KR20180021787A

KR20180021787A - 재기화 터미널 및 이러한 재기화 터미널을 작동시키는 방법

Info

Publication number: KR20180021787A
Application number: KR1020187000561A
Authority: KR
Inventors: 마르셀 필립 다브코브스키; 덴 베르흐 메스 히데 판
Original assignee: 쉘 인터내셔날 리써취 마트샤피지 비.브이.
Priority date: 2015-06-29
Filing date: 2016-06-27
Publication date: 2018-03-05
Also published as: CN107810361A; KR102541670B1; EP3314159A1; JP6827964B2; WO2017001313A1; SG10201911907RA; JP2018520318A; CN107810361B; PH12017502400A1; MA42241A

Abstract

본 발명은 재기화 터미널을 작동시키는 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은, a) 하나 이상의 LNG 저장 탱크(1)로부터 LNG의 재-가스 스트림(10)을 획득하는 단계, b) 재-가스 스트림(10)을 재기화기 유닛(20)으로 통과시키는 단계, c) 가압된 LNG의 공급 스트림(40)을 수용하는 단계, d) 재-가스 스트림(10)의 적어도 일부를 포함하는 냉각 스트림(11)을 생성시키는 단계, e) 공급 스트림(40)을 팽창시키고 냉각 스트림(11)에 대해 공급 스트림(40)을 냉각시킴으로써 제2 압력에서 가압된 LNG의 공급 스트림(40)을 LNG를 포함하는 가공된 공급 스트림(43)으로 가공하는 단계, f) 가공된 공급 스트림(43)을 LNG 저장 탱크(1) 중 적어도 하나로 진행시키는 단계를 포함한다.

Description

재기화 터미널 및 이러한 재기화 터미널을 작동시키는 방법

본 발명은 재기화 터미널(regasification terminal) 및 이러한 재기화 터미널을 작동시키는 방법에 관한 것이다.

천연 가스는 유용한 연료 공급원이다. 그러나, 이는 종종 시장에서 비교적 먼 거리에서 생성된다. 이러한 경우에, 천연 가스 스트림의 공급원(source)에서 또는 부근에서의 LNG 플랜트에서 천연 가스를 액화시키는 것이 요망될 수 있다. LNG 형태에서, 천연 가스는 가스상 형태보다 더욱 용이하게 장거리에 걸쳐 저장되고 수송될 수 있는데, 왜냐하면, 이러한 것이 보다 적은 용적을 점유하기 때문이다.

LNG는 적합한 LNG 운반선(carrier vessel)에 의해 재기화 터미널(또한, 재증기화 터미널(revaporizing terminal) 또는 수입 터미널(import terminal)로서 지칭됨)로 수송되며, 여기서, 이는 가스 그리드(gas grid)에 공급되기 전에 재증기화된다. 재기화 터미널에서, LNG에 존재하는 냉기(cold)는 통상적으로, 냉각 공기 또는 냉각수를 통해 주변으로 전달된다.

LNG를 재증기화하기 위해, 열이 LNG에 부가될 수 있다. 열을 부가하기 전에, LNG는 종종 가스 그리드의 요건을 충족시키기 위해 가압된다. 통상적으로, 가스 그리드는 60 bar 초과, 예를 들어, 80 bar의 압력을 갖는다. 재증기화된 천연 가스 생성물은 이후에, 적합하게, 가스 그리드를 통해, 소비자에게 판매될 수 있다.

재기화 터미널 및 LNG를 재기화하는 방법은 당해 분야에 공지되어 있고, 예를 들어, 특허출원공개 US2010/0000233호, US2006/0242969호에 기술되어 있다.

WO2008012286호, WO2013186271호, WO2013186277호 및 WO2013186275호에는 액화된 스트림을 가열하기 위한 장치 및 방법이 기술되어 있다. 이러한 문헌들은 특히, 순환로(circuit)를 통해 열 전달 유체를 제1 열 전달 구역에서 제2 열 전달 구역으로 순환시킴으로써 열을 주변에서 액화된 스트림으로 전달하기 위한 열 교환기에 초점을 맞추고 있다.

LNG는 상이한 압력 및 관련된 온도에서 생성되고, 수송되고, 저장될 수 있다. 천연 가스를 액화시키는 압력 및 온도(비등점)의 정확한 조합이 천연 가스의 정확한 조성에 의존적인 것으로 이해될 것이다.

대기 LNG(atmospheric LNG)는 대기압에 가까운 압력에서, 결과적으로 -162℃에 가까운 온도에서 생성된다. 대기 LNG는 비교적 높은 냉각 노력을 필요로 하지만, LNG가 대기압 하에서 수송되고 저장되어, 안전성 위험을 최소화하고 수송 및 저장을 위해 사용되는 저장 탱크의 비용을 감소시킬 수 있다는 장점을 갖는다.

