KR101271050B1 - 컨덴세이트 열교환 장치 및 방법 - Google Patents

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김문규
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Abstract

컨덴세이트 열교환 장치 및 방법이 개시된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 컨덴세이트 열교환 장치는 공급가스의 경로가 되는 공급가스라인과, 상기 공급가스를 공급받도록 상기 공급가스라인에 연결되고, 상기 공급가스라인의 공급가스와 액화 장치용 냉매간 열교환에 의해 저온 공급가스를 만드는 콜드박스와, 상기 저온 공급가스를 공급받도록 상기 콜드박스의 중간배출라인에 연결되고, 상기 저온 공급가스를 액상의 저온 컨덴세이트와 기상의 공급가스로 분리하는 컨덴세이트 분리기와, 상기 액상의 저온 컨덴세이트의 경로가 되는 컨덴세이트라인과, 상기 컨덴세이트라인과 상기 공급가스라인간 교차지점에 마련된 컨덴세이트 열교환기와, 상기 컨덴세이트 열교환기의 열교환에 의해 온도가 높아진 승온 컨덴세이트를 유입 받도록 상기 컨덴세이트라인의 종단에 연결된 탄화수소 분리기를 포함한다.

Description

컨덴세이트 열교환 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR HEAT EXCHANGING WITH CONDENSATE}
본 발명은 컨덴세이트 열교환 장치 및 방법에 관한 것으로서, 육상 천연가스 액화 설비, 또는 FPSO(floating production, storage and offloading)와 같은 부유식 액화천연가스 설비, 일반 냉각 및 액화 설비에 적용되는 컨덴세이트 열교환 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, FPSO와 같은 부유식 액화천연가스 설비는 해상에서 부유하면서 생산과 저장과 하역을 할 수 있는 구조물 또는 선박으로 알려져 있다.
여기서, FPSO는 해양 플랜트나 시추선에서 뽑아낸 액화천연가스를 정제하고 이를 저장해서 운반선이나 기타 이송 장소에 하역을 할 수 있는 특수선박을 의미할 수 있는 것으로서, 천연가스시스템인 부유식 액화천연가스 설비와, 원유시스템인 원유 및 가스 처리설비가 있을 수 있다.
예컨대, 종래 기술에 따른 부유식 액화천연가스 설비는 저장기능을 하도록 선체구조(Hull)를 포함한 하부설비와, 액화천연가스 또는 원유를 생산하고 처리기능을 하는 상부설비(Topsides)와, 하부설비 및 상부설비를 연결하여 주는 인터페이스설비(Interface)로 구성되어 있을 수 있다.
상부설비(Topsides)에는 극저온 냉동 장치, 액화천연가스 액화 설비 등이 구비되어 있을 수 있다.
발명의 배경이 되는 종래 기술로서 특허문헌 1의 극저온 냉동 장치와 그 제어 방법에서는 냉매 또는 작동 가스를 압축해 팽창시켜 극저온을 발생시키는 극저온 냉동 장치 및 제어방법이 개시되어 있을 뿐, 부분 응축된 액상의 컨덴세이트(condensate)를 콜드박스로 들어가기 전의 공급가스와 열교환함에 따라, 분별증류(fractionation)하는 과정 없이 중질 탄화수소(heavy hydrocarbon) 성분의 컨덴세이트를 생산하는 어떠한 장치구성이나 구체적인 분리 방법이 개시되어 있지 않다.
여기서, 컨덴세이트는 지하 저유층에서 가스상태로 존재하며 지상의 조건하에서는 액체로 변하는 탄화수소, 주로 펜탄 보다 무거운 중질 탄화수소 성분 또는 물질로 구성된 것이다. 이런 컨덴세이트는 다양한 용도로 사용될 수 있는 부산물로서 사용될 수 있는 유용한 제품이 될 수 있다.
