KR20140027233A - 증발 가스 냉각 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

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Abstract

본 명세서는 부상식 운송 선박 내 액화 화물로부터의 증발 가스 스트림을 냉각, 바람직하게는 액화하는 방법 및 장치에 관한 것이며, 상기 액화 화물은 1 기압에서 -110℃를 초과하는 비등점을 갖고, 복수의 성분을 포함하며, 상기 방법은 적어도, 압축 BOG 배출 스트림(06)을 제공하기 위해, 적어도 제 1 단(65) 및 최종 단(75)을 포함하는 2개 이상의 압축 단에서 상기 액화 화물로부터의 증발 가스 스트림(01)을 압축하는 단계로서, 상기 제 1 압축 단(65)은 제 1 단 배출 압력을 갖고, 상기 최종 압축 단(75)은 최종 단 흡입 압력을 가지며, 하나 이상의 중간, 선택적 냉각, 압축 BOG 스트림(02, 03, 04)들이 연속적인 압축 단들 사이에 제공되는, 상기 압축 단계; 냉각 통기 스트림(51) 및 냉각 압축 BOG 스트림(08)을 제공하기 위해, 압축 BOG 배출 스트림(06)을 냉각시키는 단계; 팽창된 냉각 BOG 스트림(33)을 제공하기 위해, 제 1 단 배출 압력과 최종 단 흡입 압력 사이의 압력까지 냉각 압축 BOG 스트림(08)의 일부를 팽창시키는 단계로서, 선택적으로는 상기 일부를 추가 냉각시킨 후에 팽창시키는 단계; 추가 냉각 통기 스트림(53)을 제공하기 위해, 냉각 통기 스트림(51)에 대해 팽창된 냉각 BOG 스트림(33)을 열교환시키는 단계를 포함한다.

Description

증발 가스 냉각 방법 및 이를 위한 장치 {METHOD OF COOLING BOIL OFF GAS AND AN APPARATUS THEREFOR}
본 명세서는 부상식(float) 운송 선박 상의 액화 석유 가스(LPG)와 같은 액화 화물로부터의 증발 가스(BOG)를 냉각, 특히 재액화(re-liquefaction) 방법, 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
액화 가스 운반선(gas carrier) 및 바지선(barge)과 같은 부상식 운송 선박은 액화 상태의 다양한 화물을 운송할 수 있다. 이와 관련하여, 이들 액화 화물은 1 기압에서의 측정 시 -110℃를 초과하는 비등점(boiling point)을 가지며, 액화 석유 가스, 프로필렌 및 에틸렌과 같은 액화 석유화학 가스 및 액화 암모니아를 포함한다. 액화 석유 가스는 탄화수소 화합물의 공급원일 뿐만 아니라, 예를 들어 가열 기구 및 운송 수단에 대한 유용한 연료 공급원이다. LPG는 프로판, n-부탄 및 i-부탄 중 하나 이상을 포함하고, 선택적으로 프로필렌, 부티렌 및 에탄과 같은 하나 이상의 다른 탄화수소를 포함한다.
석유 가스는 천연 가스로부터 추출되거나, 원유 정제 시에 생산될 수 있다. 결과적으로, 석유 가스는 통상적으로 복수의 성분을 포함한다. 석유 가스의 공급원 또는 그 근처에 있는 액화 설비에서 석유 가스를 액화시키는 것이 바람직한 경우가 종종 있다. 일 예로서, 석유 가스는 기상 보다는 액체로서 보다 용이하게 저장되고 장거리에 걸쳐 운송될 수 있는데, 이는 액체인 경우가 부피를 보다 적게 차지하고, 고압으로 저장될 필요가 없을 수 있기 때문이다. 이러한 LPG는 프로판 성분의 비등점인 -42℃ 이하에서와 같은 끊는 온도 또는 그 미만으로 유지되는 경우에 대기압에서 저장될 수 있다. 대안적으로, LPG는 대기압을 초과하는 압력으로 가압되는 경우에 보다 높은 온도에서 저장될 수 있다.
에틸렌 및 프로필렌과 같은 석유화학 가스는 석유 가스 또는 다른 탄화수소에 존재하거나, 이들로부터 합성될 수 있다. 석유 가스와 유사한 이유로, 분리 또는 제조 장소 또는 그 근처에 있는 액화 설비에서 석유화학 가스를 액화하는 것이 종종 바람직하다. 액화 석유화학 가스는 에틸렌에 대해, -104℃ 이하와 같은 끓는 온도 또는 그 미만으로 유지되는 경우에 대기압에서 저장될 수 있다. 대안적으로, 액화 석유화학 가스는 이들이 대기압을 초과하는 압력으로 가압되는 경우에 보다 높은 온도에서 저장될 수 있다.
1 기압에서의 측정 시 -110℃를 초과하는 비등점을 갖는 LPG 또는 다른 액화 화물의 장거리 운송은 액화 화물을 보관하는 하나 이상의 저장 탱크를 갖는 원양 선박(ocean-going tanker)과 같은 적합한 액화 가스 운반선, 특히 LPG 운반선에서 이루어질 수 있다. 이러한 저장 탱크는 절연 탱크 및/또는 가압 탱크일 수 있다. 탱크의 적재 및 LPG와 같은 액화 화물의 탱크 내 저장 동안, 화물의 증발로 인해 석유 가스와 같은 가스가 생성될 수 있다. 이렇게 증발한 화물 가스는 증발 가스(BOG)로 알려져 있다. 탱크 내 BOG의 증대를 방지하기 위해, BOG가 응축 상태에서 저장 탱크로 복귀될 수 있도록 BOG를 재액화하는 시스템이 운반선 상에 제공될 수 있다. 이는 BOG의 냉각 및 압축에 의해 달성될 수 있다. 많은 시스템에서, 압축 BOG는 바닷물에 대해 냉각 및 응축된다.
부상식 운송 선박 내의 이러한 액화 화물로부터 증발 가스를 재액화하는 시스템을 제공하는 것과 관련한 많은 견해가 있다. 선박의 크기는 재액화 시스템을 위한 공간에 대한 제약을 부여한다. 이는 일련의 압축기(compressor train)의 개수 및 크기를 제한할 수 있다. 또한, 크기 제약은 냉각 듀티(duty)가 바닷물에 의해 공급될 수 있도록, 압축 BOG 스트림(stream)에 대한 응축기를 냉각시키는 폐쇄형 냉동 시스템의 사용을 불가능하게 할 수도 있다. 바닷물이 사용될 때, 재액화 시스템은 일반적으로 최대 32℃의 바닷물 온도로 작동되도록 설계된다.
주로 프로판, 특히 상용 등급 프로판을 포함하는 것과 같은 액화 화물은 비교적 고 농도의 에탄과 같은 경질 성분(lighter component)을 더 포함할 수 있다. 이러한 액화 화물로부터의 증발 가스의 모든 성분, 특히 3.5 몰%를 초과하는 농도로 존재하는 에탄과 같은 경질 성분을 포함하는 것들을 재액화하는 것은 불가능할 수 있다. 이러한 비-응축 성분은 그 후, 기상으로 액화 화물 저장 탱크로 복귀되어 폐쇄 시스템 내 증발 가스에서 증대됨으로써 시간에 따라 농도가 증가하거나, 증발 가스에서의 증대를 방지하기 위해 선박으로부터 통기될 수 있다. 비-응축 화물 성분의 증대 또는 통기는 회피되어야 한다. 예를 들어, 증발 가스 내 비-응축 성분의 농도가 증가함에 따라, 재-응축될 수 없는 증발 가스의 체적이 증가할 것이며, 이에 의해 재액화 시스템의 유효 용량을 감소시킨다. 온실 가스일 수 있는 비-응축 성분의 통기는 환경적 및 상업적 둘 모두에 있어 바람직하지 않을 수 있다.
천연 가스 액체(NGL) 내 성분으로서 존재할 수 있는 석유 가스 에탄 및 석유화학 가스 에틸렌과 같이, 1 기압에서의 측정 시 -110℃ 초과 내지 -55℃ 범위의 비등점을 갖는 것들과 같은 저 비등점 성분을 포함하는 액화 화물은 특정 재액화 문제를 제기한다. 예를 들어, 바닷물은 BOG의 에탄 또는 에틸렌 성분을 재액화시키기에 충분한 냉각 듀티를 제공할 수 없을 수 있다. 또한, 이러한 BOG 성분의 재액화는 (예를 들어, 프로판과 같이 보다 높은 비등점 성분의 재액화에 비해) 보다 큰 압축을 필요로 할 수 있다.
전형적으로, 에틸렌의 재액화는 대략 51 bar의 압력까지 에틸렌 BOG를 압축할 수 있는 압축 시스템, 예를 들어 3개 이상의 단(stage), 및 압축 BOG 스트림을 응축시키기 위해 9.5℃ 이하의 온도의 냉각 매체를 포함하는 압축 시스템을 필요로 한다.
1 기압에서의 측정 시 -110℃를 초과하는 비등점을 갖고, 복수의 성분을 포함하는 부상식 운송 선박 내 액화 화물로부터의 증발 가스를 냉각, 특히 재액화시키는 개선된 방법을 제공할 필요성이 존재한다. 특히, 화물의 경질 성분의 개선된 냉각, 특히 재액화를 제공하는 방법이 바람직하다.
본 명세서는 비-응축 증발 가스 성분을 포함할 수 있는 냉각 통기 스트림을, 압축, 냉각 및 그 후 팽창된 BOG 스트림과 열교환시키는 방법을 이용한다. 이러한 방식에서, 미리 비-응축 성분이 재액화되고 이어서 액상으로 액화 화물 탱크로 복귀될 수 있는 추가 냉각 통기 스트림이 제공된다. 압축, 냉각 및 그 후 팽창된 BOG 스트림은 바닷물과 같은 열교환 매체에 비해 증가된 냉각 듀티의 공급원을 제공하며, 이에 따라 냉각 통기 스트림 내 경질 성분의 재액화가 가능하게 된다.
따라서, 소정 개수의 압축 단에 대해, 본원에 개시된 방법 및 장치는 추가 압축 단 또는 통기 비-응축 성분을 추가할 필요 없이, 에탄과 같은 경질 성분의 함량이 증가된 액화 화물이 이송될 수 있도록 한다. 다른 방식으로 보면, 본원에 개시된 방법 및 장치는 통상적으로 재액화될 수 없는 성분을 갖는 화물로의 소정 개수의 압축 단을 갖는 압축 시스템의 확장을 가능하게 한다.
또한, 압축, 냉각 및 그 후 팽창된 BOG 스트림과 냉각 통기 스트림 사이의 열교환 후에, 결과적인 BOG 스트림은 열교환 동안 증발될 수 있는 BOG를 재액화하기 위해 압축 단의 흡입부로 이동할 수 있다.
본원에 개시된 방법 및 장치는 또한, 증발 가스에서 증대될 수 있는 질소와 같은 비-응축성 가스(들)와 유사한 분자량의 성분을 포함하는 화물에 대해 유리하다. 상기 방법 및 장치는 비-응축성 가스(들)를 제거하기 위한 작업 동안 화물 성분의 손실을 감소시킬 수 있다.
제 1 태양에서, 부상식 운송 선박 내 액화 화물로부터의 증발 가스 스트림을 냉각시키는 방법이 제공되고, 상기 액화 화물은 1 기압에서 -110℃를 초과하는 비등점을 갖고, 복수의 성분을 포함하며, 상기 방법은 적어도,
- 압축 BOG 배출 스트림을 제공하기 위해, 적어도 제 1 단 및 최종 단을 포함하는 2개 이상의 압축 단에서 상기 액화 화물로부터의 증발 가스 스트림을 압축하는 단계로서, 상기 제 1 압축 단은 제 1 단 배출 압력을 갖고, 상기 최종 압축 단은 최종 단 흡입 압력을 가지며, 하나 이상의 중간, 선택적 냉각, 압축 BOG 스트림이 연속적인 압축 단들 사이에 제공되는, 상기 압축 단계;
- 냉각 통기 스트림 및 냉각 압축 BOG 스트림을 제공하기 위해, 압축 BOG 배출 스트림을 냉각시키는 단계;
- 팽창된 냉각 BOG 스트림을 제공하기 위해, 제 1 단 배출 압력과 최종 단 흡입 압력 사이의 압력까지 냉각 압축 BOG 스트림의 일부를 팽창시키는 단계로서, 선택적으로는 상기 일부를 추가 냉각시킨 후에 팽창시키는, 팽창 단계;
- 추가 냉각 통기 스트림을 제공하기 위해, 냉각 통기 스트림에 대해 팽창된 냉각 BOG 스트림을 열교환시키는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 냉각 통기 스트림에 대해 팽창된 냉각 BOG 스트림의 열교환은 추가로, 중간 냉각 압축 BOG 스트림 또는 BOG 재활용 스트림을 제공한다.
