TWI774783B - 天然氣的製造裝置以及天然氣的製造方法 - Google Patents

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Abstract

提供一種天然氣的製造裝置及供給方法，其不於再沸器追加使用蒸汽等高價之熱源，可一面維持NGL之回收率，一面供給所要求之壓力(例如6MPa~10MPa等高壓)之NG。
過冷卻狀態之經加壓之液化天然氣(LNG)作為原料，經由原料供給部101、第一熱交換器1、第二熱交換器2、第一氣化器3、第一膨脹渦輪4，進而經過第二熱交換器2後導入至第一蒸餾塔7。從第一蒸餾塔7之塔頂部導出之富含甲烷之氣體成分作為天然氣被供出。貯留於第一蒸餾塔7之塔底部之液體成分導入至第二蒸餾塔9。從第二蒸餾塔9之塔頂部，富含甲烷之氣體成分作為天然氣被供出。從第二蒸餾塔9之塔底部供出天然氣液。

Description

天然氣的製造裝置以及天然氣的製造方法
本發明係關於一種將液化天然氣作為原料之天然氣的製造裝置以及天然氣的製造方法，尤其作為可一面維持天然氣液之回收率，一面供給所要求之壓力(例如6MPa~10MPa等高壓)之天然氣之天然氣的製造裝置以及供給方法而有用。
天然氣(NG(Natural Gas))由於輸送或貯藏之便利性等，而作為液化天然氣(LNG(Liquefied Natural Gas))來貯藏，將其氣化後，主要作為火力發電用途或都市煤氣用途來使用。另外，頁岩氣革命以後，於LNG現貨市場上亦可獲取廉價之LNG，利用各原產國之LNG之情況亦增加。另外，例如於將NG作為發電用燃料之情形時，為使燃燒能量增加而實現發電量之增加，反而使用甲烷100%者更方便。另一方面，乙烷等碳數大之成分(以下有時稱為「乙烷等成分」)不僅作為化學工廠之原料而具有價值，亦存在可藉由作為LNG之高熱化來使用而削減LPG(Liquid propane gas)之使用量之優點。鑒於所述狀況，要求提供於LNG消耗場所(LNG接收基地)，將LNG分離為富含甲烷之氣體，亦即NG，與乙烷等成分之能量效率高之製程。
從LNG中抽出天然氣液(NGL(Natural Gas Liquid))來供給NG之技術係主要以供給至發電站或管線之燃料氣體之熱量調整為目的之技 術，但例如於專利文獻1中，藉由如下方式來達成NG供給與熱量調整之目的：將升壓至NG供給壓力之原料LNG暫時減壓至可進行蒸餾操作之壓力，然後藉由蒸餾而分離為NG與NGL，以膨脹渦輪來回收減壓時之膨脹能量，將藉由利用其動力來驅動之壓縮機而分離之NG再次升壓至NG供給壓力。
專利文獻2中，為了供給高壓之NG而將從蒸餾塔之塔頂回收之甲烷以壓縮機全部升壓後，進行液化，以泵進而升壓，使其蒸發而供給NG。
[現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2016-156581號公報
[專利文獻2]美國專利申請公開第2009/0282865號說明書
成為原料之LNG中所含之成分根據LNG之產出地等而不同，亦存在含有大量碳數3以上之烴，亦即丙烷、丁烷等之情形。於該情形時，LNG之沸點上升，因此將富含甲烷之NG取出時之甲烷之回收率下降。為維持甲烷回收率，必須使蒸餾塔之運轉溫度上升，或者使蒸餾塔之運轉壓力下降。
為使蒸餾塔之運轉溫度上升，可考慮代替作為進行LNG之蒸餾之蒸餾塔之再沸器來廣泛使用之海水或工業用水等，而供給蒸汽或溫水。但是，蒸汽或溫水由於係以天然氣或電氣作為熱源，故而能量效率差，運轉成本亦高昂。
另一方面，於在再沸器如以往般使用海水，而使蒸餾塔之運轉壓力下降之情形時，雖不需要天然氣或電氣等熱源，但擔憂所獲得之NG之壓力不滿足與使用用途相應之要求壓力之情形。
但是，隨著NG發電之發電設備之高壓化等，NG供給壓力存在 上升傾向。於蒸餾操作中有效率之運轉壓力係依存於LNG組成，故而可認為大致一定，因此於使用專利文獻1中揭示之裝置之情形時，原料LNG供給壓力與蒸餾塔運轉壓力之差變大。該壓力差導致上述原料LNG之膨脹及與NG之再壓縮有關之膨脹以及壓縮比率之上升，為達到NG供給壓力，存在需要追加之壓縮機之可能性。
另一方面，專利文獻2所揭示之方法中，需要對所供給之NG全部量進行處理之泵，因此成本高。
另外，尤其於原料LNG包含更大量之丙烷等碳數3以上之烴成分之情形時，該蒸餾塔之運轉壓力係由根據底部之液組成與再沸熱源之溫度之氣液平衡所決定，因此存在隨著蒸餾塔之運轉壓力下降，原料LNG供給壓力與蒸餾塔運轉壓力之差進而變大之傾向。
鑒於上述實際情況，本發明中，提供一種天然氣的製造裝置以及供給方法，其不會由於利用例如海水而於再沸器追加使用蒸汽等高價之熱源，可一面維持NGL之回收率，一面供給所要求之壓力(例如6MPa~10MPa等高壓)之NG。
