KR20120040700A - Method for treating a multi-phase hydrocarbon stream and an apparatus therefor - Google Patents
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Abstract
다상 탄화수소 스트림 (145) 은 액화된 천연 가스 (LNG) 스트림과 같은 처리된 액체 탄화수소 스트림 (165) 을 제공하기 위해서 처리된다. 다상 탄화수소 스트림 (145) 은 제 1 가스/액체 분리기 (150) 로 이동되는데, 이 다상 탄화수소 스트림은 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림 (205) 및 제 1 분리기 저부 스트림 (155) 을 제공하기 위해서 제 1 압력에서 분리된다. 그 후, 제 1 분리기 저부 스트림 (155) 은 제 2 분리기 탄화수소 증기 스트림 (175) 및 처리된 액체 탄화수소 스트림 (165) 을 제공하기 위해서 제 1 압력보다 낮은 제 2 압력에서 제 2 가스/액체 분리기 (160) 에서 분리된다. 제 2 분리기 탄화수소 증기 스트림 (175) 은, 제 1 가스/액체 분리기 (150) 로 이동되는 스트리핑 증기 스트림 (185) 을 제공하기 위해서 오버헤드 스트림 압축기 (185) 에서 압축된다.Polyphase hydrocarbon stream 145 is treated to provide a treated liquid hydrocarbon stream 165, such as a liquefied natural gas (LNG) stream. The polyphase hydrocarbon stream 145 is directed to a first gas / liquid separator 150, which is subjected to a first pressure to provide a first separator hydrocarbon vapor stream 205 and a first separator bottom stream 155. Is separated from. The first separator bottoms stream 155 is then subjected to a second gas / liquid separator (at a second pressure lower than the first pressure to provide a second separator hydrocarbon vapor stream 175 and a treated liquid hydrocarbon stream 165). 160). The second separator hydrocarbon vapor stream 175 is compressed in an overhead stream compressor 185 to provide a stripping vapor stream 185 that is directed to the first gas / liquid separator 150.
Description
본 발명은 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for treating a multiphase hydrocarbon stream.
이 방법과 장치는 처리된 액체 탄화수소 스트림을 제공한다. 저압 연료 가스 스트림이 부가적으로 제공될 수도 있다.This method and apparatus provide a treated liquid hydrocarbon stream. A low pressure fuel gas stream may additionally be provided.
다상 탄화수소 스트림을 위한 공통 소스 (source) 는 천연 가스 스트림 또는 예를 들어 천연 가스의 압력 변경 및/또는 냉각을 통하여 증기상 및 액상을 포함하는 다상 스트림을 형성함으로써 천연 가스로부터 생성된 다상 스트림이다. 따라서, 본원에 설명한 방법은 액화 천연 가스 (LNG) 스트림 형태로 처리된 액체 탄화수소 스트림을 제공하는데 이용될 수도 있다.A common source for a multiphase hydrocarbon stream is a multiphase stream produced from natural gas by forming a natural gas stream or a multiphase stream comprising vapor phase and liquid phase, for example, through pressure change and / or cooling of natural gas. Thus, the methods described herein may be used to provide a treated liquid hydrocarbon stream in the form of a liquefied natural gas (LNG) stream.
천연 가스는 다양한 탄화수소 화합물의 소스일 뿐만 아니라 유용한 연료 소스이다. 종종, 다수의 이유 때문에 천연 가스 스트림의 소스에서 또는 소스 가까이에서 액화 천연 가스 (LNG) 플랜트에서 천연 가스를 액화하는 것이 바람직하다. 일례로서, 천연 가스는, 액체가 더 적은 볼륨을 차지하고 높은 압력에서 저장될 필요가 없으므로, 가스 형태보다 액체로서 더 쉽게 장거리 수송되고 저장될 수 있다. Natural gas is not only a source of various hydrocarbon compounds but also a useful fuel source. Often, for a number of reasons it is desirable to liquefy natural gas in a liquefied natural gas (LNG) plant at or near the source of the natural gas stream. As an example, natural gas can be transported and stored more easily as a liquid than gaseous form, because the liquid occupies less volume and does not need to be stored at high pressure.
보통, 대부분 메탄으로 이루어진 천연 가스는 상승된 압력에서 LNG 플랜트로 유입되고 극저온 온도에서 액화에 적합한 정화된 이송 스트림을 생성하기 위해서 예비 처리된다. 정화된 가스는, 액화가 달성될 때까지 그 온도를 점진적으로 감소시키도록 열교환기를 이용하여 복수의 냉각 스테이지를 통하여 프로세싱된다. 그 후, 액체 천연 가스는 추가 냉각되고 저장 및 수송에 적합한 최종 대기압으로 팽창된다. 각각의 팽창으로부터 플래시된 증기 (flashed vapour) 는 연료 가스의 소스로서 사용될 수 있다. Usually, natural gas, consisting mostly of methane, enters the LNG plant at elevated pressures and is pretreated to produce a purified feed stream suitable for liquefaction at cryogenic temperatures. The purified gas is processed through a plurality of cooling stages using a heat exchanger to gradually reduce its temperature until liquefaction is achieved. Thereafter, the liquid natural gas is further cooled and expanded to a final atmospheric pressure suitable for storage and transportation. Flashed vapor from each expansion can be used as a source of fuel gas.
천연 가스와 같은 일부 탄화수소 스트림은 상당량의 질소를 포함하여서, 탄화수소 스트림으로부터 질소의 적어도 일부를 제거하도록 특별한 조치가 취해지지 않는다면, 연료 가스 및 생성된 임의의 액화 탄화수소 스트림은 바람직하지 못하게 높은 질소 레벨을 포함할 수도 있다. 많은 LNG 사양은 최종 생성물에서 1 몰% 미만의 질소를 요구한다. Some hydrocarbon streams, such as natural gas, contain significant amounts of nitrogen, so fuel gas and any liquefied hydrocarbon streams produced undesirably high nitrogen levels unless special measures are taken to remove at least some of the nitrogen from the hydrocarbon stream. It may also include. Many LNG specifications require less than 1 mole percent nitrogen in the final product.
US 2008/0066493 은, 질소 (N2) 와 같은 낮은 비등점을 가지는 성분의 감소된 함량을 가지는 액체 천연 가스 스트림을 제공하도록 액화 천연 가스를 처리하는 방법을 개시한다. 이 방법은, 팽창된 다상 유체를 제공하기 위해서 액화 천연 가스를 팽창시키는 단계와, 낮은 비등점을 가지는 성분의 감소된 함량을 가지는 저부 액체 스트림과 질소와 같은 낮은 비등점을 가지는 성분에 풍부한 오버헤드 가스 스트림을 얻기 위해서 가스-액체 접촉 부분 아래 탑 (column) 내부로 다상 유체를 유입하는 단계를 포함한다. 저부 액체 스트림은 플래시 용기로 이동된다. 낮은 비등점을 가지는 성분에 풍부한 오버헤드 가스 스트림은 열교환기에서 가열된 후 연료 가스를 얻기 위해서 연료 가스 압력으로 압축된다. 순환 스트림 (recycle stream) 은 연료 가스로부터 분리되고, 낮은 비등점을 가지는 성분에 풍부한 오버헤드 가스 스트림에 대해 열교환기 내부에서 적어도 부분적으로 응축되고 역류 스트림 (reflux stream) 으로서 가스-액체 접촉 부분 위의 탑으로 유입된다. US 2008/0066493 의 다수의 실시형태에서, 제 2 가스 스트림 (플래시 용기로부터) 도 열교환기에서 가열되고, 연료 가스 압력으로 압축되고, 순환 스트림에 부가된다. US 2008/0066493 discloses a process for treating liquefied natural gas to provide a liquid natural gas stream having a reduced content of low boiling point components such as nitrogen (N 2 ). The method comprises the steps of expanding liquefied natural gas to provide an expanded multiphase fluid, a bottom liquid stream having a reduced content of low boiling point components and an overhead gas stream rich in low boiling point components such as nitrogen Introducing a multiphase fluid into the column below the gas-liquid contact portion to obtain The bottom liquid stream is sent to a flash vessel. The overhead gas stream enriched in the low boiling point component is heated in a heat exchanger and then compressed to fuel gas pressure to obtain fuel gas. The recycle stream is separated from the fuel gas and is at least partially condensed inside the heat exchanger for the overhead gas stream enriched in the low boiling point component and as a reflux stream and above the gas-liquid contact portion. Flows into. In many embodiments of US 2008/0066493, the second gas stream (from the flash vessel) is also heated in a heat exchanger, compressed to fuel gas pressure and added to the circulating stream.
따라서, 오버헤드 가스 스트림에 존재하는 적어도 저온부는 역류를 생성하기 위해서 순환 스트림을 재응축하는데 사용되는데, 저온부는 프로세스의 다른 곳에서 다른 프로세스 스트림을 냉각하는데 사용될 수 없다.Thus, at least the cryogenic portion present in the overhead gas stream is used to recondense the circulating stream to create a backflow, which cannot be used to cool other process streams elsewhere in the process.
제 1 양태에서, 본 발명은 처리된 액체 탄화수소 스트림을 제공하기 위해서 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 방법을 제공하는데, 이 방법은 적어도,In a first aspect, the present invention provides a method of treating a multiphase hydrocarbon stream to provide a treated liquid hydrocarbon stream, the method comprising at least:
- 증기상과 액상을 포함하는 천연 가스로부터 다상 탄화수소 스트림을 생성하는 단계;Generating a multiphase hydrocarbon stream from natural gas comprising a vapor phase and a liquid phase;
- 상기 다상 탄화수소 스트림을 제 1 가스/액체 분리기로 이동시키는 단계;Moving said polyphase hydrocarbon stream to a first gas / liquid separator;
- 상기 제 1 가스/액체 분리기에서 제 1 압력으로 다상 탄화수소 스트림을 분리하여 탄화수소 및 질소를 포함하는 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림 및 제 1 분리기 저부 스트림을 제공하는 단계;Separating the multiphase hydrocarbon stream at a first pressure in the first gas / liquid separator to provide a first separator hydrocarbon vapor stream and a first separator bottoms stream comprising hydrocarbon and nitrogen;
- 제 2 가스/액체 분리기에서 상기 제 1 압력보다 낮은 제 2 압력으로 제 1 분리기 저부 스트림을 분리하여 LNG 형태로 처리된 액체 탄화수소 스트림 및 제 2 분리기 탄화수소 증기 스트림을 제공하는 단계;Separating the first separator bottoms stream in a second gas / liquid separator at a second pressure lower than the first pressure to provide a liquid hydrocarbon stream and a second separator hydrocarbon vapor stream treated in the form of LNG;
- 오버헤드 스트림 압축기에서 상기 제 2 분리기 탄화수소 증기 스트림을 압축하여 스트리핑 증기 스트림을 제공하는 단계; 및Compressing the second separator hydrocarbon vapor stream in an overhead stream compressor to provide a stripping vapor stream; And
- 상기 스트리핑 증기 스트림을, 상기 다상 탄화수소 스트림이 제 1 가스/액체 분리기로 이동되는 레벨보다 중력적으로 낮은 레벨에서 분리기로 이동시키는 단계를 포함한다.Moving the stripping vapor stream to the separator at a level that is gravitationally lower than the level at which the multiphase hydrocarbon stream is directed to the first gas / liquid separator.
