JPS6340233B2 - - Google Patents

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JPS6340233B2
JPS6340233B2 JP56049344A JP4934481A JPS6340233B2 JP S6340233 B2 JPS6340233 B2 JP S6340233B2 JP 56049344 A JP56049344 A JP 56049344A JP 4934481 A JP4934481 A JP 4934481A JP S6340233 B2 JPS6340233 B2 JP S6340233B2
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JP
Japan
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fraction
lng
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heat medium
column
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JP56049344A
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English (en)
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JPS57164183A (en
Inventor
Takeshi Funabashi
Kazumi Aoki
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Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Original Assignee
Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10Process efficiency

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  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、混合熱媒体、特にLNGガス化時の
冷熱回収ランキンサイクル形成用に使用する混合
熱媒体の製造方法に関する。
本発明者らはLNGをガス化するに際して、
LNGの冷熱を混合熱媒体を用いるランキンサイ
クルによつて効率的に動力として回収する方法
を、特公昭54−34761号に提案した。この方法に
於いて使用される混合熱媒体は、主として窒素及
び炭素数が1〜6の炭化水素の混合物であり、タ
ービンで取り出す回収動力を増大させるために
は、この混合熱媒体の組成をその低圧に於ける冷
却曲線が、加熱再ガス化されるLNGの蒸発曲線
とほぼ一致するようにすることが望ましいことを
述べた。最適な混合熱媒体の組成は、後にも示さ
れるよう、通常エタンを主成分とするものであ
る。一方、純粋なエタンを工業的規模で安価に入
手することは困難であり、また混合熱媒体は混合
物として使用されるので、敢えて純粋なエタンの
形での入手を必要としない。
本発明は上述の目的に使用される好適な組成の
混合熱媒体を、ガス化対象であるLNGそのもの
から、主として製造する方法に関するものであ
る。
混合熱媒体を、ガス化対象となるLNGそのも
のから作り出す方法としては、脱メタン塔、脱エ
タン塔及び脱プロパン塔の複数の精留塔を設置
し、LNGの各成分を順次精留後、混合して調合
する方法が考えられる。この方法は、天然ガスの
液化工程における混合冷媒の製造法として公知で
あるが、複数の精留塔及びそれぞれの成分を貯蔵
する設備が必要となり、建設費が増大し経済的に
不利である。
また、本発明者らは特願昭54−89790号におい
て、一塔の精留塔を用いて回分蒸留操作により混
合熱媒体を得る方法を提案したが、エタン留分を
得る前にメタンを放散させる必要があり、これに
多くの時間を費すこと並びに軽質炭化水素の減少
と共に塔内温度が上昇し、特に塔底の温度は−
160℃から0℃まで変化するため、装置の使用材
料が熱サイクルで疲労すること等の問題点があつ
た。
本発明者らは種々研究を重ねた結果、上記の問
題点を解決し、連続的に効率良く前記LNGガス
化時の冷熱回収の為のランキンサイクル用として
好適な組成の混合熱媒体を製造する方法を見い出
した。本発明の方法は、1塔式の蒸留塔を用いて
LNGの連続蒸留を行ない、側流留分としてエタ
ンに富む留分を取出し、必要に応じてこの留分の
一部を混合熱媒体の製造向けに抜き出し、また定
常時には前記蒸留塔をLNGの気化器の一部とし
て運転使用することもできる方式によるものであ
る。
すなわち、塔頂部には内蔵された凝縮器、塔底
部にはリボイラーを有する連続蒸留可能な蒸留塔