가압된 LNG(또한, 냉동 압축된 LNG(ccLNG)로서 지칭됨)는 대기압보다 높은 압력에서 그리고 천연 가스의 비등점과 동일한 온도에서 생성되며, 정확한 수치는 천연 가스의 조성에 의존적이다. 가압된 LNG의 압력은 2 bar 초과 또는 적어도 5 bar 초과일 수 있다. 예를 들어, 가압된 LNG는 대략 -115℃의 온도에서 15 내지 17 bar의 압력에서 생성될 수 있다. 가압된 LNG는 보다 적은 냉각 노력이 요구되어 보다 적은 에너지-소비적으로 생산한다는 장점을 갖는다.

EP2442056호에는 가압된 액화 천연 가스(PLNG)를 생산하는 방법 및 이를 위한 생산 시스템이 기술되어 있다.

그러나, 탱크가 상승된 압력을 견딜 수 있도록 보강되어야 하기 때문에, 가압된 LNG의 수송 및 저장은 추가적인 안전성 조치를 필요로 하고, 저장 탱크(가압 용기)를 제작하는데 비교적 더 고가이고 어렵다. CA2550469호는 가압 및 액화 천연 가스를 보유하기 위한 섬유 강화된 플라스틱 압력 용기의 일 예를 제공한다.

본 목적은 가압된 LNG 가치 사슬(value chain)과 관련된 안전성 위험 중 적어도 일부를 감소시키는, 재기화 터미널과 가압된 LNG의 개선된 통합을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 재기화 터미널을 작동시키는 방법으로서,

a) 하나 이상의 LNG 저장 탱크로부터 LNG의 재-가스 스트림을 획득하되, 하나 이상의 저장 탱크는 제1 압력을 가지고,

b) 재-가스 스트림을 재기화기 유닛을 통해 진행시켜 재기화된 천연 가스 스트림을 획득하는 것을 포함하며,

c) 제2 압력에서 가압된 LNG의 공급 스트림을 수용하되, 제2 압력은 제1 압력보다 더욱 높고,

d) 재-가스 스트림의 적어도 일부를 포함하는 냉각 스트림을 생성시키고,

e) e1) 공급 스트림을 팽창시키고, e2) 냉각 스트림에 대해 공급 스트림을 냉각시킴으로써, 제2 압력에서 가압된 LNG의 공급 스트림을 가공된 공급 스트림으로 가공하고,

f) 가공된 공급 스트림을 LNG 저장 탱크 중 적어도 하나로 진행시키는 것을 추가로 포함하는 방법을 제공한다.

냉각 스트림은 완전한 재-가스 스트림, 또는 이의 일부, 즉, 이의 측면-스트림(side-stream)을 포함할 수 있다.

e1) 및 e2)는 동시를 포함하는 임의의 적합한 순서로 수행될 수 있다. e1)은 및/또는 e2)는 또한, 하나 이상의 스테이지(stage)로 수행될 수 있으며, 여기서, 상이한 스테이지는 임의의 적합한 순서로 수행될 수 있다. 예를 들어, 공급 스트림은 팽창되고, 냉각 스트림에 대해 냉각되고, 후속하여, 추가로 팽창될 수 있다.

e1)은 바람직하게, 팽창-냉각을 포함하며, 이에 의해, 온도 강하는 팽창에 의해, 예를 들어, 공급 스트림을 쓰로틀 밸브(throttle valve) 또는 팽창기(expander)를 통해 진행시킴으로써 얻어진다. 팽창-냉각은 단일 또는 복수의 JT 밸브 또는 팽창기에서 일어날 수 있다.

e2)에 따른 냉각은 하나 또는 복수의 (병렬/직렬) 열 교환기에서 일어날 수 있다.

팽창은 압력을 제2 압력에서 보다 낮은 압력으로, 통상적으로, 제1 압력으로, 또는 가공된 스트림을 LNG 저장 탱크 중 하나로 수송하기 위해 충분한 과압을 형성시키는, 제1 압력보다 높은 압력으로 감소시키는 것을 포함한다. 이에 따라, LNG의 가공된 공급 스트림은 통상적으로, 제1 압력과 (실질적으로) 동일한 압력을 갖는다.

바람직하게, 가압된 LNG는 조성의 측면에서 (대기) LNG의 사양을 충족한다.

바람직하게, 가압된 LNG의 공급 스트림은 250 ppm 미만의 CO₂, 더욱 바람직하게, 150 ppm 미만의 CO₂ 및 더욱더 바람직하게, 50 ppm 미만의 CO₂(ppm = parts per million)를 포함한다.

추가 양태에 따르면, LNG를 재기화시키기 위한 재기화 터미널로서,

- 제1 압력을 갖는 하나 이상의 LNG 저장 탱크,

- LNG의 재-가스 스트림을 수용하기 위해 하나 이상의 LNG 저장 탱크와 유체 소통하는 유입구, 및 재기화된 천연 가스 스트림을 배출시키기 위한 유출구를 포함하는, 재기화기 유닛,

- 제1 압력보다 큰 제2 압력에서 가압된 LNG의 공급 스트림을 수용하기 위한 가압된 LNG 유입구를 포함하는 가공 유닛을 포함하는 재기화 터미널이 제공되며,

가공 유닛은 공급 스트림을 가공된 스트림으로 가공하기 위한 팽창 디바이스 및 열 교환 유닛을 포함하며, 가공 유닛은 하나 이상의 LNG 저장 탱크와 유체 소통하는 유출구를 포함하며,

열 교환 유닛은 공급 스트림을 냉각시키기 위해 냉각 스트림을 수용하기 위한 유입구를 포함하고, 냉각 스트림은 재-가스 스트림의 적어도 일부를 포함한다.