추가적인 실시예에서, 상기 방법은,
- BOG 재활용 스트림을 중간, 선택적 냉각, 압축 BOG 스트림에 추가하는 단계를 더 포함한다.
전형적으로, 제 1 압축 단은 배출구 또는 출구에 제 1 중간 압축 BOG 스트림을 제공할 것이다. 선택적으로는 냉각 제 1 중간 압축 BOG 스트림을 제공하기 위한 냉각 후에, 이러한 스트림은 제 2 압축 단의 흡입부 또는 입구로 이동할 수 있다. 제 2 압축 단은 최종 압축 단일 수도 그렇지 않을 수도 있다.
일 실시예에서, 선택적으로는 추가 냉각 후에, 냉각 압축 BOG 스트림의 일부가 제 1 단 배출 압력과 제 2 단 흡입 압력 사이의 압력까지 팽창된다면, 팽창된 냉각 BOG 스트림의 열교환에 따른 스트림은 제 2 압축 단의 흡입부로 이동하기에 적절한 압력에 있을 것이다. 이 스트림은 제 1 중간 냉각 압축 BOG 스트림으로서 바로 제 2 압축 단의 흡입부로 이동할 수 있다. 대안적으로, 이후에 제 2 압축 단의 흡입부로 이동할 수 있는 제 1 중간 냉각 압축 BOG 스트림을 제공하기 위해, 스트림이 BOG 재활용 스트림으로서 제 1 중간 압축 BOG 스트림에 추가될 수 있다.
적어도 3개의 압축 단이 압축 시스템에 존재한다면, 선택적으로는 추가 냉각 후에 팽창되는 냉각 압축 BOG 스트림의 일부는 (i) 제 1 단 배출 압력과 제 2 단 흡입 압력, 또는 (ⅱ) 제 2 단 배출 압력과 제 3 단 흡입 압력 사이의 압력까지 팽창될 수 있다. 따라서, 팽창된 BOG 스트림의 열교환에 따른 스트림은 제 1 압축 단 또는 제 2 압축 단의 흡입부로 이동하기에 적절한 압력에 있을 수 있다. 선택 사항 (i)은 냉각 압축 BOG 스트림의 보다 높은 압력 감소를 제공하여, 냉각 통기 스트림과의 열교환 동안 보다 큰 냉각 듀티를 생산하는데 바람직하다.
다른 실시예에서, 상기 방법은,
- 냉각 압축 BOG 측 스트림을 제공하기 위해, 냉각 압축 BOG 스트림의 일부를 인출하는 단계;
- 팽창된 냉각 BOG 스트림을 제공하기 위해, 냉각 압축 BOG 측 스트림을 팽창시키는 단계;
- 추가 냉각 통기 스트림을 제공하기 위해, 냉각 통기 스트림에 대해 팽창된 냉각 BOG 스트림을 열교환시키는 단계를 더 포함한다.
다른 실시예에서, 상기 방법은,
- 추가 냉각 압축 BOG 스트림을 제공하기 위해, 냉각 압축 BOG 스트림의 일부에 대해 팽창된 냉각 BOG 스트림을 열교환시키는 단계를 더 포함한다.
따라서, 팽창된 냉각 BOG 스트림은 냉각 압축 BOG 스트림의 일부 및 냉각 통기 스트림 둘 모두에 대해 열교환될 수 있다. 예를 들어, 쉘(shell) 및 튜브(tube) 또는 쉘 및 코일 열교환기가 사용된다면, 팽창된 냉각 BOG 스트림은 열교환기의 쉘 측으로 이동할 수 있으며, 냉각 통기 스트림 및 냉각 압축 BOG 스트림의 일부는 별도의 냉각 튜브 또는 코일에 존재할 수 있다.
대안적인 실시예에서, 냉각 압축 BOG 스트림은 팽창을 위해, 스트림의 일부를 인출하기 전에 추가로 냉각될 수 있으며, 이에 따라 추가 냉각 압축 BOG 측 스트림으로서 냉각 압축 BOG 측 스트림을 제공할 수 있다. 이러한 추가 냉각은 추가 냉각 압축 BOG 스트림을 제공하기 위해, 예를 들어 추가 냉각 압축 BOG 스트림의 팽창 부분에 대해 냉각 압축 BOG 스트림을 열교환시킴으로써 달성될 수 있다. 그 후, 추가 냉각 압축 BOG 스트림의 일부는 냉각 압축 BOG 스트림의 일부에 대한 열교환을 위해 팽창된 추가 냉각 압축 BOG 측 스트림을 제공하도록 팽창된다. 이러한 팽창된 추가 냉각 압축 BOG 측 스트림은 또한, 냉각 통기 스트림에 대한 열교환을 위해 사용될 수 있음은 명백하다.
추가 실시예에서, 상기 방법은,
- 중간 압축 BOG 스트림으로서 제 1 중간 압축 BOG 스트림을 제공하기 위해, 제 1 압축 단 내 증발 가스 스트림을 압축하는 단계;
- 중간 냉각 압축 BOG 스트림으로서 냉각 제 1 중간 압축 BOG 스트림을 제공하기 위해, 제 1 중간 압축 BOG 스트림과 팽창된 냉각 BOG 스트림을 열교환시키는 단계;
- 냉각 제 1 중간 압축 BOG 스트림을 제 2 압축 단의 흡입부로 이동시키는 단계를 더 포함한다.
제 1 중간 압축 BOG 스트림은 제 1 압축 단에서 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 압축 단에서 팽창된 냉각 BOG 스트림을 제공하기 위해, 냉각 압축 BOG 스트림의 일부의 압력 감소는 팽창된 냉각 BOG 스트림이 열교환 단계에서 제 1 중간 압축 BOG 스트림에 추가될 수 있도록 한다. 따라서, 냉각 제 1 중간 압축 BOG 스트림은 팽창된 냉각 BOG 스트림 및 제 1 중간 압축 BOG 스트림의 결합일 수 있다. 이는 액체 서브-냉각 공정에서 발생할 수 있다.
상기 방법의 다른 실시예에서, 팽창된 냉각 BOG 스트림과의 열교환은 BOG 재활용 스트림을 더 제공하고, 상기 방법은, 이하의 추가 단계, 즉
- 중간 압축 BOG 스트림으로서 제 1 중간 압축 BOG 스트림을 제공하기 위해, 제 1 압축 단에서 증발 가스 스트림을 압축하는 단계;
- 중간 냉각 압축 BOG 스트림으로서 냉각 제 1 중간 압축 BOG 스트림을 제공하기 위해, 제 1 중간 압축 BOG 스트림에 BOG 재활용 스트림을 추가하는 단계;
- 냉각 제 1 중간 압축 BOG 스트림을 제 2 압축 단의 흡입부로 이동시키는 단계를 포함한다.
본 실시예는 플래시 액체 서브-냉각 공정의 전형이다.
추가 실시예에서, 상기 방법은, 이하의 추가 단계, 즉
- 추가 냉각 압축 BOG 측 스트림을 제공하기 위해, 냉각 압축 BOG 스트림의 일부를 인출하는 단계;
- 추가 팽창된 냉각 BOG 스트림을 제공하기 위해, 추가 냉각 압축 BOG 측 스트림을 팽창시키는 단계;
- 추가 냉각 압축 BOG 스트림을 제공하기 위해, 냉각 압축 BOG 스트림의 일부에 대해 추가 팽창된 냉각 BOG 스트림을 열교환시키는 단계를 포함한다.
본 실시예는 냉각 압축 BOG 스트림 또는 냉각 통기 스트림의 팽창된 부분과 냉각 압축 BOG 스트림의 일부 사이의 열교환이 별도의 열교환기에서 이루어질 때와 관련된다.
상기 방법의 추가 실시예에서, 팽창된 냉각 BOG 스트림을 냉각 통기 스트림과 열교환시키는 단계는 BOG 재활용 스트림을 더 제공한다. 이러한 실시예는 열교환 동안 중간 압축 스트림이 존재하지 않는 플래시 액체 서브-냉각 공정에서 이루어질 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 방법은,
- 중간 압축 BOG 스트림으로서 제 1 중간 압축 BOG 스트림을 제공하기 위해, 제 1 압축 단에서 증발 가스 스트림을 압축하는 단계;
- 냉각 제 1 중간 압축 BOG 스트림을 제공하기 위해, 추가 팽창된 냉각 BOG 스트림을 제 1 중간 압축 BOG 스트림과 열교환시키는 단계;
- 냉각 BOG 재활용 스트림을 냉각 제 1 중간 압축 BOG 스트림에 추가하고, 결과적인 스트림을 제 2 압축 단의 흡입부로 이동시키는 단계를 더 포함한다.
본 실시예는 냉각 압축 BOG 스트림 또는 냉각 통기 스트림의 팽창된 부분과 냉각 압축 BOG 스트림의 일부 사이의 열교환이 별도의 열교환기에서 이루어질 때와 관련된다. 추가 팽창된 냉각 BOG 스트림과의 열교환은 액체 서브-냉각 공정일 수 있다.
상기 방법의 다른 실시예에서, 냉각 압축 BOG 스트림의 일부에 대해 추가 팽창된 냉각 BOG 스트림을 열교환시키는 단계는 추가 BOG 재활용 스트림을 더 제공하며, 상기 방법은,
- 중간 압축 BOG 스트림으로서 제 1 중간 압축 BOG 스트림을 제공하기 위해, 제 1 압축 단에서 증발 가스 스트림을 압축하는 단계;
- 결합된 BOG 재활용 스트림을 제공하기 위해, BOG 재활용 스트림에 추가 BOG 재활용 스트림을 추가하는 단계;
- 냉각 제 1 중간 압축 BOG 스트림을 제공하기 위해, 결합된 BOG 재활용 스트림을 제 1 중간 압축 BOG 스트림과 열교환시키는 단계;
- 냉각 제 1 중간 압축 BOG 스트림을 제 2 압축 단의 흡입부로 이동시키는 단계를 더 포함한다.
본 실시예에서, 냉각 압축 BOG 스트림의 일부와 추가 팽창된 냉각 BOG 스트림의 열교환은 추가 BOG 재활용 스트림을 제공하는 플래시 액체 서브-냉각 공정일 수 있다. BOG 재활용 스트림을 제공하기 위해, 팽창된 냉각 BOG 스트림과 냉각 통기 스트림 사이의 열교환이 별도의 열교환기에서 플래시 액체 서브-냉각 공정으로서 행해질 때, 이 스트림은 결합된 BOG 재활용 스트림을 제공하기 위해 추가 BOG 재활용 스트림과 결합될 수 있다. 그 후, 결합된 BOG 재활용 스트림은 냉각 제 1 중간 압축 BOG 스트림을 제공하기 위해, 예를 들어 혼합됨으로써 제 1 중간 압축 BOG 스트림과 열교환될 수 있다.
추가 실시예에서, 상기 방법은 추가 단계, 즉
- 팽창된 추가 냉각 통기 스트림을 제공하기 위해, 추가 냉각 통기 스트림을 팽창시키는 단계;
- 팽창된 추가 냉각 통기 스트림을 저장 탱크로 이동시키는 단계를 포함할 수 있다.
추가 냉각 통기 스트림은 부분적으로 또는 완전히 응축된 스트림일 수 있다. 팽창 단계에서, 추가 냉각 통기 스트림의 압력은 탱크로의 유체 유동을 제공하기 위해, 저장 탱크의 압력 또는 이 압력을 약간 초과하는 압력까지 감소될 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 방법은 추가 단계, 즉
- 통기 배출 스트림 및 냉각 통기 BOG 복귀 스트림을 제공하기 위해, 추가 냉각 통기 스트림을 분리시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 실시예는 추가 냉각 통기 스트림이 예를 들어, 응축된 성분의 액상 및 비-응축된 성분의 기상을 포함하는 다상 스트림이다. 분리 단계는 통기 배출 스트림이 비-응축 성분을 포함하고, 냉각 통기 BOG 복귀 스트림이 응축 성분을 포함하는 가스/액체 분리 단계일 수 있다.
추가 실시예에서, 상기 방법은 추가 단계, 즉
- 팽창된 냉각 통기 BOG 복귀 스트림을 제공하기 위해, 냉각 통기 BOG 복귀 스트림을 팽창시키는 단계;
- 팽창된 냉각 통기 BOG 복귀 스트림을 저장 탱크로 이동시키는 단계를 포함할 수 있다.
