KR20090084844A - Ｌｎｇ 증발을 위한 ｌｎｇ 재기화 터미널을 이용한 스팀 메탄 개질 - Google Patents

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제이슨 더블유. 포크너
데니스 에이. 보크
엘리 이. 샤힌
롤랜드 클래이 윌리엄스
테리 엘. 오스틴
Original Assignee
레르 리키드 쏘시에떼 아노님 뿌르 레드 에렉스뿔라따시옹 데 프로세데 조르즈 클로드
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Abstract

액화 천연 가스 (LNG)를 재기화하기 위한 시스템 및 방법을 제공한다. LNG는 스팀 메탄 개질 반응으로부터 LNG로 열이 이동됨으로써 재기화된다. 일 실시 태양에서, 스팀 메탄 개질 반응에서 생성된 합성 가스로부터 LNG로 열이 이동된다. 다른 실시 태양에서, 스팀 메탄 개질 반응기를 가열하는 노에서 제공된 연도 가스로부터 LNG로 열이 이동된다. 스팀 메탄 개질 공정으로부터의 초과 열을 이용함으로써, LNG를 재기화하는데 더 적은 에너지를 소비할 수 있다.
Figure P1020097009083
천연 가스 (NG), 액화 천연 가스 (LNG), 액화 천연 가스 (LNG)의 재기화 방법, 통합 시스템, 스팀 메탄 개질.

Description

ＬＮＧ 증발을 위한 ＬＮＧ 재기화 터미널을 이용한 스팀 메탄 개질{STEAM METHANE REFORMING WITH LNG REGASIFICATION TERMINAL FOR LNG VAPORIZATION}
천연 가스 (NG)는 일반적으로 땅에서 발견되는 기체 상태의 탄화수소 (예를 들어 메탄, 에탄, 프로판, 부탄 등)를 나타낸다. NG는 전형적으로 연료 또는 공업용 공급 원료로서 사용된다.
종종 NG는 한 지역에서 추출되고, 다른 지역으로 운송된다. NG가 물을 가로질러 운송되어야만 하는 경우에, 종종 이를 차갑게 하여, 동등한 양의 NG보다 훨씬 적은 부피를 요하는 액화 천연 가스 (LNG)로 변환시킨다. 이어서 LNG는 전형적으로 급유선 내에서 운송된다.
LNG가 일단 운송되어 LNG 터미널 시설에 내려지면, NG로 다시 재기화될 수 있다. 재기화되면, NG는 다양한 분야, 예를 들어 가스관의 망을 통한 분배에 사용될 수 있다.
요약
본 발명의 실시 태양은 일반적으로 액화 천연 가스 (LNG)를 재기화하는 것에 관한 것이다. 일 실시 태양에서, LNG를 재기화하는 방법을 제공한다. 본 방법은 스팀 메탄 개질 유닛으로부터, 수소 및 일산화탄소의 혼합물을 포함하는 합성 가스를 얻고; 및 적어도 일부의 LNG가 천연 가스 (NG)로 재기화되도록 합성 가스와의 열교환(직접적 또는 간접적으로)에 의해 LNG를 가열하는 것을 포함한다.
다른 실시 태양에서, LNG를 재기화하는 방법을 제공한다. 본 방법은 기화 유닛으로부터, 수소 및 일산화탄소의 혼합물을 포함하는 합성 가스를 얻고; 및 적어도 일부의 LNG가 천연 가스 (NG)로 재기화되도록 합성 가스와의 열교환에 의해 LNG를 가열하는 것을 포함한다.
또 다른 실시 태양에서, LNG를 재기화하는 방법을 제공한다. 본 방법은 부분 산화 유닛으로부터, 수소 및 일산화탄소의 혼합물을 포함하는 합성 가스를 얻고; 및 적어도 일부의 LNG가 천연 가스 (NG)로 재기화되도록 합성 가스와의 열교환에 의해 LNG를 가열하는 것을 포함한다.
또 다른 실시 태양에서, 액화 천연 가스 (LNG)를 재기화하는 통합 시스템을 제공한다. 본 통합 시스템은 합성 가스를 발생시키는 구조를 갖는 스팀 메탄 개질 유닛; 및 적어도 일부의 LNG 공급물이 NG로 재기화되도록 합성 가스와 LNG 공급물 사이의 열교환을 위한 구조를 갖는 열교환기를 포함한다.