本發明之天然氣的製造裝置係從液化天然氣中抽出天然氣液而供給天然氣之裝置，其具備：原料供給流路，過冷卻狀態之經加壓之液化天然氣作為原料，經由原料供給部、第一熱交換器、第二熱交換器、第一氣化器、第一膨脹渦輪，進而經過上述第二熱交換器後導入至第一蒸餾塔；第一再沸器，對上述第一蒸餾塔之塔底部之液體成分D進行加熱；第一天然氣供出流路，從上述第一蒸餾塔之塔頂部導出之富含甲烷之氣體成分A分支，從該氣體成分A中分離之其中一種氣體成分B經由與上述第一膨脹 渦輪連結之第一壓縮機，作為上述天然氣被供出；第一回流流路，從上述氣體成分A中分離之另一種氣體成分C經由上述第一熱交換器，作為第一回流液而導入至上述第一蒸餾塔之上部；塔底液供給流路，從上述第一蒸餾塔之塔底部導出之上述液體成分D導入至第二蒸餾塔；第二回流流路，從上述第二蒸餾塔之塔頂部導出之富含甲烷之氣體成分E經由第三熱交換器而液化後分支，從該氣體成分E中分離之其中一種液體成分F作為第二回流液而導入至上述第二蒸餾塔上部；第二天然氣供給流路，從上述氣體成分E中分離之另一種液體成分G經由加壓手段及第二氣化器，作為上述天然氣被供給；第二再沸器，對上述第二蒸餾塔之塔底部之液體成分H進行加熱；以及天然氣液供出流路，從上述第二蒸餾塔之塔底部導出之上述液體成分H作為上述天然氣液被供出；並且於上述第一熱交換器中，藉由從上述原料供給部供給之液化天然氣之寒冷之至少一部分，上述氣體成分C經冷凝，製作上述第一回流液，於上述第二熱交換器中，藉由從上述第一熱交換器導出之液化天然氣之寒冷，從上述第一膨脹渦輪中導出之氣體狀態之上述液化天然氣之一部分或全部經冷卻，由此冷凝，製作導入至上述第一蒸餾塔之上述原料，且於上述第三熱交換器中，藉由從上述原料供給部供給之液化天然氣之寒冷之至少一部分，上述氣體成分E經低溫冷凝，製作上述第二回流液及上述液體成分G。
另外，本發明係從液化天然氣中抽出天然氣液來製造天然氣之方法，其特徵在於：(1)從原料供給部供給之液化天然氣之至少一部分釋放出上述液化天然 氣之寒冷之一部分後，導入至第一蒸餾塔；(2)從上述第一蒸餾塔之塔頂部導出富含甲烷之氣體成分A；(3)上述氣體成分A分支，從該氣體成分A中分離之其中一種氣體成分B經升壓後，作為上述天然氣被供出；(4)從上述氣體成分A中分離之另一種氣體成分C經冷卻後，作為第一回流液而導入至上述第一蒸餾塔之上部，(5)貯留於上述第一蒸餾塔之塔底部之液體成分D經由第一再沸器加熱；(6)從上述第一蒸餾塔之塔底部導出之液體成分D中至少一部分導入至第二蒸餾塔；(7)從上述第二蒸餾塔之塔頂部導出之富含甲烷之氣體成分E經冷卻、液化後分支，從該氣體成分E中分離之其中一種液體成分F作為第二回流液而導入至上述第二蒸餾塔上部；(8)從上述氣體成分E中分離之另一種液體成分G經升壓、氣化後，作為上述天然氣被供給；(9)貯留於上述第二蒸餾塔之塔底部之液體成分H經由第二再沸器加熱；(10)從上述第二蒸餾塔之塔底部導出之上述液體成分H作為上述天然氣液被供出。
於從原料供給部供給之液化天然氣之至少一部分釋放出上述液化天然氣之寒冷之一部分後導入至第一蒸餾塔之(1)之製程中，導入至第一蒸餾塔之液化天然氣因為其組成或溫度而不同，為氣液混合狀態或者氣體狀態。
另外，本發明之天然氣的製造方法係：從上述原料供給部供給之液化天然氣之至少一部分經由第一熱交換器、第二熱交換器、第一氣化器、第一膨脹渦輪，作為原料而導入至第一蒸餾塔； 於上述第一熱交換器中，藉由從上述原料供給部供給之液化天然氣之寒冷之至少一部分，上述氣體成分C經冷凝，製作導入至上述第一蒸餾塔之上部之第一回流液；於上述第二熱交換器中，藉由從上述第一熱交換器導出之液化天然氣之寒冷，從上述第一膨脹渦輪中導出之液化天然氣之一部分或全部經冷卻，由此冷凝，製作上述原料；從上述第二蒸餾塔之塔頂部導出之富含甲烷之氣體成分E經由第三熱交換器而液化；並且於上述第三熱交換器中，藉由從上述原料供給部供給之液化天然氣之寒冷之至少一部分，上述氣體成分E經低溫冷凝，可製作上述第二回流液及上述液體成分G。
藉由原料LNG導入至第一蒸餾塔，進行蒸餾，而於塔頂部獲得富含甲烷之氣體成分A，且於塔底部貯留液體成分D。本發明中，由於可於液體成分D中含有甲烷氣，故而將液體成分D進行加熱之再沸器中，不投入天然氣或電氣等熱源，例如可使用未加溫之海水。另外，可以比較高之壓力使第一蒸餾塔運轉，因此能夠不使用多段之壓縮機而供給高壓之NG。
於將含有大量碳數3以上之烴之原料LNG，導入至具有不使用天然氣或電氣等熱源之再沸器之第一蒸餾塔之情形時，若實施蒸餾，則於塔頂部獲得富含甲烷之氣體成分A，但貯留於塔底部之液體成分D中含有更大量之甲烷。其原因在於，藉由含有碳數3以上之烴，原料LNG之沸點上升。
含有甲烷之液體成分D導入至第二蒸餾塔，進行蒸餾。此處，液體成分D中之甲烷作為富含甲烷之氣體成分E而從第二蒸餾塔之塔頂部導出，液體成分D中之乙烷等成分作為液體成分H而從第二蒸餾塔之塔底部導出，作為天然氣液被供出。
如上所述，本發明中，藉由設置第二蒸餾塔，將貯留於第一蒸餾塔之塔底部之含有甲烷之液體成分進而蒸餾，可獲得富含甲烷之氣體成分及天然氣液。因此，於原料LNG中含有大量碳數3以上之烴之情形時，亦不於再沸器投入熱源，可一面維持NGL之回收率，一面供給天然氣。
進而，依據本發明，於以高壓力來供出天然氣之情形時，可使第一蒸餾塔之運轉壓力上升。若第一蒸餾塔之運轉壓力上升，則貯留於第一蒸餾塔之塔底部之液體成分D中所含有之甲烷成分上升。而含有甲烷之液體成分D於第二蒸餾塔進而蒸餾，可獲得富含甲烷之氣體成分及天然氣液，NGL之回收率亦得以維持。由於第一蒸餾塔之運轉壓力高，故而從第一蒸餾塔之塔頂部獲得之富含甲烷之氣體成分A之壓力亦高。因此，即便不使將氣體成分A進行壓縮之壓縮機多段化，亦可以高壓力來供出天然氣。
本發明之天然氣的製造裝置係於上述原料供給流路中，於上述第一氣化器之下游設置有第二膨脹渦輪，從上述第一氣化器供給之液化天然氣之至少一部分經由上述第二膨脹渦輪而導入至上述第一蒸餾塔，於上述第一天然氣供出流路中，於第一壓縮機之後段設置有第四熱交換器及第二壓縮機，從上述第一壓縮機供給之上述氣體成分B經由上述第四熱交換器及上述第二壓縮機，作為上述天然氣而從上述第一天然氣供出流路中被供出，並且於上述第二熱交換器中，藉由從上述第一熱交換器導出之液化天然氣之寒冷，從上述第一膨脹渦輪中導出之液化天然氣以及從上述第二膨脹渦輪中導出之液化天然氣之一部分或全部經冷卻，由此冷凝，可製作上述原料。