추가 양태에서, 본 발명은 LNG 형태로 처리된 액체 탄화수소 스트림을 제공하기 위해서 액상과 증기상으로 이루어진 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 장치를 제공하는데, 이 장치는 적어도, In a further aspect, the present invention provides an apparatus for treating a multiphase hydrocarbon stream consisting of a liquid phase and a vapor phase to provide a liquid hydrocarbon stream treated in the form of LNG, the apparatus comprising:
- 천연 가스로부터 다상 탄화수소 스트림을 생성하고, 액화 유닛 및 하나 이상의 탄화수소 스트림 팽창 기기 중 적어도 하나를 포함하는 수단; Means for producing a multiphase hydrocarbon stream from natural gas and comprising at least one of a liquefaction unit and at least one hydrocarbon stream expansion device;
- 다상 탄화수소 스트림을 수용하고 이 스트림을 탄화수소와 질소를 포함하는 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림 및 제 1 분리기 저부 스트림으로 분리하도록 배치되고, 다상 탄화수소 스트림을 제 1 가스/액체 분리기로 이송하는 제 1 유입구, 제 1 가스/액체 분리기로부터 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림을 배출하는 제 1 배출구, 제 1 가스/액체 분리기로부터 제 1 분리기 저부 스트림을 배출하는 제 2 배출구 및, 제 1 가스/액체 분리기 내부로 스트리핑 증기 스트림을 이송하기 위해 상기 제 1 유입구보다 중력적으로 낮은 레벨에 위치한 제 2 유입구를 가지는 제 1 가스/액체 분리기; A first inlet configured to receive the multiphase hydrocarbon stream and to separate the stream into a first separator hydrocarbon vapor stream and a first separator bottoms stream comprising hydrocarbons and nitrogen, and to direct the multiphase hydrocarbon stream to a first gas / liquid separator A first outlet for discharging the first separator hydrocarbon vapor stream from the first gas / liquid separator, a second outlet for discharging the first separator bottom stream from the first gas / liquid separator, and stripping into the first gas / liquid separator A first gas / liquid separator having a second inlet located at a gravity lower level than the first inlet for conveying a vapor stream;
- 제 1 분리기 저부 스트림을 수용하고 이 스트림을 LNG 형태로 처리된 액체 탄화수소 스트림 및 제 2 분리기 탄화수소 증기 스트림으로 분리하도록 배치되고, 제 1 분리기 저부 스트림을 제 2 가스/액체 분리기로 이송하는 제 1 가스/액체 분리기의 제 2 배출구와 유체 연통하는 제 1 유입구, 제 2 가스/액체 분리기로부터 제 2 분리기 탄화수소 증기 스트림을 배출하는 제 1 배출구 및, 제 2 가스/액체 분리기로부터 처리된 액체 탄화수소 스트림을 배출하는 제 2 배출구를 가지는 제 2 가스/액체 분리기; A first receiving the first separator bottoms stream and separating the stream into a liquid hydrocarbon stream and a second separator hydrocarbon vapor stream treated in the form of LNG, and transferring the first separator bottoms stream to a second gas / liquid separator A first inlet in fluid communication with a second outlet of the gas / liquid separator, a first outlet for exhausting the second separator hydrocarbon vapor stream from the second gas / liquid separator, and a treated liquid hydrocarbon stream from the second gas / liquid separator. A second gas / liquid separator having a second outlet to discharge;
- 제 1 분리기 저부 스트림의 압력을 감소시키도록, 제 1 가스/액체 분리기의 제 2 배출구 및 제 2 가스/액체 분리기의 제 1 유입구 사이에 배치된 저부 스트림 팽창 기기; 및A bottom stream expansion device disposed between the second outlet of the first gas / liquid separator and the first inlet of the second gas / liquid separator to reduce the pressure of the first separator bottom stream; And
- 스트리핑 증기 스트림을 제공하도록 제 2 분리기 탄화수소 증기 스트림을 압축하고, 제 2 분리기 탄화수소 증기 스트림을 수용하도록 제 2 가스/액체 분리기의 제 1 배출구와 유체 연통하는 유입구 및, 스트리핑 증기 스트림을 배출하기 위해 제 1 가스/액체 분리기의 제 2 유입구와 유체 연통하는 배출구를 가지는 오버헤드 스트림 압축기를 포함한다.-Compress the second separator hydrocarbon vapor stream to provide a stripping vapor stream, inlet in fluid communication with the first outlet of the second gas / liquid separator to receive the second separator hydrocarbon vapor stream, and to discharge the stripping vapor stream And an overhead stream compressor having an outlet in fluid communication with a second inlet of the first gas / liquid separator.
본 발명의 실시형태는 첨부된 비제한적인 도면을 참고로 단지 실시예로서 이제 설명될 것이다:Embodiments of the invention will now be described by way of example only with reference to the attached non-limiting drawings:
도 1 은 일 실시형태에 따른 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 방법 및 장치의 도식도이다.
도 2 는 다상 탄화수소 스트림 처리 방법 및 장치를 포함하는 탄화수소 이송 스트림을 액화하는 방법 및 장치의 도식도이다.1 is a schematic of a method and apparatus for treating a multiphase hydrocarbon stream according to one embodiment.
2 is a schematic diagram of a method and apparatus for liquefying a hydrocarbon feed stream comprising a method and apparatus for processing a multiphase hydrocarbon stream.
본원을 설명하기 위해, 라인 및 그 라인에서 운반되는 스트림에 단일 참조 부호가 부여될 것이다. To illustrate the present description, a single reference numeral will be given to a line and a stream carried in that line.
본원에 개시된 방법 및 장치는, 다른 압력에서 작동하는 2 개의 가스/액체 분리기의 두 후속 스텝에서 다상 스트림의 성분 분리의 개선을 제안한다. 제 2 가스/액체 분리기로부터 제 2 분리기 탄화수소 증기 스트림은 오버헤드 스트림 압축기에서 압축되고 스트리핑 증기 스트림으로서 제 1 가스/액체 분리기로 되돌아간다. The methods and apparatus disclosed herein propose an improvement in component separation of the multiphase stream in two subsequent steps of two gas / liquid separators operating at different pressures. The second separator hydrocarbon vapor stream from the second gas / liquid separator is compressed in an overhead stream compressor and returned to the first gas / liquid separator as a stripping vapor stream.
유리하게도, 본 발명은 역류 스트림을 생성하는데 사용될 오버헤드 가스 스트림에 저온부를 필요로 하지 않는 처리된 액체 탄화수소 스트림을 제공하도록 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 방법 및 장치를 제공한다. Advantageously, the present invention provides a method and apparatus for treating a multiphase hydrocarbon stream to provide a treated liquid hydrocarbon stream that does not require a cold portion in the overhead gas stream to be used to produce the countercurrent stream.
유리하게도, 본 발명의 방법과 장치는 성분 분리를 향상시키기 위해서 제 2 가스/액체 분리기로부터 증기 스트림의 압축에 의해 제공되는 제 1 가스/액체 분리기에서 스트리핑 증기를 이용한다. 제 2 가스 스트림으로부터 스트리핑 증기를 생성하는 것은, 제 2 가스 스트림 또는 그 일부를 재응축할 필요없이 제 2 가스 스트림이 성분 분리를 돕는데 이용될 수 있도록 한다. Advantageously, the method and apparatus of the present invention utilize stripping steam in a first gas / liquid separator provided by compression of the vapor stream from a second gas / liquid separator to enhance component separation. Generating stripping vapor from the second gas stream allows the second gas stream to be used to aid in component separation without the need to recondense the second gas stream or portions thereof.
따라서, US 2008/0066493 에서 성분 분리시 원하는 효율을 달성하기 위해서 역류를 생성하는데 필요했던 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림의 저온부는 지금 어떤 식으로도 사용되게 자유롭게 된다. 물론, 본 발명은 역류 스트림이 (제 1 분리기 탄화수소 증기 및/또는 외부 냉매로부터 저온부를 이용하여) 여전히 생성될 수도 있고 성분 분리를 더욱 향상시키는데 이용될 수도 있는 선택권을 제외하지 않는데, 이것은 지금 완전히 선택적이다. 본 발명의 일 군의 실시형태들은 US 2008/0066493 에 사용되는 것과 같은 역류 스트림을 요구하지 않는다. Thus, in US 2008/0066493 the low temperature portion of the first separator hydrocarbon vapor stream, which was necessary to produce a countercurrent to achieve the desired efficiency in component separation, is now free to be used in any way. Of course, the present invention does not exclude the option that a countercurrent stream may still be produced (using a cold section from the first separator hydrocarbon vapor and / or external refrigerant) and may be used to further enhance component separation, which is now completely optional. to be. One group of embodiments of the invention does not require a backflow stream as used in US 2008/0066493.
하나 이상의 탄화수소 스트림 팽창 기기와 제 1 및 제 2 가스/액체 분리기는 LNG 엔드 플래시 시스템의 일부를 형성할 수도 있다. 마찬가지로, 제 1 및 제 2 가스/액체 분리기에서 다상 탄화수소 스트림 및 후속 분리를 제공하기 위해서 적어도 부분적으로 액화된 탄화수소 스트림의 압력 감소는 LNG 엔드 플래시 프로세스의 일부를 형성할 수도 있다. One or more hydrocarbon stream expansion devices and the first and second gas / liquid separators may form part of the LNG end flash system. Likewise, the pressure reduction of the at least partially liquefied hydrocarbon stream to provide a multiphase hydrocarbon stream and subsequent separation in the first and second gas / liquid separators may form part of the LNG end flash process.
따라서, 천연 가스로부터 다상 탄화수소 스트림의 생성은 다음과 같은 스텝,Therefore, the production of the multiphase hydrocarbon stream from natural gas is carried out in the following steps,
- 상승된 압력에서 천연 가스 스트림으로부터 탄화수소 공급 스트림을 제공하는 스텝; Providing a hydrocarbon feed stream from the natural gas stream at elevated pressure;
- 탄화수소 공급 스트림으로부터 연속 탄화수소 스트림을 추출하는 스텝; Extracting a continuous hydrocarbon stream from the hydrocarbon feed stream;
- 적어도 부분적으로 액화된 탄화수소 스트림을 제공하기 위해서 연속 스트림이 냉각되고 적어도 부분적으로 액화되는 냉각 및 액화 유닛으로 연속 스트림을 이동시키는 스텝; 및Moving the continuous stream to a cooling and liquefaction unit in which the continuous stream is cooled and at least partially liquefied to provide at least partially liquefied hydrocarbon streams; And
- 적어도 부분적으로 액화된 탄화수소 스트림을 적어도 하나의 탄화수소 스트림 팽창 기기의 유입구로 이동시키고 다상 탄화수소 스트림을 제공하기 위해서 적어도 부분적으로 액화된 탄화수소 스트림의 압력을 감소시키는 스텝을 포함할 수도 있다. Moving the at least partially liquefied hydrocarbon stream to the inlet of the at least one hydrocarbon stream expansion device and reducing the pressure of the at least partially liquefied hydrocarbon stream to provide a multiphase hydrocarbon stream.
다상 스트림은 증기상 및 액상으로 이루어질 수도 있다. 특히 LNG 형태로 제공될 때, 본 발명에 따라 생성되는 처리된 액체 탄화수소 스트림은 이것이 기화되어 네트워크 가스로서 사용되기에 적합한 사양을 가질 수도 있다. The multiphase stream may consist of vapor phase and liquid phase. In particular when provided in the form of LNG, the treated liquid hydrocarbon stream produced in accordance with the invention may have a specification suitable for it to be vaporized and used as a network gas.
유추에 의해 다음 설명에 구속되지 않으면서, 본 출원인은 오버헤드 스트림 압축기가 제 2 분리기 탄화수소 증기 스트림에 압축 열을 제공하여 특별한 리보일러 (reboiler) 로서 역할을 하여서, 제 1 가스/액체 분리기를 위한 제 2 탄화수소 증기 스트림보다 더 높은 압력과 온도에서 스트리핑 증기 스트림을 제공하는 것을 제안한다. 이 스트리핑 증기 스트림은 제 1 가스/액체 분리기에서 팽창된 탄화수소 스트림으로부터 질소와 같은 더 낮은 비등점 성분의 분리를 향상시킨다. 더 낮은 비등점 성분은 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림으로 배출된다. Without being bound to the following description by analogy, the Applicant believes that an overhead stream compressor acts as a special reboiler by providing compressed heat to the second separator hydrocarbon vapor stream, thereby acting as a special reboiler for the first gas / liquid separator. It is proposed to provide a stripping vapor stream at a higher pressure and temperature than the second hydrocarbon vapor stream. This stripping vapor stream enhances the separation of lower boiling components such as nitrogen from the expanded hydrocarbon stream in the first gas / liquid separator. The lower boiling component is withdrawn to the first separator hydrocarbon vapor stream.
제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림이 순수 질소가 아니지만, 이것이 또한 탄화수소의 인벤토리로 이루어진다면, 이 스트림을 연료 가스로서 사용할 수 있다. 따라서, 이 방법은,If the first separator hydrocarbon vapor stream is not pure nitrogen, but it also consists of an inventory of hydrocarbons, it can be used as fuel gas. Therefore, this method,
- 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림으로부터 저압 (LP) 연료 가스 스트림을 유도하는 단계; 및 Directing a low pressure (LP) fuel gas stream from the first separator hydrocarbon vapor stream; And
- 저압 연료 가스 스트림을 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림의 압력보다 높지 않은 연료 가스 압력에서 연소 기기로 이동시키는 단계를 더 포함할 수도 있다. 제 1 가스/액체 분리기의 제 1 압력은 연료 가스 압력과 같거나 높을 수 있다. 유리하게도, 연소 기기에서 사용하기 전에 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림도 저압 연료 가스 스트림도 압축되지 않는다. Moving the low pressure fuel gas stream to the combustion device at a fuel gas pressure not higher than the pressure of the first separator hydrocarbon vapor stream. The first pressure of the first gas / liquid separator may be equal to or higher than the fuel gas pressure. Advantageously neither the first separator hydrocarbon vapor stream nor the low pressure fuel gas stream is compressed prior to use in the combustion device.
