TW446800B

TW446800B - Process for unloading pressurized liquefied natural gas from containers

Info

Publication number: TW446800B
Application number: TW088121824A
Authority: TW
Inventors: James R Rigby; E Lawrence Kimble
Original assignee: Exxon Production Research Co
Priority date: 1998-12-18
Filing date: 1999-12-13
Publication date: 2001-07-21
Also published as: WO2000036334A1; US6257017B1; AU2370300A

Description

4468 Q 3 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 B7 五、發明說明（1 ) .發明範圍本發明係關於處理加壓液化天然氣，且更確定地說’ 係關於卸載其中含加壓液化天然氣的容器之方法0 發明背景因爲其乾淨燃燒品質及方便性，近年來變成廣泛地使用天然氣，許多天然氣源位在遙遠地區，與天然氣的任何商業市場有很長的距離，有時候可用管道將產生的天然氣輸送至商業市場|當管線輸送不可行時，產生的天然氣通常處理成液化天然氣（其稱爲"LNG")供運送至市場。最近提議在高於—1 1 2°C (— 17 〇°F)之溫度及足以使其爲液體之壓力或低於其始沸點溫度下運送天然氣，對於大多數的天然氣組成物，在高於—1 1 2°C的溫度下的天然氣壓力是在約1 ，380kPa (2〇0 ps i a)及約 4，500kPa (650ps i a)之間’此加壓液化天然氣稱爲.P L N G.以便與k N G有所區別，LNG是在趨近大氣壓力及在約—1 6 2°C ( —2 6 0 °F)之溫度下運送。如果自容器卸載P L N G是經由泵出P L N G並使容器壓力下降，P L N G的減壓縮可使容器內的溫度下降至低於容器許可的設計溫度’如果取出P L N G時保持容器之壓力以防止此溫度下降，停留在容器內的蒸汽將含大量質量百分數之容器原先貨物，決定於儲存的壓力及溫度以及P L N G之組成，取出液體前的容器內蒸汽可含從約本紙張尺度適用ΐ國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） -4 - -------------τ-----------^---------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 4 6 8 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五'發明說明（2) 1 0至2 0%的P LNG質量，在經濟可能下需要取出最大量的此氣體，且同時將容器保持在卸載P L NG前的約略相同溫度。槪述本發明係關於自多個容器卸載加壓液化天然氣的方法，將加壓替換氣體塡入該多種容器之第一個容器或容器組使從其中卸載液化天然氣，然後從第一個容器或容器組抽回替換氣體，較宜使用壓縮機，並將替換氣體分離成第一個蒸汽流及第二個蒸汽流，將自壓縮機抽出的第一個蒸汽流加熱並通入第一個容器或容器組，使第一個容器或容器組內的物品保持在或高於設計溫度，將在壓縮機出口的第二個蒸汽流抽出並塡入多種容器之第二個容器或容器組使從其中卸載液化天然氣，第一個容器或容器組與第二個容器或容器組之間的連通被隔離且前述步驟在連續的所有容器中重_捧，只有排空液體的最終容器保持在替換氣體之壓力’且在方法結束時，除了最終容器或容器組以外的全部容器都塡滿較低壓的蒸汽。在進行本發明時，用氣體壓出液體而放空容器或容器組，使槽內排空液體但充滿加壓氣體*然後將部份停留在容器或容器組內的氣體取出並用於壓出大約相同體積的下 —個容器或容器組，在從排空液體的容器取出氣體並"轉進 "至下一個塡滿液體的容器或容器組之步驟中，在排空液體的容器之壓力下降，爲了使從其中取出氣體的容器溫度保 -5- -----------τ---裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填窝本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ! 4468〇〇 Λ7

