SI20653A

SI20653A - Postopek za iztovarjanje pod tlakom nahajajočega se utekočinjenega zemeljskega plina iz vsebnikov

Info

Publication number: SI20653A
Application number: SI9920102A
Authority: SI
Inventors: James R. Rigby
Original assignee: Exxonmobil Upstream Research Company
Priority date: 1998-12-18
Filing date: 1999-12-17
Publication date: 2002-02-28
Also published as: GB2358911A; WO2000036332A3; ES2217912A1; JP4526188B2; IL143359A0; AU2197000A; KR20010101206A; ID29438A; CN1106524C; HRP20010389A2; ES2217912B1; ID29473A; WO2000036332A2; JP2002532668A; GB0113067D0; ZA200104278B; BR9916343A; TR200101768T2; EP1144904A4; GB2358911B

Abstract

Opisan je postopek za raztovarjanje velikega števila vsebnikov, ki imajo v sebi pod tlakom nahajajoči se utekočinjeni plin. Pod tlakom nahajajoči se iztiskovalni plin se dovaja prvemu vsebniku ali skupini vsebnikov, da se iz njih izprazni utekočinjeni plin. Iztiskovalni plin se nato odstrani iz prvega vsebnika ali skupine in se loči v prvi parni tok in drugi parni tok. Prvi parni tok se segreje in se vodi k drugemu vsebniku ali skupini. Drugi parni tok se vodi drugemu vsebniku ali skupini, da se iz njega izprazni utekočinjeni plin. Povezava med prvim vsebnikom ali skupino in drugim vsebnikom ali skupino se prekine in se ponovijo predhodni koraki za vse izmed vsebnikov zaporedno in le zadnji vsebnik ali skupina, iz katere je izpraznjena tekočina, ostane pri tlaku iztiskovalnega plina in so vsi izmed vsebnikov na koncu postopka razen zadnjega vsebnika ali skupine napolnjeni s paro pri nižjem tlaku.ŕ

Description

EXXONMOBIL UPSTREAM RESEARCH COMPANY

Postopek za iztovarjanje pod tlakom nahajajočega se utekočinjenega zemeljskega plina iz vsebnikov

PODROČJE IZUMA

Izum se nanaša na ravnanje s pod tlakom nahajočim se utekočinjenim plinom, predvsem na postopek iztovarjanja vsebnikov, ki v sebi vsebujejo pod tlakom se nahajajoči utekočinjeni plin.

IZHODIŠČE IZUMA

Zaradi svojih odlik zaradi čistega zgorevanja in udobnosti se je v zadnjih letih zemeljski plin začel na široko uporabljati. Številni izvori zemeljskega plina se nahajajo v odročnih področjih, ki so zelo oddaljena od kakršnihkoli komercialnih trgov za plin. Včasih je na razpolago cevovod za transportiranje pridobljenega zemeljskega plina do komercialnega trga. Kadar transportiranje po cevovodu ni izvedljivo, se pridobljeni zemeljski plin pogosto obdela v utekočinjeni zemeljski plin imenuje se LNG - za transportiranje do trga.

Pred kratkim je bil podan predlog, naj se zemeljski plin transportira pri temperaturah nad -112 °C (-170 °F) in pri takšnih tlakih, da je tekočina pod točko nastajanja me-2hurčkov. Za najsplošnejše sestave zemeljskega plina bo njegov tlak pri temperaturah nad -112 °C med okoli 1.380 kPa (200 psia) in okoli 3.500 kPa (500 psia). Pod tlakom nahajajoči se tekoči zemeljski plin se označuje kot PLNG, da se razlikuje od LNG, ki se transportira pri skoraj atmosferskem tlaku in temperaturi okoli -160 °C.

Če se PLNG iztovori iz vsebnika z izčrpavanjem PLNG in s tem da se dovoli dvig tlaka v vsebniku, lahko znižanje tlaka v PLNG povzroči znižanje temperature v vsebniku pod dovoljeno koncesijsko temperaturo za vsebnik. Če se v vsebniku vzdržuje tlak, ko se odvzema PLNG, da bi se izognilo takšnemu temperaturnemu znižanju, bo v vsebniku ostala para vsebovala znatno prostornino prvotnega vsebnikovega karga. Odvisno od tlaka in temperature shranjevanja in sestave PLNG, lahko pare tvorijo od okoli 10 do 20 masnih odstotkov PLNG v vsebniku, preden je bila odstranjena tekočina. Zaželjeno je, da se odstrani toliko tega plina, kolikor je ekonomsko možno, medtem ko se vsebnik drži pri približno isti temperaturi, ki jo je PLNG imel pred iztovarjanjem.

