KR20150041641A - 천연 가스류로부터 중탄화수소 제거 방법 및 시스템 - Google Patents

천연 가스류로부터 중탄화수소 제거 방법 및 시스템 Download PDF

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KR20150041641A
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쑤쿤 루오
크리스토퍼 마이클 오트
마크 줄리안 로버츠
고우리 크리스나무르티
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Abstract

본 발명은 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소를 제거하는 방법에 관한 것으로, 해당 방법은 제1 및 제2 중탄화수소 제거 시스템을 사용하여 중탄화수소 희박 천연 가스류를 생성하도록 천연 가스 송급류를 처리하는 단계를 포함하되, 상기 제1 및 제2 중탄화수소 제거 시스템은 제1 중탄화수소 제거 시스템이 중탄화수소 저감 천연 가스류를 생성하도록 상기 천연 가스 송급류를 처리하고 상기 제2 중탄화수소 제거 시스템이 중탄화수소 희박 천연 가스류를 생성하도록 상기 제1 중탄화수소 제거 시스템으로부터 생성되는 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류의 적어도 일부를 처리하도록 연속적으로 사용되며, 상기 중탄화수소 제거 시스템 중 하나는 중탄화수소 함유 천연 가스로부터 중탄화수소를 흡착하여 제거하는 하나 이상의 흡착제 베드를 포함하는 흡착 시스템이고, 상기 중탄화수소 제거 시스템 중 다른 하나는 중탄화수소 함유 천연 가스를 중탄화수소 저감 천연 가스 기체와 중탄화수소 풍부 액체로 분리하는 기체-액체 분리 시스템이다.

Description

천연 가스류로부터 중탄화수소 제거 방법 및 시스템{HEAVY HYDROCARBON REMOVAL FROM A NATURAL GAS STREAM}
관련 출원(들)의 상호 참조
본 출원은 전체가 참조로 여기에 전적으로 언급된 바와 같이 포함된. 미국 출원 제13/565,881호의 부분 연속 출원인, 2012년 9월 12일자 출원된 미국 출원 제13/611,169호, 2012년 8월 3일자 출원된 미국 출원 제13/565,881호, 2012년 8월 3일자 출원된 국제 출원 PCT/US2012/049506의 이익을 주장한다.
본 발명은 천연 가스류에서 중탄화수소들(즉, 총 6개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 탄화수소 및 방향족 탄화수소-여기서는 각각 C6+ 탄화수소 및 방향족 화합물로 지칭됨)를 제거하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 소정의 바람직한 실시예에서, 본 발명은 천연 가스류로부터 중탄화수소들을 제거하고 해당 중탄화수소들을 액화하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 천연 가스류는 총 3-5개의 탄소 원자를 갖는 지방족 탄화수소들(여기서는 C3-C5 탄화수소로도 지칭됨)이 이미 제거된 스트림 및/또는 총 2-5개의 탄소 원자를 갖는 지방족 탄화수소들(여기서는 C2-C5 탄화수소로도 지칭됨)이 이미 제거된 스트림일 수 있다.
천연 가스류는 액화시키기 전에 중탄화수소들을 제거하는 것이 중요한데, 이는 그렇지 않으면 중탄화수소들이 액화 천연 가스(LNG)류 내에서 냉각될 수 있기 때문이다. 또한, 천연 가스 공급류에 함유된 중탄화수소 성분들은 온도 스윙 흡착(TSA)을 이용하거나 스크럽 칼럼(scrub column)을 사용하는 것에 의해 제거될 수 있는 것으로 알려져 있다.
당업계에 잘 알려진 바와 같이, 스크럽 칼럼은 송급류로부터 휘발성이 적은 성분을 제거함으로써 해당 휘발성이 적은 성분이 제거된 가스류를 생산하기 위한 일종의 분리기이다. 송급류는 (가스류 또는 2-상의 가스-액체류로서) 스크럽 칼럼 내로 도입되어 환류액 흐름과 접촉하게 된다. 환류액 흐름은 송급류가 도입되는 위치보다 높은 위치에서 칼럼 내로 도입되며, 그에 따라 액체의 하강류는 송급류로부터 기원하는 증기의 상승류와 반대 방향으로 접촉됨으로써 상기 증기류를 "스크러빙"한다(즉, 증기류로부터 휘발성이 적은 성분 중 적어도 일부를 제거한다). 통상, 스크럽 칼럼은 환류액 흐름이 도입되는 위치보다 낮고 송급류가 도입되는 위치보다 높이 위치된 하나 이상의 분리 스테이지를 포함하는데, 해당 분리 스테이지는 상승하는 증기와 하강하는 환류액 흐름 간의 접촉 정도 및/또는 시간을 증가시키도록 작용하는 트레이, 패킹 또는 일부 다른 형태의 인서트로 구성된다.
천연 가스류를 처리하는 경우, 스크럽 칼럼은 천연 가스류로부터 중탄화수소 성분 모두를 제거하는데 효과적일 수 있지만, 기체-액체 상 분리를 달성하기 위해 혼합물의 임계 압력보다 낮은 압력에서 작동되어야 한다. 칼럼의 작동 압력은 최적의 천연 가스 액화 압력보다 낮으며, 이는 액화 공정 에너지 효율을 저하시킨다. 또한, 스크럽 칼럼의 안정적인 작동에는 칼럼의 드라이아웃(dryout)을 피하기 위해 충분한 액체(즉, 환류액) 대 기체류 비율이 요구된다. 칼럼을 위한 환류액은 통상적으로 칼럼의 상부로부터 가스류의 일부를 응축시키는 것에 의해 제공되며, 천연 가스 송급류가 특히 C3-C5 탄화수소 및/또는 C2-C5 탄화수소의 함량이 너무 적으면(즉, 이들 성분의 농도가 너무 낮으면), 칼럼 내에 요구되는 액체 대 기체류 비율을 유지하기 위해 매우 에너지 비효율적이 된다. 그러므로, 천연 가스 송급류가 C3-C5 탄화수소 및/또는 C2-C5 탄화수소 함량이 낮고 중탄화수소의 함유 농도가 비교적 높으면, 통상적인 스크럽 칼럼의 기술은 에너지 비효율적이다.
당업계에 잘 알려진 바와 같이, TSA는 적어도 2개의 단계를 포함한다. 제1 단계(통상 "흡착 단계"로 지칭됨) 중에는 가스 송급류를 하나 이상의 흡착제 베드를 통해 제1 온도에서 그리고 흡착제가 선택적으로 송급류 중 하나 이상의 성분을 흡착하는 제1 기간 동안 통과시켜 흡착된 성분이 제거된 가스류를 제공한다. 상기 흡착 단계의 말미(통상 흡착제가 포화에 도달하고 있을 때의 경우)에 베드 내로의 송급류의 도입이 중단된다. 그런 다음, 후속 단계(통상 "탈착 단계" 또는 "재생 단계"로 지칭됨)에서는 문제가 되는 베드 또는 베드들이 다른 흡착 단계에 사용될 수 있도록 하기 위해 보다 고온인 제2 온도에서 그리고 흡착된 성분을 충분히 탈착할 정도의 제2 기간 동안 베드(들)로부터 흡착된 성분을 탈착하는 것에 의해 베드를 재생한다. 통상, 재생 단계 중에는 탈착된 성분의 탈착 및 제거를 돕기 위해 베드를 통해 다른 가스류("재생 가스"로 지칭됨)를 통과시킨다. 일부 TSA 공정(온도 압력 스윙 흡착 또는 TPSA 공정으로도 지칭됨)의 경우, 재생 단계는 흡착 단계 중의 압력보다 낮은 압력에서 수행되기도 한다. 대부분의 TSA 공정의 경우, 2개 이상의 흡착제 베드를 병행으로 사용하며, 흡착 단계의 타이밍은 베드 간에 엇갈리도록 하여 어느 순간에도 항상 적어도 하나의 베드가 흡착 단계를 경험하도록 함으로써 송급류를 연속적으로 처리하도록 할 수 있다. 각각의 흡착 베드는 한 종류의 물질을 함유하거나 2종류 이상의 흡착 물질을 함유할 수 있으며, 2개 이상의 베드가 존재하는 경우(특히, 2개 이상의 베드가 연속 배열된 경우), 상이한 베드는 상이한 물질을 함유할 수 있다. 중탄화수소를 선택적으로 흡착하기에 적절한 종류의 흡착 물질은 잘 알려져 있다.
TSA는 후속으로 진행되는 천연 가스류의 액화에 최적인 압력에서 천연 가스류에서 중탄화수소를 효과적으로 제거하는데 사용될 수 있어서 액화 공정 에너지 효율을 높일 수 있다. 그러나, 중탄화수소의 농도가 너무 높으면, TSA 용기 크기와 재생 가스에 대한 요건이 경제적으로 실행 불가능하게 된다. 따라서, TSA는 중탄화수소의 농도가 비교적 낮을 때에만 천연 가스 액화 공정에서 중탄화수소를 제거하는데 효과적이다. 추가로, 더 복잡한 것은 탄화수소의 제거에 사용되는 TSA 흡착제 베드가 고온(즉, 450-600 ℉, 232-315 ℃)에서 재생되는 것이 필요하다는 것이다. 이러한 고온에서는 흡착된 중탄화수소가 부서져서 코크스를 형성할 위험이 있으며, 이는 흡착제를 무력화시켜서 생산성에 불리하게 된다.
이 분야의 관련 기술은 (흡착 시스템을 사용하는 흡착 공정을 기술하고 있는) WO 2009/074737, WO 2007/018677, US 3,841,058, US 5,586,227과; (스크럽 칼럼을 채용한 공정을 기술하고 있는) US 7,600,395, US 5,325,673, WO 2006/061400, US 2006/0042312, US 2005/0072186의 문헌을 포함한다.
따라서, 특히 천연 가스류가 비교적 고농도의 중탄화수소를 함유하거나 천연 가스류의 정확한 조성이 변하기 쉽거나 및/또는 그렇지 않으면 알 수 없어서 천연 가스류가 때로는 비교적 고농도의 중탄화수소를 함유할 위험이 있는 경우에, 천연 가스류로부터 중탄화수소를 제거하기 위한 개선된 방법 및 장치에 대한 요구가 당 업계에 존재한다.
본 발명의 제1 측면에 따르면, 천연 가스류로부터 중탄화수소를 제거하는 방법이 제공되며, 해당 방법은 제1 및 제2 중탄화수소 제거 시스템을 사용하여 중탄화수소 희박 천연 가스류를 생성하도록 천연 가스 송급류를 처리하는 단계를 포함하되, 상기 제1 및 제2 중탄화수소 제거 시스템은 제1 중탄화수소 제거 시스템이 중탄화수소 저감 천연 가스류를 생성하도록 상기 천연 가스 송급류를 처리하고 상기 제2 중탄화수소 제거 시스템이 중탄화수소 희박 천연 가스류를 생성하도록 상기 제1 중탄화수소 제거 시스템으로부터 생성되는 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류의 적어도 일부를 처리하도록 연속적으로 사용되며, 상기 중탄화수소 제거 시스템 중 하나는 중탄화수소 함유 천연 가스로부터 중탄화수소를 흡착하여 제거하는 하나 이상의 흡착제 베드를 포함하는 흡착 시스템이고, 상기 중탄화수소 제거 시스템 중 다른 하나는 중탄화수소 함유 천연 가스를 중탄화수소 저감 천연 가스 기체와 중탄화수소 풍부 액체로 분리하는 기체-액체 분리 시스템인 것을 특징으로 한다.
상기 기체-액체 분리 시스템은 중탄화수소 함유 천연 가스(통상적으로 부분적으로 응축된 중탄화수소 함유 천연 가스)를 중탄화수소 저감 천연 가스 기체와 중탄화수소 풍부 액체로 분리하는데 적합한 임의의 종류의 시스템일 수 있다. 예를 들면, 상기 기체-액체 분리 시스템은 스트립 칼럽(stripping column), 스크럽 칼럼, 또는 상 분리기를 포함할 수 있다. 그러나, 바람직하게는 상기 기체-액체 분리 시스템은 스트립 칼럽 또는 상 분리기를 포함한다.
상기 흡착 시스템은 중탄화수소 함유 천연 가스로부터 중탄화수소를 흡착하여 제거하기에 적합한 하나 이상의 흡착제 베드를 포함하는 임의의 종류의 시스템일 수 있다. 그러나, 바람직하게는 상기 흡착 시스템은 온도 스윙 흡착(TSA) 시스템을 포함한다.
스트림, 흐름 또는 류(stream)와 관련하여 여기 사용되고 그리고 달리 지시되지 않고 사용된 "일부 또는 부분(portion)"이란 용어는 바람직하게는 분리된 흐름(divided portion)인 스트림의 일부를 지칭한다. 스트림의 일부는 상기 스트림을 상기 일부가 분리되는 대상인 상기 스트림과 동일한 분자 조성을 유지하는(즉, 동일한 성분을 동일한 몰분율로 함유하는) 2개 이상의 부분으로 분리하는 것에 의해 얻어지는 스트림의 일부이다. 따라서, 예를 들면, 본 발명의 제1 측면에서 바람직한 경우는 제2 중탄화수소 제거 시스템이 제1 중탄화수소 제거 시스템으로부터 생성되는 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류 전체를 처리하거나 상기 제1 중탄화수소 제어 시스템으로부터 생성되는 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류의 일부를 처리하는 것이다.
천연 가스 송급류 내에 존재하는 제거 대상의 중탄화수소 성분은, 총 6개의 탄소 원자를 갖는 지방족 탄화수소와; 방향족 탄화수소로 이루어진 그룹에서 선택된 일종 이상의 탄화수소를 포함한다. 제2 중탄화수소 제거 시스템으로부터 얻어진 중탄화수소 희박 천연 가스류는 천연 가스 송급류에 비해 이들 중탄화수소 성분 각각이 대폭 감소됨으로써 상기 중탄화수소 희박 천연 가스 내의 이들 성분 각각의 몰분율은 상기 천연 가스 송급류에서보다 작다. 제1 중탄화수소 제거 시스템으로부터 얻어진 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류는 상기 천연 가스 공급류에 비해 이들 중탄화수소 성분의 적어도 일부가 대폭 감소됨으로써, 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류 내의 이들 성분의 총 농도(즉, 이들 성분의 합성 몰분율)는, 물론 (중탄화수소 저감 천연 가스류로부터 중탄화수소를 제거하는 것을 통해) 제2 중탄화수소 제거 시스템으로부터 얻어진 중탄화수소 희박 천연 가스류에서처럼 낮게 되도록 할 수는 없지만, 천연 가스 송급류에서의 농도보다 낮다. 바람직하게는, 제1 중탄화수소 제거 시스템으로부터 얻어진 중탄화수소 저감 천연 가스류는 천연 가스 송급류에 비해 이들 중탄화수소 성분 각각이 대폭 감소된다.
