JP5363988B2 - 混合流における気液相の一様性を得る方法及び装置 - Google Patents

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Description

本発明は、気液混合流（限定するものではないが特に天然ガスなどの炭化水素流の液化に伴って生じる流れ）から得られる２以上の流れにおいて気液相の一様性を得る方法及び装置に関するものである。
別の態様では、本発明は炭化水素流を冷却、好ましくは液化する方法に関する。
天然ガス流を液化して液化天然ガス（ＬＮＧ）を得る方法が複数知られている。いくつかの理由により、天然ガス流を液化するのが望ましい。例として、天然ガスを貯蔵したり長距離輸送する場合、ガスの状態よりも液体とする方が容易に行うことができる。液体の方が、占有する体積が小さく、高圧で貯蔵する必要もないからである。
通常は、主にメタンを含んだ天然ガスを高圧にてＬＮＧプラントに入れて前処理し、低温での液化に適した精製された供給原料を作る。この精製ガスを、熱交換器を用いる複数の冷却段階によって処理し、液化が実現されるまでその温度を漸次下げる。次に、液体の天然ガスを更に冷却し膨張させ、貯蔵や輸送に適した最終的な大気圧にする。各膨張段階で得られるフラッシュ蒸気は、プラントの燃料ガスの供給源として使用できる。
このようなＬＮＧプラントでは、気液相の混合物からなる流れが、例えば２つの熱交換器の間に存在する。一例がＵＳ６，３８９，８４４Ｂ１の図３に示されている。
ＵＳ６，３８９，８４４Ｂ１は天然ガスの液化プラントに関するものである。図３は、第１段階の熱交換器１０２’と第２段階の熱交換器１０２を関与させて天然ガスを予冷する態様を示す。これらの第１及び第２段階の熱交換器の間には、２つの導管１５０及び１５１が存在し、一方は冷媒用であり、もう一方は天然ガス用である。冷媒や場合によっては天然ガスは気液混合流であり、このような流れは熱交換器１０２’と熱交換器１０２との間で１つの導管によって運ばれる。
しかしながら、２つの熱交換器の間で流れを送るこの方法では、導管１５０及び１５１を通過する流れにおける気相と液相の不均一な分布が生じ得る。その結果、第２段階の熱交換器１０２に入っていく気液相の一様でない分布が生じることで、第２段階の熱交換器１０２中で不均一な温度分布が生じ、よって効率が悪くなる。
本発明の目的は、気液混合流から得られる２以上の流れにおいて気液相の一様性を改善することである。
本発明の別の目的は、冷却プラント又は冷却方法のエネルギー必要量を削減することである。
上記の又はその他の目的の１以上を本発明により達成でき、本発明は、気液混合流から得られる２以上の流れにおいて気液相の一様性を得る方法であって、
（ａ）前記気液混合流を第１の熱交換器から１以上の入口部を通して、第２の熱交換器に連結された２以上の出口部を有する分配容器に送り込む工程；
（ｂ）前記混合流の液体部分を前記分配容器中の第１の領域に集める工程；
（ｃ）前記混合流の蒸気部分を工程（ｂ）の前記第１の領域より好ましくは上にある前記分配容器の第２の領域に集める工程；
（ｄ）前記第１の領域に連通した各出口部に設けられた１以上の液体用開口を通して前記第１の領域中の液体を前記出口部に送る工程；及び
（ｅ）前記第２の領域に連通した各出口部に設けられた１以上の蒸気用開口を通して前記第２の領域中の蒸気を前記出口部に送る工程；
を含む方法を提供する。
別の態様では、本発明は、気液混合流から得られる２以上の流れにおいて気液相の一様性を得るための装置であって、
第１の熱交換器の１以上の出口部に連結された１以上の分配容器入口部と、第２の熱交換器の２以上の入口部に連結された２以上の分配容器出口部とを有する分配容器；
前記混合流の液体を収集するための前記分配容器中の第１の領域；
前記混合流の蒸気部分を収集するための、好ましくは第１の領域より上にある前記分配容器中の第２の領域；
前記第１の領域に連通した各出口部において前記混合流の液体部分が通過できる１以上の液体用開口；及び