KRATKA PREDSTAVITEV IZUMA

Predloženi izum se nanaša na postopek za raztovarjanje velikega števila vsebnikov, ki v sebi vsebujejo utekočinjeni plin. Pod tlakom nahajajoči se iztiskovalni plin se dovaja prvemu vsebniku ali skupini vsebnikov izmed omenjenega velika števila vsebnikov, da se iz njega izprazni utekočinjeni plin. Izstopajoči plin se nato odstrani, prednostno z uporabo kompresorja, prva vsebnika ali skupine vsebnikov in iztiskovalni plin se loči v prvi parni tok in v drugi parni tok. Prvi parni tok, ki ga odtegne kompresor, se segreva in dovaja prvemu vsebniku ali prvi skupini vsebnikov, da se s tem vzdržuje kargo v prvem vsebniku ali skupini pri ali nad temperaturo po zasnovi. Drugi parni tok pri izstopu iz kompresorja se odtegne in dovaja drugemu vsebniku ali drugi skupini vsebnikov izmed velikega števila vsebnikov, da se iz njih izprazni utekočinjeni plin. Povezava med prvim vsebnikom ali skupino in drugim vsebnikom ali skupino se prekine in ti koraki se ponovijo za vse vsebnike zaporedno, pri čemer se le iz zadnjega vsebnika izprazni tekočina, ki ostane pri tlaku iztiskovalnega plina, in vsi vsebniki razen zadnjega se na koncu postopka napolnijo s paro pri nižjem tlaku.

Pri izvajanju predloženega izuma se vsebnik ali skupina vsebnikov izprazni, s tem da se tekočina iztisne s plinom, pri čemer rezervoarji ostanejo prazni v pogledu tekočine, vendar so polni pod tlakom nahajajočega se plina. Plin, ki ostane v vsebniku ali skupini vsebnikov, se nato delno odstrani in uporabi, da iztisne naslednje vsebnike ali skupino vsebnikov s približno isto prostornino. Med korakom, v katerem se plin odstranjuje iz vsebnikov, v katerih ni več tekočine, in se pretaka v naslednji s tekočino napolnjeni vsebnik ali skupino vsebnikov, pade tlak v vsebnikih, v katerih ni tekočine. Da se vzdržuje temperatura nad kritično temperaturo v vsebnikih, iz katerih je bil odstranjen plin, se nekaj plina, ki se odstranjuje, segreje in reciklira nazaj v te rezervoarje. Ob koncu postopka se tekočina odstrani iz vsebnikov in vsi razen zadnjega vsebnika ali skupine vsebnikov so pri nizkem tlaku, prednostno med okoli 690 kPa (100 psia) in 1.380 kPa (200 psia), medtem ko je zadnji pri tlaku nekoliko nad tlakom točke nastajanja mehurčkov. Para pri nižjem tlaku, ki ostaja v vsebnikih, bo imela bistveno manjšo maso kot, če je iz vsebnikov izpraznjen utekočinjen plin in so napolnjeni s plinom pod visokim tlakom. Plin v vsebnikih se na značilen način ponovno utekočini ali pa se uporabi kot gorivni plin, ko se vsebniki ponovno napolnijo z utekočinjenim plinom. Povečanje deleža potisnjenega karga in zmanjšanje količine plina, ki ga je treba ponovno utekočiniti v napravi za utekočinjenje, lahko znatno zmanjša splošne stroške transportiranja utekočinjenega plina.

KRATEK OPIS SKIC

Predloženi izum in njegove prednosti bodo jasnejši ob sklicevanju na naslednji podrobni opis in priložene skice, ki so shematični diagrami pretakanja značilnih izvedbenih primerov po predloženem izumu.

Slika 1A je pogled s strani na ladjo, na katero je naložen pod tlakom nahajajoči se utekočinjeni plin, ki gaje treba iztovoriti v skladu z izvajanjem predloženega izuma.

Slika IB je pogled zvrha na ladjo s slike 1A, pri čemer je del krova ladje odstranjen, daje prikazano veliko število vsebnikov, ki se lahko raztovorijo z izvajanjem predloženega izuma.

Slika 2 je shematični diagram pretakanja za iztovarjanje PLNG iz prvega vsebnika ali skupine vsebnikov v skladu z izvajanjem predloženega izuma.

Slika 3 je shematičen diagram pretakanja za premeščanje PLNG od drugega vsebnika ali skupine vsebnikov, s tem da se prazni prvi vsebnik ali skupina vsebnikov do nizkega tlaka.

Slika 4 je je shematičen diagram pretakanja za premeščanje PLNG od tretjega vsebnika ali skupine vsebnikov, s tem da se izprazni drugi vsebnik ali skupina vsebnikov do nizkega tlaka.

Diagrami pretakanja, ki so predstavljeni na skicah, predstavljajo različne izvedbene primere izvajanja postopka po predloženem izumu. Skice niso namenjene, da bi iz obsega izuma izključile druge izvedbene primere, ki sledijo iz normalnih in pričakovanih modifikacij teh specifičnih izvedbenih primerov. Različni zahtevani podsistemi, kot so črpalke, ventili, mešalniki pretočnih tokov, krmilni sistemi in senzorji nivoja tekočine, so bili s slik odstranjeni zaradi preprostosti in jasnosti predstavitve.

