KR20220113638A - 탈탄소 lng 생산을 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

탈탄소 lng 생산을 위한 방법 및 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20220113638A
KR20220113638A KR1020220014466A KR20220014466A KR20220113638A KR 20220113638 A KR20220113638 A KR 20220113638A KR 1020220014466 A KR1020220014466 A KR 1020220014466A KR 20220014466 A KR20220014466 A KR 20220014466A KR 20220113638 A KR20220113638 A KR 20220113638A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
stream
natural gas
power
hydrogen
power generation
Prior art date
Application number
KR1020220014466A
Other languages
English (en)
Inventor
안네마리 오트 웨이스트
제레미 디. 비어드
데이비드 로스 그라함
존 유진 팔라마라
마크 줄리안 로버츠
데잔 베스코빅
Original Assignee
에어 프로덕츠 앤드 케미칼스, 인코오포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에어 프로덕츠 앤드 케미칼스, 인코오포레이티드 filed Critical 에어 프로덕츠 앤드 케미칼스, 인코오포레이티드
Publication of KR20220113638A publication Critical patent/KR20220113638A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/12—Liquefied petroleum gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0228—Coupling of the liquefaction unit to other units or processes, so-called integrated processes
    • F25J1/0229—Integration with a unit for using hydrocarbons, e.g. consuming hydrocarbons as feed stock
    • F25J1/023—Integration with a unit for using hydrocarbons, e.g. consuming hydrocarbons as feed stock for the combustion as fuels, i.e. integration with the fuel gas system
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/0002—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
    • F25J1/0005—Light or noble gases
    • F25J1/001—Hydrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/0002—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
    • F25J1/0022—Hydrocarbons, e.g. natural gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/0002—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
    • F25J1/0027—Oxides of carbon, e.g. CO2
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0032—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration"
    • F25J1/004—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration" by flash gas recovery
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0032—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration"
    • F25J1/0042—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration" by liquid expansion with extraction of work
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0047—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0047—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0052—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle by vaporising a liquid refrigerant stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0047—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0052—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle by vaporising a liquid refrigerant stream
    • F25J1/0055—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle by vaporising a liquid refrigerant stream originating from an incorporated cascade
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/006—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the refrigerant fluid used
    • F25J1/008—Hydrocarbons
    • F25J1/0087—Propane; Propylene
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0211—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0214—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a dual level refrigeration cascade with at least one MCR cycle
    • F25J1/0215—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a dual level refrigeration cascade with at least one MCR cycle with one SCR cycle
    • F25J1/0216—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a dual level refrigeration cascade with at least one MCR cycle with one SCR cycle using a C3 pre-cooling cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0228—Coupling of the liquefaction unit to other units or processes, so-called integrated processes
    • F25J1/0229—Integration with a unit for using hydrocarbons, e.g. consuming hydrocarbons as feed stock
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0228—Coupling of the liquefaction unit to other units or processes, so-called integrated processes
    • F25J1/0235—Heat exchange integration
    • F25J1/0236—Heat exchange integration providing refrigeration for different processes treating not the same feed stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0228—Coupling of the liquefaction unit to other units or processes, so-called integrated processes
    • F25J1/0235—Heat exchange integration
    • F25J1/0242—Waste heat recovery, e.g. from heat of compression
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0257—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0257—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines
    • F25J1/0262—Details of the cold heat exchange system
    • F25J1/0264—Arrangement of heat exchanger cores in parallel with different functions, e.g. different cooling streams
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0257—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines
    • F25J1/0269—Arrangement of liquefaction units or equipments fulfilling the same process step, e.g. multiple "trains" concept
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0257—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines
    • F25J1/0274—Retrofitting or revamping of an existing liquefaction unit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0279—Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
    • F25J1/0281—Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc. characterised by the type of prime driver, e.g. hot gas expander
    • F25J1/0282—Steam turbine as the prime mechanical driver
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0279—Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
    • F25J1/0281—Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc. characterised by the type of prime driver, e.g. hot gas expander
    • F25J1/0283—Gas turbine as the prime mechanical driver
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0279—Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
    • F25J1/0281—Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc. characterised by the type of prime driver, e.g. hot gas expander
    • F25J1/0284—Electrical motor as the prime mechanical driver
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0279—Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
    • F25J1/029—Mechanically coupling of different refrigerant compressors in a cascade refrigeration system to a common driver
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0279—Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
    • F25J1/0292—Refrigerant compression by cold or cryogenic suction of the refrigerant gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0279—Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
    • F25J1/0294—Multiple compressor casings/strings in parallel, e.g. split arrangement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04151—Purification and (pre-)cooling of the feed air; recuperative heat-exchange with product streams
    • F25J3/04157—Afterstage cooling and so-called "pre-cooling" of the feed air upstream the air purification unit and main heat exchange line
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04151—Purification and (pre-)cooling of the feed air; recuperative heat-exchange with product streams
    • F25J3/04187—Cooling of the purified feed air by recuperative heat-exchange; Heat-exchange with product streams
    • F25J3/04218—Parallel arrangement of the main heat exchange line in cores having different functions, e.g. in low pressure and high pressure cores
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04521—Coupling of the air fractionation unit to an air gas-consuming unit, so-called integrated processes
    • F25J3/04527—Integration with an oxygen consuming unit, e.g. glass facility, waste incineration or oxygen based processes in general
    • F25J3/04539—Integration with an oxygen consuming unit, e.g. glass facility, waste incineration or oxygen based processes in general for the H2/CO synthesis by partial oxidation or oxygen consuming reforming processes of fuels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04521—Coupling of the air fractionation unit to an air gas-consuming unit, so-called integrated processes
    • F25J3/04563—Integration with a nitrogen consuming unit, e.g. for purging, inerting, cooling or heating
    • F25J3/04575—Integration with a nitrogen consuming unit, e.g. for purging, inerting, cooling or heating for a gas expansion plant, e.g. dilution of the combustion gas in a gas turbine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04521—Coupling of the air fractionation unit to an air gas-consuming unit, so-called integrated processes
    • F25J3/04612—Heat exchange integration with process streams, e.g. from the air gas consuming unit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04521—Coupling of the air fractionation unit to an air gas-consuming unit, so-called integrated processes
    • F25J3/04612—Heat exchange integration with process streams, e.g. from the air gas consuming unit
    • F25J3/04618—Heat exchange integration with process streams, e.g. from the air gas consuming unit for cooling an air stream fed to the air fractionation unit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/06—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation
    • F25J3/0605—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the feed stream
    • F25J3/061—Natural gas or substitute natural gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/06—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation
    • F25J3/063—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the separated product stream
    • F25J3/067—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the separated product stream separation of carbon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0244—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being an autothermal reforming step, e.g. secondary reforming processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/025—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step
    • C01B2203/0261—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step containing a catalytic partial oxidation step [CPO]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0283—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a CO-shift step, i.e. a water gas shift step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1205—Composition of the feed
    • C01B2203/1211—Organic compounds or organic mixtures used in the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1235—Hydrocarbons
    • C01B2203/1241—Natural gas or methane
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/60—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using adsorption on solid adsorbents, e.g. by temperature-swing adsorption [TSA] at the hot or cold end
    • F25J2205/66—Regenerating the adsorption vessel, e.g. kind of reactivation gas
    • F25J2205/70—Heating the adsorption vessel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
    • F25J2210/06—Splitting of the feed stream, e.g. for treating or cooling in different ways
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2220/00—Processes or apparatus involving steps for the removal of impurities
    • F25J2220/60—Separating impurities from natural gas, e.g. mercury, cyclic hydrocarbons
    • F25J2220/62—Separating low boiling components, e.g. He, H2, N2, Air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2220/00—Processes or apparatus involving steps for the removal of impurities
    • F25J2220/60—Separating impurities from natural gas, e.g. mercury, cyclic hydrocarbons
    • F25J2220/66—Separating acid gases, e.g. CO2, SO2, H2S or RSH
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2220/00—Processes or apparatus involving steps for the removal of impurities
    • F25J2220/60—Separating impurities from natural gas, e.g. mercury, cyclic hydrocarbons
    • F25J2220/68—Separating water or hydrates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/22—Compressor driver arrangement, e.g. power supply by motor, gas or steam turbine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/30—Compression of the feed stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/80—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams the fluid being carbon dioxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2240/00—Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
    • F25J2240/70—Steam turbine, e.g. used in a Rankine cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2240/00—Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
    • F25J2240/80—Hot exhaust gas turbine combustion engine
    • F25J2240/82—Hot exhaust gas turbine combustion engine with waste heat recovery, e.g. in a combined cycle, i.e. for generating steam used in a Rankine cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2245/00—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams
    • F25J2245/90—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams the recycled stream being boil-off gas from storage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2260/00—Coupling of processes or apparatus to other units; Integrated schemes
    • F25J2260/80—Integration in an installation using carbon dioxide, e.g. for EOR, sequestration, refrigeration etc.