US 2008/0066493 에서, 탑에서 분리되는 N2 및 다른 증기 성분은 압축되고 고압 연료 가스 스트림으로 배출된다. US 2008/0066493 의 표 1 은, 3.05 몰% 의 질소 함량을 가지는 천연 가스 이송 스트림이, 0.65 몰% 의 질소 함량을 가지는 액화된 천연 가스 스트림 및 24 몰% 의 질소 함량을 가지는 연료 가스를 제공하도록 처리되는 실시예를 개시한다. 그러나, 고질소 함량 연료 가스 스트림은 일반적으로 액화 설비 내부의 압축기 또는 발전기를 구동하는데 사용되는 연료 가스 터빈에 사용될 때 중요한 문제점을 발생시킨다. 예를 들어, 현재 수많은 공력 (aeroderivative) 가스 터빈들은 연료 가스 내 15 몰% 를 초과하는 질소 함량을 허용할 수 없다. In US 2008/0066493, the N 2 and other vapor components which are separated in the tower are compressed and discharged into the high pressure fuel gas stream. Table 1 of US 2008/0066493 shows that a natural gas transfer stream having a nitrogen content of 3.05 mol% provides a liquefied natural gas stream having a nitrogen content of 0.65 mol% and a fuel gas having a nitrogen content of 24 mol%. An embodiment to be processed is disclosed. However, high nitrogen content fuel gas streams generally present significant problems when used in fuel gas turbines used to drive compressors or generators within a liquefaction plant. For example, many aeroderivative gas turbines are currently unable to tolerate nitrogen content in excess of 15 mol% in fuel gas.
따라서, 본 방법과 장치의 바람직한 실시형태에서, 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림이 저압 연료 가스 스트림으로서 이용된다. 다량의 질소를 가지는 연료 가스는 예를 들어 노, 보일러 및/또는 이중 연료 디젤 엔진에 연료를 공급하는 저압 연료 가스로서 여전히 사용될 수 있다. Thus, in a preferred embodiment of the present method and apparatus, a first separator hydrocarbon vapor stream is used as the low pressure fuel gas stream. Fuel gases with large amounts of nitrogen can still be used as low pressure fuel gases, for example for fueling furnaces, boilers and / or dual fuel diesel engines.
본원에 사용되는 것처럼, 저압 연료 가스 스트림에서 "저압" 이라는 용어는 가스 터빈에 연료를 공급하는데 필요한 고압 연료 가스 스트림에 상대적인 것이다. 본 명세서를 위해, 저압 연료 가스는 2 내지 15 bara 범위, 특히 2 내지 10 bara 범위의 압력일 수도 있다. 고압 (HP) 연료는 15 bara를 초과하는 압력, 일반적으로 15 내지 40 bara 범위, 특히 20 내지 30 bara의 범위의 압력일 수도 있다. As used herein, the term "low pressure" in a low pressure fuel gas stream is relative to the high pressure fuel gas stream needed to fuel the gas turbine. For the purpose of this specification, the low pressure fuel gas may be at a pressure in the range of 2 to 15 bara, in particular in the range of 2 to 10 bara. The high pressure (HP) fuel may be at a pressure in excess of 15 bara, generally in the range of 15 to 40 bara, in particular in the range of 20 to 30 bara.
유리하게도 제 1 가스/액체 분리기는 적합한 연료 가스 압력 이상에서 작동될 수도 있어서, 유리하게도 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림은 사용 전에 어떠한 압축도 필요로 하지 않거나 어떠한 광범위한 압축도 필요로 하지 않는 충분히 높은 압력에서 제공될 수도 있다. 따라서, 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림이 원하는 연료 가스 압력 이상에서 제공되도록 제 1 가스/액체 분리기의 제 1 압력을 선택하는 것이 바람직하다. Advantageously the first gas / liquid separator may be operated above a suitable fuel gas pressure, so that the first separator hydrocarbon vapor stream advantageously is at a sufficiently high pressure that does not require any compression or any extensive compression before use. May be provided. Thus, it is desirable to select the first pressure of the first gas / liquid separator so that the first separator hydrocarbon vapor stream is provided above the desired fuel gas pressure.
특히 저압 연료로서 사용될 때, 본 발명의 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림은 넓은 범위, 예를 들어 30 몰% 내지 95 몰% 범위, 보다 바람직하게는 60 몰% 내지 95 몰% 범위의 N2 를 포함할 수도 있다. Particularly when used as a low pressure fuel, the first separator hydrocarbon vapor stream of the present invention may comprise N 2 in a wide range, for example in the range from 30 mol% to 95 mol%, more preferably in the range from 60 mol% to 95 mol%. It may be.
따라서, 본 발명은 유리하게도 노 또는 소각로와 같은 연소 기기나 예를 들어 발전기에 이용될 수도 있는 이중 연료 디젤 엔진에서 사용하기에 적합한 저압 연료 가스 스트림을 제공하는데 이용될 수도 있다. 저압 연료 가스 스트림은 가열 (warming) 함으로써 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림으로부터 유도될 수도 있다. 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림은, 이것이 프로세스 스트림을 냉각하는데 사용될 수 있는 임의의 적합한 열 교환 기기로 보내질 수 있다. 유리하게도, 프로세스 스트림은 천연 가스의 일부분 형태로 제공되어 천연 가스의 이 부분을 냉각할 수도 있다.Thus, the present invention may advantageously be used to provide a low pressure fuel gas stream suitable for use in combustion equipment such as furnaces or incinerators or in dual fuel diesel engines that may be used, for example, in generators. The low pressure fuel gas stream may be derived from the first separator hydrocarbon vapor stream by warming up. The first separator hydrocarbon vapor stream can be sent to any suitable heat exchanger device in which it can be used to cool the process stream. Advantageously, the process stream may be provided in the form of a portion of natural gas to cool this portion of the natural gas.
가스 터빈을 위한 연료로서 사용하기에 적합한 고압 (HP) 연료 가스 스트림을 제공하기 위해서, 본원에 개시된 처리 방법 및 장치는 탄화수소 이송 스트림을 액화하는 방법 및 이를 위한 장치에 포함될 수도 있다. 고압 연료 가스는 액화 전에 탄화수소 이송 스트림으로부터 추출될 수도 있다. 이것은, 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림으로부터 유도된 저압 연료 가스 스트림과 비교했을 때 탄화수소 이송 스트림이 낮은 질소 함량을 가질 수도 있으므로 유리하다. 게다가, 탄화수소 이송 스트림은 고압 스트림이어서, 연료 가스 스트림으로서 사용하는 이 스트림의 일부분의 추가 가압은 요구되지 않는다. 따라서, 고압 연료 가스 압축기가 필요하지 않다. 필요하다면, 탄화수소 이송 스트림의 압력이 너무 높은 곳에서, 추출된 연료 가스의 압력은 연료로서 사용하기 전에 선택적으로 압력이 감소될 수도 있다. In order to provide a high pressure (HP) fuel gas stream suitable for use as fuel for a gas turbine, the treatment methods and apparatus disclosed herein may be included in a method and apparatus for liquefying a hydrocarbon transfer stream. The high pressure fuel gas may be extracted from the hydrocarbon feed stream prior to liquefaction. This is advantageous because the hydrocarbon feed stream may have a low nitrogen content as compared to the low pressure fuel gas stream derived from the first separator hydrocarbon vapor stream. In addition, the hydrocarbon feed stream is a high pressure stream, so no further pressurization of a portion of this stream for use as a fuel gas stream is required. Thus, no high pressure fuel gas compressor is required. If necessary, where the pressure of the hydrocarbon transport stream is too high, the pressure of the extracted fuel gas may optionally be reduced before use as fuel.
또한, 본원에 개시된 방법은 고압 연료 가스 스트림으로서 액화 탄화수소 스트림의 팽창에 의해 생성된 가스 스트림을 사용하지 않기 때문에 유리하다. 엔드 플래시 프로세스와 같은 가스/액체 분리 스텝에 의해 발생되는 이러한 가스 스트림은, 분리기에 의해 생성된 액체 생성물과 비교했을 때 질소와 같은 더 낮은 비등점 성분의 더 높은 함량을 가질 것이다. The method disclosed herein is also advantageous because it does not use a gas stream produced by expansion of the liquefied hydrocarbon stream as a high pressure fuel gas stream. This gas stream generated by a gas / liquid separation step, such as an end flash process, will have a higher content of lower boiling point components such as nitrogen as compared to the liquid product produced by the separator.
도면을 참고하면, 도 1 은 제 1 실시형태에 따른 다상 탄화수소 스트림 (145) 을 처리하는 방법 및 장치 (1) 를 나타낸다. 다상 탄화수소 스트림 (145) 은 천연 가스로부터 유도된다. 다상 탄화수소 스트림 (145) 은 증기상 및 액상을 포함한다. 다상 탄화수소 스트림 (145) 이 어떻게 제공될 수 있는지에 대한 일 실시예가 도 2 를 참고로 아래에서 더 자세히 검토된다. Referring to the drawings, FIG. 1 shows a method and apparatus 1 for treating a
다상 탄화수소 스트림 (145) 은 제 1 가스/액체 분리기 (150) 의 제 1 유입구 (148) 로 이동된다. 제 1 가스/액체 분리기 (150) 는 제 1 배출구 (151) 에서 오버헤드 스트림으로서 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림 (205) 을 제공하고 제 1 가스/액체 분리기 (150) 의 저부 또는 저부 근처의 제 2 배출구 (152) 에서 액체 스트림인 제 1 분리기 저부 스트림 (155a) 을 제공한다. 제 1 가스/액체 분리기 (150) 는 분별증류탑 또는 증류탑과 같은 분리탑 형태일 수도 있다. 제 1 가스/액체 분리기 (150) 는 질소 분리 탑 형태로 제공되는 것이 바람직하다. 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림 (205) 은 일반적으로 탄화수소, 일반적으로 주로 메탄 및 질소로 이루어진다. The
액체 탄화수소 스트림에서 훨씬 더 낮은 질소 함량을 달성하고 저압 연료 가스 스트림으로서 여전히 사용 가능하도록 바람직하게는 2 내지 15 bara, 보다 바람직하게는 2 내지 10 bara의 범위에 있는 제 1 압력에서 분리가 이루어진다. Separation takes place at a first pressure, preferably in the range of 2 to 15 bara, more preferably 2 to 10 bara, to achieve a much lower nitrogen content in the liquid hydrocarbon stream and still be usable as a low pressure fuel gas stream.
제 1 가스/액체 분리기 (150) 내부에서 분리를 향상시키도록, 스트리핑 증기 스트림 (185a) 은 제 2 유입구 (149) 에 제공된다. 제 2 유입구 (149) 는 일반적으로 당업자에게 알려진 증기 유입 기기로 이루어진다. 제 2 유입구 (149) 는, 다상 탄화수소 스트림의 액상으로부터 증기상까지, 질소와 같은, 탄화수소 혼합물의 보다 가벼운 성분의 효율적인 스트리핑을 제공하기 위해서 제 1 유입구 (148) 보다 중력적으로 낮은 레벨에 있는 것이 바람직하다. 제 1 유입구 (148) 는 일반적으로 당업자에게 알려진 유입구 분배기 (distributor) 로 이루어진다. To enhance separation within the first gas /
바람직한 실시형태에서, 제 1 가스/액체 분리기 (150) 는 분리를 향상시키기 위해서 바람직하게는 트레이 또는 패킹과 같은 접촉 향상 수단 (154) 으로 이루어진 접촉 구간을 포함한다. 접촉 향상 수단 (154) 은 제 1 및 제 2 유입구 (148, 149) 사이에 중력적으로 배치되는 것이 바람직하다. In a preferred embodiment, the first gas /
접촉 향상 수단은 다음 트레이로 떨어지기 전에 액상이 각각의 트레이를 따라 수평으로 흐를 수 있도록 배치될 수 있는 복수의 적층된 트레이들을 포함하는데, 증기상은 트레이에서 홀 (hole) 을 통하여 기포를 형성한다. 이것은 액상과 증기상 사이의 접촉 면적의 양을 증가시킨다. 대안적으로, 접촉 향상 수단은 패킹으로 이루어질 수 있다. 패킹의 접촉 구간은 체계적일 수도 있고 무작위일 수도 있는 패킹을 가지는 트레이와 유사한 방식으로 작동하여서, 액상과 증기상 사이의 접촉 면적을 증가시킨다. The contact enhancement means comprises a plurality of stacked trays which can be arranged such that the liquid phase can flow horizontally along each tray before falling to the next tray, where the vapor phase forms bubbles through holes in the tray. This increases the amount of contact area between the liquid and vapor phases. Alternatively, the contact enhancing means may consist of a packing. The contact section of the packing operates in a manner similar to a tray with packing, which may be systematic or random, thereby increasing the contact area between the liquid and vapor phases.