DETAJLNI OPIS IZUMA

Predloženi izum ponuje postopek za raztovarjanje velika števila vsebnikov in uporablja plin za praznjenje pod tlakom nahajajoče se tekočine iz vsebnikov, medtem ko se vzdržuje v bistvu stalen tlak pri dnu vsakega vsebnika med iztovarjanjem tekočine. Plin pod visokim tlakom, ki je ostal v vsebniku, se uporabi za odstranjevanje PLNG iz naslednjega vsebnika, pri čemer se uporablja ena ali več stopenj zgostitve. Med nižanjem tlaka se vzdržuje temperatura, pri čemer se uporablja reciklirani ogrevni plin, ki se oddvoji pri kompresorju.

Ta opis predloženega izuma opisuje odstranjevanje PLNG z ladje za PLNG, ki je na splošno prikazana na sliki IA, ki prikazuje stranski pogled primerne ladje, ki ima veliko število navpično podolgovatih vsebnikov ali posod za transportiranje PLNG. Razumeti pa je treba, da izvajanje predloženega izuma ni omejeno na posebno zasnovo vsebnika, ki ga je treba raztovoriti. Niti ni praksa predloženega izuma omejena na vsebnike na ladjah. Katerikoli primerni vsebnik za shranjevanje PLNG se lahko uporabi pri postopku raztovarjanja po predloženem izumu, tako na ladji kot na napravi na obali. Čeprav sliki IA in IB prikazujeta veliko število navpično podolgovatih vsebnikov na ladji, bi vsebniki lahko bili tudi vodoravni ali oboje, navpični in vodoravni. Cevni sistem in postopki praznjenja bi se lahko modificirali tudi v skladu z nauki predloženega izuma v odvisnosti od namestitve tankov in regulacijskih krmilnih teles. Nadzorstveni organi v nekaterih sodnih oblasteh sedaj zahtevajo, da imajo vsebniki na ladjah le vrhnje povezave, kar omejuje raztovarjanje na bodisi črpanje ali iztiskanje, če se med postopkom raztovarjanja vzdržuje določen tlak. Naprave na obali, ki dovoljujejo povezave pri dnu, bi poenostavile postopek raztovarjanja.

Na sliki IB prikazani podolgovati vsebniki so montirani v ladijskem prostoru in so povezani s cevnim sistemom za selektivno polnjenje, zračenje in praznjenje PLNG. Vsebniki so v hladnem boksu, ki ima primemo izolacijo za držanje PLNG pri nizkih temperaturah. Alternativno je mogoče izolirati posamezne rezervoarje. Vsak vsebnik je v intervalu od okoli 15 m do 60 m v višino in ima zunanji premer okoli 3 m do 10 m. Vsebniki so lahko izdelani iz kateregakoli primernega materiala, ki je lahko trajno izpostavljen in prenaša napetost pri nizkih temperaturah pri tlakih, ki se zahtevajo, da se PLNG obdrži pri ali pod temperaturo točke tvorjenja mehurčkov.

Izraz točka tvorjenja mehurčkov, ki se uporablja v tem opisu, pomeni temperaturo in tlak, pri katerih se tekočina začne pretvarjati v plin. Če se na primer določena prostornina PLNG drži pri stalnem tlaku, narašča pa njegova temperatura, je temperatura, pri kateri se začnejo v PLNG tvoriti mehurčki plina, točka tvorjenja mehurčkov. Podobno, če se določena prostornina PLNG drži pri stalni temperaturi, se pa znižuje tlak, tlak, pri katerem se začne tvoriti plin, opredeljuje točko tvorjenja mehurčkov. Pri točki tvorjenja mehurčkov je utekočinjeni plin nasičena tekočina. Za večino sestav zemeljskega plina bo tlak zemeljskega plina pri temperaturah nad -112 °C med okoli 1.380 kPa (200 psia) in okoli 4.500 kPa (650 psia).

Čeprav se ta opis nanaša na iztovarjanje PLNG z ladje, predloženi izum ni omejen na iztovarjanje PLNG. Postopek po predloženem izumu se lahko uporabi za iztovarjanje kateregakoli pod tlakom nahajajočega se utekočinjenega plina.

Ena izmed prednostni pri izvajanju predloženega izuma jev tem, da se utekočinjeni plin iztovarja iz vsebnikov brez znatnega znižanja tlaka PLNG med korakom praznjenja. Vsakršno znatno znižanje tlaka PLNG v vsebnikih bi lahko znižalo temperaturo PLNG pod koncesijsko temperaturo vsebnika, PLNG pa zasveti, ko tlak pade pod točko tvorjenja mehurčkov.

