WO2021171595A1 - Ｌｎｇ製造設備の起動方法およびｌｎｇ製造設備 - Google Patents

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徹 中山
勇吾 古林
松原　徹
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日揮グローバル株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a method of starting an LNG manufacturing facility and an LNG manufacturing facility that manufactures a part of a mixed refrigerant at the time of starting the LNG manufacturing facility.
  • the mixed refrigerant is used for liquefaction separation of heavy components contained in natural gas and liquefaction deep cooling of natural gas from which the heavy components have been removed.
  • the former LNG manufacturing facility needs to be equipped with dedicated equipment for manufacturing the refrigerant component, which causes a problem that the number of devices increases and the cost increases accordingly.
  • the latter LNG production facility is independent of the natural gas process line as a cooling facility for liquefying and separating heavy components contained in natural gas and liquefying and deep cooling the natural gas from which the heavy components have been removed. It is equipped with an external refrigerant system. Then, nitrogen, methane, ethane, propane, butane and the like are used as the refrigerant component that circulates in the external refrigerant system.
  • these refrigerants can be made homemade in the situation after the facility is started, it is not possible to make them homemade before the start, so it is necessary to obtain some refrigerant components from the outside before the start. Occurs.
  • the refrigerant component obtained from the outside before the start-up include ethane (ethylene as an alternative), propane, butane and the like.
  • propane, butane, etc. are generally distributed, so that they can be easily obtained and can be stored in a pressure container for a long period of time. Therefore, there is no particular problem in obtaining propane, butane, etc. from the outside.
  • nitrogen can be supplied from the nitrogen production facility installed as a utility facility in the LNG manufacturing facility, and methane can be handled by using the natural gas itself. Therefore, there is no need to obtain nitrogen and methane from the outside.
  • Ethylene which is not as difficult to obtain as ethane, can be used as a substitute, but it is still difficult to obtain, which is the same as ethane.
  • liquid ethane in advance and store it.
  • liquid ethane since liquid ethane has an extremely low temperature, a part of it may evaporate and be lost during transportation or storage, and is not suitable for storage.
  • An object of the present invention is to provide a method for starting an LNG manufacturing facility and an LNG manufacturing facility that can be started without ethane (or ethylene as an alternative) in an LNG manufacturing facility equipped with an external refrigerant system.
  • the method for starting the LNG manufacturing facility of the present invention is as follows. It is a method of starting an LNG manufacturing facility equipped with an external refrigerant system for liquefying and separating heavy components contained in natural gas.
  • Refrigerant system start-up process that circulates ethane-free refrigerant in the external refrigerant system
  • Raw material gas pretreatment process that supplies the natural gas as a raw material to the LNG manufacturing facility
  • the present invention includes a refrigerant supply step of supplying the refrigerant component containing the ethane produced in the refrigerant production step to the external refrigerant system.
  • the obtained refrigerant component is contained in the natural gas at the initial stage of starting.
  • the heavy component can be liquefied and separated.
  • ethane which is difficult to obtain and store, can be homemade and supplied to the external refrigerant system at the time of activation. Therefore, the LNG manufacturing facility can be started without ethane (or ethylene as a substitute) at the time of starting. Further, since it is not necessary to provide a dedicated facility for manufacturing ethane, the number of devices does not increase, and the LNG manufacturing facility can be started at low cost.
  • the refrigerant contains propane as a main component. That is, since propane is easily available from the outside, it can be easily used as a refrigerant component even when the LNG manufacturing facility is started.
  • the method of starting the LNG manufacturing facility of the present invention is as follows. It may be provided with a nitrogen supply step of supplying nitrogen produced by the nitrogen production facility, which is a utility facility of the LNG manufacturing facility, to the external refrigerant system. Further, the method of starting the LNG manufacturing facility of the present invention is as follows. A methane supply step for supplying methane contained in the natural gas to the external refrigerant system may be provided. As a result, a two-kind mixed refrigerant of propane and nitrogen or propane and methane, or a three-kind mixed refrigerant of propane, nitrogen and methane can be formed, and a refrigerant having a lower temperature than a propane-based refrigerant can be used as an external refrigerant system. Can be supplied to. Therefore, hydrocarbons other than methane can be easily liquefied, and the premise for producing ethane is established.
  • the method of starting the LNG manufacturing facility of the present invention is as follows.
  • a heavy component removing section provided with an external refrigerant system for liquefying and separating heavy components contained in natural gas, a liquefied section that liquefies and deeply cools the natural gas from which the heavy components have been removed, and the heavy components.
  • a method of starting an LNG manufacturing facility including a distillation unit for distilling the heavy component separated by the removal unit.
  • Raw material gas pretreatment process for supplying the natural gas to the LNG manufacturing facility,
  • a refrigerant manufacturing process for producing a refrigerant component containing ethane from the natural gas in the distillation unit includes a refrigerant supply step of supplying the refrigerant component containing the ethane produced in the refrigerant production step to the external refrigerant system.
  • the LNG manufacturing facility can be started even if there is no ethane (or ethylene as a substitute) at the time of starting.
  • the LNG manufacturing facility of the present invention is A natural gas supply line that supplies natural gas and A heavy component removing unit provided with an external refrigerant system for liquefying and separating heavy components contained in the natural gas, and a heavy component removing unit.
  • a bypass section for directly supplying natural gas from the natural gas supply line to the distillation section without passing through the heavy component removing section and the liquefaction section is provided.
  • the distillation unit A deethane tower that produces a refrigerant component containing ethane from natural gas supplied via the bypass section, and It is provided with an ethane supply line that supplies the refrigerant component containing the ethane to the external refrigerant system.
  • the natural gas as a raw material is sent directly to the distillation section instead of being sent to the heavy component removing section and the liquefaction section, and ethane, propane, butane, etc. are required.
  • a refrigerant can be produced. Therefore, the LNG manufacturing facility can be started even if there is no ethane at the time of starting.
  • the existing equipment can be used as it is, and the LNG manufacturing equipment can be started at low cost.
  • the bypass unit includes a decompression unit that reduces the pressure of natural gas supplied from the natural gas supply line, and a decompression unit. It is provided with a degassing tank that separates the decompressed natural gas into a light gas and a heavy liquid.
  • a degassing tank that separates the decompressed natural gas into a light gas and a heavy liquid.
  • the bypass portion may include a first cold heat recovery device that cools the natural gas supplied from the natural gas supply line using the light gas separated in the degassing tank. Further, the bypass portion may include a second cold heat recovery device that cools the natural gas supplied from the natural gas supply line using the heavy liquid separated in the degassing tank.