이러한 팽창 단계에서, 냉각 통기 BOG 복귀 스트림의 압력은 탱크로의 유체 유동을 제공하기 위해, 저장 탱크의 압력 또는 이 압력을 약간 초과하는 압력까지 감소될 수 있다.
추가 실시예에서, 상기 방법은 추가 단계, 즉
- 팽창된 냉각 통기 BOG 복귀 스트림을 제공하기 위해, 냉각 통기 BOG 복귀 스트림을 팽창시키는 단계;
- 열교환된 통기 BOG 복귀 스트림, 냉각 통기 배출 스트림 및 추가 통기 배출 스트림을 제공하기 위해, 통기 배출 스트림에 대해 팽창된 냉각 통기 BOG 복귀 스트림을 열교환시키는 단계;
- 팽창된 냉각 통기 배출 스트림을 제공하기 위해, 냉각 통기 배출 스트림을 팽창시키는 단계;
- 열교환된 통기 BOG 복귀 스트림 및 팽창된 냉각 통기 배출 스트림을 저장 탱크로 이동시키는 단계를 포함할 수 있다.
이러한 팽창 단계에서, 냉각 통기 BOG 복귀 스트림 및 팽창된 냉각 통기 배출 스트림의 압력은 탱크로의 유체 유동을 제공하기 위해, 저장 탱크의 압력 또는 이 압력을 약간 초과하는 압력으로 감소될 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 방법은 추가 단계, 즉
- 팽창된 냉각 BOG 복귀 스트림을 제공하기 위해, 추가 냉각 압축 BOG 스트림을 팽창시키는 단계;
- 팽창된 냉각 BOG 복귀 스트림을 저장 탱크로 이동시키는 단계를 포함할 수 있다.
이러한 팽창 단계에서, 추가 냉각 압축 BOG 스트림의 압력은 탱크로의 유체 유동을 제공하기 위해, 저장 탱크의 압력 또는 이 압력을 약간 초과하는 압력으로 감소될 수 있다.
상기 방법의 다른 실시예에서, 액화 화물은 LPG, 특히 3.5 몰%를 초과하는 에탄을 포함하는 LPG, 보다 특별하게는 5.0 몰%를 초과하는 에탄을 포함하는 LPG이다.
상기 방법의 다른 실시예에서, 압축 BOG 배출 스트림은 냉각 압축 BOG 스트림을 제공하기 위해, 하나 이상의 열교환 유체 스트림, 예를 들어 물 스트림, 보다 특별하게는 바닷물 스트림, 공기 스트림, 보다 특별하게는 주변 공기 스트림, 및/또는 냉매 스트림, 예를 들어 프로판 또는 프로필렌 스트림 또는 냉매 블렌드 스트림, 예를 들어 1,1,1-트리플루오로에탄, 펜타플루오로에탄 및 1,1,1,2-테트라플루오로에탄을 포함하는 R404A의 스트림에 대해 냉각될 수 있다. 전형적으로, 물 스트림은 +36℃ 이하, 보다 전형적으로는 +32℃ 이하의 온도를 갖는다. 전형적으로, 냉매 스트림은 -42℃ 이하의 온도를 갖는다.
상기 방법의 추가 실시예에서, 압축 단은 다-단 압축기의 압축 단이다.
제 2 태양에서, 부상식 운송 선박 내 액화 화물로부터의 증발 가스 스트림을 냉각시키는 장치가 제공되며, 상기 액화 화물은 1 기압에서 -110℃를 초과하는 비등점을 갖고, 복수의 성분을 포함하며, 상기 장치는 적어도,
- 액화 화물로부터의 증발 가스 스트림을 압축시키고, 압축 BOG 배출 스트림을 제공하기 위해, 적어도 제 1 단 및 제 2 단을 포함하는 2개 이상의 압축 단을 포함하며, 중간, 선택적으로 냉각되는 압축 BOG 스트림이 연속적인 압축 단들 사이에 제공되는 압축 시스템,
- 냉각 통기 스트림 및 냉각 압축 BOG 스트림을 제공하기 위해, 압축 BOG 배출 스트림을 냉각시키는 배출 열교환기;
- 추가 냉각 통기 스트림을 제공하기 위해, 냉각 통기 스트림에 대해, 냉각 압축 BOG 스트림의 팽창된, 선택적으로 추가 냉각되는 부분을 열교환시키는 하나 이상의 통기 열교환기를 포함한다.
추가 실시예에서, 상기 장치는 부상식 운송 선박 상에 존재할 수 있다.
추가 실시예에서, 제 2 태양의 상기 장치는 제 1 태양의 방법을 이용하여 작동될 수 있다.
본원에 개시된 장치 및 방법은, 1 기압에서 -110℃를 초과하는 비등점을 갖고 복수의 성분을 포함하는 액화 화물용의 임의의 부상식 운송 선박, 예를 들어 LPG 운반선에 이용 가능하다. 본원에 개시된 장치 및 방법은 저장 탱크 내의 화물이 주위에 비해 감소된 온도 및 증가된 압력의 결합에 의해 액상으로 유지되는 선박에서뿐만 아니라, 온도를 낮춤으로써 대략적인 대기압에서 액상으로 화물을 유지하기 위해 액화 화물 저장 탱크가 완전히 냉장되는 부상식 운송 선박에 사용될 수 있다.
액화 화물은 액화 석유 가스, 액화 석유화학 가스 및 액화 암모니아를 포함하는 군으로부터 선택될 수 있다. 본원에 개시된 장치 및 방법은 3.5 몰%를 초과하는 농도의 경질 성분, 특히 에탄 또는 에틸렌을 포함하는 LPG와 같은 액화 화물에 대해 특히 유익하다. 유리하게는, 경질 성분의 보다 높은 농도를 갖는 구성에 대해, 특히 압축 BOG 배출 스트림의 응축이 바닷물에 대해 효과가 있는 경우에 냉각을 위해 추가 압축 단이 필요하지 않을 수 있다.
본원에 개시된 방법 및 장치는 2개 이상의 압축 단을 이용한다.
본원에 개시된 방법 및 장치의 이점을 얻고, 냉각 통기 스트림을 냉각시키기 위해, 절약 장치의 사용은 필요하지 않다. 그러나, 소정의 실시예에서, 중간 압축 BOG 스트림을 냉각하기 위해, 절약 장치와 같은 열교환기가 연속적인 압축 단들 사이, 예를 들어 제 1 단과 제 2 단 사이에 배치될 수 있다. 3개 이상의 압축 단이 존재하는 경우, 중간 압축 BOG의 냉각을 허용하는 열교환기가 제 2 압축 단과 최종 압축 단 사이에 제공될 수 있다. 예를 들어, 절약 장치가 제 1 압축 단과 제 2 압축 단 사이뿐만 아니라, 제 2 압축 단과 제 3 압축 단계 사이에 위치될 수 있다. 절약 장치에서, 냉각 압축 BOG 스트림의 팽창된, 선택적으로 추가 냉각되는 부분은 중간 압축 BOG 스트림과 열교환될 수 있다. 추가 실시예에서, 냉각 압축 BOG 스트림의 팽창된, 선택적으로 추가 냉각되는 부분은 냉각 압축 배출 스트림의 선택적으로 추가 냉각되는 부분과 열교환될 수 있다. 이는 성능 계수의 추가 개선 및 증가된 냉각, 특히 재액화 능력의 결과를 가져온다.
본원에 개시된 방법 및 장치가, 현재의 압축 단의 개수를 유지하고, 추가 냉각 통기 스트림 및 선택 사항인 중간 냉각 압축 BOG 스트림 또는 BOG 재활용 스트림을 제공하기 위해 냉각 통기 스트림에 대한 팽창된 냉각 BOG 스트림의 열교환을 실행하도록, 필요한 배관, 밸브 및 제어부를 추가함으로써, 개장(retro-fit)되어 기존의 부상식 운송 선박에 적용될 수 있음은 명백할 것이다.
본원에 사용된 바와 같이, "다수의 압축 단"이라는 용어는 압축 시스템 내 2개 이상의 일련의 압축 단으로 정의된다. 각각의 압축 단은 하나 이상의 압축기에 의해 달성될 수 있다. 각각의 압축 단의 하나 이상의 압축기는 이들 압축기가 별도로 구동되도록, 다른 압축 단의 압축기로부터 독립적일 수 있다. 대안적으로, 2개 이상의 압축 단이 선택적인 전동장치와 연동, 전형적으로는 단일 드라이버 및 구동 샤프트에 의해 전력 공급되는 압축기를 사용할 수 있다. 이러한 연동 압축 단은 다-단 압축기의 일부일 수 있다.
본원에 개시된 방법 및 장치는 적어도 2개의 압축 단을 필요로 한다. 제 1 압축 단 후에, 각각의 후속하는 단은 앞선 단의 배출 시의 압력에 비해 증가된 압력을 제공한다. "연속적인 단"이라는 용어는 인접한 압축 단의 쌍, 즉 (n) 단 및 다음의 (n+1) 단을 말하며, 여기서 'n'은 0보다 큰 정수이다. 결과적으로, 연속적인 단은 예를 들어, 제 1 및 제 2 단 또는 제 2 및 제 3 단 또는 제 3 및 제4 단이다. 중간 압축 스트림 (및 냉각 중간 압축 스트림)은 연속적인 압축 단을 연결하는 스트림을 말한다. 냉각 중간 압축 스트림과 관련하여 사용되는 "다음 압축 단" 또는 "후속 압축 단"은 중간 스트림을 형성하는 2개의 연속적인 단 중 수치적으로 높은 수 (및 높은 압력 단)를 말한다.
열교환 단계는 간접적일 수 있으며, 이 경우 열교환에 관여하는 2개 이상의 스트림이 분리되어 직접적인 접촉을 하지 않는다. 대안적으로, 열교환은 직접적일 수 있으며, 이 경우 열교환에 관여하는 2개 이상의 스트림이 혼합되어 결합 스트림을 생성한다.
다른 태양, 특징 및 이점들은 첨부 도면과 함께 취급될 때 이하의 상세한 설명으로부터 명백할 것이며, 첨부 도면은 본 명세서의 일부로서, 개시된 임의의 발명의 원리를 예시적으로 묘사한다.
첨부 도면은 다양한 실시예의 이해를 돕는다.
도 1은 LPG 운반선 내 화물 탱크로부터의 재액화 증발 가스에 대한 가능한 하나의 공지된 시스템의 개략도를 도시한다.
도 2는 본 명세서에 따른 부상식 운송 선박 내 액화 화물로부터의 증발 가스를 냉각, 특히 재액화시키는 시스템의 개략도를 도시한다.
도 3은 본 명세서에 따른 부상식 운송 선박 내 액화 화물로부터의 증발 가스를 냉각, 특히 재액화시키기 위한 시스템의 개략도를 도시한다.
도 4는 본 명세서에 따른 부상식 운송 선박 내 액화 화물로부터의 증발 가스를 냉각, 특히 재액화시키기 위한 시스템의 개략도를 도시한다.
도 5는 본 명세서에 따른 대응 시스템과 비교하여, 2개 및 3개의 압축 단을 포함하는 액화 시스템에 대한, 프로판에 의해 밸런스가 제공되는 액화 화물의 몰% 단위의 에탄 농도 대 냉동 용량의 개략도를 도시한다.
도 6은 본 명세서에 따른 부상식 운송 선박 내 액화 화물로부터의 증발 가스를 냉각, 특히 재액화시키는 시스템의 개략도를 도시한다.
오픈 사이클 냉동 원리에 기초한 선박 내 LPG 재액화 시스템은 증발 가스로도 알려져 있는 하나 이상의 탱크로부터의 LPG 증기를 인입하여, 히트 싱크/냉매로서 바닷물을 사용하여 압축 증기가 냉각 및 응축될 수 있도록, 증발 가스가 압축되는 압축기로 증발 가스를 이동시킨다. 바닷물로 응축될 수 없는 압축 증기의 경질 성분은 일반적으로 증기 형태로 대기로 통기되거나 저장 탱크로 이동되어 재활용된다. 전형적으로, LPG는 (주위에 비해) 감소된 온도 및 (대기에 비해) 증가된 압력 중 하나 또는 둘 모두 하에서 저장 탱크에 유지된다.
