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KR101437625B1 - 액화 천연 가스의 제조 방법 및 장치 - Google Patents

액화 천연 가스의 제조 방법 및 장치 Download PDF

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KR101437625B1
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엘엔지 테크놀로지 피티와이 리미티드
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Abstract

탄화수소 기체의 액화 방법 및 장치를 제공한다. 상기 탄화수소 공급 기체를 예비 처리하여 탄화수소 공급 기체로부터 샤워종 등 및 물을 제거한다. 이어서, 상기 예비 처리 공급 기체는 그것을 냉각 및 팽창시켜서 액화 탄화수소를 생성하는 냉동 영역으로 통과시킨다. 폐회로 단일 혼합 냉매는 대부분의 냉동을 상기 냉동 영역과 함께 보조 냉동 장치로 제공한다. 상기 보조 냉동 장치 및 폐회로 단일 혼합 냉매는 폐회로 단일 혼합 냉매 중에 압축기의 가스 터빈 구동에 의하여 발생하는 폐열이 상기 보조 냉매 장치를 구동시키고, 보조 냉동 장치가 상기 가스 터빈의 주입구 공기를 냉각시키는 방식으로 연결된다. 이 방식으로, 상기 장치의 생산량이 크게 향상되었다.

Description

액화 천연 가스의 제조 방법 및 장치 {A METHOD AND SYSTEM FOR PRODUCTION OF LIQUID NATURAL GAS}
본 발명은 액화 천연 가스의 제조 방법 및 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 천연 가스 또는 석탄층 가스 등의 탄화수소 기체의 액화 방법 및 장치에 관한 것이다.
천연 가스 또는 석탄층 가스 등의 탄화수소 기체를 처리 및 액화시키는 플랜트를 건설 및 운영하고, 액화 메탄 또는 LNG를 제조하는 데에는 막대한 자본과 운영비를 포함한다. 특히, 온실 가스 방출에 관한 환경 문제와 제반 규정에 대한 감수성의 증가에 의하여, 그러한 플랜트의 설계는 가능한 연료 효율을 증대하고 방출량을 감소하는 특징을 포함하려고 하여야 한다.
광범위한 관점에서, 본 발명은 천연 가스 또는 석탄층 가스 등의 탄화수소 기체의 액화 방법 및 장치를 제공한다.
더욱이, 제1 관점에 있어서, 본 발명은 다음의 단계들을 포함하는 탄화수소 기체의 액화 방법을 제공한다.
a) 탄화수소 공급 기체로부터 샤워종 (sour species) 및 물을 제거하기 위하여 탄화수소 공급 기체를 예비 처리하는 단계와,
b) 혼합 냉매 장치로부터의 혼합 냉매와 보조 냉동 장치로부터의 보조 냉매를 냉동 영역을 통하여 순환시킴으로써 냉동이 일어나는 냉동 영역을 제공하는 단계와,
c) 상기 보조 냉동 장치가 적어도 부분적으로는 상기 혼합 냉매에 의하여 발생되는 폐열에 의하여 구동되는 방식으로 상기 혼합 냉매 장치와 상기 보조 냉동 장치를 연결하는 단계와,
d) 냉동 영역을 통하여 예비 처리 공급 기체를 통과시켜 상기 예비 처리 공급 기체를 냉각시키고, 상기 냉각된 예비 처리 공급 기체를 팽창시켜 액화 탄화수소를 생성하는 단계.
본 발명의 한 가지 실시 상태에 있어서, 상기 혼합 냉매를 냉동 영역을 통하여 순환시키는 단계는,
a) 압축기에서 상기 혼합 냉매를 압축시키는 단계와,
b) 상기 압축된 혼합 냉매를 상기 냉동 영역을 통하여 연장 배치된 제1 열교환 경로를 통하여 통과시켜서, 상기 압축된 혼합 냉매를 냉각 및 팽창시켜 혼합 냉매 쿨런트 (coolant)를 생성하도록 하는 단계와,
c) 혼합 냉매 쿨런트를 상기 냉동 영역을 통하여 연장 배치된 제2 열교환 경로를 통하여 통과시킴으로써 혼합 냉매를 생성하는 단계와,
d) 상기 혼합 냉매를 상기 압축기에 재순환시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 한 가지 실시 상태에 있어서, 상기 냉동 영역을 통하여 상기 예비 처리 공급 기체를 통과시키는 단계는 상기 냉동 영역 내의 제3 열교환 경로를 통하여 상기 예비 처리 공급 기체를 통과시키는 것을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시 상태에 있어서, 상기 냉동 영역을 통하여 상기 보조 냉매를 순환시키는 단계는 상기 냉동 영역의 일부를 통하여 연장 배치된 제4 열교환 경로를 통하여 상기 보조 냉매를 통과시키는 것을 포함한다. 상기 제2 및 제4 열교환 경로는 제1 및 제3 열교환 경로에 대하여 역류 열교환 방향으로 배치된다.
유리하게는, 본 발명자들은 상기 압축기의 가스 터빈 추진력에 의하여 상기 압축시키는 단계 중에 생성되는 어쩌면 폐열로 간주되는 열을 증기 발생기 내에서 증기를 생성하는 방법에 이용될 수 있다는 사실을 발견하기에 이르렀다. 상기 증기는 단일 증기 터빈 발전기에 전기력을 공급하고, 보조 냉동 장치를 추진하는 전기력을 생산하는 데 이용될 수 있다.
따라서, 본 발명의 양호한 실시 상태에 있어서, 상기 방법은 본 발명 방법의 압축시키는 단계에서 생성되는 폐열에 의하여 적어도 부분적으로 상기 보조 냉동 장치를 추진시키는 것을 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 양호한 실시 상태에 있어서, 본 발명의 방법은 상기 압축기에 직접 연결된 가스 터빈의 주입구 공기를 상기 보조 냉매로 냉각시키는 것을 더 포함한다. 상기 주입구 공기를 약 5℃ 내지 10℃로 냉각시키는 것이 좋다. 본 발명자들은, 상기 가스 터빈의 주입구 공기를 냉각시킴으로써 압출기 배출량을 15% 내지 25% 증가시키며, 압축기 배출량은 LNG 배출량에 비례하므로, 따라서 본 발명 방법의 생산능이 개선된다고 추정한다.
본 발명의 한 가지 실시 상태에 있어서, 상기 혼합 냉매를 압축시키는 단계는 그의 압력을 약 30 내지 50 bar로 증가시킨다.
상기 혼합 냉매가 압축되는 경우, 그의 온도는 상승된다. 또 한 가지 실시 상태에 있어서, 본 발명의 방법은 압축된 혼합 냉매를 상기 제1 열교환 경로에 통과시키기 전에 상기 압축된 혼합 냉매를 냉각시키는 것을 포함한다. 이러한 방식으로 냉동 영역에 대한 부하가 감소된다. 한 가지 실시 상태에 있어서, 상기 압축된 혼합 냉매는 50℃ 미만의 온도로 냉각된다. 양호한 실시 상태에 있어서, 상기 압축된 혼합 냉매는 약 10℃로 냉각된다.
또 다른 실시 상태에 있어서, 상기 압축된 혼합 냉매를 냉각시키는 단계는 상기 압축기로부터의 압축된 혼합 냉매를 열교환기, 특히 공냉기(空冷器) 또는 수냉기(水冷器)에 통과시키는 것을 포함한다. 본 발명의 별법의 실시 상태에 있어서, 상기 냉각시키는 단계는 상기 압축기로부터의 상기 압축된 혼합 냉매를 전술한 열교환기에 통과시키고, 상기 열교환기에서 냉각시킨 압축된 혼합 냉매를 칠러 (chiller)에 더 통과시키는 것을 포함한다. 좋기로는, 상기 칠러는 적어도 부분적으로는 폐열, 특히 상기 압축시키는 단계에서 생성되는 폐열에 의하여 구동된다.