前記第２の領域に連通した各出口部において前記混合流の蒸気部分が通過できる１以上の蒸気用開口；
を少なくとも備える装置を提供する。
別の態様では、本発明は、天然ガス流などの炭化水素流を冷却する方法であって、
（ｉ）２以上の熱交換器が関与する冷却段階に前記炭化水素流を通し、その際に前記熱交換器間で気液混合流を送る工程；及び
（ｉｉ）前記熱交換器間の前記気液混合流の通路中にて本明細書に記載の分配容器を使用する工程；
を少なくとも含む方法を提供する。
以下、限定するものではないが単なる例として添付図面に関して本発明の態様を説明する。
１方法により連結された２つの熱交換器の略図である。 本発明の１態様において使用する分配容器の側断面図である。 本明細書に記載の分配容器を用いた２つの熱交換器についての簡素化した側面図である。
説明のため、１つの管路とその管路で運ばれる流れとに１つの参照番号を割り当てる。同じ参照番号は同種の構成要素、流れ又は管路を示す。
気液混合流の通路中に分配容器を使用することにより、各出口流における液相と気相の分布が、例えば分配リングを用いる従来の方法における分布よりも均等又は一様になる。各出口部から液相と気相のより均等な分布を提供することにより、次の工程又は使用において流れのより均一な温度分布が得られる。
本発明の態様では、炭化水素流を冷却、特に液化する方法又はプラント又は装置の全エネルギー必要量を削減でき、且つ／又は該方法、プラント又は装置を更に効率的にし、よって更に経済的にすることができる。
本発明の態様は、別の流れ（複数も可）、例えば炭化水素流（例えば天然ガス）などを冷却するのに用いられる冷媒の気液混合流、好ましくは混合冷媒にまで拡張される。多くの冷媒が知られており、限定するものではないが、天然ガス自体、エタン、エチレン、プロパン、プロピレン、ブタン、ペンタン、及び窒素が単一の成分として挙げられ、又はこれらの２種以上を用いて混合冷媒を形成できる。
ここに記載の方法は種々の炭化水素供給流に適用できるが、液化される天然ガス流に特に適している。当業者ならば炭化水素流の液化の方法を容易に理解するであろうから、ここでは更に詳細に説明しない。
気液混合流が第１の熱交換器から１つの流れとして与えられ、出口流（複数）が第２の熱交換器に与えられる。これらの出口をこの第２の熱交換器に直接連結してもよいし、この熱交換器内の管束に連結してもよい。第１の熱交換器と第２の熱交換器はシェル・アンド・チューブ型の熱交換器、好ましくはスプール巻型の熱交換器とし得る。１態様では、このようにして天然ガス流を冷却する。
炭化水素流を２以上の冷却段階に通すことによって冷却、特に液化することができる。任意の数の冷却段階を使用でき、各冷却段階は随意の１以上のステップ、レベル又はセクションのみならず、１以上の熱交換器を用い得る。各冷却段階は２以上の熱交換器を直列又は並列又はそれらを組み合わせて用い得る。天然ガスなどの炭化水素流を液化できる適当な熱交換器の構成は、当該技術において知られている。
１構成では、これは第１の冷却段階と第２の冷却段階とからなる２つの冷却段階を含み、第１の段階は好ましくは予冷段階であり、第２の段階は好ましくはメインの低温段階である。
本発明は、限定するものではないが、冷却及び／又は液化される炭化水素流を含めて任意の気液混合流に対して使用できる。
冷却及び／又は液化の方法又はプラントのための炭化水素流は、液化される任意の適当な炭化水素含有流でよいが、通常は天然ガス又は石油の貯蔵所から得られる天然ガス流である。代案として、天然ガス流を、フィッシャー・トロプシュ法などの合成源をも含めて別の供給源から得ることもできる。
通常は天然ガスは実質的にメタンから成る。好ましくは炭化水素流は少なくとも６０モル％のメタン、より好ましくは少なくとも８０モル％のメタンを含む。
供給源に依存して、天然ガスは、芳香族炭化水素だけでなくエタン、プロパン、ブタン及びペンタンなどのメタンより重い炭化水素についても種々の量にて含有し得る。天然ガス流はまた、Ｈ２Ｏ、Ｎ２、ＣＯ２、Ｈ２Ｓなどの非炭化水素や他の硫黄化合物などを含有し得る。