Pi/ _ B7 五、發明說明（3 ) 持高於臨界溫度，將部份排出的氣體加熱並回收至這些槽內’在方法結束時，從容器取出液體且除了最終容器或容器組以外的全部容器都在低壓，較宜在約6 9 0 k P a ( l〇Ops ia)及 1，380 kPa (200ps ia )之間，而最終容器在稍微高於始沸點壓力，如果與排空液化天然氣並塡滿高壓氣體之容器比較，停留在容器內的較低壓蒸汽將含實質上較少的質量，容器內的氣體通常再度液化或當容器再度塡入液化天然氣時作爲可燃氣體使用，在液化工廠增加貨物輸送的百分比並降低再度液化的氣體量，可明顯地降低輸送液化天然氣的整體成本》根據本發明的實務揭示一個具體實施例，從富含甲烷之多成份加壓液化天然氣產生替換氣體並用於替換加壓液化天然氣，在第一個步驟中，增加多成份加壓液化天然氣之壓力1然後將其分離成第一個部份及第二個部份，經由合適的膨脹裝置膨脹第一個部份以降低其壓力，並將膨脹後的部份通入分離裝置，例如慣用的分離裝置或慣用的分餾器，產生液體流及氣體流’加熱第二個部份將其轉化成蒸汽產物流’抽出一部份的蒸汽產物流並膨脹抽出部份以降低其壓力及溫度’然後將膨脹後的蒸汽流通入分離裝置，蒸汽產物流之殘留部份從方法中排放，分離裝置產生的液體產物經由與在此方法的第一個步驟中加壓多成份加壓液化天然氣前的多成份加壓液化天然氣結合而回收，將分離裝置產生的氣體流膨脹以降低其壓力及溫度，此膨脹後的氣體流可作爲替換氣體供從一或多個容器替換液化天然本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x297公釐） ------111 — J-----------訂---------線 (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 4 4 6 β Q Q Α7 _ Β7 五、發明說明（4 ) 氣使用。附圖之簡要說明參照下列詳細說明及附圖，將可更了解本發明及其優點。圖1A爲可用替換氣體卸載之配備裝載加壓液化天然氣的多個容器之船的側面圖。圖1B爲將一部份甲板去除以顯示圖1A船的多個容器之平面圖。圖2爲從富含甲院之多成份加壓液化天然氣產生替換氣體供從一或多個容器替換加壓液化天然氣使用之方法的一個具體實施例之示意流程圖。圖3爲使用替換氣體從第一個容器或容器組卸載 PLNG之示意流程圖。圖4爲將第一個容器或容器組抽真空至低壓以從第二個容器或容器組替換P LNG之示意流_程圖。圖5爲將第二個容器或容器組抽真空至低壓以從第三個容器或容器組替換P LNG之示意流程圖。主要元件對照表 10 管線 11 管線 5 0 泵平衡槽 17 管線本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------In---裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注杳？事項再填寫本頁) 4 4 6 8dl Ο A7 五、發明說明（5 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 5 1 泵 1 8 管線 5 2 蒸發設備 1 9 管線 5 5 膨脹裝置 5 6 分離裝置 2 0 管線 2 1 管線 5 3 膨脹裝置 2 2 管線 2 3 液體流 5 4 膨脹裝置 2 4 管線 2 5 管線 5 7 膨脹裝置 2. 7 輸送管線 1 容器 2 容器 5 8 壓縮機 8 0 平衡槽 6 0 輸送管線 6 2 輸送管線 8 4 分離器 7 2 替換氣體流本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） -----1------_---裝 i -------訂--------- (諳先閱讀背面之沒意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 4 6 8ο _Β7五、發明說明（6 ) 6 3 管線 6 1 泵 6 4 流 8 6 膨脹裝置 6 5 管線 8 2 泵 6 6 管線 8 3 汽化機 68 輸送管線 8 5 膨脹裝置 6 7 管線 7 0 管線 8 7 膨脹裝置 7 4 管線 8 8 泵 100 替換氣體方法 2 6 輸送管線 16 輸送管線 5 9 熱交換機 3 2 管線 3 3 管線 13 管線 3 容器 12 管線 A7 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 9- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規锋（210 X 297公釐）經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ο η Α7 _________Β7 __ 五、發明說明（7 ) 3〇管線 3 1 管線· 5 9 熱交換機 1 4 管線 15 管線在附圖中說明的流程圖代表進行本發明方法之不同具體實施例’其結果爲這些特定具體實施例之正常且預期的修改之其他具體實施例之附圖不能從本發明之範圍排除，各種需要的附屬系統例如泵、閥、流動混合機、控制系統及流體量感測器都從圖中去除，以達到簡化及淸楚表示之目的。發明之詳細說明本發明提供卸載多個容器的方法，使用替換氣體從容器卸.載加壓液體，同時在卸載液體時在各容器底部的液體壓力保持實質上固定，使用一或多個壓縮步驟，將留在容器內的高壓氣體用於替換下一個容器之P L NG，在減壓過程中使用從壓縮機分流出的回收溫熱氣體保持溫度。本發明說明揭示從圖1 Α所示的P L N G船卸載 PLNG，圖中顯示有多個垂直長方形容器供運送 P L N G的適當船之側面，但是必須了解，本發明之進行並不限定卸載特定設計之容器，本發明之進行也不限定在船上的容器，供儲存P L N G的任何合適的容器都可使用 -IQ·" 一本紙張尺度適用t國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---------111.