또 다른 실시 태양에서, 액화 천연 가스 (LNG)를 재기화하는 통합 시스템을 제공한다. 본 통합 시스템은 합성 가스를 발생시키는 구조를 갖는 스팀 메탄 개질 유닛; 스팀 메탄 개질 유닛을 가열하기 위한 노(furnace) (상기 노는 연도 가스를 생성함); 및 적어도 일부의 LNG 공급물이 NG로 재기화되도록 연도 가스와 LNG 공급물 사이의 열교환을 위한 구조를 갖는 열교환기를 포함한다.
본 발명의 특징 및 목적의 더 나은 이해를 위해, 동일한 요소를 동일 또는 유사한 참고 번호로 나타낸, 첨부된 도면과 관련된 하기의 상세한 설명을 참고로 한다:
도 1은 본 발명의 일 실시 태양에 따라, 액화 천연 가스의 재기화를 위한 통합 시스템의 공정 흐름도이다.
도 2A-2D는 본 발명의 일 실시 태양에 따라, 액화 천연 가스의 재기화를 위한 통합 시스템의 측면을 나타내는 개요도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 태양에 따른, 액화 천연 가스 재기화 방법의 순서도이다.
바람직한 실시 태양에 대한 설명
다음에서는 본 발명의 실시 태양을 참고로 한다. 그러나 본 발명은 기재된 구체적 실시 태양에 제한되어 해석되어서는 안 된다. 대신, 본 발명을 구현하고 실시하는데, 상이한 실시 태양에 관련이 되든 안 되든, 하기의 특징 및 요소들의 임의의 조합이 고려된다. 뿐만 아니라 다양한 실시 태양에서, 본 발명은 공지 기술에 비해 수많은 이점을 제공한다. 그러나 본 발명의 실시 태양이 여타의 가능한 해결책 및/또는 공지 기술에 비해 이점을 얻을 수 있더라도, 특정 이점이 주어진 실시 태양에 의해 얻어지는지 여부가 본 발명을 제한하지 않는다. 따라서 하기의 측면, 특징, 실시 태양 및 이점은 단지 예시적인 것이고, 청구항에 명백하게 기재된 것을 제외하고, 첨부된 청구항의 요소 또는 제한으로 여겨지지 않는다. 유사하게, "본 발명"이란 언급이, 본원에 개시된 임의의 발명 대상에 대한 일반화로 해석해서는 안 되고, 청구항에 명백하게 기재된 것을 제외하고, 첨부된 청구항의 요소 또는 제한으로 여겨서는 안 된다.
일반적으로 액화 천연 가스 (LNG)는 열이 가해짐으로써 천연 가스 (NG)로 재기화된다. 이러한 열을 발생시키는 하나의 방법은 연료로서 NG의 일부를 연소하는 것이다. 예를 들어, LNG는 수욕 내에 침지된 튜브 다발을 사용하여 LNG를 증발시키는 침지형 연소 기화장치(submerged combustion vaporizer) (SCV) 내에서 재기화될 수 있다. SCV 내에서, 수온은 NG 처리량의 일부를 연소시킴으로써 유지된다.
그러나 이러한 재기화 방법은 이용할 수 있는 NG의 상당 부분을 소모할 수 있다. 예를 들어 주어진 SCV는 연료로서 NG 처리량의 대략 1.3%를 소모할 수 있다. 이러한 NG의 소모는 상당한 운영비로 나타날 수 있고, 따라서 LNG 터미널 설비 운영의 수익성을 감소시킬 수 있다. 또한 재기화를 위한 NG의 연소는 폐기물, 예를 들어 오염 물질 및 온실 가스 (예를 들어 CO2)를 생성한다. 점점 환경적 고려 사항 때문에 본원에 개시된 실시 태양에 따라 이룰 수 있는, 이러한 폐기물의 방출을 줄이는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시 태양은 스팀 메탄 개질 (SMR)로부터의 초과 열을 LNG로 이동하여 LNG를 재기화한다. 일 실시 태양에서, 초과 열은 SMR 공정에 의해 생성되는 합성 가스를 통해 이동된다. 다른 실시 태양에서는 SMR 시스템의 노에 의한 연도 가스 배출에 의해 초과 열이 이동된다. 다른 실시 태양에서는 합성 가스 및 연도 가스의 조합물을 통해 초과 열이 이동된다. 당업자는 본 발명의 범위 내의 다른 실시 태양에 대해서도 인지할 것이다.
