KR20230093183A - 가스 스트림 성분 제거 시스템 및 방법 - Google Patents

가스 스트림 성분 제거 시스템 및 방법 Download PDF

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더글라스 에이 이세 두코트
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차트 에너지 앤드 케미칼즈 인코포레이티드
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Abstract

가스 스트림으로부터 선택된 성분을 제거하기 위한 시스템은 공급 가스 스트림을 수용하고 냉각된 공급 가스 스트림을 제공하도록 구성된 제 1 냉각 통로를 포함하는 열교환기를 구비한다. 팽창기는 냉각된 공급 가스 스트림의 적어도 일부를 수용한다. 분리 장치는 팽창기로부터 팽창된 유체 스트림을 수용하고, 팽창된 유체 스트림을 선택된 성분을 함유하는 액체 스트림과, 정제된 증기 온도를 갖는 정제된 증기 스트림으로 분리한다. 압축기는 대략적으로 정제된 증기 온도로 정제된 증기 스트림을 수용하고, 열교환기로 복귀되는 압축된 증기 스트림을 생성한다.

Description

가스 스트림 성분 제거 시스템 및 방법
본 출원은 2020년 6월 3일에 출원된 미국 가특허출원 제 63/034,112 호의 이익을 주장하며, 그 내용은 본 명세서에 인용에 의해 포함된다.
본 발명은 일반적으로 가스를 냉각 또는 액화하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이며, 특히 이러한 가스로부터 선택된 성분을 제거하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
천연가스는 보통 저장, 사용 및 이송을 위해 압력 하에서 액화된다. 액화로 인한 부피 감소는 보다 실용적이고 경제적인 디자인의 용기가 사용되게 한다.
천연가스는 일반적으로 시추 또는 유사한 작동을 통해 지하 저장소로부터 얻어진다. 생성된 천연가스 스트림은 주로 메탄이지만, 중탄화수소(예를 들면, 부탄, 에탄, 펜탄 및 프로판, 벤젠, 자일렌, 헵탄, 옥탄 및 더 무거운 성분 포함), 이산화탄소, 수소, 질소 및 물과 같은 성분을 함유할 수도 있다.
액화는 일반적으로 하나 이상의 열교환기에서 하나 이상의 냉동 사이클에 의한 간접 열교환을 통해 천연가스를 냉각하여 수행된다. 중탄화수소와 같은 성분이 액화 동안에 가스 스트림에 존재하는 경우, 이러한 성분은 동결되어 액화 열교환기의 작동을 손상시킬 수도 있다. 또한, 이는 성분을 생성물로 회수하는 것이 바람직할 수도 있다. 게다가, 고순도의 액화 천연가스는 연료로 연소될 때 이산화탄소 등 온실 가스 발생량이 적다.
이하에 설명되고 청구된 방법, 장치 및 시스템에서 개별적으로 또는 함께 구현될 수도 있는 본 개시내용의 여러 관점이 있다. 이들 관점은 단독으로 또는 본 명세서에 설명된 개시내용의 다른 관점과 조합하여 채용될 수도 있으며, 이러한 관점의 함께 설명은 이들 관점을 개별적으로 사용하거나, 이러한 관점을 개별적으로 또는 본 명세서에 첨부된 청구범위에 기재된 바와 같이 상이한 조합으로 청구하는 것을 배제하도록 의도되지 않는다.
일 관점에서, 가스 스트림으로부터 선택된 성분을 제거하기 위한 시스템은 공급 가스 스트림을 수용하고 냉각된 공급 가스 스트림을 제공하도록 구성된 제 1 냉각 통로를 구비하는 열교환기를 포함한다. 팽창기는 냉각된 공급 가스 스트림의 적어도 일부를 수용하도록 구성된다. 분리 장치는 팽창기로부터 팽창된 유체 스트림을 수용하고 팽창된 유체 스트림을 선택된 성분을 함유하는 액체 스트림과, 정제된 증기 온도를 갖는 정제된 증기 스트림으로 분리하도록 구성된다. 압축기는 대략 정제된 증기 온도로 정제된 증기 스트림을 수용하고 열교환기로 복귀되는 압축된 증기 스트림을 생성하도록 구성된다.
다른 관점에서, 공급 가스를 액화하기 위한 시스템은 제 1 냉각 통로 및 제 2 냉각 통로를 구비하는 열교환기를 포함한다. 제 1 냉각 통로는 냉각된 공급 가스 스트림이 형성되도록 공급 가스 스트림을 수용하도록 구성된다. 혼합 냉매 압축 시스템은 열교환기와 연통하며 제 1 및 제 2 냉각 통로를 냉각하도록 구성된다. 제 2 냉각 통로의 유출구에는 액화 가스 유출구 라인이 연결된다. 팽창기는 제 1 냉각 통로로부터 냉각된 공급 가스 스트림의 적어도 일부를 수용하도록 구성된다. 분리 장치는 팽창기로부터 팽창된 유체 스트림을 수용하고 팽창된 유체 스트림을 선택된 성분을 함유하는 액체 스트림과, 정제된 증기 온도를 갖는 정제된 증기 스트림으로 분리하도록 구성된다. 압축기는 대략 정제된 증기 온도로 정제된 증기 스트림을 수용하고 압축된 증기 스트림을 생성하도록 구성된다. 제 2 냉각 통로는 압축된 증기 스트림을 수용하고 액화하도록 구성된다.
또 다른 관점에서, 가스 스트림으로부터 선택된 성분을 제거하기 위한 프로세스가 제공되며, 이는 공급 가스 스트림을 냉각하여 공급 가스 스트림을 제공하는 단계와, 냉각된 공급 가스 스트림을 팽창시켜서 팽창된 가스 스트림을 제공하는 단계와, 팽창된 가스 스트림을 선택된 성분을 함유하는 액체 스트림과, 정제된 증기 온도를 갖는 정제된 증기 스트림으로 분리하는 단계와, 정제된 증기 스트림을 압축하여 압축된 증기 스트림을 제공하는 단계를 포함한다.
또 다른 관점에서, 가스 공급 스트림을 액화하는 방법은 가스 공급 가스 스트림을 냉각하여 냉각된 공급 가스 스트림을 제공하는 단계와, 냉각된 공급 가스 스트림을 팽창시켜서 팽창된 가스 스트림을 제공하는 단계와, 팽창된 가스 스트림을 선택된 성분을 함유하는 액체 스트림과, 정제된 증기 온도를 갖는 정제된 증기 스트림으로 분리하는 단계와, 정제된 증기 스트림을 압축하여 압축된 증기 스트림을 제공하는 단계와, 압축된 증기 스트림을 냉각하여 액화 가스 스트림을 형성하는 단계를 포함한다.