---裝---1 ----訂---------線 (請先閱讀背面之>i意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ^ g Q 0 A7 _______B7___ 五、發明說明（8 ) 本發明之卸載方法，不論是船上或陸上的設備，雖然圖 1 A及1 B顯示在船上的多個垂直長方形容器，該容器也可爲水平或垂直及水平兩者都有，決定於槽的安置及調速控制器’用管子輸送及放空方法也可根據本發明之技術修改1目前，政府法令單位在部份管轄地區要求船上的容器只能有頂部連接，如果在卸載時保持壓力，此將限制泵出或壓出之卸載，容許底部連接的設備可簡化卸載過程。在圖1B顯示的長方形容器是架設在船艙內且連接至輸管系統供充塡、通氣及卸載P L N G，容器包含在低溫箱內，有合適的絕綠供在低溫下保存P L N G，或這是可以絕緣個別的槽，各容器的大小約1 5至6 0米長且外徑約3至1 0米，容器可用任何適當材料製成，可等於或低於其始沸點溫度保存P L N G所需的壓力下，在低溫下耐受暴露及應力。在本說明中所稱的"始沸點"係指液體開始轉變成氣體之溫度及壓力，观如，如果某個體積的P LNG在定壓下保存|但其溫度增加，在P L N G中氣體開始形成氣泡的溫度稱爲始沸點，同樣地，如果某個體積的P L N G在定溫下保存’但其壓力下降，在P L N G中氣體開始形成氣泡的壓力稱爲始沸點，在始沸點時，液化氣體爲飽和的液體’對於大部分的天然氣組成物，天然氣在高於- 1 1 2 °C的溫度之壓力將在約1 ，38〇kPa (200ps i a)及約4，5〇0kPa (65〇psia)之間。雖然此說明是用從船卸載P L N G敘述，本發明不限 _-J2_2_ 本紙張尺度令國國家標準（CMS)A4規格（210 X 297公釐) ------^,---,---農--------訂---------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 44 赶 80 〇 A7 ------ B7 五、發明說明（9 ) 方；卸載P L N G ’本發明方法可用於卸載任何加壓液化氣體。本發明的一個優點是可從容器卸載P L NG並在卸載

步驟中不會明顯降低p LNG之壓力，在容器中p LNG

的任何明顯減壓’當壓力下降至低於始點溫度而p L n G 閃蒸時，將使p L N G的溫度下降至低於容器的設計溫度〇卸載船容器中的p L N G之最大溫度將主要決定於 P LNG之組成’主要爲甲烷之天然氣，無法在環境溫度下只增加壓力而液化，如同在用於能源目的之較重烴類的情形’甲烷之臨界溫度爲一8 2 . 5。0 (— 1 1 6 . 5 °F )，此表示不管施加的壓力，甲烷只能在低於該溫度下液化，因爲天然氣爲液化氣體之混合物，其在一個溫度範圍卜'液化，天然氣之臨界溫度通常在約—8 5 T： (― 1 2 1 °F )及—6 2 °C ( — 8 0 °F )之間’此臨界溫度將是船容器中P L N G之理論上最大溫度，但是較佳的儲存溫度將較宜低於臨界溫度數度且在低於臨界壓力之較低壓力下。現在將參照圖2說明根據本發明產生替換氣體的方法之一個具體實施例，P L N G流經由輸送管線6 0通入平衡槽8 0，雖然P L N G可得自任何供應源，如同參照圖 3說明的方法之更詳細敘述^ P L N G較宜得自經由替換氣體.卸載之容器或容器組。一段時間後，過量蒸汽可累積在平衡槽8 0，此過量蒸汽可經由輸送管線6 2去除|決定於卸載系統之設計， ____- 12-_ 本紙張尺度適用中國國家&準<CNS)A4現格（210 x 297公^ ) -I I I [ I ^-----III— — I I I I I I ί <:請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 468 ：五、發明說明（]〇) 其可連接至任何合適的裝置，雖然在圖中沒有列出，在輸送管線6 2中的過量蒸汽可例如壓縮並通入分離器8 4，其可通至燃料氣體係通供帶動葉輪或引擎，或可與替換氣體流7 2結合。從平衡槽8 〇的PLNG液體經由管線6 3通至泵 6 1使增加PLNG液體之壓力，從泵6 1排出的加壓 P LNG (流體6 4 )分成兩部份，一部份通入膨脹裝置 8 6，例如ioule-Thomson閥，其降低液體部份之壓力及溫度後經由管線6 5通入分離器裝置8 4，分離器裝置8 4 可包括產生蒸汽流及液體流之任何裝置，例如塡充柱、盤式柱、噴霧塔或分餾器，從管線6 4的液體之其他部份通入第二個泵8 2，將第二個液體部份之壓力進一步增加至經由此方法卸載販售氣體產物所需的壓力，從泵8 2， P LNG經由管線6 6通至慣用的汽化機8 3將大部分且較宜是全部的第二個液體部份汽化，可使用熟諳此藝者已知將液化天然氣轉化成氣體產物的慣用加氣方法進行汽化 ’從輸送管線6 8抽出一部份經由汽化機8 3產生的氣體並經由膨脹裝置8 5膨腸，例如J 〇 u 1 e - T h 〇 m s ο η閥，並經由管線6 7通入分離器裝置8 4，分離器裝置8 4產生富含 i丨| :½且很少多成份P L N G的較重成份之蒸汽流（管線 7 0)，在管線7 0中的氣體經由膨脹裝置8 7膨脹，例如iouU-Thomson閥，降低氣體之壓力及溫度，管線7 2中的氣體可供從一或多個容器卸載P L N G使用。