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2270/00—Refrigeration techniques used
    • F25J2270/12—External refrigeration with liquid vaporising loop
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2270/00—Refrigeration techniques used
    • F25J2270/14—External refrigeration with work-producing gas expansion loop

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

천연 가스 액화 시스템, 수소 생산 시스템 및 동력 생성 시스템을 통합하여 CO2 포집을 증가시키고 전체 플랜트 효율성을 개선한다. 주로 메탄 엔드플래시는 수소와 CO2를 생성하는 수소 생산 시스템으로 전송된다. CO2는 포집되거나 유익하게 사용될 수 있다. 생성된 수소의 적어도 일부는 동력 생성시 가스 터빈에 연료를 공급하는 데 사용되며, 이는 차례로 기계적 일 또는 전기의 형태로 천연 가스 액화 시스템의 냉동 압축기에 동력을 제공한다.

Description

탈탄소 LNG 생산을 위한 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR DECARBONIZED LNG PRODUCTION}
이산화탄소("CO2") 배출 감소는 탄화수소 처리 및 발전 분야를 포함한 산업 프로세스에서 점점 더 바람직한 개선 사항이 되고 있다.
천연 가스의 액화는 주로 액화 프로세스를 지원하는 데 필요한 압축기를 구동하기 위해 상당한 동력 요구가 있는 프로세스이다. 액화 프로세스의 효율성을 개선하여 CO2 배출을 감소시킴으로써 천연 가스 액화의 탄소 "발자국(footprint)"을 감소시키려는 노력이 이루어지고 있다. 가스 터빈을 사용하여 냉매 압축기를 구동하는 천연 가스 액화 플랜트(본 명세서에서 "LNG 플랜트"라고도 지칭됨)의 경우, 고온 연도 가스로부터 열을 회수하고 이를 유익하게 사용함으로써 효율성 개선에 의한 CO2 배출량의 추가적인 감소를 달성할 수 있다. 이 열은 증기를 생성하고 복합 사이클을 사용하여 추가적인 동력을 생성함으로써 회수할 수 있다. 일부 LNG 플랜트는 전력망으로부터의 전기를 통해 냉동 압축 동력을 얻는다. 전기를 공급하는 발전소는 추가 전력 및 효율성을 위해 열회수 증기 발생 시스템을 갖는 가스 터빈을 사용할 수 있다.
일부 발전소는 수소를 연료 가스 또는 연료 가스 첨가제로 사용하여 CO2 배출량을 감소시켰다. 이 수소가 태양광 발전과 같은 녹색 에너지를 사용하거나 천연 가스 공급 및 CO2 포집을 수반하는 프로세스를 사용하여 만들어지면 전체 CO2 배출량이 감소한다. 천연 가스를 수소로 전환하기 위한 이러한 프로세스에는 CO2가 합성 가스 및/또는 연도 가스로부터 제거되는 증기 메탄 개질 프로세스가 포함된다. 선택적으로, 이 저-탄소 강도 수소는 유출 합성 가스로부터 CO2가 제거되는 자열 개질 또는 부분 산화 프로세스 또는 가스화 프로세스를 통해 만들 수 있다.
이러한 개선은 종종 실질적으로 더 높은 에너지 비용을 초래하고 천연 가스 액화 프로세스 외부의 에너지원이 필요하다. 따라서, 천연 가스 액화 프로세스에 기인하는 CO2 배출량과 프로세스를 구동하는 데 필요한 동력을 감소시키기 위한 보다 효율적이고 독립적인 수단이 필요하다.
이 요약은 아래의 상세한 설명에서 추가로 설명되는 단순화된 형태로 일련의 개념을 소개하기 위해 제공된다. 이 요약은 청구된 주제의 주요 특징 또는 필수 특징을 식별하기를 의도하는 것도, 청구된 주제의 범위를 제한하는 데 사용되기를 의도하는 것도 아니다.
시스템 및 방법의 여러 양태가 아래에 설명되어 있다.
양태 1- 방법은
(a) 천연 가스 액화 시스템에서 천연 가스 공급 스트림을 적어도 부분적으로 액화하여 LNG 스트림을 형성하는 단계- 천연 가스 액화 시스템은 적어도 하나의 압축기를 포함함 -;
(b) LNG 스트림을 플래시 증기 스트림과 LNG 생성물 스트림으로 분리하는 단계;
(c) 플래시 증기 스트림의 적어도 일부를 수소 생산 시스템으로 전달하는 단계;
(d) 수소 생산 시스템에서 플래시 증기 스트림의 적어도 일부를 반응시켜 수소 함유 스트림 및 제1 CO2-농후 스트림을 형성하는 단계;
(e) 수소 함유 스트림의 적어도 일부를 사용하여 동력 생성 시스템에서 동력을 생성하는 단계; 및
(f) 단계 (e)에서 생성된 동력의 적어도 일부로 적어도 하나의 압축기에 동력을 제공하는 단계를 포함한다.
양태 2- 양태 1의 방법에 있어서, 플래시 증기 스트림은 적어도 50 mol% 메탄이다.
양태 3- 양태 1 내지 2 중 어느 하나의 방법에 있어서, 수소 함유 스트림은 적어도 80 mol% 수소이다.
양태 4- 양태 1 내지 3 중 어느 하나의 방법에 있어서,
(g) 단계 (a)를 수행하기 전에 천연 가스 공급 스트림으로부터 제2 CO2-농후 스트림을 분리하는 단계; 및
(h) 조합된 CO2 스트림을 형성하기 위해 제1 CO2-농후 스트림과 제2 CO2-농후 스트림을 조합하는 단계를 더 포함한다.
양태 5- 양태 4의 방법에 있어서,
(i) 천연 가스 액화 시스템으로부터의 냉동 듀티를 사용하여, 제1 CO2-농후 스트림, 제2 CO2-농후 스트림 및 조합된 CO2-농후 스트림의 그룹으로부터 선택된 하나의 적어도 일부를 액화시키는 단계를 더 포함한다.
양태 6- 양태 1 내지 5 중 어느 하나의 방법에 있어서, 단계 (d)는 수소 생산 시스템에서 플래시 증기 스트림의 적어도 일부와 주변 공기 스트림을 반응시켜 수소 함유 스트림 및 제1 CO2-농후 스트림을 형성하는 단계를 더 포함한다.
양태 7- 양태 1 내지 6 중 어느 하나의 방법에 있어서, 단계 (d)가 수소 생산 시스템에서 플래시 증기 스트림의 적어도 일부와 산소 함유 스트림을 반응시켜 수소 함유 스트림, 제1 CO2-농후 스트림, 제1 증기 스트림 및 폐질소 스트림을 형성하는 단계를 더 포함한다.
양태 8- 양태 7의 방법에 있어서, 산소 함유 스트림은 주변 공기이다.
양태 9- 양태 7의 방법에 있어서,
(j) 공기 분리 유닛을 통해 주변 공기 스트림을 통과시켜 산소 함유 스트림 및 질소 농후 스트림을 생성하는 단계를 더 포함한다.
양태 10- 양태 9의 방법에 있어서, 단계 (e)는 수소 함유 스트림 및 질소 농후 스트림의 적어도 일부를 사용하여 동력 생성 시스템에서 동력을 생성하는 단계를 더 포함한다.
양태 11- 양태 1 내지 10 중 어느 하나의 방법에 있어서, 단계(e)는 수소 생산 시스템 또는 동력 생성 시스템으로부터의 수소 함유 스트림 및 적어도 하나의 증기 스트림을 사용하여 동력 생성 시스템에서 동력을 생성하는 단계를 더 포함한다.
양태 12- 양태 1 내지 11 중 어느 하나의 방법에 있어서, 단계 (e)는 수소 함유 스트림을 사용하여 적어도 하나의 가스 터빈을 구동하고, 제1 증기 스트림을 사용하여 적어도 하나의 증기 터빈을 구동하여 동력 생성 시스템에서 동력을 생성하는 단계를 더 포함한다.
양태 13- 양태 1 내지 12 중 어느 하나의 방법에 있어서, 단계 (e)에서 생성된 동력은 전력을 포함하고 단계 (f)는 전력의 적어도 일부를 적어도 하나의 압축기에 부착된 적어도 하나의 모터에 제공하는 단계를 포함한다.
양태 14- 양태 1 내지 13 중 어느 하나의 방법에 있어서, 단계 (e)에서 생성된 동력은 전력을 포함하고 단계 (f)는 전력의 적어도 일부를 수소 생산 시스템 및 천연 가스 액화 시스템 중 적어도 하나에 제공하는 단계를 포함한다.
양태 15- 양태 1 내지 14 중 어느 하나에 있어서, 단계 (e)에서 생성된 동력은 전력을 포함하고, 방법은
(k) 전력의 적어도 일부를 천연 가스 액화 시스템, 수소 생산 시스템 및 동력 생성 시스템의 외부에 있는 프로세스로 내보내는 단계를 더 포함한다.
양태 16- 양태 1 내지 15 중 어느 하나에 있어서, 단계(e)는 수소 함유 스트림 및 적어도 하나의 메탄 함유 스트림을 사용하여 동력 생성 시스템에서 동력을 생성하는 단계를 더 포함한다.
양태 17- 양태 16의 방법에 있어서, 적어도 하나의 메탄 함유 스트림이 천연 가스 공급 스트림 및 플래시 증기 스트림의 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함한다.