도 1은 본 개시의 시스템의 제 1 실시예를 도시하는 프로세스 흐름도 및 개략도이다.
도 2는 본 개시의 시스템의 제 2 실시예를 도시하는 프로세스 흐름도 및 개략도이다.
도 3은 본 개시의 시스템의 제 3 실시예를 도시하는 프로세스 흐름도 및 개략도이다.
도 4는 본 개시의 시스템의 제 4 실시예를 도시하는 프로세스 흐름도 및 개략도이다.
도 5는 본 개시의 시스템의 제 5 실시예를 도시하는 프로세스 흐름도 및 개략도이다.
본 개시의 성분 제거 시스템의 실시예를 포함하는 혼합 냉매 액화 시스템 및 방법이 도 1 내지 도 5에 도시된다. 동결 성분을 제거하고 천연가스를 액화하여 액화 천연가스를 생성하기 위한 시스템과 관련하여 실시예가 이하에 예시 및 설명되지만, 본 개시의 기술은 다른 유형의 가스를 액화 또는 냉각하는 시스템과 함께 사용될 수도 있다는 점에 유의해야 한다. 게다가, 본 개시의 기술은 원하는 최종 액체 천연가스 또는 다른 제품 온도보다 더 따뜻하지만 가스 스트림의 유입구 온도보다 더 낮은 온도로 동결 또는 응축되는 임의의 선택된 성분의 분리를 수행하는데 사용될 수도 있다.
도 1을 참조하면, 본 개시의 성분 제거 시스템의 실시예를 포함하는 시스템은 일반적으로 10으로 나타낸다. 본 시스템은 일반적으로 14로 나타낸 액화 시스템에 통합된 일반적으로 12로 나타낸 선택된 성분 제거 시스템을 포함한다. 혼합 냉매 압축기 시스템을 포함하는 기본 액화 시스템은 단지 예로서, Gushanas 등의 공동 소유 미국 특허 제 9,441,877 호 또는 Ducote, Jr. 등의 미국 특허 제 10,480,851 호에 설명된 것과 같을 수도 있으며, 각각의 내용은 본 명세서에 인용에 의해 포함된다.
일반적으로, 도 1을 참조하면, 본 시스템은 고온 단부 부분(18) 및 저온 단부 부분(20)을 구비하는 일반적으로 16으로 나타낸 멀티 스트림 메인 열교환기를 포함한다. 열교환기는 냉동 스트림과의 열교환을 통한 열제거를 통해 메인 열교환기에서 냉각 및 액화되는 고압 천연가스 공급 스트림(22)을 수용한다. 그 결과, 액화 천연가스(LNG)의 생성물 스트림(24)이 생성된다. 열교환기의 멀티 스트림 설계는 여러 스트림을 단일 열교환기 내로 편리하고 에너지 효율적으로 통합하는 것을 허용한다. 납땜 알루미늄 열교환기(brazed aluminum heat exchanger; BAHX)와 같은 적합한 열교환기는 조지아의 볼 그라운드의 Chart Energy & Chemicals, Inc.로부터 구입할 수도 있다. Chart Energy & Chemicals, Inc.로부터 이용가능한 플레이트 및 핀 다중 스트림 열교환기는 물리적으로 콤팩트하다는 추가 이점을 제공한다.
열교환기의 대안 설계 및 유형은 도면 1에서 16에 나타낸 BAHX를 대체할 수도 있다.
열교환기(16)를 포함하는 도 1의 시스템은 당업계에 공지된 다른 가스 처리 옵션을 수행하도록 구성될 수도 있다. 이러한 처리 옵션은 가스 스트림이 열교환기를 1회 이상 빠져나갔다가 재진입하는 것을 요구할 수도 있으며, 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 선택된 성분 제거 및 천연가스 액체 회수를 포함할 수도 있다.
열의 제거는 일반적으로 26으로 나타낸 혼합 냉동 압축기 시스템을 사용하여 처리되고 재생(recondition)되는 혼합 냉매를 사용하여 열교환기에서 수행된다. 혼합 냉매 압축기 시스템은 최종 압축 및 냉각 사이클 후의 혼합 냉매(MR) 혼합상 스트림(34)을 수용하고 분리하는 고압 어큐물레이터(32)를 포함한다. 어큐물레이터 드럼(32)이 도시되어 있지만, 다른 유형의 용기, 사이클론 분리기, 증류 유닛, 흡착 분리기 또는 메쉬 또는 베인 유형 미스트 제거기를 포함하지만 이에 제한되지 않는 대안적인 분리 장치가 사용될 수도 있다. 고압 증기 냉매 스트림(36)은 어큐물레이터(32)의 증기 유출구를 빠져나와서 열교환기(16)의 고온 단부 부분(18)으로 이동한다.
고압 액체 냉매 스트림(38)은 어큐물레이터(32)의 액체 유출구를 빠져나가고 또한 열교환기의 고온 단부로 이동한다. 열교환기에서 냉각한 후, 이는 혼합상 스트림(40)으로서 중간 온도 스탠드파이프(42)로 이동한다.
어큐물레이터(32)로부터의 고압 증기 스트림(36)이 열교환기(16)에서 냉각된 후, 혼합상 스트림(44)이 저온 증기 분리기(46)로 흐른다. 생성된 증기 냉매 스트림(48)은 저온 증기 분리기(46)의 증기 유출구를 빠져나가고, 열교환기(16)에서의 냉각 후에, 혼합상 스트림(54)으로서 냉온 스탠드파이프(52)로 이동한다. 증기 및 액체 스트림(56 및 58)은 냉온 스탠드파이프(52)를 빠져나와서 열교환기(16)의 저온 단부(20)에서 1차 냉동 통로(62)로 공급된다.
기화된 혼합 냉매 스트림(63)은 열교환기의 고온 단부(18)를 빠져나가고, 선택적 흡입 드럼(65)을 통과한 후에, 초기 압축 및 냉각 사이클의 압축기의 유입구로 향한다.