在管線7 2中的替換氣體之溫度可經由控制在管線 ______-13-__ 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐) H _ I t I n 1C n ! 1 _-1 1 I - d I I n n n n^-aJ» I I n n I I n I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 4 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 Λ7 Β7 五、發明說明（11) 6 5及6 7中的相對流量而控制，在管線7 2中的氣體之溫度可經由增加從管線6 4流向管線6 5的液體量而降低 1從管線6 8抽出並通入分離裝置8 4之氣體中的熱提供在分離裝置8 4中汽化的能源，在管線7 2中的替換氣體之最佳溫度將決定於從容器替換的液化氣體之溫度及壓力與從容器替換液體所需的壓力.，熟諳此藝者經由考量本專利所陳述的技藝後，可以最佳化在管線7 2中的替換氣體之溫度及壓力。本發明的一個優點是經由此方法產生的替換氣體將含很少會在替換過程中液化的較重烴類成份，經由管線6 0 進入此方法的P L N G將是一種多成份的液體並含甲烷爲主要的成份，分離裝置8 4產生在管線7 〇的主要爲甲烷之氣流及在管線7 3的含少量甲烷及豐富比甲烷重的成份之液流’液流7 3經由泵8 8加壓並通入管線7 4後與泵 8 2之上游混合。 --現在將參照圖3、4及5說明本發明，其中敘述可從位在陸上或浮動容器例如船或平底貨船的容器1、 2及3 卸載P L N G '爲了簡化本發明之說明，在圖中只顯示三個容器’必須了解本發明不限於特定數量之容器或容器組，設計供運送加壓液化氣體之船可有數百個加壓p L N G 容器，數個槽之間的管線可排列後使容器能依序—次卸載一個容器或卸載一組容器，且一系列的任何容器或任何容器組可在任何順序下卸載或排放，從浮動的貨船卸載的順序將要考慮容器貨船之平衡及穩定，此爲熟諳此藝者所熟 --- - 14-_ 本紙張尺度適用令國囤家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------Ill--·---裝----I---訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ο Α7

ο Α7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印M ______Β7_________ 五、發明說明（12 ) 知。各容器或容器組有提供壓力釋放閥、壓力感測器、流體量指示器、及壓力警報系統與合適的絕緣供低溫操作，這些系統在圖中省略’因爲熟諳此藝者對這些系統的建造及操作很熟悉，其對了解本發明之實務並不需要。圖3說明產生替換氣體從一或多個容器卸載P L N G 之方法的另一個具體實施例，在圖3說明的具體實施例中，產生替換氣體的方法用數字1 0 0槪略表示，在圖3中，替換氣體方法1 0 0顯示連接至容器1及2，其可爲在船上的容器|在下列參照圖3 — 5說明的卸載方法中，方法1 0 0只提供替換氣體給在圖3中說明的方法，容器1 的P LNG被方法1 0 0產生的替換氣體取代後，船上其他容器內的P L N G可被從先前排空容器所得的氣體代替 1因此，方法1 0 0在下列說明中是兩於提供替換氣體供從第一個容器或容器組卸載P L N G，或在卸載隨後的容器過程中需要額外的氣體，在圖2的方法可與在圖3的方法1 0 0互相交換’圖3的流動管線2 6相對應於圖2的流動管線7 2且圖3的流動管線1 6相對應於圖2的流動管線6 0 0 參照圖3 ，爲了從容器1或第一組容器卸載P L N G ，經由管線1 〇通入加壓替換氣體使p L N G從容器1經由從靠近容器1底部延伸通過容器1頂部並連接至管線 1 6之管線1 1卸載’卸載P L N G之管線系統在卸載方法前較宜預先冷卻並施予適當的壓力’使閃蒸最小化及防 -15- 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------；------------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4^Ss〇經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（13) 止過度溫度下降，管線1 1延伸至靠近容器1的底部，可經由替換氣體卸載最大量的p L N G ,在容器1使用的替換氣體可來自任何適當的來源，例如，替換氣體可由一或多個輔助儲槽供應，從先前去除p L N G的船之容器、或從蒸發的PLNG，現在將參照圖3示意顯示的蒸發方法，對此後者來源更詳細地說明。