JP2018145404A - Component adjusting device of multicomponent-based liquefied gas - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば天然ガスを液化したＬＮＧのような多成分系液化ガスの成分調整装置に関する。 The present invention relates to a component adjustment device for a multicomponent liquefied gas such as LNG obtained by liquefying natural gas.
多成分系液化ガスの例として、液化天然ガス（ＬＮＧ）を挙げて説明する。
ＬＮＧ基地においては、ＬＮＧを気化させて都市ガス向けの燃料ガス、および発電向けの燃料ガスが製造されている。
都市ガス向けの燃料ガスは、都市ガスとして規定された熱量範囲を満足するように熱量を調整して供給する必要がある。ＬＮＧを気化させたＮＧ（天然ガス）の熱量は上述した規定熱量範囲より低い場合が多く、通常、増熱剤（ＬＰＧ等）を混合して熱量調整する。
他方、発電向けの燃料ガスは、都市ガス向けのように熱量範囲が規定されているわけではなく、通常は熱量調整を行わずに供給されている。
As an example of the multicomponent liquefied gas, liquefied natural gas (LNG) will be described.
In the LNG base, LNG is vaporized to produce fuel gas for city gas and fuel gas for power generation.
The fuel gas for city gas needs to be supplied by adjusting the amount of heat so as to satisfy the heat amount range defined as city gas. The amount of heat of NG (natural gas) obtained by vaporizing LNG is often lower than the above-mentioned prescribed heat amount range, and usually the heat amount is adjusted by mixing a heat increasing agent (LPG or the like).
On the other hand, the fuel gas for power generation is not regulated in the calorific range as in the city gas, and is usually supplied without adjusting the calorific value.
都市ガス向けの燃料ガスに混合される増熱剤はＬＮＧとは別途調達する必要があり、そのコスト削減には大きなニーズがある。混合する増熱剤量を低減するための一方策として、熱量調整が要求されない発電向け燃料ガスからプロパン、ブタン等の重質成分を分離回収し、熱量調整に用いる技術が例えば特許文献１に開示されている。 It is necessary to procure the heat increasing agent mixed with the fuel gas for city gas separately from LNG, and there is a great need for cost reduction. For example, Patent Document 1 discloses a technique for separating and recovering heavy components such as propane and butane from a fuel gas for power generation that does not require heat amount adjustment and using it for heat amount adjustment as one measure for reducing the amount of heat increasing agent to be mixed. Has been.
特許文献１においては、ＬＮＧを気化させたＮＧから重質成分を分離回収する分離回収装置として蒸留装置、ガス分離装置、吸着装置が実施の形態に開示されている。
しかし、蒸留装置は設備構成が複雑でありコストが高くなるし、吸着装置はバッチ式であるため、連続処理を行うには複数の吸着装置を組み合わせる必要があり構成が複雑でコストが高くなるという問題がある。
他方、ガス分離膜装置は装置構造が単純でコストが低いという利点がある。なお、ガス分離装置に使用される分離膜は、ガスの種類によって透過しやすさが異なる性質を利用して多成分系ガスから特定成分のガスを分離するものであり、例えばゴム状高分子膜やガラス状高分子膜などがある。膜を透過して流出してくるガス（透過ガス）には、透過しやすいガス成分が濃縮されている。一方、膜を透過しないで流出してくるガス（非透過ガス）には、逆に透過しにくいガス成分が濃縮されている。膜を透過する際には圧力損失が生じ、透過ガスの圧力は、分離膜に供給される供給ガスの圧力より低下することになる。非透過ガスも多少の圧力低下は生じるが、その程度は透過ガスの圧力低下に比較して非常に小さい。
In Patent Document 1, a distillation apparatus, a gas separation apparatus, and an adsorption apparatus are disclosed as embodiments as a separation and recovery apparatus for separating and recovering heavy components from NG obtained by vaporizing LNG.
However, the distillation apparatus has a complicated equipment configuration and high cost, and since the adsorption apparatus is a batch type, it is necessary to combine a plurality of adsorption apparatuses to perform continuous processing, and the structure is complicated and the cost is high. There's a problem.
On the other hand, the gas separation membrane device has an advantage that the device structure is simple and the cost is low. The separation membrane used in the gas separation device separates a specific component gas from a multi-component gas by utilizing the property that the permeability is different depending on the type of gas. For example, a rubber-like polymer membrane And glassy polymer membranes. Gas components that permeate through the membrane (permeate gas) are enriched with gas components that are easy to permeate. On the other hand, the gas component that does not permeate through the membrane (non-permeate gas) conversely is difficult to permeate. When passing through the membrane, a pressure loss occurs, and the pressure of the permeate gas is lower than the pressure of the supply gas supplied to the separation membrane. The non-permeated gas also has a slight pressure drop, but the level is very small compared to the pressure drop of the permeate gas.
ここで、特許文献１に記載された膜分離によるガス分離装置に関する第５実施の形態について検討する。
特許文献１の第５実施の形態では、特許文献１の図５に示されるように、気化器で気化したガスを分岐して、一方はガス分離装置に他方は熱量調整装置に流し、ガス分離装置で膜分離されたガスは一旦ガスタンクに貯留して熱量調整装置に増熱剤として供給するようになっている。
Here, a fifth embodiment relating to a gas separation apparatus by membrane separation described in Patent Document 1 will be examined.
In the fifth embodiment of Patent Document 1, as shown in FIG. 5 of Patent Document 1, the gas vaporized by the vaporizer is branched, one is flowed to the gas separation device and the other is flown to the calorific value adjustment device. The gas that has been membrane-separated by the apparatus is temporarily stored in a gas tank and supplied as a heat-increasing agent to a heat quantity adjusting device.
特許文献１のガス分離装置を用いたプロセスは、特許文献１の図５に示されるようにガスの送出圧力において重質成分を分離し、概略同一圧力の送出ラインに混合している。ガス分離装置においてガスを膜分離するためには、透過側の圧力を装置入口より低くする必要がある。
メタンを透過しやすい分離膜を使用した場合、発電用ガスとして送出されるメタンガスは６１のラインより必ず低圧である。発電用ガスとして要求される圧力を確保するためには、６１のライン圧をその要求圧力より高くする必要がある。ここで、６１のラインは、そのまま都市ガス向けラインに接続されている。一般に、発電用ガスと都市ガス向けガスの要求圧力は概略同じ場合が多い。都市ガス向けラインの圧力が、その要求圧力を満足するようにするためには、高圧状態の６１のライン圧から減圧する必要があり、ＬＮＧポンプ１７ａ、１７ｂの昇圧動力の一部が無駄となり損失が生じていた。
逆に、プロパン、ブタン等の重質成分を透過しやすい分離膜を使用した場合、４１のラインを通る透過ガスは６１のラインより必ず低圧である。この透過ガスを特許文献１の図５の６３に示される熱量調整装置にて６１のラインを通る被混合ガスに混合して熱量調整に用いるには、透過ガスの圧力を被混合ガス以上にする必要があり、６２に示される弁で６１のラインを減圧せざるを得ず、損失が生じていた。
In the process using the gas separation device of Patent Document 1, as shown in FIG. 5 of Patent Document 1, heavy components are separated at the gas delivery pressure and mixed in a delivery line of approximately the same pressure. In order to membrane-separate gas in a gas separation device, it is necessary to make the pressure on the permeate side lower than the inlet of the device.