액체 스트림(64)은 저온 증기 분리기(46)를 빠져나오고, 열교환기(16)에서 냉각되며, 혼합상 스트림(66)으로서 열교환기를 빠져나간다. 혼합상 스트림(66)은 중간 온도 스탠드파이프(42)로 지향되고 혼합상 스트림(40)과 결합된다. 증기 및 액체 스트림(72 및 74)은 중간 온도 스탠드파이프를 빠져나오고 도시된 바와 같이 1차 냉동 통로(62)로 공급된다.
인터스테이지 분리 장치(76)는 초기 압축 및 냉각 사이클 후에 혼합 냉매 혼합상 스트림(78)을 수용하고 분리한다. 분리 드럼(76)이 도시되어 있지만, 다른 유형의 용기, 사이클론 분리기, 증류 유닛, 흡착 분리기 또는 메쉬 또는 베인 유형 미스트 제거기를 포함하지만 이에 제한되지 않는 대안적인 분리 장치가 사용될 수도 있다. 액체 스트림(82)은 인터스테이지 분리 장치의 액체 유출구를 빠져나오고, 열교환기(16)에서 냉각되며, 생성된 스트림(84)은 팽창되고 1차 냉동 통로(62)로 지향된다. 증기 스트림(85)은 인터스테이지 분리 장치의 증기 유출구에서 빠져나오고 압축 시스템의 최종 압축 및 냉각 사이클로 이동한다. 본 시스템의 대안적인 실시예에서, 인터스테이지 분리 장치는 증기 유출구만을 포함할 수도 있거나 완전히 제거될 수도 있다.
본 발명에 따르면, 성분 제거 시스템(12)은 메인 열교환기(16)의 제 1 냉각 통로(88a)에서 공급 가스 스트림(22)을 냉각함으로써 생성되는 냉각된 가스 공급 스트림(86)을 수용한다.
냉각된 공급 가스 스트림(86)은 메인 열교환기(16)로부터 회수된 후, 선택적 흡입 드럼(92)으로 지향된다. 흡입 드럼으로부터의 증기 스트림(94)은 바람직하게는 팽창 터빈인 팽창기(96)로 이동하고, 그에 따라 가스 스트림 압력이 임계 압력 미만으로 감소된다. 이는 혼합상 스트림(98)이 형성되도록 메인 열교환기에서 동결될 성분 및/또는 응축될 다른 성분이 응축되게 한다. 이 혼합상 스트림(98)은 분리 장치(102)로 이동하며, 여기에서 응축된 동결 성분 및 다른 선택된 성분을 함유하는 액체 스트림(104)이 하부로부터 회수된다.
팽창 터빈이 팽창기(96)로 도시되어 있지만, 팽창 밸브 또는 오리피스를 포함하지만 이에 제한되지 않는 대안적인 팽창 장치가 사용될 수도 있다.
흡입 드럼(92)에 수집된 임의의 액체는 흡입 드럼의 하부를 빠져나가는 액체 배출 라인(108)에서 배출 밸브(106)를 개방함으로써 분리 장치로 이동하는 혼합상 스트림(98)으로 지향될 수도 있다. 이는 팽창기(96)에 대한 잠재적인 손상을 방지한다. 대안적으로, 흡입 드럼으로부터의 액체는 밸브(106)를 빠져나온 후에 분리 장치(102)로 직접 들어갈 수도 있다.
상기 나타낸 바와 같이, 흡입 드럼(92) 및 이에 따른 액체 라인(108) 및 배출 밸브(106)는 선택적이며, 따라서, 팽창기(96)의 유입구로 직접 라우팅되는 메인 열교환기로부터 인출된 공급 스트림과 함께 생략될 수도 있다. 또는, 대안적인 실시예에서, 팽창기(96)의 유입구로 향하는 스트림은 (열교환기(16) 또는 전용 열교환기의 일부를 통과하는 통로에 의해서와 같이) 약간 가열되어서 공급 가스의 고온 가스 바이패스 또는 스트림 내의 임의의 액체를 기화시킬 수도 있다.
정제된 메탄이 풍부한 증기 스트림(112)은 정제된 증기 온도로 분리 장치(102)의 상부를 빠져나가고 압축기(또는 압축기)(114)로 지향되며, 압축기(또는 압축기)(114)는 (팽창기가 터빈인 시스템의 버전에서) 팽창기(96) 또는 모터(115), 또는 이들의 조합에 의해 동력을 공급받을 수도 있다. 압축기에 동력을 공급하기 위해 팽창기를 사용하면, 팽창기가 수용한 고압가스 스트림으로부터 에너지를 회수한다.
액화를 위해 열교환기로 돌아가는 스트림에 대한 최적의 효율을 위한 이상적인 압력("복귀 압력")은 열교환기 통로(88a)를 빠져나가는 스트림 또는 흡입 드럼의 온도와 거의 동일한 온도("복귀 온도")에 대응하는 압력이다. 정제된 증기 온도(또는 정제된 증기 스트림이 분리 장치(102)로부터 압축기 유입구로 흐를 때 정제된 증기 스트림의 잠재적인 우발적 가온으로 인한 대략 정제된 증기 온도)로 증기 스트림(112)을 수용함으로써, 압축기(114)는 더 높은 압력 및 온도로 증기 스트림(112)을 "냉각 압축"하고, 여기서 압축된 스트림의 온도는 흡입 드럼(92) 내의 증기 또는 메인 열교환기로부터 인출된 냉각된 가스 스트림(86)의 온도와 거의 같거나 약간 미만이다. 압축기를 빠져나가는 증기 스트림(118)의 복귀 온도는 시스템이 압축기 내로 들어가기 전에 분리 장치(102)를 빠져나가는 증기를 가열하지 않기 때문에, 이상적으로는 흡입 드럼(92)(또는 스트림(86)) 내의 가스의 온도 근처 또는 그 미만이다. 게다가, 저온 증기가 압축기(114)에 들어가게 함으로써, 분리 장치(102)로부터의 증기가 (동일한 압축기 동력 레벨의 경우) 압축기 내로 들어가기 전에 가열되는 경우보다 압축기로부터 빠져나오는 증기의 압력은 더 높고 온도는 더 낮다. 그 결과, 소정의 수준의 액화 천연가스 생산에 필요한 냉동 동력이 감소하거나, 반대로, 냉동 동력이 고정되면 더 높은 액화 천연가스 생산이 얻어진다. 압축된 증기 스트림(118)은 복귀 압력 및 복귀 온도로 열교환기(16)의 제 2 냉각 통로(88b)로 복귀되어서 액화되고, 그에 따라 LNG 생성물 스트림(24)이 생성된다.