도 1은 LPG 운반선 내 증발 가스를 재액화시키는 공지된 시스템에 대한 개략도를 도시한다. 액화 석유 가스(LPG)는 석유 가스를 액화 상태로 유지하기 위해 단열 및/또는 가압될 수 있는 탱크(50)에 저장된다. 예를 들어, 불완전한 단열에 기인한 탱크 내 LPG의 증발로 인해 탱크(50)의 오버헤드(overhead) 공간 내에 석유 가스가 형성될 것이다. 이러한 가스의 증대를 방지하기 위해, 가스는 증발 가스 스트림(01)으로서 탱크(50)로부터 제거된다. 이러한 스트림이 탱크(50)로 복귀되기 전에, 제거된 증발 가스의 가능한 많은 성분들을 응축시키기 위해, 상기 성분들은 통상적으로 압축 및 냉각된다.
증발 가스 스트림(01)은 제 1 압축 단(65) 및 제 2 압축 단(75)을 포함하는 도 1에 도시된 2단 압축기와 같은 압축 시스템(60)으로 이동될 수 있다. 2-단 압축기(60)는 응축기(100)로 이동될 수 있는 압축 BOG 배출 스트림(06)을 생성하며, 압축 BOG 배출 스트림(06)은 바닷물에 의해 냉각된다. 응축기(100)는 냉각 압축 배출 스트림(07) 및 따뜻한 바닷물 스트림(도시되지 않음)을 생성한다. 냉각 압축 배출 스트림(07)은 제 2 압축 단(75)의 출구 압력의, 바닷물에 의해 재액화될 수 있는 증발 가스 성분을 포함하는 응축 스트림이다.
바닷물에 의한 재액화가 불가능한 비-응축 성분은 증기 스트림인 냉각 통기 스트림(51)으로서 응축기(100)로부터 제거된다. 비-응축 성분의 냉각 통기 스트림은 대기 통기 스트림(49)을 통해, 대기압까지 팽창된 후에 대기로 통기될 수 있다.
냉각 압축 배출 스트림(07)은 팽창기 또는 줄-톰슨 밸브와 같은 제 1 배출 스트림 감압 장치(120)로 이동될 수 있으며, 여기서 배출 스트림은 팽창된 냉각 배출 스트림(17)을 제공하도록 팽창된다. 그 후, 팽창된 냉각 배출 스트림(17)은 전형적으로 완전 응축 스트림인 냉각 복귀 유체 스트림(18)을 제공하기 위해, 제 1 단계 열교환기(80)로 이동될 수 있다.
그 후, 냉각 복귀 유체 스트림(18)은 팽창된 냉각 복귀 유체 스트림(24)을 제공하기 위해, 팽창기 또는 줄-톰슨 밸브와 같은 복귀 감압 장치(22)로 이동될 수 있다. 전형적으로, 복귀 감압 장치(22)는 제 1 중간 압축 BOG 스트림(02)의 압력 또는 그 근처의 압력으로부터, 탱크(50) 내 LPG 및 BOG의 압력에 가까운 압력, 예를 들어 팽창된 냉각 복귀 유체 스트림(24)의 탱크(50)로의 적절한 유동을 보장하기에 충분한 탱크 내 BOG의 압력 바로 위의 압력까지 냉각 복귀 유체 스트림(18)을 감압시킬 것이다. 팽창된 냉각 복귀 유체 스트림(24)의 압력은 제 1 압축 단(65)의 배출 압력의 압력 미만이다.
탱크(50)로의 복귀에 앞서, 팽창된 냉각 복귀 유체 스트림(24)은 열교환된 복귀 유체 스트림(26)을 제공하기 위해, 열교환기(25)에서 냉각 통기 스트림(51)과 열교환될 수 있다. 열교환은 응축 통기 스트림(29) 및 비-응축 통기 스트림(27)을 제공하기 위해, 냉각 통기 스트림(51)의 성분을 응축하기에 충분할 수 있다. 비-응축 통기 스트림(27)은 주위 압력까지 팽창되고 대기로 통기될 수 있다. 응축 통기 스트림(29)은 저장 탱크(50)로 이동될 수 있는 결합된 열교환 복귀 유체 스트림(26a)을 제공하기 위해 열교환된 복귀 유체 스트림(26)에 추가될 수 있다.
압축 시스템(60)으로 돌아가서, 제 1 압축 단(65)은 제 1 단계 열교환기(80)로 이동되는 제 1 중간 압축 BOG 스트림(02)을 제공한다. 제 1 중간 압축 BOG 스트림(02)은 증기 스트림인 냉각 제 1 중간 압축 BOG 스트림(03)을 제공하기 위해, 제 1 단계 열교환기(80)에서 팽창된 냉각 배출 스트림(17)에 대해 열교환될 수 있다. 제 1 배출 스트림 감압 장치(120)는 제 1 중간 압축 BOG 스트림(02)의 압력 또는 그 근처의 압력까지 냉각 압축 배출 스트림(17)을 감압시켜야 한다는 것이 명백할 것이다. 냉각 압축 배출 스트림(17) 및 제 1 중간 압축 BOG 스트림(02)은 제 1 단계 열교환기(80)의 쉘 측에서 혼합된다.
그 후, 냉각 제 1 중간 압축 BOG 스트림(03)이 제 2 압축 단(75)의 흡입부로 이동될 수 있다. 제 2 압축 단(75)은 압축 BOG 배출 스트림(06)을 제공하기 위해, 냉각 제 1 중간 압축 BOG 스트림(03)을 압축한다.
본원에 개시된 방법 및 장치는 재액화 BOG의 개선된 방법 및 장치를 제공하고자 한다. 본 명세서에 따른 방법 및 장치의 일 실시예가 도 2에 제공된다. 적합한 경우, 도 1의 것과 동일한 스트림 및 성분의 이름 및 참조 부호들을 나머지 도면 내 대응하는 스트림 및 성분들에 대해 사용하였다.
도 2는 LPG 운반선과 같은 부상식 운송 선박 내 액화 화물 저장 탱크(50)를 도시한다. 액화 화물은 LPG일 수 있고, 증발 가스는 석유 가스일 수 있다. 석유 가스는 프로판 및 에탄을 포함할 수 있다. 저장 탱크(50)로부터의 증발 화물을 냉각, 특히 재액화시키기 위해, 증발 화물을 포함하는 증발 가스 스트림(01)이 2개 이상의 압축 단을 갖는 압축 시스템(60)으로 이동된다. 증발 가스 스트림(01)은 0 초과 500 kPa 게이지 범위의 압력("BOG 압력")을 가질 수 있다. 압축 시스템(60)은 2개 이상의 단을 포함하는 다-단 압축기일 수 있다. "다-단(multi-stage) 압축기"란 압축기 내의 각각의 압축 단이 동일한 구동 샤프트에 의해 구동되는 것을 의미한다. 대안적으로, 압축 시스템(60)은 각각의 압축 단에 대해 독립적으로 구동되는 압축기를 포함할 수 있다. 압축 시스템(60)이 다-단 압축기인 경우에, 압축 시스템은 전형적으로 왕복 압축기이다.
비록, 본원에 개시된 방법 및 장치는 3개 이상의 단을 갖는 압축기에도 적용될 수 있지만, 도 2의 실시예는 제 1 단(65) 및 최종 압축 단인 제 2 단(75)을 갖는 압축 시스템(60)을 도시한다. 제 1 압축 단(65) 및 제 2 압축 단(75)은 배출 시 각각 저압 스트림 및 고압 스트림을 제공한다.
압축 시스템(60)은 압축 BOG 배출 스트림(06)을 제공하기 위해, 증발 가스 스트림(01)을 압축한다. 압축 BOG 배출 스트림(06)은 1.5 내지 2.5 MPa 범위의 압력("최종 단 압력")을 가질 수 있다. 압축 BOG 배출 스트림(06)은 응축기와 같은 배출 스트림 열교환기(200)로 이동될 수 있다. 압축 BOG 배출 스트림(06)은 냉각 압축 배출 스트림(07) 및 따뜻한 열교환 유체(도시되지 않음)를 제공하기 위해 바닷물과 같은 열교환 유체에 의해 냉각된다. 전형적으로, 열교환 유체로서 사용된 바닷물은 +36℃ 이하, 보다 전형적으로는 +32℃ 이하의 온도를 가질 것이다.
냉각 압축 배출 스트림(07)은 전형적으로는 부분적으로 응축된, 보다 전형적으로는 완전히 응축된 압축 배출 스트림이다. 냉각 압축 배출 스트림(07)은 최종 압축 단의 배출 압력에서 열교환 유체에 의해 응축될 수 있는 증발 가스의 성분을 포함한다. 배출 스트림 열교환기(200)가 쉘 및 튜브 열교환기이면, 압축 BOG 배출 스트림(06)의 비-응축 성분은 냉각 통기 스트림(51)으로서 열교환기를 빠져나갈 수 있다. 냉각 통기 스트림(51)은 전형적으로 최종 압축 단의 배출 압력에서 열교환 유체에 의해 응축될 수 없는 증발 가스의 성분을 포함하는 기상 스트림이다.
냉각 압축 배출 스트림(07)은 전형적으로, 냉각 압축 BOG 스트림(08)으로서 배출되기 전에 배출 수용부(205)로 이동된다. 배출 수용부(205)는 축압기일 수 있고, 배출 열교환기(200) 내 액체 시일을 유지하고, 그리고/또는 최종 압축 단(75)에서의 배출 압력을 유지하도록 작동할 수 있다.
도 2에 도시되지 않은 실시예에서, 냉각 통기 스트림은 배출 열교환기(200) 대신 배출 수용부(205)에 의해 생성될 수 있다. 이는 예를 들어, 배출 열교환기가 증기상 및 응축상을 별도의 스트림으로 적절하게 분리할 수 없는 유형, 예를 들어 플레이트-형 열교환기인 경우에, 발생할 것이다. 이러한 라인-업이 도 6의 실시예에 도시된다.
냉각 압축 BOG 스트림(08)은 전형적으로 추가 냉각된다. 이는 냉각 압축 BOG 스트림(08)을 하나 이상의 추가 열교환기(180)로 이동시킴으로써 달성될 수 있다. 추가 열교환기(180)는 임의의 유형일 수 있고, 냉각 압축 스트림(08)뿐만 아니라 중간 BOG 스트림을 냉각하기 위한 중간 단계, 특히 제 1 단계 절약 장치가 도 2에 도시된다. 이는 하기에서 보다 상세히 설명된다.
냉각 통기 스트림(51)은 냉각 압축 BOG 스트림(08)의 일부에 의해 열교환이 이루어지는 통기 열교환기(190)로 이동될 수 있다. 도 2에 도시된 실시예에서, 제 1 배출 스트림 분류 장치(110)가 냉각 압축 BOG 스트림(08)을 연속 냉각 압축 배출 스트림(08a) 및 냉각 압축 BOG 측 스트림(31)으로 분리한다. 냉각 압축 BOG 측 스트림(31)은 팽창기 또는 줄-톰슨 밸브와 같은 제 1 배출 스트림 감압 장치(120)로 이동될 수 있으며, 여기서 팽창되어 팽창된 냉각 BOG 스트림(33)을 제공하며, 그 후 추가 냉각 통기 스트림(53) 및 BOG 재활용 스트림(35)을 제공하기 위해 냉각 통기 스트림(51)에 대해 열교환될 수 있다. 전형적으로, 이러한 열교환은 냉각 통기 스트림(51)이 통기 열교환기(190)의 쉘 내 하나 이상의 통기 열교환기(195)에 존재하는 상태에서, 팽창된 냉각 BOG 스트림(33)을 통기 열교환기(190)의 쉘 측으로 주입함으로써 이루어진다.
도 2에 도시되지 않은 실시예에서, 통기 열교환기(190)에 대한 냉각 듀티를 제공하는 스트림이 추가 냉각 압축 BOG 스트림(09)으로부터 측 스트림으로서 인출될 수 있으며, 그 후 제 1 단 압력과 같은 중간 단 압력까지 팽창될 수 있다. 추가 냉각 압축 BOG 스트림(09)의 근원은 이하 설명된다. 이러한 실시예에서, 제 1 배출 스트림 분류 장치는 냉각 압축 BOG 스트림(08)이 아닌 추가 냉각 압축 BOG 스트림(09)에 제공될 수 있다. 그 후, 이에 따라 중간 단 압력까지 팽창되는 측 스트림이 추가 냉각 압축 BOG 측 스트림이 될 것이다. 그 후 이는 냉각 통기 스트림(51)에 대해 열교환될 수 있는 팽창된 추가 냉각 압축 BOG 스트림을 제공하기 위해 팽창될 수 있다.