必要なら、炭化水素流は、本発明において使用する前に前処理してもよい。この前処理は、ＣＯ２やＨ２Ｓなど存在する不要な成分の除去、又は予冷、予備加圧などの他の工程を含み得る。これらの工程は当業者には周知であるので、ここでは更なる説明はしない。
図１は第１の熱交換器１を示し、この第１の熱交換器１は、例えば天然ガスなどの炭化水素流を液化する方法及びプラントの第１の冷却段階又は予冷段階において使用する高圧熱交換器とし得る。このような熱交換器は当該技術において周知であり、通常は「多管型」又は「シェル・アンド・チューブ型」熱交換器である。これらの熱交換器は、数百又は数千（又はそれより多い）垂直又は螺旋状で小径で開口型の反応器管を含み得る。
通常、これらの管はいくつかの「束」に集められ、これらの束は、その束のすべての管から気液混合流を収集して第１の熱交換器１の上部から出口部を介して送り出すよう構成された１つのボンネット、チャンバー、ヘッダー又はマニホールドを備える。図１は、６つの束を有する第１の熱交換器１の上部からの６個の出口部４を示し、これらの出口部４により夫々の流れが１つの収集リング６に送り込まれ、収集リング６がすべての気液混合流を集め、それらを結合流として次の熱交換器２への通路である１つの導管３に送り込む。次の熱交換器２へのすべての気液混合流の通路となる導管３を１つ設けることが、一方の熱交換器の流出と別の熱交換器の流入との間の距離ゆえに、これまでは最も簡単で経済的な構成であると見なされてきた。
しかしながら、熱交換器は、その各管からの流れにおける混合した液相と気相の分布又は比を同じにするほど通常は一様でない。変動が起こると、第１の熱交換器１から相互連結用の導管３を通って次の熱交換器２に送られる液相と気相の分布に変化が生じる。一般に、導管３を通って送られる気液混合流の分布及び組成のこの非一様性により、第２の熱交換器２への混合流の分布が非一様になる。
第１の熱交換器１について上述したように、第２の熱交換器２も通常は数百又は数千の小径の管を備え、これらの管がまた通常はいくつかの「束」に集められる。束数は同じ６である。熱交換器２の底部にて又はその近くにて、各束が、１つの物質流を共通の供給源から各管に供給するよう構成された１つのボンネット、チャンバー、ヘッダー又はマニホールドを備える。通常、各管束への供給源は１つの入口部であり、図１には６個の入口部５が図示されている。これらの入口部は、１つの導管３により供給される分配リング７から物質流を得る。
一般に、第２の熱交換器２の全ての側面から最も効率的に液体と蒸気の流れを各入口部５に供給しようとするために、分配リング７は水平である。しかしながら、混合された液体と蒸気の流れの水平な通路により、液相の重量がより重いので沈み、蒸気の速度は一般により速いので気相は沈んだ液相の上でより速く流れるので、これらの相の層化が生じる。よって、一般に気液混合流の水平流により、分配リング７の周りを通って各入口部５に到達する際に液相と気相の非一様性が増す。これらの流れが分配リングの周りを含めて水平に移動すればするほど、この層化効果が大きくなる。
その結果、第２の熱交換器２の長さにわたって液相と気相における不均一な温度分布が生じる。これにより、例えば図１に示された第１及び第２の熱交換器１、２を用いる液化プラントの第１の冷却段階又は予冷段階とメインの液化段階との間でパワーの不均衡が生じ得る。このことにより、メインの液化段階のパワー必要量が増大し、よって液化方法又は液化プラントに必要な総パワーが増大し得る。
図２は本発明で使用する分配容器１２を示す。分配容器１２は、気液混合流１０を受け入れるための１つの入口部１４を有する。上記のように、気液混合流１０は、天然ガスなどの炭化水素流、又は冷媒、特に２種以上の成分に基づいた、好ましくは窒素、メタン、エタン、エチレン、プロパン、プロピレン、ブタン及びペンタンからなる群から選択された混合冷媒とし得る。このような混合冷媒は、天然ガスなどの炭化水素流を液化する方法、装置又はプラントの１以上の段階において使用できる。