도 1의 제 1 및 제 2 냉각 통로(88a 및 88b)는 단일 열교환기(16)의 일부인 것으로 도시되어 있지만, 대안적인 실시예에서, 통로(88a 및 88b)는 직렬로 배열된 개별의 열교환기로 통합될 수도 있다. 게다가, 통로(88a)에 병렬로 이어지는 통로는 동일한 열교환기 또는 추가 열교환기에 형성될 수도 있다. 통로(88b)(및 나머지 실시예에서 통로(88a 및 88b)에 대응하는 통로)에 대해서도 마찬가지이다.
도시된 프로세스는 천연가스 액화 프로세스를 위한 것이지만, 12에서 도시된 시스템 및 프로세스는 유입되는 공급 가스의 적어도 일부를 더 낮은 압력 및 온도에서 분리할 필요가 있고 더 높은 압력으로 공급 가스를 복귀함으로써 이익을 얻는 임의의 다른 프로세스와 함께 사용될 수도 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 도 1의 성분 제거 시스템(12)은 일반적으로 116으로 나타낸 코일 권선 열교환기(coil wound heat exchanger; CWHX)를 사용하는 액화 프로세스의 일부로서 구현될 수도 있다. 이러한 열교환기는 당업계에 잘 알려져 있고, 오직 예로서, 아일랜드 더블린의 Linde plc 또는 펜실베니아 앨런타운의 Air Products and Chemicals, Inc.로부터 구입할 수도 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 열교환기(116)는 냉동 스트림과의 열교환을 통한 열제거를 통해 메인 열교환기에서 냉각 및 액화되는 고압 천연가스 공급 스트림(122)을 수용한다. 그 결과, 액화 천연가스(LNG)의 생성물 스트림(124)이 생성된다.
압축 시스템은 혼합 냉매 스트림을 열교환기(116)에 제공하고 열교환기(116)로부터 혼합 냉매 스트림(128)을 수용하고, 도 1의 압축 시스템(26)과 동일한 방식으로 혼합 냉매를 컨디셔닝한다.
당업계에 알려진 바와 같이, CWHX 열교환기(116)는 컨디셔닝된 혼합 냉매 스트림(134, 136, 138 및 140)을 수용하는 쉘(132)을 포함한다. 혼합 냉매 스트림(134)은 저온 증기 분리기(144)로부터의 증기 스트림(142)을 냉각 및 팽창시킴으로써 형성된다. 혼합 냉매 스트림(136)은 저온 증기 분리기(144)로부터의 액체 스트림(146)을 냉각 및 팽창시킴으로써 형성된다. 혼합 냉매 스트림(138)은 고압 어큐물레이터(152)로부터의 액체 스트림(148)을 냉각 및 팽창시킴으로써 형성된다. 혼합 냉매 스트림(140)은 인터스테이지 분리 장치(156)로부터의 액체 스트림(154)을 냉각 및 팽창시킴으로써 형성된다.
열교환기(116)의 냉각 통로(188a 및 188b) 및 혼합 냉매를 냉각시키는데 사용되는 통로는 코어 또는 맨드릴 주위를 감싸고 열교환기의 쉘(132) 내에 위치된 튜브 다발에 의해 형성된다. 그 결과, 튜브 다발의 외부면은 쉘로 유입되는 혼합 냉매 스트림(134, 136, 138 및 140)에 노출된다.
도 1의 시스템 및 프로세스와 유사하게, 성분 제거 시스템(12)은 메인 열교환기(116)의 제 1 냉각 통로(188a)에서 공급 가스 스트림(122)을 냉각함으로써 생성되는 냉각된 가스 공급 스트림(186)을 수용한다. 냉각된 가스 공급 스트림(186)은 도 1을 참조하여 상술된 것과 동일한 방식으로 성분 제거 시스템(12)에서 처리되고, 압축된 증기 스트림(190)은 열교환기(116)의 제 2 냉각 통로(188b)로 복귀되어서 액화되고, 그에 따라 LNG 생성물 스트림(124)이 생성된다.
성분 제거 시스템의 대안적인 실시예는 일반적으로 도 3에서 200으로 나타낸다. 액화 시스템(14)은 도 1에 도시된 것과 동일한 방식으로 작동하므로, 제 1 및 제 2 냉각 통로(88a 및 88b)를 포함하는 메인 열교환기(16)도 포함한다.
이하에 설명된 바와 같이, 도 3의 성분 제거 시스템(200)은 동결 성분 및 다른 선택된 성분으로부터 가벼운 성분을 제거하기 위해 스트리핑 가스를 사용하고, 그에 따라 가벼운 성분이 LNG 생성물 스트림에 추가된다.
도 3을 참조하면, 이전 실시예에서와 같이, 천연가스 공급 스트림(202)은 냉동 스트림과의 열교환을 통한 열제거를 통해 메인 열교환기(16)에서 냉각 및 액화된다. 그 결과, 액화 천연가스(LNG)의 생성물 스트림(204)이 생성된다.
성분 제거 시스템(200)은 메인 열교환기(16)의 제 1 냉각 통로(88a)에서 공급 가스 스트림(202)을 냉각함으로써 생성되는 냉각된 가스 공급 스트림(206)을 수용한다.
냉각된 공급 가스 스트림(206)은 메인 열교환기(16)로부터 회수된 후 선택적 흡입 드럼(208)으로 지향된다. 흡입 드럼으로부터의 증기 스트림(210)은 바람직하게는 팽창 터빈인 팽창기(212)로 이동하고, 그에 따라 가스 스트림 압력은 임계 압력 미만으로 감소한다. 이는 메인 열교환기에서 동결될 성분 및/또는 응축될 다른 선택된 성분이 응축되게 하여, 혼합상 스트림(214)이 형성된다. 팽창 터빈이 팽창기(212)로 도시되어 있지만, 팽창 밸브 또는 오리피스를 포함하지만 이에 제한되지 않는 대안적인 팽창 장치가 사용될 수도 있다.
본 혼합상 스트림(214)은 일반적으로 216으로 나타낸 분리 칼럼으로 이동한다. 본 칼럼(216)은 분리 섹션(218) 및 스트리핑 섹션(220)을 포함한다. 당업계에 알려진 바와 같이, 스트리핑 섹션(220)은 메쉬 패드, 트레이, 패킹(packing) 및 유사한 성분을 포함할 수도 있다.