제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림 (205) 은 30 몰% 이상의 N2 인벤토리 및 탄화수소로 이루어질 수 있다. 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림 (205) 은 10 bara 이하의 압력을 가지는 것이 바람직하다. The first separator
저압 연료 가스 스트림 (215) 은 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림 (205) 으로부터 유도될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림 (205) 은 연료 가스 열교환기 (210) 로 이동될 수도 있는데, 여기에서 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림은 예를 들어 약 5 또는 6 bara의 압력에서 저압 연료 가스 스트림 (215) 을 제공하도록 가열 스트림 (355) 에 대해 가열된다. 동시에, 가열 스트림은 냉각되어 냉각된 가열 스트림 (365) 으로 변화된다. The low pressure
연료 가스 열교환기 (210) 는 주변 히터와 같은 히터일 수도 있는데, 이 경우에 가열 스트림 (355) 은 냉각된 공기 또는 냉각된 물 스트림 형태로 냉각된 가열 스트림 (365) 을 제공하도록 주변 공기 또는 주변 물 형태로 제공될 수도 있다. 냉각된 가열 스트림 (365) 은 다른 스트림을 냉각 (chill) 하기 위해서 중간 스트림으로서 이용될 수도 있다. 그러나, 바람직한 실시형태들에서, 가열 스트림 (355) 은 냉각될 필요가 있는 프로세스 스트림 형태로 제공되어서, 부가적으로 냉각된 프로세스 스트림을 제공한다. 이런 식으로, 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림 (205) 으로부터 냉각 에너지는 탄화수소 또는 냉매 스트림과 같은 장치 (1) 내부의 프로세스 스트림을 냉각하는데 효율적으로 사용될 수 있다. 이것의 실시예는 도 2 의 실시형태와 비교하여 제공된다. The fuel
저압 연료 가스 스트림 (215) 은 30 몰% 이상의 N2 로 이루어질 수도 있다. 그 후 저압 연료 가스 스트림 (215) 은 저압 연료 가스 네트워크로 이동될 수 있다. 도 1 은, 하나 이상의 저압 연료 가스 소모기 (220), 예를 들어 노, 보일러, 또는 이중 연료 디젤 엔진과 같은 연소 기기로 직접 이동되는 저압 연료 가스 스트림 (215) 을 나타낸다. 이러한 연소 기기는 일반적으로 당업자에게 알려진 대로 저압 연료 가스에서 높은 레벨의 질소를 허용할 수 있다. The low pressure
제 1 가스/액체 분리기 (150) 로부터 제 1 분리기 저부 스트림 (155a) 은, 제 2 가스/액체 분리기 (160) 의 제 1 유입구 (158) 로 이동될 수도 있다. 제 2 가스/액체 분리기 (160) 는, 제 1 가스/액체 분리기 (150) 에서 분리를 제공하는데 사용되는 제 1 압력보다 낮은 제 2 압력으로 작동한다. 제 2 압력은 바람직하게는 4 bara 미만, 보다 바람직하게는 2 bara 미만이다. 제 2 압력은 대기압 또는 대기압 근사값이 적합할 수도 있다. 본 개시를 위해, 대기압 또는 대기압 근사값은 1 내지 1.3 bara 사이의 압력으로 이해되는 것이 바람직하다. The first
제 1 및 제 2 가스/액체 분리기 (150, 160) 사이의 압력 강하가 적합한 제 2 압력을 제공하기에 불충분하다면, 제 1 분리기 저부 스트림 (155a) 은 저부 스트림 팽창 기기 (200) 를 통과할 수 있는데, 이것은 제 2 압력에서 제 2 가스/액체 분리기 (160) 의 제 1 유입구 (158) 로 (팽창된) 제 1 분리기 저부 스트림 (155b) 을 제공한다. If the pressure drop between the first and second gas /
제 2 가스/액체 분리기 (160) 는, 제 1 배출구 (161) 에서 오버헤드 스트림으로서 제 2 분리기 탄화수소 증기 스트림 (175) 을 제공하고 제 2 배출구 (162) 에서 처리된 액체 탄화수소 스트림 (165) 을 제공한다. 제 2 가스/액체 분리기 (160) 는 적합한 플래시 (flash) 용기일 수도 있다. The second gas /
다상 탄화수소 스트림 (145) 이 천연 가스로부터 유도될 때 LNG 스트림일 수도 있는 처리된 액체 탄화수소 스트림 (165) 은 대기압 또는 대기압 근사값에서 제공될 수 있다. 처리된 액체 탄화수소 스트림 (165) 은 극저온 저장 탱크와 같은 저장 탱크 (170) 로 이동될 수도 있다. The treated
제 2 분리기 탄화수소 증기 스트림 (175) 은 오버헤드 스트림 압축기 (180) 로 이동되는데, 이 압축기에서 제 2 분리기 탄화수소 증기 스트림은 스트리핑 증기 스트림 (185) 을 제공하도록 압축된다. 오버헤드 스트림 압축기 (180) 는 가스 터빈, 증기 터빈 및/또는 전기 모터와 같은 오버헤드 스트림 압축기 구동기 (190) 에 의해 기계적으로 구동될 수도 있다. 스트리핑 증기 스트림 (185) 은, 내부에서 분리를 향상시키도록 이 스트리핑 증기 스트림이 제 1 가스/액체 분리기 (150) 의 제 2 유입구 (149) 로 이동되기 전에, 결합된 스트리핑 증기 스트림 (185a) 을 형성하도록 보충 스트리핑 증기 스트림 (235) 과 선택적으로 결합될 수도 있다. 스트리핑 증기 스트림 (185) 은 일반적으로 제 1 압력과 동일하거나 약간 높아야 하는 제 3 압력, 예를 들어 제 1 가스/액체 분리기 (150) 의 제 2 유입구 (149) 와 오버헤드 스트림 압축기 (180) 의 배출부 사이의 임의의 압력 손실과 제 1 압력의 합이다. 예를 들어, 제 3 압력은 제 1 압력보다 높은 0 내지 2 bara의 범위에 있을 수도 있다. The second separator
보충 스트리핑 증기 스트림 (235) 은 극저온 저장 탱크로부터 보일 오프 가스 (boil off gas) 로 이루어질 수도 있다. 처리된 액체 탄화수소를 극저온 저장하는 경우에, 불완전한 단열 및 온도 변동 때문에 저장 탱크 (170) 로부터 처리된 액체 탄화수소의 일정한 정도의 기화가 예상될 수 있다. 결과적으로 생기는 보일 오프 증기는, 보일 오프 가스 (BOG) 스트림 (195) 으로서 저장 탱크 (170) 에서 제거될 수 있다. 보일 오프 가스 스트림 (195) 은 보일 오프 가스 압축기 (230) 로 이동될 수 있는데, 여기에서 보일 오프 가스 스트림은 보충 스트리핑 증기 스트림으로서 사용하기 위해 압축된 보일 오프 가스 스트림 (235) 을 제공하도록 압축된다. 보일 오프 가스 압축기 (230) 는, 가스 또는 증기 터빈 및/또는 전기 모터와 같은 보일 오프 가스 압축기 구동기 (240) 에 의해 구동될 수 있다. The supplemental stripping
도 1 에 나타내지 않은 대안적인 실시형태에서, 보충 스트리핑 증기 스트림 (235) 은 제 1 가스/액체 분리기 (150) 의 분리된 추가 유입구로 직접 이동될 수도 있다. 보충 스트리핑 증기 (235) 를 제 1 가스/액체 분리기로 공급하는 최종적 선택은, 압축된 보일 오프 가스 스트림과 같은 보충 스트리핑 증기 스트림 (235) 의 온도 및 조성에 의해 이루어질 수도 있다. In an alternative embodiment not shown in FIG. 1, the supplemental stripping
바람직한 일 실시형태에서, 여기에 개시된 방법은 탄화수소 이송 스트림을 위한 액화 프로세스의 일부로서 이용될 수 있는데, 이 경우에 처리될 다상 탄화수소 스트림은 탄화수소 이송 스트림의 압력을 바꾸고/또는 냉각함으로써 형성될 수도 있다. 탄화수소 이송 스트림은 냉각되고 액화될 수 있는 임의의 적합한 가스 스트림일 수도 있지만, 보통 천연 가스 또는 유층으로부터 얻은 천연 가스 스트림이다. 일 대안으로서, 탄화수소 공급 스트림은 피셔-트롭쉬 (Fischer-Tropsch) 프로세스와 같은 합성 소스를 또한 포함하는 다른 소스로부터 얻을 수도 있다. In one preferred embodiment, the method disclosed herein can be used as part of a liquefaction process for a hydrocarbon transfer stream, in which case the multiphase hydrocarbon stream to be treated may be formed by varying the pressure of the hydrocarbon transfer stream and / or cooling. . The hydrocarbon transfer stream may be any suitable gas stream that can be cooled and liquefied, but is usually a natural gas stream obtained from natural gas or oil beds. As an alternative, the hydrocarbon feed stream may be obtained from other sources that also include a synthetic source, such as a Fischer-Tropsch process.
보통, 천연 가스 스트림은 실질적으로 메탄으로 이루어진 탄화수소 조성물이다. 바람직하게 탄화수소 이송 스트림은 적어도 50 몰% 메탄, 보다 바람직하게는 적어도 80 몰% 메탄으로 이루어진다. Usually, the natural gas stream is a hydrocarbon composition consisting essentially of methane. Preferably the hydrocarbon feed stream consists of at least 50 mol% methane, more preferably at least 80 mol% methane.
천연 가스와 같은 탄화수소 조성물은 또한 H2O, N2, CO2, Hg, H2S 및 그 밖의 황 화합물과 같은 비탄화수소를 포함할 수도 있다. 원한다면, 천연 가스는 냉각 및 임의의 액화 이전에 예비 처리될 수도 있다. 이 예비 처리는 CO2 및 H2S 와 같은 바람직하지 못한 성분의 감소 및/또는 제거 또는 그 밖의 조기 냉각, 예비 가압 등과 같은 단계들을 포함할 수도 있다. 이런 스텝들은 당업자에게 잘 알려져 있으므로, 그 메커니즘은 여기서 더 논하지 않는다.Hydrocarbon compositions such as natural gas may also include non-hydrocarbons such as H 2 O, N 2 , CO 2 , Hg, H 2 S and other sulfur compounds. If desired, natural gas may be pretreated prior to cooling and any liquefaction. This pretreatment may include steps such as reduction and / or removal of undesirable components such as CO 2 and H 2 S or other premature cooling, preliminary pressurization and the like. Since these steps are well known to those skilled in the art, the mechanism is not discussed further here.
따라서, "탄화수소 이송 스트림" 이라는 용어는 세척, 탈수 및/또는 스크러빙 (scrubbing) 을 포함하는 임의의 처리 이전의 조성뿐만 아니라 하나 이상의 화합물 또는 물질의 감소 및/또는 제거를 위해 부분적으로, 상당히 또는 완전히 처리되는 임의의 조성을 포함할 수도 있고, 황, 황 화합물, 이산화탄소, 물, Hg 및 하나 이상의 C2 + 탄화수소를 포함하지만 이에 제한되지 않는다.Thus, the term “hydrocarbon transfer stream” is partially, significantly or completely, for the reduction and / or removal of one or more compounds or substances, as well as compositions prior to any treatment, including washing, dewatering and / or scrubbing. It may include any composition that is processed, sulfur, including sulfur compounds, carbon dioxide, water, Hg and one or more C 2 + hydrocarbons but are not limited to.
소스에 따라, 천연 가스는 특히 에탄, 프로판 및 부탄과 같은 메탄보다 더 무거운 가변량의 탄화수소 및 가능한 더 적은 양의 펜탄 및 방향족 탄화수소를 포함할 수도 있다. 이 조성은 가스의 형태 및 위치에 따라 바뀐다.Depending on the source, natural gas may include variable amounts of hydrocarbons, in particular heavier than methane, such as ethane, propane and butane, and possibly the least amount of pentane and aromatic hydrocarbons. This composition changes depending on the form and location of the gas.
종래에는, 메탄보다 무거운 탄화수소는 액화된 생성물에 원하는 사양을 제공하거나 메탄 액화 플랜트의 부분을 막을 수도 있는 상이한 결빙 또는 액화 온도를 가지는 것과 같은 여러 가지 이유 때문에 액화 이전에 탄화수소 이송 스트림으로부터 다양한 정도로 제거된다. C2 + 탄화수소는, 메탄이 풍부한 오버헤드 탄화수소 스트림 및 C2 + 탄화수소를 포함하는 메탄 희박 저부 스트림을 제공하는, 탈메탄기에 의해 탄화수소 이송 스트림에서 분리되거나 그 함유량이 감소될 수 있다. 그 후, 메탄 희박 저부 스트림은 액화 석유 가스 (LPG) 를 제공하고 스트림을 응축하기 위해서 추가 분리기로 이동될 수 있다.Conventionally, hydrocarbons heavier than methane are removed to varying degrees from the hydrocarbon transport stream prior to liquefaction for a variety of reasons, such as providing different specifications for the liquefied product or having different freezing or liquefaction temperatures that may block part of the methane liquefaction plant. . C 2 + hydrocarbons may be methane-rich overhead stream and a C 2 + hydrocarbons to provide a bottom stream comprising the lean methane hydrocarbons separated from the hydrocarbon feed stream by a demethanizer or its content reduced. The methane lean bottoms stream can then be transferred to an additional separator to provide liquefied petroleum gas (LPG) and to condense the stream.
