JP6126163B2 - 冷却ヒートポンプを使用する液化された天然ガスの生産における統合された窒素の除去 - Google Patents
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(a)主熱交換器を通して天然ガス供給流を通過させて、該天然ガス流を冷却しかつ該流れの全てまたは一部を液化し、それによって第1のLNG流を生成させることと、
(b)該主熱交換器から該第1のLNG流を回収することと、
(c)液化されたかまたは部分的に液化された天然ガス流を膨張させかつ部分的に蒸発させ、そして該流れが蒸気相と液相とに分離される蒸留塔の中に該流れを導入することであって、該液化されたかまたは部分的に液化された天然ガス流が該第1のLNG流であるか、または該第1のLNG流からまたは該天然ガス供給流から窒素を富化した天然ガス流を分離しかつ該流れを該主熱交換器中で少なくとも部分的に液化することで生成された少なくとも部分的に液化された窒素を富化した天然ガス流であることと、
(d)該蒸留塔から回収されたオーバーヘッド蒸気から窒素に富んだ蒸気生成物を生成させることと、
(e)コンデンサー熱交換器中で該蒸留塔からの該オーバーヘッド蒸気の一部を凝結させることにより該蒸留塔に還流を提供することと、
(f)該蒸留塔から回収された下部の液体から第2のLNG流を生成させることと、を含み、
該主熱交換器のためかつ該コンデンサー熱交換器のための冷却が閉回路冷却システムによって提供され、該閉回路冷却システムによって循環する冷媒が該主熱交換器を通過させられかつ該主熱交換器中で暖められ、および該コンデンサー熱交換器を通過させられかつ該コンデンサー熱交換器中で暖められる、方法が提供される。
天然ガス供給流を受けかつ該主熱交換器を通して該天然ガス供給流を通過させて該流れを冷却しかつ該流れの全てまたは一部を液化して、第1のLNG流を生成させるための冷却通路を有する主熱交換器と、
液化されたかまたは部分的に液化された天然ガス流を受け、膨張させかつ部分的に蒸発させ、そして蒸留塔中で該流れを蒸気相と液相とに分離するための該主熱交換器と流体流連通した膨張機器および蒸留塔であって、該液化されたかまたは部分的に液化された天然ガス流が該第1のLNG流であるか、または該第1のLNG流からかまたは該天然ガス供給流から窒素を富化した天然ガス流を分離し、そして該主熱交換器中で該流れを少なくとも部分的に液化することで生成された少なくとも部分的に液化された窒素を富化した天然ガス流である、膨張機器および蒸留塔と、
該蒸留塔から得られたオーバーヘッド蒸気の一部を凝結させることによって該蒸留塔に還流を提供するためのコンデンサー熱交換器と、
該主熱交換器およびコンデンサー熱交換器に冷却を提供するための閉回路冷却システムであって、該閉回路冷却システムによって循環する冷媒が、該主熱交換器を通過させられかつ該主熱交換器中で暖められ、および該コンデンサー熱交換器を通過させられかつ該コンデンサー熱交換器中で暖められる、閉回路冷却システムと、
を含む、装置が提供される。
#1 天然ガス供給流を液化しかつ天然ガス供給流から窒素を除去するための方法であって、
(a)主熱交換器を通して天然ガス供給流を通過させて、該天然ガス流を冷却しかつ該流れの全てまたは一部を液化し、それによって第1のLNG流を生成させることと、
(b)該主熱交換器から該第1のLNG流を回収することと、
(c)液化されたかまたは部分的に液化された天然ガス流を膨張させかつ部分的に蒸発させ、そして該流れが蒸気相と液相とに分離される蒸留塔の中に該流れを導入することであって、該液化されたかまたは部分的に液化された天然ガス流が該第1のLNG流であるか、または該第1のLNG流からまたは該天然ガス供給流から窒素を富化した天然ガス流を分離しかつ該流れを該主熱交換器中で少なくとも部分的に液化することで生成された少なくとも部分的に液化された窒素を富化した天然ガス流であることと、
(d)該蒸留塔から回収されたオーバーヘッド蒸気から窒素に富んだ蒸気生成物を生成させることと、
(e)コンデンサー熱交換器中で該蒸留塔からの該オーバーヘッド蒸気の一部を凝結させることにより該蒸留塔に還流を提供することと、
(f)該蒸留塔から回収された下部の液体から第2のLNG流を生成させることと、を含み、
該主熱交換器のためかつ該コンデンサー熱交換器のための冷却が閉回路冷却システムによって提供され、該閉回路冷却システムによって循環する冷媒が該主熱交換器を通過させられかつ該主熱交換器中で暖められ、および該コンデンサー熱交換器を通過させられかつ該コンデンサー熱交換器中で暖められる、方法。
#2 該コンデンサー熱交換器中を通過させられかつ該コンデンサー熱交換器中で暖められる該冷媒が、次に該主熱交換器中を通過させられかつ該主熱交換器中でさらに暖められる、形態#1に記載の方法。
