JPH0694199A - 液化天然ガスの運搬方法、液化基地および受入れ基地 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小規模ガス田の海上での天然ガス液化基地に
おける液化設備の建設費、運転コストの低減、保冷コス
トの低減および地上での受入れ基地における荷役時のボ
イルオフガスの発生を抑制すること。 【構成】 海上の天然ガス液化基地では、圧縮冷凍機に
よって８〜９ｋｇ／ｃｍ²Ｇ、−１３０℃の液化天然ガ
スとし、その動力の低減を図られる程度の高圧とならな
い圧力の液化天然ガスを、運搬船で地上の受入れ基地に
運搬し、この受入れ基地では、液体空気用タンクに貯留
された液体空気の寒冷を利用して運搬船のタンクからの
液化天然ガスを、大気圧の温度−１６２℃に冷却し、大
気圧で液化天然ガス用タンクに貯留する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液化天然ガスの運搬方
法、液化基地および受入れ基地に関し、特に小規模ガス
田の海上での液化基地で液化を行い、運搬船で液化天然
ガスを運搬し、地上の受入れ基地で貯留するための構成
に関する。

【０００２】

【従来の技術】典型的な先行技術は図２に示されてい
る。海上に設けられた液化基地１では、小規模ガス田２
からの天然ガスを液化してタンク３に貯留し、運搬船４
によって、矢符５で示されるように運搬し、地上に設け
られた受入れ基地６のタンク７に貯留し、管路８から都
市ガスとして供給される。液化基地１において、ガス田
２からの天然ガスは、高圧の天然ガス９で、精製設備１
０によって精製され、４０〜５０ｋｇ／ｃｍ²Ｇの天然
ガスは、液化器である熱交換器１１に導かれ、ここで混
合冷媒方式の圧縮冷凍機１２の冷媒と熱交換されて液化
され、−１６２℃とされ、減圧弁１３から、大気圧でタ
ンク３に貯留される。混合冷媒方式の圧縮冷凍機１２で
は、動力源１４によって駆動される低圧圧縮機１５と、
中圧圧縮機１６と高圧圧縮機１７とが直列に接続され、
海水を用いる冷却器１８，１９，２０が備えられ、また
気液分離器２１，２２が備えられ、気液分離器２１から
の冷媒は昇圧ポンプ２３で昇圧され、また気液分離器２
２からの冷媒は冷媒移送ポンプ２４によって、管路２５
から熱交換器１１の伝熱管２６に導かれ、減圧弁２７に
よって減圧され、たとえば−１６５℃の冷媒は、熱交換
器１１の伝熱管２８から管路２９を経て低圧圧縮機１５
に戻って循環される。気液分離器２２からの気体の冷媒
は管路３０から、伝熱管２６に導かれる。

【０００３】タンク３に貯留されている大気圧の液化天
然ガスは、移送ポンプ３１からローディングアーム３２
を経て運搬船４のタンク３３に大気圧で貯留されて運搬
される。

【０００４】地上の受入れ基地６では、運搬船４のタン
ク３３からの大気圧の液化天然ガスは、移送ポンプ３５
からアンローディングアーム３６を経て、タンク７に、
液圧５００〜１０００ｍｍＨ₂Ｏで貯留される。このタ
ンク７の液化天然ガスは移送ポンプ３７から管路３８お
よび昇圧ポンプ３９を経て、さらに気化器４０で気化さ
れ、管路８から都市ガスとして供給される。タンク７の
ボイルオフガスは、圧縮機４１によって圧縮され、また
残りの一部はリターンガスブロワ４２によって昇圧さ
れ、ローディングアーム４３から、運搬船４のタンク３
３に戻される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような先行技術で
は、液化基地１では、液化天然ガスを、−１６２℃まで
冷却液化するので、その圧縮冷凍機１２などの液化設備
の建設費、運転コストが大きく、またその液化温度が低
いので、保冷コストが大きい。

【０００６】またこのような先行技術では、運搬船４の
タンク３３からの液化天然ガスをそのまま地上の受入れ
基地６におけるタンク７に供給して貯留するので、その
貯留されるべき液化天然ガスの組成のばらつきおよび温
度差などによってタンク７に貯留される液化天然ガスの
比重差が生じていわゆるロールオーバ現象が生じ、また
大量のボイルオフガスを生じる。

【０００７】地上の受入れ基地６において運搬船４のタ
ンク３３から大気圧の液化天然ガスを排出した後に、そ
のタンク３３に液体窒素を積込み、海上の液化基地位置
でその液体窒素の冷熱を利用する先行技術がある。この
先行技術では、受入れ基地６で荷役後のタンク３３に液
体窒素を積込んだとき、そのタンク３３に残留している
液化天然ガスの高沸点成分が氷結してしまい、ポンプ３
５などに悪影響を及ぼすという問題が生じる。