양태 18- 양태 1 내지 17 중 어느 하나의 방법에 있어서,
(l) 단계 (d)에서 생성된 수소 함유 스트림의 적어도 일부를 천연 가스 액화 시스템, 수소 생산 시스템 및 동력 생성 시스템 외부의 사용처로 내보내는 단계를 더 포함한다.
양태 19- 양태 1 내지 18 중 어느 하나의 방법에 있어서, 단계 (f)는 동력 생성 시스템의 적어도 하나의 가스 터빈을 천연 가스 액화 시스템의 적어도 하나의 압축기에 기계적으로 결합함으로써 적어도 하나의 압축기를 구동하는 단계를 포함한다.
양태 20- 양태 1 내지 양태 19 중 어느 하나의 방법에 있어서,
(m) 천연 가스 생산 시스템으로부터의 냉동을 사용하여 수소 생산 시스템을 냉각하는 단계를 더 포함한다.
양태 21- 양태 1 내지 양태 20 중 어느 하나의 방법에 있어서,
(n) 수소 생산 시스템 및 동력 생성 시스템 중 적어도 하나로부터 생성된 열을 사용하여 건조기 유닛의 열 듀티를 제공하는 단계를 더 포함하고, 건조기 유닛은 천연 가스 액화 시스템을 위한 천연 가스 공급 스트림으로부터 습기를 분리하도록 구성된다.
양태 22- 양태 1 내지 양태 21 중 어느 하나의 방법에 있어서,
(o) 천연 가스 공급 스트림을 제1 부분 및 제2 부분으로 분할하고, 천연 가스 공급 스트림의 제1 부분에 대해 단계 (a)를 수행하는 단계, 및 단계 (d)를 수행하기 전에 천연 가스 공급 스트림의 제2 부분을 플래시 증기 스트림과 조합하는 단계를 더 포함한다.
양태 23- 양태 1 내지 22 중 어느 하나의 방법에 있어서, 단계 (a)는 천연 가스 액화 시스템에서 천연 가스 공급 스트림을 적어도 부분적으로 액화하여 LNG 스트림을 형성하는 단계를 포함하고, 천연 가스 액화 시스템은 적어도 하나의 압축기를 갖는 폐루프 냉동 시스템을 포함한다.
양태 24- 공급 온도의 천연 가스 공급 스트림을 적어도 부분적으로 액화하여 생성물 온도의 LNG 생성물을 형성하는 기존 천연 가스 액화 시스템을 개조하는 방법에 있어서, 천연 가스 액화 시스템은 적어도 하나의 압축기를 포함하고, 방법은
(a) 천연 가스 액화 시스템에 의해 생성된 엔드플래시의 적어도 일부를 반응시켜 수소 함유 스트림을 형성하는 수소 생산 시스템을 추가하는 단계;
(b) 수소 함유 스트림을 사용하여 동력 생성 시스템에서 동력을 생성하는 단계; 및
(c) 단계 (b)에서 생성된 동력의 적어도 일부로 적어도 하나의 압축기에 동력을 제공하는 단계를 포함한다.
양태 25- 양태 24의 방법에 있어서,
(d) 공급 온도와 생성물 온도 사이의 차이를 감소시킴으로써 개조 전에 생성된 것보다 처리된 천연 가스 입방 피트당 더 많은 엔드플래시를 생성하는 단계를 더 포함한다.
양태 26- 양태 24 및 25 중 어느 하나의 방법에 있어서,
(e) 동력 생성 시스템을 추가하는 단계를 더 포함한다.
양태 27- 양태 24 내지 26 중 어느 하나의 방법에 있어서, 동력 생성 시스템은 개조 전에 천연 가스 액화 시스템에 동력을 제공하도록 구성되어 있으며, 방법은
(f) 수소 함유 스트림에 의해 연료 공급되도록 동력 생성 시스템의 적어도 하나의 기존 가스 터빈을 수정하는 단계를 더 포함한다.
양태 28- 양태 27의 방법에 있어서,
(g) 개조 전보다 개조 후에 적어도 하나의 기존 가스 터빈으로 더 많은 동력을 생성한다.
양태 29- 양태 24 내지 28 중 어느 하나의 방법에 있어서,
(h) 개조 전에 생성된 LNG 저장 탱크로의 LNG 생성물의 제1 질량 유량 이상인 개조 후의 LNG 저장 탱크로의 LNG 생성물의 제2 질량 유량을 생성하는 단계를 더 포함한다.
양태 30- 양태 24 내지 29 중 어느 하나의 방법에 있어서,
(i) 수소 생산 시스템을 이용하여 엔드플래시에 함유된 이산화탄소를 80% 이상 분리하는 단계를 더 포함한다.
본 발명은 이하에서 유사한 참조 번호가 유사한 요소를 나타내는 첨부 도면과 함께 설명될 것이다.
도 1은 상호 연결된 천연 가스 액화, 수소 생산 및 동력 생성 시스템의 제1 예시적인 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 2는 도 1의 천연 가스 액화 시스템을 더 구체적으로 도시하는 블록도이다.
도 3은 도 1의 수소 생산 시스템을 더 구체적으로 도시하는 블록도이다.
도 4는 도 1의 동력 생성 시스템을 더 구체적으로 도시하는 블록도이다.
도 5는 도 1의 천연 가스 액화 시스템의 제1 대안 실시예를 도시하고 있는 블록도이다.
도 6은 도 1의 전력 생산 시스템의 제1 대안 실시예를 도시하고 있는 블록도이다.
도 7은 도 1 내지 도 4에 도시된 예시적인 실시예의 다중 스트림 위치에서의 유체 조성 및 물리적 파라미터를 제시하는 표이다.
도 8은 도 7에 도시된 표의 연속이다.
이어지는 상세한 설명은 단지 바람직한 예시적인 실시예를 제공하며, 본 발명의 범위, 적용 가능성 또는 구성을 제한하는 것을 의도하지 않는다. 오히려, 바람직한 예시적인 실시예의 이어지는 상세한 설명은 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예의 구현을 가능하게 하는 설명을 본 기술 분야의 숙련자에게 제공할 것이다. 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 요소의 기능 및 배열에 다양한 변경이 이루어질 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명을 설명하는 것을 돕기 위해, 본 발명의 부분을 설명하기 위해 명세서 및 청구범위에서 방향적 용어가 사용될 수 있다(예를 들어, 상부, 하부, 좌측, 우측 등). 이러한 방향적 용어는 단지 본 발명을 설명하고 청구하는 데 도움을 주려는 의도일 뿐이며, 어떤 식으로든 본 발명을 제한하는 것을 의도하는 것은 아니다. 또한, 도면과 관련하여 명세서에 도입된 참조 번호는 다른 특징에 대한 컨텍스트를 제공하기 위해 명세서에서 추가 설명 없이 하나 이상의 후속 도면에서 반복될 수 있다.
명세서 및 청구범위에 사용된 용어 "도관"은 시스템의 2개 이상의 구성요소 사이에서 유체가 그를 통해 수송될 수 있는 하나 이상의 구조를 의미한다. 예를 들어, 도관은 액체, 증기 및/또는 기체를 수송하는 배관, 덕트, 통로 및 그 조합을 포함할 수 있다.
명세서 및 청구범위에 사용된 "유동 연통"이라는 용어는 밸브, 게이트, 티(tee) 또는 유체 유동을 선택적으로 제한, 병합 또는 분리할 수 있는 기타 디바이스를 포함할 수 있는 연결을 비롯하여 요소 사이에서 유체가 유동할 수 있게 하는 방식으로 2개 이상의 요소가 (직접적으로 또는 간접적으로) 연결되어 있음을 의미하는 것을 의도한다.
명세서 및 청구범위에 사용된 용어 "천연 가스"는 주로 메탄으로 구성된 탄화수소 가스 혼합물을 의미한다.
명세서 및 청구범위에 사용된 용어 "탄화수소", "탄화수소 가스" 또는 "탄화수소 유체"는 적어도 하나의 탄화수소를 포함하고 탄화수소가 가스/유체 전체 조성의 적어도 80%, 더 바람직하게는 적어도 90%를 차지하는 가스/유체를 의미한다.
명세서 및 청구범위에 사용된 용어 "초고(high-high)", "고", "중", "저" 및 "초저(low-low)"는 이러한 용어가 함께 사용되는 요소의 속성에 대한 상대적 값을 표현하는 것을 의도한다. 예를 들어, 초고압 스트림은 본 출원에 설명되거나 청구된 대응하는 고압 스트림 또는 중압 스트림 또는 저압 스트림보다 더 높은 압력을 갖는 스트림을 나타내는 것을 의도한다. 유사하게, 고압 스트림은 명세서 또는 청구범위에 설명된 대응하는 중압 스트림 또는 저압 스트림보다 더 높은 압력을 갖지만 본 출원에 설명된 또는 청구된 대응하는 초고압 스트림보다 더 낮은 압력을 갖는 스트림을 나타내는 것을 의도한다. 유사하게, 중압 스트림은 명세서 또는 청구범위에 설명된 대응하는 저압 스트림보다 더 높은 압력을 갖지만 본 출원에서 설명되거나 청구된 대응하는 고압 스트림보다 더 낮은 압력을 갖는 스트림을 나타내는 것을 의도한다.