본 발명은 실시예를 사용하고 도면을 참조로 하여, 하기에서 추가로 예시될 것이다.
도 1은 제1 구현예를 도식적으로 나타낸 것이며,
도 2 및 도 3은 대안적인 구현예를 도식적으로 나타낸 것이다.

이러한 도면에서, 동일한 참조 숫자는 동일하거나 유사한 부분을 지칭하기 위해 사용될 것이다. 또한, 단일 참조 숫자는 도관 또는 라인, 뿐만 아니라, 그러한 라인에 의해 수송되는 스트림을 식별하기 위해 사용될 것이다.

본 발명에서는 가압된 LNG 운반선으로부터 가압된 LNG의 공급 스트림이 대기 재기화 터미널에 수용되는 방법 및 재기화 터미널이 제안되는데, 이러한 재기화 터미널은 대기압에서 또는 대기압에 가까운 압력에서 재기화될 LNG를 저장하기 위해 설계되고 건설된 것이다.

LNG를 재기화하기 위한 재기화 터미널은

- 제1 압력을 갖는 하나 이상의 LNG 저장 탱크(1),

- LNG의 재-가스 스트림(10)을 수용하기 위해 하나 이상의 LNG 저장 탱크와 유체 소통하는 유입구, 및 재기화된 천연 가스 스트림(30)을 배출시키기 위한 유출구를 포함하는, 재기화기 유닛(20),

- 제1 압력보다 큰 제2 압력에서 가압된 LNG의 공급 스트림(40)을 수용하기 위한 가압된 LNG 유입구(6)를 포함하는 가공 유닛(5)을 포함하며,

가공 유닛(5)은 공급 스트림(40)을 가공된 스트림(43)으로 가공시키기 위한 팽창 디바이스(41) 및 열 교환 유닛(50)을 포함하며, 가공 유닛(5)은 하나 이상의 LNG 저장 탱크(1)와 유체 소통하는 유출구(7)를 포함하며,

열 교환 유닛(50)은 공급 스트림(40)을 냉각시키기 위해 냉각 스트림(11)을 수용하기 위한 유입구를 포함하며, 냉각 스트림은 재-가스 스트림(10)의 적어도 일부를 포함한다.

재기화 터미널에서 재기화 동안 배출되는 냉기 에너지는 폐기되지 않고, 가압된 LNG를, 대기 재기화 터미널에 존재하는 LNG 저장 탱크에 저장될 수 있는 대기 LNG로 냉각시키기 위해 적어도 일부 사용된다. 재기화 공정으로부터의 냉기 에너지를 효과적으로 사용함으로써, 열역학적으로 균형을 이루는 공정 및 잠재적으로 보다 높은 재기화 속도가 얻어질 수 있다.

용어 가압된 LNG(또는 ccLNG)는 2 bar보다 높은, 바람직하게, 10 bar보다 높은, 및 더욱 바람직하게, 12 bar보다 높은 압력을 의미하는 상승된 압력에서 유지되는 액체 천연 가스를 지칭하기 위해 사용된다. 일 예에 따르면, 가압된 LNG는 15 내지 17 bar 범위의 압력에 있을 수 있다. 가압된 LNG의 온도는 제공된 압력에 대한 비등 온도에 있으며, 이는 천연 가스의 조성에 의존적이다.

용어 대기 LNG는 바람직하게, 대기압 또는 주변 압력에 가깝게 유지되거나, 바람직하게, 대기압 또는 주변 압력보다 약간 높은, 액체 천연 가스를 지칭하기 위해 사용된다. 제1 압력은 통상적으로 0.9 내지 1.3 bar, 또는 1.0 내지 1.3 bar 범위이다. 저장 탱크(1)에서 제1 압력은 50 내지 200 mbarg 또는 100 내지 200 mbarg의 범위일 수 있다.

본 텍스트에서 사용되는 용어 bar는 절대 압력을 지칭하기 위해 사용되는 것이며, 여기서, 용어 barg는 bar 게이지(대기압에 대해 0-기준임)를 지칭하기 위해 사용된다.

펌핑될 때 대기 LNG의 압력이 증가될 수 있는 것으로 이해될 것이다.

가압된 LNG의 공급 스트림은 대기 LNG로 변형되고, 후속하여, LNG 저장 탱크에서 저장된다. LNG 저장 탱크는 대기 LNG를 저장하기 위해 적합한 저장 탱크일 수 있고,보다 높은 압력을 견딜 수 있도록 설계될 필요는 없다. 이에 따라, 재기화 터미널은 가압된 LNG 저장 탱크의 필요 없이 가압된 LNG를 수용하고 가공할 수 있다.

LNG의 재가스-스트림은 LNG 저장 탱크로부터 취하고, 재기화 유닛으로 진행되어, 재기화된 천연 가스를 가스 그리드로 공급하는데 적합한 압력에서 천연 가스를 생성시킨다.