소정의 실시예에서, 상기 방법은 TSA 시스템만을 사용하거나 스크럽 칼럼만을 사용하여, 처리를 곤란하게 하는 조성을 갖는 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소를 제거하는데 사용될 수 있다. 예를 들면: 천연 가스 송급류는 예컨대 해당 송급류 내의 C3-C5 탄화수소 중 임의의 것과 모든 것의 총 농도(즉, 송급류 내의 C3-C5 탄화수소 중 임의의 것과 모든 것의 취합된 농도)가 5몰% 이하, 3몰% 이하, 2몰% 이하 또는 1몰% 이하인 경우와 같이 총 3-5개의 탄소 원자를 갖는 지방족 탄화수소가 희박할 수 있거나; 및/또는 천연 가스 송급류는 예컨대 해당 송급류 내의 C2-C5 탄화수소 중 임의의 것과 모든 것의 총 농도(즉, 송급류 내의 C2-C5 탄화수소 중 임의의 것과 모든 것의 취합된 농도)가 10몰% 이하, 5몰% 이하 또는 4몰% 이하인 경우와 같이 총 2-5개의 탄소 원자를 갖는 지방족 탄화수소가 희박할 수 있다. 유사하게, 대안적으로 또는 추가로, 천연 가스 송급류는 예컨대 해당 천연 가스 송급류가 100 ppm 이상 또는 250 ppm 이상의 중탄화수소 총농도(즉, 송급류 내의 방향족 탄화수소와 C6+ 지방족 탄화수소 모두의 취합 농도가 총 100 ppm 이상 또는 250 ppm 이상임)를 가지는 경과와 같이 비교적 고농도의 중탄화수소를 함유할 수 있다.
소정의 바람직한 실시예에서, 상기 방법은 중탄화수소 희박 천연 가스류의 적어도 일부를 액화시켜 액화된 천연 가스류를 생성하는 단계를 더 포함한다.
바람직한 실시예에서, 중탄화수소 희박 천연 가스류의 조성은 천연 가스류 내에 여전히 존재하는 임의의 중탄화수소와 모든 중탄화수소가 액화된 천연 가스류의 온도에서 각각의 고용도 한계 미만(가장 바람직하게는 훨씬 미만)의 농도로 상기 가스류 내에 존재하도록 되어 있다.
일 실시예에서, 상기 기체-액체 분리 시스템은 상기 제1 중탄화수소 제거 시스템이고, 상기 방법은: 천연 가스 송급류를 상기 기체-액체 분리 시스템 내로 도입하여 상기 천연 가스 송급류를 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류와 중탄화 수소 함량이 높은 액체류로 분리하는 단계와; 중탄화수소를 흡착하도록 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류의 적어도 일부를 상기 흡착 시스템의 하나 이상의 베드를 통과시키는 것에 의해 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류를 생성하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 천연 가스 송급류가 기체-액체 분리 시스템 내로 도입되기 전에 상기 천연 가스 송급류를 냉각하는 단계와, 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류 또는 그 일부가 상기 흡착 시스템의 하나 이상의 베드를 통과하기 전에 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류를 데우는 단계를 더 포함하되, 상기 천연 가스 송급류와 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류는 이코노마이저 열교환기 내에서 상기 천연 가스 송급류와 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류 사이의 간접적 열교환을 통해 상기 천연 가스 송급류가 냉각되고 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류가 데워진다. 대안적으로, 상기 방법은 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류 또는 그 일부가 상기 흡착 시스템의 하나 이상의 베드를 통과하기 전에 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류를 데우는 단계와, 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류의 적어도 일부를 냉각하는 것에 의해 중탄화수소 희박 냉각 천연 가스류를 생성하는 단계를 더 포함하되, 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류와 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류의 적어도 일부는 이코노마이저 열교환기 내에서 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류와 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류의 상기 적어도 일부 사이의 간접적 열교환을 통해 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류가 데워지고 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류의 상기 적어도 일부가 냉각될 수 있다.
대안적인 실시예에서, 상기 흡착 시스템은 상기 제1 중탄화수소 제거 시스템이고, 상기 방법은: 중탄화수소를 흡착하도록 상기 천연 가스 송급류를 상기 흡착 시스템의 하나 이상의 베드를 통과시키는 것에 의해 중탄화수소 저감 천연 가스류를 생성하는 단계와; 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류의 적어도 일부를 상기 기체-액체 분리 시스템 내로 도입하여 상기 가스류 또는 그 일부를, 중탄화수소가 더 저감되는 것에 의해 중탄화수소 희박 천연 가스류를 제공하는 천연 가스 기체류와 중탄화수소 풍부 액체류로 분리하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제2 측면에 따르면, 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소를 제거하는 장치가 제공되며, 해당 장치는 중탄화수소 희박 천연 가스류를 생성하도록 상기 천연 가스 송급류를 처리하는 제1 중탄화수소 제거 시스템과 제2 중탄화수소 제거 시스템을 포함하되, 상기 제1 및 제2 중탄화수소 제거 시스템은, 사용 중 상기 제1 중탄화수소 제거 시스템이 중탄화수소 저감 천연 가스류를 생성하도록 상기 천연 가스 송급류를 처리하고 상기 제2 중탄화수소 제거 시스템이 중탄화수소 희박 천연 가스류를 생성하도록 상기 제1 중탄화수소 제거 시스템으로부터 생성된 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류의 적어도 일부를 처리하도록, 상호 유체 유통되게 연결되고 연속으로 배열되며, 상기 중탄화수소 제거 시스템 중 하나는 중탄화수소 함유 천연 가스로부터 중탄화수소를 흡착하여 제거하는 하나 이상의 흡착제 베드를 포함하는 흡착 시스템이고, 상기 중탄화수소 제거 시스템 중 다른 하나는 중탄화수소 함유 천연 가스를 중탄화수소 저감 천연 가스 기체와 중탄화수소 풍부 액체로 분리하는 기체-액체 분리 시스템이다.
본 발명의 제2 측면에 따른 장치는 본 발명의 제1 측면에 따른 방법을 수행하는데 적합하다. 따라서, 상기 제2 측면에 따른 장치의 바람직한 실시예는 상기 제1 측면에 따른 방법의 바람직한 실시예에 대한 상기 논의로부터 분명해질 것이다.
특히:
바람직하게는, 상기 기체-액체 분리 시스템은 스트립 칼럽 또는 상 분리기를 포함한다.
바람직하게는, 상기 흡착 시스템은 온도 스윙 흡착 시스템을 포함한다.
바람직하게는, 상기 장치는 중탄화수소 희박 천연 가스류의 적어도 일부를 수용하여 액화시키는 것에 의해 액화된 천연 가스류를 생성하도록 제2 중탄화수소 제거 시스템과 유체 유통되게 연결된 액화기를 더 포함한다.
일 실시예에서, 상기 기체-액체 분리 시스템은 상기 제1 중탄화수소 제거 시스템이고, 상기 장치는: 상기 천연 가스 송급류를 수용하여 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류와 중탄화수소 풍부 액체류로 분리하는 기체-액체 분리 시스템과; 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류의 적어도 일부를 수용하도록 상기 기체-액체 분리 시스템과 유체 유통된 흡착 시스템으로서, 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류의 상기 적어도 일부로부터 중탄화수소를 흡착하는 것에 의해 중탄화수소 희박 천연 가스류를 생성하는 하나 이상의 흡착제 베드를 포함하는 흡착 시스템을 포함한다. 상기 장치는 상기 천연 가스 송급류와 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류 사이의 간접적 열교환을 통해, 상기 천연 가스 송급류를 상기 기체-액체 분리 시스템 내로 도입하기 전에 상기 천연 가스 송급류를 냉각하고 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류 또는 그 일부를 상기 흡착 시스템의 하나 이상의 베드를 통과시키기 전에 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류를 데우는 이코노마이저 열교환기를 더 포함할 수 있다. 대안적으로, 상기 장치는 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류와 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류의 적어도 일부 사이의 간접적 열교환을 통해, 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류를 또는 그 일부를 상기 흡착 시스템의 하나 이상의 베드를 통과시키기 전에 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류를 데우고 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류의 적어도 일부를 냉각시키는 이코노마이저 열교환기를 더 포함할 수 있다.
대안적인 실시예에서, 상기 흡착 시스템은 상기 제1 중탄화수소 제거 시스템이고, 상기 장치는: 상기 천연 가스 송급류를 수용하고, 상기 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소를 흡착하는 것에 의해 중탄화수소 저감 천연 가스류를 생성하는 하나 이상의 흡착제 베드를 포함하는 흡착 시스템과; 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류의 적어도 일부를 수용하여 수용된 기체류 또는 그 일부를 중탄화수소 풍부 액체류와 중탄화수소가 더 저감되어 중탄화수소 희박 천연 가스류를 제공하는 천연 가스 기체류로 분리하도록 상기 흡착 시스템과 유체 유통된 기체-액체 분리시스템을 포함한다.
본 발명의 제3 측면에 따르면, 천연 가스류로부터 중탄화수소를 제거하고 천연 가스류를 액화시키는 방법이 제공되며, 해당 방법은: 중탄화수소 희박 천연 가스류를 제공하도록, 상기 천연 가스류를, 해당 천연 가스류로부터 중탄화수소를 흡착하여 제거하는 하나 이상의 흡착제 베드를 포함하는 흡착 시스템을 통과시키는 단계와; 액화된 천연 가스류를 생성하도록 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류를 액화시키는 단계와; 상기 액화된 천연 가스로부터 얻어진 플래시 또는 증발 가스를 상기 하나 이상의 베드를 통과시키는 것에 의해 온도 스윙 흡착 시스템의 하나 이상의 베드를 재생시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예는 다음의 #1~#33의 측면들을 포함한다:
#1. 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소를 제거하는 방법으로서, 해당 방법은 제1 및 제2 중탄화수소 제거 시스템을 사용하여 중탄화수소 희박 천연 가스류를 생성하도록 천연 가스 송급류를 처리하는 단계를 포함하되, 상기 제1 및 제2 중탄화수소 제거 시스템은 제1 중탄화수소 제거 시스템이 중탄화수소 저감 천연 가스류를 생성하도록 상기 천연 가스 송급류를 처리하고 상기 제2 중탄화수소 제거 시스템이 중탄화수소 희박 천연 가스류를 생성하도록 상기 제1 중탄화수소 제거 시스템으로부터 생성되는 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류의 적어도 일부를 처리하도록 연속적으로 사용되며, 상기 중탄화수소 제거 시스템 중 하나는 중탄화수소 함유 천연 가스로부터 중탄화수소를 흡착하여 제거하는 하나 이상의 흡착제 베드를 포함하는 흡착 시스템이고, 상기 중탄화수소 제거 시스템 중 다른 하나는 중탄화수소 함유 천연 가스를 중탄화수소 저감 천연 가스 기체와 중탄화수소 풍부 액체로 분리하는 기체-액체 분리 시스템인 것을 특징으로 하는 방법.
#2. #1의 측면의 방법으로서, 상기 기체-액체 분리 시스템은 스트립 칼럽 또는 상 분리기를 포함하는 방법.
#3. #1 또는 #2의 측면의 방법으로서, 상기 방법은 또한 액화된 천연 가스류를 생성하는 방법이고, 중탄화수소 희박 천연 가스류의 적어도 일부를 액화시켜 액화된 천연 가스류를 생성하는 단계를 더 포함하는 방법.
#4. #1 내지 #3 중 어느 한 측면의 방법으로서, 상기 기체-액체 분리 시스템은 상기 제1 중탄화수소 제거 시스템이고, 상기 방법은: 천연 가스 송급류를 상기 기체-액체 분리 시스템 내로 도입하여 상기 천연 가스 송급류를 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류와 중탄화수소 풍부 액체류로 분리하는 단계와; 중탄화수소를 흡착하도록 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류의 적어도 일부를 상기 흡착 시스템의 하나 이상의 베드를 통과시키는 것에 의해 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류를 생성하는 단계를 포함하는 방법.
#5. #4의 측면의 방법으로서, 상기 방법은 상기 천연 가스 송급류가 기체-액체 분리 시스템 내로 도입되기 전에 상기 천연 가스 송급류를 냉각하는 단계와, 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류 또는 그 일부가 상기 흡착 시스템의 하나 이상의 베드를 통과하기 전에 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류를 데우는 단계를 더 포함하는 방법.
#6. #5의 측면의 방법으로서, 상기 천연 가스 송급류와 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류는 이코노마이저 열교환기 내에서 상기 천연 가스 송급류와 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류 사이의 간접적 열교환을 통해 상기 천연 가스 송급류가 냉각되고 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류가 데워지는 방법.
#7. #6의 측면의 방법으로서, 상기 천연 가스 송급류는 기체-액체 분리 시스템 내로 도입되기 이전에 상기 천연 가스 송급류의 팽창 및/또는 하나 이상의 다른 흐름과의 직접적 또는 간접적 열교환을 통해 더 냉각되는 방법.
#8. #6 또는 #7의 측면의 방법으로서, 상기 방법은 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류의 적어도 일부를 액화시키는 단계를 더 포함하는 방법.
#9. #5의 측면의 방법으로서, 상기 방법은 중탄화수소 희박 냉각 천연 가스류를 생성하도록 중탄화수소 희박 천연 가스류의 적어도 일부를 냉각하는 단계를 더 포함하되, 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류와 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류의 적어도 일부는 이코노마이저 열교환기 내에서 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류와 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류의 상기 적어도 일부 사이의 간접적 열교환을 통해 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류가 데워지고 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류의 상기 적어도 일부가 냉각되는 방법.
#10. #9의 측면의 방법으로서, 상기 방법은 상기 중탄화수소 희박 냉각 천연 가스류를 액화시키는 단계를 더 포함하는 방법.
#11. #10의 측면의 방법으로서, 상기 천연 가스 송급류는 냉각되고, 상기 중탄화수소 희박 냉각 천연 가스류는 액화기 내에서 액화되고, 상기 천연 가스 송급류는 상기 액화기의 고온 단부 내로 도입되고 상기 액화기의 중간 위치로부터 회수되며, 상기 중탄화수소 희박 냉각 천연 가스류는 상기 액화기의 중간 위치 내로 도입되고 상기 액화기의 저온 단부로부터 회수되는 방법.