  • the natural gas can be precooled with a light gas or a heavy liquid whose temperature has been lowered by the decompression part, so that the light concentration contained in the fluid supplied to the distillation part can be more efficiently reduced. ..
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an LNG manufacturing facility according to the first embodiment.
  • natural gas as a raw material is supplied to the LNG manufacturing facility 2 from a gas field or an existing pipeline.
  • the natural gas used as a raw material contains nitrogen, methane, ethane, propane, butane, isobutane and the like.
  • the gas-liquid separation (S1) separates the condensate contained in the natural gas.
  • the separated condensate is further distilled (S2), the off-gas is reduced, and the condensate is stored in the heavy component storage tank (S3).
  • amines are brought into countercurrent contact with natural gas in an absorption tower (not shown), and substances that freeze at low temperatures such as carbon dioxide gas and hydrogen sulfide are absorbed by the amines and removed. ..
  • dehydration step (S5) water is removed from the natural gas from which the acid gas has been removed with an adsorbent. This dehydration is performed to prevent ice from being generated in the subsequent liquefaction step and freezing the pipe.
  • the mercury removal step (S6) is a step of removing mercury from the natural gas when the natural gas contains a small amount of mercury vapor. Mercury corrodes aluminum alloys used as low temperature members and must be removed.
  • the natural gas treated as described above is supplied to the natural gas liquefier 4, and is subjected to heavy component separation liquefaction (S8), rectification (S10), and refrigerant storage (S12).
  • the LNG production facility 2 is provided with a nitrogen production facility as a utility facility.
  • FIG. 2 is a diagram showing an outline of the natural gas liquefier 4.
  • the natural gas subjected to the above-mentioned pretreatment is supplied to the natural gas liquefier 4 via the natural gas supply line 41.
  • the natural gas liquefier 4 has a natural gas supply line 41 for supplying natural gas, a heavy component removing unit 42 for liquefying and separating heavy components contained in the natural gas, and a heavy component. It includes a liquefaction unit 43 that liquefies and deeply cools the removed natural gas, and a distillation unit 44 that distills the heavy components separated by the heavy component removing unit 42.
  • the heavy component removing unit 42 includes a precooler 8 for precooling the natural gas as a raw material, and a heavy component removing tower 12 for separating the natural gas cooled by the precooler 8 into a light component and a heavy component.
  • the heavy component condenser 14 that condenses (liquefies) components heavier than methane contained in the top gas of the heavy component removal tower 12 and the gas-liquid mixed-phase fluid from the heavy component condenser 14 are separated into gas and liquid.
  • a first reflux drum 15 for returning the liquid component to the heavy component removing tower 12 is provided.
  • the heavy component removing unit 42 includes an external refrigerant system 10 for liquefying and separating heavy components contained in natural gas.
  • the heavy component condenser 14 includes an external refrigerant system 10, cools the top gas of the heavy component removing tower 12, and liquefies and separates the heavy component.
  • the natural gas supplied via the natural gas supply line 41 is precooled by the precooler 8.
  • the precooled natural gas consisting of methane and other components is sent to the heavy duty removal tower 12.
  • natural gas is separated into heavy components including methane, which is a light component having a low boiling point, and hydrocarbons other than methane, and methane is distilled.
  • the distilled methane is then sent to the main cooler 16 constituting the liquefaction unit 43 via the heavy component condenser 14 and the first reflux drum 15, and heat exchanges with the mixed refrigerant by the external refrigerant system 10.
  • methane is cooled to, for example, minus 140 ° C. or lower and liquefied and deeply cooled.
  • the liquefied deep-cooled low-temperature methane is further denitrified (S14) in a denitrification tower (not shown) and then stored (S16) in an LNG storage tank (not shown).
  • the mixed refrigerant circulating in the external refrigerant system 10 contains methane, ethane, propane, butane, etc. in addition to nitrogen.
  • FIG. 2 illustrates a case where the external refrigerant system 10 that circulates the precooler 8, the heavy component condenser 14, and the main cooler 16 is shared, but the external refrigerant system 10 that circulates each cooler is illustrated. May be independent and different strains. Further, an external refrigerant system that circulates at least two types of coolers among these three types of coolers (precooler 8, heavy component condenser 14, main cooler 16) may be shared.
  • the distillation unit 44 separates at least the ethane de-ethane column 18, the ethane condenser 20 for condensing the top gas of the de-ethane column 18, and the gas-liquid mixed-phase fluid from the ethane condenser 20.
  • a second reflux drum 17 for refluxing the liquid component to the ethane removal column 18 is provided.
  • the distillation unit 44 may include a depropaneing tower and a debutane tower (not shown) as devices installed downstream of the ethane removing tower 18.
  • the heavy component-based liquid (tower bottom liquid) flowing out from the bottom of the heavy component removing tower 12 is sent to the distillation unit 44.
  • the ethane removal column 18 produces ethane by distilling the bottom liquid of the column. Further, the depropane tower produces propane by distilling the bottom liquid of the deethane column 18. Further, the debutane tower produces butane by distilling the bottom liquid of the depropane tower. In this way, the bottom liquid of the heavy component removing tower 12 is distilled by the distillation unit 44 into ethane, propane and butane, which are the refrigerant components of the mixed refrigerant, and C5 + hydrocarbon (S10).
  • the ethane, propane, and butane separated by the distillation unit 44 are stored (S12) in the refrigerant storage tank, and are supplied to the external refrigerant system 10 and circulated as needed.
  • C5 + hydrocarbon is liquid-fed to the heavy component storage tank as condensate and stored in the storage tank (S3).
  • a part of ethane, propane and butane is merged with methane, denitrified in the denitrification tower (S14), and then stored in the LNG storage tank (S16).
  • the mixed refrigerant consumed during the operation of the LNG manufacturing facility can be replenished, and the LNG manufacturing facility is maintained and restarted. In this case, it becomes easy to fill the external refrigerant system 10 with the mixed refrigerant.
  • the refrigerant component such as ethane cannot be produced by the distillation unit 44. Further, the refrigerant storage tank is in a state in which the mixed refrigerant is not stored. Under such circumstances, in order to operate the LNG manufacturing facility 2, it is necessary to operate under conditions different from the normal operating conditions.
  • a method of starting the LNG manufacturing facility 2 of the present invention will be described. In the first embodiment described below, the parts different from the above-mentioned normal operation will be described in detail, and the overlapping parts will be omitted as appropriate.
  • the start-up is started with ethane, propane, and butane obtained in advance before the start-up.
  • the mixed refrigerant contained in ethane, propane and butane is circulated in the external refrigerant system 10 (refrigerant system start-up step).
  • the natural gas is introduced into the heavy component removing tower 12, so that the heavy component is liquefied and separated by the heavy component condenser 14, and the natural gas is liquefied and deeply cooled by the main cooler 16.