통기 열교환기(190)에서 생성되는 BOG 재활용 스트림(35)은 전형적으로 증기 스트림이다. 냉각 압축 BOG 측 스트림(31)이 제 1 압축 단(65)의 배출에 의해 제공되는 압력, 즉 제 1 단 압력에서 또는 그보다 약간 높은 압력의 소정의 압력까지 팽창된다면, 팽창된 냉각 압축 BOG 스트림(33)의 열교환으로부터 생성되는 BOG 재활용 스트림(35)은 제 1 및 제 2 압축 단을 연결하는 중간 압축 BOG 스트림, 예를 들어 제 1 중간 압축 BOG 스트림(03a)으로 이동될 수 있다. BOG 재활용 스트림(35)을 압축 시스템(60)으로 이동시킴으로써, 이 스트림은 본원에 설명된 방법의 일부로서 재압축 및 냉각, 전형적으로 응축될 수 있다. 따라서, 냉각 통기 스트림의 추가 냉각은 화물 저장 탱크(50)로 복귀되는 증발 가스 증기에 있어서의 증가 없이 달성된다.
통기 열교환기(190) 내 냉각 통기 스트림(51)의 추가 냉각은 바닷물과 같은 열교환 유체에 의해 배출 열교환기(200)에서 응축될 수 없는 증발 가스 성분의 일부를 응축시킬 수 있다. 추가 냉각 통기 스트림(53)은 전형적으로 적어도 부분적으로 응축된 스트림이다. 추가 냉각 통기 스트림(53)은 줄-톰슨 밸브 또는 팽창기와 같은 통기 스트림 감압 장치(61)(점선)로 이동될 수 있으며, 상기 감압 장치에서 상기 스트림의 압력이 감소되어 팽창된 추가 냉각 통기 스트림(63)(점선)을 제공한다. 팽창된 추가 냉각 통기 스트림(63)은 액화 화물 저장 탱크(50)의 압력 또는 그보다 약간 높은 압력에서의 소정의 압력을 가질 수 있으며, 이에 따라 상기 스트림은 예를 들어, 결합된 팽창 냉각 BOG 복귀 스트림(10a)을 제공하기 위해, 팽창된 냉각 BOG 복귀 스트림(10)에의 추가에 의해 탱크로 복귀될 수 있다.
도 2에 도시된 다른 실시예에서, 추가 냉각 통기 스트림(53)은 가스/액체 분리기와 같은 통기 스트림 분리기(150)로 이동될 수 있다. 통기 스트림 분리기(150)는, 통기 열교환기(190)에서 응축되었던 증발 가스의 성분들을 포함하는, 전형적으로는 증기 스트림인 통기 배출 스트림(55) 및 전형적으로는 응축 스트림, 보다 전형적으로는 서브-냉각 스트림인 냉각 통기 BOG 복귀 스트림(57)을 제공한다. 통기 배출 스트림(55)의 압력은 예를 들어, 저장 탱크(50)로의 복귀, 다른 곳에서의 저장 또는 통기를 위해 적절한 압력까지 감소될 수 있다.
냉각 통기 BOG 복귀 스트림(57)은 팽창된 냉각 통기 BOG 복귀 스트림(59)을 제공하기 위해, 줄-톰슨 밸브 또는 팽창기와 같은 통기 복귀 스트림 감압 장치(58)를 통과할 수 있다. 팽창된 냉각 통기 BOG 복귀 스트림(59)은 전형적으로 응축 스트림이다. 팽창된 냉각 통기 BOG 복귀 스트림(59)은 예를 들어, 팽창된 냉각 BOG 복귀 스트림(10)에의 추가에 의해 저장 탱크(50)로 이동될 수 있다.
도 2에 도시되지 않은 추가 실시예에서, 추가 열교환 단계는 예를 들어, 냉각 통기 BOG 복귀 스트림(57)의 팽창된 부분에 대해 통기 배출 스트림의 하나 이상의 성분을 응축시키기 위해 통기 배출 스트림(55)을 냉각시키도록 실행될 수 있다. 특히, 냉각 통기 BOG 복귀 스트림(57)은 전형적으로 저장 탱크(50)의 압력 또는 이보다 조금 높은 압력의 팽창된 냉각 통기 BOG 복귀 스트림(59)을 제공하기 위해, 통기 복귀 스트림 감압 장치(58)로 이동될 수 있다.
그 후, 팽창된 냉각 통기 BOG 복귀 스트림(59)은 상기 스트림이 통기 배출 스트림(55)에 대해 전형적으로는 간접적으로 열교환될 수 있는 추가 통기 열교환기로 이동될 수 있다. 팽창된 냉각 통기 BOG 복귀 스트림(59)은 추가 통기 열교환기 내에서 열교환된 통기 BOG 복귀 스트림을 제공하기 위해 데워질 수 있다. 통기 배출 스트림(55)은 냉각 통기 배출 스트림 및 추가 통기 배출 스트림을 제공하기 위해 냉각될 수 있다. 냉각 통기 배출 스트림은 전형적으로 하나 이상의 응축 성분을 포함하는 응축 스트림이다. 추가 통기 배출 스트림은 전형적으로 하나 이상의 비-응축 성분을 포함하는 증기 스트림이다.
추가 통기 열교환기가 쉘 및 튜브 형태인 경우에는, 냉각 통기 배출 스트림 및 추가 통기 배출 스트림은 상이한 스트림으로서 빠져나갈 수 있다. 추가 통기 열교환기가 상이한 상의 스트림을 분리할 수 없다면, 통기 배출 스트림(55)의 냉각에 기인한 스트림은 냉각 통기 배출 스트림 및 추가 통기 배출 스트림을 생성할 수 있는 가스/액체 분리기와 같은 추가 통기 스트림 분리기로 이동될 수 있다.
추가 통기 배출 스트림의 압력은 예를 들어, 저장 탱크(50)로의 복귀, 다른 곳에서의 저장 또는 통기를 위해 적절한 압력까지 감소될 수 있다. 냉각 통기 배출 스트림은 상기 스트림이 팽창되어 전형적으로는 저장 탱크(50)의 압력 또는 그보다 조금 높은 압력의 팽창된 냉각 통기 배출 스트림을 제공할 수 있는 추가 통기 스트림 감압 장치로 이동될 수 있다. 그 후, 열교환된 통기 BOG 복귀 스트림 및 팽창된 냉각 통기 배출 스트림은 저장 탱크(50)로 이동될 수 있다.
냉각 압축 BOG 스트림(08)으로 돌아가서, 이는 제 1 추가 열교환기(180)에서 냉각 압축 BOG 스트림의 팽창된 부분에 대해 냉각될 수 있다. 도 2에 도시된 실시예에서, 제 2 배출 스트림 분류 장치(210)는 연속 냉각 압축 BOG 스트림(08a)을 추가 연속 냉각 압축 BOG 스트림(08b) 및 추가 냉각 압축 BOG 측 스트림(11)으로 분리한다. 추가 냉각 압축 BOG 측 스트림(11)은 팽창기 또는 줄-톰슨 밸브와 같은 제 2 배출 스트림 감압 장치(220)로 이동될 수 있으며, 상기 감압 장치에서 상기 측 스트림은 추가 팽창된 냉각 BOG 스트림(13)을 제공하기 위해 팽창되며, 이어서 서브-냉각 스트림일 수 있는 추가 냉각 압축 BOG 스트림(09)을 제공하기 위해, 추가 연속 압축 BOG 스트림(08b)에 대해 열교환될 수 있다.
제 1 추가 열교환기(180)는 쉘 및 튜브 또는 쉘 및 코일 열교환기일 수 있으며, 이러한 열교환기에서 추가 연속 냉각 압축 BOG 스트림(08b)은 하나 이상의 제 1 추가 열교환기 튜브 또는 코일(185)(코일은 도 2에 도시됨)을 통과하며, 여기서 상기 스트림은 제 1 열교환기의 쉘 측으로 주입된 추가 팽창된 냉각 BOG 스트림(13)에 대해 냉각된다. 추가 냉각 압축 BOG 측 스트림(11)은 다-단 압축기의 제 1 단의 배출 압력에 근사한 압력까지 팽창될 수 있다.
도 2에 도시되지 않은 추가 실시예에서, 제 2 배출 스트림 분류 장치(210)는 제 1 추가 열교환기(180)에서의 냉각 듀티를 제공하는 유체가 연속 냉각 압축 BOG 스트림(08a)의 일부의 팽창이 아닌 추가 냉각 압축 BOG 스트림(09)의 일부의 팽창에 의해 얻어지도록, 제 1 추가 열교환기(180)의 하류에 제공될 수 있다.
그 후, 도 1의 계획에 유사한 방식으로, 추가 냉각 압축 BOG 스트림(09)은 서브-냉각 응축 BOG 복귀 스트림일 수 있는 팽창된 냉각 BOG 복귀 스트림(10)을 제공하기 위해, 팽창기 또는 줄-톰슨 밸브와 같은 복귀 BOG 감압 장치(130)로 이동될 수 있다. 그 후, 이는 저장 탱크(50)로 복귀될 수 있다.
제 1 추가 열교환기(180)로 돌아가서, 추가 연속 압축 BOG 스트림(08b)의 냉각뿐만 아니라, 제 1 추가 열교환기는 제 1 압축 단(65)으로부터의 중간 압축 스트림을 냉각시킬 수 있다. 이러한 실시예에서, 제 1 추가 열교환기(180)는 절약 장치일 수 있다. 이 열교환은 증가된 성능 계수를 유발할 수 있다.
특히, 증발 가스 스트림(01)은 제 1 단(65)에 의해 제 1 단 압력의 제 1 중간 압축 BOG 스트림(02)까지 압축될 수 있다. 그 후, 제 1 중간 압축 BOG 스트림(02)은 냉각 제 1 중간 압축 BOG 스트림(03a)을 제공하기 위해, 추가 팽창된 추가 냉각 BOG 스트림(13)에 대해 열교환될 수 있다. 이러한 열교환은 전형적으로는 제 1 중간 단계 절약 장치인 제 1 추가 열교환기(180)에서 이루어질 수 있다. 제 1 중간 단계 절약 장치가 쉘 및 튜브형인 경우에, 제 1 중간 압축 BOG 스트림(02) 및 추가 팽창된 추가 냉각 BOG 측 스트림(13)은 둘 모두 열교환기의 쉘 측으로 주입될 수 있다. 이는 액체 서브-냉각으로 알려져 있다. 열교환 공정 동안, 이들 스트림은 냉각 제 1 중간 압축 BOG 스트림(03a)이 이들 스트림의 결합이 되도록 혼합될 것이다. 따라서, 부수적 추가 냉각 압축 BOG 측 스트림(11)이 제 1 단(65)의 배출에 의해 제공되는 압력 또는 그보다 약간 높은 압력에서의 소정 압력, 즉 제 1 단 압력까지 팽창되어야 한다. 이는 제 1 추가 열교환기(180) 내에서의 허용 가능한 압력 균형을 제공할 것이다.
통기 열교환기(190)로부터의 BOG 재활용 스트림(35)은 결합된 냉각 제 1 중간 압축 BOG 스트림(03b)을 제공하기 위해, 냉각 제 1 중간 압축 BOG 스트림(03a)에 추가될 수 있다. 그 후, 결합된 냉각 제 1 중간 압축 BOG 스트림(03b)은 압축 시스템(60)의 본 실시예에서는 최종 단(75)인 제 2 단의 흡입부로 이동될 수 있으며, 상기 흡입부에서 상기 스트림은 최종 단인 제 2 단의 압력의 압축 BOG 배출 스트림(06)을 제공하도록 압축된다.
도 2에 도시되지 않은 추가 실시예에서, 제 1 추가 열교환기(180)로 이동되는 대신, 제 1 중간 압축 BOG 스트림(02)은 통기 열교환기(190)로 이동될 수 있다. 이는 제 1 추가 열교환기(180)와 통기 열교환기(190) 사이의 냉각 듀티의 상이한 분류를 제공할 수 있다. 이 경우에, 제 1 중간 압축 BOG 스트림은 팽창된 냉각 BOG 스트림(33)과 열교환할 것이며, 생성된 결합 스트림은 제 2 압축 단(75)의 흡입부로 이동될 수 있는 냉각 제 1 중간 압축 BOG 스트림일 것이다. 결과적으로, 냉각 제 1 중간 압축 BOG 스트림을 생성하는 대신, 제 1 추가 열교환기는 예를 들어, 냉각 제 1 중간 압축 BOG 스트림에 추가함으로써, 제 2 압축 단(75)의 흡입부로도 이동될 수 있는 오버헤드 팽창된 냉각 배출 스트림을 생성할 것이다.