#3 冷却が該主熱交換器におよび該コンデンサー熱交換器に提供された後に得られる暖められた冷媒は、1つまたは2つ以上の圧縮機中で圧縮されかつ1つまたは2つ以上の後部冷却器中で冷却されて圧縮された冷媒を生成し、該圧縮された冷媒は、該主熱交換器を通過させられかつ該主熱交換器中で冷却されて該主熱交換器から回収される冷却され圧縮された冷媒を生成し、そして該冷却され圧縮された冷媒は次に分割されて、該冷媒の一部が膨張させられかつ該主熱交換器に直接戻されて該主熱交換器を通過させられかつ該主熱交換器中で暖められ、および該冷媒の別の部分が膨張させられかつ該コンデンサー熱交換器に送られて該コンデンサー熱交換器を通過させられかつ該コンデンサー熱交換器中で暖められる、形態#1または#2に記載の方法。
#4 該閉回路冷却システムによって循環する該冷媒が混合冷媒である、形態#1〜#3のいずれか1つに記載の方法。
#5 冷却が該主熱交換器におよび該コンデンサー熱交換器に提供された後で得られる暖められた混合冷媒が、圧縮され、該主熱交換器中で冷却されかつ分離されて、異なる組成を有する複数の液化されたかまたは部分的に液化された冷たい冷媒流を提供するように冷却され、該主熱交換器の冷たい終端から得られる最も高い濃度のより軽い成分を有する該冷たい冷媒流が分割されかつ膨張させられて、該コンデンサー熱交換器中で暖められる冷媒流と、該主熱交換器中で暖められる該主熱交換器の該冷たい終端に戻される冷媒流とを提供する、形態#4に記載の方法。
#6 該コンデンサー熱交換器のための冷却が、該閉回路冷却システムによりおよび該蒸留塔から回収されたオーバーヘッド蒸気を暖めることによりの両方で提供される、形態#1〜#5のいずれか1つに記載の方法。
#7 ステップ(e)が、該コンデンサー熱交換器中で該蒸留塔から回収されたオーバーヘッド蒸気を暖めることと、暖められたオーバーヘッド蒸気の第1の部分を圧縮することと、該コンデンサー熱交換器中で該圧縮された部分を冷却しかつ少なくとも部分的に凝結させることと、冷却されかつ少なくとも部分的に凝結させられた部分を膨張させかつ該蒸留塔の上部の中に再導入することとを含み、そして
ステップ(d)が、該暖められたオーバーヘッド蒸気の第2の部分から該窒素に富んだ蒸気生成物を生成させることを含む、形態#6に記載の方法。
#8 ステップ(c)が、該第1のLNG流を膨張させかつ部分的に蒸発させることと、該蒸留塔の中に該流れを導入して該流れを蒸気相と液相とに分離することとを含む、形態#1〜#7のいずれか1つに記載の方法。
#9 LNG貯蔵タンクに該第2のLNG流を送ることをさらに含む、形態#8に記載の方法。
#10 ステップ(c)が、少なくとも部分的に液化された窒素を富化した天然ガス流を膨張させかつ部分的に蒸発させ、そして該蒸留塔の中に該流れを導入して、該流れを蒸気相と液相とに分離することであって、該少なくとも部分的に液化された窒素を富化した天然ガス流が、該第1のLNG流から窒素を富化した天然ガス流を分離し、そして該主熱交換器中で該流れを少なくとも部分的に液化することで生成されることを含む、形態#1〜#7のいずれか1つに記載の方法。
#11 該少なくとも部分的に液化された窒素を富化した天然ガス流が、(i)該第1のLNG流、または該第1のLNG流の一部から生成されたLNG流を膨張させ、部分的に蒸発させかつ分離して、窒素を枯渇させたLNG生成物と、窒素を富化した天然ガス蒸気からなるリサイクル流とを生成させることと、(ii)該リサイクル流を圧縮して圧縮されたリサイクル流を生成させることと、(iii)該天然ガス供給流と別個にかつ並行して、該主熱交換器を通して該圧縮されたリサイクル流を通過させて、該圧縮されたリサイクル流を冷却しかつその全てまたは一部を少なくとも部分的に液化し、それによって該少なくとも部分的に液化された窒素を富化した天然ガス流を生成させることと、によって生成される、形態#10に記載の方法。
#12 該第1のLNG流または該第1のLNG流の一部から生成された該LNG流が膨張させられ、そして該LNGの一部が蒸発するLNG貯蔵タンク中に移送され、それによって窒素を富化した天然ガス蒸気と該窒素を枯渇させたLNG生成物とを生成し、そして窒素を富化した天然ガス蒸気が該タンクから回収されて該リサイクル流を生成する、形態#11に記載の方法。
#13 該第2のLNG流を膨張させ、部分的に蒸発させかつ分離して該リサイクル流のための追加の窒素を富化した天然ガス蒸気と追加の窒素を枯渇させたLNG生成物とを生成させることとをさらに含む、形態#11または#12に記載の方法。
#14 ステップ(c)が、少なくとも部分的に液化された窒素を富化した天然ガス流を膨張させかつ部分的に蒸発させることと、該蒸留塔の中に該流れを導入して該流れを蒸気相と液相とに分離することとを含み、該少なくとも部分的に液化された窒素を富化した天然ガス流が、該天然ガス供給流から窒素を富化した天然ガス流を分離し、そして該主熱交換器中で該流れを少なくとも部分的に液化することで生成される、形態#1〜#7のいずれか1つに記載の方法。