본 명세서에 달리 언급되지 않는 한, 명세서, 도면 및 청구범위에서 식별된 임의의, 그리고, 모든 백분율은 질량 백분율 기준으로 이해하여야 한다. 본 명세서에 달리 언급되지 않는 한, 명세서, 도면 및 청구범위에서 식별된 임의의, 그리고, 모든 압력은 계기압을 의미하는 것으로 이해하여야 한다.
명세서 및 청구범위에 사용된 용어 "압축 시스템"은 하나 이상의 압축 스테이지로 정의된다. 예를 들어, 압축 시스템은 단일 압축기 내의 다수의 압축 스테이지를 포함할 수 있다. 대안적인 예에서, 압축 시스템은 다수의 압축기를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 달리 언급되지 않는 한, 한 위치에 스트림을 도입한다는 것은 그 위치에 실질적으로 모든 상기 스트림을 도입하는 것을 의미하는 것을 의도한다. 명세서에서 설명되고 도면에 도시된 모든 스트림(전형적으로 정상 동작 동안 유체 유동의 전체 방향을 도시하는 화살표를 갖는 라인으로 표현됨)은 대응하는 도관 내에 함유되는 것으로 이해하여야 한다. 각각의 도관은 적어도 하나의 입구와 적어도 하나의 출구를 갖는 것으로 이해하여야 한다. 또한, 각각의 장비는 적어도 하나의 입구와 적어도 하나의 출구를 갖는 것으로 이해하여야 한다.
청구범위에서, 청구된 단계를 식별하는 데 문자가 사용된다(예를 들어, (a), (b) 및 (c)). 이러한 문자는 방법 단계를 참조하는 것을 돕기 위해 사용되며, 이러한 순서가 청구범위에 구체적으로 언급되지 않는 한, 그리고, 청구된 단계가 수행되는 순서를 나타내는 것을 의도하지 않는다.
본 명세서에 설명된 모든 예시적인 실시예의 주요 특징은 천연 가스 공급물로부터 LNG 및 엔드플래시 가스를 생성하는 하나 이상의 냉동 압축기를 구비한 LNG 액화기를 포함하고, 엔드플래시 가스(주로 메탄)는 수소와 이산화탄소를 생성하는 수소 생산 시스템으로 전송된다. CO2는 포집되거나 유익하게 사용될 수 있다. 예를 들어, CO2는 압축, 액화, 다른 프로세스에 이용, LNG 플랜트의 예냉부에서 액화 또는 다른 수단을 통해 처리될 수 있다. 이러한 단계 후에, CO2는 개선된 오일 회수를 위해 사용, 저장, 격리, 판매, 다른 프로세스에서 이용 또는 다른 목적으로 사용될 수 있다. 선택적으로, CO2는 산성 가스 제거 유닛을 통해 천연 가스 공급물로부터 추출될 수 있고 수소 생산으로부터의 CO2 유출 스트림과 조합될 수 있다. 생성된 수소의 적어도 일부는 그 다음 압축기에 대한 가스 터빈(들)의 기계적 결합에 의해 직접적으로 또는 압축기에 결합된 전기 모터에 의해 소비되는 가스 터빈(들)에 결합된 발전기로부터의 전기의 생성에 의해 간접적으로 냉동 압축기(들)에 동력을 제공하는 동력 생성 시스템의 가스 터빈으로 전송된다.
본 명세서에 개시된 예시적인 천연 가스 액화 시스템 실시예가 모두 폐루프 냉동을 갖고 있지만, 본 명세서에 개시된 본 발명의 개념은 개루프 또는 폐루프 압축을 사용하는 천연 가스 액화 시스템에 동일하게 적용할 수 있다는 점에 유의해야 한다.
천연 가스 액화 시스템에서 주로 메탄인 엔드플래시를 수소 생산 시스템에 공급하면 몇 가지 이점이 있다. 냉매가 LNG를 낮은 온도로 냉각할 필요가 없기 때문에 천연 가스 액화 시스템의 효율이 개선된다. 예를 들어, 동일한 가스 터빈 냉동 압축기 구동기를 가정하면 엔드플래시 연료 수요가 10-20% 증가하여 주 극저온 열 교환기의 출구 온도의 2-4°F 증가를 초래한다 이는 냉동 압축기 동력 수요의 1-2% 감소를 초래한다. 또한, 동일한 크기의 냉동 시스템에서 더 많은 LNG가 생성되거나, 동일한 생산 능력에 대해 냉동 시스템의 압축기, 열 교환기 및 배관을 포함한 장비의 크기가 더 작아진다. 마지막으로, 시스템은 공급 질소가 엔드플래시 가스에 농축되고, 따라서, LNG의 질소 함량을 감소시키기 때문에 더 높은 질소 함량의 공급 가스로부터 허용 가능한 질소 함량의 LNG를 생성할 수 있다. 또한, 메탄 엔드플래시는 불순물이 비교적 없기 때문에 수소 생산 시스템에 사용되는 메탄 공급 가스에 대한 정제 단계의 필요성이 감소한다.
수소 생산 시스템과 관련된 공기 분리 유닛의 동력 요건 또는 비용을 낮추기 위해 천연 가스 액화 시스템의 냉동을 사용하고 천연 가스 액화 시스템의 프로세스 가열을 위해 동력 생성 시스템의 증기를 사용하는 것을 비롯하여 3개의 시스템 사이의 다른 추가 통합 옵션이 설명된다.
도 1은 3개의 시스템, 즉, 천연 가스 액화 시스템(103), 수소 생산 시스템(118) 및 동력 생성 시스템(124)의 상호 연결을 도시한다. 천연 가스 공급 스트림(100)은 수소 생산 시스템으로 전송되는 선택적 스트림(101)과 천연 가스 액화 시스템(103)으로 전송되는 스트림(102)으로 나누어질 수 있다. 천연 가스 액화 시스템(103)은 CO2 함유 스트림(106) 및 고압 LNG 스트림(104)을 생성한다. 고압 LNG 스트림(104)은 그 다음 감압 디바이스(108)에서 더 낮은 압력으로 플래시되고, 감압 디바이스는 밸브 또는 일 생성 터빈일 수 있다. 생성된 2상 스트림(110)은 상 분리기(142)에서 분리되어 증기 스트림(111) 및 LNG 스트림(112)을 형성한다. 이 실시예에서, 상 분리기(142)는 드럼이다. 대안적으로, 특히 질소 분리가 필요한 경우 다단계 증류 컬럼을 사용할 수 있다. 열 스트림(125)으로 표현되는 증기 형태의 열은 또한 바람직하게는 동력 생성 시스템(124)에 의해 천연 가스 액화 시스템(103)에 제공된다. 선택적으로, 천연 가스 액화 시스템(103)으로부터의 냉동은 열 스트림(117)으로 표현된 바와 같이 수소 생산 시스템(118)에 냉각을 제공하기 위해 사용될 수 있다.
주로 메탄 플래시 증기 스트림(114)은 도 2의 설명에서 더 완전히 설명될 압축 및 열 교환 단계(113으로 표시됨) 후에 수소 생산 시스템(118)으로 전송된다.
수소 생산 시스템(118)은 폐질소 스트림(144), 선택적 수소 생성물 스트림(134)(파이프라인으로 전송될 수 있음), 및 CO2 스트림(120)- 천연 가스 액화 시스템(103)으로부터의 CO2 함유 스트림(106)과 조합된 다음 압축되어(압축기(130)를 통해) 파이프라인으로 전송되거나 압축된 CO2 스트림(132)을 통해 지하 저장소에 격리됨 -과 함께 주변 공기 스트림(116) 및 플래시 증기 스트림(114)을 사용하여 수소 스트림(122) 및 중간 압력 증기 스트림(138)을 생성하고, 이들 둘 모두는 동력 생성 시스템(124)으로 전송된다. 다른 실시예에서, 수소 생산 시스템(118)은 수소 스트림(122)만을 생성하고 어떠한 증기 스트림도 생성하지 않도록 구성될 수 있다. 프로세스는 가열로(fired heater), 증기 배출구 및 폐수증기로부터의 배기물을 포함할 수 있는 배출 증기(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.
동력 생성 시스템(124)은 수소 시스템(118)으로부터의 수소 스트림(122) 및 중간 압력 증기 스트림(138)을 사용하여 전체 시설 및 천연 가스 액화 시스템(103)(라인 126으로 표현됨)에서 사용하기 위한 전력(128)을 생성한다. 선택적으로, 전력은 라인(136)을 통해 전력망으로 내보낼 수 있다. 라인(126)을 통해 천연 가스 액화 시스템(103)으로부터 전송된 동력은 압축기에 부착된 모터로 전송되거나 전력 생산 시스템(124)의 가스 터빈을 천연 가스 액화 시스템(103)의 냉동 압축기에 기계적으로 결합함으로써 전송되는 전기의 형태를 취할 수 있다.