혼합상 스트림(214)은 칼럼의 분리 구역(218)으로 들어가고, 증기 부분 및 액체 부분으로 분리된다. 액체 부분은 스트리핑 섹션(220) 내로 직접 및/또는 예를 들면, 분배 라인(224) 및 분배 장치(226)를 포함하는 내부 또는 외부 분배 배열체를 통해 흘러 내려간다.
스트리핑 가스는 밸브(230)의 제어 하에서 공급 가스 스트림(202)의 일부를 스트리핑 섹션(220)의 하부 부분으로 지향시키는 스트리핑 가스 라인(228)을 통해 제공된다.
응축된 동결 성분 및 다른 선택된 성분을 함유하는 액체 스트림(232)은 칼럼(216)의 하부로부터 인출된다.
흡입 드럼(208)에 수집된 임의의 액체는 흡입 드럼의 하부를 빠져나가는 액체 라인(234)에서 배출 밸브(236)를 개방함으로써, 칼럼(216)의 스트리핑 섹션(220)으로 지향될 수도 있다. 이는 팽창기(212)에 대한 잠재적 손상을 방지한다.
흡입 드럼(208), 따라서 액체 라인(234) 및 배출 밸브(236)는 선택적이며, 따라서, 팽창기(212)의 유입구로 직접 라우팅되는 메인 열교환기로부터 인출된 공급 스트림과 함께 생략될 수도 있다.
정제된 메탄이 풍부한 증기 스트림(238)은 분리 칼럼(216)의 상부를 빠져나와서 압축기(242)로 지향되며, 이는 (팽창기가 터빈인 시스템의 버전에서) 팽창기(212) 또는 모터(244) 또는 이들의 조합에 의해 동력을 공급받을 수도 있다. 분리 장치의 온도에서 증기 스트림을 수용함으로써, 압축기(242)는 더 높은 압력 및 온도로 증기 스트림(238)을 "냉각 압축"하고, 여기서 압축된 가스 스트림의 온도는 흡입 드럼(208) 내의 증기 또는 메인 열교환기로부터 인출된 냉각된 가스 스트림(206)의 온도와 거의 같거나 약간 미만이다. 압축기를 빠져나가는 증기 스트림(246)의 유출구 온도는 시스템이 압축기(242) 내로 들어가기 전에 분리 칼럼(216)을 빠져나가는 증기를 가열하지 않기 때문에, 흡입 드럼(208)(또는 스트림(206)) 내의 가스의 온도 근처 또는 그 미만이다. 게다가, 저온 증기가 압축기(242)에 들어가게 함으로써, 분리 칼럼(216)으로부터의 증기가 (동일한 압축기 동력 레벨의 경우) 압축기 내로 들어가기 전에 가열되는 경우보다 압축기로부터 빠져나오는 증기의 압력은 더 높다. 그 결과, 소정의 수준의 액화 천연가스 생산에 필요한 냉동 동력이 감소하거나, 반대로, 냉동 동력이 고정되면 더 높은 액화 천연가스 생산이 얻어진다. 압축된 증기 스트림(246)은 열교환기(16)의 제 2 냉각 통로(88b)로 복귀되어서 액화되고, 그에 따라 LNG 생성물 스트림(24)이 생성된다.
분리 칼럼의 스트리핑 섹션을 위해 리보일러 서비스(reboiler service)가 추가된 도 3의 시스템의 대안 버전이 도 4에 나타나 있다. 보다 구체적으로는, 도 4에서 일반적으로 300으로 나타낸 성분 제거 시스템은 분리 섹션(304) 및 스트리핑 섹션(306)을 특징으로 하는 분리 칼럼(302)을 포함한다. 응축된 동결 성분 및 다른 선택된 성분을 함유하는 액체 스트림(308)은 칼럼(302)의 하부로부터 인출된다. 게다가, 리보일러 열교환기(312)를 포함하는 리보일러 서비스는 칼럼의 스트리핑 섹션(306)으로부터 리보일러 액체 스트림(314)을 수용한다. 열교환기(312)는 또한 액화 시스템으로 유입되는 1차 천연가스 공급 스트림(318)에서 분기되는 테이크오프 가스 스트림(316)을 수용하고 냉각한다. 그 결과, 칼럼으로부터의 액체 스트림(314)은 적어도 부분적으로 기화되고, 생성된 증기 스트림(322)은 스트리핑 가스로서 사용하기 위해 칼럼의 스트리핑 섹션(306)에 복귀된다. 냉각된 테이크오프 가스 스트림(324)은 리보일러 열교환기(312)를 빠져나와고 선택적 흡입 드럼(326)으로 지향된다. 흡입 드럼(326)이 생략된 실시예에서, 냉각된 테이크오프 가스 스트림(324)은 팽창기(332)에 들어가는 증기 스트림(328)과 결합될 수도 있다. 대안적인 실시예에서, 스트림(316)은 스트림(88a)(도 1) 또는 임의의 다른 가열 매체에서 나온 스트림으로 교체될 수도 있다.
도 4의 오염 시스템(300), 분리 칼럼(302) 및 액화 시스템(14)의 나머지 관점은 도 3을 참조하여 상술된 바와 동일한 방식으로 작동한다.
성분 제거 시스템의 대안적인 실시예는 일반적으로 도 5에서 400으로 나타낸다. 액화 시스템(14)은 도 1에 도시된 것과 동일한 방식으로 작동한다. 도 5의 시스템의 나머지 관점은 압축기(414)의 유출구 스트림(412)의 처리를 제외하고 도 3의 시스템과 동일하다. 도 5의 압축기 유출구 스트림의 처리는 상술된 임의의 실시예에서 사용될 수도 있다.
본 시스템(400)은 고온 단부 부분(406), 저온 단부 부분(410) 및 제 1 및 제 2 냉각 통로(408a 및 408b)를 포함하는 메인 열교환기(406)를 포함한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제 2 냉각 통로(408b)는 열교환기의 고온 단부 부분(406)과 저온 단부 부분(410) 모두를 적어도 부분적으로 통과하는 고압 통로로서 구성된다.