【０００８】本発明の目的は、天然ガスを比較的簡単な
設備で液化して、その液化のための設備の建設費、運転
コストを低減し、また断熱材を従来に比べて軽微にして
保冷コストを低減し、さらに受入れ基地でのロールオー
バの問題を解決し、ボイルオフガスが大量に発生するこ
とを防ぐようにした液化天然ガスの運搬方法、液化基地
および受入れ基地を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、海上の液化基
地で天然ガスを、液化のための動力の低減が図られる程
度の高圧とならない圧力で液化し、その液化天然ガスを
運搬船のタンクに貯留して、その運搬船で地上の受入れ
基地に運搬し、受入れ基地で、運搬船の前記タンクから
の液化天然ガスを、液体空気貯留タンクに予め貯留した
液体空気の寒冷で、大気圧での液化温度にまで冷却し、
大気圧でタンクに液化天然ガスを貯留することを特徴と
する液化天然ガスの運搬方法である。

【００１０】また本発明は、天然ガスを、圧縮冷凍機に
よって冷却された冷媒を用いて間接熱交換し、圧縮冷凍
機の動力の低減が図られる程度の高圧とならない圧力で
天然ガスを液化することを特徴とする天然ガスの液化基
地である。

【００１１】さらにまた本発明は、液体空気を製造する
手段と、その製造された液体空気を貯留する液体空気用
タンクと、タンクからの液体空気によって、高圧となら
ない飽和圧力状態の液化天然ガスを冷却し、大気圧の液
体とする熱交換器と、熱交換器からの液化天然ガスを貯
留する液化天然ガス用タンクとを含むことを特徴とする
液化天然ガスの受入れ基地である。

【００１２】さらにまた本発明は、前記熱交換器からの
液体空気が供給される膨張タービンと、膨張タービンに
よって駆動され、液化天然ガス用タンクからのボイルオ
フガスを圧縮する圧縮機とを含み、前記熱交換器は、圧
縮機からの天然ガスを液体空気で冷却して液化すること
を特徴とする。

【００１３】

【作用】本発明に従えば、海上の液化基地では、たとえ
ば小規模ガス田などからの天然ガスを、液化のための動
力の低減が図られる程度の高圧とならない圧力、たとえ
ば約８〜９ｋｇ／ｃｍ²Ｇで液化し、これによって圧縮
冷凍機の動力の低減が図られ、その設備の建設費および
運転コストが低減される。またその圧力の液化天然ガス
の温度は、たとえば−１３０℃であり、これによって断
熱材を前述の先行技術に比べて軽微とし、保冷コストを
小さくすることができる。

【００１４】また本発明に従えば、受入れ基地では、液
体空気を製造して液体空気用タンクに貯留しておき、そ
の液体空気の寒冷を用いて、運搬船のタンクで運んでき
た高圧とならない液化天然ガスを冷却して、大気圧の液
体とし、その大気圧の液化天然ガスを液化天然ガス用タ
ンクに貯留するようにしたので、液体空気用タンクから
の液体空気の流量を制御するなどして、各種の組成およ
び温度を有する運搬船のタンクからの液化天然ガスの温
度を調整して、液化天然ガス用タンクに貯留することが
でき、これによってその液化天然ガス用タンク内での液
化天然ガスの比重差に起因したロールオーバ現象を抑制
し、ボイルオフガスが大量に発生することを防ぐことが
できる。

【００１５】さらに運搬船のタンクに貯留されている液
化天然ガスは、前述のように大気圧よりも高く、地上の
受入れ基地の液化天然ガス用タンク内は大気圧程度であ
り、したがって液化天然ガス移送ポンプを必要とするこ
となく、その運搬船のタンクからの液化天然ガスを受入
れ基地の液化天然ガス用タンクに移送して貯留すること
が可能となる。

【００１６】

【実施例】図１は、本発明の一実施例の全体の系統図で
ある。小規模ガス田のために海上に設けられた天然ガス
の液化基地５１では、液化天然ガスが約８〜９ｋｇ／ｃ
ｍ²Ｇ、−１３０℃で、タンク５２に貯留され、ローデ
ィングアーム５３によって、運搬船５４のタンク５５内
に移送される。運搬船５４によって運搬されたタンク５
５内の液化天然ガスは、地上に設けられた受入れ基地５
６に、アンローディングアーム５７から移送され、液化
天然ガス用タンク５７に、大気圧で貯留され、このタン
ク５７内の液化天然ガスは、管路５８から天然ガスとし
て供給される。