依據本發明，藉由經第一壓縮機所壓縮之富含甲烷之氣體成分A進而於第二壓縮機壓縮，可以更高壓來供出天然氣。另外，經第一壓縮機所 壓縮之氣體成分A藉由於第四熱交換器冷卻，而進而效率良好地於第二壓縮機壓縮。
雖亦考慮到針對供出之天然氣所要求之壓力會變動，但亦可以如下方式來控制：於所要求之壓力低之情形時，將從第一壓縮機導出之天然氣直接供出，於所要求之壓力高之情形時，將從第二壓縮機導出之天然氣供出。
如此一來，依據本發明，不於再沸器投入熱源，可一面維持NGL之回收率，一面於較寬之壓力範圍內供給天然氣。
另外，本發明之天然氣的製造裝置係於上述第一壓縮機之下游、且上述第四熱交換器之上游設置有分支旁路管線，於上述分支旁路管線上設置有第一遮斷閥，且上述第一遮斷閥可根據由配置於上述第一天然氣供出流路之第一壓力計所測定之壓力值來控制。
依據本發明，於天然氣供給壓力變動之情形時，當天然氣供給壓力低於既定之壓力時，藉由將設置於後段之第二壓縮機停止，且將設置於前段之第一壓縮機之下游側之分支旁路管線之第一遮斷閥打開，可僅使用第一壓縮機來使天然氣升壓。另一方面，當天然氣供給壓力高於既定之壓力時，藉由將設置於後段之第二壓縮機啟動，且將第一遮斷閥關閉，可繼第一壓縮機之後，利用第二壓縮機使天然氣進而升壓。
天然氣之供給壓力可由配置於第一天然氣供出流路之第一壓力計來測定。可根據測定壓力，來選擇僅使用第一壓縮機，或者使用第一壓縮機及第二壓縮機之兩者，可使壓縮機所使用之動力最佳化。
另外，本發明之天然氣的製造裝置可於上述第二壓縮機連結設置有第一發電機。
於從第一天然氣供出流路中供給之天然氣之壓力低於既定之值之情形時，如上所述，第二壓縮機停止。於該情形時，利用與第二壓縮機連結之膨脹渦輪來回收之動力可藉由利用齒輪而與第二壓縮機連結之第一發電機，作為電氣能量來回收。因此，可確保與天然氣供給壓力之變動對應之最佳條件之功能，而且可確保與第二膨脹渦輪單獨之運轉相應之發電量。
(發明5)
另外，本發明之天然氣的製造裝置可於上述第一氣化器之下游，設置與上述第二膨脹渦輪並列配置之第三膨脹渦輪，且於上述第三膨脹渦輪連結設置第二發電機。
於從第一天然氣供出流路中供給之天然氣之壓力低於既定之值之情形時，如上所述，第二壓縮機停止。於該情形時，第二膨脹渦輪亦停止，從第一氣化器供給之液化天然氣不向第二膨脹渦輪供給，而是向第三膨脹渦輪供給。第三膨脹渦輪不與壓縮機連結，而是與第二發電機連結。因此，本發明中，可確保與天然氣供給壓力之變動對應之最佳條件之功能，而且可確保與第三膨脹渦輪單獨之運轉相應之發電量。
於本發明之天然氣的製造方法中，第一再沸器之溫度可為0℃以上、30℃以下，且上述第二再沸器之溫度可為0℃以上、30℃以下。
依據本發明，不於第一再沸器及第二再沸器投入熱源，可一面維持NGL之回收率，一面於較寬之壓力範圍內供給天然氣。第一再沸器及第二再沸器之溫度之範圍較佳為0℃以上、30℃以下，更佳為5℃以上、10℃以下。
於上述溫度範圍內，可於再沸器使用例如未加溫之海水，不需要使用藉由使天然氣燃燒或進行電氣加熱而獲得之蒸汽或溫水。即，不需要使用天然氣之燃燒或電氣等追加之熱源。
就熱交換器之運用之觀點而言，若第一再沸器及第二再沸器之溫度之下限 值為5℃左右，則於熱交換器之熱負載變動大之情形時，亦可一面抑制水之固化一面運轉。另外，若第一再沸器及第二再沸器之溫度之上限值為10℃左右，則可使用海水溫或者工業用水溫度為15℃左右之海水或者工業用水。
本發明之構成中，由於再沸器之溫度低，故而貯留於第一蒸餾塔之塔底部之液體成分D中含有更大量之甲烷。含有甲烷之液體成分D導入至第二蒸餾塔，進行蒸餾。此處，液體成分D中之甲烷係作為富含甲烷之氣體成分E而從第二蒸餾塔之塔頂部導出，液體成分D中之乙烷等成分係作為液體成分H而從第二蒸餾塔之塔底部導出，作為天然氣液被供出。
如此一來，本發明中，藉由設置第二蒸餾塔，可將貯留於第一蒸餾塔之塔底部之含有甲烷之液體成分進而蒸餾，從而獲得富含甲烷之氣體成分E及天然氣液。因此，不於再沸器投入熱源，可一面維持NGL之回收率，一面供給天然氣。
本發明之天然氣之供給方法中，導入至第三熱交換器之上述液化天然氣的上述第三熱交換器導入時之溫度可為-180℃以上、-125℃以下。
本發明中，藉由將-180℃以上、-125℃以下之原料LNG之一部分直接導入至第三熱交換器，則從第二蒸餾塔之塔頂部導出之富含甲烷之氣體成分E中所含有之甲烷經冷卻、冷凝，以泵升壓後作為天然氣被供出。若為-180℃以上、-125℃以下之溫度，則甲烷經冷卻、冷凝，因此可有效率地從第二蒸餾塔之上部回收甲烷氣。
亦可以加壓手段進行升壓後，利用加溫器進行蒸發而供出。依據本發明，可將導入至第二蒸餾塔之甲烷成分回收，作為天然氣被供出，因此可使原料LNG中之甲烷之回收率進而上升。
1‧‧‧第一熱交換器
2‧‧‧第二熱交換器
3‧‧‧第一氣化器
4‧‧‧第一膨脹渦輪
5‧‧‧第一壓縮機
6‧‧‧加溫器
7‧‧‧第一蒸餾塔
8‧‧‧第三熱交換器
9‧‧‧第二蒸餾塔
10‧‧‧加壓手段
11‧‧‧第二氣化器
13‧‧‧第二膨脹渦輪
14‧‧‧第二壓縮機
30‧‧‧分支旁路管線
31‧‧‧第一遮斷閥
32‧‧‧壓力計
33‧‧‧第一發電機
34‧‧‧第三膨脹渦輪
35‧‧‧第二發電機
100‧‧‧天然氣的製造裝置
101‧‧‧原料供給部
102‧‧‧原料供給流路
103‧‧‧第一天然氣供出流路
104‧‧‧第一回流流路
105‧‧‧塔底液供給流路