제 1 압축 단(75)으로부터의 배출 증기가 도 2에 도시된 바와 같이, 다음 압축기 단의 흡입부로 이동되기 전에 증기와 혼합되는 제 1 추가 열교환기(180)로 상기 제 1 압축 단으로부터의 배출 증기가 이동되는 액체 서브-냉각을 이용하는 것이 아닌, 본원에 개시된 방법 및 장치의 대안적인 실시예에서, 플래시 액체 서브-냉각 공정이 사용될 수 있다. 플래시 액체 서브-냉각 공정에서, 제 1 압축 단으로부터의 배출 증기는 제 1 추가 열교환기를 통과하지 않지만, 압축 사이클의 다음 단으로의 흡입 시 또는 흡입 전에 열교환기에서 생성되는 증기와 혼합된다.
따라서, 제 1 중간 압축 BOG 스트림(02)은 도 2의 실시예의 경우에서와 같이 제 1 추가 열교환기(180)를 통과하지 않지만, 추가 팽창된 냉각 BOG 스트림(13)으로부터 제 1 추가 열교환기(180)에서 생성되는 전형적으로는 증기 스트림인 오버헤드 팽창된 냉각 배출 스트림과 같은 스트림과 열교환하게 된다. 이 열교환은 2개의 스트림을 혼합함으로써 얻어질 수 있으며, 압축 사이클의 제 2 단(75)으로의 흡입 시 또는 흡입 전에 이루어져야 한다.
도 3은 본원에 개시된 방법 및 장치의 추가 실시예를 도시한다. 압축 시스템(60)은 도 3의 실시예와 유사한 방식으로, 2개의 압축 단, 즉 제 1 단(65) 및 최종 단인 제 2 단(75)을 포함한다. 제 1 및 제 2 단(65 및 75)은 다-단 압축기의 2개의 단일 수 있다.
도 3의 실시예는 2개의 열교환기(180, 190)가 단일 통기 열교환기(190')로 결합되었다는 점에서 도 2의 실시예와는 상이하다. 냉각 장치 내 열교환기의 개수 감소는 선박에 있어서의 제한적 공간 활용으로 인해 유리할 수 있다.
냉각 압축 BOG 스트림(08)은 도 2의 실시예와 동일한 방식으로 제공된다. 냉각 압축 BOG 스트림은 상기 스트림이 연속 냉각 압축 BOG 스트림(08a) 및 냉각 압축 BOG 측 스트림(31)으로 분리되는 제 1 배출 스트림 분류 장치(110)로 이동된다. 냉각 압축 BOG 측 스트림(31)은 팽창기 또는 줄-톰슨 밸브와 같은 제 1 배출 스트림 감압 장치(120)로 이동될 수 있으며, 상기 스트림은 상기 감압 장치에서 팽창되어 팽창된 냉각 BOG 스트림(33)을 제공한다. 그 후, 팽창된 냉각 BOG 스트림(33)은 통기 열교환기(190')에서, 냉각 통기 스트림(51), 제 1 중간 압축 스트림(02) 및 연속 냉각 압축 BOG 스트림(08a)에 대해 열교환될 수 있다.
도 3의 실시예에서, 쉘 및 코일 열교환기가 도시되어 있다. 대안적으로, 쉘 및 튜브 열교환기가 사용될 수 있다. 팽창된 냉각 BOG 스트림(33)이 통기 열교환기(190')의 쉘 측으로 주입될 수 있으며, 여기서 상기 스트림은 (i) 하나 이상의 통기 열교환기 코일(195)에 존재하는 냉각 통기 스트림(51) 및 (ⅱ) 열교환기의 쉘 내의 하나 이상의 압축 BOG 스트림 코일(186) 내 연속 냉각 압축 BOG 스트림(08a)에 대해 열교환된다. 따라서, 냉각 통기 스트림(51) 및 연속 냉각 압축 BOG 스트림(08a)은 팽창된 냉각 BOG 스트림(33)으로부터 분리된 채로 유지된다.
제 1 중간 압축 스트림(02)은 통기 열교환기(190)의 쉘 측으로도 주입되며, 여기서 상기 스트림은 전형적으로는 2개의 유체 스트림을 혼합함으로써, 팽창된 냉각 BOG 스트림(33)과 열교환될 수 있다.
냉각 통기 스트림(51)은 추가 냉각 통기 스트림(53)을 제공하기 위해, 통기 열교환기(190')에서 냉각된다. 이러한 방식으로, 냉각 압축 BOG 스트림의 팽창된 부분에 대한 냉각 통기 스트림(51)의 추가 냉각이 달성되므로, 배출 열교환기(200)에서 바닷물과 같은 열교환 유체에 대한 냉각에 의해 달성될 수 있는 온도 미만으로 그 온도를 감소시킨다. 추가 냉각 통기 스트림(53)은 도 2의 실시예에서 설명된 바와 같이, 통기 스트림 분리기(150)로 보내지거나, 팽창되어 저장 탱크(50)로 돌아갈 수 있다.
통기 열교환기(190')에 의해 제공되는 추가 냉각 압축 BOG 스트림(09)은 복귀 BOG 감압 장치(130)를 통과할 수 있으며, 상기 장치에서 상기 스트림은 팽창된 냉각 복귀 스트림(10)의 탱크로의 유동이 가능하도록 저장 탱크(50)의 저장 압력 또는 이 압력보다 약간 큰 압력까지 팽창될 수 있다.
통기 열교환기(190')에서의 팽창된 냉각 BOG 스트림(33)과 제 1 중간 압축 스트림(02)의 혼합은 냉각 제 1 중간 압축 스트림(03)을 제공한다. 냉각 제 1 중간 압축 스트림(03)은 압축 BOG 배출 스트림(06)을 제공하기 위해, 제 2 압축 단(75)의 흡입부로 이동될 수 있다.
도 3의 실시예에서, 통기 열교환기(190')는 절약 장치로서의 기능을 한다. 이는 액체 서브-냉각 공정에서 다양한 열교환 공정을 통합하는 효과적인 방안을 제공한다. 그러나, 열교환이 절약 장치에서 행해져야 하는 것은 본원에 개시된 방법 및 장치의 필요조건이 아니다. 적어도, 냉각 통기 스트림(51)에 대한 냉각 압축 BOG 스트림의 팽창된 부분의 열교환을 용이하게 하는 임의의 열교환기 또는 열교환기들이 사용될 수 있다.
예를 들어, 제 1 중간 압축 스트림(02)이 통기 열교환기(190')를 통과하게 할 필요가 없다. 대신, 팽창된 냉각 BOG 스트림(33)은 플래시 액체 서브-냉각 공정에서, 통기 열교환기(190')에서 냉각 통기 스트림(51)과 연속 냉각 압축 BOG 스트림(08a)과 열교환될 수 있다. 팽창된 냉각 BOG 측 스트림(33)의 열교환에 기인한 스트림은 BOG 재활용 스트림으로서 통기 열교환기(190')로부터 인출될 수 있다. 그 후, BOG 재활용 스트림은 냉각 제 1 중간 압축 BOG 스트림(03)을 제공하기 위해 제 1 중간 압축 BOG 스트림(02)과 열교환될 수 있다. 이는 제 1 중간 압축 BOG 스트림(02)에 BOG 재활용 스트림을 추가하여 2개의 스트림을 혼합함으로써 달성될 수 있다.
도 4는 본원에 개시된 방법 및 장치가 3개의 압축 단, 즉 제 1 단(65), 제 2 단(70) 및 제 3 단이자 최종 단(75)을 포함하는 압축 시스템(60)에 적용되는 추가 실시예를 도시한다. 제 1, 제 2 및 제 3 단(65, 70, 75)은 각각 저압, 중압 및 고압 스트림을 생성한다. 제 1 단(65)은 제 1 단 압력의 제 1 중간 압축 BOG 스트림(02)을 제공하기 위해 증발 가스 스트림(01)을 압축한다.
본 실시예에서, 압축 BOG 배출 스트림(06)을 제공하는 대신, 제 2 압축 단(70)은 제 2 단 압력의 제 2 중간 압축 스트림(04)을 제공한다. 제 2 중간 압축 스트림(04)은 제 3 압축 단(75)의 흡입부로 이동될 수 있다. 제 3 단(75)은 배출 스트림 열교환기(200)로 이동되는 압축 BOG 배출 스트림(06)을 생성한다. 나머지 스트림 및 이들의 상호작용은 도 2의 실시예에 대해 설명된 것처럼 작동한다.
도 4에 도시되지 않은 추가 실시예에서, 제 2 중간 압축 BOG 스트림(04)을 제 3 압축 단(75)의 흡입부로 이동시키기 전에, 상기 스트림을 열교환시키는 것도 가능하다. 예를 들어, 냉각 압축 스트림(08)의 일부는 제 2 단 압력까지 팽창될 수 있으며, 제 2 중간 압축 BOG 스트림(04)에 대해 열교환되어 차후에 제 3 압축 단(75)으로 이동될 수 있는 냉각 제 2 중간 압축 스트림, 및 추가 냉각 압축 스트림을 제공할 수 있다. 열교환은 냉각 압축 스트림(08)의 팽창된 부분을 제 2 중간 압축 스트림(04)에 추가함으로써 이루어질 수 있다. 이 열교환은 제 2 추가 열교환기에서 이루어질 수 있다. 제 2 추가 열교환기는 또한, 액체 서브-냉각 공정을 제공하기 위해, 냉각 통기 스트림(51) 및 냉각 압축 BOG 스트림(08)의 일부 중 하나 또는 둘 모두를 냉각시키는데 사용될 수 있다.
대안적으로, 냉각 압축 스트림(08)의 일부는 제 2 단 압력까지 팽창될 수 있고, 그 후에 제 2 추가 열교환기에서, 플래시 액체 서브-냉각 공정에서 냉각 압축 BOG 스트림(08)의 일부 및 냉각 통기 스트림(51) 중 하나 또는 둘 모두에 대해 열교환될 수 있다. 그 후, 팽창된 냉각 BOG 스트림의 열교환에 기인한 스트림은 예를 들어, 혼합에 의해, 제 2 중간 압축 BOG 스트림(04), 및 냉각 제 2 중간 압축 BOG 스트림으로서 제 3 단(75)의 흡입부로 이동되는 결합된 스트림과 열교환될 수 있다.
도 6은 도 2의 실시예의 변형을 개시하는, 본원에 개시된 방법 및 장치의 추가 실시예를 도시한다. 압축 시스템(60)은 도 2의 실시예와 유사한 방식으로, 2개의 압축 단, 즉 제 1 단(65) 및 최종 단인 제 2 단(75)을 포함한다. 제 1 및 제 2 단(65 및 75)은 다-단 압축기의 2개의 단일 수 있다.
도 6의 실시예는 액화 화물의 주 성분(예를 들어, 몰%로 액화 화물 내에서 가장 높은 비율을 차지하는 성분)으로서, 또는 부수적인 성분(즉, 주 성분보다 낮은 비율의 성분)으로서 존재할 수 있는 저 비등점 성분, 전형적으로는 에탄 또는 에틸렌을 포함하는 액화 화물에 대해 특히 유리하다.
예를 들어, 에탄은 주 성분으로서 프로판 또는 부탄을 더 포함할 수 있는 천연 가스 액체 화물의 부수적 성분으로서 존재할 수 있다. 에틸렌은 중합체 그레이드인 경우, 질소와 같은 불순물과 균형을 이루면서, 적어도 99.9 몰%, 보다 전형적으로는 적어도 99.95 몰%의 에틸렌을 포함할 수 있는 에틸렌 화물 내 주 성분으로서 존재할 수 있다.
에틸렌은 프로판과 같은 석유 가스보다 현저하게 낮은, 1기압의 압력에서 -103℃ 미만의 비등점을 갖는다. 결과적으로, 에틸렌 BOG의 재액화는 프로판 BOG의 재액화에 비해, 최종 압축 단에서의 보다 높은 배출 압력 및/또는 바닷물보다 낮은 온도를 제공할 수 있는 열교환 유체 스트림을 필요로 한다.
최종 압축 단에서 보다 높은 배출 압력을 제공하는 것은 전형적으로 3개 이상의 압축 단을 필요로 할 것이다. 본 실시예는 단 2개의 압축 단이 사용되는 경우에서도, 재액화되지 않고 통기 배출 스트림(55)에 잔류하는 가치있는 화물의 양에 있어서의 감소를 제공할 수 있기 때문에 유리하다.