  • nitrogen in the nitrogen production facility or methane contained in the top gas of the heavy component removing tower 12 is supplied to the external refrigerant system 10.
  • the mixed refrigerant contains ethane, sufficient cold heat is obtained to liquefy the natural gas, and the heavy component condenser 14 and the main cooler 16 are used. Get up almost at the same time.
  • the external refrigerant system 10 is started without using ethane. Specifically, first, before starting, the refrigerant components such as propane and butane excluding ethane are obtained from the outside in advance. Then, when the LNG production facility 2 is started, propane, butane, or the like is supplied to the external refrigerant system 10 of the heavy component condenser 14 for the purpose of liquefying and separating at least the heavy components contained in the natural gas. Nitrogen may be supplied to the external refrigerant system 10 from the nitrogen production facility of the LNG production facility 2, and natural gas itself may be used as the refrigerant component for methane. As described above, the operation of the LNG manufacturing facility 2 is performed only by the refrigerant component obtained from the outside until the distillation unit 44 can home-make a sufficient amount of the refrigerant component necessary for starting the LNG manufacturing facility 2.
  • the refrigerant components such as propane and butane excluding ethane are obtained from the outside in advance.
  • propane, butane, or the like
  • a refrigerant containing no ethane is circulated in the external refrigerant system 10 (refrigerant system startup process).
  • the natural gas is supplied to the natural gas liquefier 4 via the natural gas supply line 41 (raw material gas pretreatment step), and then introduced into the heavy component removing tower 12 via the precooler 8.
  • the natural gas is introduced into the heavy component condenser 14 from the top of the heavy component removal tower 12, and becomes a heavy component containing methane, which is a light component having a low boiling point, and C2 + hydrocarbons other than methane. Liquefiated and separated (cooling step).
  • the refrigerant circulating in the external refrigerant system 10 of the heavy component condenser 14 contains propane as a main component. Therefore, the heavy component condenser 14 can liquefy the heavy component contained in the top gas of the heavy component removing tower 12 even if the refrigerant does not contain ethane.
  • the liquid component obtained from the heavy component condenser 14 is refluxed to the heavy component removing tower 12 via the first reflux drum 15.
  • the heavy component is separated from the natural gas by contact between the recirculated liquid component and the natural gas as a raw material, and the heavy component flows out from the bottom of the tower (heavy component separation step). ..
  • the distilled methane is sent from the first reflux drum 15 to the main cooler 16, but since the natural gas cannot be cooled below the liquefaction temperature with the refrigerant containing no ethane, it is stored in the storage tank.
  • the gas is supplied to the external refrigerant system 10 as it is, and is used as a mixed refrigerant.
  • the bottom liquid containing the heavy component separated by the heavy component removing tower 12 as the main component is sent to the distillation unit 44.
  • the tower bottom liquid containing a heavy component as a main component contains components that are raw materials for various refrigerant components, each refrigerant component containing ethane is produced in the distillation unit 44 (). Refrigerant manufacturing process). Further, high boiling point components such as C5 + hydrocarbon are separated from each refrigerant component.
  • the ethane newly produced in the distillation unit 44, and propane and butane are stored in the refrigerant storage tank (S12) and then supplied to the external refrigerant system 10 as a mixed refrigerant and circulated (refrigerant supply step). ..
  • C5 + hydrocarbon is stored in the heavy component storage tank (S3) as condensate.
  • the main cooler 16 can cool the natural gas below the liquefaction temperature. Therefore, in the subsequent operation, methane can be liquefied to produce LNG.
  • a refrigerant component such as propane that can be easily obtained and stored from the outside is obtained in advance, but ethane that is difficult to obtain and store is used. Because it is homemade, the LNG manufacturing facility can be started without ethane (or ethylene as an alternative) at startup. In addition, the labor required to obtain ethane can be reduced. Further, since it is not necessary to provide a dedicated facility for manufacturing ethane, the number of devices does not increase, and the LNG manufacturing facility 2 can be started at low cost.
  • the LNG manufacturing facility 2 according to the second embodiment is a bypass unit that directly supplies the natural gas from the natural gas supply line 41 to the distillation unit 44 without passing through the heavy component removing unit 42 and the liquefaction unit 43. 21 is provided. That is, the method of starting the LNG manufacturing facility 2 according to the second embodiment is different from that of the first embodiment in that natural gas is directly distilled by the distillation unit 44 to produce refrigerant components such as ethane and propane. to differ greatly. Therefore, in the second embodiment, the parts different from the first embodiment will be described in detail, and the overlapping parts will be omitted as appropriate. Further, in the description of the second embodiment, the same reference numerals as those used in the description of the first embodiment are used for the same configuration as the configuration of the invention according to the first embodiment. Give an explanation.
  • the natural gas is supplied to the natural gas liquefier 4 (raw material gas pretreatment step) and then passes through the bypass section 21 without being sent to the precooler 8 (bypass step). , Directly sent to the distillation unit 44 (deethane tower 18).
  • the refrigerant component is supplied to the external refrigerant system 10 via an ethane supply line (not shown) and circulated (refrigerant supply step). Further, high boiling point components such as C5 + hydrocarbon are separated from each refrigerant component.
  • the ethane removal tower 18 at this time is in a different operating state from the normal operation.
  • the deethane tower 18 performs total condensation during normal operation, but in the present embodiment, partial condensation is performed under extended operating conditions different from normal operation. Specifically, liquid ethane is fractionated from natural gas as a raw material, gas lighter than methane is fractionated from the top of the tower, and components heavier than propane are fractionated from the bottom of the tower.
  • the temperature of the refrigerant supplied to the ethane condenser 20 needs to be, for example, about -10 ° C to -20 ° C in normal operation, but needs to be supplied at a lower temperature in extended operation. ..
  • the natural gas as a raw material is not sent to the heavy component removing unit 42 and the liquefiing unit 43, but directly to the distillation unit 44.
  • the LNG manufacturing facility can be started without ethane (or ethylene as a substitute) at the time of starting.
  • the labor for obtaining the refrigerant component from the outside can be reduced.
  • the existing equipment can be used as it is, and the LNG manufacturing equipment 2 can be started at low cost.
  • the bypass unit 21 is a decompression unit 24 that decompresses the natural gas supplied from the natural gas supply line 41, and a light decompressed natural gas.
  • a degassing tank 26 that separates the gas and the heavy liquid may be provided.
  • the bypass unit 21 may include a first cold heat recovery device 28 that cools the natural gas supplied from the natural gas supply line 41 by using the light gas separated in the degassing tank 26.