일 실시 태양에서, NG는 스팀 메탄 개질 (SMR) 공정에의 공급 원료로서 사용된다. SMR 공정은 전형적으로 NG로부터의 메탄을 스팀과 반응시켜 주로 수소 및 일산화탄소로 구성된 합성 가스("신가스(syngas)")를 생성하는 것을 포함한다. SMR 반응은 다음과 같이 진행된다:
CH4 + H2O => CO + 3H2
이 반응은 고온 (예를 들어 700 - 1100 ℃) 및 고압의 SMR 유닛 내에서 일어날 수 있다. 이 반응은 평형 제한되어 있고, 고도의 흡열 반응이다. 본 반응을 위한 열은 NG 공급 원료의 일부를 연소하는 노 환경에 의해 제공될 수 있다.
본 발명의 실시 태양은 SMR 공정에 의해 생성되는 초과 열을 유리하게 이용하여 LNG를 재기화한다. 추가로, SMR 공정의 배출 기류로부터 초과 열을 LNG로 이동함으로써, 본 발명의 실시 태양은 배출 기류를 또한 냉각시키면서, LNG를 재기화한다. 이 방법으로, 본 발명의 실시 태양은 다른 수단으로 배출 기류를 냉각시켜야 하는 것을 피한다 (다른 방법으로는 필요할 수 있음). 다양한 실시 태양에서, 배출 기류는 SMR 유닛 내에서 발생된 합성 가스 및/또는 SMR 유닛 내 노에서 배출되는 1 이상의 연도 가스 (즉, 연소 후에 남아 있는 가스)일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 태양에 따라 액화 천연 가스 (LNG)를 재기화하기 위한 통합 시스템(100)의 공정 흐름도이다. 본 통합 시스템(100)은 LNG 공급원(110), LNG 재기화기(120), 천연 가스 (NG) 도착지(130), 스팀 메탄 개질 (SMR) 유닛(140), 합성 가스 냉각기(150) 및 합성 가스 도착지(160)를 포함한다.
도시된 바와 같이, LNG 공급원(110)은 LNG 재기화기(120)에 LNG 공급물(115)을 제공할 수 있다. LNG 재기화기(120)는 LNG 공급물(115)을 가열하는 구조를 가져, LNG가 재기화될 수 있고, 그 결과 NG 공급물(122)이 된다. NG 공급물(122)은 NG 공급물(124)과 SMR 공급물(126)로 분리될 수 있다. NG 공급물(124)은 여기서 NG 도착지(130)로 나타낸 다양한 도착지로 분배될 수 있다. NG 도착지(130)의 일부 예로는 저장 용기, 분배관, 유조차 등을 들 수 있다.
일반적으로 NG는 주로 메탄으로 구성된 탄화수소 가스의 혼합물이다. 일 실시 태양에서, SMR 공급물(126)은 SMR 반응을 수행하는 구조를 가질 수 있는 SMR 유닛(140)에 메탄을 제공할 수 있다. SMR 반응에서, 메탄 및 스팀은 열 및 금속계 촉매 (예를 들어 Ni)의 존재하에 반응하여, 그 결과 합성 가스("합성 가스")(142)가 된다. 합성 가스(142)는 주로 수소 및 일산화탄소로 구성된 가스 혼합물이다.
합성 가스(142)가 SMR 유닛(140)에서 배출될 때, SMR 반응 열 때문에 일반적으로 고온 (예를 들어 1,000℃)이다. 일부 실시 태양에서, 합성 가스(142)는 사용되기 전에 냉각되어야만 한다. 따라서 합성 가스(142)는 주위 온도에 가깝게 합성 가스(142)를 냉각시키는 구조를 가질 수 있는 합성 가스 냉각기(150)에 공급된다. 이어서, 냉각된 합성 가스(144)는 여기에 합성 가스 도착지(160)로 나타낸 그의 도착지로 이동된다. 합성 가스 도착지(160)의 일부 예로는 저장 용기, 정제 공정, 수소화 분해 공정, 수소화 처리 공정, 암모니아 생산 공정, 메탄올 생산 공정 등을 들 수 있다.
도시된 바와 같이, 합성 가스 냉각기(150)에 의해 합성 가스(142)로부터 제거된 열은 회수된 열(146)로 나타낸다. 회수된 열(146)은 LNG 재기화기(120)에 의해 이용될 수 있다. LNG 재기화기(120)는 열에너지를 이용해 LNG를 증발시키는 구조를 갖는 장치를 나타낸다. 더 구체적으로, LNG 재기화기(120)는 뜨거운 가스로부터 LNG 공급물로 열을 이동시켜, LNG를 NG로 변환하는 구조를 갖는 열교환기일 수 있다.