を用い、該蒸留塔に原料LNGを供給して、該
LNGを塔頂留分、側流留分及び塔底留分へと分
留し側流留分としてエタンに富む留分を取り出
し、該エタンに富む留分に、LNG、LPG、窒素、
メタン、プロパン、ブタン、ペンタン等から成る
群より選ばれた1種又は2種以上の成分を、
LNGガス化時の冷熱回収ランキンサイクル形成
用の混合熱媒体として好適な組成を有する如く添
加することを特徴とする混合熱媒体の製造方法で
ある。
以下、本発明の混合熱媒体の製造方法につき、
図面を参照しつつより具体的に説明する。
原料となるLNG及び目的とする最適な混合熱
媒体の組成の一例を示すと次の通りである。
(a) LNG組成 モル% N2 0.02 C1 89.83 C2 5.89 C3 2.92 iC4 0.56 nC4 0.74 iC5 0.04 100.00 (b) 混合熱媒体組成 モル% C1 28.0 C2 45.0 C3 16.0 iC4 4.4 nC4 6.6 100.0 この場合、LNGの組成はメタン成分に富み、
一方混合熱媒体の組成はエタン成分に富むことに
特徴がある。
原料のLNGは、LNGタンク11からポンプ1
2により昇圧され、ラインaを介し加熱器4にて
加熱された後、蒸留塔1の中間段に供給される。
蒸留塔は、塔頂部には凝縮器2、塔底部にはリボ
イラー3を有するが、できるだけコンパクト化す
るために、凝縮器は塔頂部に内蔵することが、又
リボイラーは塔本体と一体化されたものであるこ
とが好ましい。
蒸留塔に供給されたLNGは、塔頂部では蒸気
の一部が凝縮器で凝縮され還流液として塔内を流
下し、塔底部では缶残留液がリボイラーで加熱さ
れ蒸発して塔内を上昇しつつ連続蒸留される。こ
の連続蒸留により、塔頂からはメタンを主成分と
する塔頂留分、塔中間段からはエタンに富む側流
留分、並びに塔底からはプロパン以上の高沸点成
分に富む塔底留分が分留される。この操作によつ
て、混合熱媒体の主成分であるエタンは、エタン
を主成分とする側流留分として塔中間段から抜き
出される。装置の運転条件としては、蒸留塔の中
間段より抜き出される側流留分のエタン純度が、
混合熱媒体を調整するための必要性から、75%以
上となるよう設定することが望ましい。
塔頂の凝縮器に用いる冷媒は、少なくともエタ
ンの沸点(−89℃)以下の温度を有するものであ
ることを要し、LNGを冷媒として用いるのが実
際上好適である。第1図においては、LNGが配
管bを介して凝縮器に導かれ、更に蒸発器6へと
送液される例が示されている。塔中間段から留出
する側流留分の冷却器5に用いる冷媒としても、
同様にLNGが、例えば配管cを介して使用でき
る。
側流留分は、配管fを介し冷却器5を経た後、
その一部又は全部が弁13及び配管jを介してド
ラム7へと導かれる。また、このエタン留分のド
ラム7への抜出し量は、バルブ14により任意に
調節され、残量はヘツダーiに送られる。
このようにして、ドラム7に貯えられたエタン
に富む側流留分をもとにして、目的とするLNG
ガス化時のランキンサイクル形成用の混合熱媒体
として最適組成を有するものを製造するには、メ
タン、プロパン等の成分を適宜添加する必要があ
る。
このため、これらの成分源として容易に入手で
きる、LNG、LPG、窒素、メタン、プロパン、
ブタン、ペンタン等から成る群より選ばれた1種
又は2種以上の組成調整分を、配管dを介し及
び/又はボンベ8,9から配管hを介して、所定
量添加して混合熱媒体を製造する。すなわち、例
えば前記のメタン、エタン、プロパン、ブタンの
4成分から成る代表的な混合熱媒体を製造する場
合には、上述の如くしてドラム7に所定量貯えら
れたエタンに富む留分に、メタン分はLNGとし
てタンクからラインdを介してドラム7へ直接所
定量供給し、また、プロパン、ブタンはボンベ
8,9よりラインhを介してドラム7へ所定量添
加して、必要な組成を有する混合熱媒体を製造す
る。プロパン、ブタン等の成分を市販のボンベ入
り製品から得る場合には、通常これらの成分には
水分が含まれているため、脱水を要し、その場合
にはサイフオン管付ボンベから配管hを介し、例
えばドライヤー10で脱水して、ドラムに貯えら
れた側流留分に添加する。エタン留分に対するこ
れらの添加成分の割合は、調整した混合熱媒体の
組成を、その低圧における冷却曲線が加熱再ガス
化されるLNGの蒸発曲線とできるだけ近似する
よう計り、LNGの気化に際してランキンサイク
ルによつてその冷熱を効率良く動力として回収す
るために好適なものとすることが望ましい。
一方、塔頂留分、側流留分の残部及び塔底留分
は、各々配管e,f及びgを介して抜き出された
後、それらはヘツダーiで合流し、ブローダウン
蒸発器6にてガス化後系外へ送られる。この場
合、側流留分を抜き出す配管fは、冷却器を経た
後混合熱媒体製造用配管jと蒸発器用配管kとに
分岐し、分岐した配管には各々弁13及び14が
設置されており、混合熱媒体の製造量の必要量に
応じ、これらの弁の開度を調整することができ