특허문헌 2에는 앞서 언급한 컨덴세이트를 액화천연가스(liquefied petroleum gas, LPG)와 함께 저장하는 기술만 개시되어 있다. 여기에서도 경질 또는 중질 탄화수소 성분의 컨덴세이트를 열교환기 형태로 생산하는 어떠한 장치구성이나 구체적인 분리 방법이 개시되어 있지 않다.
한편, 도 1에 도시된 종래 기술의 전형적인 액화천연가스 액화 설비의 경우에는 액화천연가스 생산 기술규격을 만족시키고, 냉각과정 중 천연가스의 중질 탄화수소 성분이 콜드박스(1) 내에서 어는 것을 방지하기 위해, 천연가스를 -40 oC 근방에서 부분 응축시킨 후 액화석유가스 분리기(2)(LPG separator)에서 기상과 액상을 분리시킨다.
액화석유가스 분리기(2)에서 분리된 기상의 천연가스 스트림은 경질 탄화수소(light hydrocarbon)의 조성이 큰 것으로서, 재차 콜드박스(1)로 들어가 더욱 냉각되어 액화천연가스 제품(LNG product)으로 전환된다.
또한, 액화석유가스 분리기(2)에서 분리된 액상의 천연가스 스트림은 중질(heavy hydrocarbon)의 조성이 큰 것으로, 이 상태로 저장하기가 곤란하므로 거대한 분별증류 설비(3)에 유입된다.
분별증류 설비(3)는 에탄제거(deethanizer), 프로판제거(depropanizer), 부탄제거(debutanizer)와 같은 분별증류 컬럼(fractionation column)을 구비한 것으로서, 상기 액화석유가스 분리기(2)에서 분리된 액상의 천연가스 스트림을 각각 에탄과 프로판과 부탄 및 중질 탄화수소 성분의 컨덴세이트로 분리시킨다.
여기서 분리된 에탄 등은 냉각사이클로 다시 보내져 액화천연가스를 만들고, 분리된 프로판과 부탄 및 중질 탄화수소 성분의 컨덴세이트는 각각의 저장탱크로 보내져 저장된다.
이러한 종래 기술의 전형적인 액화천연가스 액화 설비는 액화천연가스 생산 기술규격을 맞추기 위해 분리하여야 할 액화석유가스(LPG)의 양이 많은 경우, 상기 분별증류 설비(3)의 각종 분별증류 컬럼(fractionation column)의 설치가 필수적일 수 있다.
그러나, 상대적으로 중질 탄화수소의 함량이 많지 않은 경우, 위와 같이 각종 분별증류 컬럼을 사용해서 분리하는 것은 비효율적이며 비경제적이다.
또한, 분별증류 컬럼의 운전성능은 해상에서 배의 운동에 많은 영향을 받으므로, 설계시 유의해야 한다.
또한, 분별증류 컬럼(fractionation column)은 40℃ 이상의 운전 온도에서운전되므로, 상기 운전 온도에 대응하게 다량의 가열 매체(heating medium)를 요구하는 단점을 가지고 있다.
따라서, 많은 연구와 노력을 통해 가능하다면 배의 운동 및 운항에 영향을 받는 컬럼 형태보다는 배의 운동 및 운항에 영향을 받지 않는 열교환기 형태의 컨덴세이트 처리 장치가 요구되고 있다.
특허공개 제10-2010-0087135호 특허공개 제10-2003-0030667호
본 발명의 실시예는 앞서 언급한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 분별증류(fractionation)하는 과정 없이 경질 탄화수소 성분의 기화가스와 중질 탄화수소(heavy hydrocarbon) 성분의 컨덴세이트를 생산할 수 있는 컨덴세이트 열교환 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 공급가스의 경로가 되는 공급가스라인과, 상기 공급가스라인에 연결되어 상기 공급가스를 공급받고, 상기 공급가스라인의 공급가스와 액화 장치용 냉매간 열교환에 의해 저온 공급가스를 만드는 콜드박스와, 상기 저온 공급가스를 공급받도록 상기 콜드박스의 중간배출라인에 연결되고, 상기 저온 공급가스를 액상의 저온 컨덴세이트와 기상의 공급가스로 분리하는 컨덴세이트 분리기와, 상기 액상의 저온 컨덴세이트의 경로가 되는 컨덴세이트라인과, 상기 컨덴세이트라인과 상기 공급가스라인간 교차지점에 마련된 컨덴세이트 열교환기와, 상기 컨덴세이트 열교환기의 열교환에 의해 온도가 높아진 승온 컨덴세이트를 유입 받도록 상기 컨덴세이트라인의 종단에 연결된 탄화수소 분리기를 포함하는 컨덴세이트 열교환 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 컨덴세이트 분리기와 상기 콜드박스 사이에는 상기 컨덴세이트 분리기에서 분리된 기상의 공급가스가 상기 콜드박스로 재유입되기 위한 중간유입라인이 더 마련되어 있을 수 있다.