  • the bypass unit 21 may include a second cold heat recovery device 29 that cools the natural gas supplied from the natural gas supply line 41 by using the heavy liquid separated in the degassing tank 26.
  • the operating temperature of the ethane condenser 20 (see FIG. 2) at the time of starting is lower than that during the normal operation.
  • the concentration of light components such as methane in the natural gas can be reduced. Therefore, the operating temperature of the ethane condenser 20 can be raised as compared with the case where the natural gas is directly sent to the distillation unit 44 via the bypass unit 21 in which the decompression unit 24 and the degassing tank 26 are not installed.
  • the range of change in the refrigerant temperature of the ethane condenser 20 that changes to the low temperature side with respect to the normal operation can be relaxed.
  • Natural gas supply line 42 Heavy component removal part 43 Liquefied part 44 Distillation part

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Abstract

［課題］外部冷媒系統を備えたＬＮＧ製造設備において、エタンが無くとも起動することができるＬＮＧ製造設備の起動方法およびＬＮＧ製造設備を提供する。 ［解決手段］エタンを含まない冷媒を前記外部冷媒系統内において循環させる冷媒系統起動工程、原料となる前記天然ガスを前記ＬＮＧ製造設備に供給する原料ガス前処理工程、前記原料ガス前処理工程から供給された前記天然ガスを、前記冷媒を用いて所定の温度に冷却し、前記重質分を液化分離する冷却工程、前記冷却工程において冷却された前記天然ガスから前記重質分を分離する重質分分離工程、前記重質分分離工程において前記天然ガスから分離された前記重質分からエタンを含む冷媒成分を製造する冷媒製造工程、前記冷媒製造工程において製造された前記エタンを含む前記冷媒成分を前記外部冷媒系統に供給する冷媒供給工程を含む。

Description

ＬＮＧ製造設備の起動方法およびＬＮＧ製造設備
　本発明は、混合冷媒の一部をＬＮＧ製造設備の起動時に製造する、ＬＮＧ製造設備の起動方法およびＬＮＧ製造設備に関する。
　従来より、大型のＬＮＧ製造設備においては、各種冷媒成分を自家製造して貯蔵する設備を併設したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。かかるＬＮＧ製造設備によれば、上述の設備を併設することにより、運転中に消耗される冷媒の補充や、メンテナンス後の再起動に際して冷媒を冷媒系統へ充填することが容易になる。
　なお、ＬＮＧ製造設備では、窒素、メタン、エタン、プロパン、ブタン等が混合冷媒として一般に用いられる。混合冷媒は、天然ガスに含まれる重質分の液化分離や、当該重質分が除去された天然ガスの液化深冷に使用される。
特開２０１７－１２２５７０号公報
　ところで、ＬＮＧ製造設備には、稼働状況によらず、必要とされる冷媒成分のすべてを自家製造できるＬＮＧ製造設備の他、ＬＮＧ製造設備の起動に必要な一部の冷媒成分を外部から入手する必要のあるＬＮＧ製造設備などが存在する。
　このうち、前者のＬＮＧ製造設備においては、冷媒成分を製造するための専用設備を備える必要があることから、機器数が多くなり、その分コストが増大するという問題が生じる。
　一方、後者のＬＮＧ製造設備は、天然ガスに含まれる重質分の液化分離および当該重質分が除去された天然ガスを液化深冷するための冷却設備として、天然ガスのプロセスラインとは独立した外部冷媒系統を備える。そして、外部冷媒系統を循環する冷媒成分として、窒素、メタン、エタン、プロパン、ブタン等が使用される。また、後者のＬＮＧ製造設備は、その設備が起動した後の状況ではこれらの冷媒を自家製造できるものの、起動前には自家製造できないため、起動前に一部の冷媒成分を外部から入手する必要が生じる。この起動前に外部から入手する冷媒成分としては、たとえば、エタン（代替品としてエチレン）、プロパン、ブタン等が挙げられる。
　この中で、プロパン、ブタン等は一般に流通しているため、容易に入手することが可能である上、加圧容器に貯蔵して長期に保存することが可能である。このため、プロパン、ブタン等については、外部から入手することに特に問題は生じない。
　また、窒素はＬＮＧ製造設備内に用役設備として設置される窒素製造設備から供給でき、メタンは天然ガスそのものを用いることで対応できる。よって、窒素とメタンについては、外部から入手する必要性が生じない。
　しかし、エタンはほとんど市場に流通していないため、入手することが困難である。なお、エタンほどには入手が困難でないエチレンを代替品にすることも可能だが、入手することが困難であることにはエタンと変わりがない。
　さらに、予めエタンを液体エタンとして入手し、保管しておくことも考えられる。しかし、液体エタンは極低温であるため、輸送中や保管中に一部が蒸発し損失してしまうおそれがあり、保管には適さない。
　本発明の目的は、外部冷媒系統を備えたＬＮＧ製造設備において、エタン（または代替品としてエチレン）が無くとも起動することができるＬＮＧ製造設備の起動方法およびＬＮＧ製造設備を提供することである。
　本発明のＬＮＧ製造設備の起動方法は、
　天然ガスに含まれる重質分を液化分離するための外部冷媒系統を備えるＬＮＧ製造設備の起動方法であって、
　エタンを含まない冷媒を前記外部冷媒系統内において循環させる冷媒系統起動工程、