가압된 LNG의 공급 스트림은 가압된 LNG의 공급 스트림을 열 교환기에서 재가스-스트림과 열 교환하고, 가압된 LNG의 공급 스트림을 대기압까지 팽창시키고, 이에 의해 냉각 효과를 달성함으로써, 에너지 효율적인 방식으로 대기 LNG로 변형된다.

가압된 LNG의 공급 스트림이 존재하지 않는 시간 동안, 예를 들어, 가압된 LNG 운반선이 재기화 터미널에 정박되지 않고 가압된 LNG를 바쁘게 하역하지 않는 시간 동안, LNG 저장 탱크로부터의 LNG의 재가스-스트림은 예를 들어, 하기 특허 문헌 중 임의의 문헌에 기술된 바와 같은, 임의의 적합한 재기화기 유닛에서 재기화될 수 있다: WO2008012286호, WO2013186271호, WO2013186277호 및 WO2013186275호.

가압된 LNG 운반선이 존재하고 바쁜 하역 중일 때, 저장 탱크로부터의 LNG의 재가스-스트림, 또는 이의 측면-스트림은 열-교환기를 통해 재-유도될 수 있으며, 여기서, 이는 가압된 LNG의 공급 스트림에 대해 가온되며, 이에 의해, 가온된 재-가스 스트림을 획득하고, 이는 재기화기 유닛으로 진행된다. 가온된 재-가스 스트림은, 보다 적은 열이 가온된 스트림을 재기화하하는데 요구되기 때문에, 중간 포인트에서 재기화기 유닛에 공급될 수 있다.

가압된 LNG의 공급 스트림은 재-가스 스트림(의 측면-스트림)에 대해 냉각되도록 열 교환기에 공급되고, LNG를 포함하는 가공된 공급 스트림을 획득하기 위해 대기압까지 팽창된다. 가공된 공급 스트림은 (대기) LNG 저장 탱크에 직접적으로 진행될 수 있거나, LNG 저장 탱크로 진행되는 액체 스트림, 및 재-액화 유닛을 통해 LNG 저장 탱크로 진행되는 가스상 스트림을 획득하기 위해 가스-액체 분리기로 진행될 수 있다.

팽창은 열 교환기의 업스트림 또는 다운스트림에서 일어날 수 있다.

제안된 방법 및 재가스 터미널은 가압된 LNG의 압력이 제1 압력까지 감소되는 포인트까지 배관 이외에, 가압된 LNG를 가공하고 저장하기 위한 추가적인 안전성 조치 또는 보강된 하드웨어가 요구되지 않는다는 장점을 갖는다. 재-가스 터미널은 효율적이고 안전한 방식으로 가압된 LNG를 수용할 수 있으며, 동시에, 대기 LNG를 수용하기에 적합하다. 대기 LNG 저장 탱크를 갖는 현존하는 재-가스 터미널은 최소의 추가적인 장비 및 플랜트 설계 변경을 갖는 가압된 LNG 가치 사슬과 통합될 수 있다. 대기 LNG를 가공하기에 적합한 현존하는 재-가스 터미널은 또한, 가압된 LNG를 수용하기에 적합하도록 최소의 하드웨어 투자로 변형될 수 있다.

일 구현예에 따르면, 제1 압력은 0.9 내지 1.2 bar의 범위, 예를 들어, 주변 또는 대기압이며, 제2 압력은 2 bar 초과, 바람직하게, 5 bar 초과, 및 더욱 바람직하게, 12 bar 초과이다.

제2 압력은 예를 들어, 15 내지 17 bar의 범위일 수 있다.

재-가스 스트림은 제1 압력에서 LNG의 비등점과 동일한 온도를 갖는다.

가압된 LNG의 공급 스트림은 제2 압력에서 가압된 LNG의 비등점과 동일한 온도를 갖는다.

구현예는 도 1 내지 도 3을 참조로 하여 보다 상세히 기술될 것이다.

도 1은 재기화 터미널을 도식적으로 나타낸 것이다. 재기화 터미널은 우선 LNG를 포함하는 저장 탱크(1)를 포함한다. 재-가스 스트림(10)은 적합한 펌프(2)를 이용함으로써 획득된다. 이에 따라, 재-가스 스트림(10)은 제1 압력보다 높은 압력을 가질 것이다.

LNG 저장 탱크(1)는 재-가스 스트림 도관을 통해 재기화기 유닛(20)과 유체 연결되어 있다. 재기화기 유닛(20)은 재-가스 스트림을 수용하고, 재기화된 천연 가스 스트림(30)을 생성시키고 배출시키고, 재기화된 천연 가스 스트림을, 참조번호(31)로 도식적으로 명시된 가스 그리드로 진행시키도록 배열된다.

구현예에 따르면, b)는

b1) 재-가스 스트림(10)을 제3 압력으로 가압하여 가압된 재-가스 스트림(13)을 획득하고,

b2) 재-기화기 열 교환기(21)에서 주변 스트림(22)에 대해 가압된 재-가스 스트림(13)의 적어도 일부를 가온시키는 것을 포함한다.