Naj višja temperatura PLNG v ladijskih vsebnikih, ki jih je treba raztovoriti, bo predvsem odvisna od sestave PLNG. Zemeljski plin, ki je pretežno metan, se ne more utekočiniti pri okoliški temperaturi s preprostim zvišanjem tlaka, kar je primer pri težjih ogljikovodikih, ki se uporabljajo za energijske namene. Kritična temperatura metana je -82, 5 °C (- 116,5 °F). To pomeni da se metan lahko utekočini ne glede na uporabljeni tlak le pod to temperaturo. Ker je zemeljski plin mešanica tekočih plinov, se utekočinja preko razpona temperatur. Kritična temperatura zemeljskega plina je značilno med okoli -85 °C (-121 °F) in -62 °C (-80 °F). Ta kritična temperatura bo teoretična najvišja temperatura PLNG v ladijskih vsebnikih, toda prednostna temperatura shranjevanja bo prednostno nekaj stopinj pod kritično temperaturo in pri nižjem tlaku od kritičnega tlaka.

Izum bo sedaj opisan s sklicevanjem na slike 2, 3 in 4, ki opisujejo iztovarjanje PLNG iz vsebnikov 1, 2 in 3, ki so nameščeni na obali ali na plavajočem plovilu, kot so ladje ali čolni za raztovarjanje ladij. Zaradi poenostavitve opisa predloženega izuma so na slikah prikazani le trije vsebniki. Razumeti je treba, da ta izum ni omejen na določeno število vsebnikov ali skupino vsebnikov. Ladja, kije zasnovana za transportiranje pod tlakom nahajajočega se utekočinjenega plina, ima lahko nekaj sto vsebnikov s pod tlakom nahajajočim se PLNG. Cevni sistem med velikim številom rezervoarjev se lahko priredi tako, da se vsebniki lahko raztovarjajo en vsebnik ob določenem času in nato zaporedno ali pa se raztovarjajo v skupinah in vsak vsebnik v vrsti ali skupini se lahko raztovori ali razloži v poljubnem zaporedju. Zaporedje raztovarjanja iz plavajočega nosilca mora upoštevati uravnoteženje in stabilnost nosilca vsebnikov, kar pa je znano izvedencem s tega področja.

Vsak vsebnik ali skupina vsebnikov je opremljen z omejilniki tlaka, tipali za tlak, kazali višine gladine in sistemi za tlačni alarm in primemo izolacijo za delovanje pri nizkih temperaturah. Ti sistemi so na slikah izpuščeni, ker so strokovnjaki s področja seznanjeni s konstrukcijo in delovanjem takšnih sistemov, ki niso pomembni za razumevanje izvajanja predloženega izuma.

Da se iztovori PLNG iz vsebnika 1 ali prve skupine vsebnikov, se pod tlakom nahajajoči se iztiskovalni plin, sklicujoč se na sliko 2, vodi po vodu 10, da se izprazni PLNG iz vsebnika 1 po vodu 11, ki se razteza od blizu dna vsebnika 1 skozi vrh vsebnika 1 in je priključen na vod 16. Cevni sistem, v katerega se prazni PLNG, se prednostno predhodno ohlaja in napolni približno do tlaka pred postopkom raztovarjanja, da se kar se da zmanjša sunkovito pretakanje in preprečijo preveliki padci temperature. Vod 11 se razteza blizu dna vsebnika 1, da se kar se da ojača odstranjevanje PLNG s pomočjo iztiskovalnega plina. Iztiskovalni plin za uporabo v vsebniku 1 se lahko dovede iz primernega izvora. Iztiskovalni plin se lahko na primer dovaja od enega ali več pomožnih shranjevalnih rezervoarjev ali vsebnikov, od vsebnikov na ladji, od katerih je bil predhodno odstranjen PLNG, ali od PLNG, ki se upari. Ta zadnji vir bo sedaj podrobneje opisan, sklicujoč se na postopek uparjevanja, ki je shematično prikazan na sliki 2.

Po vodu 11 izpranjeni PLNG potuje po vodu 16 do črpalkine izravnalne posode 50. Od črpalkine izravnalne posode 50 se PLNG vodi po vodu 17 do črpalke 51, ki črpa PLNG do željenega končnega tlaka komercialnega plina. PLNG pod visokim tlakom izstopa iz črpalke 51 po vodu 18 in se vodi do uparjalne enote 52, razen majhnega dela, prednostno od okoli 5 % do 10 % toka 18, ki se odtegne po vodu 19, vodi preko primerne ekspanzijske priprave 55, kot je Joule-Thomsonov organ, in se vodi v separacijsko sredstvo 56.

Uparjalnik 52 je lahko katerikoli konvencionalni sistem za ponovno uparjevanje utekočinjenega plina, ki so dobro poznani strokovnjakom s področja. Uparjevalnik 52 lahko na primer uporablja toploto prinašajoče sredstvo iz okoliškega izvora, kot so zrak, morska voda ali sladka voda, PLNG v uparjevalniku pa lahko služi kot toplotni ponor v energijskem ciklu za generiranje električne energije. Del, prednostno od okoli 5 % do 10 %, komercialnega plina (vod 20 - P), ki izstopa iz uparjevalnika 52 PLNG, je lahko odtegnjen preko voda 21 in voden skozi ekspanzijsko pripravo 53, kot je