#15 ステップ(a)が、(i)該主熱交換器の暖かい終端の中へ該天然ガス供給流を導入し、該天然ガス供給流を冷却しかつ少なくとも部分的に液化し、そして該主熱交換器の中間の場所から冷却されかつ少なくとも部分的に液化された流れを回収することと、(ii)該冷却されかつ少なくとも部分的に液化された流れを膨張させ、部分的に蒸発させかつ分離して、窒素を富化した天然ガス蒸気流と窒素を枯渇させた天然ガス液体流とを生成させることと、(iii)該主熱交換器の中間の場所の中へ該蒸気流と液体流とを別個に再導入し、そして該蒸気流と液体流とを並行してさらに冷却して、該液体流がさらに冷却されて該第1のLNG流を生成し、および該蒸気流がさらに冷却されかつ少なくとも部分的に液化されて該少なくとも部分的に液化された窒素を富化した天然ガス流を生成することとを含む、形態#14に記載の方法。
#16 (g)該第2のLNG流を膨張させ、部分的に蒸発させかつ分離して、窒素を枯渇させたLNG生成物と窒素を富化した天然ガス蒸気からなるリサイクル流とを生成させることと、
(h)該リサイクル流を圧縮して圧縮されたリサイクル流を生成させることと、
(i)該天然ガス供給流と組み合わせてかまたは別個に冷却されかつ少なくとも部分的に液化される該主熱交換器中に該圧縮されたリサイクル流を戻すこととをさらに含む、形態#15に記載の方法。
#17 ステップ(g)が、該第2のLNG流を膨張させ、該LNGの一部が蒸発し、それによって窒素を富化した天然ガス蒸気と該窒素を枯渇させたLNG生成物とを生成する、LNG貯蔵タンクの中へ該膨張させられた流れを移送し、そして該タンクから窒素を富化した天然ガス蒸気を回収して、該リサイクル流を生成させることを含む、形態#16に記載の方法。
#18 該第1のLNG流を膨張させ、部分的に蒸発させかつ分離して、該リサイクル流のための追加の窒素を富化した天然ガス蒸気と追加の窒素を枯渇させたLNG生成物とを生成させることをさらに含む、形態#16または#17に記載の方法。
#19 ステップ(a)(ii)が、該冷却されかつ少なくとも部分的に液化された流れを膨張させ、部分的に蒸発させかつ分離して、該窒素を富化した天然ガス蒸気流と、窒素を富化した天然ガス蒸気からなるストリッピングガス流と、該窒素を枯渇させた天然ガス液体流とを生成させることを含み、そして、
ステップ(c)が、該蒸留塔の下部の中へ該ストリッピングガス流を導入することをさらに含む、形態#15〜#18のいずれか1つに記載の方法。
#20 該液化されたかまたは部分的に液化された天然ガス流が該蒸留塔の中間の場所において該蒸留塔の中に導入され、および該蒸留塔のための沸騰(boil−up:ボイルアップ)が該蒸留塔の中への該流れの導入前に該液化されたかまたは部分的に液化された天然ガス流との間接的な熱交換を介して、再沸騰(reboiler)熱交換器中で該下部の液体の一部を加熱しかつ蒸発させることによって提供される、形態#1〜#19のいずれか1つに記載の方法。
#21 天然ガス供給流を液化しかつ天然ガス供給流から窒素を除去するための装置であって、
天然ガス供給流を受けかつ該主熱交換器を通して該天然ガス供給流を通過させて該流れを冷却しかつ該流れの全てまたは一部を液化して、第1のLNG流を生成させるための冷却通路を有する主熱交換器と、
液化されたかまたは部分的に液化された天然ガス流を受け、膨張させかつ部分的に蒸発させ、そして蒸留塔中で該流れを蒸気相と液相とに分離するための該主熱交換器と流体流連通した膨張機器および蒸留塔であって、該液化されたかまたは部分的に液化された天然ガス流が該第1のLNG流であるか、または該第1のLNG流からかまたは該天然ガス供給流から窒素を富化した天然ガス流を分離し、そして該主熱交換器中で該流れを少なくとも部分的に液化することで生成された少なくとも部分的に液化された窒素を富化した天然ガス流である、膨張機器および蒸留塔と、
該蒸留塔から得られたオーバーヘッド蒸気の一部を凝結させることによって該蒸留塔に還流を提供するためのコンデンサー熱交換器と、
該主熱交換器およびコンデンサー熱交換器に冷却を提供するための閉回路冷却システムであって、該閉回路冷却システムによって循環する冷媒が、該主熱交換器を通過させられかつ該主熱交換器中で暖められ、および該コンデンサー熱交換器を通過させられかつ該コンデンサー熱交換器中で暖められる、閉回路冷却システムと、
を含む、装置。
(a)主熱交換器を通して天然ガス供給流を通過させて、該天然ガス流を冷却しかつ該流れの全てまたは一部を液化(および典型的には過冷却)し、それによって第1のLNG流を生成させることと、
(b)該主熱交換器から該第1のLNG流を回収することと、
(c)液化されたかまたは部分的に液化された天然ガス流を膨張させかつ部分的に蒸発させ、そして該流れが蒸気相と液相とに分離される蒸留塔の中に該流れを導入することであって、該液化されたかまたは部分的に液化された天然ガス流が該第1のLNG流であるか、または該第1のLNG流からまたは該天然ガス供給流から窒素を富化した天然ガス流を分離しかつ該流れを該主熱交換器中で少なくとも部分的に液化することで生成された少なくとも部分的に液化された窒素を富化した天然ガス流であることと、