When a separation membrane that easily permeates methane is used, the methane gas delivered as power generation gas is always at a lower pressure than the 61 line. In order to secure the pressure required as the power generation gas, the line pressure of 61 needs to be higher than the required pressure. Here, 61 lines are connected directly to the city gas line. In general, the required pressures for power generation gas and city gas are generally the same. In order for the pressure of the city gas line to satisfy the required pressure, it is necessary to reduce the pressure from the line pressure of 61 in the high pressure state, and part of the pressure increase power of the LNG pumps 17a and 17b is wasted and lost. Has occurred.
Conversely, when a separation membrane that easily permeates heavy components such as propane and butane is used, the permeated gas passing through the 41 line is always lower in pressure than the 61 line. In order to mix this permeated gas with the mixed gas passing through the line 61 by the calorie adjusting device shown in 63 of FIG. There was a need to depressurize the 61 line with the valve shown at 62, causing loss.
もっとも、５７のガス分離装置の上流もしくは下流にコンプレッサーを設けることで、弁６２における減圧操作無しに、膜分離に必要な圧力差を確保した上で透過ガスの圧力を被混合ガス以上にできるが、この場合にはガスの昇圧に伴う消費動力が大きいという問題がある。 Of course, by providing a compressor upstream or downstream of the 57 gas separation device, the pressure of the permeate gas can be made higher than the mixed gas while ensuring the pressure difference required for membrane separation without reducing the pressure in the valve 62. In this case, there is a problem that the power consumption accompanying the pressure increase of the gas is large.
なお、分離膜を用いたガス分離装置に関し、膜透過の差圧を確保する手段として、もともと圧力の低い昇圧装置のサクション側に透過ガスを戻すことが考えられ、そのようなプロセスの例が特許文献２に開示されている。
しかし、特許文献２に開示されているような気体と気体の混合では昇圧装置（図２の７）としてコンプレッサーを用いる他無く、やはり大きな消費動力がかかる。
Regarding gas separation devices using separation membranes, it is conceivable to return the permeate gas to the suction side of a booster with a low pressure as a means to ensure the differential pressure of membrane permeation. An example of such a process is patented. It is disclosed in Document 2.
However, in the mixing of gas and gas as disclosed in Patent Document 2, a compressor is used as the pressure increasing device (7 in FIG. 2), and a large amount of power is consumed.
上記のような課題は、ＬＮＧを気化して熱量調整する場合に限られず、例えば多成分系液化ガスである液体空気から酸素濃縮ガスをバーナーやボイラなどで支燃性ガスとして用いるような場合にも生ずる課題である。 The above-mentioned problems are not limited to the case where the amount of heat is adjusted by vaporizing LNG. For example, when oxygen-enriched gas is used as a combustion-supporting gas in a burner or a boiler from liquid air that is a multicomponent liquefied gas. It is a problem that also occurs.
本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、多成分系液化ガスから特定成分を膜分離装置で分離し、分離された特定成分を混合することで成分調整するに際して消費動力が大きくなることなく効率的に特定成分を分離して混合調整することができる多成分系液化ガスの成分調整装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve such a problem, and a specific component is separated from a multicomponent liquefied gas by a membrane separator, and power consumption is large when adjusting the component by mixing the separated specific component. It is an object of the present invention to provide a multi-component liquefied gas component adjustment device that can efficiently separate and adjust specific components without becoming.
（１）本発明に係る多成分系液化ガスの成分調整装置は、多成分系液化ガスにおける特定成分を希薄化した特定成分希薄ガスを供給するための第一ラインと、多成分系液化ガスにおける特定成分を濃縮化した特定成分濃縮ガスを供給するための第二ラインとを備え、
前記第一ラインにおいて、多成分系液化ガスを昇圧する第一ポンプと、昇圧された多成分系液化ガスを気化する第一気化器と、気化されたガスから特定成分を分離する膜分離装置とを有し、
前記第二ラインにおいて、前記膜分離装置で分離された特定成分が濃縮された濃縮ガスを多成分系液化ガスに混合する第二気液混合装置と、該第二気液混合装置で混合された混合液を昇圧する第二ポンプと、昇圧された混合液を気化する第二気化器と有し、
前記膜分離装置で分離された特定成分が濃縮された濃縮ガスを前記第二気液混合装置に供給する濃縮ガス供給ラインとを備えたことを特徴とするものである。
(1) A component adjustment device for a multicomponent liquefied gas according to the present invention includes a first line for supplying a specific component diluted gas obtained by diluting a specific component in the multicomponent liquefied gas, and a multicomponent liquefied gas. A second line for supplying a specific component concentrated gas enriched with a specific component,
In the first line, a first pump that pressurizes the multicomponent liquefied gas, a first vaporizer that vaporizes the pressurized multicomponent liquefied gas, and a membrane separation device that separates a specific component from the vaporized gas. Have
In the second line, the second gas-liquid mixing device that mixes the concentrated gas enriched with the specific component separated by the membrane separation device into a multi-component liquefied gas, and the second gas-liquid mixing device A second pump that pressurizes the mixed liquid, and a second vaporizer that vaporizes the pressurized mixed liquid,
And a concentrated gas supply line for supplying the second gas-liquid mixing device with a concentrated gas enriched with the specific component separated by the membrane separation device.
（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記第一ライン及び前記第二ラインは、多成分系液化ガスが流れる多成分系液化ガスラインが分岐したものであることを特徴とするものである。 (2) Further, in the above-described (1), the first line and the second line are characterized in that a multi-component liquefied gas line through which a multi-component liquefied gas flows is branched. Is.
（３）また、上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、前記第一ラインにおける前記第一ポンプの上流側に設けた第一気液混合装置と、前記濃縮ガス供給ラインから分岐して、前記膜分離装置で分離されて特定成分が濃縮された濃縮ガスの一部を前記第一気液混合装置に供給するリサイクルラインとを備えたことを特徴とするものである。 (3) Further, in the above (1) or (2), the first gas-liquid mixing device provided upstream of the first pump in the first line and the concentrated gas supply line are branched. And a recycle line for supplying a part of the concentrated gas separated by the membrane separator and concentrated with the specific component to the first gas-liquid mixer.
（４）また、上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、前記第一ラインにおける前記第一ポンプの上流側に設けた第一気液混合装置と、前記膜分離装置の下流側に設けた第２膜分離装置と、該第２膜分離装置で分離されて特定成分が濃縮された濃縮ガスを前記第一気液混合装置に供給するリサイクルラインとを備えたことを特徴とするものである。 (4) In the above (1) or (2), the first gas-liquid mixing device provided on the upstream side of the first pump in the first line, and the downstream side of the membrane separation device A second membrane separation device provided, and a recycle line for supplying the first gas-liquid mixing device with a concentrated gas separated by the second membrane separation device and enriched with a specific component It is.