111‧‧‧第二回流流路
112‧‧‧第二天然氣供給流路
113‧‧‧天然氣液供出流路
201‧‧‧第一再沸器
圖1係表示實施形態1之天然氣的製造裝置之構成例之圖。
圖2係例示出實施形態1之天然氣的製造裝置之構成例中之實證結果之圖。
圖3係表示實施形態2之天然氣的製造裝置之構成例之圖。
圖4係例示出實施形態2之天然氣的製造裝置之構成例中之實證結果之圖。
圖5係表示實施形態2之天然氣的製造裝置之另一構成例之圖。
圖6係表示實施形態2之天然氣的製造裝置之另一構成例之圖。
圖7係表示實施形態2之天然氣的製造裝置之另一構成例之圖。
以下對本發明之若干實施形態進行說明。以下所說明之實施形態係對本發明之一例進行說明者。本發明不受以下實施形態之任何限定，亦包含於不變更本發明之要旨之範圍內實施之各種變形形態。此外，以下所說明之構成之全部未必為本發明之必需構成。
(本發明之天然氣的製造裝置)
本發明之天然氣的製造裝置係將液化天然氣(LNG)作為原料而導入至第一蒸餾塔，由從第一蒸餾塔之塔頂部導出之氣體成分來製作富含甲烷之天然氣(NG)，從塔底部導出之液體成分進而導入至第二蒸餾塔，由從第二蒸餾塔之塔頂部導出之氣體成分來製作富含甲烷之天然氣(NG)，且由從塔底部導出之液體成分來製作天然氣液(NGL)。
具備：原料供給流路，過冷卻狀態之經加壓之液化天然氣作為原料，經由原料供給部、第一熱交換器、第二熱交換器、第一氣化器、第一膨脹渦輪，進而經過上述第二熱交換器後導入至第一蒸餾塔； 第一再沸器，對上述第一蒸餾塔之塔底部之液體成分D進行加熱；第一天然氣供出流路，從上述第一蒸餾塔之塔頂部導出之富含甲烷之氣體成分A分支，其中一種氣體成分B經由與上述第一膨脹渦輪連結之第一壓縮機，作為上述天然氣被供出；第一回流流路，另一種氣體成分C經由上述第一熱交換器，作為第一回流液而導入至上述第一蒸餾塔之上部；塔底液供給流路，從上述第一蒸餾塔之塔底部導出之上述液體成分D導入至第二蒸餾塔；第二回流流路，從上述第二蒸餾塔之塔頂部導出之富含甲烷之氣體成分E經由第三熱交換器而液化後分支，其中一種液體成分F作為第二回流液而導入至上述第二蒸餾塔上部；第二天然氣供給流路，另一種液體成分G經由加壓手段及第二氣化器，作為上述天然氣被供給；第二再沸器，對上述第二蒸餾塔之塔底部之液體成分H進行加熱；以及天然氣液供出流路，從上述第二蒸餾塔之塔底部導出之上述液體成分H作為上述天然氣液被供出。
於上述第一熱交換器中，藉由從上述原料供給部供給之液化天然氣之寒冷之至少一部分，上述氣體成分C經冷凝，製作上述第一回流液，於上述第二熱交換器中，藉由從上述第一熱交換器導出之液化天然氣之寒冷，從上述第一膨脹渦輪中導出之液化天然氣之一部分或全部經冷卻，由此冷凝，製作上述原料，於上述第三熱交換器中，藉由從上述原料供給部供給之液化天然氣之寒冷之至少一部分，上述氣體成分E經低溫冷凝，製作上述第二回流液與上述液體成分G。以下，關於本發明之實施形態，參照圖式來說明。
(實施形態1)
關於實施形態1之天然氣的製造裝置，參照圖1來說明。實施形態1之天然氣之供給裝置100係將液化天然氣(LNG)作為原料而從原料供給部101導入至第一蒸餾塔7，由從第一蒸餾塔7之塔頂部導出之氣體成分來製作富含甲烷之天然氣(NG)，從塔底部導出之液體成分進而導入至第二蒸餾塔9，由從第二蒸餾塔9之塔頂部導出之氣體成分來製作富含甲烷之天然氣(NG)，由從塔底部導出之液體成分來製作天然氣液(NGL)。
此處，從原料供給部101中供給之過冷卻狀態之經加壓之LNG之一部分經由第一熱交換器1~第二熱交換器2~第一氣化器3、第一膨脹渦輪4之寒冷釋放過程而氣化，經氣化之LNG進而經由第二熱交換器2而形成氣液混合體，作為原料而導入至第一蒸餾塔7。於第二熱交換器2中，藉由回轉之LNG逆流地與LNG自身進行熱交換，處於釋放過程中之LNG之寒冷用於暫時氣化之LNG自身之冷卻、冷凝。即，於導入至蒸餾塔之原料製作過程中之LNG之流動中，不僅釋放出LNG之寒冷，而且所釋放之寒冷之一部分被收容，藉此可進而有效地利用寒冷。
具體而言，天然氣的製造裝置具備如下之原料供給流路102：過冷卻狀態之經加壓之LNG作為原料，經由原料供給部101、第一熱交換器1、第二熱交換器2、第一氣化器3、第一膨脹渦輪4，進而經過第二熱交換器2後導入至第一蒸餾塔7。低溫高壓(例如約-135℃、約10MPa)之LNG係以液狀而從原料供給部101中供給，經由第一熱交換器1、第二熱交換器2而依次釋放寒冷後，利用第一氣化器3而氣化。經氣化之LNG利用第一膨脹渦輪4進行氣化而低溫化，而且減壓至作為原料而最佳之既定壓力(例如約3.2MPa)，成為低溫低壓之氣體狀LNG。氣體狀LNG再次利用第二熱交換器2冷卻至作為原料而最佳 之既定溫度。此時所謂之既定溫度，係指既定組成之LNG於最佳壓力下冷凝而形成氣液併存狀態之溫度，例如於下表1中例示之組成之LNG之情形時，於約3.2MPa下較佳為-80℃。冷凝之LNG導入至第一蒸餾塔7。
第一蒸餾塔7具備對貯留於第一蒸餾塔7之塔底部之液體成分D進行加熱之第一再沸器201。第一再沸器201中，藉由液體成分D與第一再沸器201之熱介質進行熱交換，液體成分D被加溫。第一再沸器201之溫度只要為可以海水或工業用水來維持之溫度即可，具體而言為0℃以上、30℃以下之範圍。因此，具體而言可使用未加溫之海水，無需設置用以對第一再沸器201之熱介質進行加熱之加熱手段。
於第一再沸器201中經加熱之液體成分D再次導入至第一蒸餾塔7之塔底部，於第一蒸餾塔7蒸餾，從第一蒸餾塔7之塔頂部導出富含甲烷之氣體成分A，且從第一蒸餾塔7之塔底部導出液體成分D。