또한, 상기 공급가스라인에는, 상기 공급가스가 상기 컨덴세이트 열교환기를 바이패스하여 상기 콜드박스에 유입되기 위한 바이패스라인이 더 설치되어 있을 수 있다.
또한, 상기 바이패스라인에는, 상기 컨덴세이트 열교환기와 상기 탄화수소 분리기 사이의 컨덴세이트라인에서 측정된 온도값에 대응하게 개폐량이 제어되는 제어밸브가 더 설치되어 있을 수 있다.
또한, 상기 탄화수소 분리기에는, 분리된 중질 탄화수소 성분의 컨덴세이트를 안정화 장치에 공급하기 위한 안정화라인이 배관되어 있을 수 있다.
또한, 상기 탄화수소 분리기에는, 경질 탄화수소 성분의 기화가스를 연료가스 소비처에 공급하기 위한 배출라인이 배관되어 있을 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 공급가스가 공급가스라인을 통해 콜드박스로 공급되는 단계와, 상기 콜드박스에서 액화 장치용 냉매와 열교환하여 온도가 낮아진 상태로 배출된 저온 공급가스가 상기 콜드박스의 중간배출라인을 통해 컨덴세이트 분리기에 공급되어 액상의 저온 컨덴세이트와 기상의 공급가스로 분리되는 단계와, 상기 컨덴세이트 분리기로부터 나온 상기 액상의 저온 컨덴세이트와 상기 콜드박스로 유입 되기 전 상태의 공급가스가 컨덴세이트 열교환기에서 열교환하는 단계와, 상기 열교환에 의해 온도가 증가하여 부분적으로 기화되는 승온 컨덴세이트가 탄화수소 분리기에 공급되어 경질 탄화수소 성분의 기화가스와 중질 탄화수소 성분의 컨덴세이트로 분리되는 단계를 포함하는 컨덴세이트 열교환 방법이 제공될 수 있다.
또한, 본 실시예는 상기 탄화수소 분리기로부터 나온 경질 탄화수소 성분의 기화가스가 연료가스 소비처에 공급되는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 실시예는 상기 탄화수소 분리기로부터 나온 중질 탄화수소 성분의 컨덴세이트가 안정화 장치에 공급되는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 상기 컨덴세이트 열교환기와 상기 탄화수소 분리기 사이의 컨덴세이트라인에서 측정된 온도값에 대응하게 개폐량이 조절되는 제어밸브와, 상기 제어밸브가 설치된 바이패스라인을 통해서, 상기 공급가스가 상기 컨덴세이트 열교환기를 경유하지 않고 직접적으로 상기 콜드박스에 공급되는 단계가 더 포함될 수 있다.