도 1은 재-가스 스트림(10)을 수용하도록 배열된 유입구, 및 가압된 재-가스 스트림(13)을 배출하기 위한 유출구를 갖는 압축기(12)를 도식적으로 나타낸 것이다. 압축기(12)의 유출구(13)는 하나(또는 그 초과)의 재-기화기 열 교환기(21)의 유입구와 유체 소통한다. 재-기화기 열 교환기는 재-기화기 열 교환기(21)의 유입구와 재-기화기 열 교환기(21)의 유출구 사이의 제1 흐름 경로, 및 주변 유입구와 주변 유출구 사이의 제2 흐름 통로를 포함하며, 이에 따라, 제1 흐름 경로 및 제2 흐름 경로는 열을 교환할 수 있게 한다.

주변 스트림은 주변 공기를 포함하는 스트림, 또는 물, 예를 들어, 해수를 포함하는 스트림일 수 있다.

b1)은, 주변 스트림에 대한 가온이 보다 높은 압력에서 더욱 효과적으로 수행될 수 있기 때문에, 바람직하게, b2) 이전에 수행된다.

제3 압력은 바람직하게, 재기화된 천연 가스 스트림(30)의 요망되는 출력 압력, 예를 들어, 통상적으로, 60 bar, 예를 들어, 80 bar 초과의 가스 그리드 압력과 동일하다.

재-기화기 열 교환기(21)의 유출구는 가스 그리드(31)와 유체 소통한다.

도 1은 가압된 LNG를 포함하도록 배열된 하나 이상의 가압된 LNG 저장 탱크(61)를 포함하는 운반선(60)을 추가로 나타낸다. 운반선(60)은 재기화 터미널의 일부가 아니다.

가압된 LNG의 공급 스트림은 250 ppm 미만의 CO₂, 더욱 바람직하게, 150 ppm 미만의 CO₂ 및 더더욱 바람직하게, 50 ppm 미만의 CO₂(ppm = parts per million)를 포함한다.

재기화 터미널은 제2 압력에서 가압된 LNG의 공급 스트림(40)을 수용하기 위한 가압된 LNG 유입구(6)를 포함하는 가공 유닛(5)을 포함하며, 제2 압력은 제1 압력, 즉, 저장 탱크(1)에서의 압력보다 높다.

재기화 터미널은 운반선(60)으로부터 제2 압력으로 가압된 LNG의 공급 스트림(40)을 수용하도록 배열된다. 가공 유닛(5)은 공급 스트림(40)을 가공된 스트림(43)으로 가공하기 위한 팽창 디바이스(41) 및 열 교환 유닛(50)을 포함한다.

팽창 디바이스(41), 예를 들어, 팽창기(도시됨) 또는 쓰로틀 밸브(미도시됨)는 가압식 공급 도관(40)을 통해 가압된 LNG의 공급 스트림을 수용하도록 배열된다. 팽창기(41)는 제2 압력에서 가압된 LNG의 공급 스트림을 수용하도록 배열된 유입구를 가지며, 유출구는 팽창된 공급 스트림(42)을 배출시키도록 배열되고, 열 교환 유닛(50)의 유입구와 유체 소통한다.

열 교환 유닛(50)은 하나 이상의 (병렬/직렬) 열 교환기를 포함할 수 있다. 열 교환 유닛(50)은 가공된 공급 스트림(43)을 배출시키기 위한 유출구를 포함하는데, 이는 제2 압력보다 낮은 압력을 가지고, 가압된 LNG의 공급 스트림(40)의 온도보다 낮은 온도를 갖는다. 열 교환 유닛(50)의 유출구는 LNG 저장 탱크(1)와 유체 소통한다.

d)에서, 재-가스 스트림(10)의 적어도 일부를 포함하는 냉각 스트림(11)이 획득된다. 획득된 냉각 스트림(11)은 바람직하게, 하기에 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이, 가압된 재-가스 스트림(13)의 적어도 일부를 포함한다.

냉각 스트림(11), 및 가압된 LNG의 공급 스트림(40) 또는 팽창된 공급 스트림(42)은 열 교환 유닛(50)에서 열을 교환할 수 있다. 냉각 스트림(11)이 통상적으로 가압된 LNG의 공급 스트림(40) 또는 팽창된 공급 스트림(42)보다 낮은 온도를 갖기 때문에, 냉각 스트림(11)은 가온될 것이며, 가압된 LNG의 공급 스트림(40) 또는 팽창된 공급 스트림(42)은 냉각될 것이다.

일 구현예에 따르면, e2)는 가온된 냉각 스트림(14)을 획득하고, 가온된 냉각 스트림(14)을 재기화기 유닛(20)으로 진행시키는 것을 포함한다.

가온된 냉각 스트림(14)은 열 교환 유닛(50)의 유출구에서 획득된다.

가온된 냉각 스트림(14)이 (가압된) 재-가스 스트림에 대해 가온되어 있기 때문에, 유사한 생산율(output rate)을 유지하면서 재기화기 유닛의 가온 듀티가 감소되거나, 유사한 가온 듀티를 가지면서 재기화기 유닛의 생산율이 증가될 수 있다.