본 발명의 한 가지 실시 상태에 있어서, 혼합 냉매 쿨런트의 온도는 예비 처리 공급 기체가 응축하는 온도 또는 그 미만이다. 좋기로는, 상기 혼합 냉매 쿨런트의 온도는 -150℃ 미만이다.
본 발명의 한 가지 실시 상태에 있어서, 상기 혼합 냉매는 질소 및 탄소 원자 수가 1 내지 5인 탄화수소로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물을 함유한다. 좋기로는, 상기 혼합 냉매는 질소, 메탄, 에탄 또는 에틸렌, 이소부탄 및/또는 n-부탄을 포함한다. 한 가지 실시 상태에 있어서, 상기 혼합 냉매용 조성은 몰 분율 범위로 나타낼 때, 다음과 같다. 즉, 질소: 약 5 내지 약 15, 메탄: 약 25 내지 약 35, C2: 약 33 내지 약 42, C3: 0 내지 약 10, C4: 1 내지 약 20, C5: 0 내지 약 20이다. 상기 혼합 냉매의 조성은 상기 혼합 냉매의 복합 냉각 및 가열 곡선이 서로 2℃ 이내로 부합하고, 상기 복합 냉각 및 가열 곡선이 실질적으로 연속되도록 선택될 수 있다.
본 발명의 한 가지 실시 상태에 있어서, 탄화수소 기체는 천연 가스 또는 석탄층 메탄이다. 좋기로는, 상기 탄화수소 기체는 메탄의 액화 온도 또는 그 미만에서 상기 냉동 영역으로부터 회수된다.
제2 관점에 있어서, 본 발명은 다음을 포함하는 탄화수소 기체 액화 장치를 제공한다.
a) 혼합 냉매와,
b) 상기 혼합 냉매를 압축하기 위한 압축기와,
c) 냉동 열교환기는 상기 압축기와 유체 연통되어 있는 제1 열교환 경로, 제2 열교환 경로 및 제3 열교환 경로가 구비되고, 상기 제1, 제2 및 제3 열교환 경로는 상기 냉동 영역을 통하여 배치되고, 제4 열교환 경로는 상기 냉동 영역의 일부에 배치되며, 상기 제2 및 제4 열교환 경로는 제1 및 제3 열교환 경로에 대하여 역류 열교환 방향으로 배치된 액화 탄화수소를 생성하기 위하여 예비 처리 공급 기체를 냉각하기 위한 냉동 열교환기와,
제1 열교환 경로로부터의 배출구 및 제2 열교환 경로에 이르는 주입구와 유체 연통되어 있는 팽창기와,
d) 상기 제2 열교환 경로로부터의 배출구 및 상기 압축기에 이르는 주입구와 유체 연통되어 있는 혼합 냉매 재순환 배관과,
e) 상기 보조 냉매를 가지며 제4 열교환 경로와 유체 연통되어 있는 보조 냉동 장치와,
f) 제3 열교환 경로의 주입구와 유체 연통되어 있는 예비 처리 공급 기체 공급원과,
g) 상기 제3 열교환 경로의 배출구와 유체 연통되어 있는 액화 탄화수소 배관.
본 발명의 한 가지 실시 상태에 있어서, 상기 압축기는 1단 압축기이다. 좋기로는, 상기 압축기는 가스 터빈에 의하여 직접 구동되는 (변속 장치 없음) 1단 원심 압축기이다. 별법의 실시 상태에 있어서, 상기 압축기는 중간 냉각기와 단간 (interstage) 세정기, 필요에 따라 변속 장치가 제공되는 2단 압축기이다.
또 한 가지 실시 상태에 있어서, 상기 가스 터빈은 배치상 증기 발생기와 연결되며, 이에 의하여 사용시 상기 가스 터빈으로부터의 폐열이 상기 증기 발생기에서의 증기의 생성을 용이하게 한다. 또 다른 실시 상태에 있어서, 상기 장치는 전기력을 생산하도록 배치되는 단일 증기 터빈 발생기를 포함한다. 좋기로는, 상기 단일 증기 터빈 발생기에 의하여 발생되는 전력량은 보조 냉동 장치를 구동시키는 데 충분하다.
본 발명의 또 다른 실시 상태에 있어서, 상기 보조 냉매는 저온 암모니아를 포함하고, 상기 보조 냉동 장치는 1종 이상의 암모니아 냉동 패키지를 포함한다. 좋기로는, 상기 1종 이상의 암모니아 냉동 패키지는 공냉기 또는 수냉기에 의하여 냉각된다.
양호한 실시 상태에 있어서, 상기 보조 냉동 장치는 가스 터빈과 열교환 연통되는데, 상기 열교환 연통은 상기 보조 냉동 장치에 의하여 상기 가스 터빈의 주입구 공기를 냉각시키는 방식으로 배치되어 있다.
본 발명의 또 하나의 실시 상태에 있어서, 본 발명의 장치는 냉동 열교환기 중에 수용시키기 전에 상기 압축된 혼합 냉매를 냉각시키는 냉각기를 포함한다. 좋기로는, 상기 냉각기는 공냉식(空冷式) 열교환기 또는 수냉식(水冷式) 열교환기이다. 본 발명의 별법의 실시 상태에 있어서, 상기 냉각기는 칠러와 연속 조합되는 공냉식 또는 수냉식 열교환기를 더 포함한다. 좋기로는, 상기 칠러는 적어도 부분적으로는 상기 압축기로부터 생성되는 폐열, 특히 상기 가스 터빈 구동으로 생성되는 폐열에 의하여 구동된다.
본 발명의 또 다른 실시 상태에 있어서, 액화 탄화수소 배관 내의 상기 액화 탄화수소는 팽창기를 통하여 팽창되어 상기 액화 탄화수소를 더 냉각시킨다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 모든 관점을 총 망라한 양호한 실시 상태들을 단지 실시예의 수단으로 하여 설명하겠다.
도 1은 본 발명의 한 가지 실시 상태에 따른, 예컨대 천연 가스 또는 CSG 등의 유체 재료를 액화시키기 위한 방법의 도식적인 흐름도이다.
도 2는 단일 혼합 냉매 및 유체 재료에 대한 복합 냉각 및 가열 곡선이다.
도 1을 참조하면, 액화의 목적으로 유체 재료를 극저온 온도로 냉각시키는 방법이 도시되어 있다. 유체 재료의 예로서는 천연 가스 및 석탄층 가스 (CSG)를 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 이러한 특정의 실시 상태는 천연 가스 또는 CSG로부터 액화 천연 가스 (LNG)의 생성에 관하여 기재하고 있지만, 상기 방법은 극저온 온도에서 액화시킬 수 있는 기타의 유체 재료들에도 적용될 수 있다고 상정된다.
LNG의 생성은 천연 가스 또는 CSG 공급 기체를 예비 처리하여 물과 이산화탄소 및 필요에 따라 액화에 근접한 온도에서 하향류를 고화시킬 수 있는 기타의 다른 종들을 제거하고, 이어서 상기 예비 처리 공급 기체를 LNG가 생성되는 극저온 온도로 냉각시킴으로써 폭넓게 달성된다.
