KR101643110B1 - Heavy hydrocarbon removal from a natural gas stream - Google Patents
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Abstract
본 발명은 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소를 제거하는 방법에 관한 것으로, 해당 방법은 제1 및 제2 중탄화수소 제거 시스템을 사용하여 중탄화수소 희박 천연 가스류를 생성하도록 천연 가스 송급류를 처리하는 단계를 포함하되, 상기 제1 및 제2 중탄화수소 제거 시스템은 제1 중탄화수소 제거 시스템이 중탄화수소 저감 천연 가스류를 생성하도록 상기 천연 가스 송급류를 처리하고 상기 제2 중탄화수소 제거 시스템이 중탄화수소 희박 천연 가스류를 생성하도록 상기 제1 중탄화수소 제거 시스템으로부터 생성되는 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류의 적어도 일부를 처리하도록 연속적으로 사용되며, 상기 중탄화수소 제거 시스템 중 하나는 중탄화수소 함유 천연 가스로부터 중탄화수소를 흡착하여 제거하는 하나 이상의 흡착제 베드를 포함하는 흡착 시스템이고, 상기 중탄화수소 제거 시스템 중 다른 하나는 중탄화수소 함유 천연 가스를 중탄화수소 저감 천연 가스 기체와 중탄화수소 풍부 액체로 분리하는 기체-액체 분리 시스템이다.The present invention relates to a process for removing heavy hydrocarbons from a natural gas feed stream comprising the steps of treating a natural gas feed stream to produce a heavier hydrocarbon-lean natural gas stream using the first and second heavy hydrocarbons removal systems Wherein the first and second heavy hydrocarbon removal systems treat the natural gas feed stream so that the first heavy hydrocarbons removal system produces a medium hydrocarbon reduced natural gas stream, Wherein one of the heavy hydrocarbon removal systems is continuously used to treat at least a portion of the heavy hydrocarbon reduced natural gas stream generated from the first heavy hydrocarbon removal system to produce a natural gas stream, And one or more adsorbent beds Adsorption system, and the other of said heavier hydrocarbon removal system is a gas separating a hydrocarbon-rich liquid from the hydrocarbon-containing and hydrocarbon reduced gas of the natural gas the gas-liquid separation system.
Description
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본 출원은 전체가 참조로 여기에 전적으로 언급된 바와 같이 포함된. 미국 출원 제13/565,881호의 부분 연속 출원인, 2012년 9월 12일자 출원된 미국 출원 제13/611,169호, 2012년 8월 3일자 출원된 미국 출원 제13/565,881호, 2012년 8월 3일자 출원된 국제 출원 PCT/US2012/049506의 이익을 주장한다. This application is herein incorporated by reference in its entirety as if fully set forth herein. U.S. Serial No. 13 / 565,881, U.S. Serial No. 13 / 611,169, filed September 12, 2012, U.S. Application Serial No. 13 / 565,881, filed August 3, 2012, filed August 3, 2012 Gt; PCT / US2012 / 049506 < / RTI >
본 발명은 천연 가스류에서 중탄화수소들(즉, 총 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 탄화수소 및 방향족 탄화수소-여기서는 각각 C6+ 탄화수소 및 방향족 화합물로 지칭됨)를 제거하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 소정의 바람직한 실시예에서, 본 발명은 천연 가스류로부터 중탄화수소들을 제거하고 해당 중탄화수소들을 액화하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 천연 가스류는 총 3-5개의 탄소 원자를 갖는 지방족 탄화수소들(여기서는 C3-C5 탄화수소로도 지칭됨)이 이미 제거된 스트림 및/또는 총 2-5개의 탄소 원자를 갖는 지방족 탄화수소들(여기서는 C2-C5 탄화수소로도 지칭됨)이 이미 제거된 스트림일 수 있다.The present invention relates to a method and apparatus for removing heavy hydrocarbons (i.e., aliphatic and aromatic hydrocarbons having a total of six or more carbon atoms, here referred to as C6 + hydrocarbons and aromatic compounds, respectively) in natural gas streams. In certain preferred embodiments, the present invention relates to a method and apparatus for removing heavy hydrocarbons from a natural gas stream and liquefying the hydrocarbons in the natural gas stream. The natural gas stream is a stream in which aliphatic hydrocarbons having a total of 3-5 carbon atoms (here also referred to as C3-C5 hydrocarbons) are already removed and / or aliphatic hydrocarbons having 2-5 carbon atoms in total -C5 < / RTI > hydrocarbons) may already be removed.
천연 가스류는 액화시키기 전에 중탄화수소들을 제거하는 것이 중요한데, 이는 그렇지 않으면 중탄화수소들이 액화 천연 가스(LNG)류 내에서 냉각될 수 있기 때문이다. 또한, 천연 가스 공급류에 함유된 중탄화수소 성분들은 온도 스윙 흡착(TSA)을 이용하거나 스크럽 칼럼(scrub column)을 사용하는 것에 의해 제거될 수 있는 것으로 알려져 있다.It is important to remove the heavy hydrocarbons before they are liquefied, since otherwise the heavy hydrocarbons can be cooled in the liquefied natural gas (LNG) stream. It is also known that the heavy hydrocarbon components contained in the natural gas feed stream can be removed by using a temperature swing adsorption (TSA) or by using a scrub column.
당업계에 잘 알려진 바와 같이, 스크럽 칼럼은 송급류로부터 휘발성이 적은 성분을 제거함으로써 해당 휘발성이 적은 성분이 제거된 가스류를 생산하기 위한 일종의 분리기이다. 송급류는 (가스류 또는 2-상의 가스-액체류로서) 스크럽 칼럼 내로 도입되어 환류액 흐름과 접촉하게 된다. 환류액 흐름은 송급류가 도입되는 위치보다 높은 위치에서 칼럼 내로 도입되며, 그에 따라 액체의 하강류는 송급류로부터 기원하는 증기의 상승류와 반대 방향으로 접촉됨으로써 상기 증기류를 "스크러빙"한다(즉, 증기류로부터 휘발성이 적은 성분 중 적어도 일부를 제거한다). 통상, 스크럽 칼럼은 환류액 흐름이 도입되는 위치보다 낮고 송급류가 도입되는 위치보다 높이 위치된 하나 이상의 분리 스테이지를 포함하는데, 해당 분리 스테이지는 상승하는 증기와 하강하는 환류액 흐름 간의 접촉 정도 및/또는 시간을 증가시키도록 작용하는 트레이, 패킹 또는 일부 다른 형태의 인서트로 구성된다.As is well known in the art, the scrub column is a kind of separator for producing a gas stream from which less volatile components are removed by removing less volatile components from the feed stream. The gaseous streams (as gas streams or two-phase gas-liquid streams) are introduced into the scrub column and come into contact with the reflux stream. The reflux stream is introduced into the column at a position higher than the position at which the feed stream is introduced so that the descending stream of liquid is "scrubbed" by contacting the stream in a direction opposite to the upward flow of the steam originating from the feed stream That is, at least a part of the components with little volatility is removed from the vapor stream). Typically, the scrub column includes one or more separation stages that are lower than the position at which the reflux stream is introduced and higher than the position at which the feed streams are introduced, wherein the separation stage detects the degree of contact between the rising steam and the descending reflux stream and / Or a tray, packing or some other type of insert that serves to increase the time.
천연 가스류를 처리하는 경우, 스크럽 칼럼은 천연 가스류로부터 중탄화수소 성분 모두를 제거하는데 효과적일 수 있지만, 기체-액체 상 분리를 달성하기 위해 혼합물의 임계 압력보다 낮은 압력에서 작동되어야 한다. 칼럼의 작동 압력은 최적의 천연 가스 액화 압력보다 낮으며, 이는 액화 공정 에너지 효율을 저하시킨다. 또한, 스크럽 칼럼의 안정적인 작동에는 칼럼의 드라이아웃(dryout)을 피하기 위해 충분한 액체(즉, 환류액) 대 기체류 비율이 요구된다. 칼럼을 위한 환류액은 통상적으로 칼럼의 상부로부터 가스류의 일부를 응축시키는 것에 의해 제공되며, 천연 가스 송급류가 특히 C3-C5 탄화수소 및/또는 C2-C5 탄화수소의 함량이 너무 적으면(즉, 이들 성분의 농도가 너무 낮으면), 칼럼 내에 요구되는 액체 대 기체류 비율을 유지하기 위해 매우 에너지 비효율적이 된다. 그러므로, 천연 가스 송급류가 C3-C5 탄화수소 및/또는 C2-C5 탄화수소 함량이 낮고 중탄화수소의 함유 농도가 비교적 높으면, 통상적인 스크럽 칼럼의 기술은 에너지 비효율적이다.When treating a natural gas stream, the scrub column may be effective at removing all of the heavy hydrocarbon components from the natural gas stream, but must be operated at a pressure below the critical pressure of the mixture to achieve gas-liquid phase separation. The operating pressure of the column is lower than the optimum natural gas liquefaction pressure, which lowers the liquefaction process energy efficiency. In addition, a stable operation of the scrub column requires a sufficient liquid (i.e., reflux) retention ratio to avoid dryout of the column. The reflux liquid for the column is typically provided by condensing a portion of the gas stream from the top of the column, and the natural gas feed stream is particularly useful when the content of C3-C5 hydrocarbons and / or C2-C5 hydrocarbons is too low If the concentrations of these components are too low), it is very energy inefficient to maintain the required liquid to bed stay ratio in the column. Therefore, if the natural gas feedstock has a low C3-C5 hydrocarbon and / or C2-C5 hydrocarbon content and a relatively high concentration of heavy hydrocarbons, the technique of conventional scrub columns is energy inefficient.
당업계에 잘 알려진 바와 같이, TSA는 적어도 2개의 단계를 포함한다. 제1 단계(통상 "흡착 단계"로 지칭됨) 중에는 가스 송급류를 하나 이상의 흡착제 베드를 통해 제1 온도에서 그리고 흡착제가 선택적으로 송급류 중 하나 이상의 성분을 흡착하는 제1 기간 동안 통과시켜 흡착된 성분이 제거된 가스류를 제공한다. 상기 흡착 단계의 말미(통상 흡착제가 포화에 도달하고 있을 때의 경우)에 베드 내로의 송급류의 도입이 중단된다. 그런 다음, 후속 단계(통상 "탈착 단계" 또는 "재생 단계"로 지칭됨)에서는 문제가 되는 베드 또는 베드들이 다른 흡착 단계에 사용될 수 있도록 하기 위해 보다 고온인 제2 온도에서 그리고 흡착된 성분을 충분히 탈착할 정도의 제2 기간 동안 베드(들)로부터 흡착된 성분을 탈착하는 것에 의해 베드를 재생한다. 통상, 재생 단계 중에는 탈착된 성분의 탈착 및 제거를 돕기 위해 베드를 통해 다른 가스류("재생 가스"로 지칭됨)를 통과시킨다. 일부 TSA 공정(온도 압력 스윙 흡착 또는 TPSA 공정으로도 지칭됨)의 경우, 재생 단계는 흡착 단계 중의 압력보다 낮은 압력에서 수행되기도 한다. 대부분의 TSA 공정의 경우, 2개 이상의 흡착제 베드를 병행으로 사용하며, 흡착 단계의 타이밍은 베드 간에 엇갈리도록 하여 어느 순간에도 항상 적어도 하나의 베드가 흡착 단계를 경험하도록 함으로써 송급류를 연속적으로 처리하도록 할 수 있다. 각각의 흡착 베드는 한 종류의 물질을 함유하거나 2종류 이상의 흡착 물질을 함유할 수 있으며, 2개 이상의 베드가 존재하는 경우(특히, 2개 이상의 베드가 연속 배열된 경우), 상이한 베드는 상이한 물질을 함유할 수 있다. 중탄화수소를 선택적으로 흡착하기에 적절한 종류의 흡착 물질은 잘 알려져 있다.As is well known in the art, a TSA comprises at least two steps. During the first step (commonly referred to as the "adsorption step"), the gas stream is passed through the at least one adsorbent bed at a first temperature and the adsorbent is selectively passed through a first period of adsorption of one or more components of the feed stream, Thereby providing a gas stream from which the components have been removed. The introduction of the feed stream into the bed is stopped at the end of the adsorption step (when the adsorbent usually reaches saturation). Then, in a subsequent step (commonly referred to as a "desorption step" or "regeneration step"), at a second temperature, which is higher, to allow the bed or beds in question to be used for another adsorption step, The bed is regenerated by desorbing adsorbed components from the bed (s) during a second period of time for desorption. Typically, during the regeneration step, another gas stream (referred to as "regeneration gas") is passed through the bed to assist desorption and removal of the desorbed components. For some TSA processes (also referred to as temperature pressure swing adsorption or TPSA processes), the regeneration step may be performed at pressures less than the pressure during the adsorption step. For most TSA processes, two or more adsorbent beds are used in parallel, and the timing of the adsorption step is staggered between the beds so that at least one bed always experiences the adsorption step, can do. Each adsorbent bed may contain one kind of substance or may contain two or more adsorbent materials, and when two or more beds are present (in particular, when two or more beds are arranged in series), different beds may contain different substances ≪ / RTI > A class of adsorbent materials suitable for selectively adsorbing heavy hydrocarbons is well known.
TSA는 후속으로 진행되는 천연 가스류의 액화에 최적인 압력에서 천연 가스류에서 중탄화수소를 효과적으로 제거하는데 사용될 수 있어서 액화 공정 에너지 효율을 높일 수 있다. 그러나, 중탄화수소의 농도가 너무 높으면, TSA 용기 크기와 재생 가스에 대한 요건이 경제적으로 실행 불가능하게 된다. 따라서, TSA는 중탄화수소의 농도가 비교적 낮을 때에만 천연 가스 액화 공정에서 중탄화수소를 제거하는데 효과적이다. 추가로, 더 복잡한 것은 탄화수소의 제거에 사용되는 TSA 흡착제 베드가 고온(즉, 450-600 ℉, 232-315 ℃)에서 재생되는 것이 필요하다는 것이다. 이러한 고온에서는 흡착된 중탄화수소가 부서져서 코크스를 형성할 위험이 있으며, 이는 흡착제를 무력화시켜서 생산성에 불리하게 된다.TSA can be used to effectively remove heavy hydrocarbons from natural gas streams at a pressure optimal for liquefaction of subsequent natural gas streams, thereby enhancing the liquefaction process energy efficiency. However, if the concentration of heavy hydrocarbons is too high, the requirements for TSA vessel size and regeneration gas become economically impractical. Therefore, TSA is effective in removing heavy hydrocarbons in the natural gas liquefaction process only when the concentration of the heavy hydrocarbons is relatively low. In addition, more complex is that the TSA adsorbent bed used to remove hydrocarbons needs to be regenerated at a high temperature (i.e., 450-600 F, 232-315 C). At such high temperatures, the adsorbed heavy hydrocarbons may break and form coke, which disadvantages productivity by disabling adsorbents.
이 분야의 관련 기술은 (흡착 시스템을 사용하는 흡착 공정을 기술하고 있는) WO 2009/074737, WO 2007/018677, US 3,841,058, US 5,586,227과; (스크럽 칼럼을 채용한 공정을 기술하고 있는) US 7,600,395, US 5,325,673, WO 2006/061400, US 2006/0042312, US 2005/0072186의 문헌을 포함한다.Related arts in this field include WO 2009/074737, WO 2007/018677, US 3,841,058, US 5,586,227 (describing an adsorption process using an adsorption system); US 7,600,395, US 5,325,673, WO 2006/061400, US 2006/0042312, US 2005/0072186 (which describe a process employing a scrub column).
따라서, 특히 천연 가스류가 비교적 고농도의 중탄화수소를 함유하거나 천연 가스류의 정확한 조성이 변하기 쉽거나 및/또는 그렇지 않으면 알 수 없어서 천연 가스류가 때로는 비교적 고농도의 중탄화수소를 함유할 위험이 있는 경우에, 천연 가스류로부터 중탄화수소를 제거하기 위한 개선된 방법 및 장치에 대한 요구가 당 업계에 존재한다.Thus, particularly when the natural gas stream contains a relatively high concentration of heavy hydrocarbons or the precise composition of the natural gas stream is likely to change and / or otherwise unknown, the natural gas stream will sometimes contain a relatively high concentration of heavy hydrocarbons There is a need in the art for improved methods and apparatus for removing heavy hydrocarbons from natural gas streams.
본 발명의 제1 측면에 따르면, 천연 가스류로부터 중탄화수소를 제거하는 방법이 제공되며, 해당 방법은 제1 및 제2 중탄화수소 제거 시스템을 사용하여 중탄화수소 희박 천연 가스류를 생성하도록 천연 가스 송급류를 처리하는 단계를 포함하되, 상기 제1 및 제2 중탄화수소 제거 시스템은 제1 중탄화수소 제거 시스템이 중탄화수소 저감 천연 가스류를 생성하도록 상기 천연 가스 송급류를 처리하고 상기 제2 중탄화수소 제거 시스템이 중탄화수소 희박 천연 가스류를 생성하도록 상기 제1 중탄화수소 제거 시스템으로부터 생성되는 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류의 적어도 일부를 처리하도록 연속적으로 사용되며, 상기 중탄화수소 제거 시스템 중 하나는 중탄화수소 함유 천연 가스로부터 중탄화수소를 흡착하여 제거하는 하나 이상의 흡착제 베드를 포함하는 흡착 시스템이고, 상기 중탄화수소 제거 시스템 중 다른 하나는 중탄화수소 함유 천연 가스를 중탄화수소 저감 천연 가스 기체와 중탄화수소 풍부 액체로 분리하는 기체-액체 분리 시스템인 것을 특징으로 한다.According to a first aspect of the present invention there is provided a process for the removal of heavy hydrocarbons from natural gas streams, the method comprising the steps < RTI ID = 0.0 > Wherein the first and second heavy hydrocarbon removal systems treat the natural gas feed stream to produce a heavy hydrocarbon reduced natural gas stream and the second heavy hydrocarbons removal system processes the natural gas feed stream to produce a heavy hydrocarbon reduced natural gas stream, System is continuously used to treat at least a portion of the heavy hydrocarbon-reduced natural gas stream generated from the first heavy hydrocarbon removal system to produce a heavy hydrocarbon-lean natural gas stream, wherein one of the heavy hydrocarbon removal systems is a heavy hydrocarbons- One or more adsorbent beds for adsorbing and removing heavy hydrocarbons from natural gas And the other of the heavy hydrocarbon removal systems is a gas-liquid separation system for separating heavy hydrocarbon-containing natural gas into a heavy hydrocarbon-reduced natural gas gas and a heavy hydrocarbon rich liquid.