#12. #4 내지 #11 중 어느 한 측면의 방법으로서, 상기 기체-액체 분리 시스템은 스트립 칼럽이고, 상기 방법은 상기 스트립 칼럽 내로 스트립 가스를 상기 천연 가스 송급류가 스트립 칼럽 내로 도입되는 위치 아래의 위치로 도입하는 단계를 더 포함하는 방법.
#13. #6 내지 #8 중 어느 한 측면의 방법으로서, 상기 기체-액체 분리 시스템은 스트립 칼럽이고, 상기 방법은 상기 스트립 칼럽 내로 상기 천연 가스 송급류가 스트립 칼럽 내로 도입되는 위치보다 아래의 위치로 스트립 가스를 도입하는 단계를 더 포함하되, 상기 스트립 가스는: 냉각되어 상기 스트립 칼럽 내로 도입되기 전에 천연 가스 송급류로부터 취한 천연 가스와; 이코노마이저 열교환기 내에서 데워진 중탄화수소 저감 천연 가스류의 일부와; 중탄화수소 희박 천연 가스류의 일부와; 중탄화수소 풍부 액체류의 전체 또는 일부를 재비등시키는 것으로부터 얻어진 가스와; 액화된 가스로부터 얻어진 플래시 또는 증발 가스;로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 가스를 포함하는 방법.
#14. #9 내지 #11 중 어느 한 측면의 방법으로서, 상기 기체-액체 분리 시스템은 스트립 칼럽이고, 상기 방법은 상기 스트립 칼럽 내로 상기 천연 가스 송급류가 스트립 칼럽 내로 도입되는 위치보다 아래의 위치로 스트립 가스를 도입하는 단계를 더 포함하되, 상기 스트립 가스는: 냉각되어 상기 스트립 칼럽 내로 도입되기 전에 천연 가스 송급류로부터 취한 천연 가스와; 이코노마이저 열교환기 내에서 냉각되지 않은 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류의 일부와; 이노코마이저 열교환기 내에서 데워진 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류의 일부와; 중탄화수소 풍부 액체류의 전체 또는 일부를 재비등시키는 것으로부터 얻어진 가스와; 액화된 가스로부터 얻어진 플래시 또는 증발 가스;로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 가스를 포함하는 방법.
#15. #4 내지 #14 중 어느 한 측면의 방법으로서, 상기 흡착 시스템은 온도 스윙 흡착 시스템이고, 상기 방법은 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류의 일부 또는 액화된 천연 가스로부터 얻어진 플래시 또는 증발 가스로부터 선택된 가스를 상기 하나 이상의 베드를 통과시키는 것에 의해 상기 온도 스윙 흡착 시스템의 상기 하나 이상의 베드를 재생하는 단계를 더 포함하고, 상기 재생 중인 상기 하나 이상의 베드의 온도는 상기 중탄화수소 저감 천연 기체류 또는 그 일부로부터 중탄화수소를 흡착 중인 상기 하나 이상의 베드의 온도보다 높은 방법.
#16. #15의 측면의 방법으로서, 상기 방법은 상기 하나 이상의 베드의 재생 중에 상기 온도 스윙 흡착 시스템의 상기 하나 이상의 베드로부터 얻어진 가스를 냉각하고 액체상 및 기체상으로 분리하는 단계와, 상기 기체상을 기체-액체 분리 시스템 내로 도입하기 이전의 상기 천연 가스 송급류로 재순환하는 단계를 더 포함하는 방법.
#17. #15의 측면의 방법으로서, 상기 기체 액체 분리 시스템은 스트립 칼럽이고, 상기 방법은 상기 하나 이상의 베드의 재생 중에 상기 온도 스윙 흡착 시스템의 상기 하나 이상의 베드로부터 얻어진 가스를 냉각하고 액체상 및 기체상으로 분리하는 단계와, 상기 기체상을 스트립 가스로서 상기 스트립 칼럽 내로 상기 천연 가스 송급류가 상기 스트립 칼럽 내로 도입되는 위치보다 아래의 위치로 도입하는 단계를 더 포함하는 방법.
#18. #1 내지 #3 중 어느 한 측면의 방법으로서, 상기 흡착 시스템은 상기 제1 중탄화수소 제거 시스템이고, 상기 방법은: 중탄화수소를 흡착하도록 상기 천연 가스 송급류를 상기 흡착 시스템의 하나 이상의 베드를 통과시키는 것에 의해 중탄화수소 저감 천연 가스류를 생성하는 단계와; 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류의 적어도 일부를 상기 기체-액체 분리 시스템 내로 도입하여 상기 가스류 또는 그 일부를, 중탄화수소가 더 저감되는 것에 의해 중탄화수소 희박 천연 가스류를 제공하는 천연 가스 기체류와 중탄화수소 풍부 액체류로 분리하는 단계를 포함하는 방법.
#19. #18의 측면의 방법으로서,상기 방법은 상기 기체-액체 분리 시스템 내로 도입되기 이전에 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류 또는 일부를 냉각하는 단계를 더 포함하는 방법.
#20. #19의 측면의 방법으로서, 상기 방법은 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류를 액화시키는 단계를 더 포함하는 방법.
#21. #20의 측면의 방법으로서, 액화기 내에서 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류 또는 그 일부가 냉각되고 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류가 액화되며, 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류 또는 그 일부는 상기 액화기의 고온 단부로 도입되고 상기 액화기의 중간 위치로부터 회수되며, 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류는 상기 액화기의 중간 위치로 도입되고 상기 액화기의 저온 단부로부터 회수되는 방법.
#22. #18 내지 #21 중 어느 한 측면의 방법으로서, 상기 기체-액체 분리 시스템은 스트립 칼럽이고, 상기 방법은 상기 스트립 칼럽 내로 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류 또는 그 일부가 상기 스트립 칼럽 내로 도입되는 위치보다 아래의 위치로 스트립 가스를 도입하는 단계를 더 포함하는 방법.
#23. #22의 측면의 방법으로서, 상기 스트립 가스는: 상기 흡착 시스템의 하나 이상의 베드를 통과하기 이전의 상기 천연 가스 송급류로부터 취한 천연 가스와; 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류의 일부와; 상기 중탄화수소 풍부 액체류의 전체 또는 일부를 재비등시키는 것으로부터 얻어진 가스와; 액화된 천연 가스로부터 얻어진 플래시 또는 증발 가스;로 이루어진 그룹으로부터 선택된 일종 이상의 가스를 포함하는 방법.
#24. #18 내지 #23 중 어느 한 측면의 방법으로서, 상기 흡착 시스템은 온도 스윙 흡착 시스템이고, 상기 방법은 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류의 일부 또는 액화된 천연 가스로부터 얻어진 플래시 또는 증발 가스로부터 선택된 가스를 상기 하나 이상의 베드를 통과시키는 것에 의해 상기 온도 스윙 흡착 시스템의 상기 하나 이상의 베드를 재생하는 단계를 더 포함하고, 상기 재생 중인 상기 하나 이상의 베드의 온도는 상기 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소를 흡착 중인 상기 하나 이상의 베드의 온도보다 높은 방법.
#25. #24의 측면의 방법으로서, 상기 방법은 상기 하나 이상의 베드의 재생 중에 상기 온도 스윙 흡착 시스템의 상기 하나 이상의 베드로부터 얻어진 가스를 냉각하고 액체상 및 기체상으로 분리하는 단계와, 상기 기체상을 상기 온도 스윙 흡착 시스템의 상기 하나 이상의 베드를 통과하기 이전의 상기 천연 가스 송급류 로 재순환하는 단계를 더 포함하는 방법.
#26. #24의 측면의 방법으로서, 상기 기체 액체 분리 시스템은 스트립 칼럽이고, 상기 방법은 상기 스트립 칼럽 내로 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류 또는 그 일부가 상기 스트립 칼럽 내로 도입되는 위치보다 아래의 위치로 스트립 가스를 도입하는 단계를 더 포함하고, 상기 스트립 가스는: 상기 하나 이상의 베드의 재생 중에 상기 온도 스윙 흡착 시스템의 상기 하나 이상의 베드로부터 얻어지는 가스; 또는 상기 하나 이상의 베드의 재생 중에 상기 온도 스윙 흡착 시스템의 상기 하나 이상의 베드로부터 얻어진 가스를 냉각하고 액체상 및 기체상으로 분리하는 것으로부터 얻어진 상기 기체상을 포함하는 방법.
#27. #1 내지 #26 중 어느 한 측면의 방법으로서, 상기 천연 가스 송급류는 총 3-5개의 탄소 원자를 갖는 지방족 탄화수소가 희박하거나 및/또는 총 2-5개의 탄소 원자를 갖는 지방족 탄화수소가 희박한 것인 방법.
#28. 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소를 제거하는 장치로서, 해당 장치는 중탄화수소 희박 천연 가스류를 생성하도록 상기 천연 가스 송급류를 처리하는 제1 중탄화수소 제거 시스템과 제2 중탄화수소 제거 시스템을 포함하되, 상기 제1 및 제2 중탄화수소 제거 시스템은, 사용 중 상기 제1 중탄화수소 제거 시스템이 중탄화수소 저감 천연 가스류를 생성하도록 상기 천연 가스 송급류를 처리하고 상기 제2 중탄화수소 제거 시스템이 중탄화수소 희박 천연 가스류를 생성하도록 상기 제1 중탄화수소 제거 시스템으로부터 생성된 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류의 적어도 일부를 처리하도록, 상호 유체 유통되게 연결되고 연속으로 배열되며, 상기 중탄화수소 제거 시스템 중 하나는 중탄화수소 함유 천연 가스로부터 중탄화수소를 흡착하여 제거하는 하나 이상의 흡착제 베드를 포함하는 흡착 시스템이고, 상기 중탄화수소 제거 시스템 중 다른 하나는 중탄화수소 함유 천연 가스를 중탄화수소 저감 천연 가스 기체와 중탄화수소 풍부 액체로 분리하는 기체-액체 분리 시스템인 장치.
#29. #28의 측면의 장치로서, 상기 기체-액체 분리 시스템은 스트립 칼럽 또는 상 분리기를 포함하는 장치.
#30. #28 또는 #29의 측면의 장치로서, 상기 장치는 액화된 천연 가스류를 더 생성하고, 상기 장치는 중탄화수소 희박 천연 가스류의 적어도 일부를 수용하여 액화시키는 것에 의해 액화된 천연 가스류를 생성하도록 제2 중탄화수소 제거 시스템과 유체 유통되게 연결된 액화기를 더 포함하는 장치.
#31. #28 내지 #30 중 어느 한 측면의 장치로서, 상기 기체-액체 분리 시스템은 상기 제1 중탄화수소 제거 시스템이고, 상기 장치는: 상기 천연 가스 송급류를 수용하여 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류와 중탄화수소 풍부 액체류로 분리하는 기체-액체 분리 시스템과; 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류의 적어도 일부를 수용하도록 상기 기체-액체 분리 시스템과 유체 유통된 흡착 시스템으로서, 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류의 상기 적어도 일부로부터 중탄화수소를 흡착하는 것에 의해 중탄화수소 희박 천연 가스류를 생성하는 하나 이상의 흡착제 베드를 포함하는 흡착 시스템과; 상기 천연 가스 송급류와 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류 사이의 간접적 열교환을 통해, 상기 천연 가스 송급류를 상기 기체-액체 분리 시스템 내로 도입하기 전에 상기 천연 가스 송급류를 냉각하고 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류 또는 그 일부를 상기 흡착 시스템의 하나 이상의 베드를 통과시키기 전에 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류를 데우는 이코노마이저 열교환기를 포함하는 장치.
#32. #28 내지 #30 중 어느 한 측면의 장치로서, 상기 기체-액체 분리 시스템은 상기 제1 중탄화수소 제거 시스템이고, 상기 장치는: 상기 천연 가스 송급류를 수용하여 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류와 중탄화수소 풍부 액체류로 분리하는 기체-액체 분리 시스템과; 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류의 적어도 일부를 수용하도록 상기 기체-액체 분리 시스템과 유체 유통된 흡착 시스템으로서, 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류의 상기 적어도 일부로부터 중탄화수소를 흡착하는 것에 의해 중탄화수소 희박 천연 가스류를 생성하는 하나 이상의 흡착제 베드를 포함하는 흡착 시스템과; 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류와 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류의 상기 적어도 일부 사이의 간접적 열교환을 통해, 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류 또는 그 일부를 상기 흡착 시스템의 상기 하나 이상의 베드를 통과시키기 이전에 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류를 데우고 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류의 적어도 일부를 냉각시키는 이코노마이저 열교환기를 포함하는 장치.
#33. #28 내지 #30 중 어느 한 측면의 장치로서, 상기 흡착 시스템은 상기 제1 중탄화수소 제거 시스템이고, 상기 장치는: 상기 천연 가스 송급류를 수용하고, 상기 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소를 흡착하는 것에 의해 중탄화수소 저감 천연 가스류를 생성하는 하나 이상의 흡착제 베드를 포함하는 흡착 시스템과; 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류의 적어도 일부를 수용하여 수용된 기체류 또는 그 일부를 중탄화수소 풍부 액체류와 중탄화수소가 더 저감되어 중탄화수소 희박 천연 가스류를 제공하는 천연 가스 기체류로 분리하도록 상기 흡착 시스템과 유체 유통된 기체-액체 분리 시스템을 포함하는 장치.
도 1a-1f는 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소를 제거하기 위해 기체-액체 분리 시스템을 흡착 시스템의 상류에 연속으로 배열한 본 발명의 제1 세트의 실시예를 나타내고;
도 2a-2d는 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소를 제거하기 위해 기체-액체 분리 시스템을 흡착 시스템의 상류에 연속으로 배열한 본 발명의 제2 세트의 실시예를 나타내고;
도 3a-3d는 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소를 제거하기 위해 흡착 시스템을 기체-액체 분리 시스템의 상류에 연속으로 배열한 본 발명의 제3 세트의 실시예를 나타내고;
도 4는 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소를 제거하기 위해 스크럽 칼럼만을 사용하는 것에 비해, 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소를 제거하기 위해 흡착 시스템과 기체-액체 분리 시스템을 연속으로 사용한 결과를 나타낸 그래프이다.