일 실시 태양에서, LNG(115)는 합성 가스(142)로부터 열에너지를 받을 수 있다. 예를 들어 LNG 재기화기(120) 및 합성 가스 냉각기(150)는 단일 열교환기로서의 구조를 가질 수 있고, 따라서 합성 가스(142)의 냉각과 LNG(115)의 가열을 동시에 수행할 수 있다. 다른 실시 태양에서, 합성 가스 냉각기(150)는 LNG 재기화기(120) 내에서의 사용을 위한 스팀을 발생시키는 구조를 가질 수 있다. 이들 실시 태양에 대해서는 도 2A-B를 참조하여 하기에 추가로 논의한다.
일반적으로, SMR 반응은 흡열 반응이고, 따라서 열에너지를 가하는 것이 요구된다. 이 열은 일반적으로 SMR 유닛(140)에 포함된 노에 의해 제공된다. 일 실시 태양에서, 노는 SMR 유닛(140)에 포함되어 있는 SMR 반응 챔버를 둘러쌀 수 있고, 연료로서 SMR 공급물(126)의 일부를 사용하는 구조를 가질 수 있다. 연도 가스(148)로 나타낸 노의 연소 가스는 노에서 고온으로 배출된다. 일 실시 태양에서, 연도 가스(148)는 LNG 재기화기(120)에서 사용되어 LNG(115)에 열을 제공할 수 있다. 다른 실시 태양에서, 연도 가스(148)에 포함된 열을 이용하여 스팀을 발생시킬 수 있다. 이어서, 발생된 스팀을 사용하여 LNG 재기화기(120)에 열을 제공할 수 있다. 이들 실시 태양에 대해서는 도 2C-D를 참조하여 하기에 추가로 논의한다.
일 실시 태양에서, SMR 유닛(140)은 통합 시스템(100)에서 SMR 이외의 공정에 의해 합성 가스를 발생시키는 구조를 갖는 유닛에 의해 대체될 수 있다. 예를 들어 합성 가스는 기화 공정에 의해 발생할 수 있다. 기화는 탄소질 물질, 예를 들어 석탄, 석유, 석유 코크 또는 바이오매스를 합성 가스로 변환하는 공정이다. 추가로, 합성 가스는 부분 산화 공정, 예를 들어 열적 부분 산화 (TPOX) 또는 촉매 부분 산화 (CPOX)에 의해 생성될 수 있다. 부분 산화 공정은 개질기 내 연료-공기 혼합물의 부분 연소를 포함한다. 기화 및 부분 산화 공정 모두에서, 합성 가스는 고온에서 생성된다. 따라서 통합 시스템(200)은 SMR 유닛(140) 대신, 각각 LNG 재기화기(120)에 합성 가스를 제공하는 유형의 유닛인 기화 유닛 또는 부분 산화 유닛을 갖는 구조를 가질 수 있다고 고려된다.
도 2A-2D는 본 발명의 일 실시 태양에 따라, 액화 천연 가스를 재기화하기 위한 통합 시스템(200)의 개요도이다. 도 2A에 도시된 바와 같이, 통합 시스템(200)은 SMR 챔버(210) 및 노(220)로 구성된 SMR 유닛(140)을 포함한다. SMR 챔버(210)는 스팀 및 NG의 혼합물을 받을 수 있고, 노(220)에 의해 가열될 수 있다. 가열되면, NG에 포함된 메탄은 스팀과 반응하여 합성 가스를 생성한다. SMR 챔버(210)는 SMR 반응을 촉매하기 위한 금속계 촉매 (예를 들어 Ni)를 포함할 수 있다. 노(220)는 공기 및 NG의 혼합물을 받고, 혼합물을 연소하고, 연도 가스 기류를 배출한다.
통합 시스템(200)은 또한 LNG에 열을 가해 NG를 생성하는 LNG 재기화기(120)를 포함한다. 이 실시 태양에서 염두해 두어야 할 것은 LNG 재기화기(120)에 의해 이용된 열은 SMR 챔버(210)에서 배출되는 뜨거운 합성 가스에 의해 제공된다는 것이다. 합성 가스는 LNG 재기화기(120) 내에서 냉각된 후, 다른 분야에 사용될 수 있거나 다른 장소로 분배될 수 있다.