經由管線1 1卸載的P L N G經由管線1 6通入泵平衡槽5 0 ’ PLNG從泵平衡槽5 0經由管線1 7通入泵 51’其將PLNG加壓至販賣氣體所需的輸送壓力，高壓P LNG經由管線1 8從泵5 1排出並通至蒸發設備 5 2 ’除了少部份以外，較宜從約5 %至1 〇 %經由管線 1 9抽出之流體1 8，通過適當的膨脹設備5 5，例如 Joule-Thomson閥，並通入分離裝置5 6。汽化機5 2可爲供再度汽化液化氣體之任何慣用的系統’其爲熟諳此藝者所熟知，汽化機5 2可例如使用從環境來源例如空氣、海水、或淡水之熱傳導介質、或在汽化機內的P L N G可在能源循環中作爲熱池以產生電能，一部份較宜從約5%至1 〇%從P LNG汽化機5 2出口的販售氣體（管線2 0 )可經由管線2 1抽出並通過膨脹裝置 5 3，例如Joule-Thomson閥，以降低氣體壓力，從膨脹裝置5 3，膨脹氣體經由管線2 2進入分離裝置5 6，分離裝置5 6可包括合適供產生蒸汽流及液體流之裝置，例如塡充柱、盤式柱、噴霧塔或分餾器，從分離裝置56的底部抽出液體流2 3並通過膨脹裝置5 4以降低液體壓力後 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------；—_—t—裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智毯財產局員工消費合作社印製 4 0 Ο Α7 Β7 _ 五、發明說明（Μ) 經由管線2 4通至P L N G泵平衡槽5 Q，從分離裝置 5 6的頂部蒸汽通過管線2 5，通過膨脹裝置5 7，Μ έΠ Joule-Thomson閥，以降低氣體壓力，從脹裝置5 7排出後，替換氣體通過管線2 6及管線10 (管線2 6及1〇彼此連接），並通入容器1之頂部，當容器1內的PLNG 經實質上卸載後，停止將替換氣體注入容器1內，在本方法之此步驟，容器1充滿相當高壓的替換氣體，需要從容器1移除此高壓氣體，進一步減少容器1內烴類之質量。一段時間後，過量蒸汽可累積在平衡槽5 0 >此過量蒸汽可經由輸送管線2 7去除，決定於卸載系統之設計，其可連接至任何合適的裝置，雖然在圖中沒有列出，過量蒸汽可例如壓縮並通入分離器5 6，其可通至燃料氣體p) (¾)供帶動葉輪或引擎 >或可與圖4及5的氣流3 1結合而成爲回收氣體之一部份。圖4顯示在本發明方法中使用供替換容器2的液體之主要氣體-及液體流動管線，在圖中，有相同數字之流動管線及其他設備有相同的方法功能，但是熟諳此藝者將可了解流動管線尺寸及流速可以改變大小及容量以處理從一個容器至另一個容器的不同液體流速及溫度。參照圖4，在P L N G卸載步驟（圖3敘述的方法）結束後，容器1中的高壓替換氣體經由管線1 0去除並經過管線3 0 (其連接至管線1 〇 )且通過一或多個壓縮機 5 8 '從壓縮機經由管線3 1抽出一部份壓縮的替換氣體並通至熱交換機5 9，可以使用任何合適的熱傳導介質， _-17 -_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------^--.---111 --------^--- ------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Α7 4 468 Ο Ο ___Β7___ 五、發明說明（15) 與熱交換機5 9內壓縮的替換氣體間接熱交換I適當熱源之非限定實例可包括從船引擎之廢氣及環境源例如空氣、海水及淡水。從熱交換機5 9，加熱後的氣體經由管線1 1引入容器底部，管線1 1與熱交換機5 9經由管線3 2連接，經由壓縮機5 8壓縮的替換氣體之殘留部份經由管線3 3及管線1 2進入容器2，從容器2經由管線1 3替換 PLNG，然後PLNG相同於上述從容器1去除的 P LNG之方法汽化，因爲容器2之替換氣體是得自容器 1之高壓氣體，分離器5 6及來自此的蒸汽可以不需要提供容器2或系列中尙未卸載的其他容器之替換氣體。圖5顯示從容器3替換液體及經由降低氣體壓力從容器2去除至少一部份高壓替換氣體所使用之主要氣體及液體流動管線，經由壓縮機5 8之吸力從容器2抽出用於從容器2替換P LNG之高壓替換氣體，從容器2之高壓替換氣體經由管線1 2及3 0通至一或多個壓縮機5 8以增加氣體壓力 > 從壓縮機經由管線3 1抽出一部份壓縮的替換氣體，通入熱交換機5 9並在此加熱氣體，從熱交換機 5 9 ’加熱後的替換氣體經由管線1 3引入容器2底部，其與熱交換機經由管線3 2流體連接，經由壓縮機5 8壓縮的替換氣體之殘留部份經由管線3 3及1 4進入容器3 ，從容器3經由管線1 5替換P L N G，然後從容器3的 P L N G相同於上述從容器2去除的P L N G之方法汽化如同上述卸載在貨船_利ΐ設備3的全部容器直到卸載最 -18 _ 本度適用尹國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐丁 ~ 一 ' ------:---------裝--------訂---------線 (請先閱讚背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Δ7 _____Β7___ 五、發明說明（1ό) 後的容器（或容器組）’在進行此卸載方法時，除了最後的容器或容器組以外的全部容器都充滿低壓氣體，在系列中的最後容器，在此說明中爲容器3，是保持在或高於 p L N G之始沸點，促進在回程再度裝載P L NG時之再度裝載P L N G。