JP6772268B2 - 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 - Google Patents
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Description
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。
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。
Claims (22)
- 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、前記加圧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、を含み、
前記機械式冷凍ユニットが、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り、
前記天然ガスストリームが第1の天然ガスストリームであり、前記方法が、更に、
前記第1の天然ガスストリームを第1の冷媒ストリームと第2の冷媒ストリームと第2の天然ガスストリームとに分ける段階と、
前記第1の冷媒ストリームを第1の膨張機で膨張させ第1の冷却ストリームを生成する段階と、
前記第2の冷媒ストリームおよび第2の天然ガスストリームを、前記第1の冷却ストリームを使用して冷却し、第1の加温ストリームを生成する段階と、
前記第2の冷媒ストリームを第2の膨張機で膨張させ第2の冷却ストリームを生成する段階であって、前記第1の冷却ストリームの温度が前記第2の冷却ストリームの温度より高い段階と、
前記第2の冷媒ストリームと第2の天然ガスストリームとを、前記第2の冷却ストリームの少なくとも一部分を使用して冷却し、第2の加温ストリームを生成する段階と、
前記第1の加温ストリームと第2の加温ストリームとを圧縮し、リサイクル冷媒ストリームを生成する段階と、
前記リサイクル冷媒ストリームと第1の天然ガスストリームとを組み合わせる段階と、を含んでいる、
ことを特徴とする方法。 - 前記第1の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1に記載の方法。 - 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、前記第2冷却ストリームは2相ストリームであり、
前記方法は、
前記2相ストリームを、第2の加圧LNGストリームと、熱交換器で前記第2の冷媒ストリーム及び前記第2の天然ガスストリームを冷却するために使用される前記第2の冷却ストリームの一部と、に分離する段階と、
前記第1の加圧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ストリームと混合する段階を更に含む、
請求項2に記載の方法。 - 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3のいずれか1項に記載の方法。 - 前記第1の天然ガスストリームから第3の天然ガスストリームを分ける段階と、
前記蒸発した液体冷媒ストリームを使用して前記第3の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又は2に記載の方法。 - 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5のいずれか1項に記載の方法。 - 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6のいずれか1項に記載の方法。 - 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7のいずれか1項に記載の方法。 - 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8のいずれか1項に記載の方法。 - 二重目的運搬船を使用して前記第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を使用して前記第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9のいずれか1項に記載の方法。 - 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10のいずれか1項に記載の方法。 - 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11のいずれか1項に記載の方法。 - 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12のいずれか1項に記載の方法。 - 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13のいずれか1項に記載の方法。 - 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窒素ガスストリームを形成する段階と、
前記窒素ガスストリームの圧力を低減させるために、前記液体冷媒サブクールユニット内で、少なくとも1つの膨張機内の前記窒素ガスストリームの圧力を低減させ、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。 - 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ストリームと熱交換する、
請求項15に記載の方法。 - 前記少なくとも1つの膨張器を、
電力を発生させる少なくとも1つの発電機、又は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15に記載の方法。 - 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17のいずれか1項に記載の方法。 - 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、
前記機械式冷凍ユニットが、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り、
前記天然ガスストリームが第1の天然ガスストリームであり、該第1の天然ガスストリームが、第1の冷媒ストリームと第2の冷媒ストリームと第2の天然ガスストリームと分かれ、
前記第1の冷媒ストリームを膨張させ第1の冷却ストリームを生成する第1の膨張機と、
前記第2の冷媒ストリームおよび第2の天然ガスストリームを、前記第1の冷却ストリームを使用して冷却し、第1の加温ストリームを生成する熱交換器と、
前記第2の冷媒ストリームを膨張させ第2の冷却ストリームを生成する第2の膨張機であって、前記第1の冷却ストリームの温度が前記第2の冷却ストリームの温度より高い第2の膨張機と、を備え、
前記第2の冷媒ストリームと第2の天然ガスストリームとが、前記膨張機内で、少なくとも第2の冷却ストリームの一部分を使用して冷却され、第2の加温ストリームを生成し、リサイクル冷媒ストリームを生成し、更に、
前記第1の加温ストリームと第2の加温ストリームを圧縮して冷却しリサイクル冷媒ストリームを生成する少なくとも1つの圧縮機と少なくとも1つの冷却器とを備え、
前記リサイクル冷媒ストリームが第1の天然ガスストリームとを組み合わせられる、
ことを特徴とするシステム。 - 前記第2の冷却ストリームが、2相ストリームであり、
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の加圧LNGストリームと、前記膨張機内で前記第2の冷媒ストリームと第2天然ガスストリームを冷却するため前記熱交換器内で使用された前記第2の冷却ストリームの前記部分とに分割されるように構成されている、
請求項19に記載のシステム。 - 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19または20に記載のシステム。 - 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を使用して該第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19ないし21のいずれか1項に記載のシステム。
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