상기 기체-액체 분리 시스템은 중탄화수소 함유 천연 가스(통상적으로 부분적으로 응축된 중탄화수소 함유 천연 가스)를 중탄화수소 저감 천연 가스 기체와 중탄화수소 풍부 액체로 분리하는데 적합한 임의의 종류의 시스템일 수 있다. 예를 들면, 상기 기체-액체 분리 시스템은 스트립 칼럽(stripping column), 스크럽 칼럼, 또는 상 분리기를 포함할 수 있다. 그러나, 바람직하게는 상기 기체-액체 분리 시스템은 스트립 칼럽 또는 상 분리기를 포함한다.The gas-liquid separation system may be any kind of system suitable for separating a heavy hydrocarbon-containing natural gas (typically partially condensed medium hydrocarbon-containing natural gas) into a medium hydrocarbon reduced natural gas gas and a heavy hydrocarbon rich liquid. For example, the gas-liquid separation system may include a stripping column, a scrub column, or a phase separator. Preferably, however, the gas-liquid separation system comprises a strip calorie or phase separator.
상기 흡착 시스템은 중탄화수소 함유 천연 가스로부터 중탄화수소를 흡착하여 제거하기에 적합한 하나 이상의 흡착제 베드를 포함하는 임의의 종류의 시스템일 수 있다. 그러나, 바람직하게는 상기 흡착 시스템은 온도 스윙 흡착(TSA) 시스템을 포함한다.The adsorption system may be any kind of system comprising one or more adsorbent beds suitable for adsorbing and removing heavy hydrocarbons from heavy hydrocarbon-containing natural gas. Preferably, however, the adsorption system comprises a temperature swing adsorption (TSA) system.
스트림, 흐름 또는 류(stream)와 관련하여 여기 사용되고 그리고 달리 지시되지 않고 사용된 "일부 또는 부분(portion)"이란 용어는 바람직하게는 분리된 흐름(divided portion)인 스트림의 일부를 지칭한다. 스트림의 일부는 상기 스트림을 상기 일부가 분리되는 대상인 상기 스트림과 동일한 분자 조성을 유지하는(즉, 동일한 성분을 동일한 몰분율로 함유하는) 2개 이상의 부분으로 분리하는 것에 의해 얻어지는 스트림의 일부이다. 따라서, 예를 들면, 본 발명의 제1 측면에서 바람직한 경우는 제2 중탄화수소 제거 시스템이 제1 중탄화수소 제거 시스템으로부터 생성되는 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류 전체를 처리하거나 상기 제1 중탄화수소 제어 시스템으로부터 생성되는 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류의 일부를 처리하는 것이다.The term "portion or portion " used herein and not otherwise indicated in connection with a stream, stream, or stream refers to a portion of a stream that is preferably a divided portion. A portion of the stream is a portion of the stream obtained by separating the stream into two or more portions that maintain the same molecular composition (i.e., contain the same components in the same mole fractions) as the stream that is the object from which the portion is to be separated. Thus, for example, in a first aspect of the present invention, it is preferred that the second heavy hydrocarbon removal system treats the entirety of the heavy hydrocarbon reduced natural gas stream produced from the first heavy hydrocarbon removal system or the second heavy hydrocarbon removal system And a part of the heavy hydrocarbon-reduced natural gas stream generated from the heavy hydrocarbon reduction gas.
천연 가스 송급류 내에 존재하는 제거 대상의 중탄화수소 성분은, 총 6개의 탄소 원자를 갖는 지방족 탄화수소와; 방향족 탄화수소로 이루어진 그룹에서 선택된 일종 이상의 탄화수소를 포함한다. 제2 중탄화수소 제거 시스템으로부터 얻어진 중탄화수소 희박 천연 가스류는 천연 가스 송급류에 비해 이들 중탄화수소 성분 각각이 대폭 감소됨으로써 상기 중탄화수소 희박 천연 가스 내의 이들 성분 각각의 몰분율은 상기 천연 가스 송급류에서보다 작다. 제1 중탄화수소 제거 시스템으로부터 얻어진 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류는 상기 천연 가스 공급류에 비해 이들 중탄화수소 성분의 적어도 일부가 대폭 감소됨으로써, 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류 내의 이들 성분의 총 농도(즉, 이들 성분의 합성 몰분율)는, 물론 (중탄화수소 저감 천연 가스류로부터 중탄화수소를 제거하는 것을 통해) 제2 중탄화수소 제거 시스템으로부터 얻어진 중탄화수소 희박 천연 가스류에서처럼 낮게 되도록 할 수는 없지만, 천연 가스 송급류에서의 농도보다 낮다. 바람직하게는, 제1 중탄화수소 제거 시스템으로부터 얻어진 중탄화수소 저감 천연 가스류는 천연 가스 송급류에 비해 이들 중탄화수소 성분 각각이 대폭 감소된다.The heavy hydrocarbon component to be removed present in the natural gas feed stream comprises aliphatic hydrocarbons having a total of six carbon atoms; Aromatic hydrocarbons, and aromatic hydrocarbons. The heavier hydrocarbon-lean natural gas streams obtained from the second heavy hydrocarbons removal system are significantly reduced in each of the hydrocarbon components than the natural gas feed streams, so that the molar fraction of each of these components in the heavy hydrocarbon-lean natural gas is greater than that of the natural gas feed streams small. The heavy hydrocarbon-reduced natural gas stream obtained from the first heavy hydrocarbon removal system is substantially less than at least a portion of the hydrocarbon components in the natural gas feed stream, so that the total concentration of these components in the heavy hydrocarbon- , The synthetic molar fraction of these components) can of course not be as low as in the mid-hydrocarbon-lean natural gas stream obtained from the second heavy hydrocarbon removal system (through removal of heavy hydrocarbons from the heavy hydrocarbon reduced natural gas stream) It is lower than the concentration in the paddy field. Preferably, the heavy hydrocarbon reduced natural gas stream obtained from the first heavy hydrocarbon removal system is significantly reduced in each of the hydrocarbon components than the natural gas feed stream.
소정의 실시예에서, 상기 방법은 TSA 시스템만을 사용하거나 스크럽 칼럼만을 사용하여, 처리를 곤란하게 하는 조성을 갖는 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소를 제거하는데 사용될 수 있다. 예를 들면: 천연 가스 송급류는 예컨대 해당 송급류 내의 C3-C5 탄화수소 중 임의의 것과 모든 것의 총 농도(즉, 송급류 내의 C3-C5 탄화수소 중 임의의 것과 모든 것의 취합된 농도)가 5몰% 이하, 3몰% 이하, 2몰% 이하 또는 1몰% 이하인 경우와 같이 총 3-5개의 탄소 원자를 갖는 지방족 탄화수소가 희박할 수 있거나; 및/또는 천연 가스 송급류는 예컨대 해당 송급류 내의 C2-C5 탄화수소 중 임의의 것과 모든 것의 총 농도(즉, 송급류 내의 C2-C5 탄화수소 중 임의의 것과 모든 것의 취합된 농도)가 10몰% 이하, 5몰% 이하 또는 4몰% 이하인 경우와 같이 총 2-5개의 탄소 원자를 갖는 지방족 탄화수소가 희박할 수 있다. 유사하게, 대안적으로 또는 추가로, 천연 가스 송급류는 예컨대 해당 천연 가스 송급류가 100 ppm 이상 또는 250 ppm 이상의 중탄화수소 총농도(즉, 송급류 내의 방향족 탄화수소와 C6+ 지방족 탄화수소 모두의 취합 농도가 총 100 ppm 이상 또는 250 ppm 이상임)를 가지는 경과와 같이 비교적 고농도의 중탄화수소를 함유할 수 있다.In certain embodiments, the method can be used to remove heavy hydrocarbons from a natural gas feed stream having a composition that makes it difficult to process, using only the TSA system or only scrub columns. For example: natural gas feedstocks can have, for example, a total concentration of any and all of the C3-C5 hydrocarbons in the feed stream (ie, the combined concentration of any and all of the C3-C5 hydrocarbons in the feed stream) Less than 3 mol%, less than 2 mol%, or less than 1 mol% of aliphatic hydrocarbons having a total of 3 to 5 carbon atoms may be lean; And / or the natural gas feedstock may be, for example, the total concentration of any and all of the C2-C5 hydrocarbons in the feed stream (ie, the combined concentration of any and all of the C2-C5 hydrocarbons in the feed stream) , 5 mol% or less, or 4 mol% or less of aliphatic hydrocarbons having a total of 2 to 5 carbon atoms. Similarly, alternatively or additionally, the natural gas feedstock can be a natural gas feedstock, for example, where the natural gas feedstock has a total heavy hydrocarbon concentration of at least 100 ppm or at least 250 ppm (ie, the combined concentration of both aromatic hydrocarbons and C6 + aliphatic hydrocarbons in the feed stream Total of at least 100 ppm, or at least 250 ppm) of heavy hydrocarbons.
소정의 바람직한 실시예에서, 상기 방법은 중탄화수소 희박 천연 가스류의 적어도 일부를 액화시켜 액화된 천연 가스류를 생성하는 단계를 더 포함한다.In certain preferred embodiments, the method further comprises liquefying at least a portion of the heavy hydrocarbon-lean natural gas stream to produce a liquefied natural gas stream.
바람직한 실시예에서, 중탄화수소 희박 천연 가스류의 조성은 천연 가스류 내에 여전히 존재하는 임의의 중탄화수소와 모든 중탄화수소가 액화된 천연 가스류의 온도에서 각각의 고용도 한계 미만(가장 바람직하게는 훨씬 미만)의 농도로 상기 가스류 내에 존재하도록 되어 있다.In a preferred embodiment, the composition of the heavy hydrocarbon-lean natural gas stream is such that any heavy hydrocarbons and all heavy hydrocarbons still present in the natural gas stream are at a temperature below the respective solubility limit (most preferably, much ) In the gas stream.
일 실시예에서, 상기 기체-액체 분리 시스템은 상기 제1 중탄화수소 제거 시스템이고, 상기 방법은: 천연 가스 송급류를 상기 기체-액체 분리 시스템 내로 도입하여 상기 천연 가스 송급류를 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류와 중탄화 수소 함량이 높은 액체류로 분리하는 단계와; 중탄화수소를 흡착하도록 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류의 적어도 일부를 상기 흡착 시스템의 하나 이상의 베드를 통과시키는 것에 의해 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류를 생성하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 천연 가스 송급류가 기체-액체 분리 시스템 내로 도입되기 전에 상기 천연 가스 송급류를 냉각하는 단계와, 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류 또는 그 일부가 상기 흡착 시스템의 하나 이상의 베드를 통과하기 전에 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류를 데우는 단계를 더 포함하되, 상기 천연 가스 송급류와 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류는 이코노마이저 열교환기 내에서 상기 천연 가스 송급류와 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류 사이의 간접적 열교환을 통해 상기 천연 가스 송급류가 냉각되고 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류가 데워진다. 대안적으로, 상기 방법은 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류 또는 그 일부가 상기 흡착 시스템의 하나 이상의 베드를 통과하기 전에 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류를 데우는 단계와, 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류의 적어도 일부를 냉각하는 것에 의해 중탄화수소 희박 냉각 천연 가스류를 생성하는 단계를 더 포함하되, 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류와 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류의 적어도 일부는 이코노마이저 열교환기 내에서 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류와 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류의 상기 적어도 일부 사이의 간접적 열교환을 통해 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류가 데워지고 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류의 상기 적어도 일부가 냉각될 수 있다.In one embodiment, the gas-liquid separation system is the first heavy hydrocarbons removal system, comprising: introducing a natural gas feed stream into the gas-liquid separation system to convert the natural gas feed stream into a heavy hydrocarbons reducing natural gas Separating the gas stream into a liquid stream having a high hydrocarbon content and a medium hydrocarbon content; And passing said at least a portion of said heavy hydrocarbon-reduced natural gas stream so as to adsorb heavy hydrocarbons through at least one bed of said adsorption system to produce said heavy hydrocarbon-lean natural gas stream. The method includes cooling the natural gas feed stream prior to introduction of the natural gas feed stream into the gas-liquid separation system, and passing the heavy hydrocarbon reduced natural gas stream stream or a portion thereof through one or more beds of the adsorption system Further comprising the step of warming said heavy hydrocarbon reduced natural gas stream before said natural gas feed stream and said heavy hydrocarbon reduced natural gas stream are separated from said natural gas feed stream and said heavy hydrocarbon reduced natural gas stream in an economizer heat exchanger, The indirect heat exchange between the gas streams cools the natural gas feed streams and warms up the heavy hydrocarbon reduced natural gas streams. Alternatively, the method may include warming the heavy hydrocarbon reduced natural gas gaseous stream before the heavy hydrocarbon reduced natural gas gaseous stream or portion thereof passes through at least one bed of the adsorption system, Further comprising the step of producing a heavy hydrocarbon lean cooling natural gas stream by cooling at least a portion of the heavy hydrocarbon lean natural gas stream in the economizer heat exchanger, Indirect heating exchange between the medium hydrocarbon reduced natural gas stream and the at least a portion of the heavy hydrocarbon-lean natural gas stream warms the heavy hydrocarbon reduced natural gas stream and the at least a portion of the heavy hydrocarbon-lean natural gas stream is cooled .
대안적인 실시예에서, 상기 흡착 시스템은 상기 제1 중탄화수소 제거 시스템이고, 상기 방법은: 중탄화수소를 흡착하도록 상기 천연 가스 송급류를 상기 흡착 시스템의 하나 이상의 베드를 통과시키는 것에 의해 중탄화수소 저감 천연 가스류를 생성하는 단계와; 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류의 적어도 일부를 상기 기체-액체 분리 시스템 내로 도입하여 상기 가스류 또는 그 일부를, 중탄화수소가 더 저감되는 것에 의해 중탄화수소 희박 천연 가스류를 제공하는 천연 가스 기체류와 중탄화수소 풍부 액체류로 분리하는 단계를 포함한다.In an alternate embodiment, the adsorption system is the first heavy hydrocarbon removal system, the method comprising: passing the natural gas feedstock through one or more beds of the adsorption system to adsorb heavy hydrocarbons, Generating a gas stream; Introducing at least a portion of the heavy hydrocarbon-reduced natural gas stream into the gas-liquid separation system to reduce the gas stream or a portion thereof into a natural gas stream, which provides a heavy hydrocarbon-lean natural gas stream by further reducing heavy hydrocarbons; To a medium hydrocarbon rich liquid stream.
본 발명의 제2 측면에 따르면, 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소를 제거하는 장치가 제공되며, 해당 장치는 중탄화수소 희박 천연 가스류를 생성하도록 상기 천연 가스 송급류를 처리하는 제1 중탄화수소 제거 시스템과 제2 중탄화수소 제거 시스템을 포함하되, 상기 제1 및 제2 중탄화수소 제거 시스템은, 사용 중 상기 제1 중탄화수소 제거 시스템이 중탄화수소 저감 천연 가스류를 생성하도록 상기 천연 가스 송급류를 처리하고 상기 제2 중탄화수소 제거 시스템이 중탄화수소 희박 천연 가스류를 생성하도록 상기 제1 중탄화수소 제거 시스템으로부터 생성된 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류의 적어도 일부를 처리하도록, 상호 유체 유통되게 연결되고 연속으로 배열되며, 상기 중탄화수소 제거 시스템 중 하나는 중탄화수소 함유 천연 가스로부터 중탄화수소를 흡착하여 제거하는 하나 이상의 흡착제 베드를 포함하는 흡착 시스템이고, 상기 중탄화수소 제거 시스템 중 다른 하나는 중탄화수소 함유 천연 가스를 중탄화수소 저감 천연 가스 기체와 중탄화수소 풍부 액체로 분리하는 기체-액체 분리 시스템이다.According to a second aspect of the present invention there is provided an apparatus for removing heavy hydrocarbons from a natural gas feed stream comprising a first heavy hydrocarbons removal system for treating the natural gas feed streams to produce a heavy hydrocarbon- And a second heavy hydrocarbon removal system wherein the first heavy hydrocarbon removal system treats the natural gas gasses during use so that the first heavy hydrocarbon removal system produces a heavy hydrocarbon reduced natural gas stream Wherein the second heavy hydrocarbon removal system is adapted to treat at least a portion of the heavy hydrocarbon reduced natural gas stream generated from the first heavy hydrocarbon removal system to produce a heavy hydrocarbon lean natural gas stream, And one of the heavy hydrocarbon removal systems comprises a heavy hydrocarbon-containing natural gas And one or more adsorbent beds for adsorbing and removing hydrocarbons, wherein the other of the heavy hydrocarbon removal systems is a gas-liquid separation system for separating heavy hydrocarbon-containing natural gas into a heavy hydrocarbon reduced natural gas and a heavy hydrocarbon rich liquid System.
본 발명의 제2 측면에 따른 장치는 본 발명의 제1 측면에 따른 방법을 수행하는데 적합하다. 따라서, 상기 제2 측면에 따른 장치의 바람직한 실시예는 상기 제1 측면에 따른 방법의 바람직한 실시예에 대한 상기 논의로부터 분명해질 것이다.An apparatus according to the second aspect of the invention is suitable for carrying out the method according to the first aspect of the invention. Thus, a preferred embodiment of the device according to the second aspect will be clear from the above discussion of the preferred embodiment of the method according to the first aspect.
특히:Especially:
바람직하게는, 상기 기체-액체 분리 시스템은 스트립 칼럽 또는 상 분리기를 포함한다.Preferably, the gas-liquid separation system comprises a strip calorie or phase separator.
바람직하게는, 상기 흡착 시스템은 온도 스윙 흡착 시스템을 포함한다.Preferably, the adsorption system comprises a temperature swing adsorption system.
바람직하게는, 상기 장치는 중탄화수소 희박 천연 가스류의 적어도 일부를 수용하여 액화시키는 것에 의해 액화된 천연 가스류를 생성하도록 제2 중탄화수소 제거 시스템과 유체 유통되게 연결된 액화기를 더 포함한다.Preferably, the apparatus further comprises a liquefier fluidly connected to the second heavy hydrocarbon removal system to produce a liquefied natural gas stream by receiving and liquefying at least a portion of the heavy hydrocarbon-lean natural gas stream.