도 2B에 나타난 바와 같이, 통합 시스템(200)은 또한 합성 가스의 열을 이용하여 물을 스팀으로 변환하는 구조를 가질 수 있는 스팀 발생기(240)를 포함할 수 있다. 이어서, 발생된 스팀은 LNG 재기화기(120)에 제공될 수 있다. 이 실시 태양에서 염두해 두어야 할 것은 SMR 챔버(210)에서 배출되는 합성 가스의 열이, 발생된 스팀에 의해 LNG 재기화기(120)로 이동된다는 것이다. 즉, LNG 재기화기(120) 및 스팀 발생기(240)는 합성 가스로부터 LNG로 열을 이동시키는 열 교환 시스템으로서의 구조를 가질 수 있다. 추가로, 임의의 초과 스팀 (예를 들어, LNG 재기화기(120)에 의해 이용되지 않는 임의의 스팀)은 다른 유익한 목적을 위해 사용될 수 있는 (LNG 재기화기(120)를 통과하기 전 또는 후에) 것으로 계획된다. 일 실시예에서, 초과 스팀은 SMR 챔버(210)에의 공급 원료로서 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 초과 스팀은 노(220)로의 공기 및/또는 NG 공급물을 예열하는데 사용되어, 노의 효율을 증가시킬 수 있다. 또 다른 실시예에서, 초과 스팀은 전기를 발생시키기 위해 발전기 (도시되지 않음)에 연결된 스팀 터빈에 공급될 수 있다. 본 발명의 일 실시 태양에서, 스팀은 비교적 고압 (예를 들어 200-2000 psig)에서 스팀 발생기(240)에 의해 생성되고, 터빈을 통과하여 전기를 발생시킨다. 일 실시 태양에 따르면, 터빈을 통과한 후, 스팀은 LNG 재기화기(120)를 이용한 교환에 의해 냉각 및 응축되고, 예를 들어 1-4 psia에서 액체 물로 회수된다. LNG를 증발시키기 위해 스팀의 응축 열을 이용함으로써, 전력 발생에 적용되는 열 사용이 물을 냉각시키는데 응축열을 소비하는 전력 발생의 다른 형태보다 더 낮아질 수 있고, 그에 의해 기류 응축 에너지를 수익적으로 이용할 수 있다.
이제, 도 2C를 참조하여, 통합 시스템(200)은 노(220)에서 배출되는 연도 가스가 LNG 재기화기(120)에 공급되는 구조를 가질 수 있다. 따라서 이 실시 태양에서는 LNG를 재기화하는데 사용되는 열은 뜨거운 연도 가스에 의해 제공된다. 연도 가스는 LNG 재기화기(120)에서 배출된 후, 대기로 배출될 수 있다. 임의적으로, 도 2D에 나타난 바와 같이, 스팀 발생기(240)는 연도 가스의 열을 물을 끓이고, 이에 따라 스팀을 발생시키는데 사용하는 구조를 가질 수 있다. 발생된 스팀은 LNG 재기화기(120)에 제공될 수 있다. 이 실시 태양에서 염두해 두어야 할 것은 연도 가스에 포함된 열이 발생된 스팀에 의해 LNG 재기화기(120)로 전달된다는 것이다.
물론, 도 2A-2D는 예시 목적으로 제공되는 것이며, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다. 다른 실시 태양도 광범위하게 고려된다. 예를 들어 비록 상기에서는 통합 시스템(200)이 개별 구성 요소로 구성되는 것으로 예시되더라도, 다양한 구성 요소의 기능성이 단일 구성 요소에 의해 제공될 수 있는 것으로 계획된다.
또한, 당업자는 도 2A-D에 관련하여 기재된 다양한 실시 태양을 통합된 실시 태양으로 합할 수 있다는 것을 인지할 것이다. 통합된 실시 태양은 각각의 구조가 도 2A-D의 일 실시 태양 (또는 실시 태양들의 조합)에 대응되는 다양한 열전달 기작을 제공하는, 다양한 구조로 통합된 실시 태양을 선택적으로 위치시키도록 작동하는 제어기의 제어 하에 있는 밸브 및 다른 장치의 시스템을 포함할 수 있다. 예를 들어 첫 번째 구조에서, 합성 가스 및 연도 가스 모두로부터 초과 열이 열교환기 (예를 들어 LNG 재기화기(120))를 통해 이동된다. 제어기 작동시에, 시스템은 초과 열이 합성 가스 및 연도 가스 모두로부터 스팀으로 이동되고, 이어서 LNG로 이동되는 두 번째 구조로 다르게 위치한다 (도 2B 및 도 2D에 도시된 시스템의 조합에 대응됨).