본 발명의 실시예는 분별증류하는 과정 없이 경질 탄화수소 성분의 기화가스와 중질 탄화수소 성분의 컨덴세이트를 생산할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 거대한 분별증류 설비를 액화천연가스 액화 설비로부터 제거하여 액화 공정이 복잡해지는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 기존에 요구되던 분별증류 설비에 따른 설치 및 유지보수가 필요 없고, 선박 또는 부유식 해상구조물의 운동에 영향을 받지 않으면서 액화 공정을 안정적으로 운전할 수 있는 열교환기 형태의 컨덴세이트 처리 장치를 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 액화장치인 콜드박스의 냉동 부하를 감소시켜서전체적인 액화공정의 효율을 증가시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 기존의 분별증류 컬럼의 사용에 따라 필요한 다량의 가열 매체 사용량에 비교할 경우, 액상의 저온 컨덴세이트를 공급가스와 열교환시켜서 온도가 상승된 승온 컨덴세이트를 만든 후 탄화수소 분리기 쪽으로 공급하고, 탄화수소 분리기에서 분리된 중질 탄화수소 성분의 컨덴세이트를 안정화 장치에 공급함으로써, 상기 온도 상승분만큼 안정화 장치에 공급되는 가열 매체의 유량을 줄일 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 승온 컨덴세이트가 탄화수소 분리기에 들어가서 메탄 성분이 많은 고순도의 경질 탄화수소 성분의 기화가스를 연료가스용도로 연료가스 소비처에 공급할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 공급가스가 액상의 저온 컨덴세이트와 열교환하여 콜드박스로 들어가기 전에 미리 온도가 낮아질 수 있으므로, 결과적으로 콜드박스의 용량을 상대적으로 줄일 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 액화천연가스 액화 설비의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨덴세이트 열교환 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 열교환 장치에 의해 컨덴세이트 열교환 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨덴세이트 열교환 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 증발가스와 공급가스를 다루는 육상 천연가스 액화 설비, 또는 FPSO와 같은 부유식 액화천연가스 설비, 일반 냉각 및 액화천연가스 액화 설비에 적용될 수 있다.
본 실시예에서 언급된 분리기는 기상의 성분과 액상의 성분을 온도, 압력 조절에 따른 상평형을 이용하여 분리하는 통상적인 가스 분리 구조를 가질 수 있다.
본 실시예는 공급가스라인(100), 콜드박스(200), 컨덴세이트 분리기(300), 컨덴세이트라인(400), 컨덴세이트 열교환기(500), 탄화수소 분리기(600)를 포함한다.
공급가스라인(100)은 전처리 장치(미 도시)에 의해 천연가스의 산성가스, 수분, 수은을 제거하여 전처리한 공급가스를 콜드박스(200)까지 공급하기 위한, 공급가스의 경로가 될 수 있다.
콜드박스(200)는 통상의 냉매용 열교환기로서 알루미늄 재질의 열교환기(BAHE, Brazed Aluminum Heat Exchanger)로 구성될 수 있다.
콜드박스(200)는 공급가스라인(100)에 연결되어 공급가스를 공급받고, 공급가스라인(100)의 공급가스와 액화 장치용 냉매(예: 작동 가스, 작동 미디엄)간 열교환에 의해 저온 공급가스를 만드는 역할을 담당할 수 있다.
컨덴세이트 분리기(300)는 저온 공급가스를 공급받도록 콜드박스(200)의 중간배출라인(210)에 연결되고, 저온 공급가스를 액상의 저온 컨덴세이트와 기상의 공급가스로 분리하는 역할을 담당할 수 있다.
여기서, 컨덴세이트 분리기(300)와 콜드박스(200) 사이에는 컨덴세이트 분리기(300)에서 분리된 기상의 공급가스가 콜드박스(200)로 재유입되기 위한 중간유입라인(220)이 더 마련되어 있을 수 있다.
액상의 저온 컨덴세이트는 컨덴세이트 분리기(300)에 연결된 컨덴세이트라인(400)을 통해 배출될 수 있다.
컨덴세이트라인(400)은 컨덴세이트 분리기(300)로 배출된 액상의 저온 컨덴세이트의 경로가 되는 역할을 담당하고, 컨덴세이트 열교환기(500)를 거쳐 탄화수소 분리기(600)까지 연결되어 있을 수 있다.
컨덴세이트 열교환기(500)는 컨덴세이트라인(400)과 공급가스라인(100)간 교차지점에 마련되어 있을 수 있다.