일 실시예에서, 상기 기체-액체 분리 시스템은 상기 제1 중탄화수소 제거 시스템이고, 상기 장치는: 상기 천연 가스 송급류를 수용하여 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류와 중탄화수소 풍부 액체류로 분리하는 기체-액체 분리 시스템과; 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류의 적어도 일부를 수용하도록 상기 기체-액체 분리 시스템과 유체 유통된 흡착 시스템으로서, 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류의 상기 적어도 일부로부터 중탄화수소를 흡착하는 것에 의해 중탄화수소 희박 천연 가스류를 생성하는 하나 이상의 흡착제 베드를 포함하는 흡착 시스템을 포함한다. 상기 장치는 상기 천연 가스 송급류와 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류 사이의 간접적 열교환을 통해, 상기 천연 가스 송급류를 상기 기체-액체 분리 시스템 내로 도입하기 전에 상기 천연 가스 송급류를 냉각하고 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류 또는 그 일부를 상기 흡착 시스템의 하나 이상의 베드를 통과시키기 전에 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류를 데우는 이코노마이저 열교환기를 더 포함할 수 있다. 대안적으로, 상기 장치는 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류와 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류의 적어도 일부 사이의 간접적 열교환을 통해, 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류를 또는 그 일부를 상기 흡착 시스템의 하나 이상의 베드를 통과시키기 전에 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류를 데우고 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류의 적어도 일부를 냉각시키는 이코노마이저 열교환기를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the gas-liquid separation system is the first heavy hydrocarbon removal system, comprising: a gas containing the natural gas feed stream and separating it into a heavy hydrocarbons reduced natural gas stream and a heavy hydrocarbon rich liquid stream A liquid separation system; An adsorption system in fluid communication with the gas-liquid separation system to receive at least a portion of the heavy hydrocarbon reduced natural gas gaseous stream, the adsorbent system comprising a heavy hydrocarbon And an adsorption system comprising at least one adsorbent bed to produce a lean natural gas stream. The apparatus includes means for cooling the natural gas feed stream prior to introduction of the natural gas feed stream into the gas-liquid separation system through indirect heat exchange between the natural gas feed stream and the heavy hydrocarbon reduced natural gas stream stream, The economizer heat exchanger may further include a hydrocarbon reduced natural gas stream or a portion thereof to warm the heavy hydrocarbon reduced natural gas stream prior to passing through at least one bed of the adsorber system. Alternatively, the apparatus may be configured to indirectly heat-exchange the heavy hydrocarbon reduced natural gas stream with at least a portion of the heavy hydrocarbon-lean natural gas stream to provide the heavy hydrocarbon reduced natural gas stream stream, or a portion thereof, And an economizer heat exchanger to warm the heavy hydrocarbon reduced natural gas stream and cool at least a portion of the heavy hydrocarbon-lean natural gas stream prior to passing the one or more beds.
대안적인 실시예에서, 상기 흡착 시스템은 상기 제1 중탄화수소 제거 시스템이고, 상기 장치는: 상기 천연 가스 송급류를 수용하고, 상기 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소를 흡착하는 것에 의해 중탄화수소 저감 천연 가스류를 생성하는 하나 이상의 흡착제 베드를 포함하는 흡착 시스템과; 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류의 적어도 일부를 수용하여 수용된 기체류 또는 그 일부를 중탄화수소 풍부 액체류와 중탄화수소가 더 저감되어 중탄화수소 희박 천연 가스류를 제공하는 천연 가스 기체류로 분리하도록 상기 흡착 시스템과 유체 유통된 기체-액체 분리시스템을 포함한다.In an alternative embodiment, the adsorption system is the first heavy hydrocarbons removal system, wherein the apparatus is configured to: receive the natural gas gasses and adsorb heavy hydrocarbons from the natural gas gasses, An adsorption system comprising at least one adsorbent bed to produce a stream; Wherein the at least a portion of the heavy hydrocarbon-reduced natural gas gaseous stream is received and the contained gaseous stream or a portion thereof is separated into a natural gas gaseous stream that further reduces the heavy hydrocarbon-rich liquids and the heavy hydrocarbons to provide a heavy hydrocarbon- And a gas-liquid separation system in fluid communication with the adsorption system.
본 발명의 제3 측면에 따르면, 천연 가스류로부터 중탄화수소를 제거하고 천연 가스류를 액화시키는 방법이 제공되며, 해당 방법은: 중탄화수소 희박 천연 가스류를 제공하도록, 상기 천연 가스류를, 해당 천연 가스류로부터 중탄화수소를 흡착하여 제거하는 하나 이상의 흡착제 베드를 포함하는 흡착 시스템을 통과시키는 단계와; 액화된 천연 가스류를 생성하도록 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류를 액화시키는 단계와; 상기 액화된 천연 가스로부터 얻어진 플래시 또는 증발 가스를 상기 하나 이상의 베드를 통과시키는 것에 의해 온도 스윙 흡착 시스템의 하나 이상의 베드를 재생시키는 단계를 포함한다.According to a third aspect of the present invention there is provided a process for removing heavy hydrocarbons from a natural gas stream and liquefying the natural gas stream, the method comprising: contacting the natural gas stream with a corresponding hydrocarbon gas stream to provide a lean hydrocarbon- Passing through an adsorption system comprising at least one adsorbent bed for adsorbing and removing heavy hydrocarbons from a natural gas stream; Liquefying the heavy hydrocarbon-reduced natural gas stream to produce a liquefied natural gas stream; And regenerating one or more beds of the temperature swing adsorption system by passing the flash or evaporation gas obtained from the liquefied natural gas through the one or more beds.
본 발명의 바람직한 실시예는 다음의 #1~#33의 측면들을 포함한다:A preferred embodiment of the present invention includes the following aspects of # 1 to # 33:
#1. 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소를 제거하는 방법으로서, 해당 방법은 제1 및 제2 중탄화수소 제거 시스템을 사용하여 중탄화수소 희박 천연 가스류를 생성하도록 천연 가스 송급류를 처리하는 단계를 포함하되, 상기 제1 및 제2 중탄화수소 제거 시스템은 제1 중탄화수소 제거 시스템이 중탄화수소 저감 천연 가스류를 생성하도록 상기 천연 가스 송급류를 처리하고 상기 제2 중탄화수소 제거 시스템이 중탄화수소 희박 천연 가스류를 생성하도록 상기 제1 중탄화수소 제거 시스템으로부터 생성되는 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류의 적어도 일부를 처리하도록 연속적으로 사용되며, 상기 중탄화수소 제거 시스템 중 하나는 중탄화수소 함유 천연 가스로부터 중탄화수소를 흡착하여 제거하는 하나 이상의 흡착제 베드를 포함하는 흡착 시스템이고, 상기 중탄화수소 제거 시스템 중 다른 하나는 중탄화수소 함유 천연 가스를 중탄화수소 저감 천연 가스 기체와 중탄화수소 풍부 액체로 분리하는 기체-액체 분리 시스템인 것을 특징으로 하는 방법.#One. A method of removing heavy hydrocarbons from a natural gas feed stream comprising treating natural gas feed streams to produce a heavy hydrocarbon-lean natural gas stream using first and second heavy hydrocarbon removal systems, The first and second heavy hydrocarbons removal system may be configured such that the first heavy hydrocarbon removal system processes the natural gas feed stream to produce a medium hydrocarbon reduced natural gas stream and the second heavy hydrocarbons removal system produces a heavy hydrocarbons- Wherein one of the heavy hydrocarbon removal systems is used to adsorb and remove heavy hydrocarbons from the heavy hydrocarbon-containing natural gas, wherein at least one of the heavy hydrocarbon removal natural gas streams is used to treat at least some of the heavy hydrocarbon reduced natural gas streams generated from the first heavy hydrocarbon removal system An adsorption system comprising at least one adsorbent bed, Wherein the other of the heavy hydrocarbon removal systems is a gas-liquid separation system for separating the heavy hydrocarbon-containing natural gas into a heavy hydrocarbon reduced natural gas and a heavy hydrocarbon rich liquid.
#2. #1의 측면의 방법으로서, 상기 기체-액체 분리 시스템은 스트립 칼럽 또는 상 분리기를 포함하는 방법.#2. The method of aspect of # 1, wherein the gas-liquid separation system comprises a strip calorie or phase separator.
#3. #1 또는 #2의 측면의 방법으로서, 상기 방법은 또한 액화된 천연 가스류를 생성하는 방법이고, 중탄화수소 희박 천연 가스류의 적어도 일부를 액화시켜 액화된 천연 가스류를 생성하는 단계를 더 포함하는 방법.# 3. The method of
#4. #1 내지 #3 중 어느 한 측면의 방법으로서, 상기 기체-액체 분리 시스템은 상기 제1 중탄화수소 제거 시스템이고, 상기 방법은: 천연 가스 송급류를 상기 기체-액체 분리 시스템 내로 도입하여 상기 천연 가스 송급류를 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류와 중탄화수소 풍부 액체류로 분리하는 단계와; 중탄화수소를 흡착하도록 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류의 적어도 일부를 상기 흡착 시스템의 하나 이상의 베드를 통과시키는 것에 의해 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류를 생성하는 단계를 포함하는 방법.#4. The method of any one of
#5. #4의 측면의 방법으로서, 상기 방법은 상기 천연 가스 송급류가 기체-액체 분리 시스템 내로 도입되기 전에 상기 천연 가스 송급류를 냉각하는 단계와, 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류 또는 그 일부가 상기 흡착 시스템의 하나 이상의 베드를 통과하기 전에 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류를 데우는 단계를 더 포함하는 방법.# 5. The method comprising cooling the natural gas feed stream prior to introduction of the natural gas feed stream into the gas-liquid separation system, and recovering the heavy hydrocarbons reduced natural gas stream, or a portion thereof, Further comprising warming the heavy hydrocarbon reduced natural gas gaseous stream prior to passing through at least one bed of the adsorption system.
#6. #5의 측면의 방법으로서, 상기 천연 가스 송급류와 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류는 이코노마이저 열교환기 내에서 상기 천연 가스 송급류와 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류 사이의 간접적 열교환을 통해 상기 천연 가스 송급류가 냉각되고 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류가 데워지는 방법.# 6. The method of aspect 5, wherein the natural gas feed streams and the heavy hydrocarbon reduced natural gas stream stays in the economizer heat exchanger through indirect heat exchange between the natural gas feed streams and the heavy hydrocarbon reduced natural gas stream stalls, Wherein the gas feed stream is cooled and the heavy hydrocarbons reduced natural gas stream is warmed.
#7. #6의 측면의 방법으로서, 상기 천연 가스 송급류는 기체-액체 분리 시스템 내로 도입되기 이전에 상기 천연 가스 송급류의 팽창 및/또는 하나 이상의 다른 흐름과의 직접적 또는 간접적 열교환을 통해 더 냉각되는 방법.# 7. The method of aspect of claim 6, wherein the natural gas feed stream is further cooled by direct or indirect heat exchange with the expansion of the natural gas feed stream and / or one or more other streams prior to introduction into the gas- .
#8. #6 또는 #7의 측면의 방법으로서, 상기 방법은 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류의 적어도 일부를 액화시키는 단계를 더 포함하는 방법.#8. 7. A method as claimed in claim 6 or claim 7, wherein the method further comprises liquefying at least a portion of the heavy hydrocarbon-lean natural gas stream.
#9. #5의 측면의 방법으로서, 상기 방법은 중탄화수소 희박 냉각 천연 가스류를 생성하도록 중탄화수소 희박 천연 가스류의 적어도 일부를 냉각하는 단계를 더 포함하되, 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류와 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류의 적어도 일부는 이코노마이저 열교환기 내에서 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류와 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류의 상기 적어도 일부 사이의 간접적 열교환을 통해 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류가 데워지고 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류의 상기 적어도 일부가 냉각되는 방법.# 9. The method of aspect < RTI ID = 0.0 ># 5 < / RTI > further comprising cooling at least a portion of the heavy hydrocarbon-lean natural gas stream to produce a heavy hydrocarbon lean cooling natural gas stream, At least a portion of the hydrocarbon-lean natural gas stream is indirectly heat-exchanged between the heavy hydrocarbon reduced natural gas stream stream and the at least a portion of the heavy hydrocarbon-lean natural gas stream in the economizer heat exchanger, And at least a portion of said heavy hydrocarbon-lean natural gas stream is cooled.
#10. #9의 측면의 방법으로서, 상기 방법은 상기 중탄화수소 희박 냉각 천연 가스류를 액화시키는 단계를 더 포함하는 방법.# 10. As a method of aspect of # 9, the method further comprises liquefying the heavy hydrocarbon lean cooling natural gas stream.
#11. #10의 측면의 방법으로서, 상기 천연 가스 송급류는 냉각되고, 상기 중탄화수소 희박 냉각 천연 가스류는 액화기 내에서 액화되고, 상기 천연 가스 송급류는 상기 액화기의 고온 단부 내로 도입되고 상기 액화기의 중간 위치로부터 회수되며, 상기 중탄화수소 희박 냉각 천연 가스류는 상기 액화기의 중간 위치 내로 도입되고 상기 액화기의 저온 단부로부터 회수되는 방법.# 11. Wherein the natural gas feed stream is cooled and the heavy hydrocarbon lean cooled natural gas stream is liquefied in a liquefier, the natural gas feed stream is introduced into a hot end of the liquefier and the liquefied Wherein the heavy hydrocarbon lean cooling natural gas stream is introduced into the intermediate position of the liquefier and recovered from the low temperature end of the liquefier.
#12. #4 내지 #11 중 어느 한 측면의 방법으로서, 상기 기체-액체 분리 시스템은 스트립 칼럽이고, 상기 방법은 상기 스트립 칼럽 내로 스트립 가스를 상기 천연 가스 송급류가 스트립 칼럽 내로 도입되는 위치 아래의 위치로 도입하는 단계를 더 포함하는 방법.# 12. A method as claimed in any one of claims 4 to 11, wherein the gas-liquid separation system is a strip calisthe, said method comprising introducing strip gas into said strip cal after said natural gas stream is introduced into said strip cal Said method further comprising the steps of:
#13. #6 내지 #8 중 어느 한 측면의 방법으로서, 상기 기체-액체 분리 시스템은 스트립 칼럽이고, 상기 방법은 상기 스트립 칼럽 내로 상기 천연 가스 송급류가 스트립 칼럽 내로 도입되는 위치보다 아래의 위치로 스트립 가스를 도입하는 단계를 더 포함하되, 상기 스트립 가스는: 냉각되어 상기 스트립 칼럽 내로 도입되기 전에 천연 가스 송급류로부터 취한 천연 가스와; 이코노마이저 열교환기 내에서 데워진 중탄화수소 저감 천연 가스류의 일부와; 중탄화수소 희박 천연 가스류의 일부와; 중탄화수소 풍부 액체류의 전체 또는 일부를 재비등시키는 것으로부터 얻어진 가스와; 액화된 가스로부터 얻어진 플래시 또는 증발 가스;로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 가스를 포함하는 방법.# 13. A method as claimed in any one of claims 6 to 8, wherein the gas-liquid separation system is a strip calorie, the method further comprising: introducing the strip gas into a strip cal- < Said strip gas comprising: natural gas taken from natural gas feed streams before being cooled and introduced into said strip calves; A portion of the hydrocarbon-reduced natural gas stream warmed in the economizer heat exchanger; A portion of a hydrocarbon-lean natural gas stream; A gas obtained from re-burning all or part of the medium hydrocarbon rich liquid stream; And a flash or evaporation gas obtained from the liquefied gas.
#14. #9 내지 #11 중 어느 한 측면의 방법으로서, 상기 기체-액체 분리 시스템은 스트립 칼럽이고, 상기 방법은 상기 스트립 칼럽 내로 상기 천연 가스 송급류가 스트립 칼럽 내로 도입되는 위치보다 아래의 위치로 스트립 가스를 도입하는 단계를 더 포함하되, 상기 스트립 가스는: 냉각되어 상기 스트립 칼럽 내로 도입되기 전에 천연 가스 송급류로부터 취한 천연 가스와; 이코노마이저 열교환기 내에서 냉각되지 않은 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류의 일부와; 이노코마이저 열교환기 내에서 데워진 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류의 일부와; 중탄화수소 풍부 액체류의 전체 또는 일부를 재비등시키는 것으로부터 얻어진 가스와; 액화된 가스로부터 얻어진 플래시 또는 증발 가스;로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 가스를 포함하는 방법.# 14. A method as claimed in any one of claims 9 to 11, wherein the gas-liquid separation system is a strip calorie, the method further comprising: introducing the strip gas into a strip cal- < Said strip gas comprising: natural gas taken from natural gas feed streams before being cooled and introduced into said strip calves; A portion of said heavy hydrocarbon-lean natural gas stream not cooled in the economizer heat exchanger; A portion of the heavy hydrocarbon-reduced natural gas stream warmed in the inocomerizer heat exchanger; A gas obtained from re-burning all or part of the medium hydrocarbon rich liquid stream; And a flash or evaporation gas obtained from the liquefied gas.
#15. #4 내지 #14 중 어느 한 측면의 방법으로서, 상기 흡착 시스템은 온도 스윙 흡착 시스템이고, 상기 방법은 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류의 일부 또는 액화된 천연 가스로부터 얻어진 플래시 또는 증발 가스로부터 선택된 가스를 상기 하나 이상의 베드를 통과시키는 것에 의해 상기 온도 스윙 흡착 시스템의 상기 하나 이상의 베드를 재생하는 단계를 더 포함하고, 상기 재생 중인 상기 하나 이상의 베드의 온도는 상기 중탄화수소 저감 천연 기체류 또는 그 일부로부터 중탄화수소를 흡착 중인 상기 하나 이상의 베드의 온도보다 높은 방법.# 15. A method as claimed in any one of claims 4 to 14 wherein the adsorption system is a temperature swing adsorption system and wherein the method comprises contacting a gas selected from a flash or evaporation gas obtained from the liquefied natural gas or a portion of the heavy hydrocarbon- Further comprising regenerating the one or more beds of the temperature swing adsorption system by passing the one or more beds, wherein the temperature of the one or more bed being regenerated is from the heavy hydrocarbon abatement natural gas stream or a portion thereof The temperature of the at least one bed being adsorbed by the hydrocarbon.
#16. #15의 측면의 방법으로서, 상기 방법은 상기 하나 이상의 베드의 재생 중에 상기 온도 스윙 흡착 시스템의 상기 하나 이상의 베드로부터 얻어진 가스를 냉각하고 액체상 및 기체상으로 분리하는 단계와, 상기 기체상을 기체-액체 분리 시스템 내로 도입하기 이전의 상기 천연 가스 송급류로 재순환하는 단계를 더 포함하는 방법.# 16. 15. A method as claimed in claim 15, wherein the method comprises cooling the gas obtained from the at least one bed of the temperature swing adsorption system during the regeneration of the at least one bed and separating the gas phase into a liquid phase and a gas phase, Recycle to the natural gas feed prior to introduction into the liquid separation system.
#17. #15의 측면의 방법으로서, 상기 기체 액체 분리 시스템은 스트립 칼럽이고, 상기 방법은 상기 하나 이상의 베드의 재생 중에 상기 온도 스윙 흡착 시스템의 상기 하나 이상의 베드로부터 얻어진 가스를 냉각하고 액체상 및 기체상으로 분리하는 단계와, 상기 기체상을 스트립 가스로서 상기 스트립 칼럽 내로 상기 천연 가스 송급류가 상기 스트립 칼럽 내로 도입되는 위치보다 아래의 위치로 도입하는 단계를 더 포함하는 방법.# 17. The method of aspect of < RTI ID = 0.0 ># 15, < / RTI > wherein the gas liquid separation system is a strip calorie and the method comprises cooling the gas obtained from the one or more beds of the temperature swing adsorption system during regeneration of the one or more beds, And introducing said gaseous phase as stripping gas into said strip calves to a position below said position where said natural gas gasses are introduced into said strip calves.