도 1을 참조하면, 상기 공급 기체 60은 상기 공정에 약 900 psi의 조절된 압력으로 주입된다. 이산화탄소는 상기 공급 기체를 CO2가 약 50 내지 150 ppm까지 제거되는 통상의 패키지형 CO2 제거 플랜트에 통과시킴으로써 상기 공급 기체로부터 제거된다. CO2 제거 플랜트 62의 도시되어 있는 예로서는, 아민 접촉기 (예컨대, MDEA) 및 아민 리보일러를 갖춘 아민 패키지가 있다. 통상, 상기 아민 접촉기에서 나가는 기체는 수분으로 포화 (예컨대, ~70 lb/MMscf)되어 있다. 대부분의 수분을 제거하기 위하여, 상기 기체를 칠러 66에 의하여 그 기체의 수화점 (예컨대, 약 ~15℃) 근처로 냉각시킨다. 좋기로는, 상기 칠러 66은 보조 냉동 장치 20으로부터의 냉각 용량을 활용한다. 응축수는 냉각 기체 흐름으로부터 제거하여, 보충용으로 상기 아민 패키지에 복귀시킨다.
상기 기체 흐름의 온도가 수화물 빙점 미만으로 감소되는 경우, 결빙(結氷)을 피하기 위하여 액화 전에 수분을 상기 냉각 기체 흐름으로부터 ≤1 ppm까지 제거하여야만 한다. 따라서, 수분 함량이 감소된 상기 냉각 기체 흐름 (예컨대, ~20 lb/MMscf)을 탈수 플랜트 64에 통과시켰다. 상기 탈수 플랜트 64은 3개의 분자체 (molecular sieve) 반응기를 포함하고 있다. 통상, 2 개의 분자체 반응기는 흡착 모드로 동작하게 되지만, 제3의 분자체 반응기는 재생 또는 대기 모드이다. 듀티 반응기 (duty vessel)에서 나가는 건조 기체의 측류(側流)를 재생 기체용으로 사용한다. 습식 재생 기체는 공기를 사용하여 냉각되고, 응축수를 분리하였다. 상기 포화 기체 흐름을 가열하여 연료 기체로서 사용하였다. 보일링-오프 기체 (boiling-off gas; BOG)를 재생/연료 기체로서 우선적으로 사용하고 (후술한다), 상기 건조 기체 흐름으로부터 얼마간의 부족분을 공급한다. 재생 기체에는 재순환 압축기가 필요하지 않다.
다량의 황 화합물은 CO2 제거 플랜트 62에서 이산화탄소와 동시에 제거될 수 있다고 생각되지만, 상기 공급 기체 60은 필요에 따라 더 처리하여 황 화합물과 같은 기타의 샤워종 등을 제거할 수 있다.
예비 처리의 결과, 상기 공급 기체 60은 온도가 최대 50℃로 가열된다. 본 발명의 한 가지 실시 상태에 있어서, 상기 예비 처리 공급 기체는 필요에 따라 칠러에 의하여 (도시하지 않음) 약 10℃ 내지 -50℃의 온도로 냉각시킬 수 있다. 본 발명의 방법 중에 채용될 수 있는 상기 칠러의 적절한 예로서는 암모니아 흡수 칠러, 브롬화리튬 흡수 칠러 및 동종류의 것, 또는 보조 냉동 장치 20을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
유리하게는, 상기 공급 기체의 조성에 따라서, 상기 칠러는 예비 처리 흐름 중의 중질 탄화수소를 응축시킬 수 있다. 이들 응축 성분은 추가의 생성물 흐름을 형성할 수 있거나, 또는 상기 장치의 다양한 부분에서 연료 기체 또는 재생 기체로서 사용될 수 있다.
몇 가지 경우에 있어서, 상기 예비 처리 기체 흐름을 냉각시키는 것은 액화에 요구되는 냉각 부하를, 선행 기술에 비해 많게는 30%나 대폭 감소시켜준다는 일차적인 이점이 있다.
상기 냉각된 예비 처리 기체 흐름은 상기 흐름을 액화시키는 배관 32를 통하여 냉동 영역 28에 공급된다.
상기 냉동 영역 28은 혼합 냉매 및 보조 냉동 장치 20에 의하여 그것을 냉동시키는 냉동식 열교환기를 포함한다. 상기 열교환기는 퍼지된 강철 상자 (steel box) 내에 들어있는 중심이 밀폐된 브레이즈된 알루미늄 플레이트 핀형 열교환기 코어를 포함하는 것이 좋다.
상기 냉동식 열교환기는 상기 압축기 12와 유체 연통되어 있는 제1 열교환 경로 40, 제2 열교환 경로 42 및 제3 열교환 경로 44를 갖는다. 각각의 제1, 제2 및 제3 열교환 경로 40, 42, 44는 도 1에 나타낸 바와 같이 냉동식 열교환기를 통하여 연장 배치된다. 상기 냉동식 열교환기는 상기 냉동식 열교환기의 일부, 특히 그것의 냉(冷)부를 통하여 배치된 제4 열교환 경로 46도 역시 제공한다. 제2 및 제4 열교환 경로 42, 46은 제1 및 제3 열교환 경로 40, 44에 관하여 역류 열교환 방향으로 배치된다.
냉동은 상기 혼합 냉매를 냉동 영역을 통하여 순환시킴으로써 냉동 영역으로 제공된다. 냉매 흡입 드럼통 (suction drum) 10으로부터의 상기 혼합 냉매는 압축기 12에 통과된다. 상기 압축기 12는 각각이 가스 터빈 100, 특히 항공 유도 가스 터빈 (aero-derivative gas turbine)에 의하여 직접 구동되는 두 개의 평행한 1단 원심 압축기가 좋다. 별법으로, 상기 압축기 12는 중간 냉각기 및 단간 세정기를 갖춘 2단 압축기일 수 있다. 통상, 상기 압축기 12는 약 75% 내지 약 85%의 효율로서 작동하는 형태 중의 하나이다.
상기 가스 터빈 100으로부터의 폐열은 결과적으로 전기 발전기 (도시하지 않음)를 구동시키기는 데 사용되는 흐름을 발생시키기 위하여 사용될 것이다. 이러한 방식으로, 액화 플랜트, 특히 보조 냉동 장치 20의 모든 전기 부품으로 전기가 공급되도록 전력이 충분하게 발생될 것이다.
상기 가스 터빈 100으로부터의 폐열에 의하여 발생하는 흐름은 재생 기체 및 연료 기체, 탈수 플랜트 64의 분자체를 재생시키기 위하여 CO2 제거 플랜트 62의 아민 리보일러를 가열하기 위하여서도 역시 사용될 수 있다.
상기 혼합 냉매는 압력 범위가 약 30 bar 내지 50 bar로, 통상 압력이 약 35 내지 약 40 bar로 압축된다. 압축기 12에서 압축된 결과로서 상기 압축된 혼합 냉매의 온도는 약 120℃ 내지 약 160℃의 온도 범위로, 통상 약 140℃로 상승한다.
이어서, 압축된 혼합 냉매는 배관 14를 통하여 냉각기 16을 통과하고 상기 압축된 혼합 냉매의 온도는 45℃ 미만으로 감소된다. 한 가지 실시 상태에 있어서, 상기 냉각기 16은 공냉식 핀형 튜브 열교환기이고, 여기에서 상기 압축된 혼합 냉매는 공기와 같은 유체 등에 대하여 역류로 상기 압축된 혼합 냉매를 통과하여 냉각된다. 별법의 실시 상태에 있어서, 상기 냉각기 16은 쉘 앤드 튜브 열교환기이고, 여기에서 상기 압축된 혼합 냉매는 물과 같은 유체 등에 대하여 역류로 상기 압축된 혼합 냉매를 통과하여 냉각된다.