도 5의 실시예에서, 압축기 흡입은 대략적으로 정제된 증기 온도에서 유지되며, 이전 실시예에서와 같이, 정제된 증기 온도는 분리 장치(418)의 상부를 빠져나가는 증기 스트림(416)의 온도이다. 압축기, 따라서 스트림(412)의 압력은 스트림(412)이 팽창기(424)(또는 선택적 흡입 드럼(426))에 들어가는 스트림(422)의 온도보다 따뜻한 지점까지 (상술된 실시예에 대해) 증가된다. 그 결과, 가스 스트림(412)은 이전 실시예에서보다 따뜻하며, 따라서 스트림(412)은 고압 가스 통로(408b)로 지향된다. 본 실시예에서, 선택적 모터(428)에 의한 압축기로의 동력이 (그 자체로 또는 팽창기 터빈(424)에 의해 제공되는 동력에 더하여) 필요할 수도 있다. 게다가, 선택적 압축기 배출 컨디셔닝 열교환기(430)는 스트림(412)을 (냉각 또는 가열일 수도 있는) 컨디셔닝하고, 열교환기 내로 진입하기 전에 액화, 응축 시스템 또는 다른 프로세스와의 열통합을 제공할 수도 있다.
상기 나타낸 성분 제거 시스템 실시예는 분리 장치로부터의 가스를 재압축하며, 선택된 성분은 가스를 가온하는 일 없이, 가스로부터 제거되고, 그에 따라 분리 장치의 온도에 있는 압축기 흡입이 냉각된다. 압축에 필요한 동력 및 압축기의 방출 온도는 흡입 온도에 비례한다. 그러므로, 저온 압축은 압축기 방출 압력이 높아지고 흡입이 먼저 가온된 경우보다 온도가 낮아지고, 고정된 동력을 사용 가능하며, 원하는 복귀 온도 및 복귀 압력이 메인 열교환기로 돌아가게 한다. 그 결과, 소정의 수준의 액화 천연가스 생성에 필요한 냉동 동력이 감소하거나, 반대로, 냉동 동력이 고정되면 더 높은 액화 천연가스 생성이 얻어진다.
본 발명의 바람직한 실시예가 도시되고 설명되었지만, 본 발명의 정신으로부터 일탈하는 일 없이 변경 및 변형이 이루어질 수도 있음이 당업자에게 명백할 것이며, 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의해 규정된다.

Claims (45)

  1. 가스 스트림으로부터 선택된 성분을 제거하기 위한 시스템에 있어서,
    a. 공급 가스 스트림을 수용하고 냉각된 공급 가스 스트림을 제공하도록 구성된 제 1 냉각 통로를 포함하는 열교환기와,
    b. 상기 냉각된 공급 가스 스트림의 적어도 일부를 수용하도록 구성된 팽창기와,
    c. 상기 팽창기로부터 팽창된 유체 스트림을 수용하고 상기 팽창된 유체 스트림을 선택된 성분을 함유하는 액체 스트림과, 정제된 증기 온도를 갖는 정제된 증기 스트림으로 분리하도록 구성된 분리 장치와,
    d. 대략 정제된 증기 온도로 상기 정제된 증기 스트림을 수용하고 상기 열교환기로 복귀되는 압축된 증기 스트림을 생성하도록 구성된 압축기를 포함하는
    성분 제거 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 압축된 증기 스트림을 수용하도록 구성된 제 2 냉각 통로를 더 포함하고, 상기 열교환기는 상기 제 1 및 제 2 냉각 통로를 포함하는 단일 메인 열교환기를 포함하는
    성분 제거 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 압축된 증기 스트림을 수용하도록 구성된 제 2 냉각 통로를 더 포함하고, 상기 열교환기는 상기 제 1 냉각 통로를 포함하는 제 1 열교환기와, 상기 제 2 냉각 통로를 포함하는 제 2 열교환기를 포함하는
    성분 제거 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서
    제 2 냉각 통로, 제 3 냉각 통로 및 제 4 냉각 통로를 더 포함하며,
    상기 제 2 냉각 통로는 상기 압축된 증기 스트림을 수용하도록 구성되고, 상기 제 3 냉각 통로는 상기 제 1 및 제 3 냉각 통로가 상기 공급 가스 스트림을 수용하고 냉각된 공급 가스 스트림을 상기 팽창기로 제공하도록 상기 제 1 냉각 통로와 병렬로 배열되며, 상기 제 4 냉각 통로는 상기 제 2 및 제 4 냉각 통로가 상기 압축된 증기 스트림을 수용하도록 상기 제 2 냉각 통로와 병렬로 배열되는
    성분 제거 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 냉각 통로는 제 1 열교환기에 있고, 상기 제 3 및 제 4 냉각 통로는 제 2 열교환기에 있는
    성분 제거 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 압축기로부터 압축된 증기를 수용하고 상기 컨디셔닝된 압축 증기를 상기 열교환기로 지향시키도록 구성된 컨디셔닝 열교환기를 더 포함하는
    성분 제거 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 열교환기의 제 1 냉각 통로로부터 상기 냉각된 공급 가스 스트림을 수용하도록 구성된 흡입 드럼을 더 포함하고, 상기 흡입 드럼은 상기 냉각된 공급 가스 스트림의 적어도 일부를 상기 팽창기로 지향시키도록 구성된 흡입 드럼 증기 유출구를 구비하는
    성분 제거 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 흡입 드럼은 흡입 드럼 액체 유출구를 구비하고, 상기 성분 제거 시스템은 유체 스트림을 상기 분리 장치로 지향시키도록 구성된 액체 배출 라인을 더 포함하는
    성분 제거 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 액체 배출 라인은 배출 밸브를 포함하는
    성분 제거 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 팽창기는 팽창 터빈인
    성분 제거 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 압축기는 상기 팽창 터빈에 의해 동력을 공급받는
    성분 제거 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 압축기는 상기 팽창 터빈 및 모터에 의해 동력을 공급받는
    성분 제거 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 팽창기는 모터에 의해 동력을 공급받는
    성분 제거 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 분리 장치는 분리 섹션 및 스트리핑 섹션을 구비하는 분리 칼럼을 포함하고, 상기 분리 섹션은 상기 팽창기로부터 상기 팽창된 유체 스트림을 수용하고, 액체를 상기 스트리핑 섹션으로 지향시키고, 상기 정제된 증기 스트림을 상기 압축기로 지향시키도록 구성되며, 오염 액체 스트림이 상기 스트리핑 섹션을 빠져나가며,
    상기 성분 제거 시스템은 상기 공급 가스 스트림의 일부를 수용하고 스트리핑 가스로서 사용하기 위해 상기 공급 가스 스트림의 일부를 상기 스트리핑 섹션으로 지향시키도록 구성된 스트리핑 가스 라인을 더 포함하는