(d)該蒸留塔から回収されたオーバーヘッド蒸気から窒素に富んだ蒸気生成物を生成させることと、
(e)コンデンサー熱交換器中で該蒸留塔からの該オーバーヘッド蒸気の一部を凝結させることにより該蒸留塔に還流を提供することと、
(f)該蒸留塔から回収された下部の液体から第2のLNG流を生成させることと、を含み、
該主熱交換器のためかつ該コンデンサー熱交換器のための冷却が閉回路冷却システムによって提供され、該閉回路冷却システムによって循環する冷媒が該主熱交換器を通過させられかつ該主熱交換器中で暖められ、および該コンデンサー熱交換器を通過させられかつ該コンデンサー熱交換器中で暖められる、方法が提供される。
天然ガス供給流を受けかつ該主熱交換器を通して該天然ガス供給流を通過させて該流れを冷却しかつ該流れの全てまたは一部を液化して、第1のLNG流を生成させるための冷却通路を有する主熱交換器と、
液化されたかまたは部分的に液化された天然ガス流を受け、膨張させかつ部分的に蒸発させ、そして蒸留塔中で該流れを蒸気相と液相とに分離するための該主熱交換器と流体流連通した膨張機器および蒸留塔であって、該液化されたかまたは部分的に液化された天然ガス流が該第1のLNG流であるか、または該第1のLNG流からかまたは該天然ガス供給流から窒素を富化した天然ガス流を分離し、そして該主熱交換器中で該流れを少なくとも部分的に液化することで生成された少なくとも部分的に液化された窒素を富化した天然ガス流である、膨張機器および蒸留塔と、
該蒸留塔から得られたオーバーヘッド蒸気の一部を凝結させることによって該蒸留塔に還流を提供するためのコンデンサー熱交換器と、
該主熱交換器およびコンデンサー熱交換器に冷却を提供するための閉回路冷却システムであって、該閉回路冷却システムによって循環する冷媒が、該主熱交換器を通過させられかつ該主熱交換器中で暖められ、および該コンデンサー熱交換器を通過させられかつ該コンデンサー熱交換器中で暖められる、閉回路冷却システムと、
を含む、装置が提供される。
(態様)
(態様1)
天然ガス供給流を液化しかつ天然ガス供給流から窒素を除去するための方法であって、
(a)主熱交換器を通して天然ガス供給流を通過させて、該天然ガス流を冷却しかつ該流れの全てまたは一部を液化し、それによって第1のLNG流を生成させることと、
(b)該主熱交換器から該第1のLNG流を回収することと、
(c)液化されたかまたは部分的に液化された天然ガス流を膨張させかつ部分的に蒸発させ、そして該流れが蒸気相と液相とに分離される蒸留塔の中に該流れを導入することであって、該液化されたかまたは部分的に液化された天然ガス流が、該第1のLNG流であるか、または該第1のLNG流からもしくは該天然ガス供給流から窒素を富化した天然ガス流を分離しかつ該流れを該主熱交換器中で少なくとも部分的に液化することで生成された少なくとも部分的に液化された窒素を富化した天然ガス流であることと、
(d)該蒸留塔から回収されたオーバーヘッド蒸気から窒素に富んだ蒸気生成物を生成させることと、
(e)コンデンサー熱交換器中で該蒸留塔からの該オーバーヘッド蒸気の一部を凝結させることにより該蒸留塔に還流を提供することと、
(f)該蒸留塔から回収された下部の液体から第2のLNG流を生成させることと、を含み、
該主熱交換器のためかつ該コンデンサー熱交換器のための冷却が閉回路冷却システムによって提供され、該閉回路冷却システムによって循環する冷媒が該主熱交換器を通過させられかつ該主熱交換器中で暖められ、および該コンデンサー熱交換器を通過させられかつ該コンデンサー熱交換器中で暖められる、方法。
(態様2)
該コンデンサー熱交換器中を通過させられかつ該コンデンサー熱交換器中で暖められる該冷媒が、次に該主熱交換器中を通過させられかつ該主熱交換器中でさらに暖められる、態様1に記載の方法。
(態様3)
冷却が該主熱交換器におよび該コンデンサー熱交換器に提供された後に得られる暖められた冷媒は、1つまたは2つ以上の圧縮機中で圧縮されかつ1つまたは2つ以上の後部冷却器中で冷却されて圧縮された冷媒を生成し、該圧縮された冷媒は、該主熱交換器を通過させられかつ該主熱交換器中で冷却されて該主熱交換器から回収される冷却され圧縮された冷媒を生成し、そして該冷却され圧縮された冷媒は次に分割されて、該冷媒の一部が膨張させられかつ該主熱交換器に直接戻されて該主熱交換器を通過させられかつ該主熱交換器中で暖められ、および該冷媒の別の部分が膨張させられかつ該コンデンサー熱交換器に送られて該コンデンサー熱交換器を通過させられかつ該コンデンサー熱交換器中で暖められる、態様1に記載の方法。
(態様4)
該閉回路冷却システムによって循環する該冷媒が混合冷媒である、態様1に記載の方法。