상기 냉각 및 압축된 혼합 냉매는 상기 냉동 영역 28의 제1 열교환 경로 40에 통과하고, 여기에서 팽창기 48을 거쳐서, 좋기로는 줄-톰슨 (Joule-Thomson) 효과에 의하여 추가로 냉각 및 팽창하며, 따라서 혼합 냉매 쿨런트로서 상기 냉동 영역 28로 냉각을 제공한다. 상기 혼합 냉매 쿨런트는 제2 열교환 경로 42를 통하여 통과하고, 여기에서 상기 압축된 혼합 냉매 및 예비 처리 공급 기체는 각각 제1 및 제3 열교환 경로 40, 44를 통하여 통과되어 역류 열교환으로 가열된다. 이어서, 압축기 12로 주입하기 전, 상기 혼합 냉매 기체는 냉매 흡입 드럼통 10으로 되돌리며, 따라서 폐회로 단일 혼합 냉매 공정을 완료한다.
혼합 냉매의 보충은 유체 재료 또는 보일링-오프 기체 (메탄 및/또는 C2 내지 C5 탄화수소), 외부에서 공급될 임의의 1종 이상의 냉매 성분들과 질소 발생기 (질소)로부터 제공된다.
상기 혼합 냉매는 질소 및 탄소 원자 수가 1 내지 약 5인 탄화수소로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물을 함유한다. 냉각될 유체 재료가 천연 가스 또는 석탄층 가스인 경우, 상기 혼합 냉매용으로 적절한 조성은 다음과 같은 몰 분율 % 범위를 갖는다. 질소: 약 5 내지 약 15, 메탄: 약 25 내지 약 35, C2: 약 33 내지 약 42, C3: 0 내지 약 10, C4: 0 내지 약 20 및 C5: 0 내지 약 20. 양호한 실시 상태에 있어서, 상기 혼합 냉매는 질소, 메탄, 에탄 또는 에틸렌 및 이소부탄 및/또는 n-부탄을 포함한다.
도 2는 단일 혼합 냉매와 천연 가스에 대한 복합 냉각 및 가열 곡선을 도시하였다. 약 2°이내로 근접한 곡선은 본 발명의 방법 및 장치의 효율을 나타낸다.
추가의 냉동은 보조 냉동 장치 20에 의하여 냉동 영역 28로 제공될 수 있다. 상기 보조 냉동 장치 20은 공냉기에 의하여 냉각될 1종 이상의 암모니아 냉동 패키지를 포함한다. 차가운 암모니아와 같은 보조 냉매는 상기 냉동 영역 28의 차가운 영역 내에 위치한 제4 열교환 경로 44를 통하여 통과된다. 이와 같은 방식으로, 상기 보조 냉동 장치 20으로부터 이용 가능한 냉각 용량의 최대 약 70%는 상기 냉각 영역 28로 향할 수 있다. 상기 보조 냉각은 추가 20% LNG를 생산하는 효과를 갖고, 예컨대 가스 터빈 100 중에 연료 연소와 같은 플랜트 효율 역시 별도 20% 향상시킨다.
상기 보조 냉동 장치 20은 상기 가스 터빈 100으로부터의 고온 배기 가스에서 발생하는 폐열을 이용하여 상기 보조 냉동 장치 20에 대하여 상기 냉매를 발생시킨다. 그러나, 액화 플랜트에서 그 밖의 요소들에 의하여 발생되는 추가의 폐열은 상기 보조 냉동 장치 20에 대하여 상기 냉매를 재발생하는 데도 역시 이용되는 데에 적절할 수 있는 것으로, 이를 테면 기타의 압축기, 전력 발생 중에 사용된 원동기, 고온 플레어 (flare) 가스, 폐기체 또는 폐액, 태양열 발전 등으로부터의 폐열로서 이용하는 것이 적절할 수 있다.
상기 보조 냉동 장치 20은 가스 터빈 100에 대한 공기 주입구를 냉각시키는 데에도 역시 사용될 수 있다. 중요하게, 압축기 생산량은 LNG 생산량에 대략적으로 비례하므로, 상기 가스 터빈 공기 주입구의 냉각은 상기 플랜트 생산량을 15 내지 20% 추가한다.
상기 액화 기체는 온도가 약 -150℃ 내지 약 -170℃에서 배관 72를 통하여 상기 냉동 영역 28의 제3 열교환 경로 44로부터 회수된다. 이어서, 상기 액화 기체는 팽창기를 통하여 팽창되어 결과적으로 액화 기체의 온도는 약 -160℃로 감소된다. 본 발명에서 사용되는 팽창기들의 적절한 예로서는 팽창 밸브, JT 밸브, 벤츄리 기구 및 기계식 회전 팽창기를 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이어서, 상기 액화 기체는 배관 78을 거쳐서 저장조 76으로 보내진다.
저장조 76에서 발생된 보일링-오프 기체 (BOG)는 배관 80을 통하여 압축기 78, 좋기로는, 저압 압축기에 충전될 수 있다. 상기 압축된 BOG는 배관 82를 거쳐서 냉동 영역 28에 공급되고, 상기 압축된 BOG가 상기 냉동 영역 28의 일부를 통하여 통과되어, 약 -150℃ 내지 약 -170℃의 온도로 냉각된다.
이 온도에서, 상기 BOG의 일부는 액체 상태로 응축된다. 특히, 상기 냉각 BOG의 액체 상태는 메탄올을 다량 포함한다. 상기 냉각 BOG의 증기 상태도 역시 메탄을 포함하나, 액체 상태에 비하여 그 내부의 질소 농도가 통상 약 20% 내지 약 60% 증대한다. 상기 증기 상태의 그 결과 얻은 조성은 연료 기체로서 사용하기에 적절하다.
그 결과 얻은 두 가지 상태의 혼합물은 배관 86을 거쳐서 분리기 84를 통과하고, 그 결과 분리된 액체 상태는 배관 88을 거쳐서 저장조 76으로 다시 재전향된다.
상기 분리기 84에서 분리된 냉각 기체 상태는 압축기, 좋기로는 고압 압축기로 통과되고, 배관을 거쳐서 연료 기체 및/또는 재생 기체로서 플랜트에서 사용된다.
별법으로, 분리기 84 중에서 분리된 상기 냉각 기체 상태는 극저온 온도 또는 그보다 약간 높은 온도로 상기 흐름 배관 장치를 유지하기 위하여, 예컨대 석탄층 가스로부터의 액화 메탄 또는 LNG 등의 극저온 유체를 저장조 76으로부터 수용/적재 시설로 이송하기 위하여 극저온 흐름 (cryogenic flowline) 장치를 통하여 순환시키는 냉각 매체로서 사용하기 적절하다.
도 1을 참조하면, 주요 이송 배관 92 및 증기 복귀 배관 94, 양자가 저장조 76과 수용/적재 시설 (도시하지 않음)을 유체 연통되는 것이 도시되어 있다. 저장조 76은 주요 이송 배관 92를 통하여 저장조 76으로부터 LNG를 펌핑하기 위한 펌프 96을 구비된다.
전술한 바와 같이, 분리기 85 중에서 분리된 상기 냉각 기체 상태는 극저온 액체의 이송을 위한 극저온 흐름 배관 장치를 통하여 냉각 매체를 순환시키는 데 사용하는 것이 적절하다. 더욱이, 분리기 85 중에서 분리된 상기 냉각 기체 상태는 배관 98을 거쳐서 주요 이송 배관 92로 직접 보내지고, 그 결과 상기 냉각 기체 상태는 극저온 온도 또는 그보다 약간 높은 온도에서 극저온 흐름 배관 장치를 유지하기 위하여 상기 주요 이송 배관 92 및 증기 복귀 배관 94를 통하여 순환된다.