    성분 제거 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 스트리핑 가스 라인은 상기 열교환기의 제 1 냉각 통로로부터 유체를 수용하도록 구성된 유입구를 포함하는
    성분 제거 시스템.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 열교환기의 제 1 냉각 통로로부터 상기 냉각된 공급 가스 스트림을 수용하도록 구성된 흡입 드럼을 더 포함하고, 상기 흡입 드럼은 상기 냉각된 공급 가스 스트림의 적어도 일부를 상기 팽창기로 지향시키도록 구성된 흡입 드럼 증기 유출구와, 유체 스트림을 상기 스트리핑 섹션으로 지향시키도록 구성된 흡입 드럼 액체 유출구를 구비하는
    성분 제거 시스템.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 분리 장치는 분리 섹션 및 스트리핑 섹션을 구비하는 분리 칼럼을 포함하고, 상기 분리 섹션은 상기 팽창기로부터 상기 팽창된 유체 스트림을 수용하고, 액체를 상기 스트리핑 섹션으로 지향시키고, 상기 정제된 증기 스트림을 상기 압축기로 지향시키도록 구성되고, 상기 선택된 성분을 함유하는 액체 스트림은 상기 스트리핑 섹션을 빠져나가며,
    상기 성분 제거 시스템은 상기 스트리핑 섹션으로부터 리보일러 액체 스트림을 수용하여 상기 리보일러 액체 스트림을 적어도 부분적으로 기화시키고, 생성된 스트리핑 가스 스트림을 상기 스트리핑 섹션으로 지향시키도록 구성된 리보일러 열교환기를 더 포함하는
    성분 제거 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 공급 가스 스트림의 일부를 수용하고 상기 공급 가스 스트림의 일부를 상기 리보일러 열교환기로 지향시키도록 구성된 테이크오프 가스 라인을 더 포함하고, 상기 공급 가스 스트림의 일부는 상기 리보일러 액체 스트림이 가온되고 기화될 때 냉각되며, 상기 리보일러 열교환기는 상기 공급 가스 스트림의 냉각된 부분의 적어도 일부를 상기 팽창기로 지향시키도록 구성되는
    성분 제거 시스템.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 압축된 증기 스트림을 수용하도록 구성된 제 2 냉각 통로를 더 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 냉각 통로는 병렬 구성으로 상기 열교환기 내에 위치되는
    성분 제거 시스템.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 열교환기는 고온 단부 부분 및 저온 단부 부분을 포함하고, 상기 제 2 냉각 통로는 상기 열교환기의 고온 및 저온 단부 부분 모두를 적어도 부분적으로 통과하는 고압 통로를 형성하며, 상기 제 1 냉각 통로는 상기 열교환기의 고온 단부 부분의 적어도 일부를 통과하는
    성분 제거 시스템.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 압축기로부터 압축된 증기를 수용하고 컨디셔닝된 압축 증기를 상기 고압 통로로 지향시키도록 구성된 컨디셔닝 열교환기를 더 포함하는
    성분 제거 시스템.
  22. 공급 가스를 액화하기 위한 시스템에 있어서,
    a. 냉각된 공급 가스 스트림이 형성되도록 공급 가스 스트림을 수용하도록 구성된 제 1 냉각 통로 및 제 2 냉각 통로를 구비하는 열교환기와,
    b. 상기 열교환기와 연통되며 상기 제 1 및 제 2 냉각 통로를 냉각하도록 구성된 혼합 냉매 압축 시스템과,
    c. 상기 제 2 냉각 통로의 유출구와 연결된 액화 가스 유출구 라인과,
    d. 상기 제 1 냉각 통로로부터 상기 냉각된 공급 가스 스트림의 적어도 일부를 수용하도록 구성된 팽창기와,
    e. 상기 팽창기로부터 팽창된 유체 스트림을 수용하고 상기 팽창된 유체 스트림을 선택된 성분을 함유하는 액체 스트림과, 정제된 증기 온도를 갖는 정제된 증기 스트림으로 분리하도록 구성된 분리 장치와,
    f. 대략 상기 정제된 증기 온도로 상기 정제된 증기 스트림을 수용하고 압축된 증기 스트림을 생성하도록 구성된 압축기를 포함하며,
    g. 상기 제 2 냉각 통로는 상기 압축된 증기 스트림을 수용하고 액화하도록 구성되는
    공급 가스 액화 시스템.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 열교환기는 상기 제 1 및 제 2 냉각 통로를 포함하는 단일 메인 열교환기를 포함하는
    공급 가스 액화 시스템.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 열교환기는 상기 제 1 냉각 통로를 포함하는 제 1 열교환기와, 상기 제 2 냉각 통로를 포함하는 제 2 열교환기를 포함하는
    공급 가스 액화 시스템.
  25. 제 22 항에 있어서,
    제 3 냉각 통로 및 제 4 냉각 통로를 더 포함하고,
    상기 제 3 냉각 통로는 상기 제 1 및 제 3 냉각 통로가 상기 공급 가스 스트림을 수용하고 냉각된 공급 가스 스트림을 상기 팽창기로 제공하도록 상기 제 1 냉각 통로와 병렬로 배열되며, 상기 제 4 냉각 통로는 상기 제 2 및 제 4 냉각 통로가 상기 압축된 증기 스트림을 수용하고 액화하도록 상기 제 2 냉각 통로와 병렬로 배열되는
    공급 가스 액화 시스템.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 냉각 통로는 제 1 열교환기에 있고, 상기 제 3 및 제 4 냉각 통로는 제 2 열교환기에 있는
    공급 가스 액화 시스템.
  27. 제 22 항에 있어서,
    상기 압축기로부터 압축된 증기를 수용하고 상기 컨디셔닝된 압축 증기를 상기 열교환기로 지향시키도록 구성된 컨디셔닝 열교환기를 더 포함하는
    공급 가스 액화 시스템.
  28. 제 22 항에 있어서,
    상기 열교환기의 제 1 냉각 통로로부터 상기 냉각된 공급 가스 스트림을 수용하도록 구성된 흡입 드럼을 더 포함하고, 상기 흡입 드럼은 상기 냉각된 공급 가스 스트림의 적어도 일부를 상기 팽창기로 지향시키도록 구성된 흡입 드럼 증기 유출구를 구비하는
    공급 가스 액화 시스템.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 흡입 드럼은 흡입 드럼 액체 유출구를 구비하고, 상기 공급 가스 액화 시스템은 유체 스트림을 상기 분리 장치로 지향시키도록 구성된 액체 배출 라인을 더 포함하는
    공급 가스 액화 시스템.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 액체 배출 라인은 배출 밸브를 포함하는
    공급 가스 액화 시스템.