從第一蒸餾塔7之塔頂部導出之富含甲烷之氣體成分A分支，從該氣體成分A中分離之其中一種氣體成分B經由與上述第一膨脹渦輪4連結之第一壓縮機5，作為上述天然氣被供出。具體而言，從第一蒸餾塔7之塔頂部導出之氣體成分A為低溫低壓(例如約-95℃、約3.2MPa)之富含甲烷之NG。本實施形態中，對於氣體成分A，藉由利用原料之製作中所使用之與第一膨脹渦輪4連結之第一壓縮機5來進行絕熱壓縮，可不導入追加之能量而進行升溫、升壓處理。從第一壓縮機5中導出之氣體成分A亦可直接作為NG被供給，但為了作為既定溫度及壓力(例如15℃、約10.6MPa)之製品NG而取出，亦可利用配置於第一壓縮機5之後段之加溫器6進行加溫。
從第一蒸餾塔7之塔頂部導出之氣體成分A中，所分離之另一種氣體成分C經由第一熱交換器1而冷卻、冷凝，作為第一回流液而導入至上述第一蒸餾塔7之上部。
具體而言，具備另一種氣體成分C經由第一熱交換器1，作為第一回流液而導入至上述第一蒸餾塔7之上部之第一回流流路104。於第一熱交換器1中，低溫低壓之氣體成分A(例如約95℃、約3.2MPa)藉由與過冷卻之LNG進行熱交換而冷卻、冷凝，導入至第一蒸餾塔7。
貯留於第一蒸餾塔7之底部之液體成分D係從塔底液供給流路105導入至第二蒸餾塔9。液體成分D中含有既定量之甲烷。因此，藉由於第二蒸餾塔9進行蒸餾，而從第二蒸餾塔9之塔頂部獲得富含甲烷之成分E，且從第二蒸餾塔9之塔底部獲得液體成分H。
第二蒸餾塔9由於以較第一蒸餾塔7低之壓力運轉(例如1.8MPa)，故而配置於第二蒸餾塔9之底部、對液體成分H進行加熱之再沸器無需為高溫，例如為0℃以上、30℃以下之溫度即可。因此，具體而言，可使用未加溫之海水，無需設置用以對第一再沸器201之熱介質進行加熱之加熱手段。
從第二蒸餾塔9之塔頂部導出之富含甲烷之氣體成分E係藉由在第三熱交換器8中與過冷卻之LNG進行熱交換而冷卻。原料LNG於原料供給部101之後段分支，其一部分供給至第三熱交換器8中，另一部分供給至第一熱交換器1中。藉由第三熱交換器8中之熱交換，氣體成分E冷卻至例如-110℃，進行冷凝，從該氣體成分E中分離之一部分亦即液體成分F作為第二回流液，從第二回流流路111導入至第二蒸餾塔9之上部。
經過第三熱交換器8後的從上述氣體成分E中分離之另一者亦即液體成分G藉由加壓手段10而升壓，於第二氣化器11中氣化、升溫，作為既定溫度及壓力(例如15℃、約10MPa)之製品NG而取出。
從第二蒸餾塔9之塔底部導出之液體成分H為包含大量乙烷等成分之液體，作為天然氣液被供出。
如以上所述，本實施形態之天然氣的製造裝置中，藉由將原料 LNG於第一蒸餾塔7進行蒸餾，而獲得富含甲烷之氣體成分A，且從第一蒸餾塔7之塔底部獲得含有甲烷成分之液體成分D。藉由將含有甲烷成分之液體成分D於第二蒸餾塔2中進而蒸餾，可一面維持NGL之回收率一面供給NG。依據本實施形態，即便貯留於第一蒸餾塔7之塔底部之液體成分D中含有甲烷成分，亦與以往同樣可維持LNG回收率，因此可使第一蒸餾塔7以高壓力運轉，其結果為可供給高壓之NG。另外，依據本實施形態，可使第一蒸餾塔7於低溫度下運轉，因此無需於再沸器投入熱源，可提供能量效率高之天然氣的製造裝置。
本裝置中所供給之LNG例如具有如下表1所例示之組成，根據原產地，成分有所變動，貯留於高壓之罐中之溫度或壓力條件亦不同。具體而言，於溫度條件約-120~-160℃、壓力條件約5~10MPa下貯留。此外，本發明之LNG中，除習知之LNG以外，還包含如上所述之頁岩氣，或者不僅包含經精製之LNG，還包含未精製之LNG。
Figure 107119865-A0202-12-0016-1
第一熱交換器1、第二熱交換器2、及第三熱交換器8並無特別限定，例如可使用板翅型熱交換器或殼管型熱交換器等。
加壓手段6並無特別限定，例如可使用液送泵。
(實施形態2)
關於實施形態2之LNG貯藏系統，參照圖3進行說明。與實施形態1之天然氣的製造裝置100相同之符號之要素由於具有相同之功能，故而省略其說明。
實施形態2之天然氣的製造裝置100於原料供給流路102中，於第一氣化器3之下游設置有第二膨脹渦輪13。於第一氣化器3中經氣化之LNG分支，一部分導入至第一膨脹渦輪4中，另一部分導入至第二膨脹渦輪13中。於第一膨脹渦輪4中經減壓之氣體狀之LNG以及於第二膨脹渦輪13中經減壓之氣體狀之LNG合流，導入至第二熱交換器2中。於第二熱交換器2中藉由熱交換而冷卻、冷凝之LNG導入至第一蒸餾塔7。
第一天然氣供出流路103中，於第一壓縮機5之後段設置有第四熱交換器15、以及與第二膨脹渦輪13連結之第二壓縮機14。從第一壓縮機5中供給之氣體成分B係藉由在第四熱交換器15中，與從原料供給部101中供給之LNG進行熱交換而冷卻。於第四熱交換器15中經冷卻之LNG例如成為約-54℃，導入至第二壓縮機14中。第四熱交換器15中之冷卻有助於第二壓縮機14中之壓縮效率提高。於第二壓縮機14中升壓至既定之壓力(例如11.2MPa)之氣體成分B係作為製品NG而從第一天然氣供出流路103中供出。為將製品NG之溫度設為既定溫度(例如15℃)，亦可將加溫器6配置於第二壓縮機14之後段，對氣體成分B進行加熱。
(其他實施形態)