컨덴세이트 열교환기(500)는 공급가스의 열원을 액상의 저온 컨덴세이트에 공급함으로써, 액상의 저온 컨덴세이트의 온도를 높여서 부분적으로 기화된 승온 컨덴세이트를 만드는 역할을 담당할 수 있다.
이렇게 부분적으로 기화된 승온 컨덴세이트는 컨덴세이트 열교환기(500)의 출구쪽 또는 후단쪽의 컨덴세이트라인(400)을 통해 탄화수소 분리기(600)로 유입될 수 있다.
즉, 탄화수소 분리기(600)는 컨덴세이트 열교환기(500)의 열교환에 의해 온도가 높아진 승온 컨덴세이트를 유입 받도록 컨덴세이트라인(400)의 종단에 연결되어 있을 수 있다.
탄화수소 분리기(600)는 부분적으로 기화된 승온 컨덴세이트를 유입받아서, 연료가스로서 사용 가능한 경질 탄화수소 성분의 기화가스와, 부산물로서 사용 가능한 중질 탄화수소 성분의 컨덴세이트를 분리하는 역할을 담당할 수 있다.
여기서, 기화가스는 중질 탄화수소 성분이 적고, 메탄(Methane, CH4)을 주 성분으로 함유하여 통상적인 압축, 냉각공정 등의 처리시 액화분이 적게 생성되는 가스를 의미할 수 있다. 즉, 기화가스는 경질 탄화수소(輕質炭化水素, Light Hydrocarbon) 성분으로서 저탄소 가스일 수 있다.
이런 탄화수소 분리기(600)에는 경질 탄화수소 성분의 기화가스를 연료가스 소비처에 공급하기 위한 배출라인(610)이 있을 수 있다.
배출라인(610)은 가스터빈 또는 이중연료엔진에 연결되어 있을 수 있다.
이에 따라 기화가스는 별도의 압축 장치 없이 가스터빈 또는 이중연료엔진에 연료로 공급할 수 있어서 경제적일 수 있다.
또한, 탄화수소 분리기(600)에는 분리된 중질 탄화수소 성분의 컨덴세이트를 안정화 장치(stabilization system)에 공급하기 위한 안정화라인(620)이 있을 수 있다.
이런 본 실시예에서는 기존의 분별증류 컬럼의 사용에 따라 필요한 다량의 가열 매체 사용량에 비교하여, 액상의 저온 컨덴세이트를 공급가스와 열교환시켜서 온도가 상승된 승온 컨덴세이트를 만든 후 탄화수소 분리기(600) 쪽으로 공급하고, 탄화수소 분리기(600)에서 분리된 중질 탄화수소 성분의 컨덴세이트를 안정화 장치에 공급함으로써, 상기 온도 상승분만큼 안정화 장치에 공급되는 가열 매체의 유량을 줄일 수 있게 된다.
안정화 장치는 탄화수소 분리기(600)에서 나온 중질 탄화수소 성분의 컨덴세이트를 컬럼(column) 형태의 용기에 잠시 보관하여 안정화시키는 장치를 의미할 수 있다.
한편, 공급가스라인(100)에는 공급가스가 컨덴세이트 열교환기(500)를 바이패스하여 콜드박스(200)에 유입되기 위한 바이패스라인(700)이 더 설치되어 있을 수 있다.
또한, 바이패스라인(700)에는 컨덴세이트 열교환기(500)와 탄화수소 분리기(600) 사이의 컨덴세이트라인(400)에서 측정된 온도값에 대응하게 밸브 개폐량이 제어되는 제어밸브(710)가 더 설치되어 있을 수 있다.
제어밸브(710)는 밸브 개폐량을 조절하여 컨덴세이트라인(400)을 통해 과도한 온도의 승온 컨덴세이트가 탄화수소 분리기(600) 쪽으로 유입되는 것을 방지하도록, 컨덴세이트 열교환기(500) 쪽으로 가는 공급가스의 유량을 조절하거나, 또는 컨덴세이트 열교환기(500)에서 빠져나오는 승온 컨덴세이트의 온도를 조절하는 역할을 담당할 수 있다.