분리 이후에, 이렇게 생성된 탄화수소 스트림은 추가로 냉각되고, 바람직하게는 액화될 수 있다. 냉각은 본 기술분야에 알려진 다수의 방법에 의해 제공될 수 있다. 탄화수소 스트림은 하나 이상의 냉매 회로에서 하나 이상의 냉매 스트림에 대해 이동된다. 이러한 냉매 회로는 압축된 냉매 스트림을 제공하기 위해서 적어도 부분적으로 기화된 냉매 스트림을 압축하도록 하나 이상의 냉매 압축기를 포함할 수 있다. 그 후, 압축된 냉매 스트림은 냉매 스트림을 제공하기 위해서 공기 냉각기 또는 수 냉각기 (water cooler) 와 같은 냉각기 내부에서 냉각될 수 있다. 냉매 압축기는 하나 이상의 가스 및/또는 증기 터빈 및/또는 전기 모터에 의해 구동될 수 있다. After separation, the hydrocarbon stream thus produced can be further cooled and preferably liquefied. Cooling can be provided by a number of methods known in the art. The hydrocarbon stream is moved relative to one or more refrigerant streams in one or more refrigerant circuits. Such refrigerant circuits may include one or more refrigerant compressors to compress the at least partially vaporized refrigerant stream to provide a compressed refrigerant stream. The compressed refrigerant stream may then be cooled inside a cooler such as an air cooler or a water cooler to provide a coolant stream. The refrigerant compressor may be driven by one or more gas and / or steam turbines and / or electric motors.
탄화수소 스트림의 냉각은 하나 이상의 스테이지로 수행될 수 있다. 예비-냉각 또는 보조 냉각으로도 불리는 초기 냉각은, 예비-냉각된 탄화수소 스트림을 제공하기 위해서 하나 이상의 예비-냉각 열교환기 내부에서 예비-냉각 냉매 회로의 혼합 냉매와 같은 예비-냉각 냉매를 이용하여 수행될 수 있다. 예비-냉각된 탄화수소 스트림은 0℃ 미만의 온도에서와 같이 바람직하게 부분적으로 액화된다. Cooling of the hydrocarbon stream may be carried out in one or more stages. Initial cooling, also referred to as pre-cooling or sub-cooling, is performed using pre-cooling refrigerants such as mixed refrigerants in the pre-cooling refrigerant circuit inside one or more pre-cooling heat exchangers to provide a pre-cooled hydrocarbon stream. Can be. The pre-cooled hydrocarbon stream is preferably partially liquefied, such as at temperatures below 0 ° C.
바람직하게, 이러한 예비-냉각 열교환기는 예비-냉각 스테이지를 포함할 수 있는데, 임의의 후속 냉각은 하나 이상의 메인 및/또는 서브-냉각 스테이지에서 탄화수소 스트림의 일 분획 (fraction) 을 액화하도록 하나 이상의 메인 열교환기에서 수행된다. Preferably, such pre-cooling heat exchanger may comprise a pre-cooling stage, wherein any subsequent cooling may include one or more main heat exchangers to liquefy a fraction of the hydrocarbon stream in one or more main and / or sub-cooling stages. Is carried out in the
이런 식으로, 둘 이상의 냉각 스테이지가 포함될 수도 있는데, 각각의 스테이지는 하나 이상의 스텝, 부분 등을 가진다. 예를 들어, 각 냉각 스테이지는 1 개 내지 5 개의 열교환기를 포함할 수도 있다. 탄화수소 스트림 및/또는 냉매의 분획은 냉각 스테이지의 모두 및/또는 모두 동일한 열교환기를 통과할 수 없다. In this way, two or more cooling stages may be included, each stage having one or more steps, portions, or the like. For example, each cooling stage may comprise one to five heat exchangers. The fraction of hydrocarbon stream and / or refrigerant cannot pass through all and / or all of the same heat exchanger in the cooling stage.
하나의 실시형태에서, 탄화수소는 2 개 또는 3 개의 냉각 스테이지로 이루어진 방법에서 냉각되고 액화될 수도 있다. 바람직하게, 예비-냉각 스테이지는 탄화수소 이송 스트림의 온도를 0℃ 미만, 보통 -20℃ 내지 -70℃ 범위로 감소시키려고 한다. In one embodiment, the hydrocarbon may be cooled and liquefied in a method consisting of two or three cooling stages. Preferably, the pre-cooling stage attempts to reduce the temperature of the hydrocarbon feed stream to less than 0 ° C, usually in the range of -20 ° C to -70 ° C.
메인 냉각 스테이지는 예비-냉각 스테이지와 분리되는 것이 바람직하다. 즉, 메인 냉각 스테이지는 하나 이상의 분리된 메인 열교환기를 포함한다. 바람직하게, 메인 냉각 스테이지는 탄화수소 스트림, 보통 예비-냉각 스테이지에 의해 냉각된 탄화수소 스트림의 적어도 일 분획의 온도를 -100℃ 미만으로 감소시키려고 한다.The main cooling stage is preferably separated from the pre-cooling stage. In other words, the main cooling stage comprises one or more separate main heat exchangers. Preferably, the main cooling stage attempts to reduce the temperature of the hydrocarbon stream, usually at least one fraction of the hydrocarbon stream cooled by the pre-cooling stage, below -100 ° C.
둘 이상의 예비-냉각에 사용하는 열교환기 또는 임의의 메인 열교환기는 본 기술분야에 잘 알려져 있다. 예비-냉각 열교환기는 쉘 (shell) 및 튜브 열교환기인 것이 바람직하다. Heat exchangers or any main heat exchanger used for two or more pre-coolings are well known in the art. The pre-cooling heat exchanger is preferably a shell and tube heat exchanger.
임의의 메인 열 교환기 중 적어도 하나는 바람직하게 본 기술분야에 알려진 스풀-권선형 극저온 열 교환기이다. 선택적으로, 열 교환기는 그 쉘 내부에 하나 이상의 냉각부를 포함할 수 있고, 각 냉각부는 냉각 스테이지 또는 다른 냉각 위치에 분리된 '열 교환기' 로서 간주될 수 있다.At least one of any main heat exchanger is preferably a spool-wound cryogenic heat exchanger known in the art. Optionally, the heat exchanger may include one or more coolers within its shell, and each cooler may be considered as a 'heat exchanger' separated in a cooling stage or other cooling location.
다른 실시형태에서, 예비-냉각 냉매 스트림 및 임의의 메인 냉매 스트림 중 하나 또는 양자는 냉각된 냉매 스트림을 제공하기 위해서 하나 이상의 열교환기, 바람직하게는 전술한 둘 이상의 예비-냉각 및 메인 열교환기를 통과할 수 있다. In another embodiment, one or both of the pre-cooling refrigerant stream and any main refrigerant stream may pass through one or more heat exchangers, preferably the two or more pre-cooling and main heat exchangers described above to provide a cooled refrigerant stream. Can be.
냉매가 예비-냉각 냉매 회로 또는 임의의 메인 냉매 회로와 같은 혼합된 냉매 회로에서 혼합된 냉매이라면, 이것은 질소, 메탄, 에탄, 에틸렌, 프로판, 프로필렌, 부탄, 펜탄 등으로 이루어진 군에서 선택된 둘 이상의 성분의 혼합물로 형성될 수도 있다. 하나 이상의 다른 냉매는 분리되거나 겹쳐진 냉매 회로 또는 그 밖의 냉각 회로에서 사용될 수도 있다. If the refrigerant is a mixed refrigerant in a mixed refrigerant circuit, such as a pre-cooled refrigerant circuit or any main refrigerant circuit, it is at least two components selected from the group consisting of nitrogen, methane, ethane, ethylene, propane, propylene, butane, pentane and the like. It may also be formed from a mixture of. One or more other refrigerants may be used in separate or overlapping refrigerant circuits or other cooling circuits.
예비-냉각 냉매 회로는 혼합된 예비-냉각 냉매를 포함할 수도 있다. 메인 냉매 회로는 혼합된 메인 냉매로 이루어질 수도 있다. 본원에 언급된 바와 같이 혼합된 냉매 또는 혼합된 냉매 스트림은 적어도 5 몰% 의 두 가지 다른 성분을 포함한다. 보다 바람직하게, 혼합된 냉매는 질소, 메탄, 에탄, 에틸렌, 프로판, 프로필렌, 부탄 및 펜탄으로 이루어진 군에서 둘 이상으로 이루어진다. The pre-cooling refrigerant circuit may comprise mixed pre-cooling refrigerant. The main refrigerant circuit may consist of mixed main refrigerant. As mentioned herein, the mixed refrigerant or the mixed refrigerant stream comprises at least 5 mole% of two other components. More preferably, the mixed refrigerant consists of two or more in the group consisting of nitrogen, methane, ethane, ethylene, propane, propylene, butane and pentane.
예비-냉각 혼합된 냉매에 대한 공통 조성은: The common composition for the pre-cooled mixed refrigerant is:
메탄 (Cl) 0 ~ 20 몰% Methane (Cl) 0-20 mol%
에탄 (C2) 5 ~ 80 몰% Ethane (C2) 5 ~ 80 mol%
프로판 (C3) 5 ~ 80 몰% Propane (C3) 5 to 80 mol%
부탄 (C4) 0 ~ 15 몰% 일 수 있다.Butane (C4) may be from 0 to 15 mol%.
전체 조성은 100 몰% 로 이루어진다. The total composition consists of 100 mol%.
메인 냉각 혼합된 냉매에 대한 공통 조성은: The common composition for the main cooling mixed refrigerant is:
질소 0 ~ 10 몰% Nitrogen 0-10 mol%
메탄 (Cl) 30 ~ 70 몰% Methane (Cl) 30 to 70 mol%
에탄 (C2) 30 ~ 70 몰% Ethane (C2) 30 ~ 70 mol%
프로판 (C3) 0 ~ 30 몰% Propane (C3) 0-30 mol%
부탄 (C4) 0 ~ 15 몰% 로 이루어진다.Butane (C4) 0 to 15 mol%.
전체 조성은 100 몰% 로 이루어진다.The total composition consists of 100 mol%.
다른 실시형태에서, 예비-냉각된 천연 가스 스트림과 같은 예비-냉각된 탄화수소 스트림은 LNG 스트림과 같은 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 액화된 탄화수소 스트림을 제공하도록 추가로 냉각될 수 있다. 메인 냉각 스테이지에서 추가 냉각이 수행될 수도 있다. 바람직하게, 본원에 기술한 방법 및 장치에서 제공되는 처리된 액체 탄화수소 스트림은 하나 이상의 저장 탱크에 저장될 수 있다. 완전히 액화된 탄화수소 스트림은 보조-냉각되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 메인 냉각 스테이지 또는 분리된 보조-냉각 스테이지에서 추가 냉각은 액화 탄화수소 스트림의 보조 냉각을 포함할 수도 있다.In another embodiment, the pre-cooled hydrocarbon stream, such as the pre-cooled natural gas stream, may be further cooled to provide an at least partially, preferably fully liquefied hydrocarbon stream, such as an LNG stream. Further cooling may be performed in the main cooling stage. Preferably, the treated liquid hydrocarbon stream provided in the methods and apparatus described herein may be stored in one or more storage tanks. The fully liquefied hydrocarbon stream is preferably co-cooled. For example, further cooling in the main cooling stage or in a separate sub-cooling stage may comprise auxiliary cooling of the liquefied hydrocarbon stream.
액화 이후에, 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 액화된 탄화수소 스트림이, 본원에 기술한 방법과 장치에 따라 추가 프로세싱 될 수 있는 다상 탄화수소 스트림을 제공하도록 팽창될 수 있다. After liquefaction, the at least partially, preferably fully liquefied, hydrocarbon stream can be expanded to provide a multiphase hydrocarbon stream that can be further processed according to the methods and apparatus described herein.