일 구현예에 따르면, 가온된 냉각 스트림(14)은 중간 위치에서 재-기화기 열 교환기(21)에 도입된다.

가온된 냉각 스트림이 비교적 가온되어 있기 때문에, 전체 재기화기 열 교환기를 통해 진행시키는 것이 요구되지 않는다. 재-기화기 열 교환기(21)는 가압된 재-가스 스트림(13')을 위한 유입구, 및 재기화된 천연 가스 스트림(30)을 위한 유출구, 및 가온된 냉각 스트림(14)을 수용하기 위한 중간 유입구(23)를 포함한다.

일 구현예에 따르면, 재-기화기 열 교환기(21)는 직렬로 배치된 둘 이상의 재-기화기 서브-열 교환기를 포함하며, 여기서, 중간 유입구(23)는 두 개의 인접한 서브-열 교환기 사이에 정위된다.

대안적으로, 재-기화기 열 교환기(21)는 (가압된) 재-가스 스트림(10/13)을 위한 유입구(23')를 포함하며, 가온된 냉각 스트림(14)은 재-기화기 열 교환기(21)의 유입구로 진행된다. 이러한 일 구현예에서, 재-기화기 열 교환기(21)의 가온 듀티는 낮아질 수 있거나, 처리량이 증가될 수 있거나, 둘 모두의 조합일 수 있다.

일 구현예에 따르면, 냉각 스트림(11)은 재-가스 스트림(10)을, 재-가스 스트림(13")의 측면-스트림, 특히, b2)에서 획득된 바와 같은 가압된 재-가스 스트림(13)의 측면-스트림, 및 재-가스 스트림(13')의 나머지, 특히, 가압된 재-가스 스트림(13)의 나머지로 분할시킴으로써 생성된다.

측면-스트림(13")은 (가압된) 재-가스 스트림(13)의 일부를 분할시킴으로써 획득될 수 있다. 측면-스트림(13")의 부분 또는 유량은 다른 인자들 중에서, 가압된 LNG의 공급 스트림(40)의 유량, 가압된 LNG의 공급 스트림(40)의 온도 및 압력, 냉각 스트림(11)에 대한 공급 스트림(40)의 냉각 효능, 등에 의존적일 수 있다. 측면-스트림은 재-가스 스트림(10)의 적어도 10%, 재-가스 스트림의 적어도 25%, 재-가스 스트림의 적어도 50% 또는 적어도 75%일 수 있다. 일 구현예에 따르면, 측면-스트림은 재-가스 스트림의 95% 초과, 또는 심지어 재-가스 스트림 100%이다. 본 방법은 이러한 인자들 중 하나 이상에 반응하여, 측면-스트림(13")의 유량을 조절하는 것을 포함할 수 있다.

측면-스트림은 바람직하게, b1)과 b2) 사이에서 획득된다. 단지 가압된 재-가스 스트림(10)의 일부가 분할되는 경우에, 가압된 재-가스 스트림(13')의 나머지는 재기화기 열 교환기(21)로 진행된다.

일 구현예에 따르면, 본 방법은

g) 가온된 냉각 스트림(14)을, 재-가스 스트림(13')의 나머지, 특히 가압된 재-가스 스트림(13)의 나머지와 재-조합하는 것을 포함한다.

일 구현예에 따르면, g)는 재기화기 유닛(20)에서 재기화기 열 교환기(21)의 중간 위치에서 일어난다.

가온된 재-가스 스트림이 LNG 저장 탱크로부터 직접적으로 획득된 재-가스 스트림보다 더 가온되기 때문에, 이러한 스트림을 재기화하는데 보다 적은 노력이 필요하다. 이에 따라, 가온된 재-가스 스트림은 재기화기 유닛에서 중간 위치에, 예를 들어, 주변 스트림에 대해 가온되는 열 교환기의 중간(halfway)에 도입될 수 있다.

도 2에서 도식적으로 나타낸 일 구현예에 따르면, g)는 재기화기 유닛(20)에서 재기화기 열 교환기(21)의 업스트림 위치에서 일어난다.

업스트림 위치는 재기화기 열 교환기(21)의 유입구를 포함한다.

대안적으로, 재기화기 유닛은 동일한 생산율을 유지하면서 더 낮은 용량(capacity)으로 작동될 수 있다.

가공된 공급 스트림(43)은 도 1에 도시된 바와 같이 LNG 저장 탱크(1) 중 적어도 하나로 직접적으로 진행될 수 있다. 용어 직접적으로(directly)는 여기에서, 추가의 실질적인 가공 단계가 이들 사이에서 수행되지 않는 것을 명시하기 위해 사용된다. 이는 가공된 공급 스트림이 가스상 분획을 포함하지 않거나 사전결정된 문턱 분율 미만의 가스상 분획을 포함할 때 바람직할 수 있다.

도 3은 대안적인 구현예를 도시한 것으로서, 여기서, f)는

f1) 가스-액체 분리기(44)에서 가공된 공급 스트림(43)을 액체 스트림(45) 및 가스상 스트림(46)으로 분리하고,

f2) 액체 스트림(45)을 LNG 저장 탱크(1) 중 적어도 하나로 진행시키고,

f3) 재액화 유닛(70)에서 가스 스트림(46)을 재액화시켜 재액화된 스트림(47)을 획득하고, 재액화된 스트림(47)을 LNG 저장 탱크(1) 중 적어도 하나로 진행시키는 것을 포함한다.