압축 BOG 배출 스트림(06)은 도 2의 실시예와 동일한 방식으로 제공된다. 특히, 압축 BOG 배출 스트림(06)은 압축 시스템(60)의 배출부에 제공된다. 압축 BOG 배출 스트림(06)은 배출 스트림 열교환기(200)로 이동될 수 있다. 압축 BOG 배출 스트림(06)은 열교환된 압축 배출 스트림(41)을 제공하기 위해, 배출 열교환기(200)에서, 바닷물과 같은 제 1 열교환 유체(도시되지 않음)에 대해 냉각될 수 있다. 전형적으로, 바닷물은 제 1 열교환 유체로서 사용된다. 바닷물은 +36℃ 이하, 보다 전형적으로는 +32℃ 이하의 온도를 가질 수 있다.
도 2의 실시예와는 달리, 배출 스트림 열교환기(200)를 빠져나가는 스트림은 전형적으로, 부분적으로 응축된 또는 완전히 응축된 스트림이 아닌, 미응축 에틸렌 스트림과 같은 미응축 스트림이다. 이는 제 1 열교환 유체가 바닷물인 경우에, 압축 시스템(60)의 제 2 단(75)의 배출 압력에서 압축 BOG 배출 스트림(06)을 응축하기에 충분한 냉각 듀티를 제공하는 것이 어렵기 때문이다. 결과적으로, 전형적으로 부분적으로 응축된, 보다 전형적으로는 완전히 응축된 압축 배출 스트림으로서, 냉각 압축 배출 스트림(07)을 제공하기 위해 추가 열교환 단계가 행해질 수 있다.
특히, 열교환된 압축 배출 스트림(41)은 냉각 압축 배출 스트림(07)을 제공하기 위해, 제 2 열교환 유체 열교환기(203)에서 제 2 열교환 유체에 대해 냉각될 수 있다. 제 2 열교환 유체는 프로필렌 또는 프로판, 암모니아와 같은 냉매 또는 R-404A와 같은 냉매 블렌드일 수 있다. 제 2 열교환 유체는 열교환된 압축 배출 스트림(41)과의 열교환에 앞서 -42℃ 이하의 온도에 있을 수 있다. 냉매는 냉매 팩(도시되지 않음), 예를 들어 냉매 압축기, 냉매 드라이버, 제 2 열교환 유체 열교환기(203) 및 냉매 응축기와 같은 냉매 열교환기를 포함하는 냉매 시스템에 의해 제공될 수 있다. 냉매는 냉매 열교환기에서 바닷물에 대해 냉각, 전형적으로는 응축될 수 있다. 냉매 시스템은 전형적으로, 폐쇄형 냉매 시스템이다. 전형적으로, 화물은 냉매로서 사용되지 않는다. 즉, 냉매 시스템은 화물 재액화 시스템을 포함하지 않는다.
도 6에 도시되지 않은 대안적인 실시예에서, 압축 BOG 배출 스트림(06)은 냉각 압축 배출 스트림(07)을 직접 제공하기 위해, 압축 배출 스트림 열교환기(200)에서 적어도 부분적으로 응축, 전형적으로는 완전히 응축될 수 있다. 이는 제 1 열교환 유체가 프로판 또는 프로필렌과 같은 냉매인 경우에 일어날 수 있다. 따라서, 바닷물에 대한 열교환 단계 및 제 2 열교환 유체에 의한 추가 열교환 단계에 대한 필요조건은 필요하지 않을 수 있다. 그러나, 냉매 시스템은 도 6의 실시예의 바닷물 사전-냉각, 특히 과열-제거 없이, 압축 BOG 배출 스트림(06)에 충분한 냉각 듀티를 제공하도록 크기 설정되어야 할 것임은 명백하다.
냉각 압축 배출 스트림(07)은 전형적으로 냉각 압축 BOG 스트림(08)으로서 빠져나가기 전에 배출 수용부(205)로 이동된다. 배출 수용부(205)는 축압기일 수 있고, 제 2 열교환 유체 열교환기(203) 내 액체 시일을 유지하고, 그리고/또는 최종 압축 단(75)에서 배출 압력을 유지하도록 작동될 수 있다.
열교환 단계에 의해 응축되지 않은 냉각 압축 배출 스트림(07)의 성분은 응축 성분으로부터 분리될 수 있으며, 냉각 통기 스트림(51b)으로서 인출될 수 있다. 도 2의 실시예와 달리, 냉각 통기 스트림(51b)은 배출 수용부(205)로부터 인출될 수 있다. 이는 예를 들어, 제 2 열교환 유체 열교환기(203)가 증기상 및 응축상을 별도의 스트림으로 적절하게 분리할 수 없는 유형, 예를 들어 플레이트-형 열교환기인 경우에, 발생할 것이다. 그 후, 냉각 통기 스트림(51b)은 도 2의 실시예의 냉각 통기 스트림(51)과 유사한 방식으로 처리될 수 있다.
대안적인 실시예(도시되지 않음)에서, 제 2 열교환 유체 열교환기(203)가 쉘 및 튜브 열교환기라면, 비-응축 성분은 제 2 열교환 유체 열교환기로부터 직접 냉각 통기 스트림을 제공하기 위해, 열교환기 내에서 응축 성분으로부터 분리될 수 있다.
도 6은 제 2 열교환기 바이패스 감압 장치(45), 전형적으로는 제어 밸브의 하류에 있는 제 2 열교환기 바이패스 스트림(43)을 추가로 도시한다. 제 2 열교환기 바이패스 스트림(43)은 제 1 열교환된 배출 스트림(41)을 배출 수용부(205)로 바로 이동시킨다. 바이패스 스트림은 냉각 방법 및 장치의 기동 동안 사용될 수 있다.
도 6은 통기 열교환기(190)를 빠져나가는 BOG 재활용 스트림(35) 내 BOG 재활용 스트림 압력 조절 장치(140)의 존재를 추가로 도시한다. BOG 재활용 스트림 압력 조절 장치(140)는 통기 열교환기(190) 내의 압력의 조절을 가능하게 한다. 통기 열교환기(190)의 쉘 측 압력을 제어함으로써, 팽창된 냉각 BOG 스트림(33)의 온도가 제어될 수 있으며, 이에 따라 냉각 통기 스트림(51b)에 대해 팽창된 냉각 BOG 스트림(33)을 열교환시켜 생성되는 추가 냉각 통기 스트림(53)의 온도를 제어할 수 있다. 추가 냉각 통기 스트림(53)의 온도는 추가 냉각 통기 스트림(53)을 통기 스트림 분리기(150)로 이동시킴으로써 생성되는 냉각 통기 BOG 복귀 스트림(57) 및 통기 배출 스트림(55)으로 분리되는 성분들의 상대적 비율을 결정할 수 있다.
놀랍게도, BOG 재활용 스트림 압력 조절 장치(140)를 특히, 예를 들어 대략 3 bar만큼 통기 열교환기(190)의 쉘 측 압력을 증가시키기 위해 사용하는 것은, 통기 배출 스트림(55)의 질량 유량(즉, 재액화되지 않는 화물의 질량 유량)을 감소시킬 뿐만 아니라, 존재할 수 있는 다른 비-응축성 성분, 예를 들어 질소에 비해, 상기 스트림 내 탄화수소, 예를 들어 에틸렌의 비율을 감소시키는 것으로 밝혀졌다.
질소는 액화 화물에 존재하고, 그리고/또는 적재 이전에 행해진 불활성 공정으로부터의 잔여물로서 저장 탱크 또는 배관에 존재하기 때문에, 질소가 BOG 내에 존재할 수 있다. 본 실시예의 방법은 유리하게는, 통기 배출 스트림(55) 내 에탄 또는 에틸렌과 같은 가치 있는 화물 성분의 양에 비해 불균형하게 많은 양의 질소를 제거할 수 있다.
예
2-단 및 3-단 압축기 둘 모두에 대해 본원에 개시된 방법의 이점을 예를 통해 검토한다. 배출 열교환기로부터의 비-응축 성분의 냉각 통기 스트림이 제 1 단 압력까지 팽창된 냉각 압축 BOG 스트림의 일부에 대해 냉각되기 때문에, 화물 저장 탱크로 돌아가는 비-응축 성분을 재활용하거나 이를 대기로 통기해야 할 필요성을 감소시키거나 없앨 수 있는 시스템에서, 냉동 용량 대 액화 프로판 화물의 에탄 함량의 가상 계산을 행하였다.
압축 시스템 데이터는 스위스 윈터써어 소재의 버크하르트 컴프레션 아게(Burckhardt Compression AG)에 의해 공급되는 2-단 및 3-단 압축기에 기초하였다. 펭 로빈슨 스트리젝-베라(Peng Robinson Stryjek-Vera) 상태 방정식을 사용하여 상기 예에 나타나는 액상 성분에 대응하는 평형 증기 성분을 계산하였다.
분석 결과가 도 5에 도시되어 있다. "2단 한계" 및 "3단 한계"로 표시된 수직선은 +40℃의 응축 온도에서의 액상 성분에 대응하는 평형 증기의 냉각 및/또는 응축을 가져오는데 요구되는 압력에 대한 최대 최종 배출 압력에 관한 압축기 각각의 기계적 한계에 관한 것이다. 이러한 응축 온도는 열교환 유체로서 +32℃의 바닷물을 사용하여 얻을 수 있다.
2단 압축기는 약 3.5 몰% 에탄의 액상 성분에 해당하는, 20 절대압(bar absolute)의 배출 압력에 상응하는 기계적 한계를 갖는다. 이 성분 또는 그 미만에서, 2단 압축기는 평형 증기가 완전히 응축될 수 있도록 평형 증기를 압축할 수 있다. 3.5 몰% 에탄을 초과하는 성분에서, "2단"으로 표시되고 부호 ▲으로 나타낸 곡선은 비-응축 증기의 재활용 또는 통기로 인한 재액화 시스템의 용량에 있어서의 유효 감소를 나타낸다. "2단 + 발명"으로 표시되고 "x"를 포함하는 부호 ■로 나타낸 곡선은 본원에 개시된 방법이 통합된 동일한 재액화 시스템에 의해 취급될 수 있는 증가된 증기상 성분을 나타낸다. 곡선들 사이의 영역은 본원에 개시된 방법하에서 작동하는 2-단 압축기에 의해 취급될 수 있어 3-단 압축기를 설치해야 할 필요성이 없는 액상의 에탄 백분율에 대한 증가된 작동 범위를 나타낸다.
3-단 압축기는 약 10.0 몰% 에탄의 액상 성분에 상응하는 기계적 한계를 갖는다. 이 성분 또는 그 미만에서, 3-단 압축기는 평형 증기가 완전히 응축될 수 있도록 평형 증기를 압축할 수 있다.
도시된 3-단 압축기의 모의 실험의 경우에, 배출 압력은 24 절대압으로 제한되었다. "3단"으로 표시되고 부호 ■로 나타낸 곡선은 특히, 비-응축 증기의 재활용 또는 통기로 인해, 6.0 몰% 미만의 에탄 농도에서, 재액화 시스템의 용량에 있어서의 유효 감소를 나타낸다. "3단 + 발명"으로 표시되고 부호 ◆로 나타낸 곡선은 본원에 개시된 방법이 통합된 동일한 재액화 시스템에 의해 취급될 수 있는 증가된 증기상 성분을 나타낸다. 곡선들 사이의 영역은 본원에 개시된 방법하에서 작동하는 3-단 압축기에 의해 취급될 수 있어 4-단 압축기를 설치해야 할 필요성이 없는 액상의 에탄 백분율에 대한 증가된 작동 범위를 나타낸다.
당해 기술분야의 숙련자라면 본원에 개시된 임의의 발명이 첨부된 특허청구범위의 범주로부터 벗어남이 없이, 많은 다양한 방식으로 실현될 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 발명은 본원에 개시된 선택적인 또는 바람직한 특징들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있다.
또한, 전술한 다양한 실시예들은 다른 실시예들과 함께 실현될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예의 태양들은 다른 실시예를 실현하기 위해 또 다른 실시예의 태양들과 결합될 수 있다. 또한, 소정의 임의의 조립체의 독립적인 특징 또는 구성요소가 추가적인 실시예를 구성할 수 있다.
소정의 실시예들에 대한 전술한 설명에서, 특정 용어는 명료화를 위해 재분류되었다. 그러나, 본 명세서는 이렇게 선택된 특정 용어에 제한되는 것은 아니며, 유사한 기술적 목적을 달성하기 위해 유사한 방식으로 작동하는 다른 기술적 등가물을 포함한다는 것을 이해해야 한다. "좌" 및 "우", "앞" 및 "뒤", "위" 및 "아래" 등과 같은 용어는 참조 지점을 제공하기에 편리한 말로서 사용되며, 제한적 용어로서 이루어지지 않는다.