る。これらの弁は、少なくとも一方が設置される
ことを要し、混合熱媒体製造用配管弁13を閉鎖
すれば、連続蒸留塔はLNGの気化器の一部とし
て使用し得る。すなわち、蒸留塔に供給された
LNGは、塔頂留分、側流留分及び缶残液の3留
分に分留されるが、全留分ともヘツダーで合流し
た後にブローダウン蒸発器へ送られるので、配管
aを介して蒸留塔へ供給されるLNGと同一組成、
等しい量の天然ガスが、蒸発器より取出される。
ブローダウン蒸発器によつて完全に気化された天
然ガスは、天然ガス送出管又はLNGタンクより
発生する気化ガス導出管へ導入することにより、
LNGの損失なく連続運転ができる。すなわち、
混合媒体の製造中のみならず、LNGの気化器の
一部として常時運転しておくことも可能である。
以上の説明から明らかなように、本発明の方法
は、LNGガス化時の冷熱回収ランキンサイクル
形成用の混合熱媒体の優れた製造方法を提供する
ものであり、連続蒸留装置であるため自動運転が
可能で、回分蒸留に較べて運転操作は極めて容易
であり、また回分蒸留のような熱サイクルによる
材質の疲労の問題も生ぜず、また使用する蒸留塔
も一塔でかつ極めてコンパクトなものが適用でき
るため設備費が嵩むこともない。更に蒸留塔を
LNGの気化器の一部として働かせることもでき
るので、混合熱媒体の製造中のみならず常時運転
しておくことも可能であり、必要に応じて簡単な
バルブ操作のみでいつでもエタンに富む側流留分
を混合熱媒体の製造用に供給することができると
いう、工業的実施にあつては極めて合理的でかつ
多大な効果を発揮するものである。
実施例 1 第1図に示した装置を使用して混合熱媒体の製
造を実施した。前記(a)で示された組成のLNGを
ポンプ12で30Kg/cm2まで昇圧し、配管aを介し
温度−100℃、流量約2t/hrで蒸留塔に供給した。
また凝縮器には、配管bを介してLNGを冷媒と
して流量約2t/hrで供給した。定常運転時の蒸留
塔の塔内圧力は27Kg/cm2G、塔頂及び塔底温度は
各々−95.3℃、48.6℃であつた。塔中間段より配
管fを介して留出する側流留分は、エタンを90モ
ル%含むもので、温度4.7℃、流量約0.1t/hrであ
り、冷却器で冷媒LNGにより−80℃まで冷却さ
れた。弁14を閉じ、弁13を開き、側流留分を
ドラム7に48Kg取出した。また、配管dを介して
組成(a)のLNGを17Kg、並びに配管hを介してボ
ンベよりプロパン及びブタンを各々17Kg及び18Kg
をドラム7に供給した。このようにして混合熱媒
体を100Kg製造したが、その組成は前記(b)で示さ
れたものとほぼ同一であつた。
側流留分を所定量ドラム7に取り出した後弁1
3を閉じ弁14を開き、側流留分についても塔頂
留分及び塔底留分と同様にヘツダーへ供給した。
ヘツダーで合流混合した蒸留塔留出物は蒸発器6
で12.5℃まで加熱され、完全にガス化して天然ガ
ス送出管へ導入された。この間蒸留塔は常時安定
な連続蒸留運転が可能であつた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法を実施するのに適したプロ
セスのフローシートの一例である。 1:蒸留塔、2:凝縮器、3:リボイラー、
4:加熱器、5:冷却器、6:蒸発器、7:ドラ
ム、8:ボンベ、9:ボンベ、10:ドライヤ
ー、11:タンク、12:ポンプ、13:弁、1
4:弁。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 塔頂部には内蔵された凝縮器、塔底部にはリ
    ボイラーを有する連続蒸留可能な蒸留塔を用い、
    該蒸留塔にLNGを供給して、該LNGを塔頂留
    分、側流留分及び塔底留分へと分留し、側流留分
    としてエタンに富む留分を取出し、該エタンに富
    む留分に、LNG、LPG、窒素、メタン、プロパ
    ン、ブタン、ペンタン等から成る群より選ばれた
    1種又は2種以上の成分を、LNGガス化時の冷
    熱回収ランキンサイクル形成用の混合熱媒体とし
    て好適な組成を有する如く添加することを特徴と
    する混合熱媒体の製造方法。 2 前記添加成分を、サイフオン管付きのボンベ
    から脱水して又は脱水せずに、前記側流留分の一
    部に添加して製造する特許請求の範囲第1項記載
    の混合熱媒体の製造方法。 3 前記塔頂留分、前記側流留分の残部及び塔底
    留分は、合流させ蒸発器により再ガス化させる特
    許請求の範囲第1又は第2項記載の混合熱媒体の
    製造方法。 4 前記側流留分を抜き出す配管を、混合熱媒体
    製造用配管及び前記蒸発器用配管に分岐させ、分
    岐する両配管の少なくとも一方に弁を設置し、混
    合熱媒体の製造の必要量に応じ前記弁の開度を調
    整する特許請求の範囲第3項記載の混合熱媒体の
    製造方法。
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