이러한 구현예는 가공된 공급 스트림(43)이 비교적 낮은 액체 분획을 가질 때 유리할 수 있다.

가스-액체 분리기 또는 가스-증기 분리기(47)는 임의의 적합한 분리기, 예를 들어, 녹-아웃(knock-out) 용기, 등일 수 있다.

일 구현예에 따르면, 본 방법은

- 가압된 LNG의 공급 스트림(40)이 입수 가능할 때 c) 내지 f)를 실행하고,

- 가압된 LNG의 공급 스트림(40)이 입수 가능하지 않을 때 c) 내지 f)를 중단하는 것을 포함한다.

c) 내지 f)는 제2 압력에서 가압된 LNG의 공급이 입수 가능할 때 실행될 수 있고, 제2 압력에서 가압된 LNG의 공급이 입수 가능하지 않을 때 중단될 수 있다.

제2 압력에서 가압된 LNG의 공급 스트림(40)은 운반선(60)으로부터 수용될 수 있다. c) 내지 f)는 단지 로딩된 운반선이 존재하고 재기화 터미널에 연결될 때에만 실행된다. 운반선이 연결되지 않고 제2 압력에서 임의의 가압된 LNG를 포함하지 않거나 운반선이 존재하지 않는 경우에, c) 내지 f)는 중단되며, 재기화 터미널은 단지 a) 및 b)를 실행시킴으로써 작동된다.

이에 따라, 일 구현예에 따르면, c) 내지 f)는 선택적인 것이다.

일 구현예에 따르면, a)는

- c) 내지 f)가 실행될 때 재-가스 스트림(10)의 유량을 제1 유량 수준으로 설정하고,

- c) 내지 f)가 중단될 때, 재-가스 스트림(10)의 유량을 제2 유량 수준으로 설정함으로써, 재-가스 스트림(10)의 유량을 조절하는 것을 포함하며, 여기서, 제1 유량 수준은 제2 유량 수준보다 더욱 높다.

이에 따라, 제2 압력에서 가압된 LNG의 공급 스트림이 수용될 때, 가온 듀티의 일부가 가압된 LNG로부터 얻어지기 때문에, 재기화되는 LNG의 양은 증가될 수 있다.

일 구현예에 따르면, b)는

- c) 내지 f)가 실행될 때 재기화기 유닛의 가온 듀티를 제1 수준으로 설정하고,

- c) 내지 f)가 중단될 때 재기화기 유닛의 가온 듀티를 제2 수준으로 설정함으로써, 재기화기 유닛의 가온 듀티를 조절하는 것을 포함하며, 여기서, 제2 수준은 제1 수준보다 더 낮다.

가온 듀티는 예를 들어, 재-기화기 열 교환기(21)에서 주변 스트림(22)의 유량을 조절함으로써 조절될 수 있다.

제2 압력에서 가압된 LNG의 공급 스트림이 수용될 때, 가온 듀티의 일부가 가압된 LNG로부터 얻어지기 때문에, 재기화기 유닛은 더욱 효율적으로 작동될 수 있으며, 가온 듀티는 낮아질 수 있다.

당업자는, 본 발명이 첨부된 청구범위로부터 벗어나지 않으면서, 다수의 다양한 방식으로 수행될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