（５）また、上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、前記第一ラインにおける前記第一ポンプの下流側に設けた加熱器と、該加熱器の下流側に設けた気液分離装置と、該気液分離装置で分離された分離液を前記第二ラインの前記第二ポンプの下流側に供給する分離液供給ラインとを備えたことを特徴とするものである。 (5) Further, in the above (1) or (2), a heater provided on the downstream side of the first pump in the first line, and a gas-liquid separation provided on the downstream side of the heater. And a separation liquid supply line for supplying the separation liquid separated by the gas-liquid separation apparatus to the downstream side of the second pump of the second line.
（６）また、上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、前記第一ラインにおける前記第一ポンプの下流側に熱交換器を設け、前記濃縮ガス供給ラインを流れる濃縮ガスを前記熱交換器によって前記第一ラインを流れる多成分系液化ガスの冷熱で冷却して前記第二気液混合装置に供給するようにしたことを特徴とするものである。 (6) Further, in the above (1) or (2), a heat exchanger is provided on the downstream side of the first pump in the first line, and the concentrated gas flowing in the concentrated gas supply line is converted into the heat. The multi-component liquefied gas flowing in the first line is cooled by the exchanger with the cold heat and supplied to the second gas-liquid mixing device.
（７）また、上記（１）、（２）、（５）又は（６）に記載ものにおいて、前記濃縮ガス供給ラインに設けられて前記第二気液混合装置に供給する濃縮ガスの量を調整する第二制御弁と、前記濃縮ガス供給ラインに供給される前記濃縮ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記第二気液混合装置に供給される多成分系液化ガスの圧力、温度、流量及び組成とをそれぞれ検出して、前記第二気液混合装置に供給される濃縮ガスの全量が前記第二気液混合装置で液化するように前記第二制御弁を制御する第１の制御装置を備えたことを特徴とするものである。 (7) Further, in the above (1), (2), (5) or (6), the amount of the concentrated gas that is provided in the concentrated gas supply line and is supplied to the second gas-liquid mixing device. The second control valve to be adjusted, the pressure, temperature, flow rate and composition of the concentrated gas supplied to the concentrated gas supply line, and the pressure and temperature of the multicomponent liquefied gas supplied to the second gas-liquid mixing device The first control valve detects the flow rate and the composition and controls the second control valve so that the total amount of the concentrated gas supplied to the second gas-liquid mixing device is liquefied by the second gas-liquid mixing device. A control device is provided.
（８）また、上記（１）、（２）、（５）又は（６）に記載ものにおいて、前記濃縮ガス供給ラインに設けられて前記第二気液混合装置に供給する濃縮ガスの量を調整する第二制御弁と、前記第二気液混合装置の下流側において前記第二気液混合装置から排出される混合液の圧力、温度及び組成を検出して、該混合液の相状態を判定して、前記混合液が液相状態になるように前記第二制御弁を制御する第２の制御装置を備えたことを特徴とするものである。 (8) Further, in the above (1), (2), (5) or (6), the amount of the concentrated gas that is provided in the concentrated gas supply line and is supplied to the second gas-liquid mixing device. The second control valve to be adjusted, and the pressure, temperature and composition of the liquid mixture discharged from the second gas-liquid mixing device on the downstream side of the second gas-liquid mixing device are detected, and the phase state of the liquid mixture is determined. A second control device is provided that controls the second control valve so that the liquid mixture is in a liquid phase state.
（９）また、上記（３）に記載のものにおいて、前記リサイクルラインに設けられて前記第一気液混合装置に供給する濃縮ガスの量を調整する第一制御弁と、前記濃縮ガス供給ラインに設けられて前記第二気液混合装置に供給する濃縮ガスの量を調整する第二制御弁と、前記濃縮ガス供給ラインに供給される前記濃縮ガスの温度及び組成と、前記第二気液混合装置に供給される前記濃縮ガスの圧力及び流量と、前記第二気液混合装置に供給される多成分系液化ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記第一気液混合装置に供給される前記濃縮ガスの圧力及び流量と、前記第一気液混合装置に供給される多成分系液化ガスの圧力、温度、流量及び組成とをそれぞれ検出して、前記第一気液混合装置及び前記第二気液混合装置に供給される濃縮ガスのそれぞれ全量が前記第一気液混合装置及び前記第二気液混合装置で液化するように前記第一制御弁及び前記第二制御弁を制御する第３の制御装置を備えたことを特徴とするものである。 (9) In the above (3), a first control valve provided in the recycle line for adjusting the amount of concentrated gas supplied to the first gas-liquid mixing device, and the concentrated gas supply line A second control valve for adjusting the amount of concentrated gas supplied to the second gas-liquid mixing device, the temperature and composition of the concentrated gas supplied to the concentrated gas supply line, and the second gas-liquid Pressure and flow rate of the concentrated gas supplied to the mixing device, pressure, temperature, flow rate and composition of the multi-component liquefied gas supplied to the second gas-liquid mixing device, and supply to the first gas-liquid mixing device Detecting the pressure and flow rate of the concentrated gas and the pressure, temperature, flow rate and composition of the multi-component liquefied gas supplied to the first gas-liquid mixing device, and the first gas-liquid mixing device and Concentrated gas supplied to the second gas-liquid mixing device And a third control device for controlling the first control valve and the second control valve so that each of the first and second gas-liquid mixing devices is liquefied by the first gas-liquid mixing device and the second gas-liquid mixing device. To do.
（１０）また、上記（３）に記載のものにおいて、前記リサイクルラインに設けられて前記第一気液混合装置に供給する濃縮ガスの量を調整する第一制御弁と、前記濃縮ガス供給ラインに設けられて前記第二気液混合装置に供給する濃縮ガスの量を調整する第二制御弁と、前記第二気液混合装置の下流側において前記第二気液混合装置から排出される混合液の圧力、温度及び組成と、前記第二気液混合装置の下流側において該第二気液混合装置から排出される混合液の圧力、温度及び組成とを検出して、これら混合液の相状態を判定して、前記混合液がそれぞれ液相状態になるように前記第一制御弁及び前記第二制御弁を制御する第４の制御装置を備えたことを特徴とするものである。 (10) Further, in the above (3), a first control valve that is provided in the recycle line and adjusts the amount of concentrated gas supplied to the first gas-liquid mixing device, and the concentrated gas supply line A second control valve for adjusting the amount of the concentrated gas supplied to the second gas-liquid mixing device, and mixing discharged from the second gas-liquid mixing device downstream of the second gas-liquid mixing device Detecting the pressure, temperature and composition of the liquid and the pressure, temperature and composition of the mixed liquid discharged from the second gas-liquid mixing apparatus on the downstream side of the second gas-liquid mixing apparatus; A fourth control device is provided for determining the state and controlling the first control valve and the second control valve so that the liquid mixture is in a liquid phase state.