混合冷媒の１つの使用は、連結された２つの熱交換器（通常、一方が高圧熱交換器であり、他方が低圧熱交換器である）において行われる。これら２つの熱交換器についての１つの構成がＵＳ６，３８９，８４４Ｂ１の図３に示されている。別の可能な構成がＥＰ１０８８１９２Ｂ１の図１に示されている。
高圧熱交換器が図１に図示された第１の熱交換器１であるという例では、混合冷媒はその中で「高い」圧力にて蒸発することができ、熱交換器１から導管３に沿って送られる。
本発明の分配容器１２は、図１に示された導管３中に配置でき、その流れが図２に示された気液混合流１０である。この流れ１０が入口部１４から分配容器１２に入る。
流入流１０の流れを変える又は方向付けるよう適合した任意の装置又は他の構成により、入ってくる流れ１０を分配容器１２の本体中に方向付けることができる。一例が、図２に示されたバッフル板２２であり、バッフル板２２が流入流に垂直な流れを流入流の周りに形成できる。別の例（図示せず）が、ＧＢ１，１１９，６９９（参考のためここに組み入れる）に記載され図示された液体／蒸気の混合物のためのべーン入口分配装置である。このような入口分配装置は、垂直な構成では上部から、水平な構成では側部から分配容器に入ることができ、液体と蒸気の混合物を塔又は他の処理ゾーンに分けるように構成される。これは、各ベーンが入ってくる混合流の一部を遮って偏向させるように、いくつかの湾曲した案内べーンを備える。このような装置は「Schoepentoeter」（商標）としても知られている。
図２の分配容器１２では、混合流１０の液体部分を分配容器１２中の第１の領域２０に集めることができ、一般にこの第１の領域２０は分配容器１２の下部に存在する。第１の領域２０より上では、混合流１０の蒸気部分を第１の領域２０より上にある第２の領域３０に集める。よって、分配容器１２は入ってくる気液混合流１０の液相の収集領域と、気液混合流１０の気相の収集領域とを形成する。
分配容器１２は、気液混合流１０を供給するこの種のユニット、容器又は熱交換器からの既知の又は予想される気液混合流１０の流量に適した任意のデザイン、サイズ、又は容積を有することができる。好ましくは、分配容器１２のサイズと容積は、第１の領域２０において液相物質の一定の水準を実現するようなものである。
分配容器１２はまた、分配容器１２中の物質の流出用の出口部を２以上有し、図２には単なる例として４個の出口部１６が示されている。しかしながら、ここに記載の分配容器は２〜２０個の出口部、好ましくは３、４、５、６、７、８、９又は１０個の出口部１６を有してもよく、好ましくは各出口部１６は分配容器１２の底部にて又はその近くにて分配容器１２を通って延びる。好ましくは、出口部１６は分配容器１２の底部を貫通し、分配容器の中へ上方に延びる。出口部１６が分配容器１２中に延びる範囲は、分配容器１２の容積だけでなく、入ってくる気液混合流１０の既知の又は予想される流量にも依存する。当業者ならば出口部１６、バッフル板２２、及び分配容器１２内のその他の要素又は機構の配置構成を計算できる。
第１の領域２０中の出口部１６の部分２４に沿って、各出口部１６が１以上の液体用開口を有し、図２では例として１つの出口部１６当たり１つの液体用開口１８が示されている。液体用開口１８は第１の領域２０中の液体を出口部１６に送り込むことができる。
第２の領域３０中に延びている出口部１６の各部分２６のうち上部は開放端であり、蒸気を出口部１６に送り込むことができる蒸気用開口２８を各出口部１６に形成している。分配容器１２において物質（特に液体の物質）が蒸気用開口２８に直接入るのを防ぐために、開放端の蒸気用開口２８より上に間隔をおいて、ボンネット又はキャップ３２をそれらの上に配置できる。キャップ３２により、蒸気用開口２８中への直接的でない流れが作られ、蒸気だけが蒸気用開口２８に入ることが保証される。