Claims

재기화 터미널(regasification terminal)을 작동시키는 방법으로서,
a) 하나 이상의 LNG 저장 탱크(1)로부터 LNG의 재-가스 스트림(re-gas stream)(10)을 획득하는 단계로서, 상기 하나 이상의 저장 탱크(1)는 제1 압력에 있되, 상기 제1 압력은 0.9 내지 1.2 bar의 범위인, 상기 재-가스 스트림(10)을 획득하는 단계;
b) 상기 재-가스 스트림(10)을 재기화기 유닛(regasifier unit)(20)으로 통과시켜 재기화된 천연 가스 스트림(30)을 획득하는 단계를 포함하되,
상기 방법은,
c) 제2 압력에서 가압된 LNG의 공급 스트림(40)을 수용하는 단계로서, 상기 제2 압력은 상기 제1 압력보다 더 높고, 상기 제2 압력은 2 bar를 초과하는, 상기 수용하는 단계,
d) 상기 재-가스 스트림(10)의 적어도 일부를 포함하는 냉각 스트림(11)을 생성시키는 단계,
e) e1) 상기 공급 스트림(40)을 팽창시키고,
e2) 상기 냉각 스트림(11)에 대하여 상기 공급 스트림(40)을 냉각시킴으로써, 상기 제2 압력에서 상기 가압된 LNG의 공급 스트림(40)을 LNG를 포함하는 가공된 공급 스트림(43)으로 가공하는 단계,
f) 상기 가공된 공급 스트림(43)을 상기 LNG 저장 탱크(1) 중 적어도 하나로 진행시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 압력이 50 내지 200 mbarg의 범위이며, 상기 제2 압력이 바람직하게는, 5 bar보다 높고, 더욱 바람직하게는, 12 bar보다 높은, 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 b)가,
b1) 상기 재-가스 스트림(10)을 제3 압력으로 가압시켜 가압된 재-가스 스트림(13)을 획득하고,
b2) 재-기화기 열 교환기(21)에서 주변 스트림(22)에 대해 상기 가압된 재-가스 스트림(13)의 적어도 일부를 가온시키는 것을 포함하는, 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 e2)가 가온된 냉각 스트림(14)을 획득하고 상기 가온된 냉각 스트림(14)을 상기 재기화기 유닛(20)으로 진행시키는 것을 포함하는, 방법.
제4항에 있어서, 상기 가온된 냉각 스트림(14)이 상기 재-기화기 열 교환기(21)에서 중간 위치에 도입되는, 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각 스트림(11)이, 상기 재-가스 스트림(10)을 재-가스 스트림(13")의 측면-스트림(side-stream), 특히, b2)에서 획득된 바와 같은 상기 가압된 재-가스 스트림(13)의 측면-스트림, 및 재-가스 스트림(13')의 나머지, 특히, 가압된 재-가스 스트림(13)의 나머지로 분할시킴으로써, 생성되는, 방법.
제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 방법이 g) 상기 가온된 냉각 스트림(14)을 상기 재-가스 스트림(13')의 나머지, 특히, 상기 가압된 재-가스 스트림(13)의 나머지와 재-조합하는 것을 포함하는, 방법.
제7항에 있어서, 상기 g)가 상기 재기화기 유닛(20) 내에서 재기화기 열 교환기(21)의 중간 위치에서 일어나는, 방법.
제7항에 있어서, 상기 g)가 상기 재기화기 유닛(20) 내에서 재기화기 열 교환기(21)의 상류 위치에서 일어나는, 방법.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 f)가,
f1) 상기 가공된 공급 스트림을 가스-액체 분리기(44)에서 액체 스트림(45) 및 가스 스트림(46)으로 분리시키고,
f2) 상기 액체 스트림(45)을 상기 LNG 저장 탱크(1) 중 적어도 하나로 진행시키고,
f3) 상기 가스 스트림(46)을 재액화 유닛(70)에서 재액화시켜 재액화된 스트림(47)을 획득하고, 상기 재액화된 스트림(47)을 상기 LNG 저장 탱크(1) 중 적어도 하나로 진행시키는 것을 포함하는, 방법.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법이,
- 가압된 LNG의 공급 스트림(40)이 입수 가능할 때, c) 내지 f)를 실행하고,
- 가압된 LNG의 공급 스트림(40)이 입수 가능하지 않을 때, c) 내지 f)를 중단시키는 것을 포함하는, 방법.
제11항에 있어서, 상기 a)가,
- c) 내지 f)가 실행될 때 상기 재-가스 스트림(10)의 유량을 제1 유량 수준으로 설정하고,
- c) 내지 f)가 중단될 때 상기 재-가스 스트림(10)의 유량을 제2 유량 수준으로 설정함으로써, 상기 재-가스 스트림(10)의 유량을 조절하는 것을 포함하되,
상기 제1 유량 수준은 상기 제2 유량 수준보다 더 높은, 방법.
제11항에 있어서, 상기 b)가,
- c) 내지 f)가 실행될 때 상기 재기화기 유닛의 가온 듀티(warming duty)를 제1 수준으로 설정하고,
- c) 내지 f)가 중단될 때 상기 재기화기 유닛의 상기 가온 듀티를 제2 수준으로 설정함으로써, 상기 재기화기 유닛의 상기 가온 듀티를 조절하는 것을 포함하되,
상기 제2 수준은 상기 제1 수준보다 더 낮은, 방법.
LNG를 재기화시키기 위한 재기화 터미널로서,
- 0.9 내지 1.2 bar 범위의 제1 압력에 있는 하나 이상의 LNG 저장 탱크(1),
- LNG의 재-가스 스트림(10)을 수용하기 위해 상기 하나 이상의 LNG 저장 탱크와 유체 연통하는 유입구, 및 재기화된 천연 가스 스트림(30)을 배출시키기 위한 유출구를 포함하는 재기화기 유닛(20),
- 상기 제1 압력보다 더 높고 2 bar를 초과하는 제2 압력에서 가압된 LNG의 공급 스트림(40)을 수용하기 위한 가압된 LNG 유입구(6)를 포함하는 가공 유닛(5)을 포함하되,
상기 가공 유닛(5)은 공급 스트림(40)을 가공된 스트림(43)으로 가공하기 위한 팽창 디바이스(41) 및 열 교환 유닛(50)을 포함하며, 상기 가공 유닛(5)은 상기 하나 이상의 LNG 저장 탱크(1)와 유체 연통하는 유출구(7)를 포함하며,
상기 열 교환 유닛(50)은 상기 공급 스트림(40)을 냉각시키기 위해 냉각 스트림(11)을 수용하기 위한 유입구를 포함하며, 상기 냉각 스트림은 상기 재-가스 스트림(10)의 적어도 일부를 포함하는, 재기화 터미널.