【００１７】海上の液化基地５１では、ガス田５９から
の天然ガスは、高圧の天然ガス６０で、精製設備６１で
精製され、液化器である熱交換器６２の伝熱管６３に供
給される。この熱交換器６２で天然ガスを液化するため
に、圧縮冷凍器６４が設けられる。ガス田５９からの天
然ガスを燃料とするガス・インジェクション・ディーゼ
ル機関６５は、中圧圧縮機６６を駆動して混合冷媒を圧
縮し、その冷媒は冷却器６７で冷却され、気液分離器６
８に導かれ、さらにディーゼル機関６５によって駆動さ
れる高圧圧縮機６９で圧縮され、冷却器７０を経て気液
分離器７１に導かれる。気液分離器６８からの冷媒は、
昇圧ポンプ７２によって昇圧され、また気液分離器７１
の冷媒は冷媒移送ポンプ７３によって、管路７４から、
熱交換器６２の伝熱管７５に導かれ、減圧弁７６で減圧
され、たとえば−１３３℃の冷媒は、伝熱管７７に導か
れ、さらに管路７８を経て、中圧圧縮機６６に戻る。気
液分離器７１からのガス冷媒は管路７９を経て、伝熱管
７５に導かれる。このようにして熱交換器６２では、天
然ガスが圧縮冷凍機６４の冷媒によって間接熱交換され
る。伝熱管６３からの天然ガスは、管路８０から減圧弁
８１に導かれ、約８〜９ｋｇ／ｃｍ²Ｇ、−１３０℃の
液化天然ガスとされ、タンク５２に貯留される。こうし
て液化天然ガスは、上述のように８〜９ｋｇ／ｃｍ²Ｇ
であって、高圧とならない圧力で液化されており、これ
によって圧縮冷凍機６４のディーゼル機関６５の動力の
低減を図り、設備の建設費の削減を図ることができ、ま
たその運転コストを低減することができる。さらにまた
タンク５２では、前述の先行技術に比べて高い温度で液
化天然ガスが貯留されることになり、これによって断熱
材を削減し、その保冷コストを低減することができる。
またこのようにして全体の構成のコンパクト化を図るこ
とができる。

【００１８】液化基地５１においてタンク５２に貯留さ
れている液化天然ガスは、運搬船５４のタンク５５に、
その圧力差で管路８３およびローディングアーム５３を
介して管路８４から移送される。したがって前述の先行
技術における移送ポンプを省略することができる。

【００１９】運搬船５４が矢符８５で示されるように、
液化基地５１から受入れ基地５６に液化天然ガスを輸送
する。この受入れ基地５６では、タンク５５内の液化天
然ガスは管路８６からアンローディングアーム１５７を
経て、熱交換器８７で、液体空気の寒冷によってさらに
冷却され、管路８８から、大気圧でタンク５７に液化天
然ガスが貯留される。運搬船５４のタンク５５内の圧力
は、前述のように高圧とならない圧力であり、一方、タ
ンク５７では液化天然ガスは大気圧であり、その圧力差
でタンク５５内の液化天然ガスをタンク５７に移送する
ことができ、前述の先行技術における移送ポンプを省略
することができる。

【００２０】受入れ基地５６において熱交換器８７で液
化天然ガスを、冷却するために用いられる液体空気は、
液体空気製造設備８９において製造される。原料空気９
０は、圧縮機９１で圧縮され、熱交換器９２でその圧縮
された原料空気を、水を用いて冷却し、モレキュラシー
ブ９２では、原料空気中のＣＯ₂および水分を除去し、
管路１９３から、熱交換器９３の伝熱管９４に導かれ
る。熱交換器９３の伝熱管９５には、管路９６から減圧
弁９７によって大気圧まで減圧され、さらに低温となっ
た空気が供給され、こうして伝熱管９４に供給される空
気が液化され、管路９６では、液体空気は、たとえば５
ｋｇ／ｃｍ²Ｇである。伝熱管９５からの常温空気は、
圧縮機９８によって圧縮され、冷却器９９で、水によっ
て冷却され、管路９３に戻る。管路９６からの液体空気
は、液体空気用タンク１００に貯留される。このタンク
１００に貯留された液体空気は、液体空気ポンプ１０１
から、管路１０２を経て、熱交換器８７の伝熱管１０３
に導かれる。この伝熱管１０３に導かれる液体空気は、
約−１８０℃である。これによって熱交換器８７の伝熱
管１０４を通る運搬船５４からの液化天然ガスが、−１
６２℃以下に冷却され、こうしてタンク５７に液化天然
ガスが供給されるとき、フラッシュすることが防がれ
る。熱交換器８７の伝熱管１０３からの液体空気は、管
路１０５において気体であり、膨張タービン１０６で膨
張され、ボイルオフガス予冷器１０７から、管路１０８
を経て、大気放散される。