Joule-Thomsonov organ, da se zniža plinski tlak. Iz ekspanzijske priprave 53 ekspandirani plin po vodu 22 vstopa v separacijsko sredstvo 56. Separacijsko sredstvo 56 lahko obsega katerokoli pripravo, ki je primerna za tvorjenje parnega toka in tekočinskega toka, kot je kolona z vložkom, kolonska ploščad ali pršilni stolp ali frakcionator. Tok 23 tekočine se odvaja od dna separacijskega sredstva 56 in se vodi skozi ekspanzijsko pripravo 54, da se zniža tlak tekočine, preden se vodi po vodu 24 do črpalkine izravnalne posode 50. Zgoraj nahajajoča se para od separacijskega sredstva 56 se vodi po vodu 25 skozi ekspanzijsko pripravo 57, kot je JouleThomsonov organ, da se zniža tlak plina. Po izstopu iz ekspanzijske priprave 57 se iztiskovalni plin vodi po vodu 26 skozi vod 10 (voda 26 in 10) sta povezana drug z drugim) in se vodi na vrh vsebnika 1. Ko seje PLNG v bistvu izpraznil iz vsebnika 1, se zaustavi vbrizgavanje iztiskovalnega plina v vsebnik 1. Na tej stopnji postopka je vsebnik 1 poln iztiskovalnega plina pri sorazmerno visokem tlaku. Zaželjeno je, da se ta plin pri visokem tlaku odstrani iz vsebnika 1, da se nadalje zniža masa ogljikovodikov v vsebniku 1.

Sčasoma se presežna para lahko zbere v izravnalnem rezervoarju 50. Ta presežna para se lahko odstrani po vodu 27, ki je priključen na katerokoli primemo pripravo, ki je odvisna od zasnove sistema za raztovarjanje. Čeprav ni prikazano na skicah, se presežna para na primer lahko stisne in vodi v separacijsko sredstvo 56, lahko se vodi do sistema za gorivni plin za napajanje turbin ali strojev ali pa se lahko kombinira s plinskim tokom 31 s slik 3 in 4, da postane del recikliranega plina.

Slika 3 prikazuje glavne plinske in tekočinske pretočne vode, ki se uporabljajo v postopku po predloženem izumu za iztiskavanje tekočine iz vsebnika 2. Na sliki 3 in drugih slikah v predloženem opisu imajo pretočni vodi in druga oprema, ki ima ustrezne referenčne oznake, iste funkcije v postopku. Strokovnjaki s področja bodo spoznali, da se velikosti pretočnih vodov in pretoki lahko spreminjajo po velikosti in

-1010 zmogljivosti pri rokovanju z različnimi pretoki tekočine in temperaturami od enega vsebnika do drugega.

Iztiskovalni plin pod visokim tlakom v vsebniku 1 pri koncu koraka praznjenja PLNG - postopek je ponazorjen na sliki 2 - se odstranjuje po vodu 10, sklicujoč se na sliko 3, in se vodi po vodu 30 - je priključen na vod 10 - in vodi do enega ali več kompresorjev 58. Del stisnjenega iztiskovalnega plina se odvzame kompresorju po vodu 31 in se vodi do toplotnega izmenjevalnika 59. Katerokoli primemo toploto prenašajoče sredstvo se lahko uporabi za posredno toplotno izmenjavo s stisnjenim iztiskovalnim plinom v toplotnem izmenjevalniku 59. Neomejujoči primeri primernih toplotnih virov lahko vključujejo izpušne pline ladijskih strojev in okolske vire, kot so zrak, slana voda in sladka voda.

Iz toplotnega izmenjevalnika 59 se segreti plin uvaja na dno vsebnika po vodu 11, ki je v povezavi s toplotnim izmenjevalnikom preko voda 32. Preostali del iztiskovalnega plina, ki gaje stisnil kompresor 58, se po linijah 33 in 12 vodi v vsebnik 2, da iztisne PLNG iz vsebnika 2 po vodu 13. PLNG se nato ponovno upari na isti način, kot je bilo zgoraj opisano za PLNG, odstranjen iz vsebnika 1. Ker se iztiskovalni plin za vsebnik 2 dobi iz visokotlačnega plina v vsebniku 1, ni potrebno, da bi separacijsko sredstvo 56 in para od njega zagotavljala iztiskovalni plin za vsebnik 2 ah druge vsebnike, ki se zaporedno raztovarjajo.