도 2 는, 본원에 개시한 처리 방법에 사용되는 다상 탄화수소 스트림 (145) 을 제공하도록 가압된 탄화수소 이송 스트림 (85) 이 처리되고, 냉각되고, 적어도 부분적으로 액화되고 팽창되는 장치의 제 2 실시형태를 보여준다. 더 자세히 기술하면, 다상 탄화수소 스트림 (145) 은: FIG. 2 shows a second embodiment of an apparatus in which the pressurized
- 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 액화된 탄화수소 스트림 (115) 을 제공하는 스텝; 및 Providing at least partially, preferably a fully liquefied
- 팽창된 탄화수소 스트림 형태로 다상 탄화수소 스트림 (145) 을 제공하기 위해서 하나 이상의 탄화수소 스트림 팽창 기기 (120, 140) 에서 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 액화된 탄화수소 스트림 (115) 을 팽창시키는 스텝에 의해 제공될 수도 있다. Expanding the at least partially, preferably fully liquefied
적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 액화된 탄화수소 스트림 (115) 은:At least partially, the fully liquefied
- 탄화수소 공급 스트림 (105) 을 제공하는 스텝; Providing a
- 탄화수소 공급 스트림 (105) 을 고압 연료 가스 스트림 (107) 및 연속 탄화수소 스트림 (108) 으로 분할하는 스텝; 및Dividing the
- 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 액화된 탄화수소 스트림 (115) 을 제공하기 위해서 하나 이상의 열교환기 (110a, 110b) 에서 연속 스트림 (108) 의 적어도 일부를 냉각함으로써 연속 탄화수소 스트림 (108) 을 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 액화하는 스텝에 의해 제공될 수도 있다.At least partially, continuously cooling the
고압 연료 가스 스트림 (107) 은 15 몰% 미만의 질소 함량 및 15 bara를 초과하는 압력 중 하나 또는 양자를 가질 수도 있다. 고압 연료 가스 스트림 (107) 은 가스 터빈과 같은 하나 이상의 고압 연료 가스 소모기 (300) 로 적절히 이동될 수도 있다. The high pressure
공급 스트림 분리 기기 (80) 는, 탄화수소 공급 스트림 (105) 을 연속 탄화수소 스트림 (108) 및 고압 연료 가스 스트림 (107) 으로 분리하도록 구비될 수도 있다. 공급 스트림 분리 기기 (80) 는, 탄화수소 공급 스트림 (105) 을 위한 유입구 (78), 고압 연료 가스 스트림 (107) 을 위한 제 1 배출구 (81) 및 연속 탄화수소 스트림 (108) 을 위한 제 2 배출구 (82) 를 적절히 포함할 수도 있다. The feed
어떤 실시형태에서, 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전한 액화 스텝은: In some embodiments, at least partially, preferably the complete liquefaction step is:
- 예비-냉각된 탄화수소 스트림 (113) 을 제공하기 위해서 예비-냉각 냉매 회로에서 예비-냉각 냉매에 대해 하나 이상의 예비-냉각 열교환기 (110a) 에서 연속 탄화수소 스트림 (108) 의 적어도 일부를 예비-냉각하는 단계; 및Pre-cool at least a portion of the
- 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 액화된 탄화수소 스트림 (115) 을 제공하기 위해서 메인 냉각 냉매 회로에서 순환되는 메인 냉각 냉매에 대해, 하나 이상의 메인 냉각 열교환기 (110b) 에서 예비-냉각된 탄화수소 스트림 (113) 의 적어도 일부 (113b) 를 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 액화하는 단계로 이루어질 수도 있다. 이 실시형태는: At least partially, for the main cooling refrigerant circulated in the main cooling refrigerant circuit to provide a fully liquefied
- 가열 스트림 (355) 으로서 예비-냉각된 탄화수소 스트림 (113) 의 일부 (113b) 를 연료 가스 열교환기 (210) 로 이동시키는 스텝; Moving a
- 냉각된 프로세스 스트림 (365) 을 제공하기 위해서 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림 (205) 에 대해 연료 가스 열교환기 (210) 내부에서 예비-냉각된 탄화수소 스트림의 상기 부분 (113b) 을 냉각하는 스텝; 및Cooling said portion (113b) of the pre-cooled hydrocarbon stream inside the fuel gas heat exchanger (210) for the first separator hydrocarbon vapor stream (205) to provide a cooled process stream (365); And
- 하나 이상의 탄화수소 스트림 팽창 기기 (120, 140) 중 하나로 냉각된 프로세스 스트림 (365) 을 이동시키는 스텝을 더 포함할 수도 있다. Moving the cooled
따라서, 이 장치는 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 액화된 탄화수소 스트림 (115) 을 제공하기 위해서 연속 탄화수소 스트림 (108) 을 냉각하고 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 액화시키는 하나 이상의 냉각 스테이지 (110) 를 포함할 수도 있다. 상기 하나 이상의 냉각 스테이지 (110) 는 공급 스트림 분리 기기 (80) 의 제 2 배출구 (82) 와 유체 연통하는 연속 탄화수소 스트림 (108) 을 위한 유입구 (109) 및 하나 이상의 탄화수소 스트림 팽창 기기 (120, 140) 의 유입구 (118) 에 연결된 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 액화된 탄화수소 스트림 (115) 을 위한 배출구 (112) 를 적절히 포함할 수도 있다. Thus, the apparatus provides at least one
천연 가스 스트림일 수 있는 탄화수소 이송 스트림 (85) 은, 보통 30 내지 90 bara 범위의 압력에서 가압 스트림으로서 제공된다. 탄화수소 이송 스트림 (85) 은 산성 가스 제거 유닛 (90) 으로 이동될 수도 있다. 산성 가스 제거 유닛 (90) 은 처리된 탄화수소 스트림 (95) 을 제공하기 위해서 알려진 방법에 의해 탄화수소 이송 스트림 (85) 에서 이산화탄소 및 황화수소와 같은 산성 가스 함량을 낮춘다.The
그 후 산성 가스가 고갈될 처리된 탄화수소 스트림 (95) 은 선택적으로 건조기 (미도시) 를 통하여, 천연 가스 액체 (NGL) 추출 유닛 (100) 으로 이동될 수도 있다. NGL 추출 유닛 (100) 에서, 예를 들어 하나 이상의 스크러브탑 (scrub column) 또는 분별증류탑을 이용하여 더 무거운 탄화수소와 함께 프로판, 부탄 및 펜탄과 같은 임의의 천연 가스 액체의 적어도 일부가 제거될 수 있다. NGL 추출 유닛 (100) 은, 천연 가스 액체가 고갈될 수 있는 탄화수소 공급 스트림 (105) 을 제공한다. The treated
도 2 는 공급 스트림 분리 기기 (80) 의 유입구 (78) 로 이동되는 탄화수소 공급 스트림 (105) 을 보여주는데, 여기에서 탄화수소 공급 스트림은 제 1 배출구 (81) 에서 고압 연료 가스 스트림 (107) 및 제 2 배출구 (82) 에서 연속 탄화수소 스트림 (108) 으로 분할된다. 2 shows a
도 2 에 도시되지 않은 대안적인 실시형태에서, 고압 연료 가스 스트림 (107) 은 탄화수소 공급 스트림 (105) 대신에 탄화수소 이송 스트림 (85) 및/또는 처리된 탄화수소 스트림 (95) 으로부터 유입될 수 있다. 고압 연료 가스 스트림 (107) 을 위한 취출점은 탄화수소 혼합물의 조성에 의해 결정될 것이다. 예를 들어, 탄화수소 혼합물이 물론 산성 가스가 적다면, 고압 연료 가스 스트림 (107) 은 탄화수소 이송 스트림 (85) 으로부터 끌어들일 수 있고 압력은 라인 (107) 에 제공된 밸브 (106) 와 같은 기기에서 감소되어서 원하는 대로 고압 연료 압력 조건에 맞출 수 있다. In an alternative embodiment not shown in FIG. 2, the high pressure
대안적으로 (미도시), NGL 추출 유닛 (100) 이 보다 낮은 압력에서 작동된다면 고압 연료 가스 스트림은 보다 낮은 압력에서 NGL 추출 유닛 (100) 으로부터 끌어들일 수 있다. 이것과 함께, 이것은 연료 가스로서 추출될 탄화수소 공급 스트림 (105) 의 일부를 불필요하게 재압축하는데 동력을 소비하는 것을 피할 수 있다. Alternatively (not shown), the high pressure fuel gas stream may be drawn from the
그 후, 고압 연료 가스 스트림 (107) 은 고압 연료 가스 네트워크로 이동될 수 있거나, 도 2 에 도시된 대로 가스 터빈과 같은 하나 이상의 고압 연료 가스 소모기 (300) 로 직접 이동될 수 있다. 가스 터빈은 전력을 발생시키기 위한 발전기를 기계적으로 구동하거나, 보다 바람직하게는 냉매 회로에 존재하는 것과 같은 압축기를 기계적으로 구동할 수도 있다. The high pressure
그 후, 공급 스트림 분리 기기 (80) 의 제 2 배출구 (82) 로부터 연속 탄화수소 스트림 (108) 은 냉각 및 액화 유닛 (110) 으로 이동될 수 있는데, 이 유닛에서 연속 탄화수소 스트림은 냉각되고 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 액화된다. 액화 유닛 (100) 은 제 1 배출구 (112) 에서 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 액화된 탄화수소 스트림 (115) 을 제공한다. 이러한 액화 유닛은 예를 들어 US 특허 6,370,910 처럼 본 기술분야에 잘 알려져 있다. Thereafter, from the
도 2 에 도시된 액화 유닛 (110) 은 제 1 및 제 2 냉각 스테이지를 포함한다. 제 1 냉각 스테이지는, 예비-냉각 냉매 회로 (미도시) 에서 예비-냉각 냉매에 대해 연속 탄화수소 스트림 (108) 을 냉각하는 하나 이상의 예비-냉각 열교환기 (110a) 를 포함한다. 하나 이상의 예비-냉각 열교환기 (110a) 는 예비-냉각된 탄화수소 스트림 (113) 을 제공한다. The
예비-냉각된 탄화수소 스트림 (113) 은 예비-냉각된 스트림 분리 기기 (70) 로 이동될 수 있는데, 여기에서 예비-냉각된 탄화수소 스트림은 선택적으로 (연속) 예비-냉각된 탄화수소 스트림 부분 (113b) 및 가열 스트림 (355) 으로서 이용될 프로세스 스트림으로 분할될 수도 있다.The
예비-냉각된 탄화수소 스트림 (113) 또는 연속 예비-냉각된 탄화수소 스트림 부분 (113b) 은 제 2 냉각 스테이지로 이동된다. 제 2 냉각 스테이지는, 메인 냉각 냉매 회로 (미도시) 에서 메인 냉각 냉매에 대해 예비-냉각된 탄화수소 스트림 (113) 또는 적어도 그것의 연속부 (113b) 를 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 액화시키는 하나 이상의 메인 냉각 열교환기 (110b) 를 포함한다. 하나 이상의 메인 냉각 열교환기 (110b) 는 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 액화된 탄화수소 스트림 (115) 을 제공한다. The
대안적인 실시형태에서, NGL 추출 유닛 (100) 은 도 2 에 도시된 바와 같은 액화 유닛의 상류 대신에 액화 유닛 (110) 내부의 어디든지 위치할 수도 있다. 이러한 경우에, 공급 스트림 분리 기기 (80) 는 또한 액화 유닛 (110) 내부에 위치할 수도 있다. NGL 추출 유닛 (100) 및 공급 스트림 분리 기기 (80) 양자는, 이송 스트림의 완전한 응축이 달성되는 상류에 위치하는 것이 바람직할 것이다. 좋은 위치는 일반적으로 제 2 냉각 스테이지의 상류일 것이다. In alternative embodiments, the
적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 액화된 탄화수소 스트림 (115) 은 배출구 (142) 에서 다상 탄화수소 스트림 (145) 을 제공하기 위해서 스트림의 압력을 순차적으로 감소시키는 연속하는 2 개 이상의 팽창 기기와 같은 하나 이상의 탄화수소 스트림 팽창 기기 (120, 140) 의 유입구 (118) 로 이동될 수 있다. 도 2 에 도시된 실시형태에서, 적어도 부분적으로, 바람직하게는 충분히 액화된 탄화수소 스트림 (115) 이 터빈일 수도 있는 제 1 탄화수소 스트림 팽창 기기 (120) 로 이동될 수 있는데, 여기에서 액화된 탄화수소 스트림은 팽창된 탄화수소 스트림 (125) 을 제공하기 위해서 동적으로 팽창된다. 제 1 팽창 기기 (120) 에서 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 액화된 탄화수소 스트림 (115) 의 동적 팽창시 방출되는 에너지는, 예를 들어 발전기 (130) 또는 압축기 (미도시) 와 같은 다른 기기를 기계적으로 구동함으로써 회복될 수 있다. At least partially, preferably the fully liquefied
그 후, 팽창된 탄화수소 스트림 (125) 은 팽창된 탄화수소 슬립 스트림 (305) 및 (연속) 팽창된 탄화수소 스트림 (125b) 을 제공하기 위해서 팽창된 탄화수소 스트림 분할 기기 (60) 로 이동될 수 있다. 그 후, (연속) 팽창된 탄화수소 스트림 (125b) 은 주울-톰슨 밸브와 같은 제 2 팽창 기기 (140) 로 통과될 수 있는데, 이 팽창 기기에서 팽창된 탄화수소 스트림은 다상 탄화수소 스트림 (145) 을 제공하도록 팽창된다. The expanded
도 2 의 실시형태에서, 가열 스트림 (355) 은, 냉각된 가열 스트림 (365) 을 제공하도록 연료 가스 열교환기 (210) 에서 냉각된 후에, 스트림 (145) 부분을 형성하기에 적합하다. 이러한 경우에, 예를 들어 팽창기 또는 주울-톰슨 기기 (121) 에서 적합한 감압 이후에, 냉각된 가열 스트림 (365) 은 이미 검토한 대로 제 2 탄화수소 스트림 팽창 기기 (140) 로 보내지도록 (연속) 팽창된 탄화수소 스트림 (125b) 으로 주입될 수도 있다. 일부 실시형태에서, 스트림들이 함께 팽창될 수 있도록 팽창 기기 (120) 의 상류에서 냉각된 가열 스트림 (365) 과 액화된 탄화수소 스트림 (115) 을 재결합하는 것이 유리할 수도 있다. In the embodiment of FIG. 2, the
도 2 의 실시형태에서, 가열 스트림 (355) 은 예비-냉각된 스트림 분리 기기 (70) 에 의해 예비-냉각된 탄화수소 스트림 (113) 으로부터 회수된 슬립 스트림 형태로 제공된다. 그러나, 가열 스트림은 또한 다른 소스로부터 다른 압력에서 얻어질 수도 있는데, 이 소스는 NGL 추출 유닛 (100) 또는 NGL 추출 유닛 (100) 으로부터 얻어진 NGL 생성물을 분별증류하도록 일반적으로 설치된 분별증류 트레인 (미도시) 을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다. In the embodiment of FIG. 2, the
다른 군의 실시형태에서, 예비-냉각된 탄화수소 스트림은 결코 분할될 수 없어서 가열 스트림 (355) 은 냉매 (슬립) 스트림 또는 중간 냉각 유체 스트림과 같은 완전히 다른 프로세스 스트림으로 구성된다. In another group of embodiments, the pre-cooled hydrocarbon stream can never be split so that the