作為其他實施形態，亦可如圖5所示，於第一氣化器3之下游側設置有分支旁路管線30，且於分支旁路管線30上設置有第一遮斷閥31。第一遮斷閥31係根據由配置於第一天然氣供出流路103上之壓力計32所測定之壓力值來控制。具體而言，可進行如下控制：於天然氣之供給壓力低，且壓力計32所測定之壓力低於預先決定之既定值(例如6MPa)之情形時，可於打開第一遮斷閥31之同時，使第二壓縮機14停止，於天然氣之供給壓力高，且壓力計32所測定之壓力為預先決定之既定值(例如6MPa)以上之情形時，可於關閉第一遮斷閥31之同時，使第二壓縮機14運轉。
當分支旁路管線30側之第一遮斷閥31打開時，進行第四熱交換器15之入口側之閥(未圖示)關閉之閥開閉控制。
當分支旁路管線30側之第一遮斷閥31關閉時，進行第四熱交換器15之入口側之閥(未圖示)打開之閥開閉控制。
該既定之值可根據第一壓縮機5及第二壓縮機14之壓縮比、第一壓縮機5導入前之天然氣之壓力、以及從天然氣供出流路103供出之天然氣之壓力來決定。例如，於第一壓縮機5導入前之天然氣之壓力為3MPa，且第一壓縮機5之壓縮比為2之情形時，可藉由第一壓縮機5而將天然氣升壓至6MPa，因此由壓力計32測定之壓力之既定值可設為6MPa。可進行如下控制：若由壓力計32測定之壓力之既定值小於6MPa，則打開第一遮斷閥，若為6MPa以上，則關閉第一遮斷閥。
於打開第一遮斷閥31之情形時，第二壓縮機14停止，於關閉第一遮斷閥31之情形時，使第二壓縮機14運轉，使天然氣壓縮。
藉由以上述方式進行控制，於必須以6MPa以上之壓力來供給天然氣之情形時，可利用第一壓縮機5使天然氣升壓後，進而利用第二壓縮機14使其升壓，結果可使天然氣升壓至必需之壓力。
另一方面，於以小於6MPa來供給天然氣之情形時，可進行最佳條件下之運轉，即，僅使用第一壓縮機5來升壓，不使用第二壓縮機14。
(另一實施形態)
作為進而另一實施形態，可如圖6所示，設置與第二壓縮機14連結之第一發電機33。
於天然氣供給壓力低，第二壓縮機14停止之情形時，連結有第二壓縮機14之第二膨脹渦輪13亦運轉。因此，於第二壓縮機14停止之情形時，與第二壓縮機14連結之第一發電機33可確保與第二膨脹渦輪13之運轉相應之電 力。
(另一實施形態)
作為進而另一實施形態，可如圖7所示，於第一氣化器3之下游設置與第二膨脹渦輪13並列配置之第三膨脹渦輪34，且於上述第三膨脹渦輪34上連結設置第二發電機35。
從第一氣化器3中供出之液化天然氣係藉由第二遮斷閥36以及第三遮斷閥而切換流路，向第二膨脹渦輪13或者第三膨脹渦輪34供給。
更具體而言，於天然氣供給壓力低，第一遮斷閥31打開，第二壓縮機14停止之情形時，關閉第二遮斷閥36，打開第三遮斷閥37。其結果為，從第一氣化器3中供出之天然氣經過第三遮斷閥37而向第三膨脹渦輪34導入。與第三膨脹渦輪34連結之第二發電機35確保與第三膨脹渦輪34之運轉相應之電力。
另一方面，於天然氣供給壓力高，第一遮斷閥31關閉，第二壓縮機14運轉之情形時，打開第二遮斷閥36，關閉第三遮斷閥37。其結果為，從第一氣化器3中供出之天然氣經過第二遮斷閥36而向第二膨脹渦輪13導入。
因此，於天然氣供給壓力低，第二壓縮機14停止之情形時，亦可藉由第三膨脹渦輪34運轉，而利用與第三膨脹渦輪34連結之第二發電機35來確保與第三膨脹渦輪34之運轉相應之電力。
(實施例1)
使用實施形態1之天然氣的製造裝置，供給上表1中例示之組成之LNG作為原料，藉由模擬來實證各部之壓力(MPaA)、溫度(℃)、流量(kg/h)、組成(重量%)。
(結果)
若以572,373kg/h供給LNG(-135℃、9.96MPa)，則圖2中之各部A~R之壓力(MPaA)、溫度(℃)、流量(kg/h)、組成(重量%)獲得如下表2所 例示之結果。
圖2中之各部A~R之位置如下所述。
A之位置為原料供給部101出口。
B之位置為原料供給部101之下游，且為第一熱交換器1之入口近前。
C之位置為第一熱交換器1之下游，且為第二熱交換器2之上游。
D之位置為原料供給部101之下游，且為第三熱交換器8之入口近前。
E之位置為第三熱交換器8之下游，且為於從第一熱交換器1向第二熱交換器2之流路中合流之近前。
F之位置為第二熱交換器2之下游，且為第一氣化器3之上游。
G之位置為第一氣化器3之下游，且為第一膨脹渦輪4之上游。
H之位置為第一膨脹渦輪之下游側出口。
I之位置為原料供給流路102內之第一蒸餾塔7導入近前。
J之位置為從第一蒸餾塔7之塔頂部獲得之氣體成分B導入至第一壓縮機5中之近前，且為第一壓縮機5之上游。
K之位置為第一壓縮機5之下游，且為加溫器6之上游。
L之位置位於第一天然氣供出流路103上，且為加溫器6之下游。
M之位置為從第一蒸餾塔7之塔底部延伸之塔底液供給流路105內，且為第一蒸餾塔7之塔底部出口部分。
N之位置為塔底液供給流路105內，且為即將向第二蒸餾塔9導入之位置。
O之位置為第三熱交換器8之下游，且為加壓手段10之上游。
P之位置為加壓手段10之下游，且為第二氣化器11之上游。
Q之位置為第二氣化器11之下游，且為於第一天然氣供出流路103中合流之近前。
R之位置為天然氣液供出流路113內，且為第二蒸餾塔9之下游。
Figure 107119865-A0202-12-0021-2
(比較例1)
繼而，驗證本實施例1、與比較例1(不具有第二蒸餾塔之天然氣供給裝置)之回收率及NG供給壓力之對比。比較例1中，使用習知之天然氣供給裝置，其不配置第二蒸餾塔，從第一蒸餾塔之塔頂部供出富含甲烷之NG，且從第一蒸餾塔之塔底部供出天然氣液。將實施例1與比較例1之比較示於下表3中。
使用溫度及壓力相等之原料LNG，來驗證將甲烷回收率、乙烷回收率、以及丙烷回收率分別設為99.9%以上之情形時之實施例1及比較例1中之再沸器溫度。