도 2는 도 2에서 203으로 표시된 도 1의 천연 가스 액화 시스템(103)의 보다 상세한 도시이다. 이 예시적인 실시예에서, 천연 가스 액화 시스템(203)은 2개의 동일한 트레인을 포함하며, 각각의 트레인의 물질 및 에너지 유량은 전체 시스템의 총량의 절반이다. 이 예시적인 실시예에서, 산성 가스 제거 유닛(246)은 예냉 시스템(250)의 상류에 제공된다. 산성 가스 제거 유닛(246)은 아민 기반 흡수 시스템과 같은 본 기술 분야에 알려진 임의의 산성 가스 제거 시스템일 수 있다. 천연 가스 공급 스트림(202)은 산성 가스 제거 유닛(246)으로 진입하며, 이 유닛은 CO2 함유 스트림(206)을 천연 가스로부터 분리하며, 이는 아민 기반 제거 유닛의 리보일러를 동작시키기 위해 동력 생성 시스템(라인(225)으로 표현됨)으로부터 제공되는 증기 형태의 열을 사용한다. 산성 가스 제거 유닛(246)을 빠져나가는 스트림(247)은 전처리된 가스 스트림(252)을 형성하기 위해 물 제거를 위해 건조기 유닛(248)으로 전송된다.
천연 가스 액화 시스템(203)은 천연 가스 액화를 위한 임의의 알려진 프로세스를 사용할 수 있다. 이 실시예에서, 프로판 예냉식 혼합 냉매 프로세스가 사용된다. 이 프로세스는 본 기술 분야에 잘 알려져 있으므로 자세한 설명은 생략한다. 전처리된 공급 가스 스트림(252)은 예냉 시스템(250)에 의해 약 -30°C로 냉각되고, 이어서 메인 열 교환기(251)에서 -140 내지 -150°C로 추가 냉각되어 스트림(204)으로 빠져나온다. 고압 LNG 스트림(204)은 그 다음 밸브 또는 일 생성 터빈일 수 있는 감압 디바이스(208)에서 1-3 bara의 더 낮은 압력으로 플래시된다. 예냉 시스템(250)을 빠져나가는 천연 가스 스트림(253)의 전형적으로 20% 미만인 스트림(256)은 그 후, 플래시 가스 스트림(211)을 가온하면서 플래시 교환기(258)에서 추가로 냉각된다. 생성된 2상 스트림(210)은 242에서 분리되어 증기 스트림(211) 및 LNG 스트림(212)을 형성한다. 증기 스트림(211)은 스트림(214)을 형성하기 위해 압축기(260)에서 바람직하게는 약 40 내지 60 bara(더 바람직하게는 약 40 내지 50 bara)로 압축되기 전에 플래시 교환기에서 약 -40 내지 -30°C로 가온된다. 증기 스트림(214)은 선택적으로 LNG 저장 탱크(도시되지 않음)로부터의 추가적인 메탄 함유 가스를 포함할 수 있다. 액화 프로세스를 위한 에너지는 주로 3개의 냉동 압축기(262, 264, 266)에 의해 제공된다. 압축기(262, 264)는 예냉 시스템(250)에서 예냉하기 전에 기화된 저압 혼합 냉매를 압축한다. 압축기(266)는 주변 냉각기(268)에서 응축되고 프로판 시스템으로 복귀되기 전에 기화된 프로판을 압축한다. 이 실시예에서, 압축기(262, 264, 266)를 위한 동력은 압축기(262, 264, 266)를 도 4의 동력 생성 시스템에 위치한 2개의 동일한 가스 터빈 구동기에 기계적으로 결합함으로써 제공되며, 이 기계적 일 입력(mechanical work input)은 일 스트림(226a 및 도 226b)으로 표현된다. MR 압축(262)의 제1 스테이지는 총 냉동 동력 요건의 50%를 나타내며 MR 압축(264)의 제2 스테이지는 총량의 20%를 나타내고 프로판 압축기는 총량의 약 30%를 소비한다.
도시된 배열에서, 압축기(264, 266)는 기계적 일 스트림(226a)에 의해 동력 공급되는 동일한 샤프트에 연결되는 반면 압축기(262)는 기계적 일 스트림(226b)에 의해 동력 공급되어, 도 4의 동력 생성 시스템에 위치된 2개의 동일한 가스 터빈 구동기에 의해 제공되는 기계적 동력의 완전한 활용을 가능하게 한다. 2개의 동일한 가스 터빈 구동기(도시되지 않음)의 동력을 이용하기 위한 또 다른 옵션은 프로판 및 혼합 냉매 유동을 절반으로 분할하여 병렬 압축기에서 냉매를 압축하는 것이다. 이 배열에서, 일 스트림(226a, 226b)은 2개의 압축기 샤프트에 기계적으로 결합된 각각 3개의 압축기를 갖는 동일한 압축 스트링에 동력을 공급할 것이다.
도 3은 도 1의 수소 생산 시스템(118)의 예에 대한 보다 상세한 도시이다. 이 도면에서, 모든 요소는 3XX의 형식을 갖는다. 도 1에 도시된 항목 번호와 동일한 마지막 두 자리 XX를 갖는 도 3의 참조 번호를 갖는 요소는 도 1과 동일한 요소를 지칭하는 것을 의도한다.
주변 공기 스트림(316)은 압축기(346)에서 압축된 다음 주변 냉각기(374)에서 냉각된다. 선택적으로, 압축 공기 스트림은 냉각된 건조 압축 공기 스트림(376)을 형성하기 위해 천연 가스 액화 시스템(203)(도 2의 에너지 스트림(217)에 대응하는 스트림(317)으로 표현됨)으로부터의 냉동을 사용하여 추가로 냉각될 수 있다. 이러한 냉각은 수소 생산 시스템(318)의 효율성을 개선시키면서 별도의 냉각 장치를 추가하지 않고도 흡착 기반 건조기 시스템(375)의 크기를 감소시킬 수 있다. 이러한 냉각의 형태는 LNG 냉매(스트림 317로 표현됨)와의 간접 열 교환을 통하거나 글리콜과 같은 중간 유체를 통할 수 있다.
냉각된 건조 압축 공기 스트림(376)은 극저온 공기 분리 유닛(ASU)(348)으로 공급된다. 흡착 또는 멤브레인과 같은 다른 유형의 공기 분리 기술을 ASU(348) 대신 사용할 수 있다. ASU(348)는 바람직하게는 약 95 몰%를 초과하는 O2를 갖는 산소 농후 스트림(350) 및 질소 스트림(344)을 생성한다. ASU(348)의 추가적인 선택적 생성물 증기에는 기체 아르곤, 액체 아르곤, 액체 산소 및 액체 질소가 포함된다. ASU와 LNG 플랜트 사이의 추가 통합은 압축 공기의 일부를 메인 열 교환기(251)로 전송하여 액화하는 것을 포함할 수 있다. 이 통합은 ASU 확장기를 제거하여 CAPEX를 낮출 수 있다.
산소 스트림(350)은 주로 메탄 스트림(314) 및 증기 스트림(354)과 혼합된 다음 자열 개질기(ATR)(352)로 전송된다. 대부분의 응용에서, 증기 스트림(354)은 ATR(352)에 도입되기 전에 예열된다. ATR(352)에서의 반응은 메탄과 물이 일산화탄소와 수소를 형성하는 개질 반응 (1), 일산화탄소가 물과 반응하여 수소를 형성하는 시프트 반응 (2), 및 메탄, 일산화탄소 및 수소를 수반하는 부분 산화 반응 (3-5)을 포함한다:
CH4+ H2O →CO+3H2 (1)
CO+ H2O →CO2+H2 (2)
2CH4+O2 →2CO+4H2 (3)
CO+ 1/2O2 →CO2 (4)
H2+ 1/2O2 →H2O (5)
또한, 이러한 반응의 다양한 조합이 가능하다.
ATR(352)로부터의 고온 유출물은 그 후, 물 공급 스트림(319)(또한, 도 1에서 스트림(119)으로 표시됨) 및 동력 생성 시스템(124)으로부터의 재활용된 물 스트림(340)(도 4에서 440으로 표시됨)을 기화시키는 증기 발생기(356)에서 냉각된다. 물은 보일러(도시되지 않음)에 진입하기 전에 처리되고 예열된다. 그 다음, 공급 스트림(358)은 일산화탄소와 물이 반응하여 이산화탄소와 수소를 형성하는 시프트 반응기(360)로 전송되기 전에 추가적이인 증기가 추가될 수 있다:
CO+H2O → CO2+H2 (6)
또한, 이러한 반응의 다양한 조합이 가능하다. 예를 들어, 시프트 반응기는 스테이지 사이에 냉각이 이루어지는 2-스테이지 시프트로 구성될 수 있다.
그 다음, 수소 함유 스트림(362)은 냉각되고(364), 수소 생성물로부터 이산화탄소 스트림(320)을 제거하는 이산화탄소 제거 유닛(366)으로 전송된다. 유닛(366)은 흡착 시스템, 예를 들어 아민 기반 이산화탄소 제거 유닛 또는 흡착 시스템, 멤브레인 시스템 또는 부분 응축 시스템과 같은 이산화탄소를 제거하기 위한 대안적인 수단일 수 있다. 일산화탄소와 같은 불순물을 제거하기 위해 추가 선택적 처리가 수행될 수 있다.
선택적으로, 수소 생성물 스트림(334)은 제거된 다음, 예를 들어 압력 변동 흡착 시스템을 사용하여 추가로 정제될 수 있고, 파이프라인을 통해 전송되거나, 액화되거나, 외부 사용자로의 수송을 위해 암모니아로 전환될 수 있다.