  31. 제 22 항에 있어서,
    상기 팽창기는 팽창 터빈인
    공급 가스 액화 시스템.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 압축기는 상기 팽창 터빈에 의해 동력을 공급받는
    공급 가스 액화 시스템.
  33. 제 31 항에 있어서,
    상기 압축기는 상기 팽창 터빈 및 모터에 의해 동력을 공급받는
    공급 가스 액화 시스템.
  34. 제 22 항에 있어서,
    상기 압축기는 모터에 의해 동력을 공급받는
    공급 가스 액화 시스템.
  35. 제 22 항에 있어서,
    상기 분리 장치는 분리 섹션 및 스트리핑 섹션을 구비하는 분리 칼럼을 포함하고, 상기 분리 섹션은 상기 팽창기로부터 상기 팽창된 유체 스트림을 수용하고, 액체를 상기 스트리핑 섹션으로 지향시키고, 상기 정제된 증기 스트림을 상기 압축기로 지향시키도록 구성되며, 선택된 성분을 함유하는 액체 스트림이 상기 스트리핑 섹션을 빠져나가며,
    상기 공급 가스 액화 시스템은 상기 공급 가스 스트림의 일부를 수용하고 스트리핑 가스로서 사용하기 위해 상기 공급 가스 스트림의 일부를 상기 스트리핑 섹션으로 지향시키도록 구성된 스트리핑 가스 라인을 더 포함하는
    공급 가스 액화 시스템.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 스트리핑 가스 라인은 상기 열교환기의 제 1 냉각 통로로부터 유체를 수용하도록 구성된 유입구를 포함하는
    공급 가스 액화 시스템.
  37. 제 35 항에 있어서,
    상기 열교환기의 제 1 냉각 통로로부터 상기 냉각된 공급 가스 스트림을 수용하도록 구성된 흡입 드럼을 더 포함하고, 상기 흡입 드럼은 상기 냉각된 공급 가스 스트림의 적어도 일부를 상기 팽창기로 지향시키도록 구성된 흡입 드럼 증기 유출구와, 유체 스트림을 상기 스트리핑 섹션으로 지향시키도록 구성된 흡입 드럼 액체 유출구를 구비하는
    공급 가스 액화 시스템.
  38. 제 22 항에 있어서,
    상기 분리 장치는 분리 섹션 및 스트리핑 섹션을 구비하는 분리 칼럼을 포함하고, 상기 분리 섹션은 상기 팽창기로부터 상기 팽창된 유체 스트림을 수용하고, 액체를 상기 스트리핑 섹션으로 지향시키고, 상기 정제된 증기 스트림을 상기 압축기로 지향시키도록 구성되고, 소정 성분을 함유하는 액체 스트림은 상기 스트리핑 섹션을 빠져나가며,
    상기 공급 가스 액화 시스템은 상기 스트리핑 섹션으로부터 리보일러 액체 스트림을 수용하여 상기 리보일러 액체 스트림을 가온하고 적어도 부분적으로 기화시키고, 생성된 스트리핑 가스 스트림을 상기 스트리핑 섹션으로 지향시키도록 구성된 리보일러 열교환기를 더 포함하는
    공급 가스 액화 시스템.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 공급 가스 스트림의 일부를 수용하고 상기 공급 가스 스트림의 일부를 상기 리보일러 열교환기로 지향시키도록 구성된 테이크오프 가스 라인을 더 포함하고, 상기 공급 가스 스트림의 일부는 상기 리보일러 액체 스트림이 가온되고 부분적으로 기화될 때 냉각되며, 상기 리보일러 열교환기는 상기 공급 가스 스트림의 냉각된 부분의 적어도 일부를 상기 팽창기로 지향시키도록 구성되는
    공급 가스 액화 시스템.
  40. 제 22 항에 있어서,
    상기 열교환기는 고온 단부 부분 및 저온 단부 부분을 포함하고, 상기 제 2 냉각 통로는 상기 열교환기의 고온 및 저온 단부 부분 모두를 적어도 부분적으로 통과하는 고압 통로를 형성하며, 상기 제 1 냉각 통로는 상기 열교환기의 고온 단부 부분의 적어도 일부를 통과하는
    공급 가스 액화 시스템.
  41. 제 40 항에 있어서,
    상기 압축기로부터 압축된 증기를 수용하고 컨디셔닝된 압축 증기를 상기 고압 통로로 지향시키도록 구성된 컨디셔닝 열교환기를 더 포함하는
    공급 가스 액화 시스템.
  42. 가스 스트림으로부터 선택된 성분을 제거하는 방법에 있어서,
    a. 공급 가스 스트림을 냉각하여 냉각된 공급 가스 스트림을 제공하는 단계와,
    b. 상기 냉각된 공급 가스 스트림을 팽창시켜서 팽창된 가스 스트림을 제공하는 단계와,
    c. 상기 팽창된 가스 스트림을 선택된 성분을 함유하는 액체 스트림과, 정제된 증기 온도를 갖는 정제된 증기 스트림으로 분리하는 단계와,
    d. 대략 정제된 증기 온도로 정제된 증기 스트림을 수용한 후에 상기 정제된 증기 스트림을 압축하여 압축된 증기 스트림을 제공하는 단계를 포함하는
    성분 제거 방법.
  43. 제 42 항에 있어서,
    상기 가스 스트림은 천연가스 스트림인
    성분 제거 방법.
  44. 가스 공급 스트림을 액화하는 방법에 있어서,
    a. 가스 공급 가스 스트림을 냉각하여 냉각된 공급 가스 스트림을 제공하는 단계와,
    b. 상기 냉각된 공급 가스 스트림을 팽창시켜서 팽창된 가스 스트림을 제공하는 단계와,
    c. 상기 팽창된 가스 스트림을 선택된 성분을 함유하는 액체 스트림과, 정제된 증기 온도를 갖는 정제된 증기 스트림으로 분리하는 단계와,
    d. 대략 상기 정제된 증기 온도로 상기 정제된 증기 스트림을 수용한 후에 상기 정제된 증기 스트림을 압축하여 압축된 증기 스트림을 제공하는 단계와,
    e. 상기 압축된 증기 스트림을 냉각하여 액화 가스 스트림을 형성하는 단계를 포함하는
    가스 공급 스트림 액화 방법.
  45. 제 44 항에 있어서,
    상기 가스 스트림은 천연가스 스트림인
    가스 공급 스트림 액화 방법.
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