#18. #1 내지 #3 중 어느 한 측면의 방법으로서, 상기 흡착 시스템은 상기 제1 중탄화수소 제거 시스템이고, 상기 방법은: 중탄화수소를 흡착하도록 상기 천연 가스 송급류를 상기 흡착 시스템의 하나 이상의 베드를 통과시키는 것에 의해 중탄화수소 저감 천연 가스류를 생성하는 단계와; 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류의 적어도 일부를 상기 기체-액체 분리 시스템 내로 도입하여 상기 가스류 또는 그 일부를, 중탄화수소가 더 저감되는 것에 의해 중탄화수소 희박 천연 가스류를 제공하는 천연 가스 기체류와 중탄화수소 풍부 액체류로 분리하는 단계를 포함하는 방법.# 18. The method of any one of
#19. #18의 측면의 방법으로서,상기 방법은 상기 기체-액체 분리 시스템 내로 도입되기 이전에 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류 또는 일부를 냉각하는 단계를 더 포함하는 방법. # 19. 18. The method of aspect 18, wherein the method further comprises cooling the heavy hydrocarbon reduced natural gas stream or portion before being introduced into the gas-liquid separation system.
#20. #19의 측면의 방법으로서, 상기 방법은 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류를 액화시키는 단계를 더 포함하는 방법.# 20. The method of aspect 19, wherein the method further comprises liquefying the heavy hydrocarbons lean natural gas stream.
#21. #20의 측면의 방법으로서, 액화기 내에서 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류 또는 그 일부가 냉각되고 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류가 액화되며, 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류 또는 그 일부는 상기 액화기의 고온 단부로 도입되고 상기 액화기의 중간 위치로부터 회수되며, 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류는 상기 액화기의 중간 위치로 도입되고 상기 액화기의 저온 단부로부터 회수되는 방법.# 21. As a method of
#22. #18 내지 #21 중 어느 한 측면의 방법으로서, 상기 기체-액체 분리 시스템은 스트립 칼럽이고, 상기 방법은 상기 스트립 칼럽 내로 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류 또는 그 일부가 상기 스트립 칼럽 내로 도입되는 위치보다 아래의 위치로 스트립 가스를 도입하는 단계를 더 포함하는 방법.# 22. Wherein the gas-liquid separation system is a strip calyc, and wherein the method further comprises the step of introducing the heavy hydrocarbon reduced natural gas stream or a portion thereof into the strip calv from a position where it is introduced into the strip cal- < Further comprising the step of introducing a stripping gas into the lower position.
#23. #22의 측면의 방법으로서, 상기 스트립 가스는: 상기 흡착 시스템의 하나 이상의 베드를 통과하기 이전의 상기 천연 가스 송급류로부터 취한 천연 가스와; 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류의 일부와; 상기 중탄화수소 풍부 액체류의 전체 또는 일부를 재비등시키는 것으로부터 얻어진 가스와; 액화된 천연 가스로부터 얻어진 플래시 또는 증발 가스;로 이루어진 그룹으로부터 선택된 일종 이상의 가스를 포함하는 방법.# 23. 22. The method of aspect 22 wherein said strip gas comprises: natural gas taken from said natural gas feed stream prior to passing through at least one bed of said adsorption system; A portion of the heavy hydrocarbon-reduced natural gas stream; A gas obtained from re-burning all or a portion of said heavy hydrocarbon rich liquid stream; A flash or a vapor obtained from liquefied natural gas; and a gas comprising at least one gas selected from the group consisting of:
#24. #18 내지 #23 중 어느 한 측면의 방법으로서, 상기 흡착 시스템은 온도 스윙 흡착 시스템이고, 상기 방법은 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류의 일부 또는 액화된 천연 가스로부터 얻어진 플래시 또는 증발 가스로부터 선택된 가스를 상기 하나 이상의 베드를 통과시키는 것에 의해 상기 온도 스윙 흡착 시스템의 상기 하나 이상의 베드를 재생하는 단계를 더 포함하고, 상기 재생 중인 상기 하나 이상의 베드의 온도는 상기 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소를 흡착 중인 상기 하나 이상의 베드의 온도보다 높은 방법.# 24. A method as claimed in any one of claims 18 to 23, wherein the adsorption system is a temperature swing adsorption system, the method comprising the step of passing a gas selected from flash or evaporation gas obtained from a portion of the heavy hydrocarbon- Further comprising regenerating the one or more beds of the temperature swing adsorption system by passing the one or more beds, wherein the temperature of the at least one bed being regenerated is greater than the temperature of the at least one bed during the adsorption of heavy hydrocarbons Higher than the temperature of the at least one bed.
#25. #24의 측면의 방법으로서, 상기 방법은 상기 하나 이상의 베드의 재생 중에 상기 온도 스윙 흡착 시스템의 상기 하나 이상의 베드로부터 얻어진 가스를 냉각하고 액체상 및 기체상으로 분리하는 단계와, 상기 기체상을 상기 온도 스윙 흡착 시스템의 상기 하나 이상의 베드를 통과하기 이전의 상기 천연 가스 송급류 로 재순환하는 단계를 더 포함하는 방법.# 25. The method of aspect 24, comprising: cooling the gas obtained from the at least one bed of the temperature swing adsorption system during the regeneration of the one or more beds and separating the gas phase into a liquid phase and a gaseous phase; Recycle to said natural gas feed stream prior to passing through said one or more beds of a swing adsorption system.
#26. #24의 측면의 방법으로서, 상기 기체 액체 분리 시스템은 스트립 칼럽이고, 상기 방법은 상기 스트립 칼럽 내로 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류 또는 그 일부가 상기 스트립 칼럽 내로 도입되는 위치보다 아래의 위치로 스트립 가스를 도입하는 단계를 더 포함하고, 상기 스트립 가스는: 상기 하나 이상의 베드의 재생 중에 상기 온도 스윙 흡착 시스템의 상기 하나 이상의 베드로부터 얻어지는 가스; 또는 상기 하나 이상의 베드의 재생 중에 상기 온도 스윙 흡착 시스템의 상기 하나 이상의 베드로부터 얻어진 가스를 냉각하고 액체상 및 기체상으로 분리하는 것으로부터 얻어진 상기 기체상을 포함하는 방법.# 26. The method of aspect 24, wherein the gas liquid separation system is a strip calorie, the method further comprising: introducing the strip gas into the strip cal after a portion of the strip- Wherein the strip gas comprises: a gas obtained from the at least one bed of the temperature swing adsorption system during the regeneration of the at least one bed; Or the gas phase obtained from cooling the gas obtained from the at least one bed of the temperature swing adsorption system during the regeneration of the one or more beds and separating into a liquid phase and a gaseous phase.
#27. #1 내지 #26 중 어느 한 측면의 방법으로서, 상기 천연 가스 송급류는 총 3-5개의 탄소 원자를 갖는 지방족 탄화수소가 희박하거나 및/또는 총 2-5개의 탄소 원자를 갖는 지방족 탄화수소가 희박한 것인 방법.# 27. The method of any one of
#28. 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소를 제거하는 장치로서, 해당 장치는 중탄화수소 희박 천연 가스류를 생성하도록 상기 천연 가스 송급류를 처리하는 제1 중탄화수소 제거 시스템과 제2 중탄화수소 제거 시스템을 포함하되, 상기 제1 및 제2 중탄화수소 제거 시스템은, 사용 중 상기 제1 중탄화수소 제거 시스템이 중탄화수소 저감 천연 가스류를 생성하도록 상기 천연 가스 송급류를 처리하고 상기 제2 중탄화수소 제거 시스템이 중탄화수소 희박 천연 가스류를 생성하도록 상기 제1 중탄화수소 제거 시스템으로부터 생성된 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류의 적어도 일부를 처리하도록, 상호 유체 유통되게 연결되고 연속으로 배열되며, 상기 중탄화수소 제거 시스템 중 하나는 중탄화수소 함유 천연 가스로부터 중탄화수소를 흡착하여 제거하는 하나 이상의 흡착제 베드를 포함하는 흡착 시스템이고, 상기 중탄화수소 제거 시스템 중 다른 하나는 중탄화수소 함유 천연 가스를 중탄화수소 저감 천연 가스 기체와 중탄화수소 풍부 액체로 분리하는 기체-액체 분리 시스템인 장치.# 28. An apparatus for removing heavy hydrocarbons from a natural gas feed stream comprising a first heavy hydrocarbons removal system and a second heavy hydrocarbons removal system for treating the natural gas feed streams to produce a heavy hydrocarbon lean natural gas stream, Wherein the first and second heavy hydrocarbon removal systems treat the natural gas feed stream so that during use the first heavy hydrocarbon removal system produces a heavy hydrocarbon reduced natural gas stream and the second heavy hydrocarbons removal system is operated to remove heavy hydrocarbons Wherein one of the heavy hydrocarbons removal systems is connected and continuously arranged in fluid communication with one another to treat at least a portion of the heavy hydrocarbon reduced natural gas stream generated from the first heavy hydrocarbon removal system to produce a natural gas stream, One that adsorbs and removes heavy hydrocarbons from hydrocarbon-containing natural gas Wherein the other of the heavy hydrocarbon removal systems is a gas-liquid separation system that separates the heavy hydrocarbon-containing natural gas into a medium hydrocarbon reduced natural gas gas and a heavy hydrocarbon rich liquid.
#29. #28의 측면의 장치로서, 상기 기체-액체 분리 시스템은 스트립 칼럽 또는 상 분리기를 포함하는 장치.# 29. 28. The apparatus of claim 28, wherein the gas-liquid separation system comprises a strip calorie or phase separator.
#30. #28 또는 #29의 측면의 장치로서, 상기 장치는 액화된 천연 가스류를 더 생성하고, 상기 장치는 중탄화수소 희박 천연 가스류의 적어도 일부를 수용하여 액화시키는 것에 의해 액화된 천연 가스류를 생성하도록 제2 중탄화수소 제거 시스템과 유체 유통되게 연결된 액화기를 더 포함하는 장치.# 30. Wherein the apparatus further generates a liquefied natural gas stream and the apparatus is adapted to receive and liquefy at least a portion of the heavy hydrocarbon-lean natural gas stream to produce a liquefied natural gas stream Further comprising a liquefier fluidly connected to the second heavy hydrocarbon removal system.
#31. #28 내지 #30 중 어느 한 측면의 장치로서, 상기 기체-액체 분리 시스템은 상기 제1 중탄화수소 제거 시스템이고, 상기 장치는: 상기 천연 가스 송급류를 수용하여 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류와 중탄화수소 풍부 액체류로 분리하는 기체-액체 분리 시스템과; 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류의 적어도 일부를 수용하도록 상기 기체-액체 분리 시스템과 유체 유통된 흡착 시스템으로서, 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류의 상기 적어도 일부로부터 중탄화수소를 흡착하는 것에 의해 중탄화수소 희박 천연 가스류를 생성하는 하나 이상의 흡착제 베드를 포함하는 흡착 시스템과; 상기 천연 가스 송급류와 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류 사이의 간접적 열교환을 통해, 상기 천연 가스 송급류를 상기 기체-액체 분리 시스템 내로 도입하기 전에 상기 천연 가스 송급류를 냉각하고 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류 또는 그 일부를 상기 흡착 시스템의 하나 이상의 베드를 통과시키기 전에 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류를 데우는 이코노마이저 열교환기를 포함하는 장치.# 31. Wherein the gas-liquid separation system is the first heavy hydrocarbons removal system, the apparatus comprising: means for receiving the natural gas feed stream to produce a heavy hydrocarbons reduced natural gas stream, A gas-liquid separation system for separating the hydrocarbon-rich liquids into hydrocarbon-rich liquids; An adsorption system in fluid communication with the gas-liquid separation system to receive at least a portion of the heavy hydrocarbon reduced natural gas gaseous stream, the adsorbent system comprising a heavy hydrocarbon An adsorption system comprising at least one adsorbent bed to produce a lean natural gas stream; Cooling the natural gas feed stream prior to introducing the natural gas feed stream into the gas-liquid separation system through indirect heat exchange between the natural gas feed stream and the heavy hydrocarbon reduced natural gas stream stream, And an economizer heat exchanger to warm the heavy hydrocarbon reduced natural gas stream prior to passing the gas stream or portion thereof through at least one bed of the adsorber system.
#32. #28 내지 #30 중 어느 한 측면의 장치로서, 상기 기체-액체 분리 시스템은 상기 제1 중탄화수소 제거 시스템이고, 상기 장치는: 상기 천연 가스 송급류를 수용하여 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류와 중탄화수소 풍부 액체류로 분리하는 기체-액체 분리 시스템과; 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류의 적어도 일부를 수용하도록 상기 기체-액체 분리 시스템과 유체 유통된 흡착 시스템으로서, 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류의 상기 적어도 일부로부터 중탄화수소를 흡착하는 것에 의해 중탄화수소 희박 천연 가스류를 생성하는 하나 이상의 흡착제 베드를 포함하는 흡착 시스템과; 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류와 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류의 상기 적어도 일부 사이의 간접적 열교환을 통해, 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류 또는 그 일부를 상기 흡착 시스템의 상기 하나 이상의 베드를 통과시키기 이전에 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류를 데우고 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류의 적어도 일부를 냉각시키는 이코노마이저 열교환기를 포함하는 장치.# 32. Wherein the gas-liquid separation system is the first heavy hydrocarbons removal system, the apparatus comprising: means for receiving the natural gas feed stream to produce a heavy hydrocarbons reduced natural gas stream, A gas-liquid separation system for separating the hydrocarbon-rich liquids into hydrocarbon-rich liquids; An adsorption system in fluid communication with the gas-liquid separation system to receive at least a portion of the heavy hydrocarbon reduced natural gas gaseous stream, the adsorbent system comprising a heavy hydrocarbon An adsorption system comprising at least one adsorbent bed to produce a lean natural gas stream; Through indirect heat exchange between the heavy hydrocarbon reduced natural gas stream and the at least a portion of the heavy hydrocarbon-lean natural gas stream, passing the heavy hydrocarbon reduced natural gas stream or a portion thereof through the one or more beds of the adsorber system An economizer heat exchanger for warming said heavy hydrocarbon reduced natural gas gaseous stream and cooling at least a portion of said heavy hydrocarbon-lean natural gas stream.
#33. #28 내지 #30 중 어느 한 측면의 장치로서, 상기 흡착 시스템은 상기 제1 중탄화수소 제거 시스템이고, 상기 장치는: 상기 천연 가스 송급류를 수용하고, 상기 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소를 흡착하는 것에 의해 중탄화수소 저감 천연 가스류를 생성하는 하나 이상의 흡착제 베드를 포함하는 흡착 시스템과; 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류의 적어도 일부를 수용하여 수용된 기체류 또는 그 일부를 중탄화수소 풍부 액체류와 중탄화수소가 더 저감되어 중탄화수소 희박 천연 가스류를 제공하는 천연 가스 기체류로 분리하도록 상기 흡착 시스템과 유체 유통된 기체-액체 분리 시스템을 포함하는 장치.# 33. The apparatus of any one of claims 28 to 30 wherein the adsorption system is the first heavy hydrocarbons removal system, the apparatus comprising: means for receiving the natural gas feed stream and for adsorbing heavy hydrocarbons from the natural gas feed stream An adsorption system comprising at least one adsorbent bed to produce a heavy hydrocarbon-reduced natural gas stream; Wherein the at least a portion of the heavy hydrocarbon-reduced natural gas gaseous stream is received and the contained gaseous stream or a portion thereof is separated into a natural gas gaseous stream that further reduces the heavy hydrocarbon-rich liquids and the heavy hydrocarbons to provide a heavy hydrocarbon- And a gas-liquid separation system in fluid communication with the adsorption system.
도 1a-1f는 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소를 제거하기 위해 기체-액체 분리 시스템을 흡착 시스템의 상류에 연속으로 배열한 본 발명의 제1 세트의 실시예를 나타내고;
도 2a-2d는 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소를 제거하기 위해 기체-액체 분리 시스템을 흡착 시스템의 상류에 연속으로 배열한 본 발명의 제2 세트의 실시예를 나타내고;
도 3a-3d는 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소를 제거하기 위해 흡착 시스템을 기체-액체 분리 시스템의 상류에 연속으로 배열한 본 발명의 제3 세트의 실시예를 나타내고;
도 4는 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소를 제거하기 위해 스크럽 칼럼만을 사용하는 것에 비해, 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소를 제거하기 위해 흡착 시스템과 기체-액체 분리 시스템을 연속으로 사용한 결과를 나타낸 그래프이다.Figures 1A-1F illustrate an embodiment of a first set of the present invention in which a gas-liquid separation system is continuously arranged upstream of an adsorption system to remove heavy hydrocarbons from natural gas feed streams;
Figures 2a-2d illustrate a second set of embodiments of the present invention in which a gas-liquid separation system is continuously arranged upstream of an adsorption system to remove heavy hydrocarbons from natural gas feed streams;
Figures 3a-3d show an embodiment of the third set of the invention in which the adsorption system is continuously arranged upstream of the gas-liquid separation system to remove the heavy hydrocarbons from the natural gas feed streams;
4 is a graph showing the results of successive use of an adsorption system and a gas-liquid separation system to remove heavy hydrocarbons from natural gas feed streams, compared to using only scrub columns to remove heavy hydrocarbons from natural gas feed streams .
소정의 측면에서, 본 발명은 천연 가스류로부터 중탄화수소(즉, 하나 이상의 C6+ 탄화수소 및/또는 방향족 물질)를 효과적으로 제거하기 위해 흡착 시스템을 기체-액체 분리 시스템과 함께 사용한 방법 및 장치에 관한 것이다.In certain aspects, the present invention is directed to a method and apparatus for using an adsorption system with a gas-liquid separation system to effectively remove heavy hydrocarbons (i.e., one or more C6 + hydrocarbons and / or aromatics) from a natural gas stream.