본원에서, "포함하는(comprising)"이란 말은 "개방형"의 뉘앙스, 즉 "포함하는(including)"의 뉘앙스로 이해되어야 하며, 따라서 "폐쇄형"의 뉘앙스, 즉 "~으로만 구성되는"의 뉘앙스로 제한되지 않아야 한다. 대응하는 의미는 이들 용어가 사용되는 경우에 대응하는 단어 "포함한다", "포함되는" 및 "포함하다"에도 적용되어야한다.

Claims (20)

  1. 부상식 운송 선박 내 액화 화물로부터의 증발 가스 스트림(boil off gas stream)(01)을 냉각하는 방법으로서,
    상기 액화 화물은 1 기압에서 -110℃를 초과하는 비등점을 갖고 복수의 성분을 포함하는, 증발 가스 스트림 냉각 방법에 있어서, 적어도,
    - 압축 BOG 배출 스트림(06)을 제공하기 위해, 적어도 제 1 단(65) 및 최종 단(75)을 포함하는 2개 이상의 압축 단에서 상기 액화 화물로부터의 증발 가스 스트림(01)을 압축하는 단계로서, 상기 제 1 압축 단(65)은 제 1 단 배출 압력을 갖고, 상기 최종 압축 단(75)은 최종 단(stage) 흡입 압력을 가지며, 하나 이상의 중간, 선택적 냉각, 압축 BOG 스트림(02, 03, 04)들이 연속적인 압축 단들 사이에 제공되는, 압축 단계;
    - 상기 증발 가스의 비-응축 성분을 포함하는 기상 스트림으로서의 냉각 통기 스트림(51) 및 상기 증발 가스의 응축 성분을 포함하는 냉각 압축 BOG 스트림(08)을 제공하기 위해, 압축 BOG 배출 스트림(06)을 냉각 및 분리시키는 단계;
    - 팽창된 냉각 BOG 스트림(33)을 제공하기 위해, 제 1 단 배출 압력과 최종 단 흡입 압력 사이의 압력까지 냉각 압축 BOG 스트림(08)의 일부를 팽창시키는 단계로서, 선택적으로는 상기 일부를 추가 냉각시킨 후에 팽창시키는 단계;
    - 추가 냉각 통기 스트림(53)을 제공하기 위해, 냉각 통기 스트림(51)에 대해 상기 팽창된 냉각 BOG 스트림(33)을 열교환시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    증발 가스 스트림 냉각 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각 통기 스트림(51)에 대한 상기 팽창된 BOG 스트림(33)의 열교환은 중간, 냉각, 압축 BOG 스트림(03) 또는 BOG 재활용 스트림(35)을 더 제공하는 것을 특징으로 하는,
    증발 가스 스트림 냉각 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    - 상기 BOG 재활용 스트림(35)을 중간, 선택적 냉각, 압축 BOG 스트림(02, 03a)에 추가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    증발 가스 스트림 냉각 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 냉각 압축 BOG 측 스트림(31)을 제공하기 위해, 상기 냉각 압축 BOG 스트림(08)의 일부를 인출하는 단계;
    - 팽창된 냉각 BOG 스트림(33)을 제공하기 위해, 상기 냉각 압축 BOG 측 스트림(31)을 팽창시키는 단계;
    - 상기 추가 냉각 통기 스트림(53)을 제공하기 위해, 상기 냉각 통기 스트림(51)에 대해 상기 팽창된 냉각 BOG 스트림(33)을 열교환시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    증발 가스 스트림 냉각 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    - 추가 냉각 압축 BOG 스트림(09)을 제공하기 위해, 상기 냉각 압축 BOG 스트림(08)의 일부(08b)에 대해 상기 팽창된 냉각 BOG 스트림(33)을 열교환시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    증발 가스 스트림 냉각 방법.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    - 중간 압축 BOG 스트림으로서 제 1 중간 압축 BOG 스트림(02)을 제공하기 위해, 제 1 압축 단(65)에서 증발 가스 스트림(01)을 압축하는 단계;
    - 중간 냉각 압축 BOG 스트림으로서 냉각 제 1 중간 압축 BOG 스트림(03)을 제공하기 위해, 상기 제 1 중간 압축 BOG 스트림(02)과 상기 팽창된 냉각 BOG 스트림(33)을 열교환시키는 단계;
    - 상기 냉각 제 1 중간 압축 BOG 스트림(03)을 제 2 압축 단의 흡입부로 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    증발 가스 스트림 냉각 방법.
  7. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 팽창된 냉각 BOG 스트림(33)과의 열교환은 BOG 재활용 스트림을 더 제공하고, 상기 방법은,
    - 중간 압축 BOG 스트림으로서 제 1 중간 압축 BOG 스트림(02)을 제공하기 위해, 제 1 압축 단(65)에서 증발 가스 스트림(01)을 압축하는 단계;
    - 중간 냉각 압축 BOG 스트림으로서 냉각 제 1 중간 압축 BOG 스트림(03)을 제공하기 위해, 제 1 중간 압축 BOG 스트림(02)에 상기 BOG 재활용 스트림을 추가하는 단계;
    - 상기 냉각 제 1 중간 압축 BOG 스트림(03)을 제 2 압축 단의 흡입부로 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    증발 가스 스트림 냉각 방법.
  8. 제 4 항에 있어서,
    - 추가 냉각 압축 BOG 측 스트림(11)을 제공하기 위해, 상기 냉각 압축 BOG 스트림(08)의 일부를 인출하는 단계;
    - 추가 팽창된 냉각 BOG 스트림(13)을 제공하기 위해, 상기 추가 냉각 압축 BOG 측 스트림(11)을 팽창시키는 단계;
    - 추가 냉각 압축 BOG 스트림(09)을 제공하기 위해, 상기 냉각 압축 BOG 스트림(08)의 일부(08b)에 대해 상기 추가 팽창된 냉각 BOG 스트림(13)을 열교환시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    증발 가스 스트림 냉각 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 냉각 통기 스트림(51)과 상기 팽창된 냉각 BOG 스트림(33)을 열교환시키는 단계는 BOG 재활용 스트림(35)을 더 제공하는 것을 특징으로 하는,
    증발 가스 스트림 냉각 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    - 중간 압축 BOG 스트림으로서 제 1 중간 압축 BOG 스트림(02)을 제공하기 위해, 제 1 압축 단(65)에서 증발 가스 스트림(01)을 압축하는 단계;
    - 냉각 제 1 중간 압축 BOG 스트림(03a)을 제공하기 위해, 추가 팽창된 냉각 BOG 스트림(13)을 상기 제 1 중간 압축 BOG 스트림(02)과 열교환시키는 단계;
    - 상기 냉각 BOG 재활용 스트림(35)을 상기 냉각 제 1 중간 압축 BOG 스트림(03a)에 추가하고, 결과적인 스트림(03b)을 제 2 압축 단의 흡입부로 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    증발 가스 스트림 냉각 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 냉각 압축 BOG 스트림(08)의 일부(08b)에 대해 추가 팽창된 냉각 BOG 스트림(13)을 열교환시키는 단계는 추가 BOG 재활용 스트림을 더 제공하며, 상기 방법은,
    - 중간 압축 BOG 스트림으로서 제 1 중간 압축 BOG 스트림(02)을 제공하기 위해, 제 1 압축 단(65)에서 증발 가스 스트림(01)을 압축하는 단계;
    - 결합된 BOG 재활용 스트림을 제공하기 위해, BOG 재활용 스트림(35)에 추가 BOG 재활용 스트림을 추가하는 단계;
    - 냉각 제 1 중간 압축 BOG 스트림(03)을 제공하기 위해, 결합된 BOG 재활용 스트림을 제 1 중간 압축 BOG 스트림(02)과 열교환시키는 단계;
    - 상기 냉각 제 1 중간 압축 BOG 스트림(03)을 제 2 압축 단의 흡입부로 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    증발 가스 스트림 냉각 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 팽창된 추가 냉각 통기 스트림(61)을 제공하기 위해, 상기 추가 냉각 통기 스트림(53)을 팽창시키는 단계;
    - 상기 팽창된 추가 냉각 통기 스트림(61)을 저장 탱크(50)로 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    증발 가스 스트림 냉각 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 통기 배출 스트림(55) 및 냉각 통기 BOG 복귀 스트림(57)을 제공하기 위해, 상기 추가 냉각 통기 스트림(53)을 분리시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    증발 가스 스트림 냉각 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    - 팽창된 냉각 통기 BOG 복귀 스트림(59)을 제공하기 위해, 상기 냉각 통기 BOG 복귀 스트림(57)을 팽창시키는 단계;
    - 상기 팽창된 냉각 통기 BOG 복귀 스트림(59)을 저장 탱크(50)로 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    증발 가스 스트림 냉각 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    - 팽창된 냉각 통기 BOG 복귀 스트림(59)을 제공하기 위해, 상기 냉각 통기 BOG 복귀 스트림(57)을 팽창시키는 단계;
    - 열교환된 통기 BOG 복귀 스트림, 냉각 통기 배출 스트림 및 추가 통기 배출 스트림을 제공하기 위해, 상기 통기 배출 스트림(55)에 대해 상기 팽창된 냉각 통기 BOG 복귀 스트림(59)을 열교환시키는 단계;
    - 팽창된 냉각 통기 배출 스트림을 제공하기 위해, 상기 냉각 통기 배출 스트림을 팽창시키는 단계;
    - 상기 열교환된 통기 BOG 복귀 스트림 및 팽창된 냉각 통기 배출 스트림을 저장 탱크(50)로 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    증발 가스 스트림 냉각 방법.
  16. 제 5 항 또는 제 8 항에 있어서,
    - 팽창된 냉각 BOG 복귀 스트림(10)을 제공하기 위해, 상기 추가 냉각 압축 BOG 스트림(09)을 팽창시키는 단계;
    - 상기 팽창된 냉각 BOG 복귀 스트림(10)을 저장 탱크(50)로 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    증발 가스 스트림 냉각 방법.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액화 화물은 LPG, 예를 들어 3.5 몰%를 초과하는 에탄을 포함하는 LPG인 것을 특징으로 하는,
    증발 가스 스트림 냉각 방법.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압축 BOG 배출 스트림(06)은 상기 냉각 압축 BOG 스트림(08)을 제공하기 위해, 하나 이상의 열교환 유체 스트림, 예를 들어 물 스트림, 보다 특별하게는 바닷물 스트림, 공기 스트림, 보다 특별하게는 주변 공기 스트림, 및/또는 냉매 스트림에 대해 냉각되는 것을 특징으로 하는,
    증발 가스 스트림 냉각 방법.
  19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    압축 단(65, 75)은 다-단(multi-stage) 압축기의 압축 단인 것을 특징으로 하는,
    증발 가스 스트림 냉각 방법.
  20. 부상식 운송 선박 내 액화 화물로부터의 증발 가스 스트림(01)을 냉각시키는 장치로서,
    상기 액화 화물은 1 기압에서 -110℃를 초과하는 비등점을 갖고 복수의 성분을 포함하는, 증발 가스 스트림 냉각 장치에 있어서, 적어도,
    - 액화 화물로부터의 증발 가스 스트림(01)을 압축하고, 압축 BOG 배출 스트림(06)을 제공하기 위해, 적어도 제 1 단(65) 및 제 2 단(75)을 포함하는 2개 이상의 압축 단을 포함하며, 중간, 선택적 냉각, 압축 BOG 스트림(02, 03, 04)들이 연속적인 압축 단들 사이에 제공되는 압축 시스템(60),
    - 상기 증발 가스의 비-응축 성분을 포함하는 기상 스트림으로서의 냉각 통기 스트림(51) 및 상기 증발 가스의 응축 성분을 포함하는 냉각 압축 BOG 스트림(08)을 제공하기 위해, 압축 BOG 배출 스트림(06)을 냉각 및 분리시키는 배출 열교환기(200) 및 선택 사양인 배출 수용부(205);
    - 추가 냉각 통기 스트림(53)을 제공하기 위해, 냉각 통기 스트림(51)에 대해, 냉각 압축 BOG 스트림(08)의 팽창된, 선택적으로 추가 냉각 부분을 열교환시키는 하나 이상의 통기 열교환기(190, 190')를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    증발 가스 스트림 냉각 장치.
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