(態様5)
冷却が該主熱交換器におよび該コンデンサー熱交換器に提供された後で得られる暖められた混合冷媒が、圧縮され、該主熱交換器中で冷却されかつ分離されて、異なる組成を有する複数の液化されたかまたは部分的に液化された冷たい冷媒流を提供するように冷却され、該主熱交換器の冷たい終端から得られる最も高い濃度のより軽い成分を有する該冷たい冷媒流が分割されかつ膨張させられて、該コンデンサー熱交換器中で暖められる冷媒の流れと、該主熱交換器中で暖められる該主熱交換器の該冷たい終端に戻される冷媒の流れとを提供する、態様4に記載の方法。
(態様6)
該コンデンサー熱交換器のための冷却が、該閉回路冷却システムによりおよび該蒸留塔から回収されたオーバーヘッド蒸気を暖めることによりの両方で提供される、態様1に記載の方法。
(態様7)
ステップ(e)が、該コンデンサー熱交換器中で該蒸留塔から回収されたオーバーヘッド蒸気を暖めることと、暖められたオーバーヘッド蒸気の第1の部分を圧縮することと、該コンデンサー熱交換器中で該圧縮された部分を冷却しかつ少なくとも部分的に凝結させることと、冷却されかつ少なくとも部分的に凝結させられた部分を膨張させかつ該蒸留塔の上部の中に再導入することとを含み、そして
ステップ(d)が、該暖められたオーバーヘッド蒸気の第2の部分から該窒素に富んだ蒸気生成物を生成させることを含む、態様6に記載の方法。
(態様8)
ステップ(c)が、該第1のLNG流を膨張させかつ部分的に蒸発させることと、該蒸留塔の中に該流れを導入して該流れを蒸気相と液相とに分離することとを含む、態様1に記載の方法。
(態様9)
LNG貯蔵タンクに該第2のLNG流を送ることをさらに含む、態様8に記載の方法。
(態様10)
ステップ(c)が、少なくとも部分的に液化された窒素を富化した天然ガス流を膨張させかつ部分的に蒸発させ、そして該蒸留塔の中に該流れを導入して、該流れを蒸気相と液相とに分離することであって、該少なくとも部分的に液化された窒素を富化した天然ガス流が、該第1のLNG流から窒素を富化した天然ガス流を分離し、そして該主熱交換器中で該流れを少なくとも部分的に液化することで生成されることを含む、態様1に記載の方法。
(態様11)
該少なくとも部分的に液化された窒素を富化した天然ガス流が、(i)該第1のLNG流、または該第1のLNG流の一部から生成されたLNG流を膨張させ、部分的に蒸発させかつ分離して、窒素を枯渇させたLNG生成物と、窒素を富化した天然ガス蒸気からなるリサイクル流とを生成させることと、(ii)該リサイクル流を圧縮して圧縮されたリサイクル流を生成させることと、(iii)該天然ガス供給流と別個にかつ並行して、該主熱交換器を通して該圧縮されたリサイクル流を通過させて、該圧縮されたリサイクル流を冷却しかつその全てまたは一部を少なくとも部分的に液化し、それによって該少なくとも部分的に液化された窒素を富化した天然ガス流を生成させることと、によって生成される、態様10に記載の方法。
(態様12)
該第1のLNG流または該第1のLNG流の一部から生成された該LNG流が膨張させられ、そして該LNGの一部が蒸発するLNG貯蔵タンク中に移送され、それによって窒素を富化した天然ガス蒸気と該窒素を枯渇させたLNG生成物とを生成し、そして窒素を富化した天然ガス蒸気が該タンクから回収されて該リサイクル流を生成する、態様11に記載の方法。
(態様13)
該第2のLNG流を膨張させ、部分的に蒸発させかつ分離して該リサイクル流のための追加の窒素を富化した天然ガス蒸気と追加の窒素を枯渇させたLNG生成物とを生成させることとをさらに含む、態様11に記載の方法。
(態様14)
ステップ(c)が、少なくとも部分的に液化された窒素を富化した天然ガス流を膨張させかつ部分的に蒸発させることと、該蒸留塔の中に該流れを導入して該流れを蒸気相と液相とに分離することとを含み、該少なくとも部分的に液化された窒素を富化した天然ガス流が、該天然ガス供給流から窒素を富化した天然ガス流を分離し、そして該主熱交換器中で該流れを少なくとも部分的に液化することで生成される、態様1に記載の方法。
(態様15)
ステップ(a)が、(i)該主熱交換器の暖かい終端の中へ該天然ガス供給流を導入し、該天然ガス供給流を冷却しかつ少なくとも部分的に液化し、そして該主熱交換器の中間の場所から冷却されかつ少なくとも部分的に液化された流れを回収することと、(ii)該冷却されかつ少なくとも部分的に液化された流れを膨張させ、部分的に蒸発させかつ分離して、窒素を富化した天然ガス蒸気流と窒素を枯渇させた天然ガス液体流とを生成させることと、(iii)該主熱交換器の中間の場所の中へ該蒸気流と液体流とを別個に再導入し、そして該蒸気流と液体流とを並行してさらに冷却して、該液体流がさらに冷却されて該第1のLNG流を生成し、および該蒸気流がさらに冷却されかつ少なくとも部分的に液化されて該少なくとも部分的に液化された窒素を富化した天然ガス流を生成することとを含む、態様14に記載の方法。