１態様では、入口部１４は分配容器１２の上部に又はその近くにある。入口部１４は、完全な垂直に限定されるものではないが、垂直であるのが好ましい。あるいは、分配容器１２への入口部が一定の角度にて分配容器に入ることもでき、この一定の角度は水平に対して任意の角度だけ下がった角度とし得る。分配容器１２が２以上の入口部を有する場合には、各入口部は垂直に、水平に、又はそれらの間の任意の角度にて分配容器１２に入ることができる。
同様に、図２に示された出口部１６は、分配容器１２から垂直に延びているが、それ以外の角度にて分配容器１２から延びてもよい。
好ましくは、入口部１４、各出口部１６、及び随意に分配容器１２自身でさえ、すべてを垂直にするか、又は垂直に配置し、気液混合流および各相が全体的に垂直な流れとしてそこを通るようにする。
また、好ましくは分配容器１２は、例えば第１の容器（例えば第１の熱交換器）の出口部と第２の容器（例えば第２の熱交換器）の入口部との間の介在導管などの導管における垂直なパート、部分又は区間に配置される。
また、気液相を後で使用する前に出来るだけそれらの層化を最小にするために、その出口部を通して与えられる気液混合流のどんな水平通過又は移動も低減、より好ましくは最小化するように分配容器１２を使用又は配置するのが好ましい。
添付図面における管路、導管及び流れの構成は、それに限定されるものではなく、本発明をより良く説明するために一般的に例示したものである。
使用中、分配容器１２は、（第１の領域２０から）各出口部１６への液相の流れを均等又は一様にし、（第２の領域３０から）各出口部１６への気相の流れを均等又は一様にできるので、（入ってくる混合流１０に比べて）分配容器１２からの各流出流における液相と気相の分布又は比を更に均等又は一様にする。
出口部１６への液体の流れと蒸気の流れの比又は分布は、出口部１６、液体用開口１８、蒸気用開口２８、及びキャップ３２についてのサイズ及び容積を含めて多くのパラメータに依存する。これはまた、分配容器１２自体のサイズと容積や、入ってくる気液混合流１０の流量と分布にも依存する。出口部１６における液相と気相の分布が初期の混合供給流１０の分布よりも確実に均等になるように、これらのパラメータ及びその他の関連のパラメータを計算することができる。
よって、分配容器１２は、気液混合流１０から得られる２以上の流れにおいて蒸気と液体の分布を更に均一にできる。好ましくは、分配容器１２は、同じ又は同様の液体：蒸気の比を有する複数の並行流に気液混合流１０を分割し、このようにして出口部１６を通過する気液相の一様性を制御する方法を提供する。各出口部１６中又は各出口部１６を通る流れにおける液相と気相の分布は、他の出口流と共に、入口部１４に入る混合流１０における液相と気相の分布よりも均等又は一様である。
分配容器の別の構成（図示せず）では、１以上の入口部を分配容器の側面に設ける。このような側面の入口部は一定の角度にて分配容器に入ることができる。この一定の角度は、水平から垂直（垂直は含まない）までの任意の角度である。
１以上の出口部がこの分配容器の底部を通過して分配容器の中を上方に延びる。出口部は一般には上述したようなものであるが、すべての出口部の上部が最も高い入口部より上の水準に位置するように、１以上の入口部の水準を越えて分配容器中に延びる。これらの１以上の出口部は分配容器から垂直に延びるが、分配容器から他の角度にて延びて、気液混合流および各相がそれを通る流れを概ね垂直にすることもできる。
図３は図１に示されたものに類似したものであるが、第１の熱交換器１０１と第２の熱交換器１０２との間の導管１０３中に分配容器１２が導入されている。分配容器１２は、第１の熱交換器１０１からの気液混合流の供給部よりも下に配置する。好ましくは、第１の熱交換器１０１と第２の熱交換器１０２との間の距離の少なくとも大部分についてそれらの間に１つの導管を維持するために、分配容器１２を導管１０３の端近くに配置する。
出口部１６から入口部１０５に送られる流れにおける水平流を最小化するために、分配容器１２を第２の熱交換器１０２の近くに配置することも好ましい。上述したように、このことにより、混合出口流の層化が最小化される。
分配容器は、例えば図２に示された態様など本明細書に記載の任意の構成とし得る。