　原料となる前記天然ガスを前記ＬＮＧ製造設備に供給する原料ガス前処理工程、
　前記原料ガス前処理工程から供給された前記天然ガスを、前記冷媒を用いて所定の温度に冷却し、前記重質分を液化分離する冷却工程、
　前記冷却工程において冷却された前記天然ガスから前記重質分を分離する重質分分離工程、
　前記重質分分離工程において前記天然ガスから分離された前記重質分からエタンを含む冷媒成分を製造する冷媒製造工程、
　前記冷媒製造工程において製造された前記エタンを含む前記冷媒成分を前記外部冷媒系統に供給する冷媒供給工程
を含む。
　このように、本発明のＬＮＧ製造設備の起動方法によれば、入手や保存が容易な冷媒成分については予め外部から入手するため、起動当初において、入手した冷媒成分を用いて天然ガスに含まれる重質分を液化分離することができる。また、入手や保存が困難なエタンについては、起動に伴い自家製造して外部冷媒系統に供給することができる。そのため、起動時にエタン（または代替品としてエチレン）が無くとも、ＬＮＧ製造設備を起動することができる。また、エタンを製造するための専用設備を備える必要もないため、機器数が増えることもなく、低コストでＬＮＧ製造設備を起動することができる。
　また、本発明のＬＮＧ製造設備の起動方法では、
　前記冷媒は、プロパンを主成分とする。
　すなわち、プロパンは外部から入手しやすいため、ＬＮＧ製造設備の起動時にも冷媒成分として容易に用いることができる。
　また、本発明のＬＮＧ製造設備の起動方法は、
　前記ＬＮＧ製造設備の用役設備である窒素製造設備で製造された窒素を前記外部冷媒系統に供給する窒素供給工程を備えていてもよい。
　さらに、本発明のＬＮＧ製造設備の起動方法は、
　前記天然ガスに含有されたメタンを前記外部冷媒系統に供給するメタン供給工程を備えていてもよい。
　これにより、プロパンおよび窒素若しくはプロパンおよびメタンの２種混合冷媒、またはプロパン、窒素およびメタンの３種混合冷媒を構成することができ、プロパンを主成分とした冷媒よりも低温の冷媒を外部冷媒系統に供給することができる。そのため、メタン以外の炭化水素を容易に液化することができ、エタンを製造する前提が整備される。
　また、本発明のＬＮＧ製造設備の起動方法は、
　天然ガスに含まれる重質分を液化分離するための外部冷媒系統を備えた重質分除去部と、前記重質分が除去された天然ガスを液化深冷する液化部と、前記重質分除去部で分離された前記重質分を蒸留する蒸留部と、を備えるＬＮＧ製造設備の起動方法であって、
　前記天然ガスを前記ＬＮＧ製造設備に供給する原料ガス前処理工程、
　前記原料ガス前処理工程から供給された前記天然ガスを、前記重質分除去部および前記液化部を経由させずに前記蒸留部に直接供給するバイパス工程、
　前記蒸留部において前記天然ガスからエタンを含む冷媒成分を製造する冷媒製造工程、
　前記冷媒製造工程において製造された前記エタンを含む前記冷媒成分を前記外部冷媒系統に供給する冷媒供給工程
を含む。
　このように、原料となる天然ガスを蒸留部に直接送ることにより、起動時にエタン（または代替品としてエチレン）が無くとも、ＬＮＧ製造設備を起動することができる。
　また、本発明のＬＮＧ製造設備は、
　天然ガスを供給する天然ガス供給ラインと、
　前記天然ガスに含まれる重質分を液化分離するための外部冷媒系統を備えた重質分除去部と、
　前記重質分が除去された天然ガスを液化深冷する液化部と、
　前記重質分除去部で分離された前記重質分を蒸留する蒸留部と、
　前記天然ガス供給ラインからの天然ガスを、前記重質分除去部および前記液化部を経由させずに前記蒸留部に直接供給するバイパス部と、を備え、
　前記蒸留部は、
　前記バイパス部を経由して供給された天然ガスからエタンを含む冷媒成分を製造する脱エタン塔と、
　前記エタンを含む前記冷媒成分を前記外部冷媒系統に供給するエタン供給ラインと
を備える。
　このように、冷媒成分が手元にない起動時などにおいて、原料となる天然ガスを重質分除去部および液化部へ送るのでなく、蒸留部に直接送り、エタン、プロパン、ブタンなど必要とされる冷媒を製造することができる。そのため、起動時にエタンが無くとも、ＬＮＧ製造設備を起動することができる。また、既存設備をそのまま使うことができ、低コストでＬＮＧ製造設備を起動することができる。
　また、本発明のＬＮＧ製造設備では、
　前記バイパス部は、前記天然ガス供給ラインから供給された天然ガスを減圧する減圧部と、
　減圧された前記天然ガスを軽質ガスと重質液とに分離する脱ガス槽と
を備える。
　これにより、蒸留部に供給する流体に含まれる、メタンをはじめとする軽質分濃度を低減することができるため、脱エタン塔の塔頂ガスを凝縮させるエタン凝縮器の運転温度を高くすることができる。その結果、通常運転時からみて低温側に変化するエタン凝縮器の冷媒温度の変化範囲を緩和することができる。
　また、本発明のＬＮＧ製造設備では、
　前記バイパス部は、前記脱ガス槽で分離された前記軽質ガスを用いて前記天然ガス供給ラインから供給された天然ガスを冷却する第１冷熱回収器を備えていてもよい。
　さらに、前記バイパス部は、前記脱ガス槽で分離された前記重質液を用いて前記天然ガス供給ラインから供給された天然ガスを冷却する第２冷熱回収器を備えていてもよい。
　これにより、減圧部によって減圧されて温度が下がった軽質ガスまたは重質液で天然ガスを予冷することができるので、蒸留部に供給する流体に含まれる軽質濃度を効率的により低減させることができる。
　本発明によれば、外部冷媒系統を備えたＬＮＧ製造設備において、エタンが無くとも起動することのできるＬＮＧ製造設備の起動方法およびＬＮＧ製造設備を提供することができる。
各実施の形態に係るＬＮＧ製造設備の構成を示す図である。 各実施の形態に係る天然ガス液化装置の構成を示す図である。 第２の実施の形態に係るバイパス部の構成を示す図である。
　以下、図面を参照して、第１の実施の形態に係る発明について説明する。図１は、第１の実施の形態に係るＬＮＧ製造設備の構成を示す図である。図１に示すように、まず、原料となる天然ガスがガス田や既設のパイプラインから、ＬＮＧ製造設備２に供給される。ここで、原料となる天然ガスには、窒素、メタン、エタン、プロパン、ブタン、イソブタン等が含まれている。
　次に、気液分離（Ｓ１）によって、天然ガスに含まれるコンデンセートが分離される。分離されたコンデンセートは、さらに蒸留（Ｓ２）されて、オフガスが還元され、コンデンセートが重質成分貯留槽に貯槽（Ｓ３）される。
　次に、酸性ガス除去工程（Ｓ４）においては、図示しない吸収塔内において、天然ガスにアミンを向流接触させ、炭酸ガスや硫化水素などの低温で凍結する物質をアミンに吸収させて除去する。