좋기로는, 상기 증기 복귀 배관 94는 압축기 78의 주입구와 유체 연통되어, 이송 작업 중에 발생되는 보일링-오프 기체는 편의상 상기 약술한 바와 같은 보일링-오프 기체 처리용 방법에 따라서 처리될 수 있다.
이송 작업 개시 전, 주요 이송 배관 92의 추가 냉각 및 충전은, 분리기 84 중에 분리된 액체 상태 또는 열교환기 28로부터 배출되는 액화 유체 재료를 배관 99를 거쳐서 상기 배관 92를 통하여 통과시킴으로써 상기 배관 92을 프라이밍 (priming)하여 달성될 수 있음이 관찰되었다. 이송 작업 완료 후, 배관 99에 잔류한 임의의 액체 상태는 주변 열에 의하여 배관 99 중에 자발적인 고유 압력 하에서 저장조 76으로 다시 자가 배수될 수 있다.
전술한 방법 및 장치는 통상 LNG 플랜트에 비하여 다음의 이점이 있다.
(1) 통합된 열 및 전력 복합 기술 장치 (CHP)는 가스 터빈 100으로부터의 폐열 외에도, 회수된 보일링-오프 기체 [열량 (Btu)이 낮은 폐열 기체]와 몇 가지 보조 점화를 사용하여 LNG 플랜트용 증기 터빈 발생기를 통한 전력 및 모든 가열에 필요한 조건들을 제공한다. 상기 폐열은 보조 냉동 장치 20의 표준 패키지형 암모니아 냉동 압축기를 구동시에도 역시 사용되고, 이는 다음에 대하여 추가의 냉동을 제공한다.
Figure 112012017449181-pct00001
가스 터빈 주입구 공기의 냉각에 의하여 플랜트 용량이 15 내지 25% 향상.
Figure 112012017449181-pct00002
일반 공정의 냉각에 의하여 상기 탈수 플랜트 규모 축소 및 가스 터빈 100 전력에 요구되는 연료 기체와 재생 기체의 균형.
Figure 112012017449181-pct00003
냉동 영역으로 추가의 냉각에 의하여 플랜트 생산량의 최대 20% 증대 및 에너지 효율의 최대 20% 더 증가.
(2) 상기 혼합 냉매 장치를 냉각 곡선에 근접하게 부합되도록 설계되어 냉동효율이 최대가 된다. 상기 냉동 영역 28 및 보조 냉동 장치 20의 통합은 LMTD를 증가시켜 열교환기의 웜 엔드 (warm end)에서 열이송을 향상시키기 때문에 열교환기의 크기를 줄여준다. 이것은 상기 압축기에 대한 차가운 혼합 냉매 흡입 온도도 역시 제공해주며 이로 인해 압축기 용량이 크게 향상된다.
(3) 고효율, 전체 플랜트 열 및 전력 필요 조건들에 부합하는 CHP의 사용 및 상기 가스 터빈 100 중의 건조 배출량이 적은 연소기의 사용은 총 배출량을 매우 낮도록 한다.
(4) 효율적인 BOG 회수. 상기 장치는 저장조 76 및 적재 중의 수용/적재 시설 (예컨대, 선박)로부터 발생되는 BOG 및 플래쉬 가스를 회수하도록 배치된다. 상기 BOG 기체는 압축기 78 중에서 압축되어, 냉동 영역 28 중에 다시 액화되어 액화 메탄으로 회복된다. 상기 액화 메탄은 상기 저장조 26에 다시 보내지고, 질소 중의 응축된 플래쉬 가스는 상기 가스 터빈 100의 배기 가스를 보조 점화하는 데에 사용된다. 이는 BOG 취급 및 상기 장치에서 질소 제거하는 비용 효율적이고 에너지 효율적인 방식이며, 동시에 적재 도중에 플레어링을 감소하거나 제거한다.
(5) 효율적인 이송 흐름 장치. 상기 장치는 이송 배관의 열손실을 감소하고, 동시에 선행 기술 조건 하에서는 플레어될 부분, 그 안에서 발생되는 BOG를 감소하도록 배치된다. 본 발명에 있어서, 이송 흐름 배관에서 발생되는 임의의 BOG는, 액화용 냉동 영역 28 및 압축기 78로 재순환시킴으로써, 냉각 매체로 사용될 것이다. 더욱이, 상기 방법 및 장치는 순환용 추가의 운송 배관 및 관련 펌프의 필요성을 제거함으로써, 상기 장치의 자본 지출을 감소한다.
(6) 플랜트 비용 및 운전/유지비의 저감. 소수의 장비 항목 및 모듈형 패키지는 토목, 기계, 배관, 전기 및 계측 작업을 감소하고, 시공 계획을 신속하게 하도록 하는데, 이들은 모두 비용을 감소시키는 데에 기여한다. 따라서 공정이 단순화되어, 운행 및 유지 작업자들의 필요성이 감소된다.
선행 기술의 사용과 간행물들이 본 명세서에서 참조될 수 있지만, 이와 같이 선행 기술이나 간행물을 본 발명에 참조하였다 해서 이들이 곧, 호주나 기타 국가에서의 종래의 일반적인 공지 기술을 구성하는 것으로 인정하는 것은 아니다.
이 명세서의 목적에 있어서, "포함 (comprising)"라는 단어는 "포괄하나 이에 제한되지 않음 (including but not limited to)"을 의미하는 것이며, "포함한다 (comprises)"라는 단어는 대응하는 의미를 갖는다.
이미 기재되어 있는 것들 이외에, 다수의 변경 및 수정 사항들은 관련 기술 분야의 숙련자들에게 본 발명의 기본 사상으로부터 벗어나는 일이 없이 스스로 자명하게 될 것이다. 상기 모든 변경 및 수정 사항들은 본 발명의 범위 내에서 고려되어야 하며, 그 범위의 본질은 전술한 본 발명의 설명으로부터 결정되어야 한다.