압축 후(압축기(368)를 통해), ASU(348)로부터 질소의 일부(318)가 선택적으로 수소 스트림(370)에 추가될 수 있다. 압축기(372)는 수소가 스트림(322)(도 1에서 122 및 도 4에서 422로 표시됨)으로서 동력 생성 시스템으로 전송되기 전에 수소를 압축하는 데 사용될 수 있다.
수소 생성을 위한 ATR 시스템의 추가 특징은 예비개질기, 산소를 포함하는 공급물을 예열하기 위한 수단, 공급물 예열 및 증기 과열을 위한 가열로, 고온 시프트, 중온 시프트, 저온 시프트, 등온 시프트 및/또는 그 조합을 포함하는 다양한 구성의 시프트 반응기, 황 같은 미량 불순물을 제거하기 위한 공급물의 정제, 회수 개질 반응기 및/또는 일산화탄소를 메탄으로 전환시키는 메탄반응기(methanator)를 포함할 수 있다.
도 3이 자열 개질기에 관련하여 설명되었지만, 수소 생산의 다른 방법도 사용될 수 있다. 이러한 방법에는 천연 가스(POX)의 부분 산화, 증기 메탄 개질기(SMR), 열분해 반응기, 다양한 고체 및 액체 연료의 가스화 및 물의 전기분해가 포함된다.
도 4는 도 1의 전력 생산 시스템(124)의 예에 대한 보다 상세한 도시이다. 이 도면에서, 모든 요소는 4XX의 형식을 갖는다. 도 4에 도시된 항목 번호와 동일한 마지막 두 자리 XX를 갖는 도 1의 참조 번호를 갖는 요소는 도 1과 동일한 요소를 지칭하는 것을 의도한다.
수소 공급 가스 스트림(422)은 5개의 병렬 가스 터빈(446a-e)의 연소기(460a-e)로 전송되기 전에 증기 스트림(438)의 일부와 혼합될 수 있다. 4개의 터빈(446a-d)은 천연 가스 액화 시스템의 2개의 병렬 트레인(일 스트림(226a, 226b)으로 표현됨)의 4개의 압축 스트링에 기계적으로 결합된다. 426a-d의 조합된 일 스트림은 도 1에서 라인 126으로 표현된다. 도 2에 도시된 2개의 병렬적 LNG 생산 트레인 중 첫 번째 경우, 기계적 일 스트림 426a, 426c는 도 1의 일 스트림 226a과 동일한 일 스트림을 나타내는 반면, 일 스트림 426b, 426d는 도 1의 일 스트림 226b와 동일한 일 스트림을 나타낸다. 제5 가스 터빈(446e)은 전력(458)을 생성하는 발전기(456)에 기계적으로 결합된다. 각각의 터빈으로부터의 고온 배기 스트림은 물(464)을 기화시켜 고압 증기(466)를 생성하는 열회수 증기 발생기(462a-e)로 전송된다.
그 후, 고압 증기 스트림(466)과 중간 압력 증기(482)는 일 생성 증기 터빈(468)에서 팽창되고, 일 생성 증기 터핀은 발전기(470)에 기계적으로 결합되어 전력(472)을 생성한다. 저압 증기(467)는 수소 생산 시스템(118) 및/또는 천연 가스 액화 시스템(103)에 열 듀티를 제공하기 위해 유리하게 사용될 수 있다. 증기 터빈(468) 및 결합된 발전기(470)는 도 4에서 단일 유닛으로 도시되어 있지만, 각각 병렬로 다수의 유닛을 포함할 수 있다. 발전기(470, 456)에 의해 생성된 전력의 일부는 외부 전력 사용자(라인(436)으로 표현됨)에게 전송될 수 있다. 라인(428)으로 표현된 전기적 에너지는 압축기, 펌프, 팬 구동 냉각기 등과 같은 시설 내의 다른 전력 수요로 보내진다. 또한, 가스 터빈(446a-e)에서 수소 연소에 의해 형성된 물은 수소 생산 시스템에서 수집 및 재활용(예를 들어, 스트림 319와 조합)될 수 있다.
동력 생성 시스템(424)에 의해 생성된 증기를 사용하여 전기 모터 구동부가 아니라 시설의 대형 압축기를 위한 추가적인 증기 터빈 기계적 구동부(도시되지 않음)를 구동하는 것도 가능하다. 이를 위해 증기 터빈은 압축기(130), 압축기(260), 및/또는 압축기(346)에 기계적으로 결합될 수 있다.
일부 응용에서, 수소와 메탄 또는 천연 가스의 혼합물을 사용하여 가스 터빈 466a-e에 연료를 공급하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 응용에서, 천연 가스는 천연 가스 공급 스트림(100)(도 1에서 라인(182)으로 표현됨)으로부터의 수소 공급 가스 스트림(422)에 추가될 수 있고 및/또는 엔드플래시가 플래시 증기 스트림(114)(도 1에서 라인 181로 표현됨)으로부터의 수소 공급 가스 스트림(422)에 추가될 수 있다. 또한, 수소 공급 가스 스트림(422)에 일부 미반응 메탄을 남기는 방식으로 수소 생산 시스템(118)을 동작시킴으로써 동력 생성 시스템(124)으로의 혼합 메탄/수소 연료 스트림을 생성하는 것이 가능할 것이다.
도 5 및 도 6은 도 1의 천연 가스 액화 시스템(103) 및 동력 생성 시스템(124)의 대안 실시예를 도시한다. 도 5에서, 참조 번호는 도 2에 비교하여 300이 증가된다. 예를 들어, 도 2의 천연 가스 공급 스트림(202)은 도 5의 천연 가스 공급 스트림(502)에 대응한다. 도 5와 동일한 도 2에 나타나는 요소는 도 5에서 번호가 매겨질 수 있지만, 명세서에서 별도로 설명되지는 않는다. 유사하게, 도 6에서, 참조 번호는 도 4에 비교하여 200이 증가된다. 예를 들어, 도 4의 수소 가스 공급 스트림(422)은 도 6의 수소 가스 공급 스트림(622)에 대응한다. 도 6과 동일한 도 4에 나타난 요소는 도 6에서 번호가 매겨질 수 있지만 본 명세서에서 별도로 설명되지는 않는다.
도 5를 참조하면, 이 예시적인 실시예에서, 천연 가스 액화 시스템(103)의 냉동 압축기를 위한 동력은 동력 생성 시스템(124)으로부터 전기적 에너지(526)의 형태로 제공된다. 프로판 압축기(566)는 전기 모터 570에 기계적으로 결합되는 반면, 저압 및 고압 혼합 냉매 압축기(562, 564)는 전기 모터 574, 572에 각각 기계적으로 결합된다. 도 5에 도시된 천연 가스 액화 시스템의 다른 모든 양태는 도 2와 관련하여 앞서 설명된 것과 동일하다.
도 6을 참조하면, 도 4 및 도 6에 도시된 동력 생성 시스템(424, 624) 사이의 주요 차이점은 도 6의 동력 생성 시스템(624)은 전기적 에너지 및 증기의 형태로만 천연 가스 액화 시스템에 동력을 내보내고 (도 4의 동력 생성 시스템(424)에 의해 수행되는 바와 같이) 기계적 에너지의 형태로 천연 가스 액화 시스템에 동력을 내보내지 않는다는 것이다. 도 6에서, 2개의 가스 터빈(646a, 646b)은 각각 전기 발전기(674a, 674b)에 기계적으로 결합된다. 열회수 증기 발생기(662a, 662b)는 가스 터빈 배기물로부터 열을 회수함으로써 고압 증기(666)를 생성한다. 고압 증기(666)는 전기 발전기(670)에 결합된 증기 터빈(668)에서 팽창된다. 3개의 발전기(674a, 674b, 670)로부터의 전력의 일부는 다른 용도를 위해 시설에서 전력망으로 내보내질 수 있다(라인 636으로 표현됨). 에너지 스트림(626)은 천연 가스 액화 시스템(203)에 도시된 2개의 압축 트레인에 의해 소비된 전력을 나타내는 반면 라인(628)으로 표현된 전기적 에너지는 압축기, 펌프, 팬 구동 냉각기 등과 같은 도 1의 시설에 있는 다른 소비처를 위해 제공된다.
대안적으로, 본 명세서에서 설명된 본 발명의 개념은 LNG 생산 능력의 어떠한 감소도 없이 탄소 발자국을 감소시키기 위해 기존 천연 가스 액화 플랜트의 개조 수정에 적용될 수 있다. 사실, 본 명세서에 개시된 발명의 개념은 탄소 배출(주로 CO2)을 실질적으로 감소시키면서 LNG 생산 능력을 증가시킬 수 있다고 믿어진다. 기존 가스 터빈(446a-d)(도 4 참조)은 수소 또는 수소 농후 연료를 사용하여 동작하도록 수정될 수 있다. 이는 냉동 압축기에 대한 기계적 동력 출력(226a 및 226b)(도 2 참조)을 증가시켜 생산을 증가시킬 것이다. 연료 수요가 증가하기 때문에 생산이 추가로 증가할 수 있으며, 이는 LNG 스트림(204)의 온도를 증가시켜 LNG 생산에서 냉동에 필요한 동력을 낮출 수 있게 하기 때문이다. 이 이점을 충분히 활용하려면, 증가된 유동을 수용하기 위해 플래시 압축기(260)를 수정하거나 교체해야 할 수 있다. 이러한 개조 실시예의 경우, 플래시 스트림(214)은 예를 들어 도 3에 설명된 바와 유사하게 새로운 수소 생산 시스템으로 전송된다. 이 예시적인 개조 실시예는 또한 임의의 구성의 가스 터빈 구동 LNG 플랜트, 또는 예를 들어 도 5 및 도 6에 설명된 바와 같이 전용 동력 생성이 이루어지는 전기 모터 구동 LNG 플랜트에 적용될 수 있다.