(態様16)
(g)該第2のLNG流を膨張させ、部分的に蒸発させかつ分離して、窒素を枯渇させたLNG生成物と窒素を富化した天然ガス蒸気からなるリサイクル流とを生成させることと、
(h)該リサイクル流を圧縮して圧縮されたリサイクル流を生成させることと、
(i)該天然ガス供給流と組み合わせてかまたは別個に冷却されかつ少なくとも部分的に液化される該主熱交換器中に該圧縮されたリサイクル流を戻すこととをさらに含む、態様15に記載の方法。
(態様17)
ステップ(g)が、該第2のLNG流を膨張させ、該LNGの一部が蒸発し、それによって窒素を富化した天然ガス蒸気と該窒素を枯渇させたLNG生成物とを生成する、LNG貯蔵タンクの中へ該膨張させられた流れを移送し、そして該タンクから窒素を富化した天然ガス蒸気を回収して、該リサイクル流を生成させることを含む、態様16に記載の方法。
(態様18)
該第1のLNG流を膨張させ、部分的に蒸発させかつ分離して、該リサイクル流のための追加の窒素を富化した天然ガス蒸気と追加の窒素を枯渇させたLNG生成物とを生成させることをさらに含む、態様16に記載の方法。
(態様19)
ステップ(a)(ii)が、該冷却されかつ少なくとも部分的に液化された流れを膨張させ、部分的に蒸発させかつ分離して、該窒素を富化した天然ガス蒸気流と、窒素を富化した天然ガス蒸気からなるストリッピングガス流と、該窒素を枯渇させた天然ガス液体流とを生成させることを含み、そして、
ステップ(c)が、該蒸留塔の下部の中へ該ストリッピングガス流を導入することをさらに含む、態様15に記載の方法。
(態様20)
該液化されたかまたは部分的に液化された天然ガス流が該蒸留塔の中間の場所において該蒸留塔の中に導入され、および該蒸留塔のための沸騰が該蒸留塔の中への該流れの導入前に該液化されたかまたは部分的に液化された天然ガス流との間接的な熱交換を介して、再沸騰熱交換器中で該下部の液体の一部を加熱しかつ蒸発させることによって提供される、態様1に記載の方法。
(態様21)
天然ガス供給流を液化しかつ天然ガス供給流から窒素を除去するための装置であって、
天然ガス供給流を受けかつ主熱交換器を通して該天然ガス供給流を通過させて該流れを冷却しかつ該流れの全てまたは一部を液化して、第1のLNG流を生成させるための冷却通路を有する主熱交換器と、
液化されたかまたは部分的に液化された天然ガス流を受け、膨張させかつ部分的に蒸発させ、そして蒸留塔中で該流れを蒸気相と液相とに分離するための該主熱交換器と流体流連通した膨張機器および蒸留塔であって、該液化されたかまたは部分的に液化された天然ガス流が該第1のLNG流であるか、または該第1のLNG流からかまたは該天然ガス供給流から窒素を富化した天然ガス流を分離し、そして該主熱交換器中で該流れを少なくとも部分的に液化することで生成された少なくとも部分的に液化された窒素を富化した天然ガス流である、膨張機器および蒸留塔と、
該蒸留塔から得られたオーバーヘッド蒸気の一部を凝結させることによって該蒸留塔に還流を提供するためのコンデンサー熱交換器と、
該主熱交換器およびコンデンサー熱交換器に冷却を提供するための閉回路冷却システムであって、該閉回路冷却システムによって循環する冷媒が、該主熱交換器を通過させられかつ該主熱交換器中で暖められ、および該コンデンサー熱交換器を通過させられかつ該コンデンサー熱交換器中で暖められる、閉回路冷却システムと、
を含む、装置。
Claims (19)
- 天然ガス供給流を液化しかつ天然ガス供給流から窒素を除去するための方法であって、
(a)主熱交換器を通して天然ガス供給流を通過させて、該天然ガス流を冷却しかつ該流れの全てまたは一部を液化し、それによって第1のLNG流を生成させることと、
(b)該主熱交換器から該第1のLNG流を回収することと、
(c)液化されたかまたは部分的に液化された天然ガス流を膨張させかつ部分的に蒸発させ、そして該流れが蒸気相と液相とに分離される蒸留塔の中に該流れを導入することであって、該液化されたかまたは部分的に液化された天然ガス流が、該第1のLNG流であるか、または該第1のLNG流からもしくは該天然ガス供給流から窒素を富化した天然ガス流を分離しかつ該流れを該主熱交換器中で少なくとも部分的に液化することで生成された少なくとも部分的に液化された窒素を富化した天然ガス流であることと、
(d)該蒸留塔から回収されたオーバーヘッド蒸気から窒素に富んだ蒸気生成物を生成させることと、
(e)コンデンサー熱交換器中で該蒸留塔からの該オーバーヘッド蒸気の一部を凝結させることにより該蒸留塔に還流を提供することと、
(f)該蒸留塔から回収された下部の液体から第2のLNG流を生成させることと、を含み、
該主熱交換器のためかつ該コンデンサー熱交換器のための冷却が閉回路冷却システムによって提供され、該閉回路冷却システムによって循環する冷媒が該主熱交換器を通過させられかつ該主熱交換器中で暖められ、および該コンデンサー熱交換器を通過させられかつ該コンデンサー熱交換器中で暖められ、