図３に図示された分配容器１２からの６個の出口部１６は、好ましくは第２の熱交換器１０２の底部又は下部への６個の熱交換器入口部１０５の各々に直接連結される。各出口部１６中のより均等な液体と蒸気の流れを第２の熱交換器１０２に直接導入することにより、混合された液体と蒸気の流れが熱交換器１０２に更に均一に導入されるので、流れの温度分布が更に均一になり、よって第２の熱交換器１０２を通る流れを更に効率的に使用又は処理できる。
本発明は分配リング（例えば図１に示された分配リング７）を第２の熱交換器１０２の周りに設ける必要性をなくすことにより更なる利点を得る。第２の熱交換器１０２の出口部１６から入口部１０５までの流れの直接的な通路により、流れの水平流の長さが短縮され、水平流に起因した層化が最小化される。
分配容器１２は任意の２つの熱交換器の間で使用できる。炭化水素の液化プラントにおける特定の冷却段階では、３、４、５又は６個の熱交換器を直列にて使用でき、それらの熱交換器の間には混合された液体と蒸気の流れが存在し得る。例えば、熱交換器は様々な圧力レベルにある。分配容器１２をこれらの熱交換器の間の複数の場所で使用してもよい。
分配容器１２はまた、別の１つの熱交換器に送られているすべての流れではなく、２以上の異なる熱交換器に送られている１つの気液混合流から得られる流れにおいて、気液相を更に均等又は一様にするのに使用できる。例として、分配容器の出口部のうち１つ以上が流れ（複数も可）を１つの熱交換器に送り、他の１つ以上の出口部が流れ（複数も可）を別の熱交換器に送ることもできる。
本発明は、例えばＥＰ１０８８１９２Ａ１に示された３段階デュアル混合冷媒プロセスの第１の冷却段階又は予冷段階、ＵＳ６，３８９，８４４Ｂ１に示されたプロセスの第１の冷却段階又は予冷段階、及び／又は他の液化プロセスの液化段階又はシステム、特に多相混合冷媒を用いかつ２つの低温熱交換器を関与させるものにおいて、気液混合流から得られる２以上の流れにおける気液相の一様性を与えるか又はより優れた均等性を与える方法に拡張される。
当業者ならば、特許請求の範囲から逸脱することなく種々の多くの方法によって本発明を実行できることを理解するであろう。
本発明は、以下の発明を提供する。
［発明１］
気液混合流から得られる２以上の流れにおいて気液相の一様性を得る方法であって、
（ａ）前記気液混合流を第１の熱交換器から１以上の分配容器入口部を通して、第２の熱交換器に連結された２以上の分配容器出口部を有する分配容器に送り込む工程；
（ｂ）前記混合流の液体部分を前記分配容器中の第１の領域に集める工程；
（ｃ）前記混合流の蒸気部分を工程（ｂ）の前記第１の領域より好ましくは上にある前記分配容器の第２の領域に集める工程；
（ｄ）前記第１の領域に連通した各分配容器出口部に設けられた１以上の液体用開口を通して前記第１の領域中の液体を前記分配容器出口部に送る工程；及び
（ｅ）前記第２の領域に連通した各分配容器出口部に設けられた１以上の蒸気用開口を通して前記第２の領域中の蒸気を前記分配容器出口部に送る工程；
を含む方法。
［発明２］
前記気液混合流が冷媒流である発明１に記載の方法。
［発明３］
前記気液混合流が炭化水素流である発明１に記載の方法。
［発明４］
前記１以上の分配容器入口部、前記２以上の分配容器出口部及び前記分配容器がそれらを通る流れを垂直な流れにする、発明１〜３のいずれかに記載の方法。
［発明５］
前記分配容器が前記第１の熱交換器からの前記気液混合流の供給部より下にある、発明１〜４のいずれかに記載の方法。
［発明６］
前記第１の熱交換器と前記第２の熱交換器が炭化水素流を冷却する、発明１〜５のいずれかに記載の方法。
［発明７］
前記第１の熱交換器と前記第２の熱交換器がシェル・アンド・チューブ型熱交換器である、発明１〜６のいずれかに記載の方法。
［発明８］
前記分配容器が前記分配容器の上部にて又はその近くにて１つの分配容器入口部を備える、発明１〜７のいずれかに記載の方法。
［発明９］
前記分配容器が２〜２０個の分配容器出口部を備える、発明１〜８のいずれかに記載の方法。
［発明１０］