실시예 1
다음의 모델링된 예는 도 7 및 도 8에 도시된 물질 스트림 또는 도 1에 도시된 스트림 번호에 대응하는 아래의 표 1에 제시된 동력 또는 열 스트림을 갖는 도 1 내지 도 4에 의해 표현된 프로세스 도면에 기초한다. 스트림(138 및 140)에 대한 질량 및 몰 유량 값은 서로 동일하지만 수소 생산 시스템 설계의 세부 사항에 따라 달라질 것이다.
Figure pat00001
표 2는 동력 생성 및 냉매 압축을 위해 5개의 베이커 휴즈(Baker Hughes)/GE 가스 터빈을 사용하는 이 예의 주요 파라미터를 제시한다. 이 프로세스는 격리를 위해 CO2의 97%를 포집하고 공급 천연 가스의 92.6%를 LNG로 전환하면서 연간 1,300만 톤의 LNG를 생성한다.
Figure pat00002
실시예 2
표 3은 2개의 GE 프레임 7F 가스 터빈이 복합 사이클 동력 생성에 사용되는 대안 실시예의 예에 대한 주요 모델링된 파라미터를 제시한다. 이 예에서, 천연 가스 액화 시스템은 격리를 위해 CO2의 97%를 포집하고 공급 천연 가스의 94.3%를 LNG 생성물로 전환하면서 연간 1,150만 톤의 LNG를 생성한다.
Figure pat00003
이와 같이, 바람직한 실시예 및 그 대안 실시예와 관련하여 발명을 개시하였다. 물론, 본 발명의 교시로부터 다양한 변경, 수정 및 대체가 본 발명의 의도된 사상 및 범위를 벗어나지 않고 본 기술 분야의 숙련자에 의해 고려될 수 있다. 본 발명은 첨부된 청구항의 기재에 의해서만 제한되는 것을 의도한다.

Claims (30)

  1. 방법에 있어서,
    (a) 천연 가스 액화 시스템에서 천연 가스 공급 스트림을 적어도 부분적으로 액화하여 LNG 스트림을 형성하는 단계- 천연 가스 액화 시스템은 적어도 하나의 압축기를 포함함 -;
    (b) LNG 스트림을 플래시 증기 스트림과 LNG 생성물 스트림으로 분리하는 단계;
    (c) 플래시 증기 스트림의 적어도 일부를 수소 생산 시스템으로 전달하는 단계;
    (d) 수소 생산 시스템에서 플래시 증기 스트림의 적어도 일부를 반응시켜 수소 함유 스트림 및 제1 CO2-농후 스트림을 형성하는 단계;
    (e) 수소 함유 스트림의 적어도 일부를 사용하여 동력 생성 시스템에서 동력을 생성하는 단계; 및
    (f) 단계 (e)에서 생성된 동력의 적어도 일부로 적어도 하나의 압축기에 동력을 제공하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 플래시 증기 스트림이 적어도 50 mol% 메탄인, 방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 수소 함유 스트림이 적어도 80 mol% 수소인, 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    (g) 단계 (a)를 수행하기 전에 상기 천연 가스 공급 스트림으로부터 제2 CO2-농후 스트림을 분리하는 단계; 및
    (h) 조합된 CO2 스트림을 형성하기 위해 상기 제1 CO2-농후 스트림과 상기 제2 CO2-농후 스트림을 조합하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    (i) 상기 천연 가스 액화 시스템으로부터의 냉동 듀티를 사용하여, 상기 제1 CO2-농후 스트림, 상기 제2 CO2-농후 스트림 및 상기 조합된 CO2-농후 스트림의 그룹으로부터 선택된 하나의 적어도 일부를 액화시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  6. 청구항 1에 있어서, 단계 (d)는 상기 수소 생산 시스템에서 상기 플래시 증기 스트림의 적어도 일부와 주변 공기 스트림을 반응시켜 상기 수소 함유 스트림 및 상기 제1 CO2-농후 스트림을 형성하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  7. 청구항 1에 있어서, 단계 (d)가 상기 수소 생산 시스템에서 상기 플래시 증기 스트림의 적어도 일부와 상기 산소 함유 스트림을 반응시켜 상기 수소 함유 스트림, 상기 제1 CO2-농후 스트림, 제1 증기 스트림 및 폐질소 스트림을 형성하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 산소 함유 스트림이 주변 공기인, 방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    (j) 공기 분리 유닛을 통해 주변 공기 스트림을 통과시켜 산소 함유 스트림 및 질소 농후 스트림을 생성하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  10. 청구항 9에 있어서, 단계 (e)는 상기 수소 함유 스트림 및 상기 질소 농후 스트림의 적어도 일부를 사용하여 동력 생성 시스템에서 동력을 생성하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  11. 청구항 1에 있어서, 단계(e)는 상기 수소 생산 시스템 또는 동력 생성 시스템으로부터의 상기 수소 함유 스트림 및 적어도 하나의 증기 스트림을 사용하여 동력 생성 시스템에서 동력을 생성하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  12. 청구항 1에 있어서, 단계 (e)는 상기 수소 함유 스트림을 사용하여 적어도 하나의 가스 터빈을 구동하고, 제1 증기 스트림을 사용하여 적어도 하나의 증기 터빈을 구동하여 동력 생성 시스템에서 동력을 생성하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  13. 청구항 1에 있어서, 단계 (e)에서 생성된 동력은 전력을 포함하고 단계 (f)는 상기 전력의 적어도 일부를 상기 적어도 하나의 압축기에 부착된 적어도 하나의 모터에 제공하는 단계를 포함하는, 방법.
  14. 청구항 1에 있어서, 단계 (e)에서 생성된 동력은 전력을 포함하고 단계 (f)는 상기 전력의 적어도 일부를 상기 수소 생산 시스템 및 상기 천연 가스 액화 시스템 중 적어도 하나에 제공하는 단계를 포함하는, 방법.
  15. 청구항 1에 있어서, 단계 (e)에서 생성된 동력은 전력을 포함하고, 방법은
    (k) 상기 전력의 적어도 일부를 상기 천연 가스 액화 시스템, 상기 수소 생산 시스템 및 상기 동력 생성 시스템의 외부에 있는 프로세스로 내보내는 단계를 더 포함하는, 방법.
  16. 청구항 1에 있어서, 단계(e)는 상기 수소 함유 스트림 및 적어도 하나의 메탄 함유 스트림을 사용하여 동력 생성 시스템에서 동력을 생성하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  17. 청구항 16에 있어서, 상기 적어도 하나의 메탄 함유 스트림이 천연 가스 공급 스트림 및 상기 플래시 증기 스트림의 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는, 방법.
  18. 청구항 1에 있어서,
    (l) 단계 (d)에서 상기 생성된 수소 함유 스트림의 적어도 일부를 상기 천연 가스 액화 시스템, 상기 수소 생산 시스템 및 상기 동력 생성 시스템 외부의 사용처로 내보내는 단계를 더 포함하는, 방법.
  19. 청구항 1에 있어서, 단계 (f)는 상기 동력 생성 시스템의 적어도 하나의 가스 터빈을 상기 천연 가스 액화 시스템의 상기 적어도 하나의 압축기에 기계적으로 결합함으로써 상기 적어도 하나의 압축기를 구동하는 단계를 포함하는, 방법.
  20. 청구항 1에 있어서,
    (m) 상기 천연 가스 생산 시스템으로부터의 냉동을 사용하여 상기 수소 생산 시스템을 냉각하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  21. 청구항 1에 있어서,
    (n) 상기 수소 생산 시스템 및 상기 동력 생성 시스템 중 적어도 하나로부터 생성된 열을 사용하여 건조기 유닛의 열 듀티를 제공하는 단계를 더 포함하고, 상기 건조기 유닛은 상기 천연 가스 액화 시스템을 위한 천연 가스 공급 스트림으로부터 습기를 분리하도록 구성되는, 방법.
  22. 청구항 1에 있어서,
    (o) 상기 천연 가스 공급 스트림을 제1 부분 및 제2 부분으로 분할하고, 상기 천연 가스 공급 스트림의 상기 제1 부분에 대해 단계 (a)를 수행하는 단계, 및 단계 (d)를 수행하기 전에 상기 천연 가스 공급 스트림의 상기 제2 부분을 상기 플래시 증기 스트림과 조합하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  23. 청구항 1에 있어서, 단계 (a)는 상기 천연 가스 액화 시스템에서 상기 천연 가스 공급 스트림을 적어도 부분적으로 액화하여 LNG 스트림을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 천연 가스 액화 시스템은 적어도 하나의 압축기를 갖는 폐루프 냉동 시스템을 포함하는, 방법.