（１１）また、上記（４）に記載のものにおいて、前記リサイクルラインに設けられて前記第一気液混合装置に供給する濃縮ガスの量を調整する第一制御弁と、前記濃縮ガス供給ラインに設けられて前記第二気液混合装置に供給する濃縮ガスの量を調整する第二制御弁と、前記濃縮ガス供給ラインに供給される前記濃縮ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記第二気液混合装置に供給される多成分系液化ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記第一気液混合装置に供給される多成分系液化ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記第一気液混合装置に供給される濃縮ガスの圧力、温度、流量及び組成とをそれぞれ検出して、前記第一気液混合装置及び前記第二気液混合装置に供給される濃縮ガスのそれぞれ全量が前記第一気液混合装置及び前記第二気液混合装置で液化するように前記第一制御弁及び前記第二制御弁を制御する第５の制御装置を備えたことを特徴とするものである。 (11) Further, in the above (4), a first control valve provided in the recycle line for adjusting the amount of concentrated gas supplied to the first gas-liquid mixing device, and the concentrated gas supply line A second control valve for adjusting the amount of the concentrated gas supplied to the second gas-liquid mixing device, the pressure, temperature, flow rate and composition of the concentrated gas supplied to the concentrated gas supply line, The pressure, temperature, flow rate and composition of the multi-component liquefied gas supplied to the second gas-liquid mixing device, and the pressure, temperature, flow rate and composition of the multi-component liquefied gas supplied to the first gas-liquid mixing device The concentrated gas supplied to the first gas-liquid mixing device and the second gas-liquid mixing device by detecting the pressure, temperature, flow rate and composition of the concentrated gas supplied to the first gas-liquid mixing device, respectively. The total amount of each of the first gas-liquid mixing device and Is characterized in that it comprises a fifth control unit for controlling the first control valve and the second control valve so as to liquefied at the second gas-liquid mixing device.
（１２）また、上記（４）に記載のものにおいて、前記リサイクルラインに設けられて前記第一気液混合装置に供給する濃縮ガスの量を調整する第一制御弁と、前記濃縮ガス供給ラインに設けられて前記第二気液混合装置に供給する濃縮ガスの量を調整する第二制御弁と、前記第一気液混合装置の下流側において前記第二気液混合装置から排出される混合液の圧力、温度及び組成と前記第二気液混合装置の下流側において前記第二気液混合装置から排出される混合液の圧力、温度及び組成とを検出して、これら混合液の相状態を判定して、前記混合液がそれぞれ液相状態になるように前記第一制御弁及び前記第二制御弁を制御する第６の制御装置を備えたことを特徴とするものである。 (12) In the above (4), a first control valve that is provided in the recycle line and adjusts the amount of concentrated gas supplied to the first gas-liquid mixing device, and the concentrated gas supply line A second control valve for adjusting the amount of the concentrated gas supplied to the second gas-liquid mixing device, and the mixture discharged from the second gas-liquid mixing device downstream of the first gas-liquid mixing device The pressure, temperature and composition of the liquid and the pressure, temperature and composition of the mixed liquid discharged from the second gas-liquid mixing apparatus on the downstream side of the second gas-liquid mixing apparatus are detected, and the phase state of these mixed liquids And a sixth control device for controlling the first control valve and the second control valve so that the liquid mixture is in a liquid phase state.
（１３）また、本発明に係る多成分系液化ガスの成分調整装置は、多成分系ガスにおける特定成分を希薄化した特定成分希薄ガスを供給するための第一ラインと、多成分系液化ガスにおける特定成分を濃縮化した特定成分濃縮ガスを供給するための第二ラインとを備え、
前記第一ラインにおいて、前記多成分系ガスから特定成分を分離する膜分離装置を有し、
前記第二ラインにおいて、前記膜分離装置で分離された特定成分が濃縮された濃縮ガスを前記多成分系液化ガスに混合する第二気液混合装置と、該第二気液混合装置で混合された混合液を昇圧する第二ポンプと、昇圧された混合液を気化する第二気化器と有し、
前記膜分離装置で分離された特定成分が濃縮された濃縮ガスを前記第二気液混合装置に供給する濃縮ガス供給ラインとを備えたことを特徴とするものである。
(13) Further, the multi-component liquefied gas component adjusting apparatus according to the present invention includes a first line for supplying a specific component lean gas obtained by diluting a specific component in the multi-component gas, and the multi-component liquefied gas. A second line for supplying a specific component concentrated gas obtained by concentrating the specific component in
In the first line, having a membrane separation device for separating a specific component from the multicomponent gas,
In the second line, the second gas-liquid mixing device that mixes the concentrated gas enriched with the specific component separated by the membrane separation device with the multi-component liquefied gas, and the second gas-liquid mixing device. A second pump that pressurizes the mixed liquid and a second vaporizer that vaporizes the pressurized mixed liquid,
And a concentrated gas supply line for supplying the second gas-liquid mixing device with a concentrated gas enriched with the specific component separated by the membrane separation device.
（１４）また、多成分系液化ガスの成分調整装置は、多成分系液化ガスにおける特定成分を希薄化した特定成分希薄ガスを供給するための第一ラインと、多成分系液化ガスにおける特定成分を濃縮化した特定成分濃縮ガスを供給するための第二ラインと、
前記第一ラインを流れる多成分系液化ガスの特定成分が濃縮された濃縮ガスを気液分離装置で気液分離して、分離された分離液を前記第二ラインに供給する濃縮ガス分離供給ラインとを備え、
前記第一ラインにおいて、多成分系液化ガスを昇圧する第一ポンプと、昇圧された多成分系液化ガスを気化する第一気化器と、気化されたガスから特定成分を分離する膜分離装置とを有し、
濃縮ガス分離供給ラインにおいて、前記膜分離装置で分離された濃縮ガスを前記気液分離装置に供給する濃縮ガス供給ラインと、該濃縮ガス供給ラインに設けられて第一ライン又は前記第二ラインを流れる多成分系液化ガスの冷熱で前記濃縮ガスを冷却する熱交換器と、前記気液分離装置で分離された分離液を前記第二ラインに供給する分離液供給ラインとを有し、
前記第二ラインにおいて、前記分離液供給ラインから供給された分離液が混合された混合液を昇圧する第二ポンプと、昇圧された混合液を気化する第二気化器と有することを特徴とするものである。
(14) In addition, the multi-component liquefied gas component adjustment apparatus includes a first line for supplying a specific component diluted gas obtained by diluting a specific component in the multi-component liquefied gas, and a specific component in the multi-component liquefied gas. A second line for supplying a concentrated gas with a specific component concentrated,
A concentrated gas separation supply line that gas-liquid separates the concentrated gas enriched with a specific component of the multi-component liquefied gas flowing through the first line with a gas-liquid separator and supplies the separated liquid to the second line. And
In the first line, a first pump that pressurizes the multicomponent liquefied gas, a first vaporizer that vaporizes the pressurized multicomponent liquefied gas, and a membrane separation device that separates a specific component from the vaporized gas. Have
In the concentrated gas separation supply line, a concentrated gas supply line that supplies the concentrated gas separated by the membrane separator to the gas-liquid separator, and a first line or a second line provided in the concentrated gas supply line. A heat exchanger that cools the concentrated gas with cold heat of the flowing multicomponent liquefied gas, and a separation liquid supply line that supplies the separation liquid separated by the gas-liquid separation device to the second line,
The second line includes a second pump that pressurizes the mixed liquid mixed with the separation liquid supplied from the separation liquid supply line, and a second vaporizer that vaporizes the pressurized mixed liquid. Is.