【００２１】液化天然ガス用タンク５７からのボイルオ
フガスは、管路１０９から圧縮機１１０によって圧縮さ
れる。この圧縮機１１０は、膨張タービン１０６によっ
て駆動され、このようにして、空気の圧力エネルギーを
回収することができる。圧縮機１１０からのたとえば９
ｋｇ／ｃｍ²Ｇの天然ガスは、常温程度となり、このボ
イルオフガスは、予冷器１０７で、膨張タービン１０６
からの低温空気で予冷され、管路１１１から熱交換器８
７の伝熱管１１２に導かれる。こうして熱交換器８７で
は、伝熱管１１２内のボイルオフガスは、伝熱管１０３
を流れる液体空気に熱を奪われて液体となり、過冷却さ
れ、その過冷却された液化天然ガスは、減圧弁１１３で
大気圧程度に減圧され、液体のままで、タンク５７に戻
る。こうして伝熱管１１２では、ボイルオフガスは、た
とえば−１６５℃以下まで冷却される。

【００２２】運搬船５４のタンク５５から受入れる液化
天然ガスの温度は、たとえば−１２８℃前後であり、熱
交換器８７では、タンク５７においてボイルオフガスが
発生しないように、たとえば前述のように約−１６０℃
まで、伝熱管１０３を流れる液体空気によって冷却す
る。この液体空気の流量は、ポンプ１０１の回転速度の
調整等によって、制御することができ、こうして管路８
８からタンク５７に移送される液化天然ガスの温度を調
整し、上述のようにボイルオフガスを発生しないように
することができる。これによって前述の先行技術におい
て荷役用に必要とされていたボイルオフガス圧縮機が不
要となり、またタンク５７におけるロールオーバ現象が
発生しないようにすることが容易に可能になる。

【００２３】また液体空気は、タンク１００において一
旦、貯留された後、ポンプ１０１によって流量が制御さ
れて熱交換器８７に導かれ、したがって運搬船５４によ
って運搬されてくる受入れるべき液化天然ガスの組成お
よび温度にばらつきがあっても、タンク５７においてボ
イルオフガスが発生しないように、管路８８の液化天然
ガスの温度を調整することが可能となる。こうして液体
空気の冷熱を効率的に活用することができる。しかもそ
の液体空気は、熱交換器８７から膨張タービン１０６に
導かれてその圧力エネルギーが回収され、また管路１０
８では、空気は常温程度であり、こうして液体空気の冷
熱および圧力エネルギーを１００％、効率的に活用する
ことができる。

【００２４】タンク５７内に貯留されている液化天然ガ
スは、移送ポンプ１１４から高圧ポンプ１１５で昇圧さ
れ、熱交換器９３の伝熱管１１６に導かれてその液化天
然ガスが気化され、管路１１７から膨張タービン１１８
に導かれ、加温器１１９でほぼ常温程度の天然ガスとし
て、管路５８から都市ガスとして供給される。熱交換器
９２，９９および加温器１１９において用いられる水
は、循環して用いられる。圧縮機９１，９８は、モータ
またはガス・インジェクション・ディーゼル機関などの
駆動源１２０および膨張タービン１１８によって駆動さ
れる。

【００２５】熱交換器９３において、タンク５７からの
液化天然ガスの冷熱は、伝熱管９４を流れる圧縮された
空気を液化するために用いられ、これによって液化天然
ガスが気化される。したがって液化天然ガスの冷熱を有
効に、液体空気の製造のために用いることができ、した
がって液化天然ガスの気化のために大量の海水などを必
要とするということはない。したがって海水の取排水設
備が簡略化され、コストダウンが可能となり、その維持
費の削減が可能となり、生物汚損、塩素濃度、腐食環
境、海水排水温度、浚渫、漁業などの多くの問題が生じ
ることを防ぐことができる。しかもこのようにタンク５
７からの液化天然ガスの低温エネルギーを有効に活用し
て原料空気の液化を行うことができ、その設備は簡単で
あり、所要動力を少なくすることができる。