  24. 공급 온도의 천연 가스 공급 스트림을 적어도 부분적으로 액화하여 생성물 온도의 LNG 생성물을 형성하는 기존 천연 가스 액화 시스템을 개조하는 방법에 있어서, 상기 천연 가스 액화 시스템은 적어도 하나의 압축기를 포함하고, 방법은
    (a) 상기 천연 가스 액화 시스템에 의해 생성된 엔드플래시의 적어도 일부를 반응시켜 수소 함유 스트림을 형성하는 수소 생산 시스템을 추가하는 단계;
    (b) 수소 함유 스트림을 사용하여 동력 생성 시스템에서 동력을 생성하는 단계; 및
    (c) 단계 (b)에서 생성된 동력의 적어도 일부로 상기 적어도 하나의 압축기에 동력을 제공하는 단계를 포함하는, 방법.
  25. 청구항 24에 있어서,
    (d) 상기 공급 온도와 상기 생성물 온도 사이의 차이를 감소시킴으로써 개조 전에 생성된 것보다 처리된 천연 가스 입방 피트당 더 많은 엔드플래시를 생성하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  26. 청구항 24에 있어서,
    (e) 동력 생성 시스템을 추가하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  27. 청구항 24에 있어서, 상기 동력 생성 시스템은 개조 전에 천연 가스 액화 시스템에 동력을 제공하도록 구성되어 있으며, 방법은
    (f) 상기 수소 함유 스트림에 의해 연료 공급되도록 상기 동력 생성 시스템의 적어도 하나의 기존 가스 터빈을 수정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  28. 청구항 27에 있어서,
    (g) 개조 전보다 개조 후에 적어도 하나의 기존 가스 터빈으로 더 많은 동력을 생성하는, 방법.
  29. 청구항 24에 있어서,
    (h) 개조 전에 생성된 LNG 저장 탱크로의 LNG 생성물의 제1 질량 유량 이상인 개조 후의 LNG 저장 탱크로의 LNG 생성물의 제2 질량 유량을 생성하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  30. 청구항 24에 있어서,
    상기 수소 생산 시스템을 이용하여 엔드플래시에 함유된 이산화탄소를 80% 이상 분리하는 단계를 더 포함하는, 방법.
KR1020220014466A 2021-02-05 2022-02-03 탈탄소 lng 생산을 위한 방법 및 시스템 KR20220113638A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/168,770 2021-02-05
US17/168,770 US20220252341A1 (en) 2021-02-05 2021-02-05 Method and system for decarbonized lng production

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220113638A true KR20220113638A (ko) 2022-08-16

Family

ID=80222342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220014466A KR20220113638A (ko) 2021-02-05 2022-02-03 탈탄소 lng 생산을 위한 방법 및 시스템

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20220252341A1 (ko)
EP (1) EP4040095A3 (ko)
JP (1) JP7479413B2 (ko)
KR (1) KR20220113638A (ko)
CN (1) CN114874821A (ko)
AU (1) AU2022200594B2 (ko)
CA (1) CA3147155A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220065160A1 (en) * 2020-08-26 2022-03-03 ND Global Solutions, LLC Liquid natural gas processing with hydrogen production
FR3141758A1 (fr) * 2022-11-04 2024-05-10 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Appareil et procédé de production de gaz naturel refroidi et de CO2 liquide
ES2949322B2 (es) * 2023-07-21 2024-02-08 Univ Madrid Politecnica Sistema y método de producción de gas natural licuado GNL

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6248794B1 (en) * 1999-08-05 2001-06-19 Atlantic Richfield Company Integrated process for converting hydrocarbon gas to liquids
EP1306632A1 (en) * 2001-10-25 2003-05-02 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. Process for liquefying natural gas and producing liquid hydrocarbons
JP4048862B2 (ja) 2002-07-23 2008-02-20 株式会社Ｉｈｉ 液化ガス運搬船のｂｏｇ処理方法及び装置
CN100513954C (zh) * 2003-03-27 2009-07-15 Bp北美公司 将天然气加工成液体产品的集成处理工艺
EP1903189A1 (de) * 2006-09-15 2008-03-26 Siemens Aktiengesellschaft LNG-Anlage in Kombination mit Gas- und Dampfturbinen
US8616021B2 (en) * 2007-05-03 2013-12-31 Exxonmobil Upstream Research Company Natural gas liquefaction process
CA2693994A1 (en) * 2007-07-25 2009-01-29 Bp Alternative Energy International Limited Separation of carbon dioxide and hydrogen
EP2149769A1 (en) * 2008-07-31 2010-02-03 BP Alternative Energy International Limited Separation of carbon dioxide and hydrogen
US20100175425A1 (en) * 2009-01-14 2010-07-15 Walther Susan T Methods and apparatus for liquefaction of natural gas and products therefrom
US20110126451A1 (en) * 2009-11-30 2011-06-02 Chevron U.S.A., Inc. Integrated process for converting natural gas from an offshore field site to liquefied natural gas and liquid fuel
NO332984B1 (no) * 2009-12-22 2013-02-11 Zeg Power As Fremgangsmåte og anordning for samtidig produksjon av energi i form av elektrisitet, varme og hydrogengass
US8752390B2 (en) * 2010-07-13 2014-06-17 Air Products And Chemicals, Inc. Method and apparatus for producing power and hydrogen
US20120017639A1 (en) * 2010-07-21 2012-01-26 Synfuels International, Inc. Methods and systems for storing and transporting gases
WO2012069342A1 (en) 2010-11-22 2012-05-31 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method for producing liquid hydrogen and electricity
EP2713128A1 (en) * 2012-10-01 2014-04-02 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Process for the separation of air by cryogenic distillation
US10436074B2 (en) * 2013-01-24 2019-10-08 Tascosa Advanced Service, Inc. Combined brayton/rankine cycle gas and steam turbine generating system operated in two closed loops
US9945604B2 (en) * 2014-04-24 2018-04-17 Air Products And Chemicals, Inc. Integrated nitrogen removal in the production of liquefied natural gas using refrigerated heat pump
US10634425B2 (en) * 2016-08-05 2020-04-28 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Integration of industrial gas site with liquid hydrogen production
US20180148330A1 (en) * 2016-11-30 2018-05-31 Satish S. Tamhankar Methods for steam methane reforming
WO2019092654A2 (en) * 2017-11-09 2019-05-16 8 Rivers Capital, Llc Systems and methods for production and separation of hydrogen and carbon dioxide
US10866022B2 (en) * 2018-04-27 2020-12-15 Air Products And Chemicals, Inc. Method and system for cooling a hydrocarbon stream using a gas phase refrigerant
US10788261B2 (en) * 2018-04-27 2020-09-29 Air Products And Chemicals, Inc. Method and system for cooling a hydrocarbon stream using a gas phase refrigerant
WO2021216742A1 (en) * 2020-04-22 2021-10-28 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Nitrogen process for production of ammonia and liquid hydrogen
US11067335B1 (en) * 2020-08-26 2021-07-20 Next Carbon Soiittions, Llc Devices, systems, facilities, and processes for liquefied natural gas production
US11460245B2 (en) * 2020-09-04 2022-10-04 L'Air Liquide, Scoiété Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude Method of natural gas pretreatment

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022120838A (ja) 2022-08-18
CA3147155A1 (en) 2022-08-05
JP7479413B2 (ja) 2024-05-08
EP4040095A3 (en) 2022-11-23
AU2022200594B2 (en) 2023-12-14
EP4040095A2 (en) 2022-08-10
AU2022200594A1 (en) 2022-08-25
US20220252341A1 (en) 2022-08-11
CN114874821A (zh) 2022-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7479413B2 (ja) 脱炭素ｌｎｇ生成の方法およびシステム
CN109690215B (zh) 工业气体场所与液氢生产的一体化
US8276380B2 (en) Zero emission natural gas power and liquefaction plant
US11834333B2 (en) Nitrogen process for production of ammonia and liquid hydrogen
JP2012519649A (ja) 二酸化炭素及び水素の分離
US20090158701A1 (en) Systems and methods for power generation with carbon dioxide isolation
JP2011529434A (ja) 二酸化炭素及び水素の分離
US20120285195A1 (en) Separation of gases
US20180038642A1 (en) Process integration of a gas processing unit with liquefaction unit
CN111156787A (zh) 氢液化与气体处理单元的一体化
US10281203B2 (en) Method for liquefaction of industrial gas by integration of methanol plant and air separation unit
US20240043273A1 (en) Method for production of h2 with high carbon capture ratio and efficiency
GB2490476A (en) Carbon dioxide purification
US7243510B2 (en) Reduced carbon dioxide emission system and method for providing power for refrigerant compression and electrical power for a light hydrocarbon gas liquefaction process
CN111156788B (zh) 氢液化与气体处理单元的一体化
WO2023242144A1 (en) Method and plant for separation of carbon dioxide (co2)
RU2022102373A (ru) Способ и система для декарбонизированного производства спг
CN116018331A (zh) 具有涡轮增压器的甲烷化
CN114715845A (zh) 合成氨系统