該コンデンサー熱交換器のための冷却が、該閉回路冷却システムによりおよび該蒸留塔から回収されたオーバーヘッド蒸気を暖めることによりの両方で提供され、
ステップ(e)が、該コンデンサー熱交換器中で該蒸留塔から回収されたオーバーヘッド蒸気を暖めることと、暖められたオーバーヘッド蒸気の第1の部分を圧縮することと、該コンデンサー熱交換器中で該圧縮された部分を冷却しかつ少なくとも部分的に凝結させることと、冷却されかつ少なくとも部分的に凝結させられた部分を膨張させかつ該蒸留塔の上部の中に再導入することとを含み、そして、
ステップ(d)が、該暖められたオーバーヘッド蒸気の第2の部分から該窒素に富んだ蒸気生成物を生成させることを含む、方法。 - 該コンデンサー熱交換器中を通過させられかつ該コンデンサー熱交換器中で暖められる該冷媒が、次に該主熱交換器中を通過させられかつ該主熱交換器中でさらに暖められる、請求項1に記載の方法。
- 冷却が該主熱交換器におよび該コンデンサー熱交換器に提供された後に得られる暖められた冷媒は、1つまたは2つ以上の圧縮機中で圧縮されかつ1つまたは2つ以上の後部冷却器中で冷却されて圧縮された冷媒を生成し、該圧縮された冷媒は、該主熱交換器を通過させられかつ該主熱交換器中で冷却されて該主熱交換器から回収される冷却され圧縮された冷媒を生成し、そして該冷却され圧縮された冷媒は次に分割されて、該冷媒の一部が膨張させられかつ該主熱交換器に直接戻されて該主熱交換器を通過させられかつ該主熱交換器中で暖められ、および該冷媒の別の部分が膨張させられかつ該コンデンサー熱交換器に送られて該コンデンサー熱交換器を通過させられかつ該コンデンサー熱交換器中で暖められる、請求項1に記載の方法。
- 該閉回路冷却システムによって循環する該冷媒が混合冷媒である、請求項1に記載の方法。
- 冷却が該主熱交換器におよび該コンデンサー熱交換器に提供された後で得られる暖められた混合冷媒が、圧縮され、該主熱交換器中で冷却されかつ分離されて、異なる組成を有する複数の液化されたかまたは部分的に液化された冷たい冷媒流を提供するように冷却され、該主熱交換器の冷たい終端から得られる最も高い濃度のより軽い成分を有する該冷たい冷媒流が分割されかつ膨張させられて、該コンデンサー熱交換器中で暖められる冷媒の流れと、該主熱交換器中で暖められる該主熱交換器の該冷たい終端に戻される冷媒の流れとを提供する、請求項4に記載の方法。
- ステップ(c)が、該第1のLNG流を膨張させかつ部分的に蒸発させることと、該蒸留塔の中に該流れを導入して該流れを蒸気相と液相とに分離することとを含む、請求項1に記載の方法。
- LNG貯蔵タンクに該第2のLNG流を送ることをさらに含む、請求項6に記載の方法。
- ステップ(c)が、少なくとも部分的に液化された窒素を富化した天然ガス流を膨張させかつ部分的に蒸発させ、そして該蒸留塔の中に該流れを導入して、該流れを蒸気相と液相とに分離することであって、該少なくとも部分的に液化された窒素を富化した天然ガス流が、該第1のLNG流から窒素を富化した天然ガス流を分離し、そして該主熱交換器中で該流れを少なくとも部分的に液化することで生成されることを含む、請求項1に記載の方法。
- 該少なくとも部分的に液化された窒素を富化した天然ガス流が、(i)該第1のLNG流、または該第1のLNG流の一部から生成されたLNG流を膨張させ、部分的に蒸発させかつ分離して、窒素を枯渇させたLNG生成物と、窒素を富化した天然ガス蒸気からなるリサイクル流とを生成させることと、(ii)該リサイクル流を圧縮して圧縮されたリサイクル流を生成させることと、(iii)該天然ガス供給流と別個にかつ並行して、該主熱交換器を通して該圧縮されたリサイクル流を通過させて、該圧縮されたリサイクル流を冷却しかつその全てまたは一部を少なくとも部分的に液化し、それによって該少なくとも部分的に液化された窒素を富化した天然ガス流を生成させることと、によって生成される、請求項8に記載の方法。
- 該第1のLNG流または該第1のLNG流の一部から生成された該LNG流が膨張させられ、そして該LNGの一部が蒸発するLNG貯蔵タンク中に移送され、それによって窒素を富化した天然ガス蒸気と該窒素を枯渇させたLNG生成物とを生成し、そして窒素を富化した天然ガス蒸気が該タンクから回収されて該リサイクル流を生成する、請求項9に記載の方法。
- 該第2のLNG流を膨張させ、部分的に蒸発させかつ分離して該リサイクル流のための追加の窒素を富化した天然ガス蒸気と追加の窒素を枯渇させたLNG生成物とを生成させることとをさらに含む、請求項9に記載の方法。
- ステップ(c)が、少なくとも部分的に液化された窒素を富化した天然ガス流を膨張させかつ部分的に蒸発させることと、該蒸留塔の中に該流れを導入して該流れを蒸気相と液相とに分離することとを含み、該少なくとも部分的に液化された窒素を富化した天然ガス流が、該天然ガス供給流から窒素を富化した天然ガス流を分離し、そして該主熱交換器中で該流れを少なくとも部分的に液化することで生成される、請求項1に記載の方法。