Slika 4 prikazuje osnovne plinske in tekočinske pretočne vode, ki se uporabljajo v postopku po izumu za iztiskavanje tekočine iz vsebnika 3 in odstranjevanje vsaj dela iztiskovalnega plina pri visokem tlaku iz vsebnika 2, s tem da se zniža tlak plina. Visokotlačni iztiskovalni plin se uporablja za iztiskavanje PLNG iz vsebnika 2 in se odvzame vsebniku 2 s sesalno stranjo kompresorja 58. Visokotlačni iztiskovalni plin potuje od vsebnika 2 po vodih 12 in 30 do enega ali več kompresorjev 58, da se dvigne tlak plina. Del stisnjenega iztiskovalnega plina se odvzame od kompresorja

-1111 preko voda 31 in se vodi do toplotnega izmenjevalnika 59, kjer se plin segreje. Od toplotnega izmenjevalnika 59 se segreti iztiskovalni plin uvaja na dno vsebnika 2 po vodu 13, ki je v tekočinski prikazavi s toplotnim izmenjevalnikom preko voda 32. Preostali del plina se stisne s kompresorjem 58 in se vodi po vodih 33 in 14 v vsebnik 3, da izpodrine PLNG iz vsebnika 3 po vodu 15. PLNG iz vsebnika 3 se nato ponovno upari na enak način, kot je bilo zgoraj opisano za PLNG, odstranjen iz vsebnika 2. Raztovarjanje vseh vsebnikov na nosilni ladji ali napravi na kopnem se nadaljuje na zgoraj opisan način, dokler se ne razloži zadnji vsebnik - ali skupina vsebnikov. Pri izvajanju tega postopka raztovarjanja so vsi vsebniki napolnjeni z nizkotlačnim plinom razen zadnjega vsebnika ali skupine vsebnikov. Zadnji vsebnik v vrsti, vsebnik 3 v tem opisu, se pusti pri ali nad tlakom točke nastajanja mehurčkov za PLNG, da se olajša ponovno natovarjanje PLNG na povratni vožnji za natovarjanje PLNG.

Če se nizkotlačni iztiskovalni plin dobiva od PLNG, kot je bilo opisano v tem opisu, bo masa nizkotlačnega plina, ki ostane v vsebnikih po iztovarjanju PLNG, predstavljala okoli 1 do 3 odstotke mase prvotnega bremena PLNG. Temperatura in tlak plina bosta ves čas med postopkom iztovarjanja znotraj najnižje koncesijske temperature in najvišje koncesijske temperature za te vsebnike.

Ko se iztiskovalni plin uvaja v vsebnike, da se izprazni PLNG, se tlak iztiskovalnega plina prednostno regulira tako, da se drži tlak PLNG pri dnu vsebnikov v bistvu stalen. To je zaželjeno, da se poveča kargo zmogljivost vsebnikov pri dani debelini sten z znižanjem največjega koncesijskega tlaka in se prepreči svetenje PLNG pri vrhu preliva med iztovarjanjem. V odvisnosti od koncesijskih kriterijev za konstrukcijo vsebnikov in, izogibajoč se kakršnemukoli padcu temperature PLNG v vsebnikih, je lahko zaželjeno, da se izogne padcu temperature pod koncesijsko temperaturo za vsebnik.

-1212

Da se nadalje zavaruje pred kakršnimkoli znižanjem temperature med korakom praznjenja PLNG, se iztiskovalni plin lahko po izbiri segreje pred vstopom v vsebnike.

Izvedbeni primer

Izvedena je bila hipotetična masna in energijska bilanca, da se prikaže izvedbeni primer, kije prikazan na slikah 2 do 4, in rezultati so prikazani spodaj v tabelah 1, 2, 3 in 4.

V tabelah predstavljeni podatki so podani, da omogočijo boljše razumevanje tlaka in temperature pretakajočih se tokov, ki so prikazani na slikah 2, 3 in 4, vendar izuma ni treba postaviti kot po nepotrebnem omejenega na to. Tabela 1 nudi kompozicijske podatke za vsebnikov kargo pri različnih pogojih. Za vsakega izmed vsebnikov se je privzelo, da ima kapaciteto 828 m³ in ima višinsko razliko 46 m od vrha vsebnika do dna. Razumeti je treba, da bi hitrosti natovarjanja in izvor iztiskovalnega plina prizadeli te sestave. Tabela 2 zagotavlja podatke za pretočne vode, ki so povezani s sliko 2, tabela 2 zagotavlja podatke za pretočne vode, ki so povezani s sliko 3 in tabela 4 zagotavlja podatke za pretočne vode, ki so povezani s sliko 4. Temperature, tlake in sestave ni treba razumeti kot omejitve za izum, ki ima lahko mnogo variant v sestavah karga in hitrostih pretakanja v luči tukaj opisanega nauka. V tem izvedenem primeru so s tekočino napolnjeni vsebniki napolnjeni do 98 % prostornine s tekočino, z 2 % prostora pa s paro.