　脱水工程（Ｓ５）においては、酸性ガスを除去した天然ガスから、吸着剤により水分を除去する。この脱水は、後の液化工程で氷が生成されて配管が氷結することを防止するために行われる。
　水銀除去工程（Ｓ６）は、天然ガスに微量の水銀蒸気が含まれている場合に、天然ガスから水銀を除去する工程である。水銀は、低温部材として使用されるアルミニウム合金を腐食するため、除去する必要がある。
　上述の処理がなされた天然ガスは、天然ガス液化装置４に供給され、重質分分離液化（Ｓ８）、精留（Ｓ１０）、冷媒貯留（Ｓ１２）が行われる。なお、図示するものではないが、ＬＮＧ製造設備２は、用役設備として窒素製造設備を備えている。
　図２は、天然ガス液化装置４の概要を示す図である。以下、天然ガス液化装置４における通常の処理について、図１、２を参照しながら説明する。まず、上述の前処理（原料ガス前処理工程）がなされた天然ガスは、天然ガス供給ライン４１を介して天然ガス液化装置４に供給される。図２に示すように、天然ガス液化装置４は、天然ガスを供給する天然ガス供給ライン４１と、天然ガスに含まれる重質分を液化分離する重質分除去部４２と、重質分が除去された天然ガスを液化深冷する液化部４３と、重質分除去部４２で分離された重質分を蒸留する蒸留部４４とを備える。
　重質分除去部４２は、原料となる天然ガスを予冷する予冷却器８と、予冷却器８で冷却された天然ガスを軽質分と重質分とに分離する重質分除去塔１２と、重質分除去塔１２の塔頂ガスに含まれるメタンよりも重い成分を凝縮（液化）させる重質分凝縮器１４と、重質分凝縮器１４からの気液混相流体を気液分離して液成分を重質分除去塔１２に還流する第１リフラックスドラム１５とを備える。
　また、重質分除去部４２は、天然ガスに含まれる重質分を液化分離するための外部冷媒系統１０を備える。具体的には、重質分凝縮器１４は、外部冷媒系統１０を備え、重質分除去塔１２の塔頂ガスを冷却し、重質分を液化分離する。
　天然ガス供給ライン４１を介して供給された天然ガスは、予冷却器８によって予冷却される。予冷却されたメタンと他の成分から成る天然ガスは、重質分除去塔１２に送られる。この重質分除去塔１２において、天然ガスは、低沸点成分の軽質分であるメタンとメタン以外の炭化水素を含む重質分に分離され、メタンが蒸留される。
　蒸留されたメタンは、その後重質分凝縮器１４、第１リフラックスドラム１５を介して、液化部４３を構成する主冷却器１６に送られ、外部冷媒系統１０によって混合冷媒と熱交換する。これにより、メタンは、例えばマイナス１４０℃以下まで冷却されて液化深冷される。液化深冷された低温のメタンは、さらに図１に示すように、図示しない脱窒素塔で脱窒素処理（Ｓ１４）が行われた後、図示しないＬＮＧ貯槽内に貯蔵（Ｓ１６）される。
　外部冷媒系統１０を循環する混合冷媒には、窒素の他、メタン、エタン、プロパン、ブタンなどが含まれている。図２では、予冷却器８、重質分凝縮器１４および主冷却器１６を循環する外部冷媒系統１０が共用されている場合について例示しているが、各冷却器を循環する外部冷媒系統１０は独立した異なる系統であってもよい。また、これらの３種の冷却器（予冷却器８、重質分凝縮器１４、主冷却器１６）のうち少なとも２種の冷却器を循環する外部冷媒系統が共用されていてもよい。
　図２に示すように、蒸留部４４は、少なくとも脱エタン塔１８と、脱エタン塔１８の塔頂ガスを凝縮するエタン凝縮器２０と、エタン凝縮器２０からの気液混相流体を気液分離して液成分を脱エタン塔１８に還流する第２リフラックスドラム１７とを備える。蒸留部４４は、脱エタン塔１８の下流に設置される装置として、図示しない脱プロパン塔、脱ブタン塔を備えていてもよい。本実施の形態では、重質分除去塔１２の塔底から流出する重質分を主成分とする液（塔底液）は、蒸留部４４へ送られる。脱エタン塔１８は、当該塔底液を蒸留することでエタンを製造する。また、脱プロパン塔は、脱エタン塔１８の塔底液を蒸留してプロパンを製造する。さらに、脱ブタン塔は、脱プロパン塔の塔底液を蒸留してブタンを製造する。このように、蒸留部４４によって、重質分除去塔１２の塔底液が混合冷媒の冷媒成分となるエタン、プロパンおよびブタンと、Ｃ５＋炭化水素とに精留される（Ｓ１０）。
　蒸留部４４で分離されたエタン、プロパンおよびブタンは、図１に示すように、冷媒貯槽内に貯留（Ｓ１２）され、必要に応じて外部冷媒系統１０に供給されて循環される。一方、Ｃ５＋炭化水素は、コンデンセートとして、重質成分貯留槽に液送されて貯槽（Ｓ３）される。なお、エタン、プロパンおよびブタンの一部は、メタンと合流し、脱窒素塔で脱窒素処理（Ｓ１４）が行われた後、ＬＮＧ貯槽内に貯蔵（Ｓ１６）される。
　このように、通常運転においては、混合冷媒を冷媒貯槽に貯留しておくことにより、ＬＮＧ製造設備の運転中に消耗される混合冷媒を補充することや、ＬＮＧ製造設備をメンテナンスして再起動する場合に混合冷媒を外部冷媒系統１０へ充填することが容易になる。
　ところで、ＬＮＧ製造設備２の起動時においては、蒸留部４４が起動していないため、エタンなどの冷媒成分を蒸留部４４で製造することができない。また、冷媒貯槽は混合冷媒が貯留されていない状態である。このような状況下において、ＬＮＧ製造設備２を稼働させるためには、通常の運転条件とは異なる条件で運転する必要がある。以下、本発明のＬＮＧ製造設備２の起動方法について説明する。なお、以下に説明する第１の実施の形態では、上述した通常運転の場合と異なる部分について詳細に説明し、重複する部分については適宜説明を省略する。
　まず、従来のＬＮＧ製造設備の起動方法について説明する。なお、符号については、便宜的に図２に示したものを用いる。従来のＬＮＧ製造設備２の起動方法では、起動前に予めエタン、プロパンおよびブタンを入手した状態で起動が開始される。具体的には、エタン、プロパンおよびブタンが含有した混合冷媒を外部冷媒系統１０内において循環させる（冷媒系統起動工程）。外部冷媒系統１０の起動後、天然ガスを重質分除去塔１２に導入することで、重質分凝縮器１４で重質分が液化分離され、主冷却器１６で天然ガスが液化深冷される。なお、必要に応じて、窒素製造設備の窒素、または重質分除去塔１２の塔頂ガスに含まれるメタンを外部冷媒系統１０に供給する。このように、従来のＬＮＧ製造設備２の起動方法では、混合冷媒がエタンを含んでいるため天然ガスを液化するのに十分な冷熱が得られ、重質分凝縮器１４と主冷却器１６がほぼ同時に起ち上がる。
　本実施の形態に係るＬＮＧ製造設備２の起動方法では、エタンを使用せずに外部冷媒系統１０を起動させる。具体的には、まず、起動前に、予めエタンを除くプロパン、ブタン等の冷媒成分を外部から入手しておく。そして、ＬＮＧ製造設備２を起動する際に、少なくとも天然ガスに含まれる重質分を液化分離することを目的に、重質分凝縮器１４の外部冷媒系統１０にプロパン、ブタン等を供給する。なお、窒素はＬＮＧ製造設備２の窒素製造設備から外部冷媒系統１０に供給し、メタンは天然ガスそのものを冷媒成分として用いてもよい。このように、ＬＮＧ製造設備２が起動するのに必要十分な冷媒成分を蒸留部４４で自家製造できるまでの間は、外部から入手した冷媒成分のみによってＬＮＧ製造設備２の運転が行われる。