（１５）また、上記（１４）に記載のものにおいて、前記濃縮ガス分離供給ラインは、前記気液分離装置で分離された分離ガスを前記第一ラインに供給する分離ガス供給ラインを有し、
前記第一ラインは、前記第一ポンプの上流側に、該第一ラインを流れる多成分系液化ガスに前記分離ガスを混合する第一気液混合装置を有することを特徴とするものである。
(15) Further, in the above (14), the concentrated gas separation supply line has a separation gas supply line for supplying the separation gas separated by the gas-liquid separation device to the first line,
The first line has a first gas-liquid mixing device that mixes the separation gas with the multicomponent liquefied gas flowing through the first line on the upstream side of the first pump.
（１６）また、上記（１４）又は（１５）に記載のものにおいて、前記濃縮ガス供給ラインにおいて熱交換器を設ける代わりに、第一ラインを流れる多成分系液化ガスの一部を前記第一ポンプの下流側から前記気液分離装置に供給する第一多成分系液化ガス供給ラインを設けたことを特徴とするものである。 (16) Further, in the above (14) or (15), instead of providing a heat exchanger in the concentrated gas supply line, a part of the multicomponent liquefied gas flowing in the first line is converted into the first A first multi-component liquefied gas supply line that supplies the gas-liquid separator from the downstream side of the pump is provided.
（１７）また、上記（１４）又は（１５）に記載のものにおいて、前記濃縮ガス供給ラインにおいて熱交換器を設ける代わりに、第二ラインを流れる多成分系液化ガスの一部を第二ポンプの下流側から前記気液分離装置に供給する第二多成分系液化ガス供給ラインと、第一ラインにおける第一ポンプの下流側から前記第二ラインの前記第二ポンプの上流側に多成分系液化ガスを供給する第一多成分系液化ガス分岐ラインを設けたことを特徴とするものである。 (17) Further, in the above (14) or (15), instead of providing a heat exchanger in the concentrated gas supply line, a part of the multicomponent liquefied gas flowing in the second line is supplied to the second pump. A second multi-component liquefied gas supply line that supplies the gas-liquid separation device from the downstream side of the second line, and a multi-component system from the downstream side of the first pump in the first line to the upstream side of the second pump in the second line The first multi-component liquefied gas branch line for supplying the liquefied gas is provided.
（１８）また、上記（１）乃至（１７）のいずれかに記載のものにおいて、前記多成分系液化ガスが液化天然ガスであり、前記第一ラインが発電用の低発熱量ガスを供給するラインであり、前記第二ラインが都市ガス用の高発熱量ガスを供給するラインであることを特徴とするものである。 (18) Further, in any of the above (1) to (17), the multi-component liquefied gas is liquefied natural gas, and the first line supplies a low calorific value gas for power generation. The second line is a line for supplying a high calorific value gas for city gas.
（１９）また、上記（１５）に記載のものにおいて、前記分離ガス供給ラインに設けられて前記第一気液混合装置に供給する分離ガスの量を調整する分離ガス制御弁と、前記濃縮ガス供給ラインに設けられて前記気液分離装置に供給する濃縮ガスの量を調整する第二制御弁と、前記分離液供給ラインに設けられて前記第二ラインに供給する分離液の量を調整する分離液制御弁と、
前記分離ガス供給ラインに供給される前記分離ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記第一気液混合装置に供給される多成分系液化ガスの圧力、温度、流量及び組成とをそれぞれ検出して、前記第一気液混合装置に供給される分離ガスの全量が前記第一気液混合装置で液化するように前記分離ガス制御弁を制御し、前記気液分離装置内の圧力、温度及び液面レベルを検出して前記気液分離装置内の圧力及び液面レベルが所定の範囲内になるように前記第二制御弁及び前記分離液制御弁を制御する第７の制御装置を備えたことを特徴とするものである。
(19) In the above (15), a separation gas control valve that is provided in the separation gas supply line and adjusts the amount of separation gas supplied to the first gas-liquid mixing device, and the concentrated gas A second control valve provided in the supply line for adjusting the amount of the concentrated gas supplied to the gas-liquid separation device, and an amount of the separation liquid provided in the separation liquid supply line and supplied to the second line are adjusted. A separation liquid control valve;
The pressure, temperature, flow rate and composition of the separation gas supplied to the separation gas supply line and the pressure, temperature, flow rate and composition of the multicomponent liquefied gas supplied to the first gas-liquid mixing device are detected. And controlling the separation gas control valve so that the total amount of the separation gas supplied to the first gas-liquid mixing device is liquefied by the first gas-liquid mixing device, and the pressure and temperature in the gas-liquid separation device And a seventh control device for detecting the liquid level and controlling the second control valve and the separation liquid control valve so that the pressure and the liquid level in the gas-liquid separation device are within a predetermined range. It is characterized by that.
（２０）また、上記（１５）に記載のものにおいて、前記分離ガス供給ラインに設けられて前記第一気液混合装置に供給する分離ガスの量を調整する分離ガス制御弁と、前記濃縮ガス供給ラインに設けられて前記気液分離装置に供給する濃縮ガスの量を調整する第二制御弁と、前記分離液供給ラインに設けられて前記第二ラインに供給する分離液の量を調整する分離液制御弁と、
前記第一気液混合装置の下流側において前記第一気液混合装置から排出される混合液の圧力、温度及び組成を検出して、該混合液の相状態を判定して、前記混合液が液相状態になるように前記分離ガス制御弁を制御し、前記気液分離装置内の圧力、温度及び液面レベルを検出して前記気液分離装置内の圧力及び液面レベルが所定の範囲内になるように前記第二制御弁及び前記分離液制御弁を制御する第８の制御装置を備えたことを特徴とするものである。
(20) Further, in the above (15), a separation gas control valve that is provided in the separation gas supply line and adjusts an amount of separation gas supplied to the first gas-liquid mixing device, and the concentrated gas A second control valve provided in the supply line for adjusting the amount of the concentrated gas supplied to the gas-liquid separation device, and an amount of the separation liquid provided in the separation liquid supply line and supplied to the second line are adjusted. A separation liquid control valve;
Detecting the pressure, temperature, and composition of the mixed liquid discharged from the first gas-liquid mixing apparatus on the downstream side of the first gas-liquid mixing apparatus, and determining the phase state of the mixed liquid; The separation gas control valve is controlled so as to be in a liquid phase state, and the pressure, temperature, and liquid level in the gas-liquid separator are detected, and the pressure and liquid level in the gas-liquid separator are within a predetermined range. An eighth control device for controlling the second control valve and the separation liquid control valve is provided so as to be inside.