이하에서는 본 실시예에 따른 컨덴세이트 열교환 방법에 대해서 설명하고자 한다.
도 3은 도 2에 도시된 컨덴세이트 열교환 장치에 의해 이루어지는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 공급가스를 콜드박스에 공급하는 단계(S110)와, 콜드박스로부터 나온 저온 공급가스를 컨덴세이트 분리기에 공급하는 단계(S120)를 포함할 수 있다.
또한, 본 실시예는 컨덴세이트 분리기로부터 나온 액상의 저온 컨덴세이트와 콜드박스로 유입 되기 전의 공급가스간 열교환하는 단계(S130)를 포함할 수 있다.
열교환하는 단계(S130)에서는 공급가스의 열원이 액상의 저온 컨덴세이트에 공급됨으로써, 액상의 저온 컨덴세이트의 온도가 높아지면서 부분적으로 기화된 승온 컨덴세이트가 만들어질 수 있다.
또한, 본 실시예는 승온 컨덴세이트를 탄화수소 분리기에 공급하는 단계(S140)를 포함할 수 있다.
즉, 탄화수소 분리기에서는 부분적으로 기화된 승온 컨덴세이트가 연료가스로서 사용 가능한 경질 탄화수소 성분의 기화가스와, 부산물로서 사용 가능한 중질 탄화수소 성분의 컨덴세이트로 분리될 수 있다.
또한, 본 실시예는 탄화수소 분리기로부터 나온 경질 탄화수소 성분의 기화가스를 연료가스 소비처에 공급하는 단계(S150)와, 탄화수소 분리기로부터 나온 중질 탄화수소 성분의 컨덴세이트를 안정화 장치에 공급하는 단계(S160)를 포함할 수 있다.
경질 탄화수소 성분의 기화가스는 고품질의 연료가스 이므로, 정격 운전을 위한 연료가스 사양(fuel gas specifications)을 만족시킬 수 있다.
이렇게 경질 탄화수소 성분의 기화가스가 탄화수소 분리기로부터 가스터빈 또는 이중연료엔진에 공급될 수 있음으로써, 가스터빈 및 이중연료엔진이 정격으로 운전될 수 있게 된다.
또한, 본 실시예는 종래와 같은 별도의 분별증류하는 과정 없이 중질 탄화수소 성분의 컨덴세이트가 만들어질 수 있게 된다.
한편, 본 실시예는 공급가스가 제어밸브 및 바이패스라인을 이용하여, 컨덴세이트 열교환기를 경유하지 않고 직접적으로 콜드박스에 공급되는 단계를 더 포함할 수 있다.
이때, 제어밸브는 개폐량 조절을 통해 컨덴세이트 열교환기 쪽으로 가는 공급가스의 유량을 조절하거나, 또는 컨덴세이트 열교환기에서 빠져나오는 승온 컨덴세이트의 온도를 조절하는 역할을 담당할 수 있다.
이런 제어밸브에 의해서, 컨덴세이트 열교환기와 상기 탄화수소 분리기 사이의 컨덴세이트라인에서 측정된 온도값에 대응하게 개폐량이 조절될 수 있고, 그 결과 컨덴세이트라인을 통해 과도한 온도의 승온 컨덴세이트가 탄화수소 분리기 쪽으로 유입되는 것이 방지될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경하거나, 실시형태들을 조합 또는 치환하여 본 발명의 실시예에 명확하게 개시되지 않은 형태로 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것으로 한정적인 것으로 이해해서는 안되며, 이러한 변형된 실시예는 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.