-1313

Tabela 1 - Molski odstotek komponent pri različnih pogojih v vsebniku

Sestavina	Napolnjen s tekočino	Pod visokim tlakom nahajajoči se plin (Iztiskov. plin v vsebniku 1 na začetku postopka s sl. 3)	Nizkotlačni plin (Plin v vsebniku 1 pri koncu postopka s sl. 3)
Ci	93,82	98,63	98,60
c₂	4,01	0,82	0,76
c₃	0,28	0,03	0,03
C4i	0,43	0,03	0,07
C_4n	0,13	0,008	0,02
C_5i	0,18	0,01	0,04
C_5n	0,05	0,003	0,01
C₆₊	0,05	0,003	0,01
co₂	1,01	0,38	0,36

Temperatura (°F; °C)	-139;-95	-135;-93	-139; -95
Tlak na vrhu vsebnika (psia; kPa)	412; 2841	435; 2999	127;876

-1414

Tabela 2

Tok	Delež PLNG, izpraznjenega iz vsebnika 1	Para/Tekoč.	°c	°F	kPa	psia
10	0	V	-93,3	-136	2.848	413
11 @dno’	0	L	-95	-139	2.999	435
10	50	V	-93,3	-136	2.917	423
11 @dno’	50	L	-95	-139	2.999	435
10	100	V	-93,3	-136	2.979	432
11 @dno’	100	L	-94,4	-138	2.999	435
18	50	L	-86,1	-123	8.274	1200
20	50	V	1,7	35	8.274	1200
25	50	V	-93,3	-136	3.103	450

* Pogoji za PLNG pri spodnjem koncu pretočnega voda 11.

Tabela 3

Tok	Delež PLNG, izpraznjenega iz vsebnika 1	Para/Tekoč.	°C	°F	kPa	psia
10	0	V	-94,4	-138	2.999	435
11	0	V	10	50	2.979	432
10	50	V	-95	-139	2.234	324
11	50	V	10	50	2.220	322
10	100	V	-95	-139	883	128

-1515

11	100	V	10	50	876	127
12	0	V	-82,2	-116	2.848	413
13 @ dno*	0	L	-95	-139	2.999	435
12	50	V	-67,8	-90	2.917	423
13 @ dno*	50	L	-94,4	-138	2.999	435
12	100	V	1 OO	17	2.979	432
13 @ dno*	100	L	-92,8	-135	2.999	435
18	50	L	-86,1	-123	8.274	1200
20	50	V	1,7	35	8.274	1200

* Pogoji za PLNG pri spodnjem koncu pretočnega voda 13.

Tabela 4

Tok	Delež PLNG, izpraznjenega iz vsebnika 2	Para/Tekoč.	°C	°F	kPa	psia
12	0	V	-94,4	-138	2.999	435
13	0	V	10	50	2.979	432
12	50	V	-95	-139	2.234	324
13	50	V	10	50	2.220	322
12	100	V	-95	-139	883	128
13	100	V	10	50	876	127
14	0	V	-82,2	-116	2.848	413
15 @ dno*	0	L	-95	-139	2.999	435
14	50	V	-67,8	-90	2.917	423
15 @ dno*	50	L	-94,4	-138	2.999	435
14	100	V	-8,3	17	2.979	432

-1616

f 15 @ dno	100	L	-92,8	-135	2.999	435
18	50	L	-86,1	-123	8.274	1200
20	50	V	1,7	35	8.274	1200

* Pogoji za PLNG pri spodnjem koncu pretočnega voda 15.

Strokovnjak s področja, predvsem nekdo, ki je pridobil od nauka tega patenta, bo prepoznal številne modifikacije in variante k specifičnim postopkom, ki so bili zgoraj opisani. Uporablja se lahko na primer množica temperatur in tlakov v skladu z izumom, odvisno od celotne zasnove sistema in sestave PLNG. Prav tako se lahko dopolnijo ali drugače oblikujejo cevovodne povezave med vsebniki PLNG v odvisnosti od celotnih zahtev zasnove, da se dobi optimum, in zahtev po učinkoviti toplotni izmenjavi. Kot je bilo zgoraj obravnavano, se specifično razkriti izvedbeni primeri in primeri ne smejo uporabiti za omejitev ali zožitev obsega izuma, ki mora biti določen s spodnjimi patentnimi zahtevki in njihovimi ekvivalenti.

Claims

Patentni zahtevki

1. Postopek za iztovarjanje pod tlakom nahajajočega se utekočinjenega plina iz velikega števila vsebnikov, ki vsebujejo takšen utekočinjeni plin, obsegajoč korake:

(a) dovajanja pod tlakom nahajajočega se iztiskovalnega plina prvemu vsebniku ali skupini vsebnikov iz omenjenega velikega števila vsebnikov, da se iz njih izprazni utekočinjeni plin;

(b) odstranjevanja iztiskovalnega plina od prvega vsebnika ali skupine vsebnikov in ločevanja iztiskovalnega plina v prvi parni tok in v drugi parni tok;

(c) segrevanja prvega parnega toka in vodenja segretega parnega toka do prvega vsebnika ali skupine vsebnikov, pri čemer je tlak segrete pare v prvem vsebniku ali skupini vsebnikov v bistvu nižji od tlaka utekočinjenega plina pri začetku postopka iztovarjanja;

(d) jemanja drugega parnega toka in vodenja le-tega v drugi vsebnik ali skupino vsebnikov iz velikega števila vsebnikov, da se iz njih izprazni utekočinjeni plin; in (e) prekinitve povezave med prvim vsebnikom ali skupino vsebnikov in drugim vsebnikom ali skupino vsebnikov in ponavljanja korakov (b) do (d) za vse izmed omenjenih vsebnikov zaporedno, pri čemer je le zadnji spraznjeni vsebnik ali skupina vsebnikov ostal pri isti temperaturi iztiskovalnega plina ob koncu postopka raztovarjanja in se vsi vsebniki razen zadnjega vsebnika ali skupine vsebnikov napolnijo s paro pri nižjem tlaku.