다상 탄화수소 스트림 (145) 은 제 1 가스/액체 분리기 (150a) 의 제 1 유입구 (148) 로 이동될 수 있는데, 이 분리기에서 다상 탄화수소 스트림은 도 1 의 실시형태와 유사하게 기체 분획과 액체 분획으로 분리된다. 제 1 분리기 증기 스트림 (205) 은 내부의 제 1 배출구 (151) 를 통하여 위로 제 1 가스/액체 분리기 (150a) 에서 배출된다. 액체 스트림인 제 1 분리기 저부 스트림 (155a) 은 제 1 가스/액체 분리기 (150a) 의 저부 또는 저부 근처에서 제 2 배출구 (152) 를 통하여 배출된다. 결합된 스트리핑 증기 스트림 (185a) 은 제 1 가스/액체 분리기 (150a) 및 제 1 유입구 (148) 보다 중력적으로 낮게 위치한 제 2 유입구 (149) 로 이동된다. 제 2 유입구 (149) 는 제 2 배출구 (152) 위쪽에 있을 수 있다.The
팽창된 탄화수소 슬립 스트림 (305) 은 예를 들어 주울 톰슨 밸브 (310) 를 이용하여 추가 팽창되어서, 추가 팽창된 탄화수소 슬립 스트림 (315) 은 제 1 가스/액체 분리기 (150a) 의 상부에서 일부 기체를 재응축시키도록 역류 응축기 (320) 를 통과한다. 역류 응축기 (320) 는, 다상 탄화수소 스트림의 더 가벼운 성분의 분리를 향상시키기 위해서 역류를 제공하도록 제 1 유입구 (148) 와 제 1 배출구 (151) 사이의 일정 레벨에 위치될 수도 있다. 본 기술분야의 당업자에게 알려진 대로, 외부 역류 응축기가 이러한 내부 응축기 (320) 대신에 사용될 수도 있다. The expanded
추가 팽창된 탄화수소 슬립 스트림 (315) 은 응축기 (320) 내부에서 가열되어서 가열된 탄화수소 슬립 스트림 (325) 을 제공하고, 이 가열된 탄화수소 슬립 스트림은 (팽창된) 제 1 분리기 저부 스트림 (155b) 으로 이동될 수 있다. 가열된 탄화수소 슬립 스트림 (325) 으로부터 가열된 탄화수소를 운반하는 (팽창된) 제 1 분리기 저부 스트림 (155b) 은, 결합된 스트림 (155c) 으로서 제 2 가스/액체 분리기 (160) 의 유입구 (158) 로 이동될 수 있다. 제 2 가스/액체 분리기 (160) 로부터 끌어들인 스트림 및 추가 프로세싱에 대한 전술한 설명 및 도 1 이 참고된다.A further expanded
제 1 가스/액체 분리기 (150a) 로 되돌아가, 이 분리기는 분리 및 질소 제거를 향상시키기 위해서 예를 들어 트레이 및/또는 패킹으로 형성된 접촉 향상 수단 (154a, 156a) 을 가지는 두 구간을 포함할 수도 있다. 두 구간 중 제 1 구간은, 도 1 의 실시형태와 유사하게, 제 1 유입구 (148) 와 제 2 유입구 (149) 사이에 위치한다. 두 구간 중 제 2 구간 (156a) 은 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림 (205) 을 위한 제 1 배출구 (151) 와 다상 탄화수소 스트림 (145) 을 위한 제 1 유입구 (148) 사이에 위치한다. 제 2 구간 (156a) 은, 응축기 (320) 상에서 탄화수소 증기의 응축에 의해 제공되는 역류를 이용하도록 응축기 (320) 아래 또는 외부 응축기로부터 역류를 위한 유입 수단 아래에 있어야 한다.Returning to the first gas /
제 1 배출구 (151) 에서 배출되는 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림 (205) 은, 저압 연료 가스 스트림 (215) 및 냉각된 가열 스트림 (365) 을 제공하기 위해서, 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림이 가열 스트림 (365) 에 대해 가열되는 연료 가스 열교환기 (210) 로 이동될 수 있다. 가열 스트림이 프로세스 스트림의 형태로 제공된다면, 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림 (205) 의 냉각 에너지의 일부는 프로세스 스트림을 냉각하는데 사용될 수 있어서, 이것은 하나 이상의 메인 열교환기 (110b) 를 바이패스하고, 열효율을 향상시킨다. The first separator
이미 위에서 언급한 대로, 가열 스트림 (355) 은 또한 예비-냉각 및/또는 메인 냉각 냉매 스트림과 같은 냉매 스트림의 형태인 프로세스 스트림일 수도 있다. 이 경우에, 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림 (205) 의 냉각 에너지의 일부는 냉매를 냉각함으로써 냉각 스테이지 (110) 의 하나 또는 양자로 되돌아갈 수 있다. As already mentioned above, the
본원에 개시된 방법 및 장치의 장점은 다음 비제한적인 실시예로부터 분명해질 것이다. The advantages of the methods and apparatus disclosed herein will be apparent from the following non-limiting examples.
실시예Example
이 실시예는, 전술한 US 2008/0066493 의 도 3 의 실시형태에 따라 계산된 3 개의 비교예와 도 2 의 라인업 (line-up) 에 따른 천연 가스 탄화수소 공급 스트림 (105) 으로부터 생성된 다양한 스트림의 질소 함량 비교를 제공한다. This example shows the various streams generated from the natural gas
천연 가스, 고압 및 저압 연료 가스 스트림 (107, 215), 보일 오프 가스 스트림 (195) 과 LNG 스트림 (165) 으로 이루어진 탄화수소 공급 스트림 (105) 의 질소 함량은 본원에 개시된 도 2 의 라인업에 대한 부가 데이터와 함께 계산되고 아래 표에서 "본 발명" 아래에 나타나 있다. The nitrogen content of the
US 2008/0066493 의 도 3 의 실시형태에서, 고압 연료 가스 스트림은 열교환 및 압축 후에 플래시 용기 (101) 의 오버헤드 (42) 와 결합된 열교환 및 압축 후에 탑 (10') 상부 (10u) 의 오버헤드 (25) 로부터 도관 (34a) 에 의해 제공된다. 탑 (10') 상부 (10u) 의 오버헤드 (25) 의 열교환 및 압축으로부터만 발생하는 도관 (33) 은 충분한 고압 연료 가스를 제공할 수 없어서, 이것은 이 비교시 도관 (34a) 으로부터 대신 끌어들여짐을 지적한다. 라인 (34) 에서 체크 밸브의 부재시, 도관 (33, 34a) 은 유체 연통될 것이다. In the embodiment of FIG. 3 of US 2008/0066493, the high pressure fuel gas stream is subjected to the overload of the top 10 'top 10u after heat exchange and compression combined with the overhead 42 of the flash vessel 101 after heat exchange and compression. From the head 25 is provided by a conduit 34a. The conduit 33, which arises only from the heat exchange and compression of the overhead 25 of the upper portion 10u of the tower 10 ', cannot provide sufficient high pressure fuel gas, which is instead drawn from the conduit 34a in this comparison. Point out. In the absence of a check valve in line 34, the conduits 33, 34a will be in fluid communication.
US 2008/0066493 는 대응하는 저압 연료 가스 스트림을 개시하지 않는다. 이 비교를 위해, 저압 연료 가스 스트림은 탑 (10') 의 상부 (10u) 의 오버헤드를 운반하는 도관 (25) 으로부터 추출된 것으로 가정되었다. 보일 오프 가스 스트림은 도관 (22) 에서 발견된다. US 2008/0066493 does not disclose a corresponding low pressure fuel gas stream. For this comparison, it was assumed that the low pressure fuel gas stream was extracted from the conduit 25 carrying the overhead of the top 10u of the tower 10 '. The boil off gas stream is found in conduit 22.
US 2008/0066493 의 도 3 의 수정된 라인업에 따라 계산된 데이터는 아래 표1 에서 "비교예 1", "비교예 2" 및 "비교예 3" 아래에 나타나 있다. "비교예 1" 은, 동일한 천연 가스 이송 스트림, 저압 연료 스트림, 고압 연료 스트림, 보일 오프 가스 스트림 및 LNG 스트림 생성 속도에서 취해진 본원에 개시된 도 2 에 따른 방법과 비교를 나타낸다. "비교예 2" 는, 동일한 천연 가스 이송 스트림 속도, 저압 및 고압 연료 가스 가열값에서 취해진 본원에 개시된 도 2 에 따른 방법과 비교를 나타낸다. "비교예 3" 은, 동일한 천연 가스 이송 스트림과 LNG 스트림 속도 및 저압 연료 가스 가열값에서 취해진 본원에 개시된 도 2 에 따른 방법과 비교를 나타낸다.The data calculated according to the modified lineup of FIG. 3 of US 2008/0066493 is shown under “Comparative Example 1”, “Comparative Example 2” and “Comparative Example 3” in Table 1 below. "Comparative Example 1" shows a comparison with the method according to FIG. 2 disclosed herein taken at the same natural gas transport stream, low pressure fuel stream, high pressure fuel stream, boil off gas stream and LNG stream production rates. "Comparative Example 2" shows a comparison with the method according to FIG. 2 disclosed herein taken at the same natural gas feed stream velocity, low pressure and high pressure fuel gas heating values. "Comparative Example 3" shows a comparison with the method according to FIG. 2 disclosed herein taken at the same natural gas feed stream and LNG stream speed and low pressure fuel gas heating values.
본원에 개시된 방법 및 장치는 받아들일 수 있을 만큼 낮은 질소 함량을 가지는 고압 연료 가스 스트림 (107) 과 LNG 스트림 (165) 을 생성하면서 저압 연료 가스 스트림 (215) 의 질소를 제거함이 아래 표 1 로부터 분명해진다.It is evident from Table 1 below that the methods and apparatus disclosed herein remove nitrogen from low pressure
천연가스 이송 스트림N 2 mole fraction
Natural gas transport stream
HP 연료 가스 스트림N 2 mole fraction
HP fuel gas stream
LP 연료 가스 스트림N 2 mole fraction
LP fuel gas stream
BOG 스트림N 2 mole fraction
BOG stream
처리된 액체 탄화수소 스트림N 2 mole fraction
Treated Liquid Hydrocarbon Stream
저압 연료 가스 스트림Heating value
Low pressure fuel gas stream
(kW/tpd LNG)Specific power
(kW / tpd LNG)
(kW/tpd LNG)Net power
(kW / tpd LNG)
340 스트림 데이/MPTAproduce
340 stream day / MPTA
본 기술분야의 당업자는, 본 발명이 첨부된 청구항 범위에서 벗어나지 않으면서 많은 다양한 방식으로 수행될 수 있음을 이해할 것이다.
Those skilled in the art will understand that the invention can be carried out in many different ways without departing from the scope of the appended claims.
Claims (17)
- 증기상과 액상을 포함하는 천연 가스로부터 다상 탄화수소 스트림을 생성하는 단계;
- 상기 다상 탄화수소 스트림을 제 1 가스/액체 분리기로 이동시키는 단계;
- 상기 제 1 가스/액체 분리기에서 제 1 압력으로 다상 탄화수소 스트림을 분리하여 탄화수소 및 질소를 포함하는 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림 및 제 1 분리기 저부 스트림을 제공하는 단계;
- 제 2 가스/액체 분리기에서 상기 제 1 압력보다 낮은 제 2 압력으로 제 1 분리기 저부 스트림을 분리하여 LNG 형태로 처리된 액체 탄화수소 스트림 및 제 2 분리기 탄화수소 증기 스트림을 제공하는 단계;
- 오버헤드 스트림 압축기에서 상기 제 2 분리기 탄화수소 증기 스트림을 압축하여 스트리핑 증기 스트림을 제공하는 단계; 및
- 상기 스트리핑 증기 스트림을, 상기 다상 탄화수소 스트림이 제 1 가스/액체 분리기로 이동되는 레벨보다 중력적으로 낮은 레벨에서 분리기로 이동시키는 단계를 포함하는, 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 방법.A method of treating a multiphase hydrocarbon stream to provide a treated liquid hydrocarbon stream, the method comprising at least:
Generating a multiphase hydrocarbon stream from natural gas comprising a vapor phase and a liquid phase;
Moving said polyphase hydrocarbon stream to a first gas / liquid separator;
Separating the multiphase hydrocarbon stream at a first pressure in the first gas / liquid separator to provide a first separator hydrocarbon vapor stream and a first separator bottoms stream comprising hydrocarbon and nitrogen;
Separating the first separator bottoms stream in a second gas / liquid separator at a second pressure lower than the first pressure to provide a liquid hydrocarbon stream and a second separator hydrocarbon vapor stream treated in the form of LNG;
Compressing the second separator hydrocarbon vapor stream in an overhead stream compressor to provide a stripping vapor stream; And
Moving the stripping vapor stream to the separator at a level that is gravityly lower than the level at which the multiphase hydrocarbon stream is directed to the first gas / liquid separator.