소정의 측면에서, 본 발명은 천연 가스류로부터 중탄화수소(즉, 하나 이상의 C6+ 탄화수소 및/또는 방향족 물질)를 효과적으로 제거하기 위해 흡착 시스템을 기체-액체 분리 시스템과 함께 사용한 방법 및 장치에 관한 것이다.
천연 가스류가 C3-C5 성분 및/또는 C2-C5 성분의 함량이 적고 비교적 높은 레벨의 중탄화수소를 함유한 경우, TSA 시스템 또는 스크럽 칼럼만을 채용한 어떤 중탄화수소 제거 구성도 비효율적 또는 에너지-비효율적이다. 본 발명자들은 이러한 문제점을 기체-액체 분리 시스템(바람직하게는 상 분리기 또는 스트립 칼럽을 포함함)과 함께 흡착 시스템(바람직하게는 TSA 시스템)을 사용하는 것에 의해 해결할 수 있음을 알아냈다.
구체적으로, 본 발명에 따른 방법 및 장치는 상 분리기 또는 스트립 칼럽(또는 다른 기체-액체 분리 시스템)이 통상적인 스크럽 칼럼보다 높은 압력으로 작동되도록 함으로써 액화 공정의 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
추가로, LNG 제조 공장이 상이한 가스전으로부터 생산된 천연 가스 송급물 또는 중탄화수소로 오염된 천연 가스 송급물을 받는 경우, LNG 공장은 불확실한 중탄화수소 함량의 도전에 직면한다. 본 발명에 따른 방법 및 장치는 LNG 공장이 광범위한 중탄화수소 농도 내에서 냉동의 문제를 갖는 것으로 방지할 수 있어서 불확실한 가스 조성 또는 가스 조성의 변화를 처리함에 있어서 공장에 대해 작동적 유연성을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 방법 및 장치에서는 중탄화수소 중 일부가 기체-액체 분리 시스템에서 제거되는 사실에 기인하여 TSA(또는 다른 흡착) 시스템의 흡착 베드 상의 부하가 감소되는데, 이는 고온(예, 450-600 ℉, 232-315 ℃)의 재생 중에 TSA 시스템의 베드 또는 베드들에 중탄화수소가 깨질 위험이 줄어들기 때문이며, 이러한 깨짐은 그렇지 않으면 베드를 무력화시킬 수 있다.
본 발명의 방법 및 장치에서, 흡착 시스템과 기체-액체 분리 시스템은 연속으로 사용되어 천연 가스류를 처리함으로써 천연 가스류에서 중탄화수소를 제거한다.
흡착 시스템은 기체-액체 분리 시스템이 중탄화수소를 대부분 제거하고 흡착 시스템의 유입구에서의 중탄화수소의 양을 제어하도록 기체-액체 분리 시스템의 하류에 배치될 수 있으며, 따라서 흡착 시스템은 천연 가스의 액화 중에 후속하는 냉동을 방지하는데 필요하거나 허용 가능한 수준까지 나머지 중탄화수소를 제거한다.
대안적으로, 흡착 시스템은 흡착 시스템이 대부분의 중탄화수소를 제거하고 기체-액체 분리 시스템이 나머지 중탄화수소를 천연 가스의 액화 중에 후속하는 냉동을 방지하는데 필요하거나 또는 허용 가능한 수준으로 제거하도록 기체-액체 분리 시스템의 상류에 배치될 수 있다. 기체-액체 분리 시스템에 대한 천연 가스류의 조성은 이 경우 흡착 시스템 설계와 용량에 의해 조절된다.
흡착 시스템과 기체-액체 분리 시스템은 천연 가스류가 개별 액화 유닛으로 들어가기 전에 천연 가스류를 처리하는 전방-단부 중탄화수소 제거 장치로서 설치될 수 있다. 대안적으로, 흡착 시스템과 기체-액체 분리 시스템은 액화 유닛 내에 일체화될 수 있다.
통상적으로(및 부분적으로는 천연 가스류의 시작 온도와 기체-액체 분리 시스템이 흡착 시스템의 상류 또는 하류에 있는지 여부 등의 여러 요인에 따라), 기체-액체 분리 시스템은 기체-액체 분리 시스템으로 송급되는 가스류를 부분적으로 응축하도록 냉각을 필요로 할 것이다. 아래에 추가로 상세히 논의되는 바와 같이, 이러한 냉각은, 한정되는 것은 아니지만: 주울-톰슨 효과를 통해 제공되는 냉각(즉, 가스류의 일정 엔탈피 팽창 또는 주로 일정 엔탈피 팽창을 통해); 천연 가스 액화기의 부분 내에서의 간접적인 열교환을 통한 가스류의 냉각; 다른 열교환기에서의 간접적인 열교환(다른 공정 가스류 및/또는 예컨대 혼합된 냉각제와 같은 개별 냉각제에 대한)을 통한 가스류의 냉각; 또는 가스류에 대한 직접적인 열교환을 통한 냉각을 위한 LNG의 추가를 포함하는 다양한 방식으로 제공될 수 있다.
단지 예로써, 본 발명의 다양한 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조로 설명한다. 도 1a-1f에 제1 그룹이 표현되고, 도 2a-2d에 제2 그룹이 표현되고, 도 3a-3d에 제3 그룹이 표현된다. 도면에서 소정의 특징부가 2개 이상의 도면에 공통적이면, 해당 특징부는 명확성과 간결성을 위해 각 도면에서 동일한 참조 번호로 지정되었다.
도 1a-1f
도 1a-1f에 나타낸 제1 그룹의 실시예에서, 기체-액체 분리 시스템은, 해당 기체-액체 분리 시스템이 중탄화수소 저감 천연 가스류를 생성하도록 (중탄화수소 제거 대상인) 천연 가스 송급류를 처리하고 흡착 시스템이 중탄화수소가 희박한 소망하는 천연 가스류를 생성하도록 기체-액체 분리 시스템으로부터 생성된 중탄화수소 저감 천연 가스류의 적어도 일부를 처리하도록, 흡착 시스템의 상류에 위치된다.
보다 구체적으로, 제1 그룹의 실시예에서, 천연 가스 송급류는 이코노마이저(economizer) 열교환기에서 냉각된 후 기체-액체 분리 시스템으로 도입되고 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류와 중탄화수소 풍부 액체류로 분리된다. 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류는 이후 천연 가스 송급류와의 간접적인 열교환을 통해 이코노마이저 열교환기에서 데워진다. 이후, 그렇게 얻어진 데워진 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류 또는 그 일부를 흡착 시스템의 하나 이상의 베드를 통과시킴으로써 중탄화수소를 흡착하고 그이 따라 상기 기체류 또는 그 일부 내의 중탄화수소의 농도를 더 감소시키게 된다(따라서 중탄화수소가 희박한 소망하는 천연 가스류를 얻는다).
이제 도 1a를 참조하면, 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소를 제거하기 위해 스트립 칼럽(stripping column)과 온도 스윙 흡착 시스템을 연속으로 사용하는 특정 실시예가 예시된다. 먼저 메탄 함량이 높은 천연 가스 송급류(100)를 이코노마이저 열교환기(10)를 통과시키는데, 거기에서 해당 천연 가스 송급류는 아래에 더 상세히 설명되는 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류(104)와의 간접적인 열교환을 통해 냉각된다. 이후, 냉각된 천연 가스 송급류(101)는 주울-톰슨(J-T) 밸브(20)를 통한 압력 감소를 통해 더 냉각이 이루어진다. 추가로 냉각돼서 이제 부분적으로 응축된 천연 가스 송급류(102)는 이후 스트립 칼럽(30) 내로 도입된다.
스트립 칼럽(30)은 임의의 적절한 설계를 가질 수 있다. 당업계에 널리 공지된 바와 같이, 스트립 칼럽 내에서는 응축되거나 부분적으로 응축된 송급류(본 경우는 부분 응축된 천연 가스 송급류)가 스트립 칼럽 내로 도입되고, 해당 칼럼에서 스트립 가스와 접촉이 이루어진다. 송급류는 스트립 칼럽 내로 상기 스트립 가스가 도입되는 위치보다 위인 위치에서 도입이 이루어짐으로써, 송급류로부터 떨어지는 액체의 하강류는 상승류인 스트립 가스와 반대 반향으로 접촉됨으로써 휘발성이 약한 성분인 상기 액체를 "스트립"하게 된다. 통상적으로, 스트립 칼럽은 송급류가 도입되는 위치와 스트립 가스가 도입되는 위치 사이에 위치됨과 함께 송급 액체와 스트립 가스류 사이의 접촉의 정도 및/또는 시간을 증가시키도록 작용하여 스트림 간의 물질 전달을 증가시키는 트레이, 패킹 또는 일부 다른 형태의 인서트로 구성된 하나 이상의 분리 스테이지를 포함한다. 통상적으로, 송급류가 스트립 칼럽 내로 도입되는 위치보다 높은 분리 스테이지는 존재하지 않는다.
도 1a에 나타낸 실시예에서, 더 냉각되어 부분적으로 응축된 천연 가스 송급류(102)는 스트립 칼럽(30)의 상부 내로 도입되며, 스트립 가스(109)는 스트립 칼럽의 바닥 내로 도입되며, 스트립 칼럽은 천연 가스 송급류와 스트립 가스의 송급 위치 사이에 위치된 하나 이상의 분리 스테이지를 포함한다. 스트립 칼럽에 사용되는 스트립 가스는 도 1c를 참조로 더 상세히 설명되는 다양한 상이한 소스 중 임의의 소스로부터 제공될 수 있지만, 도 1a에 나타낸 특정 실시예에서 해당 스트립 가스는 이코노마이저 열교환기(10)의 상류의 천연 가스 송급류(100)로부터 취한 천연 가스류(109)를 포함한다.
스트립 칼럽(30)은 상기 부분 응축된 천연 가스류(102)를, 스트립 칼럽의 상부로부터 회수되는 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류(104)와 스트립 칼럽의 바닥으로부터 제거되는 중탄화수소 풍부 액체류(103)로 분리시킨다. 선택적으로, 중탄화수소 풍부 액체류(103)의 온도를 높이거나 해당 액체류 내의 메탄 함량을 감소시키는 것이 요망되는 경우, 스트립 칼럽(30)으로 들어가는 스트립 가스(109)의 온도를 히터(도시 생략)를 사용하여 조절할 수 있다.
스트립 칼럽(30)의 상부로부터 회수되는 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류(104)는 이후 전술한 바와 같이 이코노마이저 열교환기(10)를 통과시켜 냉각 상태를 회복하고 천연 가스 송급류(100)를 냉각시킨다. 이후, 이코노마이저 열교환기(10)로부터 데워진 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류(105)는 천연 가스류의 중탄화수소 성분에 대해 선택적인(즉, 기체류의 중탄화수소 성분을 우선적으로 흡착하는) 하나 이상의 흡착제 베드를 포함하는 온도 스윙 흡착 시스템(40)으로 보내진다. 여러 개의 베드가 존재하는 경우, 이들 베드는 평행하게 및/또는 연속으로 배열될 수 있다. 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류(105)는 상기 베드 중 하나 이상을 통과하여 해당 기체류 내의 중탄화수소의 농도를 더 낮추고(허용 가능한 레벨로 낮추고) 소망하는 중탄화수소 희박 천연 가스류(107)를 제공한다.
이후, 중탄화수소 희박 천연 가스류(107)는 천연 가스 송급물(107)로서 천연 가스 액화 시스템(90)으로 공급되어 액화되는 것에 의해 LNG 가스류(110)를 제공한다. 흡착제(들)에 의해 흡착된 중탄화수소는 후속으로 흡착제 재생 단계(도 1a에는 도시되지 않음)에서 제거될 수 있다.
이제 도 1b를 참조하면, 대안적인 실시예로서, 상 분리기(31)를 사용하여(도 1a에 나타낸 실시예에 사용된 스트립 칼럽 대신에) 부분 응축된 천연 가스 송급류(102)를 상 분리 용기의 상부로부터 회수되는 중탄화수소 저감 천연 가스 기체(104)와 상기 용기의 바닥으로부터 회수되는 중탄화수소 풍부 액체(103)로 분리할 수 있다.
당업계에 공지된 바와 같이, 상 분리기는 해당 분리기의 경우 부분 응축된 송급물이 임의의 추가적인 스트립 가스 또는 역류 스트림과 접촉됨이 없이 단지 액체상과 상당 부분 기체상으로 분리(예, 중력을 통해) 허용되는 점에서 스트립 칼럽과 상이하다. 따라서, 도 1a의 스트립 칼럽(30)과 비교시, 도 1b의 상 분리기(31)는 분리 스테이지(즉, 상호 반대 방향인 스트림 간의 물질 전달을 향상시키는 트레이 또는 패킹)가 없고 생성되어 상 분리기 내로 공급되는 스트립 가스가 존재하지 않는다. 도 1a에 나타낸 실시예와 비교하면, 도 1b의 실시예는 낮은 자본 비용의 장점을 가지지만, 중탄화수소 풍부 액체류(103) 내에서 더 많은 메탄이 소실되는 단점을 가진다.
전술한 바와 같이, 도 1a(및 도 1b)에 나타낸 실시예는 스트립 칼럽(30)(또는 상 분리기(31))에 대해 천연 가스 송급류(102)를 부분적으로 응축하기 위해 추가적인 냉각(즉, 이코노마이저 열교환기(10)에 의해 제공된 것에 부가된 냉각)을 제공하도록 J-T 밸브(20)를 사용한다. 그러나, 다른 옵션도 추가적으로 또는 대안적으로 사용 가능하다. 또한 그리고 전술한 바와 같이, 이러한 경우는 스트립 칼럽(30)을 위한 스트립 가스로서 이코노마이저 열교환기(10)의 상류의 천연 가스 송급류(100)로부터 취한 천연 가스(109)를 사용하는 대신에 또는 그러한 사용 외에도 스트립 가스의 다른 소스도 사용할 수 있는 경우이다. 이들 변경례는 도 1c에 추가로 예시된다.