Claims (37)

  1. 탄화수소 기체의 액화 방법에 있어서,
    a) 탄화수소 공급 기체로부터 샤워종 (sour species) 및 물을 제거하기 위하
    여 탄화수소 공급 기체를 예비 처리하는 단계와,
    b) 혼합 냉매 장치로부터의 혼합 냉매와 보조 냉동 장치로부터의 보조 냉매
    를 냉동 영역을 통하여 순환시킴으로써 냉동이 일어나는 냉동 영역을 제공하
    는 단계와,
    c) 상기 보조 냉동 장치가 적어도 부분적으로는 상기 혼합 냉매에 의하여 발
    생되는 폐열에 의하여 구동되는 방식으로 상기 혼합 냉매 장치와 상기 보조
    냉동 장치를 연결하는 단계와,
    d) 냉동 영역을 통하여 예비 처리 공급 기체를 통과시켜 상기 예비 처리 공
    급 기체를 냉각시키고, 상기 냉각된 예비 처리 공급 기체를 팽창시켜 액화
    탄화수소를 생성하는 단계
    를 포함하되, 혼합 냉매를 냉동 영역을 통하여 순환시키는 단계는,
    i). 압축기에서 상기 혼합 냉매를 압축시키는 단계와,
    ii). 상기 압축된 혼합 냉매를 상기 냉동 영역을 통하여 연장 배치된 제1 열교환 경로를 통하여 통과시켜서, 상기 압축된 혼합 냉매를 냉각 및 팽창시켜
    혼합 냉매 쿨런트 (coolant)를 생성하도록 하는 단계와,
    iii). 혼합 냉매 쿨런트를 상기 냉동 영역을 통하여 연장 배치된 제2 열교환 경로를 통하여 통과시킴으로써 혼합 냉매를 생성하는 단계와,
    iv). 상기 혼합 냉매를 상기 압축기에 재순환시키는 단계
    를 포함하는 것인 탄화수소 기체의 액화 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 냉동 영역을 통하여 예비 처리 공급 기체를 통과시키는 단계는 상기 냉동 영역 내의 제3 열교환 경로를 통하여 예비 처리 공급 기체를 통과시키는 것을 포함하는 것인 탄화수소 기체의 액화 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 냉동 영역을 통하여 보조 냉매를 순환시키는 단계는 냉동 영역의 일부를 통하여 연장 배치된 제4 열교환 경로를 통하여 상기 보조 냉매를 통과시키는 것을 포함하는 것인 탄화수소 기체의 액화 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제2 및 제4 열교환 경로는 제1 및 제3 열교환 경로에 대하여 역류 열교환 방향으로 배치되어 있는 것인 탄화수소 기체의 액화 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 폐열은 압축시키는 단계에서 생성되는 것인 탄화수소 기체의 액화 방법.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 방법은 상기 압축기에 직접 연결된 가스 터빈의 주입구 공기를 상기 보조 냉매로 냉각시키는 것을 더 포함하는 것인 탄화수소 기체의 액화 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 주입구 공기를 5℃ 내지 10℃의 범위의 온도로 냉각시키는 것인 탄화수소 기체의 액화 방법.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 혼합 냉매를 압축시키는 단계는 그의 압력을 30 내지 50 bar로 증가시키는 것인 탄화수소 기체의 액화 방법.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 방법은 압축된 혼합 냉매를 상기 제1 열교환 경로에 통과시키기 전에 상기 압축된 혼합 냉매를 냉각시키는 것을 포함하는 것인 탄화수소 기체의 액화 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 압축된 혼합 냉매를 50℃ 미만의 온도로 냉각시키는 것인 탄화수소 기체의 액화 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 압축된 혼합 냉매를 10℃로 냉각시키는 것인 탄화수소 기체의 액화 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 압축된 혼합 냉매를 냉각시키는 단계는 상기 압축기로부터의 상기 압축된 혼합 냉매를 열교환기에 통과시키는 것을 포함하는 것인 탄화수소 기체의 액화 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 열교환기는 공냉기(空冷器) 또는 수냉기(水冷器)인 것인 탄화수소 기체의 액화 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 냉각시키는 단계는 압축기로부터의 압축된 혼합 냉매를 열교환기에 통과시키고, 열교환기에서 냉각시킨 압축된 혼합 냉매를 칠러 (chiller)에 더 통과시키는 것을 포함하는 것인 탄화수소 기체의 액화 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 칠러는 적어도 부분적으로는 폐열에 의하여 구동되는 것인 탄화수소 기체의 액화 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 폐열은 압축시키는 단계에서 생성되는 것인 탄화수소 기체의 액화 방법.
  17. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 혼합 냉매 쿨런트의 온도는 예비 처리 공급 기체가 응축하는 온도 또는 그 미만인 것인 탄화수소 기체의 액화 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 혼합 냉매 쿨런트의 온도는 -150℃ 미만인 것인 탄화수소 기체의 액화 방법.
  19. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 혼합 냉매는 질소 및 탄소 원자 수가 1 내지 5인 탄화수소로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물을 함유하는 것인 탄화수소 기체의 액화 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 혼합 냉매는 질소, 메탄, 에탄 또는 에틸렌, 이소부탄 내지 n-부탄 중 어느 하나 또는 두 가지 모두를 포함하는 것인 탄화수소 기체의 액화 방법.
  21. 제19항에 있어서, 상기 혼합 냉매의 조성은 몰 분율 범위로 나타낼 때, 질소: 5 내지 15, 메탄: 25 내지 35, C2: 33 내지 42, C3: 0 내지 10, C4: 0 내지 20, C5: 0 내지 20인 것인 탄화수소 기체의 액화 방법.
  22. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 탄화수소 기체는 천연 가스 또는 석탄층 메탄인 것인 탄화수소 기체의 액화 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 탄화수소 기체는 메탄의 액화 온도 또는 그 미만에서 상기 냉동 영역으로부터 회수되는 것인 탄화수소 기체의 액화 방법.
  24. 탄화수소 기체 액화 장치에 있어서,
    a) 혼합 냉매와,
    b) 상기 혼합 냉매를 압축하기 위한 압축기와,
    c) 예비 처리 공급 기체를 냉각시켜 탄화수소 액체를 생성하기 위한 냉동 열
    교환기로서, 상기 냉동 열교환기는 냉동 영역을 통하여 연장 배치된 제1, 제
    2 및 제3 열교환 경로와 (여기서 제1 열교환 경로는 상기 압축기와 유체 연
    통되어 있음), 냉동 영역의 일부를 통하여 연장 배치된 제4 열교환 경로를
    구비하며 여기서 제2 및 제4 열교환 경로는 제1 및 제3 열교환 경로에 대하
    여 역류 열교환 방향으로 배치되어 있는 것인 냉동 열교환기와,
    제1 열교환 경로로부터의 배출구 및 제2 열교환 경로에 이르는 주입구와 유
    체 연통되어 있는 팽창기와,
    d) 상기 제2 열교환 경로로부터의 배출구 및 상기 압축기에 이르는 주입구와
    유체 연통되어 있는 혼합 냉매 재순환 배관과,
    e) 보조 냉매가 제4 열교환 경로와 유체 연통되어 있는 보조 냉동 장치
    와,
    f) 제3 열교환 경로의 주입구와 유체 연통되어 있는 예비 처리 공급 기체 공
    급원과,
    g) 상기 제3 열교환 경로의 배출구와 유체 연통되어 있는 액화 탄화수소 배
    관
    을 포함하는 것인 탄화수소 기체 액화 장치.
  25. 제24항에 있어서, 상기 압축기는 가스 터빈에 의하여 구동되는 1단 압축기인 것인 탄화수소 기체 액화 장치.
  26. 제25항에 있어서, 상기 압축기는 1단 원심형인 것인 탄화수소 기체 액화 장치.
  27. 제25항에 있어서, 상기 압축기는 중간 냉각기 및 단간 (interstage) 세정기를 구비한 각 가스 터빈에 의하여 구동되는 2단 압축기인 것인 탄화수소 기체 액화 장치.
  28. 제25항에 있어서, 상기 가스 터빈은 배치상 증기 발생기와 연결되며, 이에 의하여 사용시 상기 가스 터빈으로부터의 폐열이 상기 증기 발생기에서의 증기의 생성을 용이하게 하는 것인 탄화수소 기체 액화 장치.
  29. 제28항에 있어서, 상기 증기 발생기는 전기력을 생산하도록 배치되는 단일 증기 터빈 발생기와 연결되어 있는 것인 탄화수소 기체 액화 장치.
  30. 제29항에 있어서, 상기 단일 증기 터빈 발생기에 의하여 발생한 전기력량은 보조 냉동 장치를 구동시키는 데 충분한 것인 탄화수소 기체 액화 장치.
  31. 제24항 내지 제30항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 보조 냉매는 저온 암모니아를 포함하고, 상기 보조 냉동 장치는 1종 이상의 암모니아 냉동 패키지를 포함하는 것인 탄화수소 기체 액화 장치.
  32. 제31항에 있어서, 상기 1종 이상의 암모니아 냉동 패키지는 공냉기(空冷器)에 의하여 냉각되는 것인 탄화수소 기체 액화 장치.
  33. 제25항 내지 제30항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 보조 냉동 장치는 가스 터빈과 열교환 연통하는데, 상기 열교환 연통은 상기 보조 냉동 장치에 의하여 상기 가스 터빈의 주입구 공기를 냉각시키는 방식으로 배치되어 있는 것인 탄화수소 기체 액화 장치.