본 발명의 다른 실시 태양은 NG로부터 분리된 중질 탄화수소를 스팀 개질기에의 공급 원료로서 이용할 수 있다. 천연 가스의 일부 공급원은 상당한 양의 중질 탄화수소, 예를 들어 에탄, 프로판 및 부탄을 포함한다. 이러한 공급원으로부터의 천연 가스는 특정 수치 (예를 들어 1000 btu/scf 더 높은 발열량) 이상의 발열량을 가질 수 있다. 열에 관한 바람직한 규격에 부합하는 NG를 생성하기 위해, NG로부터 중질 탄화수소를 분별할 수 있다. 일 실시 태양에서, LNG 재기화 설비는 NG로부터 중질 탄화수소를 분별하는 구조를 가질 수 있다. NG로부터 분별된 중질 탄화수소는 합성 가스 생성을 위한 SMR에의 공급 원료로서 사용될 수 있다. 이제, 열에 관한 바람직한 규격에 부합하는 남아 있는 NG 기류는 NG관으로 배출될 수 있고, SMR 노를 가열하는 등에 사용될 수 있다. 따라서 중질 탄화수소에 대한 이러한 공정은 스팀 개질기와 LNG 재기화기의 통합을 제공하는 본원에 개시된 실시 태양에 적용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 태양에 따른, 액화 천연 가스 (LNG)를 재기화하는 방법(300)의 순서도이다. 본 방법(300)은 연료 및 공기의 혼합물을 노에서 연소시킴으로써 스팀 메탄 개질 유닛을 가열하는, 단계(310)에서 시작한다. 예를 들어 도 2A-2D에 나타난 바와 같이, 공기 및 천연 가스 (NG)를 노(220)에서 연소시킴으로써 SMR 챔버(210)를 가열한다. 또한 이 단계의 결과로 연소 공정의 노폐물을 의미하는 연도 가스가 발생한다.
단계(320)에서, 합성 가스("신가스")가 스팀 메탄 개질 유닛에서 발생된다. 발생된 합성 가스는 주로 수소 및 일산화탄소로 구성되는 가스 혼합물이다. 단계(330)에서, 연도 가스 및/또는 합성 가스의 열은 액체 LNG를 가열하여 기체 상태의 NG로 증발시키는 것을 의미하는, LNG를 재기화하는데 사용될 수 있다. 더 구제적으로, 일 실시 태양에 따르면, 연도 가스 및/또는 합성 가스는 LNG를 기화하는 구조를 갖는 열교환기에서 열 공급원으로 사용될 수 있다. 예를 들어 도 2A 및 2C에 나타난 LNG 재기화기(120)는 연도 가스 및/또는 합성 가스로부터 LNG로 열을 이동하는 구조를 가질 수 있다. 다르게는, 연도 가스 및/또는 합성 가스가 스팀을 발생시키는데 사용될 수 있고, 이어서 이 스팀은 LNG를 기화하는 구조를 갖는 열교환기 내 열 공급원으로서 사용될 수 있다. 예를 들어 열 발생기(240)는 도 2B 및 2D에 나타난 바와 같이, LNG 재기화기(120)에서의 사용을 위해 스팀을 발생시키는데 사용될 수 있다.
단계(330)에서의 LNG 재기화의 결과 생성된 NG는 단계(340)에서 사용 및/또는 저장을 위해 분배될 수 있다. 예를 들어 NG는 노의 연료로서 사용될 수 있고, SMR 공정을 위한 공급 원료로서 사용될 수 있고, 관에 의해 분배 등이 될 수 있다. 단계(320)에서 발생된 합성 가스는 단계(350)에서 사용 및/또는 저장을 위해 분배될 수 있다. 일 실시예에서, 합성 가스를 가공하여 임의의 가스 성분 (예를 들어 수소, 일산화탄소 등)을 정제하고 분리할 수 있다. 다른 실시예로는 수소화 분해 공정, 수소화 처리 공정, 암모니아 생성, 메탄올 생성 등을 위한 공급 원료로서의 사용을 들 수 있다.
본 발명에 따른 실시 태양에 따르면, SMR 공정을 LNG 재기화 공정과 통합함으로써 몇몇 이점을 제공할 수 있다. 일 실시 태양에 따르면, 달성할 수 있는 하나의 이점으로는 LNG 재기화를 위해, 연소된 NG를 감소 (또는 제거)하여 LNG 재기화를 더욱 효율적으로 하는 것이다. 일 실시 태양에 따르면, 달성할 수 있는 다른 이점은 LNG 재기화의 결과로 생성된 연소 가스를 감소 (또는 제거)하여 환경적 충격을 줄이는 것이다. 달성할 수 있는 또 다른 이점은 합성 가스를 냉각하여 합성 가스가 분배, 저장 또는 추가 공정에 사용되도록 허용하는 것이다. 이러한 이점들은 SMR 공정에서 생성되는 합성 가스 및/또는 연도 가스 내 초과 열의 회수로부터 얻을 수 있다.