따라서, 이제 도 1c를 참조하면, 다른 실시예로서, 스트립 칼럽(30)에 대해 천연 가스 송급류(102)를 부분 응축하기 위한 추가적인 냉각은 이코노마이저 열교환기(10)를 빠져나가는 냉각된 천연 가스 송급류(101)보다 차가운 다른 스트립에 의해 제공될 수 있다. 예를 들면, 천연 가스 송급류는 예컨대 열교환기(21) 내의 혼합된 냉각제 스트림과 같은 냉각제 스트림(130, 131)과의 간접적인 열교환에 의해 냉각될 수 있다. 이러한 열교환기는 도 1c에 나타낸 바와 같이 이코노마이저 열교환기(10) 유닛과 천연 가스 액화기(90) 유닛과는 별개인 유닛으로서 배열될 수 있거나, 단일 유닛으로서 이코노마이저 열교환기(10)와 천연 가스 액화기(90) 중 하나 또는 양자 모두와 결합될 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 천연 가스 송급류는 예컨대, 차가운 스트림을 천연 가스류(101, 102) 내로 직접 주입하는 것과 같은 직접적인 열교환에 의해 냉각될 수 있다. 직접 주입의 경우, 차가운 스트림(133)은 자체가 J-T 밸브(82)를 통한 압력 강하를 통해 추가로 냉각되는 스트림(132)으로부터 얻어지는 것이 가능하다. 천연 가스 송급류 내로의 직접적인 주입을 위한 냉각 스트림(132, 133)의 적절한 소스는 예컨대, 액체 펌프(도시 생략) 내에서 압력이 상승된 액화기(90)로부터 얻어진 LNG의 일부일 수 있다.
유사하게, 도 1c를 참조하면, 다른 실시예로서, 스트립 칼럽(30)에 공급되는 스트립 가스(129)는: (도 1a와 관련하여 이미 설명된) 이코노마이저 열교환기(10)의 상류의 천연 가스 송급류(100)로부터 취한 천연 가스류(109); 이노코마이저 열교환기(10)로부터 데워진 중탄화수소 저감 천연 가스류의 일부(119); 또는 온도 스윙 흡착 시스템(40)으로부터 생성되는 중탄화수소 희박 천연 가스류(106)의 일부(108)(이 경우, 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류의 일부(107)만 액화를 위해 액화기(90)로 보내진다) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 중탄화수소 저감 천연 가스류의 일부(119) 및/또는 중탄화수소 희박 천연 가스류(106)의 일부(108)가 스트립 가스(129)로서 사용되는 경우, 이들은 우선, 스트립 가스(129)로 사용되기 이전에 압축기(75) 내에서 압축되는 것이 필요할 수 있다. 스트립 가스(또는 스트립 가스의 적어도 일부)는 쳔연 가스 송급류(100)로부터 취한 천연 가스(109)인 것이 바람직한데, 이는 천연 가스 송급류는 통상 스트립 칼럽의 바닥에서의 압력보다 높은 압력으로 존재하고 그에 따라 해당 송급류로부터 취한 천연 가스는 통상적으로 스트립 가스로서 사용되기 위해 어떤 압축도 필요치 않을 것이기 때문이다.
도 1d 및 도 1e를 참조하면, 스트립 칼럽(30)이 사용되는 실시예에서, 스트립 칼럽을 통해 흡착 시스템(10)의 베드 또는 베드들의 재생 중에 생성된 가스의 일부를 회복하는 것도 가능하다. 도 1d 및 1e에 예시된 바와 같이, 흡착 시스템은 예컨대, 2개 이상의 나란한 베드(40A, 40B)를 포함할 수 있는데, 베드 중 하나(40A)는 흡착 단계를 겪는 반면, 즉 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류(105)로부터 중탄화수소를 흡착하는 반면, 다른 베드(40B)는 재생되며, 재생 가스는 압선 흡착 단계에서 흡착된 중탄화수소의 베드로부터 탈착 및 제거를 돕기 위해 재생 단계 중 베드를 통과하게 된다(재생 단계 중 베드의 온도는 흡착 단계 중 베드의 온도보다 높다).
재생 단계를 겪는 베드(40B)를 통과하는 재생 가스는 예컨대 흡착 단계를 겪는 베드(10A)의 유출구로부터 얻어진 중탄화수소 희박 천연 가스(106)의 일부(120)를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 재생 가스는 예컨대, LNG 저장 설비(91) 내의 LNG 가스류(110)의 처리 또는 보관로부터 얻어지고 압축기(92) 내에서 1차로 압축된 플래시(flash) 또는 증발(boil-off) 가스의 스트림(111)을 포함할 수 있다. 도 1d에 예시된 바와 같이 상기 압축된 플래시 또는 증발 가스는 추가로 또는 대안적으로 스트립 칼럽(30)에 사용되는 스트립 가스(112)의 전체 또는 일부로서 사용될 수 있으며, 압축된 플래시 또는 증발 가스는 추가로 또는 전술한 스트립 가스의 소스 중 임의의 소스와 모든 소스에 대한 대체예로서 사용될 수 있음을 알아야 한다.
통상적으로 스트립 칼럽(30)으로 공급되는 천연 가스 송급류(102)의 압력보다 낮은 압력을 가지는, 재생 중에 흡착 시스템의 배드(40B) 또는 베드들을 빠져나가는 탈착된 가스(121)의 가스류는 이후 냉각기(60) 내에서 냉각된 후 부분 응축될 수 있고, 상 분리기(70) 내에서 대부분의 중탄화수소를 포함하는 액체 응축류(124)와 천연 가스 기체류(125)로 상분리될 수 있다.
도 1d에 예시된 바와 같이, 이러한 회복된 천연 가스 기체류(125)는 압축기(50)에서 재압축되고 추가의 냉각기(80) 내에서 냉각된 후, 스트립 칼럽(30) 내로 천연 가스 송급류(102) 아래의 위치로 재도입되는 것으로 재순환됨으로써 스트립 가스의 또 다른 추가의 또는 대체 소스를 제공할 수 있다. 압축기(50) 다음의 냉각기(80)는 선택적이고, 스트립 칼럽으로 들어가는 회복된 천연 가스류(125)의 온도를 제어하는데 사용될 수 있다. 대안적으로, 도 1e에 도시된 바와 같이, 회복된 천연 가스 기체류(125)는 예컨대 송급 가스 부스트 압축기(51)의 상류의 천연 가스 송급류(100)로 재순환되는 것에 의해 회복될 수 있다. 송급 가스 부스트 압축기(51)와 이코노마이저 열교환기(10) 사이에는 예컨대 건조기, 냉각기 등과 같은 다양한 장비(전체적으로 유닛(55)으로 지정됨)가 존재할 수 있다.
도 1d 및 도 1e는 오직 2개의 평행한 흡착 베드(40A, 40B)만을 표현하고 있지만, 이것은 단지 간결성을 위한 것으로 실제로 이들 도면에 나타낸 방법은 평행 또는 연속적인 단일 또는 다중의 흡착 베드를 사용하여 수행될 수 있다.
TSA 시스템의 베드(들)가 LNG 가스류로부터 얻어지는 플래시 가스 또는 증발 가스를 포함하는 가스를 사용하여 재생되는 전술한 방법 및 장치는 동일하게 다른 형태의 재생적 흡착 시스템(예, PSA 시스템)과 실제로 흡착 시스템을 단독으로(즉, 기체-액체 분리 시스템과 조합하지 않고) 또는 임의의 다른 시스템과 함께 사용하여 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소를 제거하는 방법 및 장치에 적용될 수 있는 것도 알아야 한다.
마지막으로, 도 1f를 참조하면, 스트립 칼럽(30)이 해당 스트립 칼럽 내로 회복된 천연 가스류(125)가 진입하는 지점의 위 아래 모두에 분리 스테이지(따라서 양측 스테이지 모두는 천연 가스 송급류(101)의 진입 지점보다 아래에 있다)가 존재하도록 적어도 2개의 분리 스테이를 포함한다는 점에서 도 1d에 나타낸 것과 다른 실시예가 예시된다.
또한, 이 도면에 예시된 바와 같이, 스트립 칼럽의 바닥으로부터 얻어지는 중탄화수소 풍부 액체류(103)의 일부를 재가열(reboil)시키도록 칼럼의 바닥에 있는 재가열기(reboiler)(90)를 사용하는 것에 의해 스트립 가스의 다른 추가의 소스가 제공될 수 있는데, 이러한 재가열된 부분은 이후 스트립 가스로서 상기 바닥으로 재도입된다. 재가열기를 위한 열원은 칼럼으로 복귀하는 원하는 기체 온도보다 뜨거운 증기, 핫 오일, 전력 또는 임의의 스트림일 수 있다. 이러한 재가열기의 이와 같은 사용은 스트립 칼럽이 사용되는 선행하는 실시예 중 임의의 실시예에도 동등하게 적용될 수 있다.
도 2a-2d
도 2a-2d에 나타낸 제2 그룹의 실시예에서, 기체-액체 분리 시스템은, 해당 기체-액체 분리 시스템이 중탄화수소 저감 천연 가스류를 생성하도록 (중탄화수소 제거 대상인) 천연 가스 송급류를 처리하고 흡착 시스템이 소망하는 중탄화수소 희박 천연 가스류를 생성하도록 기체-액체 분리 시스템으로부터 생성된 중탄화수소 저감 천연 가스류의 적어도 일부를 처리하도록, 마찬가지로 흡착 시스템의 상류에 위치된다. 그러나, 제1 그룹의 실시예(도 1a-1f에 나타냄)와 비교시, 제2 그룹의 실시예(도 2a-2d에 나타냄)는 기체-액체 분리 시스템으로 공급되는 천연 가스 송급류가 냉각되는 상기 기체-액체 분리 시스템으로부터 나오는 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류가 데워지는 방식이 다르다.
보다 구체적으로, 제2 그룹의 실시예에서, 천연 가스 송급류는 다시 기체-액체 분리 시스템 내로 도입되고 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류와 중탄화수소 풍부 액체류로 분리되며, 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류 또는 그 일부는 흡착 시스템의 하나 이상의 베드를 통과하는 것으로 그로부터 중탄화수소가 흡착되어 상기 기체류 내의 중탄화수소의 농도가 더 감소된다(따라서 중탄화수소가 희박한 소망하는 천연 가스류가 얻어진다). 그러나, 제2 그룹의 실시예에서, 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류는 해당 기체류 또는 그 일부가 흡착 시스템의 하나 이상의 베드를 통과하기 이전에 흡착 시스템으로부터 얻어진 중탄화수소 희박 천연 가스의 적어도 일부와 간접적인 열교환을 통해 이코노마이저 열교환기 내에서 데워진다(따라서 중탄화수소 희박 천연 가스류의 적어도 일부도 역시 이코너마이저 열교환기 내에서 냉각되어 중탄화수소 희박 냉각 천연 가스류를 제공한다).
제2 그룹의 실시예에서는 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류로부터 회복된 냉각이 이코노마이저 열교환기 내에서 (제1 그룹의 실시예에서처럼) 천연 가스 송급류로보다는 중탄화수소 희박 천연 가스류의 적어도 일부로 전달되는 사실에 기인하여, 제2 그룹의 실시예에서는 (제1 그룹의 실시예에서 얻어지는 중탄화수소 희박 천연 가스류에 비해) 중탄화수소 희박 더 낮은 온도의 천연 가스류가 얻어지지만, (제1 그룹의 실시예에서 이코노마이저 열교환기에 의해 천연 가스 송급류에 공급되고 있었던 냉각을 "대체"하기 위해) 천연 가스 송급류를 위한 다른 소스의 냉각이 필요하다.
따라서, 제1 그룹의 실시예(바람직한 경우로서, 중탄화수소 희박 천연 가스류가 천연 가스 액화기의 고온 단부 내로 도입되고 액화기의 냉온 단부로부터 회수되는 실시예)에 비해, 제2 그룹의 실시예에서 바람직한 경우는 천연 가스 송급류가 기체-액체 분리 시스템 내로 도입되기 전에 천연 가스 액화기의 고온 단부 내로 도입되고 액화기의 중간 위치로부터 회수되는 것에 의해 냉각되고, 이코노마이저 열교환기로부터 얻어지는 중탄화수소 희박 냉각 천연 가스류가 액화기의 중간 위치 내로 도입되고 액화기의 냉온 단부로부터 회수되는 것에 의해 액화되는 것이다.
이제 도 2a를 참조하면, 메탄 함량이 높은 천연 가스 송급류(100, 201)가 천연 가스 액화기(90)의 고온 단부 내로 도입되고 액화기의 온열 스테이지에서 냉각되며, 냉각된 천연 가스류(202)로서 중간 위치(즉, 액화기의 2개의 냉각 스테이지 사이의 위치, 즉 액화기의 고온 단부도 아니고 저온 단부도 아닌 위치)로부터 회수되는 실시예가 예시된다. 액화기(90)의 중간 위치를 빠져나오는 이러한 냉각된 천연 가스류(202)는 부분적으로 응축된 스트림일 수 있다(즉, 액화기의 온열 스테이지에서 냉각된 후 부분적으로 응축될 수 있다). 대안적으로, 액화기(90)의 중간 위치를 빠져나오는 천연 가스류(202)는 해당 천연 가스류(202)를 더욱 냉각시켜 부분적으로 응축시키기 위해 (예컨대 도시되지 않은 J-T 밸브를 사용하여) 압력을 강하시킬 수도 있다.
도 2a-2d에서, 액화기는 2개의 냉각 스테이지를 갖는 단일 유닛으로서 표현된다. 예를 들면, 액화기가 코일 권취형 열교환기인 경우, 액화기는 각기 냉각 스테이지를 나타내는 2개의 번들(bundles)을 포함할 수 있다. 그러나, 동등한 경우로, 액화기는 더 많은 냉각 스테이지를 포함할 수 있고, 스테이지 모두가 단일 유닛 내에 포함되는 대신에 액화기는 연속으로 배열되고 냉각 스테이지가 유닛 사이에 분포된 2개 이상의 유닛을 포함할 수 있다.
이후, 냉각되고 부분 응축된 천연 가스류(202)는 스트립 칼럽(30)의 상부 내로 도입되고, 거기에서 도 1a와 관련하여 전술한 실시예에서처럼 스트립 칼럽의 상부로부터 회수되는 중탄화수소 저감 천연 가스 기체(204)와 스트립 칼럽의 바닥으로부터 제거되는 중탄화수소 풍부 액체(203)로 분리된다. 스트립 가스(209)가 마찬가지로 스트립 칼럽 내로 그 바닥에서 도입되고, 스트립 칼럽은 마찬가지로 천연 가스 송급류와 스트립 가스의 송급 위치를 분리하는 하나 이상의 분리 스테이지를 포함할 수 있다.
스트립 칼럽(30)의 상부로부터 회수되는 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류(204)는 이후 이코너마이저 열교환기(10)를 통과하는 것으로써 그로부터 냉각을 회복한다. 통상적으로, 이코노마이저 열교환기(10)는 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류(204)를 (0-40℃)의 온도까지 데워준다.