천연 가스류가 C3-C5 성분 및/또는 C2-C5 성분의 함량이 적고 비교적 높은 레벨의 중탄화수소를 함유한 경우, TSA 시스템 또는 스크럽 칼럼만을 채용한 어떤 중탄화수소 제거 구성도 비효율적 또는 에너지-비효율적이다. 본 발명자들은 이러한 문제점을 기체-액체 분리 시스템(바람직하게는 상 분리기 또는 스트립 칼럽을 포함함)과 함께 흡착 시스템(바람직하게는 TSA 시스템)을 사용하는 것에 의해 해결할 수 있음을 알아냈다.If the natural gas stream contains a relatively low level of heavy hydrocarbons with a low content of C3-C5 and / or C2-C5 components, then some of the hydrocarbon removal schemes employing only the TSA system or scrub column are inefficient or energy-inefficient . The inventors have found that this problem can be solved by using an adsorption system (preferably a TSA system) with a gas-liquid separation system (preferably including a phase separator or a strip calil).
구체적으로, 본 발명에 따른 방법 및 장치는 상 분리기 또는 스트립 칼럽(또는 다른 기체-액체 분리 시스템)이 통상적인 스크럽 칼럼보다 높은 압력으로 작동되도록 함으로써 액화 공정의 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.Specifically, the method and apparatus of the present invention can improve the energy efficiency of the liquefaction process by allowing the phase separator or strip calorie (or other gas-liquid separation system) to operate at higher pressures than conventional scrub columns.
추가로, LNG 제조 공장이 상이한 가스전으로부터 생산된 천연 가스 송급물 또는 중탄화수소로 오염된 천연 가스 송급물을 받는 경우, LNG 공장은 불확실한 중탄화수소 함량의 도전에 직면한다. 본 발명에 따른 방법 및 장치는 LNG 공장이 광범위한 중탄화수소 농도 내에서 냉동의 문제를 갖는 것으로 방지할 수 있어서 불확실한 가스 조성 또는 가스 조성의 변화를 처리함에 있어서 공장에 대해 작동적 유연성을 제공할 수 있다.In addition, LNG plants face the challenge of uncertain hydrocarbon content when LNG plants receive natural gas feedstock from natural gas feedstocks or natural gas feedstocks contaminated with heavy hydrocarbons. The method and apparatus according to the present invention can prevent the LNG plant from having a problem of freezing within a wide range of heavy hydrocarbon concentrations, thus providing operational flexibility for the plant in handling uncertain gas composition or changes in gas composition .
또한, 본 발명에 따른 방법 및 장치에서는 중탄화수소 중 일부가 기체-액체 분리 시스템에서 제거되는 사실에 기인하여 TSA(또는 다른 흡착) 시스템의 흡착 베드 상의 부하가 감소되는데, 이는 고온(예, 450-600 ℉, 232-315 ℃)의 재생 중에 TSA 시스템의 베드 또는 베드들에 중탄화수소가 깨질 위험이 줄어들기 때문이며, 이러한 깨짐은 그렇지 않으면 베드를 무력화시킬 수 있다.Also, in the method and apparatus of the present invention, the load on the adsorbent bed of the TSA (or other adsorption) system is reduced due to the fact that some of the heavier hydrocarbons are removed in the gas-liquid separation system, 600 < 0 > F, 232-315 < 0 > C) during the regeneration of the TSA system, the breakage can otherwise disarm the bed.
본 발명의 방법 및 장치에서, 흡착 시스템과 기체-액체 분리 시스템은 연속으로 사용되어 천연 가스류를 처리함으로써 천연 가스류에서 중탄화수소를 제거한다.In the method and apparatus of the present invention, the adsorption system and the gas-liquid separation system are continuously used to remove heavy hydrocarbons from the natural gas stream by treating the natural gas stream.
흡착 시스템은 기체-액체 분리 시스템이 중탄화수소를 대부분 제거하고 흡착 시스템의 유입구에서의 중탄화수소의 양을 제어하도록 기체-액체 분리 시스템의 하류에 배치될 수 있으며, 따라서 흡착 시스템은 천연 가스의 액화 중에 후속하는 냉동을 방지하는데 필요하거나 허용 가능한 수준까지 나머지 중탄화수소를 제거한다.The adsorption system may be located downstream of the gas-liquid separation system so that the gas-liquid separation system removes most of the heavy hydrocarbons and controls the amount of heavy hydrocarbons at the inlet of the adsorption system, The remaining hydrocarbons are removed to the extent necessary or acceptable to prevent subsequent freezing.
대안적으로, 흡착 시스템은 흡착 시스템이 대부분의 중탄화수소를 제거하고 기체-액체 분리 시스템이 나머지 중탄화수소를 천연 가스의 액화 중에 후속하는 냉동을 방지하는데 필요하거나 또는 허용 가능한 수준으로 제거하도록 기체-액체 분리 시스템의 상류에 배치될 수 있다. 기체-액체 분리 시스템에 대한 천연 가스류의 조성은 이 경우 흡착 시스템 설계와 용량에 의해 조절된다.Alternatively, the adsorption system can be operated to remove the majority of the heavy hydrocarbons from the adsorption system, and the gas-liquid separation system can remove the gas-liquid May be disposed upstream of the separation system. The composition of the natural gas stream for the gas-liquid separation system is controlled by the adsorption system design and capacity in this case.
흡착 시스템과 기체-액체 분리 시스템은 천연 가스류가 개별 액화 유닛으로 들어가기 전에 천연 가스류를 처리하는 전방-단부 중탄화수소 제거 장치로서 설치될 수 있다. 대안적으로, 흡착 시스템과 기체-액체 분리 시스템은 액화 유닛 내에 일체화될 수 있다.The adsorption system and the gas-liquid separation system may be installed as a front-end hydrocarbon removal unit that processes the natural gas stream before the natural gas stream enters the individual liquefaction unit. Alternatively, the adsorption system and the gas-liquid separation system can be integrated into the liquefaction unit.
통상적으로(및 부분적으로는 천연 가스류의 시작 온도와 기체-액체 분리 시스템이 흡착 시스템의 상류 또는 하류에 있는지 여부 등의 여러 요인에 따라), 기체-액체 분리 시스템은 기체-액체 분리 시스템으로 송급되는 가스류를 부분적으로 응축하도록 냉각을 필요로 할 것이다. 아래에 추가로 상세히 논의되는 바와 같이, 이러한 냉각은, 한정되는 것은 아니지만: 주울-톰슨 효과를 통해 제공되는 냉각(즉, 가스류의 일정 엔탈피 팽창 또는 주로 일정 엔탈피 팽창을 통해); 천연 가스 액화기의 부분 내에서의 간접적인 열교환을 통한 가스류의 냉각; 다른 열교환기에서의 간접적인 열교환(다른 공정 가스류 및/또는 예컨대 혼합된 냉각제와 같은 개별 냉각제에 대한)을 통한 가스류의 냉각; 또는 가스류에 대한 직접적인 열교환을 통한 냉각을 위한 LNG의 추가를 포함하는 다양한 방식으로 제공될 수 있다.Typically (and in part depending on various factors such as the starting temperature of the natural gas stream and whether the gas-liquid separation system is upstream or downstream of the adsorption system), the gas-liquid separation system is fed into the gas- Lt; RTI ID = 0.0 > partially < / RTI > As will be discussed in further detail below, this cooling may be accomplished by any suitable means, including but not limited to: cooling provided through the Joule-Thomson effect (i.e., through constant enthalpy expansion of the gas stream or mainly constant enthalpy expansion); Cooling of the gas stream through indirect heat exchange within the portion of the natural gas liquefier; Indirect heat exchange in other heat exchangers (cooling of gas streams through different process gases and / or for individual coolants such as mixed coolant); Or addition of LNG for cooling through direct heat exchange to the gas stream.
단지 예로써, 본 발명의 다양한 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조로 설명한다. 도 1a-1f에 제1 그룹이 표현되고, 도 2a-2d에 제2 그룹이 표현되고, 도 3a-3d에 제3 그룹이 표현된다. 도면에서 소정의 특징부가 2개 이상의 도면에 공통적이면, 해당 특징부는 명확성과 간결성을 위해 각 도면에서 동일한 참조 번호로 지정되었다.
By way of example only, various preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The first group is represented in FIGS. 1A-1F, the second group is represented in FIGS. 2A-2D, and the third group is represented in FIGS. 3A-3D. In the drawings, if a given feature is common to two or more views, the feature is designated with the same reference numeral in each figure for clarity and brevity.
도 1a-1f≪ RTI ID = 0.0 &
도 1a-1f에 나타낸 제1 그룹의 실시예에서, 기체-액체 분리 시스템은, 해당 기체-액체 분리 시스템이 중탄화수소 저감 천연 가스류를 생성하도록 (중탄화수소 제거 대상인) 천연 가스 송급류를 처리하고 흡착 시스템이 중탄화수소가 희박한 소망하는 천연 가스류를 생성하도록 기체-액체 분리 시스템으로부터 생성된 중탄화수소 저감 천연 가스류의 적어도 일부를 처리하도록, 흡착 시스템의 상류에 위치된다.In the first group of embodiments shown in Figures la-1f, the gas-liquid separation system processes a natural gas feed stream (the subject of heavy hydrocarbon removal) so that the gas-liquid separation system produces a medium hydrocarbon reduced natural gas stream The adsorption system is located upstream of the adsorption system to process at least a portion of the mid-hydrocarbon reduced natural gas stream produced from the gas-liquid separation system to produce the desired natural gas stream where the heavy hydrocarbons are lean.
보다 구체적으로, 제1 그룹의 실시예에서, 천연 가스 송급류는 이코노마이저(economizer) 열교환기에서 냉각된 후 기체-액체 분리 시스템으로 도입되고 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류와 중탄화수소 풍부 액체류로 분리된다. 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류는 이후 천연 가스 송급류와의 간접적인 열교환을 통해 이코노마이저 열교환기에서 데워진다. 이후, 그렇게 얻어진 데워진 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류 또는 그 일부를 흡착 시스템의 하나 이상의 베드를 통과시킴으로써 중탄화수소를 흡착하고 그이 따라 상기 기체류 또는 그 일부 내의 중탄화수소의 농도를 더 감소시키게 된다(따라서 중탄화수소가 희박한 소망하는 천연 가스류를 얻는다).More specifically, in the first group of embodiments, the natural gas stream is cooled in an economizer heat exchanger and then introduced into a gas-liquid separation system, separated into a heavy hydrocarbons reducing natural gas stream and a heavy hydrocarbon rich liquid stream do. Heavy hydrocarbons abatement natural gas stays are then heated in the economizer heat exchanger through indirect heat exchange with natural gas feed streams. Subsequently, the thus obtained warmed hydrocarbon-reduced natural gas gaseous stream or a portion thereof is passed through at least one bed of the adsorption system to adsorb the medium hydrocarbons and thereby further reduce the concentration of heavy hydrocarbons in the gaseous stream or a portion thereof To obtain the desired natural gas stream in which the heavier hydrocarbons are lean).
이제 도 1a를 참조하면, 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소를 제거하기 위해 스트립 칼럽(stripping column)과 온도 스윙 흡착 시스템을 연속으로 사용하는 특정 실시예가 예시된다. 먼저 메탄 함량이 높은 천연 가스 송급류(100)를 이코노마이저 열교환기(10)를 통과시키는데, 거기에서 해당 천연 가스 송급류는 아래에 더 상세히 설명되는 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류(104)와의 간접적인 열교환을 통해 냉각된다. 이후, 냉각된 천연 가스 송급류(101)는 주울-톰슨(J-T) 밸브(20)를 통한 압력 감소를 통해 더 냉각이 이루어진다. 추가로 냉각돼서 이제 부분적으로 응축된 천연 가스 송급류(102)는 이후 스트립 칼럽(30) 내로 도입된다.Referring now to FIG. 1A, there is illustrated a specific embodiment in which a stripping column and a temperature swing adsorption system are continuously used to remove heavy hydrocarbons from natural gas feed streams. The natural
스트립 칼럽(30)은 임의의 적절한 설계를 가질 수 있다. 당업계에 널리 공지된 바와 같이, 스트립 칼럽 내에서는 응축되거나 부분적으로 응축된 송급류(본 경우는 부분 응축된 천연 가스 송급류)가 스트립 칼럽 내로 도입되고, 해당 칼럼에서 스트립 가스와 접촉이 이루어진다. 송급류는 스트립 칼럽 내로 상기 스트립 가스가 도입되는 위치보다 위인 위치에서 도입이 이루어짐으로써, 송급류로부터 떨어지는 액체의 하강류는 상승류인 스트립 가스와 반대 반향으로 접촉됨으로써 휘발성이 약한 성분인 상기 액체를 "스트립"하게 된다. 통상적으로, 스트립 칼럽은 송급류가 도입되는 위치와 스트립 가스가 도입되는 위치 사이에 위치됨과 함께 송급 액체와 스트립 가스류 사이의 접촉의 정도 및/또는 시간을 증가시키도록 작용하여 스트림 간의 물질 전달을 증가시키는 트레이, 패킹 또는 일부 다른 형태의 인서트로 구성된 하나 이상의 분리 스테이지를 포함한다. 통상적으로, 송급류가 스트립 칼럽 내로 도입되는 위치보다 높은 분리 스테이지는 존재하지 않는다.The
도 1a에 나타낸 실시예에서, 더 냉각되어 부분적으로 응축된 천연 가스 송급류(102)는 스트립 칼럽(30)의 상부 내로 도입되며, 스트립 가스(109)는 스트립 칼럽의 바닥 내로 도입되며, 스트립 칼럽은 천연 가스 송급류와 스트립 가스의 송급 위치 사이에 위치된 하나 이상의 분리 스테이지를 포함한다. 스트립 칼럽에 사용되는 스트립 가스는 도 1c를 참조로 더 상세히 설명되는 다양한 상이한 소스 중 임의의 소스로부터 제공될 수 있지만, 도 1a에 나타낸 특정 실시예에서 해당 스트립 가스는 이코노마이저 열교환기(10)의 상류의 천연 가스 송급류(100)로부터 취한 천연 가스류(109)를 포함한다.In the embodiment shown in Figure 1A, a further cooled and partially condensed natural
스트립 칼럽(30)은 상기 부분 응축된 천연 가스류(102)를, 스트립 칼럽의 상부로부터 회수되는 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류(104)와 스트립 칼럽의 바닥으로부터 제거되는 중탄화수소 풍부 액체류(103)로 분리시킨다. 선택적으로, 중탄화수소 풍부 액체류(103)의 온도를 높이거나 해당 액체류 내의 메탄 함량을 감소시키는 것이 요망되는 경우, 스트립 칼럽(30)으로 들어가는 스트립 가스(109)의 온도를 히터(도시 생략)를 사용하여 조절할 수 있다.The
스트립 칼럽(30)의 상부로부터 회수되는 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류(104)는 이후 전술한 바와 같이 이코노마이저 열교환기(10)를 통과시켜 냉각 상태를 회복하고 천연 가스 송급류(100)를 냉각시킨다. 이후, 이코노마이저 열교환기(10)로부터 데워진 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류(105)는 천연 가스류의 중탄화수소 성분에 대해 선택적인(즉, 기체류의 중탄화수소 성분을 우선적으로 흡착하는) 하나 이상의 흡착제 베드를 포함하는 온도 스윙 흡착 시스템(40)으로 보내진다. 여러 개의 베드가 존재하는 경우, 이들 베드는 평행하게 및/또는 연속으로 배열될 수 있다. 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류(105)는 상기 베드 중 하나 이상을 통과하여 해당 기체류 내의 중탄화수소의 농도를 더 낮추고(허용 가능한 레벨로 낮추고) 소망하는 중탄화수소 희박 천연 가스류(107)를 제공한다.The medium hydrocarbon reduced gas
이후, 중탄화수소 희박 천연 가스류(107)는 천연 가스 송급물(107)로서 천연 가스 액화 시스템(90)으로 공급되어 액화되는 것에 의해 LNG 가스류(110)를 제공한다. 흡착제(들)에 의해 흡착된 중탄화수소는 후속으로 흡착제 재생 단계(도 1a에는 도시되지 않음)에서 제거될 수 있다.Thereafter, the heavier hydrocarbon-lean
이제 도 1b를 참조하면, 대안적인 실시예로서, 상 분리기(31)를 사용하여(도 1a에 나타낸 실시예에 사용된 스트립 칼럽 대신에) 부분 응축된 천연 가스 송급류(102)를 상 분리 용기의 상부로부터 회수되는 중탄화수소 저감 천연 가스 기체(104)와 상기 용기의 바닥으로부터 회수되는 중탄화수소 풍부 액체(103)로 분리할 수 있다.Referring now to FIG. 1B, as an alternative embodiment, a partially condensed natural gas feed stream 102 (instead of the strip calves used in the embodiment shown in FIG. 1A) Hydrocarbon-reduced
당업계에 공지된 바와 같이, 상 분리기는 해당 분리기의 경우 부분 응축된 송급물이 임의의 추가적인 스트립 가스 또는 역류 스트림과 접촉됨이 없이 단지 액체상과 상당 부분 기체상으로 분리(예, 중력을 통해) 허용되는 점에서 스트립 칼럽과 상이하다. 따라서, 도 1a의 스트립 칼럽(30)과 비교시, 도 1b의 상 분리기(31)는 분리 스테이지(즉, 상호 반대 방향인 스트림 간의 물질 전달을 향상시키는 트레이 또는 패킹)가 없고 생성되어 상 분리기 내로 공급되는 스트립 가스가 존재하지 않는다. 도 1a에 나타낸 실시예와 비교하면, 도 1b의 실시예는 낮은 자본 비용의 장점을 가지지만, 중탄화수소 풍부 액체류(103) 내에서 더 많은 메탄이 소실되는 단점을 가진다.As is known in the art, the phase separator may be separated (e.g., via gravity) from the liquid phase to a substantial portion of the gaseous phase without contacting the partially condensed feed stream with any additional strip gas or countercurrent stream, It differs from the strip calf in that it is acceptable. Thus, in comparison with the