100 : 공급가스라인 200 : 콜드박스
300 : 컨덴세이트 분리기 400 : 컨덴세이트라인
500 : 컨덴세이트 열교환기 600 : 탄화수소 분리기

Claims (10)

  1. 공급가스의 경로가 되는 공급가스라인과,
    상기 공급가스라인에 연결되어 상기 공급가스를 공급받고, 상기 공급가스라인의 공급가스와 액화 장치용 냉매간 열교환에 의해 저온 공급가스를 만드는 콜드박스와,
    상기 저온 공급가스를 공급받도록 상기 콜드박스의 중간배출라인에 연결되고, 상기 저온 공급가스를 액상의 저온 컨덴세이트와 기상의 공급가스로 분리하는 컨덴세이트 분리기와,
    상기 액상의 저온 컨덴세이트의 경로가 되는 컨덴세이트라인과,
    상기 컨덴세이트라인과 상기 공급가스라인간 교차지점에 마련된 컨덴세이트 열교환기와,
    상기 컨덴세이트 열교환기의 열교환에 의해 온도가 높아진 승온 컨덴세이트를 유입 받도록 상기 컨덴세이트라인의 종단에 연결된 탄화수소 분리기를 포함하는
    컨덴세이트 열교환 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨덴세이트 분리기와 상기 콜드박스 사이에는,
    상기 컨덴세이트 분리기에서 분리된 기상의 공급가스가 상기 콜드박스로 재유입되기 위한 중간유입라인이 더 마련되어 있는
    컨덴세이트 열교환 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 공급가스라인에는,
    상기 공급가스가 상기 컨덴세이트 열교환기를 바이패스하여 상기 콜드박스에 유입되기 위한 바이패스라인이 더 설치되어 있는
    컨덴세이트 열교환 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 바이패스라인에는,
    상기 컨덴세이트 열교환기와 상기 탄화수소 분리기 사이의 컨덴세이트라인에서 측정된 온도값에 대응하게 개폐량이 제어되는 제어밸브가 더 설치되어 있는
    컨덴세이트 열교환 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄화수소 분리기에는,
    분리된 중질 탄화수소 성분의 컨덴세이트를 안정화 장치에 공급하기 위한 안정화라인이 배관되어 있는
    컨덴세이트 열교환 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 탄화수소 분리기에는,
    경질 탄화수소 성분의 기화가스를 연료가스 소비처에 공급하기 위한 배출라인이 배관되어 있는
    컨덴세이트 열교환 장치.
  7. 공급가스가 공급가스라인을 통해 콜드박스로 공급되는 단계와,
    상기 콜드박스에서 액화 장치용 냉매와 열교환하여 온도가 낮아진 상태로 배출된 저온 공급가스가 상기 콜드박스의 중간배출라인을 통해 컨덴세이트 분리기에 공급되어 액상의 저온 컨덴세이트와 기상의 공급가스로 분리되는 단계와,
    상기 컨덴세이트 분리기로부터 나온 상기 액상의 저온 컨덴세이트와 상기 콜드박스로 유입 되기 전 상태의 공급가스가 컨덴세이트 열교환기에서 열교환하는 단계와,
    상기 열교환에 의해 온도가 증가하여 부분적으로 기화되는 승온 컨덴세이트가 탄화수소 분리기에 공급되어 경질 탄화수소 성분의 기화가스와 중질 탄화수소 성분의 컨덴세이트로 분리되는 단계를 포함하는
    컨덴세이트 열교환 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 탄화수소 분리기로부터 나온 경질 탄화수소 성분의 기화가스가 연료가스 소비처에 공급되는 단계를 더 포함하는
    컨덴세이트 열교환 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 탄화수소 분리기로부터 나온 중질 탄화수소 성분의 컨덴세이트가 안정화 장치에 공급되는 단계를 포함하는
    컨덴세이트 열교환 방법.
  10. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨덴세이트 열교환기와 상기 탄화수소 분리기 사이의 컨덴세이트라인에서 측정된 온도값에 대응하게 개폐량이 조절되는 제어밸브와, 상기 제어밸브가 설치된 바이패스라인을 통해서, 상기 공급가스가 상기 컨덴세이트 열교환기를 경유하지 않고 직접적으로 상기 콜드박스에 공급되는 단계를 더 포함하는
    컨덴세이트 열교환 방법.
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