이후, 이코노마이저 열교환기(10)로부터 데워진 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류(205)는 온도 스윙 흡착 시스템(40으로 보내지는데, 해당 온도 스윙 흡착 시스템은 마찬가지로 천연 가스류의 중탄화수소 성분에 대해 선택적인 하나 이상의 흡착제 베드를 포함하고, 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류(205)는 해당 베드 중 하나 이상의 베드를 통과하는 것으로써 해당 기체류 내의 중탄화수소의 농도가 (허용 가능한 레벨로 아래로) 더 감소되어 중탄화수소가 희박한 소망하는 천연 가스류(206)가 제공된다. 또한, 흡착 시스템(40)이 복수의 베드를 포함하는 경우, 이들 베드는 연속으로 및/또는 나란히 배열될 수 있으며, 흡착제(들)에 의해 흡착된 중탄화수소는 이후 흡착제 재생 단계(도면에 도시되지 않음)에서 제거될 수 있다.
이후, 흡착 시스템(40)의 유출구로부터 얻어지는 중탄화수소 희박 천연 가스류(206)는 이코노마이저 열교환기(10) 내로 통과되어 거기에서 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류(204)와의 간접적 열교환을 통해 냉각됨으로써 그로부터 전술한 바와 같이 냉각을 회복한다. 이후, 이코노마이저 열교환기(10)에서 나오는 중탄화수소 희박 냉각 천연 가스류(208)는 액화기의 저온 단부로부터 회수되는 LNG 가스류(110)를 제공하도록 천연 가스 액화기(90)의 중간 위치, 바람직하게는 냉각되어 부분 응축된 천연 가스류(202)가 액화기의 냉각 스테이지(또는 보다 저온의 스테이지) 내에서 회수, 냉각 및 액화되는 중간 위치와 동일한 중간 위치로 복귀된다.
이제 도 2b를 참조하면, 대안적인 실시예로서, (도 2a에 나타낸 실시예에 사용되는 스트립 칼럽 대신에) 상 분리기(31)를 사용하여 부분 응축된 천연 가스 송급류(202)를 상 분리 용기의 상부로부터 회수되는 중탄화수소 저감 천연 가스 기체(204)와 상 분리 용기의 바닥으로부터 회수되는 중탄화수소 풍부 액체(203)로 분리할 수 있다. 도 1b에 나타낸 상 분리기의 작동과 관련하여 전술한 바와 같이, 상 분리기(31)는 어떤 분리 스테이지도 포함하지 않거나 스트립 가스를 사용하지 않기 때문에 본 실시예의 경우 스트립 가스는 생성되거나 사용되지 않는다. 도 2a에 나타낸 실시예와 비교시, 도 2b의 실시예는 낮은 자본 비용의 장점을 가지지만, 중탄화수소 풍부 액체류(203)에서 더 많은 메탄이 소실되는 단점도 갖는다.
도 1a-도 1f에 나타낸 제1 그룹의 실시예의 다양한 실시예와 유사하게, 스트립 칼럽(30)이 사용되는 제2 그룹의 실시예의 경우, 다양한 소스로부터 스트립 칼럽(30)에 사용되는 스트립 가스를 얻는 것이 가능하고, 또한 흡착 시스템(40)의 베드 또는 베드들의 재생 중에 생성되는 가스 중 일부를 스트립 칼럽을 통해 회수하는 것도 가능하다. 이들 변경은 도 2c 및 도 2d에 추가로 예시된다.
따라서, 도 2c를 참조하면, 스트립 칼럽(30)으로 공급되는 스트립 가스(또는 적어도 그 일부)는 도 2a에도 나타낸 바와 같이 액화기(90)의 상류의 천연 가스 송급류로부터 취한 천연 가스류(209)이지만, 다양한 추가의 및/또는 대안적인 소스가 가능하다. 예를 들면, 스트립 가스는 추가로 또는 대안적으로: 이코노마이저 열교환기(10)로부터 얻어지는 중탄화수소 저감데워진 천연 가스류의 일부(209); 온도 스윙 흡착 시스템(40)으로부터 얻어지는 중탄화수소 희박 천연 가스류(206)의 일부(208)(이 경우 중탄화수소 희박 천연 가스류(106)의 일부(107)만 이후에 이코노마이저 열교환기(10) 내에서 냉각되고 액화를 위해 액화기(90)로 보내진다); 또는 예컨대 LNG 저장 설비(91) 내의 LNG 가스류(110)의 처리 또는 저장으로부터 얻어지는 플래시 또는 증발 가스(111, 112); 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이러한 스트립 가스의 추가적인/대안적인 소스는 통상적으로 (예컨대 도 2c에 나타낸 바와 같은 압축기(75 또는 92)에서) 스트립 가스로서 사용되기 전에 압축을 필요로 할 것이다.
도 2c 및 도 2d를 참조하면, 흡착 시스템은 예컨대, 도 1a-1f를 참조로 전술한 바와 같은 방식 중 임의의 방식으로 배열 및 작동되는 1, 2 또는 그 이상의 베드(40A, 40B)를 포함하되, 해당 베드의 재생 중 상기 베드를 통해 재생 가스가 통과되고 베드 또는 베드들의 재생 중 생성되는 가스의 일부는 스트립 칼럽을 통해 회복된다. 구체적으로, 재생 가스는 흡착 단계를 겪고 있는 베드(40A)의 유출구로부터 얻어지는 중탄화수소 희박 천연 가스류(106)의 일부(120) 또는 플래시 가스 또는 증발 가스의 스트림(111)을 포함할 수 있다. 재생되는 베드 또는 베드들을 빠져나오는 탈착된 가스류(121)는 이후 냉각기(60) 내에서 냉각되어 부분적으로 응축될 수 있고 상 분리기(70) 내에서 대부분의 중탄화수소를 함유하는 액체 응축류(124)와 천연 가스 기체류(125)로 상 분리될 수 있다.
도 2c에 예시된 바와 같이, 회복된 천연 가스 기체류(125)는 이후 압축기(50) 내에서 재압축되고 추가의 냉각기(80)에서 냉각된 후 스트립 칼럽(30) 내로 천연 가스 송급류(102)보다 아래의 위치에서 재도입되는 것에 의해 재사용될 수 있어서 스트립 가스의 또 다른 추가의 또는 대안적인 소스를 제공한다. 압축기(50) 다음의 냉각기는 선택적이고, 스트립 칼럽으로 들어가는 회복된 천연 가스류(125)의 온도를 제어하는데 사용될 수 있다. 대안적으로, 도 2d에 도시된 바와 같이, 회복된 천연 가스 기체류(125)는 예컨대 송급 가스 부스트 압축기(51)의 상류의 천연 가스 송급류(100)로 재순환되는 것에 의해 회복될 수 있다. 송급 가스 부스트 압축기(51)와 이코노마이저 열교환기(10) 사이에는 예컨대 건조기, 냉각기 등과 같은 다양한 장비(전체적으로 유닛(55)으로 지정됨)가 존재할 수 있다.
도 3a-3d
도 3a-3d에 나타낸 제3 그룹의 실시예에서, 흡착 시스템은 해당 흡착 시스템이 중탄화수소 저감 천연 가스류를 생성하도록 (중탄화수소 제거 대상인) 천연 가스 송급류를 처리하고 기체-액체 분리 시스템이 중탄화수소가 희박한 소망하는 천연 가스류를 생성하도록 흡착 시스템으로부터 생성된 중탄화수소 저감 천연 가스류의 적어도 일부를 처리하도록, 기체-액체 분리 시스템의 상류에 위치된다.
보다 구체적으로, 제3 그룹의 실시예에서, 천연 가스 송급류는 흡착 시스템의 하나 이상의 베드를 통과함으로써 그로부터 중탄화수소가 흡착되어 중탄화수소 저감 천연 가스류가 생성된다. 중탄화수소 저감 천연 가스류는 적어도 일부가 냉각된 후 기체-액체 분리 시스템 내로 도입되어 중탄화수소가 더 감소된(그에 따라 중탄화소소 함량이 적은 소망의 천연 가스류를 제공하는) 천연 가스 기체류와 중탄화수소 풍부 액체류로 분리된다. 바람직하게는, 천연 가스 액화기 내에서 중탄화수소 저감 천연 가스류 또는 그 일부가 냉각되고 중탄화수소 희박 천연 가스류가 액화되며, 중탄화수소 저감 천연 가스류 또는 그 일부는 액화기의 고온 단부 내로 도입되고 액화기의 중간 위치로부터 회수되며, 중탄화수소 희박 천연 가스류는 액화기의 중간 위치 내로 도입되고 액화기의 저온 단부로부터 회수된다.
제3 그룹의 실시예에서 흡착 시스템의 베드는 (도 1a-1f 및 도 2a-2d에 나타낸) 제1 및 제2 그룹의 실시예의 흡착 시스템의 베드보다 커야 하는데, 이는 제1 및 제2 그룹의 실시예의 경우 기체-액체 분리 시스템이 천연 가스 송급류 내의 대부분의 중탄화수소를 제거하기 때문이다. 달리 말하면, 동일 크기의 흡착제 베드에 대해, (도 1a-1f 및 도 2a-2d에 나타낸) 제1 및 제2 그룹의 실시예에 따른 방법 및 장치는 천연 가스 송급류 내에 더 높은 농도의 중탄화수소를 허용하여 천연 가스 소스가 변하거나 중탄화수소의 농도가 광범위하게 변동되는 경우 더 나은 작동적 유연성을 제공할 수 있다. 제1 및 제2 그룹의 실시예에 사용되는 더 작은 흡착 베드는 이들 실시예가 재생 가스의 사용에 대해 낮은 요건과 송급가스 압축과 관련하여 낮은 전력 비용을 갖는다는 것을 의미한다. 그러나, (도 3a-3d에 나타낸 바와 같은) 제3 그룹의 실시예는 기체-액체 분리 칼럼으로부터 얻어지는 기체류로부터 냉각의 회복을 위한 이코노마이저 열교환기를 필요로 하지 않아서 자본 비용과 관련하여 절감을 제공한다.
도 3a를 참조하면, 일 실시예에서 메탄 함량이 높은 가스 송급류(100)가 흡착 시스템(40) 내로 도입되는데, 해당 흡착 시스템은 천연 가스류의 중탄화수소 성분에 대해 선택적인 흡착제의 하나 이상의 베드를 포함하며, 천연 가스 송급류(100)는 중탄화수소가 흡착되도록 상기 베드 중 하나 이상을 통과함으로써 중탄화수소 저감 천연 가스류(301)를 생성한다. 도 1 및 도 2와 관련하여 전술한 바와 같이, 흡착 시스템(40)이 복수의 베드를 포함하는 경우, 이들 베드는 연속으로 및/또는 나란히 배열될 수 있고, 마찬가지로 흡착제(들)에 의해 흡착된 중탄화수소는 후속하여 흡착제 재생 단계(도 3a에는 도시되지 않음)에서 제거될 수 있다.
이후, 중탄화수소 저감 천연 가스류(301)의 적어도 일부가 천연 가스 액화기(90)의 고온 단부 내로 도입되고 액화기의 온열 스테이지에서 냉각되며 액화기의 중간 위치로부터 냉각된 중탄화수소 저감 천연 가스류(303)로서 회수된다. 액화기(90)의 중간 위치로부터 나오는 이러한 냉각된 가스류(303)는 부분적으로 응축된 흐름일 수 있다(즉, 액화기의 온열 스테이지에서 냉각되고 부분적으로 응축될 수 있다). 대안적으로, 액화기(90)의 중간 위치에서 나오는 냉각된 스트림(303)은 스트림을 더욱 냉각하고 부분적으로 응축시키기 위해 (예컨대 도시되지 않은 J-T 밸브를 사용하여) 압력이 감소될 수도 있다. 마찬가지로, 액화기는 도 3a-3d에서 2개의 냉각 스테이지를 갖는 단일 유닛으로서 표현되어 있지만, 동등한 경우로서 액화기는 더 많은 냉각 스테이지를 포함할 수 있고, 액화기는 연속으로 배열되고 냉각 스테이지가 유닛 사이에 분포된 2개 이상의 유닛을 포함할 수 있다.
냉각되고 부분 응축된 중탄화수소 저감 천연 가스류(303)는 스트립 칼럽(30)의 상부 내로 도입되고, 거기에서 스트립 칼럽의 상부로부터 회수되고 중탄화수소가 더 저감된 천연 가스 기체류(305)(이 기체류는 중탄소수소가 희박한 소망하는 천연 가스류이다)와 스트립 칼럽의 바닥으로부터 제거되는 중탄화수소 풍부 액체(304)로 분리된다. 스트립 가스(209)가 마찬가지로 스트립 칼럽 내로 그 바닥에서 도입되고, 스트립 칼럽은 천연 가스 송급류와 스트립 가스의 송급 위치를 분리하는 하나 이상의 분리 스테이지를 포함한다. 스트립 가스는 다양한 다른 소스로부터 올 수 있지만 도 3a에 나타낸 실시예에서는: 나머지(302)를 천연 가스 액화기(90) 내에서 냉각하고 부분적으로 응축하기 전에 중탄화수소 저감 천연 가스류(301)로부터 취한 중탄화수소 저감 천연 가스의 일부(306); 및/또는 흡착 시스템(40) 내에서 처리하기 전에 천연 가스 송급류(100)로부터 취한 천연 가스류(307)를 포함한다.
이후, 스트립 칼럽(30)의 상부로부터 얻어지는 중탄화수소 희박 천연 가스류(305)는 액화기의 저온 단부로부터 회수되는 LNG 가스류(110)를 제공하도록 천연 가스 액화기(90)의 중간 위치(바람직하게는 냉각되어 부분 응축된 중탄화수소 저감 천연 가스류(303)가 회수되는 중간 위치와 동일한 중간 위치)로 복귀되고 액화기의 냉각 스테이지(또는 보다 저온의 스테이지) 내에서 냉각 및 액화된다.
제1 및 제2 그룹의 실시예와 함께 제3 그룹의 실시예에서는 스트립 칼럽 대신에 상 분리기를 사용할 수 있는데, 이는 자본 비용을 절감시킬 것이지만 중탄화수소 풍부 액체류(304) 내의 메탄의 소실을 증가시킬 수 있다.