各分配容器出口部が前記分配容器を通って上方に延び、少なくとも１つの液体用開口が前記分配容器の底部近くにて各分配容器出口部の側面に設けられる、発明１〜９のいずれかに記載の方法。
［発明１１］
各分配容器出口部が、蒸気用開口として機能する開放端の端部を前記分配容器内に有する、発明１〜１０のいずれかに記載の方法。
［発明１２］
前記分配容器内の各分配容器出口部の前記端部がその上に間隔をあけてエンドキャップを有する、発明１〜１１のいずれかに記載の方法。
［発明１３］
前記分配容器が前記の又は各々の分配容器入口部の近くにバッフル板を含み、前記気液混合流を前記の又は各々の分配容器入口部から前記分配容器中に分配するのを助ける、発明１〜１２のいずれかに記載の方法。
［発明１４］
気液混合流から得られる２以上の流れにおいて気液相の一様性を得るための装置であって、
第１の熱交換器の１以上の出口部に連結された１以上の分配容器入口部と、第２の熱交換器の１以上の入口部に連結された２以上の分配容器出口部とを有する分配容器；
前記混合流の液体を収集するための前記分配容器中の第１の領域；
前記混合流の蒸気部分を収集するための前記分配容器中の第２の領域；
前記第１の領域に連通した各出口部において前記混合流の液体部分が通過できる１以上の液体用開口；及び
前記第２の領域に連通した各出口部において前記混合流の蒸気部分が通過できる１以上の蒸気用開口；
を少なくとも備える装置。
［発明１５］
前記第２の領域が前記第１の領域より上にある発明１４に記載の装置。
［発明１６］
天然ガス流などの炭化水素流を冷却する方法であって、
（ｉ）２以上の熱交換器が関与する冷却段階に前記炭化水素流を通し、その際に前記熱交換器間で気液混合流を送る工程；及び
（ｉｉ）発明１〜１３のいずれかに記載の方法、又は発明１４〜１５のいずれかに記載の装置を使用する工程であって、前記分配容器が前記熱交換器間にて前記気液混合流の通路中に設けられる工程；
を少なくとも含む方法。
［発明１７］
炭化水素流を液化して液化炭化水素流、好ましくは液化天然ガスを得るための発明１６に記載の方法。
ＵＳ６，３８９，８４４Ｂ１ ＥＰ１０８８１９２Ｂ１ ＧＢ１，１１９，６９９
１ 第１の熱交換器
２ 第２の熱交換器
３ 導管
４ 出口部
５ 入口部
６ 収集リング
７ 分配リング
１０ 気液混合流
１２ 分配容器
１４ 入口部
１６ 出口部
１８ 液体用開口
２０ 第１の領域
２２ バッフル板
２８ 蒸気用開口
３０ 第２の領域
３２ キャップ
１０１ 第１の熱交換器
１０２ 第２の熱交換器
１０３ 導管
１０５ 入口部

Claims (20)

  1. 気液混合流から得られる２以上の流れにおいて気液相の一様性を得る方法であって、
    （ａ）前記気液混合流を第１の熱交換器から１以上の分配容器入口部を通して、第２の熱交換器に連結された２以上の分配容器出口部を有する分配容器に送り込む工程；
    （ｂ）前記混合流の液体部分を前記分配容器中の第１の領域に集める工程；
    （ｃ）前記混合流の蒸気部分を前記分配容器の第２の領域に集める工程；
    （ｄ）前記第１の領域に連通した各分配容器出口部に設けられた１以上の液体用開口を通して前記第１の領域中の液体を前記分配容器出口部に送る工程；及び
    （ｅ）前記第２の領域に連通した各分配容器出口部に設けられた１以上の蒸気用開口を通して前記第２の領域中の蒸気を前記分配容器出口部に送る工程；
    を含み、ここで、２以上の分配容器出口部のそれぞれが、第２の熱交換器の管束に連結されている、前記方法。
  2. 前記気液混合流が冷媒流である、請求項１に記載の方法。
  3. 前記気液混合流が炭化水素流である、請求項１に記載の方法。
  4. 前記１以上の分配容器入口部、前記２以上の分配容器出口部及び前記分配容器がそれらを通る流れを垂直な流れにする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