본 발명을 수행하기 위한 바람직한 공정 및 장치를 기재하였다. 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고, 상기에 기재된 실시 태양에 대한 많은 변경 및 변형이 이루어질 수 있음이 당업자에게 이해되고 명백할 것이다. 앞서 언급한 것은 오직 예시를 위한 것이고, 다음의 청구항에 정의된 본 발명의 진정한 범위로부터 벗어나지 않고, 통합된 공정 및 장치의 다른 실시 태양이 채택될 수 있다.

Claims (28)

  1. (ⅰ) 수소 및 일산화탄소의 혼합물을 포함하는 합성 가스, (ⅱ) 스팀 메탄 개질 유닛을 가열하는 노로부터의 연도 가스 중 선택된 하나의 배출 유체를 스팀 메탄 개질 유닛으로부터 얻고; 및 적어도 일부의 LNG가 천연 가스 (NG)로 재기화될 수 있도록, 배출 유체로부터 LNG로 열을 이동시켜 LNG를 가열하는 것을 포함하는 액화 천연 가스 (LNG)의 재기화 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 배출 유체가 합성 가스이고, 상기 열의 이동이 열교환기를 통해 합성 기스와 LNG를 유동시키는 것을 포함하는 액화 천연 가스 (LNG)의 재기화 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 배출 유체가 합성 가스이고, 상기 열의 이동이
    적어도 일부의 물이 증발하여 스팀이 될 수 있도록, 합성 가스와의 열교환에 의해 물을 가열하고; 및 적어도 일부의 LNG가 NG로 재기화될 수 있도록, 적어도 일부의 스팀과의 열교환에 의해 LNG를 가열하는 것을 포함하는 액화 천연 가스 (LNG)의 재기화 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 스팀의 제 2 부분이 스팀 메탄 개질 유닛에 공급되는 액화 천연 가스 (LNG)의 재기화 방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 스팀의 제 2 부분이 스팀 터빈에 공급되고,
    발전기가 얻는 기계 에너지가 스팀 터빈 내 남아 있는 스팀의 팽창에 의해 제공되는, 스팀 터빈에 연결된 발전기에 의해 전기를 발생시키는 것을 추가로 포함하는 액화 천연 가스 (LNG)의 재기화 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 배출 유체가 연도 가스이고, 상기 열의 이동이 열교환기를 통해 연도 가스 및 LNG를 유동시키는 것을 포함하는 액화 천연 가스 (LNG)의 재기화 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 배출 유체가 연도 가스이고, 상기 열의 이동이
    적어도 일부의 물이 증발하여 스팀이 될 수 있도록, 적어도 일부의 연도 가스와의 열교환에 의해 물을 가열하고; 및 적어도 일부의 LNG가 NG로 재기화되도록 적어도 일부의 스팀과의 열교환에 의해 LNG를 가열하는 것을 포함하는 액화 천연 가스 (LNG)의 재기화 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 스팀의 제 2 부분이 스팀 메탄 개질 유닛에 공급되는 액화 천연 가스 (LNG)의 재기화 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 스팀의 제 2 부분이 스팀 터빈에 공급되고,
    발전기가 얻는 기계 에너지가 스팀 터빈 내 남아 있는 스팀의 팽창에 의해 제공되는, 스팀 터빈에 연결된 발전기에 의해 전기를 발생시키는 것을 추가로 포함하는 액화 천연 가스 (LNG)의 재기화 방법.
  10. 제7항에 있어서, 상기 연도 가스의 제 2 부분이 노에 공급되는 공기의 공급물을 예열하는데 사용되는 액화 천연 가스 (LNG)의 재기화 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    적어도 일부의 NG를 스팀과 혼합하고; 및 NG 및 스팀의 혼합물을 스팀 메탄 개질 유닛에 공급하는 것을 추가로 포함하는 액화 천연 가스 (LNG)의 재기화 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    NG의 제 2 부분을 노에 공급하고; 및 노 내에서 NG의 제 2 부분을 연소시키는 것을 추가로 포함하는 액화 천연 가스 (LNG)의 재기화 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 NG의 남아 있는 부분을 NG 공급관에 공급하는 액화 천연 가스 (LNG)의 재기화 방법.
  14. 기화 유닛 및 부분 산화 유닛 중 하나로부터, 수소 및 일산화탄소의 혼합물을 포함하는 합성 가스를 얻고; 및 적어도 일부의 LNG가 천연 가스 (NG)로 재기화 되도록 합성 가스로부터 LNG로 열을 이동하여 LNG를 가열하는 것을 포함하는 액화 천연 가스 (LNG)의 재기화 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 열의 이동이 열교환기를 통해 합성 가스 및 LNG를 유동시키는 것을 포함하는 액화 천연 가스 (LNG)의 재기화 방법.