如果根據本發明之敘述從P L N G衍生低壓替換氣體 ’卸載P L N G後留在容器中的低壓氣體質量將代表約1 至3%原來裝載P LNG的質量，氣體之溫度及壓力在卸載方法的全程內將在容器的最低設計溫度及最高設計壓力範圍內。當替換氣體進入容器替換P L NG時，較宜控制替換氣體之壓力，使容器底部P LNG之壓力實質上保持固定，需要在固定壁厚度下增加容器貨物容量，經由最小化最大設計壓力及防止卸載時下流頂部P L N G的閃蒸，決定於容器建造的設計標準，需要防止容器中P L N G溫度的任何下降，以防止溫度低於容器之設-計溫度。爲了進一步防止卸載P L N G步驟中之溫度任何下降，替換氣體可視需要在進入容器前先加熱。實例進行假設的質量與能量平衡以說明在圖3 - 5敘述之具體實施例，且結果陳述在下列表1、2、3及4。提供在表中列出的數據是爲了更佳了解、4及5 顯示的流動之壓力及溫度，但是本發明並不需智限定於此 -19- 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） ------1 --------裝--------訂---------線 (請先153讀背面之注意事項再填寫本頁) 〇

經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製五、發明說明（17) ，根據本文之說明’該溫度、壓力、組成物及流速可有許多變化，表1提供在不同情形下的容器貨物之組成物數據，各容器假設容量爲8 2 8立方米且從容器頂部到底部有 4 6米之高度差異，必須注意裝載率及替換氣體源會影響這些組成物，表2提供與圖3相關的流動管線之數據’表 3提供與圖4相關的流動管線之數據’且表4提供與圖5 相關的流動管線之數據，溫度、壓力及組成物不能視爲本發明之限制，根據本文之說明，其在貨物組成物及流速可有許多變化，在此實例中，塡滿液體的容器是9 8體積％的液體及2 %的蒸汽空間。熟諳此藝者，尤其是從本發明之揭示可獲益者，將了解上述方法可有許多改良及變化，例如，決定於系統之整體設計及P L N G之組成，根據本發明可使用多種溫度及壓力’而且決定於設計要求，P LNG容器之管線連接可以補充或重新設計，使達到最佳化及有效的熱交換要求，如上文之討論__，特定說明之具體實施例及實例不能用於限制本發明之範圍，其係由下文的專利申請範圍及其同等物決定。本紙張尺·度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公芨） ------^------II— · I I 1 1 I--訂·------- <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -20- Α7 Β7 五、發明說明（IQ) 表1 一在不同容器情形下的成份之克分子百分比經濟部智慧財產局員X.消費合作社印製成份塡滿液體高壓氣體（在圖4 所示的方法開始時，容器1內的替換氣體）低壓氣體（在圖4 所示的方法結束後，容器1內的氣體） C, 93.82 98.63 98.60 c2 4.01 0.82 0.76 c3 0.28 0.03 0.03 0.43 0.03 0.07 Cu 0.13 0.008 0.02 c^； 0.18 0.01 0.04 Csn 0.05 0.003 0.01 C 6 t 0.05 0.003 0.01 C〇2 1.01 0.38 0.36 溫度（°F，°C ) -139, -95 -135,-93 ，139， -95 容器頂端的壓力（psia; kPa) 412; 2841 435; 2999 127; 876 ------^—I-------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之泫意事項再填寫本頁) _- 21 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） Α7 4 4 6 a ο 〇 β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（19) 表2 流體從容器1卸載的P乙NG 百分比蒸汽/ 液體 °C '°F kPa psia 10 0 V -93.3 -136 2,848 413 Π @底部* 0 L -95 -139 2,999 435 10 50 V -93.3 -136 2,917 423 1 1 @底部* 50 L -95 -139 2,999 435 10 100 V -93.3 -136 2,979 432 1 1 @底部* 100 L -94.4 -138 2,999 435 1 8 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 在管線1 1較低底部之P L N G情形。 -22 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國蒙標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） A7 4 4 6 8 0 0 B7 經濟邠智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（2Q) 表3 流體從容器2卸載的PLNG 百分比蒸汽/ 液體 °C kPa p s la 10 0 V -94.4 -138 2,999 435 1 1 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 1 1 100 V 10 50 876 127 12 〇 V -82.2 -116 2,848 413 1 3 @底部* 0 L -95 -139 2,999 435 12 50 V -67.8 -90 2,917 423 1 3 @底部* 50 L -94.4 -138 2,999 435 12 '一 100 V -8.3 17 2,979 432 1 3 @底部* 100 L •92.8 -135 2,999 435 1 8 50 L -86.1 -123 8,274 1200 20 50 V 1.7 35 8,274 1200 在管線1 3較低底部之P L. N G情形。 -23- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 4468 0 〇 A7 __B7 五、發明說明（21) 表4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製流體從容器2卸載的PLNG 百分比蒸汽/ 液體 °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 1 5 @底咅P 0 L -95 -139 2,999 435 14 50 V -67.8 -90 2,917 423 1 5 @底部* 50 L -94.4 -138 2,999 435 1 4 100 V -8.3 17 2,979 432 1 5 @底部* 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 在管線1 5較低底部之P L N G情形。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) _____-24- 本紙張尺度適用令國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐)

Claims

Λ8 B8 C8 D8 4468 0 0 六、申請專利範圍 1 . 一種自多個容器卸載加壓液化氣體的方法，其步驟包括： (a )將加壓替換氣體塡入該第—個容器或容器組以卸載其中的液化氣體； (b )從第一個容器或容器組抽出替換氣體並將替換氣體分離成第一個蒸汽流及第二個蒸汽流； (c )將第一個蒸汽流加熱並將加熱後的蒸汽流通入第一個容器或容器組，在第一個容器或容器組內加熱後的蒸汽壓力實質上低於卸載方法開始前液化氣體之壓力； (d )取出第二個蒸汽流並塡入多個容器之第二個容器或容器組使從其中卸載液化氣體；及 C e )隔離第一個容器或容器組與第二個容器或容器組之間的連通且在系列的所有該容器中重複步驟（b )至 (d) ’其中只有排空液體的最終容器或容器組保持在卸載方法結束後替換氣體之該壓力，且除了最終容器或容器組以外的全部容器都塡滿較低壓的蒸汽。 2 如申請專利範圍第1項之方法，其中替換氣體之溫度爲高於一 1 1 2 t。 3 .如申請專利範圍第1項之方法，其中替換氣體是得自液化氣體。 4 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中在步驟（a )是將替換氣體加入第一個容器之上端。 5 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中步驟（a ) 替換氣體的壓力範圍是從約20kPa至345kPa ( 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） --------I-------—--- I 訂· I 丨 - ----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -25- 过46800 頜 __888 . 六、申請專利範圍 3至5 0 p s i a )高於液化氣體之始沸點壓力。 6 ·如申請專利範圍第χ項之方法，另外還包括控制進入第一個容器的替換氣體之壓力，使在容器底部的液化熟體壓力在從弟一個谷益或容器組卸載液化氣體時保持實質上固定。 7 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中加壓液化氣體爲溫度尚於-1 1 2°C且壓力在實質上其始沸點壓力之天然氣。 8 .如申請專利範圍第1項之方法，其中將加熱後的蒸汽流注入第一個容器或容器組，使容器或容器組中含的流體保持在或高於預先決定的最低溫度。 9 .如申請專利範圍第1項之方法，其中在卸載方法結束後’第一個容器或容器組中氣體的壓力爲至少3 4 5 k P a ( 5 0 p s i a )低於卸載方法開始前的液化氣體之始沸點壓力。 1 〇 .