전술한 바와 같이, 도 1a(및 도 1b)에 나타낸 실시예는 스트립 칼럽(30)(또는 상 분리기(31))에 대해 천연 가스 송급류(102)를 부분적으로 응축하기 위해 추가적인 냉각(즉, 이코노마이저 열교환기(10)에 의해 제공된 것에 부가된 냉각)을 제공하도록 J-T 밸브(20)를 사용한다. 그러나, 다른 옵션도 추가적으로 또는 대안적으로 사용 가능하다. 또한 그리고 전술한 바와 같이, 이러한 경우는 스트립 칼럽(30)을 위한 스트립 가스로서 이코노마이저 열교환기(10)의 상류의 천연 가스 송급류(100)로부터 취한 천연 가스(109)를 사용하는 대신에 또는 그러한 사용 외에도 스트립 가스의 다른 소스도 사용할 수 있는 경우이다. 이들 변경례는 도 1c에 추가로 예시된다.As described above, the embodiment shown in FIG. 1A (and FIG. 1B) provides additional cooling to partially condense natural
따라서, 이제 도 1c를 참조하면, 다른 실시예로서, 스트립 칼럽(30)에 대해 천연 가스 송급류(102)를 부분 응축하기 위한 추가적인 냉각은 이코노마이저 열교환기(10)를 빠져나가는 냉각된 천연 가스 송급류(101)보다 차가운 다른 스트립에 의해 제공될 수 있다. 예를 들면, 천연 가스 송급류는 예컨대 열교환기(21) 내의 혼합된 냉각제 스트림과 같은 냉각제 스트림(130, 131)과의 간접적인 열교환에 의해 냉각될 수 있다. 이러한 열교환기는 도 1c에 나타낸 바와 같이 이코노마이저 열교환기(10) 유닛과 천연 가스 액화기(90) 유닛과는 별개인 유닛으로서 배열될 수 있거나, 단일 유닛으로서 이코노마이저 열교환기(10)와 천연 가스 액화기(90) 중 하나 또는 양자 모두와 결합될 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 천연 가스 송급류는 예컨대, 차가운 스트림을 천연 가스류(101, 102) 내로 직접 주입하는 것과 같은 직접적인 열교환에 의해 냉각될 수 있다. 직접 주입의 경우, 차가운 스트림(133)은 자체가 J-T 밸브(82)를 통한 압력 강하를 통해 추가로 냉각되는 스트림(132)으로부터 얻어지는 것이 가능하다. 천연 가스 송급류 내로의 직접적인 주입을 위한 냉각 스트림(132, 133)의 적절한 소스는 예컨대, 액체 펌프(도시 생략) 내에서 압력이 상승된 액화기(90)로부터 얻어진 LNG의 일부일 수 있다.1C, additional cooling for partial condensation of the natural
유사하게, 도 1c를 참조하면, 다른 실시예로서, 스트립 칼럽(30)에 공급되는 스트립 가스(129)는: (도 1a와 관련하여 이미 설명된) 이코노마이저 열교환기(10)의 상류의 천연 가스 송급류(100)로부터 취한 천연 가스류(109); 이노코마이저 열교환기(10)로부터 데워진 중탄화수소 저감 천연 가스류의 일부(119); 또는 온도 스윙 흡착 시스템(40)으로부터 생성되는 중탄화수소 희박 천연 가스류(106)의 일부(108)(이 경우, 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류의 일부(107)만 액화를 위해 액화기(90)로 보내진다) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 중탄화수소 저감 천연 가스류의 일부(119) 및/또는 중탄화수소 희박 천연 가스류(106)의 일부(108)가 스트립 가스(129)로서 사용되는 경우, 이들은 우선, 스트립 가스(129)로 사용되기 이전에 압축기(75) 내에서 압축되는 것이 필요할 수 있다. 스트립 가스(또는 스트립 가스의 적어도 일부)는 쳔연 가스 송급류(100)로부터 취한 천연 가스(109)인 것이 바람직한데, 이는 천연 가스 송급류는 통상 스트립 칼럽의 바닥에서의 압력보다 높은 압력으로 존재하고 그에 따라 해당 송급류로부터 취한 천연 가스는 통상적으로 스트립 가스로서 사용되기 위해 어떤 압축도 필요치 않을 것이기 때문이다.1C, in another embodiment, the
도 1d 및 도 1e를 참조하면, 스트립 칼럽(30)이 사용되는 실시예에서, 스트립 칼럽을 통해 흡착 시스템(10)의 베드 또는 베드들의 재생 중에 생성된 가스의 일부를 회복하는 것도 가능하다. 도 1d 및 1e에 예시된 바와 같이, 흡착 시스템은 예컨대, 2개 이상의 나란한 베드(40A, 40B)를 포함할 수 있는데, 베드 중 하나(40A)는 흡착 단계를 겪는 반면, 즉 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류(105)로부터 중탄화수소를 흡착하는 반면, 다른 베드(40B)는 재생되며, 재생 가스는 압선 흡착 단계에서 흡착된 중탄화수소의 베드로부터 탈착 및 제거를 돕기 위해 재생 단계 중 베드를 통과하게 된다(재생 단계 중 베드의 온도는 흡착 단계 중 베드의 온도보다 높다).1D and 1E, it is also possible to recover some of the gas produced during the regeneration of the bed or beds of the
재생 단계를 겪는 베드(40B)를 통과하는 재생 가스는 예컨대 흡착 단계를 겪는 베드(10A)의 유출구로부터 얻어진 중탄화수소 희박 천연 가스(106)의 일부(120)를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 재생 가스는 예컨대, LNG 저장 설비(91) 내의 LNG 가스류(110)의 처리 또는 보관로부터 얻어지고 압축기(92) 내에서 1차로 압축된 플래시(flash) 또는 증발(boil-off) 가스의 스트림(111)을 포함할 수 있다. 도 1d에 예시된 바와 같이 상기 압축된 플래시 또는 증발 가스는 추가로 또는 대안적으로 스트립 칼럽(30)에 사용되는 스트립 가스(112)의 전체 또는 일부로서 사용될 수 있으며, 압축된 플래시 또는 증발 가스는 추가로 또는 전술한 스트립 가스의 소스 중 임의의 소스와 모든 소스에 대한 대체예로서 사용될 수 있음을 알아야 한다.The regeneration gas passing through the
통상적으로 스트립 칼럽(30)으로 공급되는 천연 가스 송급류(102)의 압력보다 낮은 압력을 가지는, 재생 중에 흡착 시스템의 배드(40B) 또는 베드들을 빠져나가는 탈착된 가스(121)의 가스류는 이후 냉각기(60) 내에서 냉각된 후 부분 응축될 수 있고, 상 분리기(70) 내에서 대부분의 중탄화수소를 포함하는 액체 응축류(124)와 천연 가스 기체류(125)로 상분리될 수 있다.The gas stream of the desorbed
도 1d에 예시된 바와 같이, 이러한 회복된 천연 가스 기체류(125)는 압축기(50)에서 재압축되고 추가의 냉각기(80) 내에서 냉각된 후, 스트립 칼럽(30) 내로 천연 가스 송급류(102) 아래의 위치로 재도입되는 것으로 재순환됨으로써 스트립 가스의 또 다른 추가의 또는 대체 소스를 제공할 수 있다. 압축기(50) 다음의 냉각기(80)는 선택적이고, 스트립 칼럽으로 들어가는 회복된 천연 가스류(125)의 온도를 제어하는데 사용될 수 있다. 대안적으로, 도 1e에 도시된 바와 같이, 회복된 천연 가스 기체류(125)는 예컨대 송급 가스 부스트 압축기(51)의 상류의 천연 가스 송급류(100)로 재순환되는 것에 의해 회복될 수 있다. 송급 가스 부스트 압축기(51)와 이코노마이저 열교환기(10) 사이에는 예컨대 건조기, 냉각기 등과 같은 다양한 장비(전체적으로 유닛(55)으로 지정됨)가 존재할 수 있다.1D, the recovered natural
도 1d 및 도 1e는 오직 2개의 평행한 흡착 베드(40A, 40B)만을 표현하고 있지만, 이것은 단지 간결성을 위한 것으로 실제로 이들 도면에 나타낸 방법은 평행 또는 연속적인 단일 또는 다중의 흡착 베드를 사용하여 수행될 수 있다.Although Figures 1d and 1e represent only two
TSA 시스템의 베드(들)가 LNG 가스류로부터 얻어지는 플래시 가스 또는 증발 가스를 포함하는 가스를 사용하여 재생되는 전술한 방법 및 장치는 동일하게 다른 형태의 재생적 흡착 시스템(예, PSA 시스템)과 실제로 흡착 시스템을 단독으로(즉, 기체-액체 분리 시스템과 조합하지 않고) 또는 임의의 다른 시스템과 함께 사용하여 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소를 제거하는 방법 및 장치에 적용될 수 있는 것도 알아야 한다.The above-described methods and apparatus in which the bed (s) of the TSA system are regenerated using a flash gas obtained from an LNG gas stream or a gas comprising an evaporation gas are likewise different from regenerative adsorption systems (e.g., PSA systems) It should also be noted that the present invention can be applied to a method and apparatus for removing heavy hydrocarbons from a natural gas feed stream using the adsorption system alone (i.e., without combining with a gas-liquid separation system) or with any other system.
마지막으로, 도 1f를 참조하면, 스트립 칼럽(30)이 해당 스트립 칼럽 내로 회복된 천연 가스류(125)가 진입하는 지점의 위 아래 모두에 분리 스테이지(따라서 양측 스테이지 모두는 천연 가스 송급류(101)의 진입 지점보다 아래에 있다)가 존재하도록 적어도 2개의 분리 스테이를 포함한다는 점에서 도 1d에 나타낸 것과 다른 실시예가 예시된다.1F, the
또한, 이 도면에 예시된 바와 같이, 스트립 칼럽의 바닥으로부터 얻어지는 중탄화수소 풍부 액체류(103)의 일부를 재가열(reboil)시키도록 칼럼의 바닥에 있는 재가열기(reboiler)(90)를 사용하는 것에 의해 스트립 가스의 다른 추가의 소스가 제공될 수 있는데, 이러한 재가열된 부분은 이후 스트립 가스로서 상기 바닥으로 재도입된다. 재가열기를 위한 열원은 칼럼으로 복귀하는 원하는 기체 온도보다 뜨거운 증기, 핫 오일, 전력 또는 임의의 스트림일 수 있다. 이러한 재가열기의 이와 같은 사용은 스트립 칼럽이 사용되는 선행하는 실시예 중 임의의 실시예에도 동등하게 적용될 수 있다.
It is also possible to use a
도 2a-2d2a-2d
도 2a-2d에 나타낸 제2 그룹의 실시예에서, 기체-액체 분리 시스템은, 해당 기체-액체 분리 시스템이 중탄화수소 저감 천연 가스류를 생성하도록 (중탄화수소 제거 대상인) 천연 가스 송급류를 처리하고 흡착 시스템이 소망하는 중탄화수소 희박 천연 가스류를 생성하도록 기체-액체 분리 시스템으로부터 생성된 중탄화수소 저감 천연 가스류의 적어도 일부를 처리하도록, 마찬가지로 흡착 시스템의 상류에 위치된다. 그러나, 제1 그룹의 실시예(도 1a-1f에 나타냄)와 비교시, 제2 그룹의 실시예(도 2a-2d에 나타냄)는 기체-액체 분리 시스템으로 공급되는 천연 가스 송급류가 냉각되는 상기 기체-액체 분리 시스템으로부터 나오는 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류가 데워지는 방식이 다르다.In the second group of embodiments shown in Figures 2a-2d, the gas-liquid separation system processes a natural gas feed stream (the subject of heavy hydrocarbon removal) so that the gas-liquid separation system produces a medium hydrocarbon reduced natural gas stream The adsorption system is likewise located upstream of the adsorption system so as to treat at least a portion of the medium hydrocarbon-reduced natural gas stream produced from the gas-liquid separation system to produce the desired medium hydrocarbon-lean natural gas stream. However, in comparison with the first group of embodiments (shown in Figures la-1f), the second group of embodiments (as shown in Figures 2a-2d) are used to cool the natural gas feed stream supplied to the gas- The way in which the mid-hydrocarbon reduced natural gas stream from the gas-liquid separation system is warmed up is different.
보다 구체적으로, 제2 그룹의 실시예에서, 천연 가스 송급류는 다시 기체-액체 분리 시스템 내로 도입되고 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류와 중탄화수소 풍부 액체류로 분리되며, 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류 또는 그 일부는 흡착 시스템의 하나 이상의 베드를 통과하는 것으로 그로부터 중탄화수소가 흡착되어 상기 기체류 내의 중탄화수소의 농도가 더 감소된다(따라서 중탄화수소가 희박한 소망하는 천연 가스류가 얻어진다). 그러나, 제2 그룹의 실시예에서, 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류는 해당 기체류 또는 그 일부가 흡착 시스템의 하나 이상의 베드를 통과하기 이전에 흡착 시스템으로부터 얻어진 중탄화수소 희박 천연 가스의 적어도 일부와 간접적인 열교환을 통해 이코노마이저 열교환기 내에서 데워진다(따라서 중탄화수소 희박 천연 가스류의 적어도 일부도 역시 이코너마이저 열교환기 내에서 냉각되어 중탄화수소 희박 냉각 천연 가스류를 제공한다).More specifically, in the second group of examples, the natural gas feed streams are again introduced into the gas-liquid separation system and separated into a medium hydrocarbon reduced natural gas vapor stream and a heavy hydrocarbon rich liquid stream, and a heavy hydrocarbon reduced natural gas vapor stream Or a portion thereof, passes through at least one bed of the adsorption system from which the heavy hydrocarbons are adsorbed to further reduce the concentration of heavy hydrocarbons in the gas stream (thus obtaining the desired natural gas stream in which the heavier hydrocarbons are lean). However, in the second group of examples, the heavy hydrocarbon-reduced natural gas gaseous stream may be separated from at least a portion of the medium hydrocarbon-lean natural gas obtained from the adsorption system prior to passing the gas stream or a portion thereof through at least one bed of the adsorber system (And thus at least a portion of the heavy hydrocarbon-lean natural gas stream is also cooled in the economizer heat exchanger to provide a medium hydrocarbon-lean cooled natural gas stream).
제2 그룹의 실시예에서는 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류로부터 회복된 냉각이 이코노마이저 열교환기 내에서 (제1 그룹의 실시예에서처럼) 천연 가스 송급류로보다는 중탄화수소 희박 천연 가스류의 적어도 일부로 전달되는 사실에 기인하여, 제2 그룹의 실시예에서는 (제1 그룹의 실시예에서 얻어지는 중탄화수소 희박 천연 가스류에 비해) 중탄화수소 희박 더 낮은 온도의 천연 가스류가 얻어지지만, (제1 그룹의 실시예에서 이코노마이저 열교환기에 의해 천연 가스 송급류에 공급되고 있었던 냉각을 "대체"하기 위해) 천연 가스 송급류를 위한 다른 소스의 냉각이 필요하다.In the second group of examples, the recovered cooling from the medium hydrocarbon reduced natural gas stream is transferred to at least a portion of the heavy hydrocarbon-lean natural gas stream in the economizer heat exchanger (as in the first group of embodiments) Due to the fact, in the second group of embodiments, a natural gas stream with a lower hydrocarbon concentration and a lower temperature (compared to the heavy hydrocarbon lean natural gas stream obtained in the first group of embodiments) is obtained, In order to "replace" the cooling that was being supplied to the natural gas stream by the economizer heat exchanger in the example, it is necessary to cool the other source for the natural gas stream.
따라서, 제1 그룹의 실시예(바람직한 경우로서, 중탄화수소 희박 천연 가스류가 천연 가스 액화기의 고온 단부 내로 도입되고 액화기의 냉온 단부로부터 회수되는 실시예)에 비해, 제2 그룹의 실시예에서 바람직한 경우는 천연 가스 송급류가 기체-액체 분리 시스템 내로 도입되기 전에 천연 가스 액화기의 고온 단부 내로 도입되고 액화기의 중간 위치로부터 회수되는 것에 의해 냉각되고, 이코노마이저 열교환기로부터 얻어지는 중탄화수소 희박 냉각 천연 가스류가 액화기의 중간 위치 내로 도입되고 액화기의 냉온 단부로부터 회수되는 것에 의해 액화되는 것이다.Thus, compared to the first group of embodiments (in which the heavy-hydrocarbon-lean natural gas stream is introduced into the hot end of the natural gas liquefier and recovered from the cold end of the liquefier as the preferred case), the second group of embodiments Is cooled by being introduced into the hot end of the natural gas liquefier and recovered from the intermediate position of the liquefier before the natural gas feed stream is introduced into the gas-liquid separation system, and the heavy hydrocarbon lean cooling from the economizer heat exchanger The natural gas stream is introduced into the middle position of the liquefier and is recovered from the cold end of the liquefier.
이제 도 2a를 참조하면, 메탄 함량이 높은 천연 가스 송급류(100, 201)가 천연 가스 액화기(90)의 고온 단부 내로 도입되고 액화기의 온열 스테이지에서 냉각되며, 냉각된 천연 가스류(202)로서 중간 위치(즉, 액화기의 2개의 냉각 스테이지 사이의 위치, 즉 액화기의 고온 단부도 아니고 저온 단부도 아닌 위치)로부터 회수되는 실시예가 예시된다. 액화기(90)의 중간 위치를 빠져나오는 이러한 냉각된 천연 가스류(202)는 부분적으로 응축된 스트림일 수 있다(즉, 액화기의 온열 스테이지에서 냉각된 후 부분적으로 응축될 수 있다). 대안적으로, 액화기(90)의 중간 위치를 빠져나오는 천연 가스류(202)는 해당 천연 가스류(202)를 더욱 냉각시켜 부분적으로 응축시키기 위해 (예컨대 도시되지 않은 J-T 밸브를 사용하여) 압력을 강하시킬 수도 있다.Referring now to FIG. 2A, a methane-rich natural
도 2a-2d에서, 액화기는 2개의 냉각 스테이지를 갖는 단일 유닛으로서 표현된다. 예를 들면, 액화기가 코일 권취형 열교환기인 경우, 액화기는 각기 냉각 스테이지를 나타내는 2개의 번들(bundles)을 포함할 수 있다. 그러나, 동등한 경우로, 액화기는 더 많은 냉각 스테이지를 포함할 수 있고, 스테이지 모두가 단일 유닛 내에 포함되는 대신에 액화기는 연속으로 배열되고 냉각 스테이지가 유닛 사이에 분포된 2개 이상의 유닛을 포함할 수 있다.In Figures 2a-2d, the liquefier is represented as a single unit with two cooling stages. For example, if the liquefier is a coil-wound heat exchanger, the liquefier may include two bundles each representing a cooling stage. However, in an equivalent case, the liquefier may include more cooling stages, and instead of all of the stages being contained within a single unit, the liquefier may comprise two or more units arranged in series and a cooling stage distributed between the units have.