  34. 제24항 내지 제30항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 장치는 압축된 혼합 냉매를 냉동 열교환기 중에 수용시키기 전에 상기 압축된 혼합 냉매를 냉각시키는 냉각기를 포함하는 것인 탄화수소 기체 액화 장치.
  35. 제34항에 있어서, 상기 냉각기는 공냉식(空冷式) 열교환기이거나 또는 수냉식(水冷式) 열교환기인 것인 탄화수소 기체 액화 장치.
  36. 제24항 내지 제30항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 액화 탄화수소 배관 내의 액화 탄화수소는 팽창기를 통하여 팽창되어 상기 액화 탄화수소를 더 냉각시키는 것인 탄화수소 기체 액화 장치.
  37. 삭제
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Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101187532B1 (ko) * 2009-03-03 2012-10-02 에스티엑스조선해양 주식회사 재액화 기능을 가지는 전기추진 ｌｎｇ 운반선의 증발가스 처리장치
FR2943125B1 (fr) * 2009-03-13 2015-12-18 Total Sa Procede de liquefaction de gaz naturel a cycle combine
DE102009015766A1 (de) * 2009-03-31 2010-10-07 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zum Verflüssigen einer Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion
FR2944095B1 (fr) * 2009-04-03 2011-06-03 Total Sa Procede de liquefaction de gaz naturel utilisant des turbines a gaz a basse temperature d'echappement
DE102009020913A1 (de) * 2009-05-12 2010-11-18 Linde Ag Verfahren zum Verflüssigen einer Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion
BR112012007167B1 (pt) * 2009-09-30 2020-10-27 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. método e aparelho para fracionamento de uma corrente de hidrocarboneto
KR100967818B1 (ko) * 2009-10-16 2010-07-05 대우조선해양 주식회사 액화연료가스 급유선
EP2598816A4 (en) * 2010-07-29 2017-04-19 Fluor Technologies Corporation Configurations and methods for small scale lng production
KR101106088B1 (ko) * 2011-03-22 2012-01-18 대우조선해양 주식회사 고압 천연가스 분사 엔진용 연료 공급 시스템의 재액화 장치에 사용되는 비폭발성 혼합냉매
CN102226627B (zh) * 2011-05-24 2013-03-20 北京惟泰安全设备有限公司 一种煤层气液化分离的设备及工艺
WO2013012985A2 (en) * 2011-07-19 2013-01-24 Chevron U.S.A. Inc. Method and system for combusting boil-off gas and generating electricity at an offshore lng marine terminal
CN103060036A (zh) * 2011-10-19 2013-04-24 中国科学院理化技术研究所 一种煤层气液化方法及煤层气液化系统
US20130298572A1 (en) * 2012-05-09 2013-11-14 Fluor Technologies Corporation Configurations and methods of vapor recovery and lng sendout systems for lng import terminals
KR101386543B1 (ko) 2012-10-24 2014-04-18 대우조선해양 주식회사 선박의 증발가스 처리 시스템
JP2016508912A (ja) 2012-12-28 2016-03-24 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ Ｌｎｇボイルオフを管理する方法及びｌｎｇボイルオフの管理組立体
CA2914848C (en) * 2013-06-19 2019-03-19 Bechtel Hydrocarbon Technology Solutions, Inc. Systems and methods for natural gas liquefaction capacity augmentation
KR101640765B1 (ko) 2013-06-26 2016-07-19 대우조선해양 주식회사 선박의 증발가스 처리 시스템 및 방법
ES2902718T3 (es) * 2014-01-20 2022-03-29 Mag Soar Sl Método y aparato para preservar material biológico
US9810478B2 (en) * 2014-03-05 2017-11-07 Excelerate Energy Limited Partnership Floating liquefied natural gas commissioning system and method
CN104293404B (zh) * 2014-09-12 2016-08-24 成都深冷液化设备股份有限公司 一种天然气高效脱氮的装置及其方法
US9939194B2 (en) * 2014-10-21 2018-04-10 Kellogg Brown & Root Llc Isolated power networks within an all-electric LNG plant and methods for operating same
US10654552B2 (en) 2015-01-30 2020-05-19 Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering Co., Ltd. Fuel supply system and method for ship engine
US10495379B2 (en) * 2015-02-27 2019-12-03 Exxonmobil Upstream Research Company Reducing refrigeration and dehydration load for a feed stream entering a cryogenic distillation process
RU2677023C1 (ru) * 2015-03-04 2019-01-15 Тийода Корпорейшн Способ и система сжижения природного газа
HUE069003T2 (hu) * 2015-03-23 2025-02-28 Cool Science Inc Ipari gáz és szénhidrogén gáz cseppfolyósítása
KR102403512B1 (ko) 2015-04-30 2022-05-31 삼성전자주식회사 공기 조화기의 실외기, 이에 적용되는 컨트롤 장치
EP3162870A1 (en) * 2015-10-27 2017-05-03 Linde Aktiengesellschaft Low-temperature mixed-refrigerant for hydrogen precooling in large scale
CN105486027A (zh) * 2015-11-17 2016-04-13 宁波鲍斯能源装备股份有限公司 一种低浓度煤层气液化工艺中放空气回收利用系统
JP6703837B2 (ja) * 2016-01-07 2020-06-03 株式会社神戸製鋼所 ボイルオフガス供給装置
CN108473184A (zh) * 2016-01-12 2018-08-31 埃克赛勒瑞特液化解决方案公司 天然气液化船
US11112173B2 (en) 2016-07-01 2021-09-07 Fluor Technologies Corporation Configurations and methods for small scale LNG production
WO2018013099A1 (en) * 2016-07-13 2018-01-18 Fluor Technologies Corporation Heavy hydrocarbon removal from lean gas to lng liquefaction
WO2018083747A1 (ja) * 2016-11-02 2018-05-11 日揮株式会社 天然ガス液化設備
JP6812272B2 (ja) * 2017-02-14 2021-01-13 レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード リコンデンサーを備えるｌｎｇ製造システム
CN114909870A (zh) * 2017-03-14 2022-08-16 伍德赛德能量科技私人有限公司 集装箱化的lng液化单元及生产lng的相关方法
CN107421187A (zh) * 2017-08-22 2017-12-01 河南大学 一种远洋捕鱼用液空速冻系统
TWI712769B (zh) * 2017-11-21 2020-12-11 法商液態空氣喬治斯克勞帝方法研究開發股份有限公司 蒸發氣體再冷凝裝置及具備其的液化天然氣供給系統
CN108168642A (zh) * 2018-01-31 2018-06-15 锦州中科制管有限公司 一种孔口煤气流量测量装置及其测量方法
WO2019224951A1 (ja) * 2018-05-23 2019-11-28 日揮グローバル株式会社 天然ガスの前処理設備
WO2020021633A1 (ja) 2018-07-24 2020-01-30 日揮グローバル株式会社 天然ガス処理装置及び天然ガス処理方法
FR3086373B1 (fr) 2018-09-20 2020-12-11 Air Liquide Installation et procede d'epuration et de liquefaction de gaz naturel
FR3087525B1 (fr) * 2018-10-22 2020-12-11 Air Liquide Procede de liquefaction d'un courant gazeux d'evaporation issu du stockage d'un courant de gaz naturel liquefie
US20230258400A1 (en) * 2020-07-23 2023-08-17 Bechtel Energy Technologies & Solutions, Inc. Systems and Methods for Utilizing Boil-Off Gas for Supplemental Cooling in Natural Gas Liquefaction Plants
US11717784B1 (en) 2020-11-10 2023-08-08 Solid State Separation Holdings, LLC Natural gas adsorptive separation system and method
EP4381030A1 (en) 2021-09-09 2024-06-12 Coldstream Energy IP, LLC Portable pressure swing adsorption method and system for fuel gas conditioning