如申請專利範圍第1項之方法，另外還包括控制進入第一個容器或容器組的替換氣體之壓力，使在容器底部的液化氣體壓力在從其中卸載液化氣體時保持實質上固定。 1 1 ·如申請專利範圍第1項之方法，另外還包括控制進入第二個容器或容器組的替換氣體之壓力，使在第二個容器或容器組底部的液化氣體壓力在從其中卸載液化氣體時保持實質上固定。 1 2 .如申請專利範圍第1項之方法，其中卸載液化丨丨一---- ----- *-----1 I 訂*-----Ilf (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -26- 446800 韻 C8 D8 ___ 六、申請專利範圍氣體之多個容器是在船上且步驟（b )抽出替換氣體及步驟（c )加熱第一個蒸汽流是使用不在船上的適當設備進行。 1 3 .如申請專利範圍第1項之方法’其中步驟（a )之替換氣體是經由下列步驟從富含甲烷的多成份加壓液化氣體產生： (i )增加多成份加壓液化氣體之寧力轉將其分成第一個部份及第二個部份； (ϋ )膨脹第一個部份以降低其壓力並將膨脹後的部份通入分離裝置而產生液體流及蒸汽流： (iii )加熱第二個部份，將其轉化成蒸汽流； (iv )抽出一部份的蒸汽產物流，膨脹抽出的部份以降低其壓力及溫度，並將其通入分離裝置，排出剩餘的部份作爲蒸汽產物； (v )經由合倂液體產物與步驟（i )加壓前的多成份加壓液化氣體，回收分離器產生之液體產物； (vi)膨脹經由分離裝置產生的氣體流以降低其壓力及溫度’及 (vii )使用膨腸後的氣體流從一或多個容器替換液化氣體。 1 4 .如申請專利範圍第1 3項之方法，其中步驟（ Vii )膨脹後的氣體之溫度高於—1 1 2 t。 1 5 .如申請專利範圍第1 3項之方法，其中在步驟 (i )加壓的多成份加壓液化氣體與被替換的液化氣體有本紙張疋度適用_國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 27- ----------^---裝--------訂----------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A8 B3 C8 D8 446800 t、申請專利範圍實質上相同的組成。 1 6 .如申請專利範圍第1 3項之方法，其中分離裝置爲分離機。 1 7 ·如申請專利範圍第1 3項之方法，其中分離裝置爲分館器。 1 8 .如申請專利範圍第1 3項之方法，其中步驟（砘）氣體的壓力範圍是從約2〇kPa至345kPa ( 3至5 0 P s i a )高於被替換的液化氣體之始沸點壓力〇 19 .如申請專利範圍第13項之方法，在步驟（i )前還包括將多成份加壓液化氣體通入泵平衡槽之步驟。 2 〇 .如申請專利範圍第1 3項之方法，其中多成份加壓液化氣體之加壓是經由最後一個泵進行。 2 1 .如申請專利範圍第1項之方法，其中步驟（a )之替換氣體是經由下列步驟從富含甲烷的多成份加壓液化氣體產生： ^ (i )經由第一個泵增加多成份加壓液化氣體之壓力並將其分成第一個部份及第二個部份； (ϋ )膨脹第一個部份以降低其壓力並將膨脹後的部份通入分離裝置而產生液體流及蒸汽流： (ΰί)經由第二個泵進一步增加第二個部份之壓力； (1 ν )加熱第二個部份，將其轉化成蒸汽流； C ν )抽出一部份的蒸汽產物流，膨脹以降低其壓力及溫度，將其通入分離裝置，排出剩餘部份的蒸汽產物作 ^氏張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) -28 - ---- 丨丨—丨 II------I I I I I .1^* 丨 I ----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 446800 g _ D8六、申請專利範圍爲蒸汽產物； (Vi )經由第三個泵增加液體產物之壓力而回收分離裝置產生之液體產物，且隨後合倂液體產物與經由第二個泵加壓的多成份加壓液化氣體； (Vii )膨脹經由分離裝置產生的氣體流以降低其壓力及溫度，及 (νίϊ )使用步驟（Vii )膨脹後的氣體流從一或多個容器替換液化氣體β 2 2 . —種從含液化氣體的多個容器卸載的方法，該液化氣體之溫度高於- 1 1 2°C且壓力在實質上其始沸點，步驟包括： (a )將加壓替換氣體通入該多個容器之第一組容器以卸載其中的液化氣體，該替換氣體之壓力大於液化氣體之壓力； (b )從第一組容器抽出替換氣體並將替換氣體分離成第一個蒸汽流i第二個蒸汽流； (c )將第一個蒸汽流加熱並將加熱後的蒸汽流通入第一組容器，使第一組容器內充滿較低壓的蒸汽： (d )壓縮第二個蒸汽流並塡入該多個容器之第二組容器使從其中卸載液化氣體；及 (e )隔離第一組容器與第二組容器之間的流體連通且在系列的所有該容器中重複步驟（b)至（d) ’其中只有排空液體的最終容器組保持在替換氣體之該壓力’且除了最終容器組以外的全部容器都塡滿較低壓的蒸汽。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用令國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -29-