  16. 제14항에 있어서, 상기 열의 이동이
    적어도 일부의 물이 증발하여 스팀이 되도록 합성 가스와의 열교환에 의해 물을 가열하고; 및 적어도 일부의 LNG가 NG로 재기화되도록 스팀과의 열교환에 의해 LNG를 가열하는 것을 포함하는 액화 천연 가스 (LNG)의 재기화 방법.
  17. 합성 가스를 발생시키는 구조를 갖는 스팀 메탄 개질 유닛;
    스팀 메탄 개질 유닛의 가열을 위한, 연도 가스를 생성하는 노; 및
    적어도 일부의 LNG 공급물이 NG로 재기화되도록 (ⅰ) 합성 가스 및 (ⅱ) 연도 가스 중 적어도 하나로부터 LNG 공급물로 열을 이동하는 구조를 갖는 열교환 시스템
    을 포함하는, 액화 천연 가스 (LNG)를 재기화하기 위한 통합 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 상기 열교환 시스템이 적어도 일부의 LNG 공급물이 NG로 재기화되도록 합성 가스와 LNG 공급물 사이의 열교환을 위한 구조를 갖는 열교환기 를 포함하는 통합 시스템.
  19. 제17항에 있어서, 상기 열교환 시스템이
    합성 가스와 물 공급물 사이의 열교환에 의해 스팀을 발생시키는 구조를 갖는 스팀 발생기; 및
    적어도 일부의 LNG 공급물이 NG로 재기화되도록 스팀과 LNG 공급물 사이의 열교환을 위한 구조를 갖는 열교환기를 포함하는 통합 시스템.
  20. 제17항에 있어서, 상기 열교환 시스템이 적어도 일부의 LNG 공급물이 NG로 재기화되도록 연도 가스와 LNG 공급물 사이의 열교환을 위한 구조를 갖는 열교환기를 포함하는 통합 시스템.
  21. 제17항에 있어서, 상기 열교환 시스템이
    연도 가스와 물 공급물 사이의 열교환에 의해 스팀을 발생시키는 구조를 갖는 스팀 발생기; 및
    적어도 일부의 LNG 공급물이 NG로 재기화되도록 스팀과 LNG 공급물 사이의 열교환을 위한 구조를 갖는 열교환기를 포함하는 통합 시스템.
  22. 제17항에 있어서, 상기 NG의 적어도 일부가 스팀 메탄 개질 유닛에 공급되는 통합 시스템.
  23. 제22항에 있어서, 상기 NG의 제 2 부분이 노에 공급되는 통합 시스템.
  24. 제23항에 있어서, 상기 NG의 남아 있는 부분이 NG 공급관에 공급되는 통합 시스템.
  25. 재기화 유닛에서 LNG를 재기화하여 천연 가스(NG)를 생성하고; 재기화 유닛으로부터 적어도 일부의 NG를 스팀 메탄 개질 유닛에 주입하고; 스팀 메탄 개질 유닛으로부터 배출 기류를 얻고; 및 배출 기류로부터 재기화 유닛 내 LNG로 열을 이동하여, 적어도 부분적으로 재기화를 수행하는 것을 포함하는 액화 천연 가스 (LNG)의 재기화 방법.
  26. 제25항에 있어서, 상시 배출 기류가 (ⅰ) 메탄 개질 유닛에 의해 생성된 합성 가스 및 (ⅱ) 메탄 개질 유닛에 의해 생성된 연도 가스 중 적어도 하나이고; 및 상기 열의 이동이 합성 가스 및 연도 가스 중 적어도 하나로부터 LNG로 열을 이동하는 것을 포함하는 액화 천연 가스 (LNG)의 재기화 방법.
  27. 제26항에 있어서, 상기 열의 이동이
    합성 가스 및 연도 가스 중 적어도 하나로부터 스팀으로 열을 이동하고; 및 스팀으로부터 LNG로 열을 이동하는 것을 포함하는 액화 천연 가스 (LNG)의 재기화 방법.
  28. 제1항에 있어서,
    NG로부터 1 이상의 중질 탄화수소를 분별하고; 스팀과 1 이상의 중질 탄화수소의 적어도 일부분을 혼합하고; 및 중질 탄화수소와 스팀의 혼합물을 스팀 메탄 개질 유닛에 공급하는 것을 추가로 포함하는 액화 천연 가스 (LNG)의 재기화 방법.
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