogen gas stream;
At least one warmed natural gas in at least one expander service to reduce the pressure of the at least one warmed nitrogen gas stream, thereby producing at least one further cooled nitrogen gas stream Reducing the pressure of the stream within the liquid refrigerant subcooling unit,
20. A method according to any one of claims 1-19.
前記少なくとも1つの更に冷却された窒素ガスストリームは、前記加圧LNGストリームと熱を交換して加温窒素ガスストリームを形成する、
請求項20に記載の方法。
The at least one further cooled nitrogen gas stream exchanges heat with the pressurized LNG stream to form a heated nitrogen gas stream;
The method of claim 20.
前記少なくとも1つの膨張器サービスを、
電力を発生させる少なくとも1つの発電機、又は加温窒素ガスストリームを圧縮するのに使用される少なくとも1つの圧縮器と結合させる段階を更に含む、
請求項20に記載の方法。
The at least one inflator service;
Further comprising coupling with at least one generator for generating electrical power or at least one compressor used to compress the heated nitrogen gas stream;
The method of claim 20.
加圧LNGストリームを複数の機械式冷凍ユニットから前記液体冷媒サブクールユニットに向けて少なくとも1つのLNGストリームを生産する段階を更に含む、
請求項1ないし22のいずれか1項に記載の方法。
Further comprising producing at least one LNG stream from a plurality of mechanical refrigeration units to the liquid refrigerant subcool unit from a pressurized LNG stream;
23. A method according to any one of claims 1 to 22.
液化天然ガス(LNG)を生産するためのシステムであって、
供給ガス膨張器ベースの工程を使用して天然ガスストリームを液化し、50psia(345kPa)よりも高く500psia(3445kPa)未満である圧力を有する加圧液化天然ガス(LNG)ストリームを形成するように構成された機械式冷凍ユニットと、
第1の場所に配置された液体窒素(LIN)サブクールユニットと、
前記第1の場所から地理的に分離した第2の場所で生成されて前記LINサブクールユニットまで輸送される液体窒素(LIN)ストリームと、を備え、
前記LINサブクールユニットは、前記加圧LNGストリームと前記LINストリームのうちの少なくとも1つのストリームとの間で熱を交換することによって該加圧LNGストリームをサブクールし、それによってLNGストリームと少なくとも1つの蒸発したLINストリームとを生成するように構成されている、
ことを特徴とするシステム。
A system for producing liquefied natural gas (LNG),
Configured to liquefy a natural gas stream using a feed gas expander based process to form a pressurized liquefied natural gas (LNG) stream having a pressure greater than 50 psia (345 kPa) and less than 500 psia (3445 kPa) A mechanical refrigeration unit,
A liquid nitrogen (LIN) subcooling unit disposed in the first location;
A liquid nitrogen (LIN) stream produced at a second location geographically separated from the first location and transported to the LIN subcooling unit;
The LIN subcooling unit subcools the pressurized LNG stream by exchanging heat between the pressurized LNG stream and at least one of the LIN streams, thereby LNG stream and at least one evaporation. Configured to generate a LIN stream,
A system characterized by that.
前記機械式冷凍ユニットは、
第1の冷却ストリームをそこから排出するように構成された暖端膨張器と、
2相ストリームをそこから排出するように構成された冷端膨張器と、を備え、
前記第1冷却ストリームの温度が、前記2相ストリームの温度よりも高く、
前記加圧LNGストリームは、第1の加圧LNGストリームであり、
前記2相ストリームは、第2の冷却ストリームと第2の加圧LNGストリームとに分割されるように構成される、
請求項24に記載のシステム。
The mechanical refrigeration unit is
A warm end expander configured to discharge a first cooling stream therefrom;
A cold end expander configured to discharge a two-phase stream therefrom,
The temperature of the first cooling stream is higher than the temperature of the two-phase stream;
The pressurized LNG stream is a first pressurized LNG stream;
The two-phase stream is configured to be divided into a second cooling stream and a second pressurized LNG stream;
25. The system according to claim 24.
前記機械式冷凍ユニットは、
第1の冷却ストリームをそこから排出するように構成された暖端膨張器と、
第2の冷却ストリームをそこから排出するように構成された冷端膨張器と、を備え、
前記第1冷却ストリームの温度が、前記第2冷却ストリームの温度よりも高い、
請求項24に記載のシステム。
The mechanical refrigeration unit is
A warm end expander configured to discharge a first cooling stream therefrom;
A cold end expander configured to discharge a second cooling stream therefrom,
The temperature of the first cooling stream is higher than the temperature of the second cooling stream;
25. The system according to claim 24.
前記機械式冷凍ユニット及び前記液体冷媒サブクールユニットは、浮遊式LNG施設上に配置されている、
請求項24ないし26のいずれか1項に記載のシステム。
The mechanical refrigeration unit and the liquid refrigerant subcool unit are disposed on a floating LNG facility,
27. A system according to any one of claims 24 to 26.
前記LNGストリームを前記第1の場所から前記第2場所に輸送し、かつ前記サブクールされたLNGストリームが二重目的運搬船から荷降ろしされた後に二重目的運搬船内で該第2の場所から該第1の場所まで前記液体冷媒を輸送するように構成された二重目的運搬船、を更に備えている、
請求項24ないし27のいずれか1項に記載のシステム。
Transporting the LNG stream from the first location to the second location and unloading the subcooled LNG stream from the second location within the dual-purpose carrier after the unloading from the dual-purpose carrier. Further comprising a dual-purpose carrier configured to transport the liquid refrigerant to one location;
28. A system according to any one of claims 24 to 27.
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