（２１）また、上記（１６）に記載のもののうち上記（１５）を前提とするものにおいて、前記分離ガス供給ラインに設けられて前記第一気液混合装置に供給する分離ガスの量を調整する分離ガス制御弁と、前記濃縮ガス供給ラインに設けられて前記気液分離装置に供給する濃縮ガスの量を調整する第二制御弁と、前記分離液供給ラインに設けられて前記第二ラインに供給する分離液の量を調整する分離液制御弁と、第一多成分系液化ガス供給ラインに設けられて前記気液分離装置に供給する多成分系液化ガス量を調整する第１多成分系液化ガス制御弁と、
前記分離ガス供給ラインに供給される前記分離ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記第一気液混合装置に供給される多成分系液化ガスの圧力、温度、流量及び組成とをそれぞれ検出して、前記第一気液混合装置に供給される分離ガスの全量が前記第一気液混合装置で液化するように前記分離ガス制御弁を制御し、前記気液分離装置内の圧力、温度及び液面レベルを検出して前記気液分離装置内の圧力及び液面レベルが所定の範囲内になるように前記第二制御弁、前記分離液制御弁及び前記第１多成分系液化ガス制御弁を制御する第９の制御装置を備えたことを特徴とするものである。
(21) In addition, in the above-mentioned (16), assuming the above (15), the amount of separation gas provided in the separation gas supply line and supplied to the first gas-liquid mixing device is adjusted. A separation gas control valve, a second control valve provided in the concentrated gas supply line for adjusting the amount of concentrated gas supplied to the gas-liquid separation device, and a second control valve provided in the separation liquid supply line A separation liquid control valve for adjusting the amount of the separation liquid supplied to the first multi-component liquefied gas supplied to the gas-liquid separation device provided in the first multi-component liquefied gas supply line A system liquefied gas control valve;
The pressure, temperature, flow rate and composition of the separation gas supplied to the separation gas supply line and the pressure, temperature, flow rate and composition of the multicomponent liquefied gas supplied to the first gas-liquid mixing device are detected. And controlling the separation gas control valve so that the total amount of the separation gas supplied to the first gas-liquid mixing device is liquefied by the first gas-liquid mixing device, and the pressure and temperature in the gas-liquid separation device And the second control valve, the separation liquid control valve, and the first multi-component liquefied gas control so that the pressure and the liquid level in the gas-liquid separator are within a predetermined range by detecting the liquid level. A ninth control device for controlling the valve is provided.
（２２）また、上記（１６）に記載のもののうち上記（１５）を前提とするものにおいて、前記分離ガス供給ラインに設けられて前記第一気液混合装置に供給する分離ガスの量を調整する分離ガス制御弁と、前記濃縮ガス供給ラインに設けられて前記気液分離装置に供給する濃縮ガスの量を調整する第二制御弁と、前記分離液供給ラインに設けられて前記第二ラインに供給する分離液の量を調整する分離液制御弁と、第一多成分系液化ガス供給ラインに設けられて前記気液分離装置に供給する多成分系液化ガス量を調整する第１多成分系液化ガス制御弁と、
前記第一気液混合装置の下流側において前記第一気液混合装置から排出される混合液の圧力、温度及び組成を検出して、該混合液の相状態を判定して、前記混合液が液相状態になるように前記分離ガス制御弁を制御し、前記気液分離装置内の圧力、温度及び液面レベルを検出して前記気液分離装置内の圧力及び液面レベルが所定の範囲内になるように前記第二制御弁、前記分離液制御弁及び前記第１多成分系液化ガス制御弁を制御する第１０の制御装置を備えたことを特徴とするものである。
(22) In addition, in the above-mentioned (16), assuming the above (15), the amount of separation gas provided in the separation gas supply line and supplied to the first gas-liquid mixing device is adjusted. A separation gas control valve, a second control valve provided in the concentrated gas supply line for adjusting the amount of concentrated gas supplied to the gas-liquid separation device, and a second control valve provided in the separation liquid supply line A separation liquid control valve for adjusting the amount of the separation liquid supplied to the first multi-component liquefied gas supplied to the gas-liquid separation device provided in the first multi-component liquefied gas supply line A system liquefied gas control valve;
Detecting the pressure, temperature, and composition of the mixed liquid discharged from the first gas-liquid mixing apparatus on the downstream side of the first gas-liquid mixing apparatus, and determining the phase state of the mixed liquid; The separation gas control valve is controlled so as to be in a liquid phase state, and the pressure, temperature, and liquid level in the gas-liquid separator are detected, and the pressure and liquid level in the gas-liquid separator are within a predetermined range. A tenth control device for controlling the second control valve, the separation liquid control valve, and the first multi-component liquefied gas control valve is provided so as to be inside.
（２３）また、上記（１７）に記載のもののうち上記（１５）を前提とするものにおいて、前記分離ガス供給ラインに設けられて前記第一気液混合装置に供給する分離ガスの量を調整する分離ガス制御弁と、前記濃縮ガス供給ラインに設けられて前記気液分離装置に供給する濃縮ガスの量を調整する第二制御弁と、前記分離液供給ラインに設けられて前記第二ラインに供給する分離液の量を調整する分離液制御弁と、前記第二多成分系液化ガス供給ラインに設けられて前記気液分離装置に供給する多成分系液化ガス量を調整する第２多成分系液化ガス制御弁と、前記第一多成分系液化ガス分岐ラインに設けられて前記第二ラインに供給する多成分系液化ガス量を調整する第３多成分系液化ガス制御弁と、
前記分離ガス供給ラインに供給される前記分離ガスの圧力、温度、流量及び組成と、前記第一気液混合装置に供給される多成分系液化ガスの圧力、温度、流量及び組成とをそれぞれ検出して、前記第一気液混合装置に供給される分離ガスの全量が前記第一気液混合装置で液化するように前記分離ガス制御弁を制御し、前記気液分離装置内の圧力、温度及び液面レベルを検出して前記気液分離装置内の圧力及び液面レベルが所定の範囲内になるように前記第二制御弁及び前記分離液制御弁を制御し、前記第一多成分系液化ガス分岐ラインを流れる多成分系液化ガスの流量が前記第二多成分系液化ガス供給ラインを流れる多成分系液化ガスの流量以上になるように前記第３多成分系液化ガス制御弁を制御する第１１の制御装置を備えたことを特徴とするものである。
(23) In addition, in the above-described (17), assuming the above (15), the amount of separation gas provided in the separation gas supply line and supplied to the first gas-liquid mixing device is adjusted. A separation gas control valve, a second control valve provided in the concentrated gas supply line for adjusting the amount of concentrated gas supplied to the gas-liquid separation device, and a second control valve provided in the separation liquid supply line A separation liquid control valve that adjusts the amount of separation liquid supplied to the second multi-component liquefied gas supply line that is provided in the second multi-component liquefied gas supply line and that adjusts the amount of multi-component liquefied gas supplied to the gas-liquid separator. A component liquefied gas control valve; and a third multi-component liquefied gas control valve that is provided in the first multi-component liquefied gas branch line and adjusts the amount of the multi-component liquefied gas supplied to the second line;
The pressure, temperature, flow rate and composition of the separation gas supplied to the separation gas supply line and the pressure, temperature, flow rate and composition of the multicomponent liquefied gas supplied to the first gas-liquid mixing device are detected. And controlling the separation gas control valve so that the total amount of the separation gas supplied to the first gas-liquid mixing device is liquefied by the first gas-liquid mixing device, and the pressure and temperature in the gas-liquid separation device And detecting the liquid level and controlling the second control valve and the separation liquid control valve so that the pressure and the liquid level in the gas-liquid separator are within a predetermined range, and the first multi-component system The third multi-component liquefied gas control valve is controlled so that the flow rate of the multi-component liquefied gas flowing through the liquefied gas branch line is equal to or higher than the flow rate of the multi-component liquefied gas flowing through the second multi-component liquefied gas supply line. An eleventh control device is provided. It is intended to.