NO20211391A1 (en) * 2021-11-19 2023-05-22 Econnect Energy As System and method for cooling of a liquefied gas product

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100350934B1 (ko) * 1998-12-09 2002-08-30 에어 프로덕츠 앤드 케미칼스, 인코오포레이티드 가스 액화용 이원 혼합 냉매 사이클
US6631626B1 (en) * 2002-08-12 2003-10-14 Conocophillips Company Natural gas liquefaction with improved nitrogen removal
KR20050092770A (ko) * 2003-01-22 2005-09-22 엘엔지 인터내셔널 피티와이 엘티디. 액화 천연 가스의 냉각 공정 및 생산방법

Family Cites Families (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA286775A (en) * 1929-01-29 Norman Hicks Thomas Timing device
NL133167C (ko) * 1963-01-08
FR1559047A (ko) * 1968-01-10 1969-03-07
GB1471404A (en) * 1973-04-17 1977-04-27 Petrocarbon Dev Ltd Reliquefaction of boil-off gas
US3962882A (en) * 1974-09-11 1976-06-15 Shell Oil Company Method and apparatus for transfer of liquefied gas
DE2820212A1 (de) * 1978-05-09 1979-11-22 Linde Ag Verfahren zum verfluessigen von erdgas
JPH0351599Y2 (ko) * 1985-10-08 1991-11-06
US4901533A (en) * 1986-03-21 1990-02-20 Linde Aktiengesellschaft Process and apparatus for the liquefaction of a natural gas stream utilizing a single mixed refrigerant
JPH01167989U (ko) * 1988-05-09 1989-11-27
US4911741A (en) * 1988-09-23 1990-03-27 Davis Robert N Natural gas liquefaction process using low level high level and absorption refrigeration cycles
JPH0694199A (ja) * 1992-09-09 1994-04-05 Osaka Gas Co Ltd 液化天然ガスの運搬方法、液化基地および受入れ基地
AUPM485694A0 (en) * 1994-04-05 1994-04-28 Bhp Petroleum Pty. Ltd. Liquefaction process
US5555738A (en) * 1994-09-27 1996-09-17 The Babcock & Wilcox Company Ammonia absorption refrigeration cycle for combined cycle power plant
US5790972A (en) * 1995-08-24 1998-08-04 Kohlenberger; Charles R. Method and apparatus for cooling the inlet air of gas turbine and internal combustion engine prime movers
JP3664818B2 (ja) 1996-08-02 2005-06-29 三菱重工業株式会社 ドライアイス、液化窒素の製造方法及びその装置並びにボイルオフガスの再液化方法及びその装置
TW368596B (en) * 1997-06-20 1999-09-01 Exxon Production Research Co Improved multi-component refrigeration process for liquefaction of natural gas
US6659730B2 (en) * 1997-11-07 2003-12-09 Westport Research Inc. High pressure pump system for supplying a cryogenic fluid from a storage tank
FR2778232B1 (fr) * 1998-04-29 2000-06-02 Inst Francais Du Petrole Procede et dispositif de liquefaction d'un gaz naturel sans separation de phases sur les melanges refrigerants
MY117068A (en) 1998-10-23 2004-04-30 Exxon Production Research Co Reliquefaction of pressurized boil-off from pressurized liquid natural gas
US6244053B1 (en) * 1999-03-08 2001-06-12 Mobil Oil Corporation System and method for transferring cryogenic fluids
US6634182B2 (en) * 1999-09-17 2003-10-21 Hitachi, Ltd. Ammonia refrigerator
JP3673127B2 (ja) * 1999-11-08 2005-07-20 大阪瓦斯株式会社 ボイルオフガスの再液化方法
JP3908881B2 (ja) * 1999-11-08 2007-04-25 大阪瓦斯株式会社 ボイルオフガスの再液化方法
JP2001201041A (ja) * 2000-01-21 2001-07-27 Osaka Gas Co Ltd 都市ガス供給装置
GB0001801D0 (en) * 2000-01-26 2000-03-22 Cryostar France Sa Apparatus for reliquiefying compressed vapour
JP4225679B2 (ja) * 2000-11-17 2009-02-18 株式会社東芝 コンバインドサイクル発電プラント
US6457315B1 (en) * 2000-12-07 2002-10-01 Ipsi, Llc Hybrid refrigeration cycle for combustion turbine inlet air cooling
JP2003014197A (ja) * 2001-07-02 2003-01-15 Chubu Gas Kk Ｌｎｇサテライト設備の受入配管クールダウン方法
US6739119B2 (en) * 2001-12-31 2004-05-25 Donald C. Erickson Combustion engine improvement
US6743829B2 (en) * 2002-01-18 2004-06-01 Bp Corporation North America Inc. Integrated processing of natural gas into liquid products
DE10209799A1 (de) * 2002-03-06 2003-09-25 Linde Ag Verfahren zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes
EP1427216A1 (en) 2002-07-02 2004-06-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Image encoding method and image decoding method
FR2855526B1 (fr) * 2003-06-02 2007-01-26 Technip France Procede et installation de production simultanee d'un gaz naturel apte a etre liquefie et d'une coupe de liquides du gaz naturel
US20070062216A1 (en) * 2003-08-13 2007-03-22 John Mak Liquefied natural gas regasification configuration and method
JP4588990B2 (ja) * 2003-10-20 2010-12-01 川崎重工業株式会社 液化天然ガスのボイルオフガス再液化装置および方法
NO20035047D0 (no) * 2003-11-13 2003-11-13 Hamworthy Kse Gas Systems As Apparat og metode for temperaturkontroll av kondensering av gass
JP2005273681A (ja) * 2004-03-22 2005-10-06 Ebara Corp 低温液化ガス貯留システム
JP4544885B2 (ja) * 2004-03-22 2010-09-15 三菱重工業株式会社 ガス再液化装置およびガス再液化方法
US7152428B2 (en) * 2004-07-30 2006-12-26 Bp Corporation North America Inc. Refrigeration system
US7165422B2 (en) * 2004-11-08 2007-01-23 Mmr Technologies, Inc. Small-scale gas liquefier
KR101099079B1 (ko) * 2004-11-15 2011-12-26 마에카와 매뉴팩쳐링 캄파니 리미티드 저온 액화 냉동 방법 및 장치
JP2009501896A (ja) * 2005-07-19 2009-01-22 シンヨン ヘビー インダストリーズ カンパニー，リミティド Ｌｎｇｂｏｇ再液化装置
JP2007024198A (ja) * 2005-07-19 2007-02-01 Chubu Electric Power Co Inc ボイルオフガスの処理方法及び装置
EP1929227B1 (en) * 2005-08-09 2019-07-03 Exxonmobil Upstream Research Company Natural gas liquefaction process for lng
EP1860393B1 (en) * 2006-05-23 2009-02-18 Cryostar SAS Method and apparatus for the reliquefaction of a vapour
KR100761975B1 (ko) * 2006-10-04 2007-10-04 신영중공업주식회사 Ｌｎｇ ｂｏｇ 재액화 장치 및 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100350934B1 (ko) * 1998-12-09 2002-08-30 에어 프로덕츠 앤드 케미칼스, 인코오포레이티드 가스 액화용 이원 혼합 냉매 사이클
US6631626B1 (en) * 2002-08-12 2003-10-14 Conocophillips Company Natural gas liquefaction with improved nitrogen removal
KR20050092770A (ko) * 2003-01-22 2005-09-22 엘엔지 인터내셔널 피티와이 엘티디. 액화 천연 가스의 냉각 공정 및 생산방법

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Publication number Publication date
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