-1818
2. Postopek po zahtevku 1, označen s tem, daje temperatura iztiskovalnega plina nad -112°C.
3. Postopek po zahtevku 1, označen s tem, da se iztiskovalni plin dobi od utekočinjenega plina.
4. Postopek po zahtevku 1, označen s tem, da se v koraku (a) iztiskovalni plin uvaja pri zgornjem koncu prvega vsebnika.
5. Postopek po zahtevku 1, označen s tem, da tlak iztiskovalnega plina v koraku (a) sega od okoli 20 kPa do 345 kPa (3 psia do 50 psia) nad tlakom točke tvorjenja mehurčkov pri utekočinjenem plinu.
6. Postopek po zahtevku 1, označen s tem, da nadalje obsega reguliranje tlaka iztiskovalnega plina, ki se dovaja prvemu vsebniku, tako da tlak utekočinjenega plina pri dnu vsebnikov ostane v bistvu stalen med praznjenem utekočinjenega plina iz prvega vsebnika ali skupine vsebnikov.
7. Postopek po zahtevku 1, označen s tem, daje utekočinjeni plin zemeljski plin, ki ima temperaturo nad -112 °C in je tlak v bistvu tlak njegove točke tvorjenja mehurčkov.
8. Postopek po zahtevku 1, označen s tem, da tok segrete pare, ki se vbrizgava v prvi vsebnik ali skupino vsebnikov, vzdržuje vsebovane tekočine v vsebniku ali skupini vsebnikov pri ali nad vnaprej določeno najnižjo temperaturo.
9. Postopek po zahtevku 1, označen s tem, da je tlak plina v prvem vsebniku ali skupini vsebnikov na koncu postopka raztovarjanja vsaj za 345 kPa (50 psia) nižji od

-1919 tlaka točke nastajanja mehurčkov za ta utekočinjeni plin pri začetku postopka iztovarjanja.
10. Postopek po zahtevku 1, označen s tem, da nadalje obsega reguliranje tlaka iztiskovalnega plina, ki se uvaja v prvi vsebnik ali skupino vsebnikov, da se drži tlak utekočinjenega plina pri dnu vsebnikov v bistvu stalen med iztovarjanjem utekočinjenega plina iz njih.
11. Postopek po zahtevku 1, označen s tem, da nadalje obsega reguliranje tlaka iztiskovalnega plina, ki se uvaja v drugi vsebnik ali skupino vsebnikov, da se drži tlak utekočinjenega plina pri dnu drugega vsebnika ali skupine vsebnikov v bistvu stalen med iztovarjanjem utekočinjenega plina iz njih.
12. Postopek po zahtevku 1, označen s tem, daje na krovu ladje veliko število vsebnikov, iz katerih je treba iztovoriti utekočinjeni plin, in se koraka odstranjevanja iztiskovalnega plina po koraku b) in gretja prvega parnega toka v koraku c) izvajata ob uporabi primerne opreme za izvajanje postopka, kije nameščena izven ladje.
13. Postopek za raztovarjanje velikega števila vsebnikov, ki imajo v sebi utekočinjeni plin, označen s tem, da ima omenjeni utekočinjeni plin temperaturo nad -112 °C in tlak pri v bistvu njegovi točki tvorjenja mehurčkov in obsega korake:

(a) dovajanja pod tlakom nahajajočega se odstranjajočega se plina prvi skupini vsebnikov izmed omenjenega velikega števila vsebnikov, da izprazni iz njih utekočinjeni plin, pri čemer ima omenjeni izpraznjujoči plin tlak, kije višji od tlaka utekočinjenega plina;

(b) odstranjevanja praznilnega plina iz prve skupine vsebnikov in ločevanja praznilnega plina v prvi parni tok in drugi parni tok;

-2020 (c) segrevanja prvega parnega toka in vodenja segretega parnega toka prvi skupini vsebnikov, s čimer se pusti prva skupina vsebnikov napolnjena s paro pri nižjem tlaku;

(d) stiskanja drugega parnega toka in vodenja le-tega do druge skupine vsebnikov, iz katerih je treba izprazniti tekoči plin; in (e) prekinitve tekočinske povezave med prvo skupino vsebnikov in drugo skupino vsebnikov in ponavljanja korakov (b) do (d) za vse izmed vsebnikov zaporedno, pri čemer le zadnja izpraznjena skupina vsebnikov ostane pri omenjenem tlaku praznilnega plina in so vsi izmed vsebnikov razen zadnje skupine vsebnikov napolnjeni s paro pri nižjem tlaku.