상기 오버헤드 스트림 압축기에서 상기 제 2 분리기 탄화수소 증기 스트림을 압축하여 스트리핑 증기 스트림을 제공하는 단계는, 상기 제 1 압력 이상인 제 3 압력에서 스트리핑 증기 스트림을 제공하는, 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 방법.The method of claim 1,
Compressing the second separator hydrocarbon vapor stream in the overhead stream compressor to provide a stripping vapor stream providing a stripping vapor stream at a third pressure that is above the first pressure.
- 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림으로부터 저압 연료 가스 스트림을 유도하는 단계; 및
- 상기 저압 연료 가스 스트림을 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림의 압력보다 높지 않은 연료 가스 압력에서 연소 기기로 이동시키는 단계를 더 포함하는, 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 방법.The method according to claim 1 or 2,
Directing a low pressure fuel gas stream from the first separator hydrocarbon vapor stream; And
Moving the low pressure fuel gas stream to a combustion device at a fuel gas pressure not higher than the pressure of the first separator hydrocarbon vapor stream.
제 1 가스/액체 분리기의 제 1 압력은 연료 가스 압력 이상이고, 연소 기기에서 사용하기 전에 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림도 저압 연료 가스 스트림도 압축되지 않는, 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 방법.The method of claim 3, wherein
Wherein the first pressure of the first gas / liquid separator is above the fuel gas pressure and neither the first separator hydrocarbon vapor stream nor the low pressure fuel gas stream is compressed prior to use in a combustion device.
상기 연소 기기는 노, 보일러, 이중 연료 디젤 엔진으로 구성된 군 중 하나인, 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 방법.The method according to claim 3 or 4,
Wherein said combustion device is one of a group consisting of a furnace, a boiler, a dual fuel diesel engine.
상기 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림으로부터 저압 연료 가스 스트림을 유도하는 단계는,
- 연료 가스 열교환기에서 가열 (warming) 스트림에 대해 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림을 가열하여 저압 연료 가스 스트림 및 냉각된 가열 스트림을 제공하는 것을 포함하는, 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 방법.6. The method according to any one of claims 3 to 5,
Directing the low pressure fuel gas stream from the first separator hydrocarbon vapor stream,
Heating the first separator hydrocarbon vapor stream to a warming stream in a fuel gas heat exchanger to provide a low pressure fuel gas stream and a cooled heating stream.
상기 증기상과 액상을 포함하는 천연 가스로부터 다상 탄화수소 스트림을 생성하는 단계는,
- 상기 냉각된 가열 스트림을 냉각된 프로세스 스트림의 형태로 제공하기 위해서, 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림에 대해 연료 가스 열교환기에서 상기 가열 스트림으로서 천연 가스의 일부를 냉각하여 상기 냉각된 가열 스트림을 냉각된 프로세스 스트림의 형태로 제공하는 것을 포함하는, 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 방법.The method according to claim 6,
Generating a multiphase hydrocarbon stream from the natural gas comprising the vapor phase and the liquid phase,
Cooling the cooled heated stream by cooling a portion of natural gas as the heated stream in a fuel gas heat exchanger for a first separator hydrocarbon vapor stream to provide the cooled heated stream in the form of a cooled process stream. A process for treating a multiphase hydrocarbon stream, comprising providing in the form of a process stream.
상기 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림은, 30 몰% ~ 95 몰% 의 질소를 포함하고 그리고/또는 2 bara ~ 15 bara 의 압력을 가지는, 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 방법.The method according to any one of claims 1 to 7,
Wherein the first separator hydrocarbon vapor stream comprises 30 mol% to 95 mol% nitrogen and / or has a pressure between 2 bara and 15 bara.
상기 처리된 액체 탄화수소 스트림은 1 몰% 미만의 질소를 함유하는, 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 방법.The method according to any one of claims 1 to 8,
Wherein the treated liquid hydrocarbon stream contains less than 1 mol% nitrogen.
상기 증기상과 액상을 포함하는 천연 가스로부터 다상 탄화수소 스트림을 생성하는 단계는, 천연 가스의 압력을 변경하고 그리고/또는 냉각하는 것을 포함하는, 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 방법.The method according to any one of claims 1 to 9,
Generating the multiphase hydrocarbon stream from the natural gas comprising the vapor phase and the liquid phase comprises changing and / or cooling the pressure of the natural gas.
상기 증기상과 액상을 포함하는 천연 가스로부터 다상 탄화수소 스트림을 생성하는 단계는,
- 상승된 압력에서 천연 가스 스트림으로부터 탄화수소 공급 스트림을 제공하는 것;
- 상기 탄화수소 공급 스트림으로부터 연속 탄화수소 스트림을 추출하는 것;
- 상기 연속 스트림을 냉각시키고 적어도 부분적으로 액화시키는 냉각 및 액화 유닛으로 연속 스트림을 이동시켜 적어도 부분적으로 액화된 탄화수소 스트림을 제공하는 것; 및,
- 상기 적어도 부분적으로 액화된 탄화수소 스트림을 적어도 하나의 탄화수소 스트림 팽창 기기의 유입구로 이동시키고 그 안에서 상기 적어도 부분적으로 액화된 탄화수소 스트림의 압력을 감소시켜서 다상 탄화수소 스트림을 제공하는 것을 포함하는, 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 방법.The method according to any one of claims 1 to 10,
Generating a multiphase hydrocarbon stream from the natural gas comprising the vapor phase and the liquid phase,
Providing a hydrocarbon feed stream from the natural gas stream at elevated pressure;
Extracting a continuous hydrocarbon stream from said hydrocarbon feed stream;
Moving the continuous stream to a cooling and liquefaction unit that cools and at least partially liquefies the continuous stream to provide at least partially liquefied hydrocarbon streams; And,
Moving the at least partially liquefied hydrocarbon stream to an inlet of at least one hydrocarbon stream expansion device therein to reduce the pressure of the at least partially liquefied hydrocarbon stream to provide a multiphase hydrocarbon stream. How to handle it.
- 탄화수소 공급 스트림을 15 몰% 미만의 질소 함량 및 15 bara를 초과하는 압력 중 하나 또는 양자를 가지는 고압 연료 가스 스트림, 및 상기 연속 탄화수소 스트림으로 분할하는 것을 더 포함하는, 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 방법.The method of claim 11,
-Splitting the hydrocarbon feed stream into one or both of a nitrogen content of less than 15 mol% and a pressure of greater than 15 bara, and splitting into a continuous hydrocarbon stream. .
- 천연 가스로부터 다상 탄화수소 스트림을 생성하고, 액화 유닛 및 하나 이상의 탄화수소 스트림 팽창 기기 중 적어도 하나를 포함하는 수단;
- 다상 탄화수소 스트림을 수용하고 이 스트림을 탄화수소와 질소를 포함하는 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림과 제 1 분리기 저부 스트림으로 분리하도록 배치되고, 다상 탄화수소 스트림을 제 1 가스/액체 분리기로 이송하는 제 1 유입구, 제 1 가스/액체 분리기로부터 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림을 배출하는 제 1 배출구, 제 1 가스/액체 분리기로부터 제 1 분리기 저부 스트림을 배출하는 제 2 배출구 및, 스트리핑 증기 스트림을 제 1 가스/액체 분리기로 이송하기 위해, 상기 제 1 유입구보다 중력적으로 낮은 레벨에 위치한 제 2 유입구를 가지는 제 1 가스/액체 분리기;
- 제 1 분리기 저부 스트림을 수용하고 이 스트림을 제 2 분리기 탄화수소 증기 스트림 및 LNG 형태로 처리된 액체 탄화수소 스트림으로 분리하도록 배치되고, 제 1 분리기 저부 스트림을 제 2 가스/액체 분리기로 이송하기 위해 제 1 가스/액체 분리기의 제 2 배출구와 유체 연통하는 제 1 유입구, 제 2 가스/액체 분리기로부터 제 2 분리기 탄화수소 증기 스트림을 배출하는 제 1 배출구 및, 제 2 가스/액체 분리기로부터 처리된 액체 탄화수소 스트림을 배출하는 제 2 배출구를 가지는 제 2 가스/액체 분리기;
- 제 1 분리기 저부 스트림의 압력을 감소시키도록 제 1 가스/액체 분리기의 제 2 배출구 및 제 2 가스/액체 분리기의 제 1 유입구 사이에 배치된 저부 스트림 팽창 기기; 및
- 스트리핑 증기 스트림을 제공하기 위해서 제 2 분리기 탄화수소 증기 스트림을 압축하고, 제 2 분리기 탄화수소 증기 스트림을 수용하도록 제 2 가스/액체 분리기의 제 1 배출구와 유체 연통하는 유입구 및, 스트리핑 증기 스트림을 배출하기 위해 제 1 가스/액체 분리기의 제 2 유입구와 유체 연통하는 배출구를 가지는 오버헤드 스트림 압축기를 적어도 포함하는, 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 장치.An apparatus for treating a multiphase hydrocarbon stream consisting of a liquid phase and a vapor phase to provide a liquid hydrocarbon stream treated in the form of LNG, the apparatus comprising at least:
Means for producing a multiphase hydrocarbon stream from natural gas and comprising at least one of a liquefaction unit and at least one hydrocarbon stream expansion device;
A first inlet configured to receive the multiphase hydrocarbon stream and to separate the stream into a first separator hydrocarbon vapor stream and a first separator bottoms stream comprising hydrocarbons and nitrogen, and to direct the multiphase hydrocarbon stream to the first gas / liquid separator A first outlet for discharging the first separator hydrocarbon vapor stream from the first gas / liquid separator, a second outlet for discharging the first separator bottom stream from the first gas / liquid separator, and a stripping vapor stream to the first gas / liquid A first gas / liquid separator having a second inlet located at a gravity level lower than the first inlet for delivery to the separator;
Arranged to receive a first separator bottoms stream and separate it into a second separator hydrocarbon vapor stream and a liquid hydrocarbon stream treated in the form of LNG, and to transfer the first separator bottoms stream to a second gas / liquid separator. A first inlet in fluid communication with a second outlet of the first gas / liquid separator, a first outlet for exhausting the second separator hydrocarbon vapor stream from the second gas / liquid separator, and a treated liquid hydrocarbon stream from the second gas / liquid separator A second gas / liquid separator having a second outlet for discharging the gas;
A bottom stream expansion device disposed between the second outlet of the first gas / liquid separator and the first inlet of the second gas / liquid separator to reduce the pressure of the first separator bottom stream; And
-Compressing the second separator hydrocarbon vapor stream to provide a stripping vapor stream, inlet in fluid communication with the first outlet of the second gas / liquid separator to receive the second separator hydrocarbon vapor stream, and evacuating the stripping vapor stream At least an overhead stream compressor having an outlet in fluid communication with a second inlet of the first gas / liquid separator.
하나 이상의 탄화수소 스트림 팽창 기기는, 다상 탄화수소 스트림을 제공하기 위해서 액화 유닛으로부터 배출된 적어도 부분적으로 액화된 탄화수소 스트림을 팽창하도록 액화 유닛 및 그 하류에 연결되고, 상기 하나 이상의 탄화수소 스트림 팽창 기기는 적어도 부분적으로 액화된 탄화수소 스트림을 수용하는 유입구 및 다상 탄화수소 스트림을 배출하는 배출구를 가지며, 상기 배출구는 제 1 가스/액체 분리기의 제 1 유입구에 연결되는, 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 장치.The method of claim 13,
At least one hydrocarbon stream expansion device is connected to the liquefaction unit and downstream thereof to expand at least a partially liquefied hydrocarbon stream exiting the liquefaction unit to provide a multiphase hydrocarbon stream, wherein the at least one hydrocarbon stream expansion device is at least partially And an outlet for evacuating the polyphase hydrocarbon stream, the outlet being connected to the first inlet of the first gas / liquid separator.
- 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림의 압력보다 높지 않은 연료 가스 압력에서 작동하고, 제 1 분리기 탄화수소 스트림으로부터 유도된 저압 연료 가스를 수용하도록 배치되는 연소 기기를 더 포함하는, 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 장치.The method according to claim 13 or 14,
And a combustion device operating at a fuel gas pressure not higher than the pressure of the first separator hydrocarbon vapor stream and arranged to receive the low pressure fuel gas derived from the first separator hydrocarbon stream.
상기 제 1 가스/액체 분리기의 제 1 배출구와 연소 기기 사이에 압축기가 없는, 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 장치.The method of claim 15,
Apparatus for treating a multiphase hydrocarbon stream without a compressor between the first outlet of the first gas / liquid separator and the combustion device.
상기 연소 기기는 노, 보일러 및, 이중 연료 디젤 엔진으로 구성된 군 중 하나인, 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 장치.The method according to claim 15 or 16,
Wherein the combustion device is one of a group consisting of a furnace, a boiler, and a dual fuel diesel engine.
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EP09165993.8 | 2009-07-21 |
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