　具体的には、起動当初において、エタンを含まない冷媒を外部冷媒系統１０内において循環させる（冷媒系統起動工程）。天然ガスは、天然ガス供給ライン４１を介して天然ガス液化装置４に供給された後（原料ガス前処理工程）、予冷却器８を経由して、重質分除去塔１２に導入される。次に、天然ガスは、重質分除去塔１２の塔頂から重質分凝縮器１４に導入され、低沸点成分の軽質分であるメタンとメタン以外のＣ２＋炭化水素を含む重質分とに液化分離される（冷却工程）。
　ここで、重質分凝縮器１４の外部冷媒系統１０を循環する冷媒は、プロパンを主成分としている。そのため、重質分凝縮器１４は、冷媒にエタンが含まれていなくとも、重質分除去塔１２の塔頂ガスに含まれる重質分を液化することができる。重質分凝縮器１４から得られた液成分は、第１リフラックスドラム１５を介して重質分除去塔１２に還流される。重質分除去塔１２内では、還流された液成分と原料となる天然ガスとの接触により天然ガスから重質分が分離され、重質分が塔底から流出する（重質分分離工程）。一方、蒸留されたメタンは、第１リフラックスドラム１５から主冷却器１６に送られるが、エタンを含まない冷媒では天然ガスを液化温度以下まで冷却することはできないため、貯留タンクに内に貯蔵されることなく、気体のまま外部冷媒系統１０に供給され、混合冷媒として利用される。
　また、重質分除去塔１２で分離された重質分を主成分とする塔底液は、蒸留部４４へと送られる。ここで、重質分を主成分とする前記塔底液には、各種の冷媒成分の原料となる成分が含まれているため、蒸留部４４において、エタンを含む各冷媒成分が製造される（冷媒製造工程）。また、Ｃ５＋炭化水素などの高沸点成分は、各冷媒成分と分離される。
　次に、蒸留部４４において新たに製造されたエタン、およびプロパンとブタンは、冷媒貯槽内に貯留（Ｓ１２）された後に混合冷媒として外部冷媒系統１０に供給されて循環される（冷媒供給工程）。一方、Ｃ５＋炭化水素は、コンデンセートとして、重質成分貯留槽に貯槽（Ｓ３）される。
　ここで、エタン、プロパン、ブタンが外部冷媒系統１０に循環されると、主冷却器１６は、天然ガスを液化温度以下に冷却することが可能となる。よって、以降の運転においては、メタンを液化し、ＬＮＧを製造することが可能となる。
　これにより、ＬＮＧ製造設備２の起動当初においては、ＬＮＧは製造されないものの、ＬＮＧ製造設備２を稼働し続けることにより、起動から所定の時間が経過した後には、ＬＮＧを製造することができる。
　この第１の実施の形態に係る発明によれば、ＬＮＧ製造設備２の起動当初において、プロパンなどの外部から入手や保存が容易な冷媒成分は予め入手するが、入手や保存が困難なエタンについては自家製造するため、起動時にエタン（または代替品としてエチレン）が無くとも、ＬＮＧ製造設備を起動することができる。また、エタンの入手に掛かる労力を低減することができる。また、エタンを製造するための専用設備を備える必要もないため、機器数が増えることもなく、低コストでＬＮＧ製造設備２を起動することができる。
　なお、上記第１の実施の形態では、ＬＮＧ製造設備２の起動時において、プロパンおよびブタンを外部冷媒系統１０内で循環させる場合について説明したが、プロパンのみを循環させてもよい。
　次に、第２の実施の形態に係るＬＮＧ製造設備２の起動方法について説明する。この第２の実施の形態に係るＬＮＧ製造設備２は、天然ガス供給ライン４１からの天然ガスを、重質分除去部４２および液化部４３を経由させずに蒸留部４４に直接供給するバイパス部２１を備える。すなわち、第２の実施の形態に係るＬＮＧ製造設備２の起動方法では、天然ガスを直接蒸留部４４で蒸留し、エタン、プロパンなどの冷媒成分を製造する点で、第１の実施の形態と大きく異なる。従って、第２の実施の形態では、第１の実施の形態と異なる部分について詳細に説明し、重複する部分については適宜説明を省略する。また、第２の実施の形態の説明においては、第１の実施の形態に係る発明の構成と同一の構成には、第１の実施の形態の説明で用いたのと同一の符号を用いて説明を行う。
　まず、起動当初において、天然ガスは、天然ガス液化装置４に供給された後（原料ガス前処理工程）、予冷却器８に送られることなく、バイパス部２１を経由することにより（バイパス工程）、直接蒸留部４４（脱エタン塔１８）に送られる。
　この蒸留部４４において、エタンを含む各冷媒成分が製造された後（冷媒製造工程）、この冷媒成分が図示しないエタン供給ラインを介して外部冷媒系統１０に供給されて循環される（冷媒供給工程）。また、Ｃ５＋炭化水素などの高沸点成分は、各冷媒成分と分離される。
　ここで、この時の脱エタン塔１８は、通常時とは異なった運転状態となる。脱エタン塔１８は、通常運転時には全凝縮を行うが、本実施の形態においては、通常の運転とは異なる拡張した運転条件で部分凝縮を行う。具体的には、原料となる天然ガスから液体のエタンを分留するとともに、塔頂からメタンより軽質のガスを分流し、また塔底からプロパンより重い成分を分留する。
　なお、エタン凝縮器２０へ供給する冷媒の温度は、通常運転では、例えばマイナス１０℃～マイナス２０℃程度が必要であるが、拡張した運転を行う場合は、さらに低い温度で供給する必要がある。
　この第２の実施の形態に係る発明によれば、冷媒成分が手元にない起動時において、原料となる天然ガスを重質分除去部４２および液化部４３へ送るのでなく、蒸留部４４に直接送り、エタン、プロパンなど必要とされる冷媒を製造する。このため、起動時にエタン（または代替品としてエチレン）が無くとも、ＬＮＧ製造設備を起動することができる。また、冷媒成分を外部から入手する労力を低減することができる。また、既存設備をそのまま使うことができ、低コストでＬＮＧ製造設備２を起動することができる。
　なお、上述の第２の実施の形態において、図３に示すように、バイパス部２１は、天然ガス供給ライン４１から供給された天然ガスを減圧する減圧部２４、および減圧された天然ガスを軽質ガスと重質液とに分離する脱ガス槽２６を備えていてもよい。また、バイパス部２１は、脱ガス槽２６で分離された軽質ガスを用いて天然ガス供給ライン４１から供給された天然ガスを冷却する第１冷熱回収器２８を備えていてもよい。さらに、バイパス部２１は、脱ガス槽２６で分離された重質液を用いて天然ガス供給ライン４１から供給された天然ガスを冷却する第２冷熱回収器２９を備えていてもよい。