이후, 냉각되고 부분 응축된 천연 가스류(202)는 스트립 칼럽(30)의 상부 내로 도입되고, 거기에서 도 1a와 관련하여 전술한 실시예에서처럼 스트립 칼럽의 상부로부터 회수되는 중탄화수소 저감 천연 가스 기체(204)와 스트립 칼럽의 바닥으로부터 제거되는 중탄화수소 풍부 액체(203)로 분리된다. 스트립 가스(209)가 마찬가지로 스트립 칼럽 내로 그 바닥에서 도입되고, 스트립 칼럽은 마찬가지로 천연 가스 송급류와 스트립 가스의 송급 위치를 분리하는 하나 이상의 분리 스테이지를 포함할 수 있다.The cooled and partially condensed
스트립 칼럽(30)의 상부로부터 회수되는 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류(204)는 이후 이코너마이저 열교환기(10)를 통과하는 것으로써 그로부터 냉각을 회복한다. 통상적으로, 이코노마이저 열교환기(10)는 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류(204)를 (0-40℃)의 온도까지 데워준다.The medium hydrocarbon reduced
이후, 이코노마이저 열교환기(10)로부터 데워진 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류(205)는 온도 스윙 흡착 시스템(40으로 보내지는데, 해당 온도 스윙 흡착 시스템은 마찬가지로 천연 가스류의 중탄화수소 성분에 대해 선택적인 하나 이상의 흡착제 베드를 포함하고, 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류(205)는 해당 베드 중 하나 이상의 베드를 통과하는 것으로써 해당 기체류 내의 중탄화수소의 농도가 (허용 가능한 레벨로 아래로) 더 감소되어 중탄화수소가 희박한 소망하는 천연 가스류(206)가 제공된다. 또한, 흡착 시스템(40)이 복수의 베드를 포함하는 경우, 이들 베드는 연속으로 및/또는 나란히 배열될 수 있으며, 흡착제(들)에 의해 흡착된 중탄화수소는 이후 흡착제 재생 단계(도면에 도시되지 않음)에서 제거될 수 있다.Thereafter, the warmed hydrocarbon-depleted
이후, 흡착 시스템(40)의 유출구로부터 얻어지는 중탄화수소 희박 천연 가스류(206)는 이코노마이저 열교환기(10) 내로 통과되어 거기에서 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류(204)와의 간접적 열교환을 통해 냉각됨으로써 그로부터 전술한 바와 같이 냉각을 회복한다. 이후, 이코노마이저 열교환기(10)에서 나오는 중탄화수소 희박 냉각 천연 가스류(208)는 액화기의 저온 단부로부터 회수되는 LNG 가스류(110)를 제공하도록 천연 가스 액화기(90)의 중간 위치, 바람직하게는 냉각되어 부분 응축된 천연 가스류(202)가 액화기의 냉각 스테이지(또는 보다 저온의 스테이지) 내에서 회수, 냉각 및 액화되는 중간 위치와 동일한 중간 위치로 복귀된다.The heavier hydrocarbon-lean
이제 도 2b를 참조하면, 대안적인 실시예로서, (도 2a에 나타낸 실시예에 사용되는 스트립 칼럽 대신에) 상 분리기(31)를 사용하여 부분 응축된 천연 가스 송급류(202)를 상 분리 용기의 상부로부터 회수되는 중탄화수소 저감 천연 가스 기체(204)와 상 분리 용기의 바닥으로부터 회수되는 중탄화수소 풍부 액체(203)로 분리할 수 있다. 도 1b에 나타낸 상 분리기의 작동과 관련하여 전술한 바와 같이, 상 분리기(31)는 어떤 분리 스테이지도 포함하지 않거나 스트립 가스를 사용하지 않기 때문에 본 실시예의 경우 스트립 가스는 생성되거나 사용되지 않는다. 도 2a에 나타낸 실시예와 비교시, 도 2b의 실시예는 낮은 자본 비용의 장점을 가지지만, 중탄화수소 풍부 액체류(203)에서 더 많은 메탄이 소실되는 단점도 갖는다.Referring now to FIG. 2B, as an alternative embodiment, a partially condensed natural
도 1a-도 1f에 나타낸 제1 그룹의 실시예의 다양한 실시예와 유사하게, 스트립 칼럽(30)이 사용되는 제2 그룹의 실시예의 경우, 다양한 소스로부터 스트립 칼럽(30)에 사용되는 스트립 가스를 얻는 것이 가능하고, 또한 흡착 시스템(40)의 베드 또는 베드들의 재생 중에 생성되는 가스 중 일부를 스트립 칼럽을 통해 회수하는 것도 가능하다. 이들 변경은 도 2c 및 도 2d에 추가로 예시된다.Similar to the various embodiments of the first group of embodiments shown in FIGS. ≪ RTI ID = 0.0 > 1A-1F, < / RTI > for the second group of embodiments in which the
따라서, 도 2c를 참조하면, 스트립 칼럽(30)으로 공급되는 스트립 가스(또는 적어도 그 일부)는 도 2a에도 나타낸 바와 같이 액화기(90)의 상류의 천연 가스 송급류로부터 취한 천연 가스류(209)이지만, 다양한 추가의 및/또는 대안적인 소스가 가능하다. 예를 들면, 스트립 가스는 추가로 또는 대안적으로: 이코노마이저 열교환기(10)로부터 얻어지는 중탄화수소 저감데워진 천연 가스류의 일부(209); 온도 스윙 흡착 시스템(40)으로부터 얻어지는 중탄화수소 희박 천연 가스류(206)의 일부(208)(이 경우 중탄화수소 희박 천연 가스류(106)의 일부(107)만 이후에 이코노마이저 열교환기(10) 내에서 냉각되고 액화를 위해 액화기(90)로 보내진다); 또는 예컨대 LNG 저장 설비(91) 내의 LNG 가스류(110)의 처리 또는 저장으로부터 얻어지는 플래시 또는 증발 가스(111, 112); 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이러한 스트립 가스의 추가적인/대안적인 소스는 통상적으로 (예컨대 도 2c에 나타낸 바와 같은 압축기(75 또는 92)에서) 스트립 가스로서 사용되기 전에 압축을 필요로 할 것이다.2C, the strip gas (or at least a portion thereof) supplied to the
도 2c 및 도 2d를 참조하면, 흡착 시스템은 예컨대, 도 1a-1f를 참조로 전술한 바와 같은 방식 중 임의의 방식으로 배열 및 작동되는 1, 2 또는 그 이상의 베드(40A, 40B)를 포함하되, 해당 베드의 재생 중 상기 베드를 통해 재생 가스가 통과되고 베드 또는 베드들의 재생 중 생성되는 가스의 일부는 스트립 칼럽을 통해 회복된다. 구체적으로, 재생 가스는 흡착 단계를 겪고 있는 베드(40A)의 유출구로부터 얻어지는 중탄화수소 희박 천연 가스류(106)의 일부(120) 또는 플래시 가스 또는 증발 가스의 스트림(111)을 포함할 수 있다. 재생되는 베드 또는 베드들을 빠져나오는 탈착된 가스류(121)는 이후 냉각기(60) 내에서 냉각되어 부분적으로 응축될 수 있고 상 분리기(70) 내에서 대부분의 중탄화수소를 함유하는 액체 응축류(124)와 천연 가스 기체류(125)로 상 분리될 수 있다.Referring to Figures 2c and 2d, the adsorption system comprises one, two or
도 2c에 예시된 바와 같이, 회복된 천연 가스 기체류(125)는 이후 압축기(50) 내에서 재압축되고 추가의 냉각기(80)에서 냉각된 후 스트립 칼럽(30) 내로 천연 가스 송급류(102)보다 아래의 위치에서 재도입되는 것에 의해 재사용될 수 있어서 스트립 가스의 또 다른 추가의 또는 대안적인 소스를 제공한다. 압축기(50) 다음의 냉각기는 선택적이고, 스트립 칼럽으로 들어가는 회복된 천연 가스류(125)의 온도를 제어하는데 사용될 수 있다. 대안적으로, 도 2d에 도시된 바와 같이, 회복된 천연 가스 기체류(125)는 예컨대 송급 가스 부스트 압축기(51)의 상류의 천연 가스 송급류(100)로 재순환되는 것에 의해 회복될 수 있다. 송급 가스 부스트 압축기(51)와 이코노마이저 열교환기(10) 사이에는 예컨대 건조기, 냉각기 등과 같은 다양한 장비(전체적으로 유닛(55)으로 지정됨)가 존재할 수 있다.
As illustrated in Figure 2C, the recovered natural
도 3a-3dFigures 3a-3d
도 3a-3d에 나타낸 제3 그룹의 실시예에서, 흡착 시스템은 해당 흡착 시스템이 중탄화수소 저감 천연 가스류를 생성하도록 (중탄화수소 제거 대상인) 천연 가스 송급류를 처리하고 기체-액체 분리 시스템이 중탄화수소가 희박한 소망하는 천연 가스류를 생성하도록 흡착 시스템으로부터 생성된 중탄화수소 저감 천연 가스류의 적어도 일부를 처리하도록, 기체-액체 분리 시스템의 상류에 위치된다.In the third group of examples shown in Figures 3a-3d, the adsorption system treats the natural gas feed stream (which is the target of heavy hydrocarbon removal) so that the adsorption system produces a heavy hydrocarbon reduced natural gas stream and the gas- Is disposed upstream of the gas-liquid separation system to process at least a portion of the medium hydrocarbon-reduced natural gas stream generated from the adsorption system to produce the desired natural gas stream with the hydrocarbon lean.
보다 구체적으로, 제3 그룹의 실시예에서, 천연 가스 송급류는 흡착 시스템의 하나 이상의 베드를 통과함으로써 그로부터 중탄화수소가 흡착되어 중탄화수소 저감 천연 가스류가 생성된다. 중탄화수소 저감 천연 가스류는 적어도 일부가 냉각된 후 기체-액체 분리 시스템 내로 도입되어 중탄화수소가 더 감소된(그에 따라 중탄화소소 함량이 적은 소망의 천연 가스류를 제공하는) 천연 가스 기체류와 중탄화수소 풍부 액체류로 분리된다. 바람직하게는, 천연 가스 액화기 내에서 중탄화수소 저감 천연 가스류 또는 그 일부가 냉각되고 중탄화수소 희박 천연 가스류가 액화되며, 중탄화수소 저감 천연 가스류 또는 그 일부는 액화기의 고온 단부 내로 도입되고 액화기의 중간 위치로부터 회수되며, 중탄화수소 희박 천연 가스류는 액화기의 중간 위치 내로 도입되고 액화기의 저온 단부로부터 회수된다.More specifically, in a third group of embodiments, the natural gas feed stream passes through one or more beds of the adsorption system, from which the heavy hydrocarbons are adsorbed, resulting in a medium hydrocarbon reduced natural gas stream. The heavy hydrocarbon reduced natural gas stream is introduced into the gas-liquid separation system after at least a portion of the cooling has been completed to provide a natural gas stream with a reduced hydrocarbons (thereby providing a desired natural gas stream with a low content of medium carbon monoxide) Rich hydrocarbons. Preferably, in the natural gas liquefier, the heavy hydrocarbon reduced natural gas stream or a portion thereof is cooled, the heavy hydrocarbon diluted natural gas stream is liquefied, and the heavy hydrocarbon reduced natural gas stream or a portion thereof is introduced into the hot end of the liquefier Recovered from the intermediate position of the liquefier, and the heavy hydrocarbon-lean natural gas stream is introduced into the middle position of the liquefier and recovered from the low-temperature end of the liquefier.
제3 그룹의 실시예에서 흡착 시스템의 베드는 (도 1a-1f 및 도 2a-2d에 나타낸) 제1 및 제2 그룹의 실시예의 흡착 시스템의 베드보다 커야 하는데, 이는 제1 및 제2 그룹의 실시예의 경우 기체-액체 분리 시스템이 천연 가스 송급류 내의 대부분의 중탄화수소를 제거하기 때문이다. 달리 말하면, 동일 크기의 흡착제 베드에 대해, (도 1a-1f 및 도 2a-2d에 나타낸) 제1 및 제2 그룹의 실시예에 따른 방법 및 장치는 천연 가스 송급류 내에 더 높은 농도의 중탄화수소를 허용하여 천연 가스 소스가 변하거나 중탄화수소의 농도가 광범위하게 변동되는 경우 더 나은 작동적 유연성을 제공할 수 있다. 제1 및 제2 그룹의 실시예에 사용되는 더 작은 흡착 베드는 이들 실시예가 재생 가스의 사용에 대해 낮은 요건과 송급가스 압축과 관련하여 낮은 전력 비용을 갖는다는 것을 의미한다. 그러나, (도 3a-3d에 나타낸 바와 같은) 제3 그룹의 실시예는 기체-액체 분리 칼럼으로부터 얻어지는 기체류로부터 냉각의 회복을 위한 이코노마이저 열교환기를 필요로 하지 않아서 자본 비용과 관련하여 절감을 제공한다.In the third group of embodiments, the beds of the adsorption system should be larger than the beds of the adsorption systems of the first and second group of embodiments (shown in Figs. 1a-1f and 2a-2d) In the case of the embodiment, the gas-liquid separation system removes most of the heavy hydrocarbons in the natural gas feed stream. In other words, for the same size adsorbent beds, the method and apparatus according to the first and second group of embodiments (shown in Figs. 1a-1f and 2a-2d) can provide a higher concentration of heavy hydrocarbons To provide better operational flexibility if the natural gas source changes or the concentration of heavy hydrocarbons fluctuates widely. The smaller adsorption beds used in the first and second group of embodiments means that these embodiments have low requirements for the use of the regeneration gas and low power costs associated with the feed gas compression. However, the third group of embodiments (as shown in Figs. 3a-3d) do not require an economizer heat exchanger for recovery of the cooling from the gaseous stream obtained from the gas-liquid separation column, thus providing savings in terms of capital cost .
도 3a를 참조하면, 일 실시예에서 메탄 함량이 높은 가스 송급류(100)가 흡착 시스템(40) 내로 도입되는데, 해당 흡착 시스템은 천연 가스류의 중탄화수소 성분에 대해 선택적인 흡착제의 하나 이상의 베드를 포함하며, 천연 가스 송급류(100)는 중탄화수소가 흡착되도록 상기 베드 중 하나 이상을 통과함으로써 중탄화수소 저감 천연 가스류(301)를 생성한다. 도 1 및 도 2와 관련하여 전술한 바와 같이, 흡착 시스템(40)이 복수의 베드를 포함하는 경우, 이들 베드는 연속으로 및/또는 나란히 배열될 수 있고, 마찬가지로 흡착제(들)에 의해 흡착된 중탄화수소는 후속하여 흡착제 재생 단계(도 3a에는 도시되지 않음)에서 제거될 수 있다.Referring to FIG. 3A, in one embodiment, a high
이후, 중탄화수소 저감 천연 가스류(301)의 적어도 일부가 천연 가스 액화기(90)의 고온 단부 내로 도입되고 액화기의 온열 스테이지에서 냉각되며 액화기의 중간 위치로부터 냉각된 중탄화수소 저감 천연 가스류(303)로서 회수된다. 액화기(90)의 중간 위치로부터 나오는 이러한 냉각된 가스류(303)는 부분적으로 응축된 흐름일 수 있다(즉, 액화기의 온열 스테이지에서 냉각되고 부분적으로 응축될 수 있다). 대안적으로, 액화기(90)의 중간 위치에서 나오는 냉각된 스트림(303)은 스트림을 더욱 냉각하고 부분적으로 응축시키기 위해 (예컨대 도시되지 않은 J-T 밸브를 사용하여) 압력이 감소될 수도 있다. 마찬가지로, 액화기는 도 3a-3d에서 2개의 냉각 스테이지를 갖는 단일 유닛으로서 표현되어 있지만, 동등한 경우로서 액화기는 더 많은 냉각 스테이지를 포함할 수 있고, 액화기는 연속으로 배열되고 냉각 스테이지가 유닛 사이에 분포된 2개 이상의 유닛을 포함할 수 있다.Thereafter, at least a portion of the heavy hydrocarbon-reduced
냉각되고 부분 응축된 중탄화수소 저감 천연 가스류(303)는 스트립 칼럽(30)의 상부 내로 도입되고, 거기에서 스트립 칼럽의 상부로부터 회수되고 중탄화수소가 더 저감된 천연 가스 기체류(305)(이 기체류는 중탄소수소가 희박한 소망하는 천연 가스류이다)와 스트립 칼럽의 바닥으로부터 제거되는 중탄화수소 풍부 액체(304)로 분리된다. 스트립 가스(209)가 마찬가지로 스트립 칼럽 내로 그 바닥에서 도입되고, 스트립 칼럽은 천연 가스 송급류와 스트립 가스의 송급 위치를 분리하는 하나 이상의 분리 스테이지를 포함한다. 스트립 가스는 다양한 다른 소스로부터 올 수 있지만 도 3a에 나타낸 실시예에서는: 나머지(302)를 천연 가스 액화기(90) 내에서 냉각하고 부분적으로 응축하기 전에 중탄화수소 저감 천연 가스류(301)로부터 취한 중탄화수소 저감 천연 가스의 일부(306); 및/또는 흡착 시스템(40) 내에서 처리하기 전에 천연 가스 송급류(100)로부터 취한 천연 가스류(307)를 포함한다.The cooled and partially condensed medium hydrocarbon reduced
이후, 스트립 칼럽(30)의 상부로부터 얻어지는 중탄화수소 희박 천연 가스류(305)는 액화기의 저온 단부로부터 회수되는 LNG 가스류(110)를 제공하도록 천연 가스 액화기(90)의 중간 위치(바람직하게는 냉각되어 부분 응축된 중탄화수소 저감 천연 가스류(303)가 회수되는 중간 위치와 동일한 중간 위치)로 복귀되고 액화기의 냉각 스테이지(또는 보다 저온의 스테이지) 내에서 냉각 및 액화된다.Thereafter, the heavier hydrocarbon-lean
제1 및 제2 그룹의 실시예와 함께 제3 그룹의 실시예에서는 스트립 칼럽 대신에 상 분리기를 사용할 수 있는데, 이는 자본 비용을 절감시킬 것이지만 중탄화수소 풍부 액체류(304) 내의 메탄의 소실을 증가시킬 수 있다.In a third group of embodiments with the first and second group of embodiments, phase separators may be used instead of strip calories, which would reduce capital cost but increase the loss of methane in the medium hydrocarbon rich
따라서, 이제 도 3b를 참조하면, 대안적인 실시예로서, (도 3a에 나타낸 실시예에 사용되는 스트립 칼럽 대신에) 상 분리기(31)를 사용하여 부분 응축된 중탄화수소 저감 천연 가스류(303)를 상 분리 용기의 상부로부터 회수되고 중탄화수소가 더 저감된 천연 가스 기체류(305)(소망하는 중탄화수소 희박 천연 가스류)와 상 분리 용기의 바닥으로부터 회수되는 중탄화수소 풍부 액체(304)로 분리한다. 도 1b에 나타낸 상 분리기의 작동과 관련하여 전술한 바와 같이, 상 분리기(31)는 어떤 분리 스테이지도 포함하지 않거나 스트립 가스를 사용하지 않기 때문에 본 실시예의 경우 스트립 가스는 생성되거나 사용되지 않는다. Thus, referring now to FIG. 3B, as an alternative embodiment, a partially condensed hydrocarbon-reduced
도 1d-1f에 나타낸 제1 그룹의 다양한 실시예와 유사하게 스트립 칼럽(30)을 사용하는 제3 그룹의 실시예에서는 스트립 칼럽을 통해 흡착 시스템(40)의 베드 또는 베드들의 재생 중에 생성되는 가스의 일부를 회복하는 것도 가능하다.Similar to the various embodiments of the first group shown in Figures 1d-1f, a third group of embodiments using the
재생되는 베드(40B) 또는 베드들을 빠져나가는 탈착 가스류(121)는 이후 냉각기(60) 내에서 냉각되어 부분 응축되고 상 분리기(70) 내에서 다수의 중탄화수소를 함유하는 액체 응축류(124)와 천연 가스 기체류(125)로 상 분리될 수 있다.The desorbed
따라서, 도 3c 및 도 3d를 참조하면, 흡착 시스템은 예컨대, 도 1a-1f를 참조로 전술한 바와 같은 방식 중 임의의 방식으로 배열 및 작동되는 1, 2 또는 그 이상의 베드(40A, 40B)를 포함하되, 해당 베드의 재생 중 상기 베드를 통해 재생 가스가 통과되고 베드 또는 베드들의 재생 중 생성되는 가스의 일부는 스트립 칼럽을 통해 회복된다. 구체적으로, 재생 가스는 흡착 단계를 겪고 있는 베드(40A)의 유출구로부터 얻어지는 중탄화수소 저감 천연 가스류(301)의 일부(320) 또는 플래시 가스 또는 증발 가스의 스트림(111)을 포함할 수 있다. 재생되는 베드(40B) 또는 베드들을 빠져나오는 탈착된 가스류(321)는 이후 냉각기(60) 내에서 냉각되어 부분적으로 응축될 수 있고 상 분리기(70) 내에서 대부분의 중탄화수소를 함유하는 액체 응축류(323)와 천연 가스 기체류(324)로 상 분리될 수 있다.3C and 3D, the adsorption system may comprise one, two or
도 3c에 예시된 바와 같이, 회복된 천연 가스 기체류(324)는 이후 압축기(50) 내에서 재압축되고 추가의 냉각기(80)에서 냉각된 후 스트립 칼럽(30) 내로 중탄화수소 저감 천연 가스류(303)보다 아래의 위치에서 재도입되는 것에 의해 재사용될 수 있어서 스트립 가스(326)의 또 다른 추가의 또는 대안적인 소스를 제공한다. 압축기(50) 다음의 냉각기는 선택적이고, 스트립 칼럽으로 들어가는 회복된 천연 가스류(324)의 온도를 제어하는데 사용될 수 있다. 압축기(50)도 선택적인 것이고 만일 흡착 시스템이 칼럼의 바닥에서의 압력보다 높은 압력에서 재생되면 필요치 않을 수 있다. 추가의 변형에서, 상 분리기(70)는 냉각기(60)를 빠져나가는 냉각된 탈착 가스류(321) 전체가 스트립 칼럽으로 보내지도록 생략될 수도 있다. 또한 도 3c에 예시된 바와 같이, 스트립 칼럽(30)은 회복된 천연 가스류(324)가 스트립 칼럽 내로 진입되는 지점의 위 아래로 분리 스테이지가 존재하도록 적어도 2개이 분리 스테이지를 포함할 수 있고, 스트립 칼럽(30)으로 스트립 가스의 제공은 스트립 칼럽의 바닥으로부터 얻어지는 중탄화수소 풍부 액체류(304)의 일부를 재가열하도록 칼럼의 바닥에 재가열기(95)를 사용하는 것으로 제공될 수 있다.As illustrated in FIG. 3C, the recovered natural
대안적으로, 도 3d에 도시된 바와 같이, 회복된 천연 가스 기체류(324)는 예컨대 송급 가스 부스트 압축기(51)의 상류의 천연 가스 송급류(100)로 재순환될 수 있다. 송급 가스 부스트 압축기(51)와 이코노마이저 열교환기(10) 사이에는 예컨대 건조기, 냉각기 등과 같은 다양한 장비(전체적으로 유닛(55)으로 지정됨)가 존재할 수 있다. 또한 도 3d에 예시된 바와 같이, 플래시 가스 또는 증발 가스도 다시 추가로 또는 대안적으로 스트립 칼럽(30)을 위한 스트립 가스(112)로서 사용될 수 있다.