（２４）また、上記（１７）に記載のもののうち上記（１５）を前提とするものにおいて、前記分離ガス供給ラインに設けられて前記第一気液混合装置に供給する分離ガスの量を調整する分離ガス制御弁と、前記濃縮ガス供給ラインに設けられて前記気液分離装置に供給する濃縮ガスの量を調整する第二制御弁と、前記分離液供給ラインに設けられて前記第二ラインに供給する分離液の量を調整する分離液制御弁と、前記第二多成分系液化ガス供給ラインに設けられて前記気液分離装置に供給する多成分系液化ガス量を調整する第２多成分系液化ガス制御弁と、前記第一多成分系液化ガス分岐ラインに設けられて前記第二ラインに供給する多成分系液化ガス量を調整する第３多成分系液化ガス制御弁と、
前記第一気液混合装置の下流側において前記第一気液混合装置から排出される混合液の圧力、温度及び組成を検出して、該混合液の相状態を判定して、前記混合液が液相状態になるように前記分離ガス制御弁を制御し、前記気液分離装置内の圧力、温度及び液面レベルを検出して前記気液分離装置内の圧力及び液面レベルが所定の範囲内になるように前記第二制御弁及び前記分離液制御弁を制御し、前記第一多成分系液化ガス分岐ラインを流れる多成分系液化ガスの流量が前記第二多成分系液化ガス供給ラインを流れる多成分系液化ガスの流量以上になるように前記第３多成分系液化ガス制御弁を制御する第１２の制御装置を備えたことを特徴とするものである。
(24) In addition, in the above-described (17), assuming the above (15), the amount of separation gas provided in the separation gas supply line and supplied to the first gas-liquid mixing device is adjusted. A separation gas control valve, a second control valve provided in the concentrated gas supply line for adjusting the amount of concentrated gas supplied to the gas-liquid separation device, and a second control valve provided in the separation liquid supply line A separation liquid control valve that adjusts the amount of separation liquid supplied to the second multi-component liquefied gas supply line that is provided in the second multi-component liquefied gas supply line and that adjusts the amount of multi-component liquefied gas supplied to the gas-liquid separator. A component liquefied gas control valve; and a third multi-component liquefied gas control valve that is provided in the first multi-component liquefied gas branch line and adjusts the amount of the multi-component liquefied gas supplied to the second line;
Detecting the pressure, temperature, and composition of the mixed liquid discharged from the first gas-liquid mixing apparatus on the downstream side of the first gas-liquid mixing apparatus, and determining the phase state of the mixed liquid; The separation gas control valve is controlled so as to be in a liquid phase state, and the pressure, temperature, and liquid level in the gas-liquid separator are detected, and the pressure and liquid level in the gas-liquid separator are within a predetermined range. The second control valve and the separation liquid control valve are controlled so that the flow rate of the multicomponent liquefied gas flowing through the first multicomponent liquefied gas branch line is the second multicomponent liquefied gas supply line. And a twelfth control device that controls the third multi-component liquefied gas control valve so that the flow rate of the multi-component liquefied gas flowing through
本発明においては、第一ラインで昇圧して気化した多成分ガスを膜分離装置に供給し、分離された濃縮ガスを昇圧されていない第二ラインの多成分系液化ガスに供給するようにしたことで、膜分離装置における供給側と透過側で差圧を十分とることができ、膜分離圧力差が十分に確保され、分離効率を向上することができる。しかも、第一ラインによる第一ポンプでの昇圧は液状態での昇圧であり、流体の昇圧動力はガス状態より液状態の方がはるかに小さいため、ガス圧縮機を用いる場合に比べてプロセスの消費動力を低く抑えられる。 In the present invention, the multi-component gas that has been pressurized and vaporized in the first line is supplied to the membrane separator, and the separated concentrated gas is supplied to the multi-component liquefied gas in the second line that is not pressurized. Thus, a sufficient differential pressure can be taken between the supply side and the permeation side in the membrane separation apparatus, a sufficient membrane separation pressure difference can be secured, and the separation efficiency can be improved. In addition, the pressure increase in the first pump by the first line is the pressure increase in the liquid state, and the pressure increase power of the fluid is much smaller in the liquid state than in the gas state, so the process pressure is higher than when using a gas compressor. Power consumption can be kept low.
［実施の形態１］
本発明の多成分系液化ガスの成分調整装置（以下、単に「成分調整装置」という場合あり）を、貯留槽に貯留されたＬＮＧを液化燃料ガスとして送出するラインを例に挙げて説明する。
したがって、本実施の形態では、ＬＮＧが本発明の多成分系液化ガスに相当する。ＬＮＧはメタンを主成分とし、この他に重質成分としてエタン、プロパン、ブタン等が含まれている。よって、重質成分が本発明の特定成分に相当し、重質成分が希薄となった低発熱量ガスが本発明の特定成分希薄ガスに相当する。また、重質成分が濃縮された都市ガス用の高発熱量ガスが本発明の特定成分濃縮ガスに相当する。
そして、第一ラインは重質成分が希薄となった低発熱量ガスを発電所等へ供給するラインであり、第二ラインは重質成分が濃縮された都市ガス用の高発熱量ガスを供給するラインである。
[Embodiment 1]
The multi-component liquefied gas component adjusting device of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as “component adjusting device”) will be described by taking as an example a line for sending LNG stored in a storage tank as liquefied fuel gas.
Therefore, in this embodiment, LNG corresponds to the multicomponent liquefied gas of the present invention. LNG contains methane as a main component, and in addition, ethane, propane, butane, and the like are included as heavy components. Therefore, the heavy component corresponds to the specific component of the present invention, and the low calorific value gas in which the heavy component is diluted corresponds to the specific component lean gas of the present invention. Further, the high calorific value gas for city gas enriched with heavy components corresponds to the specific component-enriched gas of the present invention.
The first line is a line that supplies low calorific value gas with heavy components to lean to power plants, etc., and the second line supplies high calorific value gas for city gas that is enriched with heavy components. It is a line to do.
本実施の形態の多成分系液化ガスの成分調整装置１は、図１に示すように、ＬＮＧ送出ポンプ３によって例えば1.0MPaGに昇圧されて送出されたＬＮＧが流れる液化燃料ガスライン５が分岐した、低発熱量ガスを供給する第一ライン７と、重質成分が濃縮された都市ガス用の高発熱量ガスを供給する第二ライン９とを備えている。
そして、第一ライン７には、ＬＮＧを昇圧する第一ポンプ１１と、昇圧されたＬＮＧを気化する第一気化器１３と、気化されたＮＧ（天然ガス）から重質成分を分離する膜分離装置１５とを設けている。
As shown in FIG. 1, the multi-component liquefied gas component adjustment apparatus 1 of the present embodiment branches a liquefied fuel gas line 5 through which the LNG pumped up to 1.0 MPaG by the LNG delivery pump 3 flows. The first line 7 for supplying a low calorific value gas and the second line 9 for supplying a high calorific value gas for city gas enriched with heavy components are provided.