　第２の実施の形態に係るＬＮＧ製造設備２の起動方法によれば、起動時のエタン凝縮器２０（図２参照）の運転温度は、通常運転時よりも低い温度となる。しかしながら、少なくとも減圧部２４および脱ガス槽２６を経由させて天然ガスを蒸留部４４に供給することで、天然ガス中のメタンをはじめとする軽質分濃度を低減させることができる。そのため、減圧部２４および脱ガス槽２６が設置されていないバイパス部２１を介して天然ガスを直接蒸留部４４に送る場合と比較して、エタン凝縮器２０の運転温度を高くすることができる。この結果、第２の実施の形態において、通常運転時に対して低温側に変化するエタン凝縮器２０の冷媒温度の変化範囲を緩和することができる。
２      ＬＮＧ製造設備
４      天然ガス液化装置
８      予冷却器
１０    外部冷媒系統
１２    重質分除去塔
１４    重質分凝縮器
１５    第１リフラックスドラム
１６    主冷却器
１７    第２リフラックスドラム
１８    脱エタン塔
２０    エタン凝縮器
２１    バイパス部
２４    減圧部
２６    脱ガス槽
２８    第１冷熱回収器
２９    第２冷熱回収器
４１    天然ガス供給ライン
４２    重質分除去部
４３    液化部
４４    蒸留部

Claims (9)

  1. 　天然ガスに含まれる重質分を液化分離するための外部冷媒系統を備えるＬＮＧ製造設備の起動方法であって、
    　エタンを含まない冷媒を前記外部冷媒系統内において循環させる冷媒系統起動工程、
    　原料となる前記天然ガスを前記ＬＮＧ製造設備に供給する原料ガス前処理工程、
    　前記原料ガス前処理工程から供給された前記天然ガスを、前記冷媒を用いて所定の温度に冷却し、前記重質分を液化分離する冷却工程、
    　前記冷却工程において冷却された前記天然ガスから前記重質分を分離する重質分分離工程、
    　前記重質分分離工程において前記天然ガスから分離された前記重質分からエタンを含む冷媒成分を製造する冷媒製造工程、
    　前記冷媒製造工程において製造された前記エタンを含む前記冷媒成分を前記外部冷媒系統に供給する冷媒供給工程
    を含む、ＬＮＧ製造設備の起動方法。
  2. 　前記冷媒は、プロパンを主成分とする、請求項１記載のＬＮＧ製造設備の起動方法。
  3. 　前記ＬＮＧ製造設備の用役設備である窒素製造設備で製造された窒素を前記外部冷媒系統に供給する窒素供給工程を備える、請求項１または２記載のＬＮＧ製造設備の起動方法。
  4. 　前記天然ガスに含まれたメタンを前記外部冷媒系統に供給するメタン供給工程を備える、請求項１～３の何れか一項に記載のＬＮＧ製造設備の起動方法。
  5. 　天然ガスに含まれる重質分を液化分離する重質分除去部であって、前記重質分を液化分離するための外部冷媒系統を備えた重質分除去部と、前記重質分が除去された天然ガスを液化深冷する液化部と、前記重質分除去部で分離された前記重質分を蒸留する蒸留部と、を備えるＬＮＧ製造設備の起動方法であって、
    　前記天然ガスを前記ＬＮＧ製造設備に供給する原料ガス前処理工程、
    　前記原料ガス前処理工程から供給された前記天然ガスを、前記重質分除去部および前記液化部を経由させずに前記蒸留部に直接供給するバイパス工程、
    　前記蒸留部において前記天然ガスからエタンを含む冷媒成分を製造する冷媒製造工程、
    　前記冷媒製造工程において製造された前記エタンを含む前記冷媒成分を前記外部冷媒系統に供給する冷媒供給工程
    を含む、ＬＮＧ製造設備の起動方法。
  6. 　天然ガスを供給する天然ガス供給ラインと、
    　前記天然ガスに含まれる重質分を液化分離するための外部冷媒系統を備えた重質分除去部と、
    　前記重質分が除去された天然ガスを液化深冷する液化部と、
    　前記重質分除去部で分離された前記重質分を蒸留する蒸留部と、
    　前記天然ガス供給ラインからの天然ガスを、前記重質分除去部および前記液化部を経由させずに前記蒸留部に直接供給するバイパス部と、を備え、
    　前記蒸留部は、
    　前記バイパス部を経由して供給された天然ガスからエタンを含む冷媒成分を製造する脱エタン塔と、
    　前記エタンを含む前記冷媒成分を前記外部冷媒系統に供給するエタン供給ラインと
    を備える、ＬＮＧ製造設備。
  7. 　前記バイパス部は、前記天然ガス供給ラインから供給された天然ガスを減圧する減圧部と、
    　減圧された前記天然ガスを軽質ガスと重質液とに分離する脱ガス槽と
    を備える、請求項６記載のＬＮＧ製造設備。
  8. 　前記バイパス部は、前記脱ガス槽で分離された前記軽質ガスを用いて前記天然ガス供給ラインから供給された天然ガスを冷却する第１冷熱回収器を備える、請求項７記載のＬＮＧ製造設備。
  9. 　前記バイパス部は、前記脱ガス槽で分離された前記重質液を用いて前記天然ガス供給ラインから供給された天然ガスを冷却する第２冷熱回収器を備える、請求項７または８記載のＬＮＧ製造設備。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1895254A1 (en) * 2006-08-29 2008-03-05 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. Method for starting up a plant for the liquefaction of a hydrocarbon stream
US20140075986A1 (en) * 2012-09-18 2014-03-20 Woodside Energy Technologies Pty Ltd. Production of ethane for start-up of an lng train

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1895254A1 (en) * 2006-08-29 2008-03-05 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. Method for starting up a plant for the liquefaction of a hydrocarbon stream
US20140075986A1 (en) * 2012-09-18 2014-03-20 Woodside Energy Technologies Pty Ltd. Production of ethane for start-up of an lng train

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