  5. 前記分配容器が前記第１の熱交換器からの前記気液混合流の供給部より下にある、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
  6. 前記第１の熱交換器と前記第２の熱交換器が炭化水素流を冷却する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
  7. 前記第１の熱交換器と前記第２の熱交換器がシェル・アンド・チューブ型熱交換器である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
  8. 前記分配容器が前記分配容器の上部にて又はその近くにて１つの分配容器入口部を備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
  9. 前記分配容器が２〜２０個の分配容器出口部を備える、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
  10. 各分配容器出口部が前記分配容器を通って上方に延び、少なくとも１つの液体用開口が前記分配容器の底部近くにて各分配容器出口部の側面に設けられる、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
  11. 各分配容器出口部が、蒸気用開口として機能する開放端の端部を前記分配容器内に有する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
  12. 前記分配容器内の各分配容器出口部の前記端部がその上に間隔をあけてエンドキャップを有する、請求項１１に記載の方法。
  13. 前記分配容器が前記の又は各々の分配容器入口部の近くにバッフル板を含み、前記気液混合流を前記の又は各々の分配容器入口部から前記分配容器中に分配するのを助ける、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
  14. 前記分配容器の第２の領域が、工程（ｂ）の第１の領域より上にある、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
  15. 気液混合流から得られる２以上の流れにおいて気液相の一様性を得るための装置であって、
    第１の熱交換器の１以上の出口部に連結された１以上の分配容器入口部と、第２の熱交換器の１以上の入口部に連結された２以上の分配容器出口部とを有する分配容器；
    前記混合流の液体部分を収集するための前記分配容器中の第１の領域；
    前記混合流の蒸気部分を収集するための前記分配容器中の第２の領域；
    前記第１の領域に連通した各出口部において前記混合流の液体部分が通過できる１以上の液体用開口；及び
    前記第２の領域に連通した各出口部において前記混合流の蒸気部分が通過できる１以上の蒸気用開口；
    を少なくとも備え、ここで、２以上の分配容器出口部のそれぞれが、第２の熱交換器の管束に連結されている、前記装置。
  16. 前記第２の領域が前記第１の領域より上にある、請求項１５に記載の装置。
  17. 炭化水素流を冷却する方法であって、
    （ｉ）２以上の熱交換器が関与する冷却段階に前記炭化水素流を通し、その際に前記熱交換器間で気液混合流を送る工程；及び
    （ｉｉ）請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法、又は請求項１５または１６に記載の装置を使用する工程であって、前記分配容器が前記熱交換器間にて前記気液混合流の通路中に設けられる工程；
    を少なくとも含む、前記方法。
  18. 前記炭化水素流を液化して液化炭化水素流を得る、請求項１７に記載の方法。
  19. 前記液化炭化水素流が、液化天然ガスである、請求項１８に記載の方法。
  20. 前記炭化水素流が、天然ガス流である、請求項１７または１８に記載の方法。
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