따라서, 이제 도 3b를 참조하면, 대안적인 실시예로서, (도 3a에 나타낸 실시예에 사용되는 스트립 칼럽 대신에) 상 분리기(31)를 사용하여 부분 응축된 중탄화수소 저감 천연 가스류(303)를 상 분리 용기의 상부로부터 회수되고 중탄화수소가 더 저감된 천연 가스 기체류(305)(소망하는 중탄화수소 희박 천연 가스류)와 상 분리 용기의 바닥으로부터 회수되는 중탄화수소 풍부 액체(304)로 분리한다. 도 1b에 나타낸 상 분리기의 작동과 관련하여 전술한 바와 같이, 상 분리기(31)는 어떤 분리 스테이지도 포함하지 않거나 스트립 가스를 사용하지 않기 때문에 본 실시예의 경우 스트립 가스는 생성되거나 사용되지 않는다.
도 1d-1f에 나타낸 제1 그룹의 다양한 실시예와 유사하게 스트립 칼럽(30)을 사용하는 제3 그룹의 실시예에서는 스트립 칼럽을 통해 흡착 시스템(40)의 베드 또는 베드들의 재생 중에 생성되는 가스의 일부를 회복하는 것도 가능하다.
재생되는 베드(40B) 또는 베드들을 빠져나가는 탈착 가스류(121)는 이후 냉각기(60) 내에서 냉각되어 부분 응축되고 상 분리기(70) 내에서 다수의 중탄화수소를 함유하는 액체 응축류(124)와 천연 가스 기체류(125)로 상 분리될 수 있다.
따라서, 도 3c 및 도 3d를 참조하면, 흡착 시스템은 예컨대, 도 1a-1f를 참조로 전술한 바와 같은 방식 중 임의의 방식으로 배열 및 작동되는 1, 2 또는 그 이상의 베드(40A, 40B)를 포함하되, 해당 베드의 재생 중 상기 베드를 통해 재생 가스가 통과되고 베드 또는 베드들의 재생 중 생성되는 가스의 일부는 스트립 칼럽을 통해 회복된다. 구체적으로, 재생 가스는 흡착 단계를 겪고 있는 베드(40A)의 유출구로부터 얻어지는 중탄화수소 저감 천연 가스류(301)의 일부(320) 또는 플래시 가스 또는 증발 가스의 스트림(111)을 포함할 수 있다. 재생되는 베드(40B) 또는 베드들을 빠져나오는 탈착된 가스류(321)는 이후 냉각기(60) 내에서 냉각되어 부분적으로 응축될 수 있고 상 분리기(70) 내에서 대부분의 중탄화수소를 함유하는 액체 응축류(323)와 천연 가스 기체류(324)로 상 분리될 수 있다.
도 3c에 예시된 바와 같이, 회복된 천연 가스 기체류(324)는 이후 압축기(50) 내에서 재압축되고 추가의 냉각기(80)에서 냉각된 후 스트립 칼럽(30) 내로 중탄화수소 저감 천연 가스류(303)보다 아래의 위치에서 재도입되는 것에 의해 재사용될 수 있어서 스트립 가스(326)의 또 다른 추가의 또는 대안적인 소스를 제공한다. 압축기(50) 다음의 냉각기는 선택적이고, 스트립 칼럽으로 들어가는 회복된 천연 가스류(324)의 온도를 제어하는데 사용될 수 있다. 압축기(50)도 선택적인 것이고 만일 흡착 시스템이 칼럼의 바닥에서의 압력보다 높은 압력에서 재생되면 필요치 않을 수 있다. 추가의 변형에서, 상 분리기(70)는 냉각기(60)를 빠져나가는 냉각된 탈착 가스류(321) 전체가 스트립 칼럽으로 보내지도록 생략될 수도 있다. 또한 도 3c에 예시된 바와 같이, 스트립 칼럽(30)은 회복된 천연 가스류(324)가 스트립 칼럽 내로 진입되는 지점의 위 아래로 분리 스테이지가 존재하도록 적어도 2개이 분리 스테이지를 포함할 수 있고, 스트립 칼럽(30)으로 스트립 가스의 제공은 스트립 칼럽의 바닥으로부터 얻어지는 중탄화수소 풍부 액체류(304)의 일부를 재가열하도록 칼럼의 바닥에 재가열기(95)를 사용하는 것으로 제공될 수 있다.
대안적으로, 도 3d에 도시된 바와 같이, 회복된 천연 가스 기체류(324)는 예컨대 송급 가스 부스트 압축기(51)의 상류의 천연 가스 송급류(100)로 재순환될 수 있다. 송급 가스 부스트 압축기(51)와 이코노마이저 열교환기(10) 사이에는 예컨대 건조기, 냉각기 등과 같은 다양한 장비(전체적으로 유닛(55)으로 지정됨)가 존재할 수 있다. 또한 도 3d에 예시된 바와 같이, 플래시 가스 또는 증발 가스도 다시 추가로 또는 대안적으로 스트립 칼럽(30)을 위한 스트립 가스(112)로서 사용될 수 있다.
실시예
천연 가스류로부터 중탄화수소를 제거하도록 본 발명에 따라 TSA 시스템과 기체-액체 분리 시스템을 조합으로 사용하는 효과를 예증하기 위해, 천연 가스류로부터 중탄화수소를 제거하는데 있어서 도 1a, 도 1e, 도 2a, 도 2b, 도 2c, 도 3a, 도 3b, 도 3c에 나타낸 실시예의 성능과 천연 가스류로부터 중탄화수소를 제거하기 위해 스크럽 칼럼만을 사용하는 종래 기술의 공정(본 발명에 따르지 않음)의 성능을 비교하였다. 전통적인(스크럽 칼럼만을 사용) 공정을 이용한 제1 실행에서 스크럽 칼럼에 사용되는 작동 조건은 스크럽 칼럼의 드라이 아웃의 위험(및 중탄화수소 제거 공정의 실패)을 초래할 수 있다. 그러므로, 전통적인(스크럽 칼럼만을 사용) 공정을 이용한 제2 실행이 칼럼의 드라이-아웃의 어떤 위험도 방지하는 상이한 작동 조건(즉, 보다 저온의 칼럼 온도)을 이용하여 수행되었다. 모든 실행에 대한 데이터, 즉 전술한 본 발명의 실시예를 채용한 것과 종래 기술의 공정(스크럽 칼럼만을 사용)을 채용한 것 모두에 대한 데이터는 ASPEN™ Plus software (ⓒ Aspen Technology, Inc.)와 내부 흡착 스뮬레이션 툴인 SIMPAC(세구적인 흡착 공정 스뮬레이터로서, 다성분 흡착 등온선, 다양한 물질 전달 모드, 다수의 흡착제 층 및 범용적인 공정도를 고려하며-보다 세부적인 사항은 Chemical Engineering Science 제49권 18호 3115-3125 페이지의 Kumar 등의 기고 참조)을 사용하여 생성되었다.
사용된 천연 가스 송급류(모든 경우 동일함)의 시작 조성이 아래 표 1에 주어지며, 각각의 실시예(즉, 도 1a, 도 1e, 도 2a, 도 2b, 도 2c, 도 3a. 도 3b, 도 3c에 나타낸 실시예 각각으로부터)와 종래(스크럽 칼럼만 사용) 공정(양자 실행)으로부터 얻어진 생성 스트림(즉, 중탄화수소 희박 것이 요망되는 천연 가스류로서, 표 2에는 "중탄화수소 희박 스트림"으로 표시됨)이 아래 표 2에 주어진다. 표 2에서, 스크럽 칼럼의 드라이-아웃의 위험이 있는 종래 기술(스크럽 칼럼만을 사용) 공정을 채용한 제1 실행은 "트레이가 드라이 아웃될 수 있음"으로 지시되고 상기 위험이 제거된 종래 기술(스크럽 칼럼만 사용) 공정을 채용한 제2 실행은 "트레이 드라이-아웃 없음"으로 지시된다.
표 2는: 기체-액체 분리 시스템 작동 조건(즉, 스크럽 칼럼/스트립 칼럽/상 분리기 용기의 온도와 압력); 기체-액체 분리 시스템으로 송급되는 천연 가스류의 유량 비율로서 기체-액체 분리 시스템으로부터 얻어지는 중탄화수소 풍부 액체의 유량(표에서는 LPG as % of Feed로 지정됨); 종래 기술 공정을 이용하는 제1 실행에서 얻어지는 총 LNG 생성 유량의 %로 표현되는 각 실행에 의해 생성되는 총 LNG 유량(표에서는 "Relative LPG Production"으로 지시됨)을 나타낸다. 표 2에 제공된 데이터를 참조하면, 당업계에 잘 알려진 바와 같이 숫자의 일부로 사용시 알파벳 E는 지수를 나타내므로 예컨대 표 2에서 9.9E-01은 9.9xl0_1, 또는 0.99를 말한다.
표 2의 데이터에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예들은 본 발명에 따른 실시예에서 기체-액체 분리 시스템이 종래 기술 공정에서 스크럽 칼럼의 온도 및 압력보다 높은 압력 및 온도에서 작동하더라도(스크럽 칼럼이 드라이 아웃을 유발할 위험이 있는 온도로 작동하는 종래 기술의 공정 조건하에서도) NG 가스류로부터 중탄화수소를 효과적으로 제거하고 종래 기술(스크럽 칼럼만 사용) 공정에 의해 제공되는 것에 비해 증가된 LNG 생성을 제공할 수 있다.
이들 결과는 상대 LNG 생산성(즉, 종래 기술 공정을 사용하여 얻어지는 최적의 총 LNG 생성 유량의 비율로서 표현되는 각 실행에 의해 생성되는 총 LNG 유량)이 송급 유량의 %로 나타낸 LPG 흐름(즉, 기체-액체 분리 시스템으로 송급되는 천연 가스류의 유량의 %로서 기체-액체 분리 시스템으로부터 얻어지는 중탄화수소 풍부 액체의 유량)에 대해 도식화된 도 4에도 예시된다. 역시 예시된 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예는 심지어 칼럼의 드라이 아웃의 위험을 초래하는 조건 하에서 수행되는 경우의 종래 기술 공정에 비해 향상된 LNG 생성 비율을 제공하며, 이들 장점은 칼럼의 드라이 아웃의 어떤 위험도 방지하는 작동 조건 하에서 실행되는 종래 기술 공정의 실행시와 비교시 훨씬 더 두드러진다(즉, 중탄화수소 풍부 액체의 생성을 증가시키도록 스크럽 칼럼을 저온에서 작동시키는 것에 의해 제공되는 충분히 높은 송급류의 %로서의 LPG 흐름).
송급류 조성
성분 mol%
질소 7.0E-01
메탄 9.6E+01
에탄 2.8E+00
프로판 4.8E-01
i-부탄 5.0E-02
n-부탄 8.5E-02
i-펜탄 2.0E-02
n-펜탄 2.2E-02
시클로-펜탄 3.0E-05
n-헥산 3.2E-02
시클로-헥산 5.0E-05
메틸-시클로헥산 4.0E-05
헵탄 2.9E-02
옥탄 3.3E-03
노난 1.1E-03
벤젠 1.9E-03
톨루엔 3.4E-03
Figure pct00001
본 발명은 바람직한 실시예를 참조로 한 전술한 세부 구성에 한정되지 않고 다음의 청구범위에 정의된 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있음을 알 것이다.

Claims (33)

  1. 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소를 제거하는 방법으로서:
    제1 및 제2 중탄화수소 제거 시스템을 사용하여 중탄화수소 희박 천연 가스류를 생성하도록 천연 가스 송급류를 처리하는 단계
    를 포함하며, 상기 제1 중탄화수소 제거 시스템 및 제2 중탄화수소 제거 시스템은 제1 중탄화수소 제거 시스템이 중탄화수소 저감 천연 가스류를 생성하도록 상기 천연 가스 송급류를 처리하고 상기 제2 중탄화수소 제거 시스템이 중탄화수소 희박 천연 가스류를 생성하도록 상기 제1 중탄화수소 제거 시스템으로부터 생성되는 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류의 적어도 일부를 처리하도록 연속적으로 사용되며, 상기 중탄화수소 제거 시스템 중 하나는 중탄화수소 함유 천연 가스로부터 중탄화수소를 흡착하여 제거하는 하나 이상의 흡착제 베드를 포함하는 흡착 시스템이고, 상기 중탄화수소 제거 시스템 중 다른 하나는 중탄화수소 함유 천연 가스를 중탄화수소 저감 천연 가스 기체와 중탄화수소 풍부 액체로 분리하는 기체-액체 분리 시스템인 것인 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소 제거 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기체-액체 분리 시스템은 스트립 칼럽 또는 상 분리기를 포함하는 것인 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소 제거 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 방법은 또한 액화된 천연 가스류를 생성하는 방법이고, 중탄화수소 희박 천연 가스류의 적어도 일부를 액화시켜 액화된 천연 가스류를 생성하는 단계를 더 포함하는 것인 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소 제거 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 기체-액체 분리 시스템은 상기 제1 중탄화수소 제거 시스템이고, 상기 방법은:
    천연 가스 송급류를 상기 기체-액체 분리 시스템 내로 도입하여 상기 천연 가스 송급류를 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류와 중탄화수소 풍부 액체류로 분리하는 단계와;
    중탄화수소를 흡착하도록 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류의 적어도 일부를 상기 흡착 시스템의 하나 이상의 베드를 통과시키는 것에 의해 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류를 생성하는 단계
    를 포함하는 것인 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소 제거 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 방법은 상기 천연 가스 송급류가 기체-액체 분리 시스템 내로 도입되기 전에 상기 천연 가스 송급류를 냉각하는 단계와, 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류 또는 그 일부가 상기 흡착 시스템의 하나 이상의 베드를 통과하기 전에 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류를 데우는 단계를 더 포함하는 것인 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소 제거 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 천연 가스 송급류와 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류는 이코노마이저 열교환기 내에서 상기 천연 가스 송급류와 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류 사이의 간접적 열교환을 통해 상기 천연 가스 송급류가 냉각되고 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류가 데워지는 것인 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소 제거 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 천연 가스 송급류는 기체-액체 분리 시스템 내로 도입되기 이전에 상기 천연 가스 송급류의 팽창 및/또는 하나 이상의 다른 흐름과의 직접적 또는 간접적 열교환을 통해 더 냉각되는 것인 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소 제거 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 방법은 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류의 적어도 일부를 액화시키는 단계를 더 포함하는 것인 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소 제거 방법.