【００２６】前述の図２に示される先行技術では、タン
ク７において荷役時に多量のボイルオフガスが発生する
ので、そのボイルオフガスを圧縮するための圧縮機４１
が必要である。さらにまたこの先行技術では、タンク７
から供給される液化天然ガスを、海水を用いる気化器４
０によって気化しているので、その液化天然ガスの冷熱
エネルギーを全く回収しておらず、しかも海水取排水設
備が大形化し、生物汚損、塩素濃度、腐食環境、海水排
水温度、浚渫、漁業などのいくたの問題が生じる。上述
の実施例では、このような図２に示される先行技術の問
題が解決される。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、海上に設
けられる小規模ガス田などのための液化基地では、天然
ガスを、高圧とならない圧力で液化し、これによって圧
縮冷凍機などの液化設備の建設費および運転コストを低
減することが可能であり、またその大気圧を超える圧力
の液化天然ガスの温度は、前述の先行技術に比べて高い
温度であるので、保冷コストを低減することが可能にな
る。

【００２８】また本発明によれば、地上の受入れ基地に
おいて、製造された液体空気をタンクに貯留して、運搬
船で運ばれてきた高圧とならない液化天然ガスを冷却
し、大気圧の液体として液化天然ガス用タンクに貯留す
るようにし、これによって運搬船のタンクからの液化天
然ガスの組成および温度などに応じて、受入れ基地の液
化天然ガス用タンクに貯留される液化天然ガスの温度を
調整することが容易に可能であり、これによって液化天
然ガス用タンクのロールオーバ現象を防ぎ、大量のボイ
ルオフガスが発生することを防ぐことができる。

【００２９】さらに運搬船のタンクには、前述のように
高圧とならない液化天然ガスが貯留されており、その運
搬船からの液化天然ガスを、受入れ基地に設けられてい
る大気圧の液化天然ガス用タンクに移送する際に、その
圧力差で移送することができ、従来のポンプを省略する
ことが可能になる。

【００３０】このようにボイルオフガスが受入れ基地に
おいてほとんど発生しないようにすることができるの
で、荷役用に必要とされる従来からのボイルオフガス圧
縮機が不要となる。

【００３１】さらに本発明によれば、液体空気の膨張タ
ービンを利用して液化天然ガス用タンクからのボイルオ
フガスのための圧縮機を駆動するようにしたので、膨張
タービンから排出される空気温度をたとえば常温程度に
し、これによって液体空気の冷熱および圧力エネルギー
をほぼ１００％、効率的に活用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の全体の系統図である。

【図２】先行技術の全体の系統図である。

【符号の説明】

５１ 液化基地 ５２，５５，５７ 液化天然ガス用タンク ５４ 運搬船 ５６ 受入れ基地 ６４ 圧縮冷凍機 ８７ 熱交換器 ８９ 液体空気製造設備 ９３ 熱交換器 １００ 液体空気用タンク １０１ 液体空気ポンプ １０６ 膨張タービン １０７ ボイルオフガス予冷器 １１０ ボイルオフガス圧縮機

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 海上の液化基地で天然ガスを、液化のた
   めの動力の低減が図られる程度の高圧（１０ｋｇ／ｃｍ
   ²以上）にならない圧力で液化し、 その液化天然ガスを運搬船のタンクに貯留して、その運
   搬船で地上の受入れ基地に運搬し、 受入れ基地で、運搬船の前記タンクからの液化天然ガス
   を、液体空気貯留タンクに予め貯留した液体空気の寒冷
   で、大気圧での液化温度にまで冷却し、大気圧でタンク
   に液化天然ガスを貯留することを特徴とする液化天然ガ
   スの運搬方法。
2. 【請求項２】 天然ガスを、圧縮冷凍機によって冷却さ
   れた冷媒を用いて間接熱交換し、圧縮冷凍機の動力の低
   減が図られる程度の高圧（１０ｋｇ／ｃｍ²以上）にな
   らない圧力で天然ガスを液化することを特徴とする天然
   ガスの液化基地。
3. 【請求項３】 液体空気を製造する手段と、 その製造された液体空気を貯留する液体空気用タンク
   と、 タンクからの液体空気によって、高圧にならない飽和圧
   力状態の液化天然ガスを冷却し、大気圧の液体とする熱
   交換器と、 熱交換器からの液化天然ガスを貯留する液化天然ガス用
   タンクとを含むことを特徴とする液化天然ガスの受入れ
   基地。
4. 【請求項４】 前記熱交換器からの液体空気が供給され
   る膨張タービンと、 膨張タービンによって駆動され、液化天然ガス用タンク
   からのボイルオフガスを圧縮する圧縮機とを含み、 前記熱交換器は、圧縮機からの天然ガスを液体空気で冷
   却して液化することを特徴とする請求項３記載の液化天
   然ガスの受入れ基地。