- ステップ(a)が、(i)該主熱交換器の暖かい終端の中へ該天然ガス供給流を導入し、該天然ガス供給流を冷却しかつ少なくとも部分的に液化し、そして該主熱交換器の中間の場所から冷却されかつ少なくとも部分的に液化された流れを回収することと、(ii)該冷却されかつ少なくとも部分的に液化された流れを膨張させ、部分的に蒸発させかつ分離して、窒素を富化した天然ガス蒸気流と窒素を枯渇させた天然ガス液体流とを生成させることと、(iii)該主熱交換器の中間の場所の中へ該蒸気流と液体流とを別個に再導入し、そして該蒸気流と液体流とを並行してさらに冷却して、該液体流がさらに冷却されて該第1のLNG流を生成し、および該蒸気流がさらに冷却されかつ少なくとも部分的に液化されて該少なくとも部分的に液化された窒素を富化した天然ガス流を生成することとを含む、請求項12に記載の方法。
- (g)該第2のLNG流を膨張させ、部分的に蒸発させかつ分離して、窒素を枯渇させたLNG生成物と窒素を富化した天然ガス蒸気からなるリサイクル流とを生成させることと、
(h)該リサイクル流を圧縮して圧縮されたリサイクル流を生成させることと、
(i)該天然ガス供給流と組み合わせてかまたは別個に冷却されかつ少なくとも部分的に液化される該主熱交換器中に該圧縮されたリサイクル流を戻すこととをさらに含む、請求項13に記載の方法。 - ステップ(g)が、該第2のLNG流を膨張させ、該LNGの一部が蒸発し、それによって窒素を富化した天然ガス蒸気と該窒素を枯渇させたLNG生成物とを生成する、LNG貯蔵タンクの中へ該膨張させられた流れを移送し、そして該タンクから窒素を富化した天然ガス蒸気を回収して、該リサイクル流を生成させることを含む、請求項14に記載の方法。
- 該第1のLNG流を膨張させ、部分的に蒸発させかつ分離して、該リサイクル流のための追加の窒素を富化した天然ガス蒸気と追加の窒素を枯渇させたLNG生成物とを生成させることをさらに含む、請求項14に記載の方法。
- ステップ(a)(ii)が、該冷却されかつ少なくとも部分的に液化された流れを膨張させ、部分的に蒸発させかつ分離して、該窒素を富化した天然ガス蒸気流と、窒素を富化した天然ガス蒸気からなるストリッピングガス流と、該窒素を枯渇させた天然ガス液体流とを生成させることを含み、そして、
ステップ(c)が、該蒸留塔の下部の中へ該ストリッピングガス流を導入することをさらに含む、請求項13に記載の方法。 - 該液化されたかまたは部分的に液化された天然ガス流が該蒸留塔の中間の場所において該蒸留塔の中に導入され、および該蒸留塔のための沸騰が該蒸留塔の中への該流れの導入前に該液化されたかまたは部分的に液化された天然ガス流との間接的な熱交換を介して、再沸騰熱交換器中で該下部の液体の一部を加熱しかつ蒸発させることによって提供される、請求項1に記載の方法。
- 天然ガス供給流を液化しかつ天然ガス供給流から窒素を除去するための装置であって、
天然ガス供給流を受けかつ主熱交換器を通して該天然ガス供給流を通過させて該流れを冷却しかつ該流れの全てまたは一部を液化して、第1のLNG流を生成させるための冷却通路を有する主熱交換器と、
液化されたかまたは部分的に液化された天然ガス流を受け、膨張させかつ部分的に蒸発させ、そして蒸留塔中で該流れを蒸気相と液相とに分離するための該主熱交換器と流体流連通した膨張機器および蒸留塔であって、該液化されたかまたは部分的に液化された天然ガス流が該第1のLNG流であるか、または該第1のLNG流からかまたは該天然ガス供給流から窒素を富化した天然ガス流を分離し、そして該主熱交換器中で該流れを少なくとも部分的に液化することで生成された少なくとも部分的に液化された窒素を富化した天然ガス流である、膨張機器および蒸留塔と、
該蒸留塔から得たオーバーヘッド蒸気の一部を圧縮して圧縮されたオーバーヘッド蒸気流を生成するための圧縮機と、
該蒸留塔から回収されたオーバーヘッド蒸気を暖めるための、および該蒸留塔から得られた凝結した圧縮されたオーバーヘッド蒸気流を生成するために該圧縮されたオーバーヘッド蒸気流の一部を少なくとも部分的に液化し凝結させることによって該蒸留塔に還流を提供するためのコンデンサー熱交換器と、
該凝結した圧縮されたオーバーヘッド蒸気流の圧力を低下させて該蒸留塔への還流を生成するための膨張機器と、
該主熱交換器およびコンデンサー熱交換器に冷却を提供するための閉回路冷却システムであって、該閉回路冷却システムによって循環する冷媒が、該主熱交換器を通過させられかつ該主熱交換器中で暖められ、および該コンデンサー熱交換器を通過させられかつ該コンデンサー熱交換器中で暖められる、閉回路冷却システムと、
を含む、装置。
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