上述實施例1中，於第一再沸器及第二再沸器使用未加溫之海水(溫度10℃)，可獲得NG供給壓力10.57MPa。
與此相對，比較例1中判明，為獲得同等之NG供給壓力(10.46MPa)，必 須將第一再沸器及第二再沸器溫度設為45℃。因此，第一再沸器及第二再沸器必須使用蒸汽。
相對於實施例1中於再沸器不需要追加之熱源，比較例1中由於再沸器使用蒸汽，故而需要追加之熱源。
Figure 107119865-A0202-12-0022-3
(實施例2)
使用實施形態2之天然氣的製造裝置，供給上表1中例示之組成之LNG作為原料，藉由模擬來實證各部之壓力(MPaA)、溫度(℃)、流量(kg/h)、組成(重量%)。
(結果)
若以572,373kg/h供給LNG(-135℃、9.96MPa)，則圖4之各部A~R、D2~K2之壓力(MPaA)、溫度(℃)、流量(kg/h)、組成(重量%)獲得如下表4所例示之結果。
圖4中之各部A~R之位置係與圖2中之各部A~R之位置相同。圖4中之D2~K2之位置如下所述。
D2之位置為原料供給部101之下游，且為第四熱交換器15之入口近前。
E2之位置為第四熱交換器15之出口。
G1之位置為於第一氣化器3之下游分支後之該分支點正後方，且為第一膨脹渦輪4之上游。
G2之位置為於第一氣化器3之下游分支後之該分支點正後方，且為第二膨脹渦輪13之上游。
H1之位置為第一膨脹渦輪4之出口部分。
H2之位置為於第一氣化器3之下游分支後之第二膨脹渦輪13之入口部分。
K1之位置為第四熱交換器15之下游，且為第二壓縮機14之上游。
K2之位置為第二壓縮機14之下游，且為加溫器6之上游。
Figure 107119865-A0202-12-0023-4
1‧‧‧第一熱交換器
2‧‧‧第二熱交換器
3‧‧‧第一氣化器
4‧‧‧第一膨脹渦輪
5‧‧‧第一壓縮機
6‧‧‧加溫器
7‧‧‧第一蒸餾塔
8‧‧‧第三熱交換器
9‧‧‧第二蒸餾塔
10‧‧‧加壓手段
11‧‧‧第二氣化器
100‧‧‧天然氣的製造裝置
101‧‧‧原料供給部
102‧‧‧原料供給流路
103‧‧‧第一天然氣供出流路
104‧‧‧第一回流流路
105‧‧‧塔底液供給流路
111‧‧‧第二回流流路
112‧‧‧第二天然氣供給流路
113‧‧‧天然氣液供出流路
201‧‧‧第一再沸器

Claims (8)

  1. 一種天然氣的製造裝置，其係從液化天然氣中抽出天然氣液而供給天然氣之裝置，其具備：原料供給流路，過冷卻狀態之經加壓之液化天然氣作為原料，經由原料供給部、第一熱交換器、第二熱交換器、第一氣化器、第一膨脹渦輪，進而經過上述第二熱交換器後導入至第一蒸餾塔；第一再沸器，對上述第一蒸餾塔之塔底部之液體成分D進行加熱；第一天然氣供出流路，從上述第一蒸餾塔之塔頂部導出之富含甲烷之氣體成分A分支，從該氣體成分A中分離之其中一種氣體成分B經由與上述第一膨脹渦輪連結之第一壓縮機，作為上述天然氣被供出；第一回流流路，從上述氣體成分A中分離之另一種氣體成分C經由上述第一熱交換器，作為第一回流液而導入至上述第一蒸餾塔之上部；塔底液供給流路，從上述第一蒸餾塔之塔底部導出之上述液體成分D導入至第二蒸餾塔；第二回流流路，從上述第二蒸餾塔之塔頂部導出之富含甲烷之氣體成分E經由第三熱交換器而液化後分支，從該氣體成分E中分離之其中一種液體成分F作為第二回流液而導入至上述第二蒸餾塔上部；第二天然氣供給流路，從上述氣體成分E中分離之另一種液體成分G經由加壓手段及第二氣化器，作為上述天然氣被供給；第二再沸器，對上述第二蒸餾塔之塔底部之液體成分H進行加熱；以及天然氣液供出流路，從上述第二蒸餾塔之塔底部導出之上述液體成分H作為上述天然氣液被供出；並且於上述第一熱交換器中，藉由從上述原料供給部供給之液化天然氣之寒冷之至少一部分，上述氣體成分C經冷凝，製作上述第一回流液， 於上述第二熱交換器中，藉由從上述第一熱交換器導出之液化天然氣之寒冷，從上述第一膨脹渦輪中導出之氣體狀態之上述液化天然氣之一部分或全部經冷卻，由此冷凝，製作導入至上述第一蒸餾塔之上述原料，且於上述第三熱交換器中，藉由從上述原料供給部供給之液化天然氣之寒冷之至少一部分，上述氣體成分E經低溫冷凝，製作上述第二回流液及上述液體成分G；上述第一再沸器之溫度為0℃以上、30℃以下，且上述第二再沸器之溫度為0℃以上、30℃以下。
  2. 如申請專利範圍第1項之天然氣的製造裝置，其中，於上述原料供給流路中，於上述第一氣化器之下游設置有第二膨脹渦輪，從上述第一氣化器供給之液化天然氣之至少一部分經由上述第二膨脹渦輪而導入至上述第一蒸餾塔，於上述第一天然氣供出流路中，於上述第一壓縮機之後段設置有第四熱交換器、以及與上述第二膨脹渦輪連結之第二壓縮機，從上述第一壓縮機供給之上述氣體成分B經由上述第四熱交換器及上述第二壓縮機，作為上述天然氣而從上述第一天然氣供出流路被供出，並且於上述第二熱交換器中，藉由從上述第一熱交換器導出之液化天然氣之寒冷，從上述第一膨脹渦輪中導出之液化天然氣以及從上述第二膨脹渦輪中導出之液化天然氣之一部分或全部經冷卻，由此冷凝，製作上述原料。
  3. 如申請專利範圍第2項之天然氣的製造裝置，其中，於上述第一壓縮機之下游、且上述第四熱交換器之上游設置有分支旁路管線，於上述分支旁路管線上設置有第一遮斷閥，且上述第一遮斷閥係根據由配置於上述第一天然氣供出流路之第一壓力計所 測定之壓力值來控制。
  4. 如申請專利範圍第3項之天然氣的製造裝置，其中，於上述第二壓縮機連結設置有第一發電機。