  9. 제5항에 있어서, 상기 방법은 중탄화수소 희박 냉각 천연 가스류를 생성하도록 중탄화수소 희박 천연 가스류의 적어도 일부를 냉각하는 단계를 더 포함하되, 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류와 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류의 적어도 일부는 이코노마이저 열교환기 내에서 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류와 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류의 상기 적어도 일부 사이의 간접적 열교환을 통해 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류가 데워지고 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류의 상기 적어도 일부가 냉각되는 것인 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소 제거 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 방법은 상기 중탄화수소 희박 냉각 천연 가스류를 액화시키는 단계를 더 포함하는 것인 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소 제거 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 천연 가스 송급류는 냉각되고, 상기 중탄화수소 희박 냉각 천연 가스류는 액화기 내에서 액화되고, 상기 천연 가스 송급류는 상기 액화기의 고온 단부 내로 도입되고 상기 액화기의 중간 위치로부터 회수되며, 상기 중탄화수소 희박 냉각 천연 가스류는 상기 액화기의 중간 위치 내로 도입되고 상기 액화기의 저온 단부로부터 회수되는 것인 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소 제거 방법.
  12. 제4항에 있어서, 상기 기체-액체 분리 시스템은 스트립 칼럽이고, 상기 방법은 상기 스트립 칼럽 내로 스트립 가스를 상기 천연 가스 송급류가 스트립 칼럽 내로 도입되는 위치 아래의 위치로 도입하는 단계를 더 포함하는 것인 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소 제거 방법.
  13. 제6항에 있어서, 상기 기체-액체 분리 시스템은 스트립 칼럽이고, 상기 방법은 상기 스트립 칼럽 내로 상기 천연 가스 송급류가 스트립 칼럽 내로 도입되는 위치보다 아래의 위치로 스트립 가스를 도입하는 단계를 더 포함하되, 상기 스트립 가스는: 냉각되어 상기 스트립 칼럽 내로 도입되기 전에 천연 가스 송급류로부터 취한 천연 가스와; 이코노마이저 열교환기 내에서 데워진 중탄화수소 저감 천연 가스류의 일부와; 중탄화수소 희박 천연 가스류의 일부와; 중탄화수소 풍부 액체류의 전체 또는 일부를 재비등시키는 것으로부터 얻어진 가스와; 액화된 가스로부터 얻어진 플래시 또는 증발 가스;로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 가스를 포함하는 것인 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소 제거 방법.
  14. 제9항에 있어서, 상기 기체-액체 분리 시스템은 스트립 칼럽이고, 상기 방법은 상기 스트립 칼럽 내로 상기 천연 가스 송급류가 스트립 칼럽 내로 도입되는 위치보다 아래의 위치로 스트립 가스를 도입하는 단계를 더 포함하되, 상기 스트립 가스는: 냉각되어 상기 스트립 칼럽 내로 도입되기 전에 천연 가스 송급류로부터 취한 천연 가스와; 이코노마이저 열교환기 내에서 냉각되지 않은 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류의 일부와; 이노코마이저 열교환기 내에서 데워진 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류의 일부와; 중탄화수소 풍부 액체류의 전체 또는 일부를 재비등시키는 것으로부터 얻어진 가스와; 액화된 가스로부터 얻어진 플래시 또는 증발 가스;로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 가스를 포함하는 것인 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소 제거 방법.
  15. 제4항에 있어서, 상기 흡착 시스템은 온도 스윙 흡착 시스템이고, 상기 방법은 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류의 일부 또는 액화된 천연 가스로부터 얻어진 플래시 또는 증발 가스로부터 선택된 가스를 상기 하나 이상의 베드를 통과시키는 것에 의해 상기 온도 스윙 흡착 시스템의 상기 하나 이상의 베드를 재생하는 단계를 더 포함하고, 상기 재생 중인 상기 하나 이상의 베드의 온도는 상기 중탄화수소 저감 천연 기체류 또는 그 일부로부터 중탄화수소를 흡착 중인 상기 하나 이상의 베드의 온도보다 높은 것인 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소 제거 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 방법은 상기 하나 이상의 베드의 재생 중에 상기 온도 스윙 흡착 시스템의 상기 하나 이상의 베드로부터 얻어진 가스를 냉각하고 액체상 및 기체상으로 분리하는 단계와, 상기 기체상을 기체-액체 분리 시스템 내로 도입하기 이전의 상기 천연 가스 송급류로 재순환하는 단계를 더 포함하는 것인 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소 제거 방법.
  17. 제15항에 있어서, 상기 기체 액체 분리 시스템은 스트립 칼럽이고, 상기 방법은 상기 하나 이상의 베드의 재생 중에 상기 온도 스윙 흡착 시스템의 상기 하나 이상의 베드로부터 얻어진 가스를 냉각하고 액체상 및 기체상으로 분리하는 단계와, 상기 기체상을 스트립 가스로서 상기 스트립 칼럽 내로 상기 천연 가스 송급류가 상기 스트립 칼럽 내로 도입되는 위치보다 아래의 위치로 도입하는 단계를 더 포함하는 것인 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소 제거 방법.
  18. 제1항에 있어서, 상기 흡착 시스템은 상기 제1 중탄화수소 제거 시스템이고, 상기 방법은:
    중탄화수소를 흡착하도록 상기 천연 가스 송급류를 상기 흡착 시스템의 하나 이상의 베드를 통과시키는 것에 의해 중탄화수소 저감 천연 가스류를 생성하는 단계와;
    상기 중탄화수소 저감 천연 가스류의 적어도 일부를 상기 기체-액체 분리 시스템 내로 도입하여 상기 가스류 또는 그 일부를, 중탄화수소가 더 저감되는 것에 의해 중탄화수소 희박 천연 가스류를 제공될 천연 가스 기체류와 중탄화수소 풍부 액체류로 분리하는 단계
    를 포함하는 것인 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소 제거 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 방법은 상기 기체-액체 분리 시스템 내로 도입되기 이전에 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류 또는 일부를 냉각하는 단계를 더 포함하는 것인 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소 제거 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 방법은 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류를 액화시키는 단계를 더 포함하는 것인 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소 제거 방법.
  21. 제20항에 있어서, 액화기 내에서 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류 또는 그 일부가 냉각되고 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류가 액화되며, 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류 또는 그 일부는 상기 액화기의 고온 단부로 도입되고 상기 액화기의 중간 위치로부터 회수되며, 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류는 상기 액화기의 중간 위치로 도입되고 상기 액화기의 저온 단부로부터 회수되는 것인 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소 제거 방법.
  22. 제18항에 있어서, 상기 기체-액체 분리 시스템은 스트립 칼럽이고, 상기 방법은 상기 스트립 칼럽 내로 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류 또는 그 일부가 상기 스트립 칼럽 내로 도입되는 위치보다 아래의 위치로 스트립 가스를 도입하는 단계를 더 포함하는 것인 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소 제거 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 스트립 가스는: 상기 흡착 시스템의 하나 이상의 베드를 통과하기 이전의 상기 천연 가스 송급류로부터 취한 천연 가스와; 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류의 일부와; 상기 중탄화수소 풍부 액체류의 전체 또는 일부를 재비등시키는 것으로부터 얻어진 가스와; 액화된 천연 가스로부터 얻어진 플래시 또는 증발 가스;로 이루어진 그룹으로부터 선택된 일종 이상의 가스를 포함하는 것인 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소 제거 방법.
  24. 제18항에 있어서, 상기 흡착 시스템은 온도 스윙 흡착 시스템이고, 상기 방법은 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류의 일부 또는 액화된 천연 가스로부터 얻어진 플래시 또는 증발 가스로부터 선택된 가스를 상기 하나 이상의 베드를 통과시키는 것에 의해 상기 온도 스윙 흡착 시스템의 상기 하나 이상의 베드를 재생하는 단계를 더 포함하고, 상기 재생 중인 상기 하나 이상의 베드의 온도는 상기 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소를 흡착 중인 상기 하나 이상의 베드의 온도보다 높은 것인 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소 제거 방법.
  25. 제24항에 있어서, 상기 방법은 상기 하나 이상의 베드의 재생 중에 상기 온도 스윙 흡착 시스템의 상기 하나 이상의 베드로부터 얻어진 가스를 냉각하고 액체상 및 기체상으로 분리하는 단계와, 상기 기체상을 상기 온도 스윙 흡착 시스템의 상기 하나 이상의 베드를 통과하기 이전의 상기 천연 가스 송급류로 재순환하는 단계를 더 포함하는 것인 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소 제거 방법.
  26. 제24항에 있어서, 상기 기체 액체 분리 시스템은 스트립 칼럽이고, 상기 방법은 상기 스트립 칼럽 내로 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류 또는 그 일부가 상기 스트립 칼럽 내로 도입되는 위치보다 아래의 위치로 스트립 가스를 도입하는 단계를 더 포함하고, 상기 스트립 가스는: 상기 하나 이상의 베드의 재생 중에 상기 온도 스윙 흡착 시스템의 상기 하나 이상의 베드로부터 얻어지는 가스; 또는 상기 하나 이상의 베드의 재생 중에 상기 온도 스윙 흡착 시스템의 상기 하나 이상의 베드로부터 얻어진 가스를 냉각하고 액체상 및 기체상으로 분리하는 것으로부터 얻어진 상기 기체상을 포함하는 것인 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소 제거 방법.
  27. 제1항에 있어서, 상기 천연 가스 송급류는 총 3-5개의 탄소 원자를 갖는 지방족 탄화수소가 희박하거나 및/또는 총 2-5개의 탄소 원자를 갖는 지방족 탄화수소가 희박한 것인 것인 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소 제거 방법.
  28. 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소를 제거하는 장치로서:
    중탄화수소 희박 천연 가스류를 생성하도록 상기 천연 가스 송급류를 처리하는 제1 중탄화수소 제거 시스템과 제2 중탄화수소 제거 시스템
    을 포함하며, 상기 제1 및 제2 중탄화수소 제거 시스템은, 사용 중 상기 제1 중탄화수소 제거 시스템이 중탄화수소 저감 천연 가스류를 생성하도록 상기 천연 가스 송급류를 처리하고 상기 제2 중탄화수소 제거 시스템이 중탄화수소 희박 천연 가스류를 생성하도록 상기 제1 중탄화수소 제거 시스템으로부터 생성된 상기 중탄화수소 저감 천연 가스류의 적어도 일부를 처리하도록, 상호 유체 유통되게 연결되고 연속으로 배열되며, 상기 중탄화수소 제거 시스템 중 하나는 중탄화수소 함유 천연 가스로부터 중탄화수소를 흡착하여 제거하는 하나 이상의 흡착제 베드를 포함하는 흡착 시스템이고, 상기 중탄화수소 제거 시스템 중 다른 하나는 중탄화수소 함유 천연 가스를 중탄화수소 저감 천연 가스 기체와 중탄화수소 풍부 액체로 분리하는 기체-액체 분리 시스템인 것인 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소 제거 장치.
  29. 제28항에 있어서, 상기 기체-액체 분리 시스템은 스트립 칼럽 또는 상 분리기를 포함하는 것인 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소 제거 장치.
  30. 제28항에 있어서, 상기 장치는 액화된 천연 가스류를 더 생성하고, 상기 장치는 중탄화수소 희박 천연 가스류의 적어도 일부를 수용하여 액화시키는 것에 의해 액화된 천연 가스류를 생성하도록 제2 중탄화수소 제거 시스템과 유체 유통되게 연결된 액화기를 더 포함하는 것인 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소 제거 장치.
  31. 제28항에 있어서, 상기 기체-액체 분리 시스템은 상기 제1 중탄화수소 제거 시스템이고, 상기 장치는:
    상기 천연 가스 송급류를 수용하여 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류와 중탄화수소 풍부 액체류로 분리하는 기체-액체 분리 시스템과;
    상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류의 적어도 일부를 수용하도록 상기 기체-액체 분리 시스템과 유체 유통된 흡착 시스템으로서, 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류의 상기 적어도 일부로부터 중탄화수소를 흡착하는 것에 의해 중탄화수소 희박 천연 가스류를 생성하는 하나 이상의 흡착제 베드를 포함하는 흡착 시스템과;
    상기 천연 가스 송급류와 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류 사이의 간접적 열교환을 통해, 상기 천연 가스 송급류를 상기 기체-액체 분리 시스템 내로 도입하기 전에 상기 천연 가스 송급류를 냉각하고 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류 또는 그 일부를 상기 흡착 시스템의 하나 이상의 베드를 통과시키기 전에 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류를 데우는 이코노마이저 열교환기
    를 포함하는 것인 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소 제거 장치.
  32. 제28항에 있어서, 상기 기체-액체 분리 시스템은 상기 제1 중탄화수소 제거 시스템이고, 상기 장치는:
    상기 천연 가스 송급류를 수용하여 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류와 중탄화수소 풍부 액체류로 분리하는 기체-액체 분리 시스템과;
    상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류의 적어도 일부를 수용하도록 상기 기체-액체 분리 시스템과 유체 유통된 흡착 시스템으로서, 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류의 상기 적어도 일부로부터 중탄화수소를 흡착하는 것에 의해 중탄화수소 희박 천연 가스류를 생성하는 하나 이상의 흡착제 베드를 포함하는 흡착 시스템과;
    상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류와 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류의 상기 적어도 일부 사이의 간접적 열교환을 통해, 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류 또는 그 일부를 상기 흡착 시스템의 상기 하나 이상의 베드를 통과시키기 이전에 상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류를 데우고 상기 중탄화수소 희박 천연 가스류의 적어도 일부를 냉각시키는 이코노마이저 열교환기
    를 포함하는 것인 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소 제거 장치.
  33. 제28항에 있어서, 상기 흡착 시스템은 상기 제1 중탄화수소 제거 시스템이고, 상기 장치는:
    상기 천연 가스 송급류를 수용하고, 상기 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소를 흡착하는 것에 의해 중탄화수소 저감 천연 가스류를 생성하는 하나 이상의 흡착제 베드를 포함하는 흡착 시스템과;
    상기 중탄화수소 저감 천연 가스 기체류의 적어도 일부를 수용하여 수용된 기체류 또는 그 일부를 중탄화수소 풍부 액체류와 중탄화수소가 더 저감되어 중탄화수소 희박 천연 가스류를 제공하는 천연 가스 기체류로 분리하도록 상기 흡착 시스템과 유체 유통된 기체-액체 분리 시스템
    을 포함하는 것인 천연 가스 송급류로부터 중탄화수소 제거 장치.
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