Alternatively, as shown in FIG. 3D, the recovered natural
실시예Example
천연 가스류로부터 중탄화수소를 제거하도록 본 발명에 따라 TSA 시스템과 기체-액체 분리 시스템을 조합으로 사용하는 효과를 예증하기 위해, 천연 가스류로부터 중탄화수소를 제거하는데 있어서 도 1a, 도 1e, 도 2a, 도 2b, 도 2c, 도 3a, 도 3b, 도 3c에 나타낸 실시예의 성능과 천연 가스류로부터 중탄화수소를 제거하기 위해 스크럽 칼럼만을 사용하는 종래 기술의 공정(본 발명에 따르지 않음)의 성능을 비교하였다. 전통적인(스크럽 칼럼만을 사용) 공정을 이용한 제1 실행에서 스크럽 칼럼에 사용되는 작동 조건은 스크럽 칼럼의 드라이 아웃의 위험(및 중탄화수소 제거 공정의 실패)을 초래할 수 있다. 그러므로, 전통적인(스크럽 칼럼만을 사용) 공정을 이용한 제2 실행이 칼럼의 드라이-아웃의 어떤 위험도 방지하는 상이한 작동 조건(즉, 보다 저온의 칼럼 온도)을 이용하여 수행되었다. 모든 실행에 대한 데이터, 즉 전술한 본 발명의 실시예를 채용한 것과 종래 기술의 공정(스크럽 칼럼만을 사용)을 채용한 것 모두에 대한 데이터는 ASPEN™ Plus software (ⓒ Aspen Technology, Inc.)와 내부 흡착 스뮬레이션 툴인 SIMPAC(세구적인 흡착 공정 스뮬레이터로서, 다성분 흡착 등온선, 다양한 물질 전달 모드, 다수의 흡착제 층 및 범용적인 공정도를 고려하며-보다 세부적인 사항은 Chemical Engineering Science 제49권 18호 3115-3125 페이지의 Kumar 등의 기고 참조)을 사용하여 생성되었다.In order to illustrate the effect of using a TSA system and a gas-liquid separation system in combination to remove heavy hydrocarbons from a natural gas stream, in removing heavy hydrocarbons from a natural gas stream, FIGS. 1A, 1E, , The performance of the embodiment shown in Figures 2b, 2c, 3a, 3b, 3c and the performance of prior art processes (not according to the invention) using only scrub columns to remove heavy hydrocarbons from natural gas streams Respectively. The operating conditions used in the scrub column in the first run using the conventional (scrub column only) process can result in a risk of dry-out of the scrub column (and failure of the heavy hydrocarbons removal process). Therefore, a second run using a conventional (scrub column only) process was performed using different operating conditions (i.e., lower column temperature) to prevent any risk of dry-out of the column. Data for all runs, ie, data for both employing the embodiments of the present invention described above and employing the prior art process (using scrub column only), are provided by ASPEN ™ Plus software (© Aspen Technology, Inc.) The SIMPAC (internal adsorption smoothing tool SIMPAC) is a three-dimensional adsorption process simulator that takes into account multi-component adsorption isotherms, various mass transfer modes, multiple adsorbent beds, and general process drawings - more detail in Chemical Engineering Science Volume 49, Quot; Kumar et al., Pages 3115-3125).
사용된 천연 가스 송급류(모든 경우 동일함)의 시작 조성이 아래 표 1에 주어지며, 각각의 실시예(즉, 도 1a, 도 1e, 도 2a, 도 2b, 도 2c, 도 3a. 도 3b, 도 3c에 나타낸 실시예 각각으로부터)와 종래(스크럽 칼럼만 사용) 공정(양자 실행)으로부터 얻어진 생성 스트림(즉, 중탄화수소 희박 것이 요망되는 천연 가스류로서, 표 2에는 "중탄화수소 희박 스트림"으로 표시됨)이 아래 표 2에 주어진다. 표 2에서, 스크럽 칼럼의 드라이-아웃의 위험이 있는 종래 기술(스크럽 칼럼만을 사용) 공정을 채용한 제1 실행은 "트레이가 드라이 아웃될 수 있음"으로 지시되고 상기 위험이 제거된 종래 기술(스크럽 칼럼만 사용) 공정을 채용한 제2 실행은 "트레이 드라이-아웃 없음"으로 지시된다.The starting composition of the natural gas feedstocks used (in all cases the same) is given in Table 1 below, and each embodiment (i.e., Figures 1a, 1e, 2a, 2b, 2c, 3a, (From each of the examples shown in FIG. 3C) and a conventional stream obtained from a conventional (scrub column only) process (quantum run) (i.e., a natural gas stream that requires medium- Are given in Table 2 below. In Table 2, the first execution employing the prior art (scrub column only) process with the risk of dry-out of the scrub column is indicated by the "tray can be dry out" Scrub column only), the second execution employing the process is indicated as "no tray dry-out ".
표 2는: 기체-액체 분리 시스템 작동 조건(즉, 스크럽 칼럼/스트립 칼럽/상 분리기 용기의 온도와 압력); 기체-액체 분리 시스템으로 송급되는 천연 가스류의 유량 비율로서 기체-액체 분리 시스템으로부터 얻어지는 중탄화수소 풍부 액체의 유량(표에서는 LPG as % of Feed로 지정됨); 종래 기술 공정을 이용하는 제1 실행에서 얻어지는 총 LNG 생성 유량의 %로 표현되는 각 실행에 의해 생성되는 총 LNG 유량(표에서는 "Relative LPG Production"으로 지시됨)을 나타낸다. 표 2에 제공된 데이터를 참조하면, 당업계에 잘 알려진 바와 같이 숫자의 일부로 사용시 알파벳 E는 지수를 나타내므로 예컨대 표 2에서 9.9E-01은 9.9xl0_1, 또는 0.99를 말한다.Table 2 shows: the gas-liquid separation system operating conditions (i.e., the scrub column / strip calorie / temperature and pressure of the phase separator vessel); The flow rate of the natural gas stream fed into the gas-liquid separation system as the ratio of the flow rate of the heavy hydrocarbon-rich liquid obtained from the gas-liquid separation system (designated as LPG as% of Feed); Represents the total LNG flow rate (indicated in the table as "Relative LPG Production") generated by each run expressed as a percentage of the total LNG generation flow obtained in the first run using the prior art process. Referring to the data provided in Table 2, for example, 9.9E-01 in Table 2 refers to 9.9 x 10 < 0 > _1 , or 0.99 since the alphabet E represents an exponent when used as part of a number, as is well known in the art.
표 2의 데이터에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예들은 본 발명에 따른 실시예에서 기체-액체 분리 시스템이 종래 기술 공정에서 스크럽 칼럼의 온도 및 압력보다 높은 압력 및 온도에서 작동하더라도(스크럽 칼럼이 드라이 아웃을 유발할 위험이 있는 온도로 작동하는 종래 기술의 공정 조건하에서도) NG 가스류로부터 중탄화수소를 효과적으로 제거하고 종래 기술(스크럽 칼럼만 사용) 공정에 의해 제공되는 것에 비해 증가된 LNG 생성을 제공할 수 있다.As can be seen from the data in Table 2, embodiments in accordance with the present invention allow the gas-liquid separation system to operate at higher pressures and temperatures than the temperature and pressure of the scrub column in prior art processes Effective removal of heavy hydrocarbons from the NG gas stream and removal of excess LNG from the prior art (using the scrub column only) process, even under the prior art process conditions where the scrub column operates at a temperature that would cause dry out Lt; / RTI >
이들 결과는 상대 LNG 생산성(즉, 종래 기술 공정을 사용하여 얻어지는 최적의 총 LNG 생성 유량의 비율로서 표현되는 각 실행에 의해 생성되는 총 LNG 유량)이 송급 유량의 %로 나타낸 LPG 흐름(즉, 기체-액체 분리 시스템으로 송급되는 천연 가스류의 유량의 %로서 기체-액체 분리 시스템으로부터 얻어지는 중탄화수소 풍부 액체의 유량)에 대해 도식화된 도 4에도 예시된다. 역시 예시된 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예는 심지어 칼럼의 드라이 아웃의 위험을 초래하는 조건 하에서 수행되는 경우의 종래 기술 공정에 비해 향상된 LNG 생성 비율을 제공하며, 이들 장점은 칼럼의 드라이 아웃의 어떤 위험도 방지하는 작동 조건 하에서 실행되는 종래 기술 공정의 실행시와 비교시 훨씬 더 두드러진다(즉, 중탄화수소 풍부 액체의 생성을 증가시키도록 스크럽 칼럼을 저온에서 작동시키는 것에 의해 제공되는 충분히 높은 송급류의 %로서의 LPG 흐름).These results indicate that the relative LNG productivity (i.e., the total LNG flow produced by each run expressed as a percentage of the optimal total LNG generation flow obtained using prior art processes) is less than the LPG flow - the flow rate of the heavy hydrocarbon-rich liquid obtained from the gas-liquid separation system as a percentage of the flow rate of the natural gas stream fed to the liquid separation system). As also exemplified, embodiments according to the present invention provide improved LNG generation rates compared to prior art processes when performed under conditions that pose a risk of dry-out of the column, (I. E., High enough to be provided by operating the scrub column at a low temperature to increase the production of heavy hydrocarbon rich liquids < RTI ID = 0.0 > %).
본 발명은 바람직한 실시예를 참조로 한 전술한 세부 구성에 한정되지 않고 다음의 청구범위에 정의된 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있음을 알 것이다.It is to be understood that the invention is not limited to the details of construction described above with reference to the preferred embodiments, but that various modifications and changes may be made thereto without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the following claims.
Claims (33)
상기 천연 가스 송급류를 냉각하는 단계;
냉각된 천연 가스 송급류를 기체-액체 분리 시스템 내로 도입하고, 상기 냉각된 천연 가스 송급류를 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류와 중탄화수소 풍부 액체류로 분리하는 단계;
상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류를 데우는 단계;
데워진 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류의 적어도 일부를 흡착 시스템의 하나 이상의 흡착제 베드를 통해 통과시켜, 상기 데워진 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류로부터 중탄화수소를 흡착함으로써, 중탄화수소 희박 천연 가스류를 생성하는 단계; 및
냉각된 중탄화수소 희박 천연 가스류를 생성하도록 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류의 적어도 일부를 냉각하는 단계
를 포함하고, 이코노마이저 열교환기 내에서, 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류와 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류의 적어도 일부 사이의 간적접인 열 교환을 통해, 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류는 데워지고, 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류의 적어도 일부는 냉각되는 것인 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소 제거 방법.A method for removing heavy hydrocarbons from a natural gas feed stream comprising:
Cooling the natural gas feed stream;
Introducing the cooled natural gas feed stream into a gas-liquid separation system, separating the cooled natural gas feed stream into a heavy hydrocarbons reducing natural gas gas stream and a heavy hydrocarbon rich liquid stream;
Heating the heavy hydrocarbon reduced natural gas stream;
Passing at least a portion of the warmed hydrocarbon-depleted natural gas stream over the at least one adsorbent bed of the adsorption system to adsorb heavy hydrocarbons from the heated hydrocarbon-depleted natural gas stream so as to produce a heavy hydrocarbon-lean natural gas stream ; And
Cooling at least a portion of the heavy hydrocarbon-lean natural gas stream to produce a cooled medium-lean lean natural gas stream
Wherein in the economizer heat exchanger, the heavy hydrocarbon reduced natural gas gaseous stream is warmed up through intermittent heat exchange between the heavy hydrocarbon reduced natural gas gaseous stream and at least a portion of the heavy hydrocarbon-lean natural gas stream And at least a portion of said heavy hydrocarbon-lean natural gas stream is cooled.
상기 천연 가스 송급류를 수용하여 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류와 중탄화수소 풍부 액체류로 분리하는 기체-액체 분리 시스템;
상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류의 적어도 일부를 수용하도록 상기 기체-액체 분리 시스템과 유체 유통된 흡착 시스템으로서, 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류의 상기 적어도 일부로부터 중탄화수소를 흡착하는 것에 의해 중탄화수소 희박 천연 가스류를 생성하는 하나 이상의 흡착제 베드를 포함하는 흡착 시스템;
상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류와 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류의 상기 적어도 일부 사이의 간접적인 열교환을 통해, 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류 또는 그 일부를 상기 흡착 시스템의 상기 하나 이상의 베드를 통과시키기 이전에, 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류를 데우고 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류의 적어도 일부를 냉각시키는 이코노마이저 열교환기; 및
상기 천연 가스 송급류를 상기 기체-액체 분리 시스템에 도입하기 이전에 상기 천연 가스 송급류를 수용하여 냉각하고, 상기 액화된 천연 가스류를 생성하기 위해 중탄화수소 희박 천연 가스류의 적어도 일부를 수용하여 액화시키며, 상기 기체-액체 분리 시스템 및 상기 흡착 시스템과 유체 유통되게 연결된 액화기로서, 상기 천연 가스 송급류는 상기 액화기의 고온 단부 내로 도입되고 상기 액화기의 중간 위치로부터 회수되며, 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류의 적어도 일부는 상기 액화기의 중간 위치 내로 도입되고 상기 액화기의 저온 단부로부터 회수되는 것인, 액화기
를 포함하는 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소를 제거하고 액화된 천연 가스류를 생성하는 장치.An apparatus for removing heavy hydrocarbons from natural gas feed streams and producing liquefied natural gas streams comprising:
A gas-liquid separation system for receiving the natural gas feed stream and separating the natural gas feed stream into a heavy hydrocarbons-reduced natural gas stream and a heavy hydrocarbon rich liquid stream;
An adsorption system in fluid communication with the gas-liquid separation system to receive at least a portion of the heavy hydrocarbon reduced natural gas gaseous stream, the adsorbent system comprising a heavy hydrocarbon An adsorption system comprising at least one adsorbent bed to produce a lean natural gas stream;
Through indirect heat exchange between the heavy hydrocarbon reduced natural gas stream and the at least a portion of the heavy hydrocarbon-lean natural gas stream, passing the heavy hydrocarbon reduced natural gas stream or a portion thereof through the one or more beds of the adsorber system An economizer heat exchanger for warming said heavy hydrocarbon reduced natural gas stream and cooling at least a portion of said heavy hydrocarbon-lean natural gas stream; And
At least a portion of the heavy hydrocarbon-lean natural gas stream is received to cool the natural gas feed stream prior to introduction of the natural gas feed stream into the gas-liquid separation system and to produce the liquefied natural gas stream Liquid separating system and a liquefier fluidly connected to the adsorption system, wherein the natural gas feed stream is introduced into the hot end of the liquefier and recovered from an intermediate position of the liquefier, the heavy hydrocarbons Wherein at least a portion of the lean natural gas stream is introduced into the intermediate position of the liquefier and is recovered from the cold end of the liquefier,
And removing the heavy hydrocarbons from the natural gas feed stream to produce a liquefied natural gas stream.
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