  5. 如申請專利範圍第3項之天然氣的製造裝置，其中，於上述第一氣化器之下游設置有與上述第二膨脹渦輪並列配置之第三膨脹渦輪，且於上述第三膨脹渦輪連結設置有第二發電機。
  6. 一種天然氣的製造方法，其係從液化天然氣中抽出天然氣液來製造天然氣之方法，(1)從原料供給部供給之液化天然氣之至少一部分釋放出上述液化天然氣之寒冷之一部分後，導入至第一蒸餾塔；(2)從上述第一蒸餾塔之塔頂部導出富含甲烷之氣體成分A；(3)上述氣體成分A分支，從該氣體成分A中分離之其中一種氣體成分B經升壓後，作為上述天然氣被供出；(4)從上述氣體成分A中分離之另一種氣體成分C經冷卻後，作為第一回流液而導入至上述第一蒸餾塔之上部；(5)貯留於上述第一蒸餾塔之塔底部之液體成分D經由第一再沸器加熱；(6)從上述第一蒸餾塔之塔底部導出之液體成分D中至少一部分導入至第二蒸餾塔；(7)從上述第二蒸餾塔之塔頂部導出之富含甲烷之氣體成分E經冷卻、液化後分支，從該氣體成分E中分離之其中一種液體成分F作為第二回流液而導入至上述第二蒸餾塔上部；(8)從上述氣體成分E中分離之另一種液體成分G經升壓、氣化後，作為上述天然氣被供給； (9)貯留於上述第二蒸餾塔之塔底部之液體成分H經由第二再沸器加熱；(10)從上述第二蒸餾塔之塔底部導出之上述液體成分H作為上述天然氣液被供出；上述第一再沸器之溫度為0℃以上、30℃以下，且上述第二再沸器之溫度為0℃以上、30℃以下。
  7. 如申請專利範圍第6項之天然氣的製造方法，其中，從上述原料供給部供給之液化天然氣之至少一部分經由第一熱交換器、第二熱交換器、第一氣化器、第一膨脹渦輪，作為原料而導入至第一蒸餾塔；於上述第一熱交換器中，藉由從上述原料供給部供給之液化天然氣之寒冷之至少一部分，上述氣體成分C經冷凝，製作導入至上述第一蒸餾塔之上部之第一回流液；於上述第二熱交換器中，藉由從上述第一熱交換器導出之液化天然氣之寒冷，從上述第一膨脹渦輪中導出之液化天然氣之一部分或全部經冷卻，由此冷凝，製作上述原料；從上述第二蒸餾塔之塔頂部導出之富含甲烷之氣體成分E經由第三熱交換器而液化；並且於上述第三熱交換器中，藉由從上述原料供給部供給之液化天然氣之寒冷之至少一部分，上述氣體成分E經低溫冷凝，製作上述第二回流液及上述液體成分G。
  8. 如申請專利範圍第6或7項之天然氣的製造方法，其中，導入至上述第三熱交換器之上述液化天然氣的上述第三熱交換器導入時之溫度為-180℃以上、-125℃以下。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080264100A1 (en) * 2004-06-30 2008-10-30 John Mak Lng Regasification Configurations and Methods
TW201638540A (zh) * 2015-02-25 2016-11-01 液態空氣喬治斯克勞帝方法研究開發股份有限公司 供給液體燃料氣體之設備及方法
CN106190379A (zh) * 2014-11-05 2016-12-07 爱沃特株式会社 液化天然气的制造装置以及液化天然气的制造方法
CN106536689A (zh) * 2014-06-27 2017-03-22 Rtj技术有限责任公司 从各种气体来源生产液化甲烷气(lmg)的方法和布置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MXPA05012948A (es) * 2003-06-05 2006-02-13 Fluor Corp Configuracion y metodo de regasificacion de gas natural licuado.
US7155931B2 (en) * 2003-09-30 2007-01-02 Ortloff Engineers, Ltd. Liquefied natural gas processing
US20090282865A1 (en) 2008-05-16 2009-11-19 Ortloff Engineers, Ltd. Liquefied Natural Gas and Hydrocarbon Gas Processing
JP6225049B2 (ja) * 2013-12-26 2017-11-01 千代田化工建設株式会社 天然ガスの液化システム及び液化方法
JP6517251B2 (ja) * 2013-12-26 2019-05-22 千代田化工建設株式会社 天然ガスの液化システム及び液化方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080264100A1 (en) * 2004-06-30 2008-10-30 John Mak Lng Regasification Configurations and Methods
CN106536689A (zh) * 2014-06-27 2017-03-22 Rtj技术有限责任公司 从各种气体来源生产液化甲烷气(lmg)的方法和布置
CN106190379A (zh) * 2014-11-05 2016-12-07 爱沃特株式会社 液化天然气的制造装置以及液化天然气的制造方法
TW201638540A (zh) * 2015-02-25 2016-11-01 液態空氣喬治斯克勞帝方法研究開發股份有限公司 供給液體燃料氣體之設備及方法

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