The first line 7 includes a first pump 11 that boosts LNG, a first vaporizer 13 that vaporizes the boosted LNG, and a membrane separation that separates heavy components from the vaporized NG (natural gas). A device 15 is provided.
また、第二ライン９には、膜分離装置１５で分離された重質成分が濃縮された濃縮ガスをＬＮＧに混合する第二気液混合装置１７と、第二気液混合装置１７で混合された混合液を昇圧する第二ポンプ１９と、昇圧された混合液を気化する第二気化器２１とを設けている。
さらに、第一ライン７と第二ライン９との間において、膜分離装置１５で分離された重質成分が濃縮された濃縮ガスを第二気液混合装置１７に供給する濃縮ガス供給ライン２３を設けている。
The second line 9 is mixed by the second gas-liquid mixing device 17 that mixes the concentrated gas enriched with the heavy components separated by the membrane separation device 15 with the LNG, and the second gas-liquid mixing device 17. The second pump 19 for raising the pressure of the mixed liquid and the second vaporizer 21 for vaporizing the pressurized liquid mixture are provided.
Further, between the first line 7 and the second line 9, a concentrated gas supply line 23 for supplying a concentrated gas enriched with heavy components separated by the membrane separator 15 to the second gas-liquid mixing device 17 is provided. Provided.
またさらに、本実施の形態では、第二ポンプ１９に供給される混合液に気相が存在しないことが好ましいことに鑑みて、濃縮ガス供給ライン２３に第二制御弁２５を設けると共に、第二気液混合装置１７に供給される濃縮ガスが第二気液混合装置１７で全量液化するように第二制御弁２５を制御する第１の制御装置２７を設けている。
なお、本実施の形態の例えば第一ポンプ１１等の各機器類は、第１の制御装置２７又は図示しない制御装置によって運転制御される。
以下、各機器を詳細に説明する。
Furthermore, in the present embodiment, considering that it is preferable that no gas phase exists in the mixed liquid supplied to the second pump 19, the second control valve 25 is provided in the concentrated gas supply line 23, and the second A first control device 27 for controlling the second control valve 25 is provided so that the concentrated gas supplied to the gas-liquid mixing device 17 is liquefied in the entire amount by the second gas-liquid mixing device 17.
In addition, each apparatus, such as the 1st pump 11 of this Embodiment, is operation-controlled by the 1st control apparatus 27 or the control apparatus which is not shown in figure.
Hereinafter, each device will be described in detail.
＜第一ラインに設置される機器＞
《第一ポンプ》
第一ポンプ１１は、第一ライン７を流れるＬＮＧを発電所等に向けて送出するために昇圧するポンプである。第一ポンプによってＬＮＧは例えば7.0MPaGに昇圧される。
<Equipment installed on the first line>
《First pump》
The first pump 11 is a pump that boosts the pressure to send LNG flowing through the first line 7 toward a power plant or the like. The first pump boosts LNG to 7.0 MPaG, for example.
《第一気化器》
第一気化器１３は、第一ポンプ１１から送出されるＬＮＧを完全に気化させる装置である。気化器には、例えば海水を加熱媒体とするものが使用できるが、特にその形式は問われない。
《First vaporizer》
The first vaporizer 13 is a device that completely vaporizes LNG delivered from the first pump 11. As the vaporizer, for example, seawater as a heating medium can be used, but the type is not particularly limited.
《膜分離装置》
本実施例では、ＬＮＧを構成する成分ガスのうち、エタン、プロパン、ブタン等の重質成分が透過しやすい膜を使用した場合を示す。
膜分離装置１５は、第一気化器１３で気化されたＮＧ（天然ガス）を、ガス分離膜を介することで、非透過側で得られるメタンリッチの低発熱量ガスと、透過側で得られるエタン、プロパン、ブタン等の重質成分が濃縮された濃縮ガスとに分離する。分離されたメタンリッチの低発熱量ガスは発電所等へ供給され、濃縮ガスは、濃縮ガス供給ライン２３に送られる。
<Membrane separator>
In the present embodiment, a case is shown in which a membrane through which a heavy component such as ethane, propane, or butane easily permeates among component gases constituting LNG is used.
The membrane separation device 15 obtains methane-rich low calorific value gas obtained on the non-permeation side and the permeation side of NG (natural gas) vaporized by the first vaporizer 13 through the gas separation membrane. Separated into concentrated gas enriched with heavy components such as ethane, propane and butane. The separated methane-rich low calorific value gas is supplied to a power plant or the like, and the concentrated gas is sent to the concentrated gas supply line 23.
＜第二ラインに設置される機器＞
《第二気液混合装置》
第二気液混合装置１７は、膜分離装置１５で分離された重質成分が濃縮された濃縮ガスをＬＮＧに混合するものであり、液体に気体を直接接触させて前記液体に前記気体を混合、溶解、あるいは前記気体を液化させるものであればその形態は特に限定されない。
<Equipment installed on the second line>
《Second gas-liquid mixing device》
The second gas-liquid mixing device 17 is a device that mixes the concentrated gas enriched with the heavy components separated by the membrane separation device 15 with LNG, and mixes the gas with the liquid by bringing the gas into direct contact with the liquid. The form is not particularly limited as long as it dissolves or liquefies the gas.
第二気液混合装置１７においては、被混合液の過冷度（顕熱）が、混合ガスである濃縮ガスの凝縮潜熱を上回っている場合に、濃縮ガスが完全に液化する。本実施の形態ではＬＮＧ送出ポンプ３によって混合前の第二ライン９のＬＮＧの過冷度を増加させているが、ＬＮＧが予め十分な過冷度を持っている場合はＬＮＧ送出ポンプ３を省略してもよい。
また、第二気液混合装置１７として、液化を促進するような機構の混合装置を用いてもよい。
In the second gas-liquid mixing device 17, the concentrated gas is completely liquefied when the degree of supercooling (sensible heat) of the liquid mixture exceeds the condensation latent heat of the concentrated gas that is the mixed gas. In the present embodiment, the LNG delivery pump 3 increases the degree of LNG subcooling in the second line 9 before mixing, but the LNG delivery pump 3 is omitted if the LNG has a sufficient degree of supercooling in advance. May be.
Further, as the second gas-liquid mixing device 17, a mixing device having a mechanism that promotes liquefaction may be used.
《第二ポンプ》
第二ポンプ１９は、混合液を昇圧して都市ガスの需要者に向けて送出するためのポンプである。
《Second pump》
The second pump 19 is a pump for increasing the pressure of the mixed liquid and sending it to a city gas consumer.
《第二気化器》
第二気化器２１は混合液を気化するための装置であり、例えば第一気化器１３と同様に海水を加熱媒体とするものが使用できるが、特にその形式は問わない。
《Second vaporizer》
The second vaporizer 21 is an apparatus for vaporizing the mixed liquid. For example, a device using seawater as a heating medium can be used as in the case of the first vaporizer 13, but the type is not particularly limited.
＜濃縮ガス供給ラインに設置される機器＞
《第二制御弁》
第二制御弁２５は、濃縮ガス供給ライン２３に設けられ、第１の制御装置２７に制御されて、第二気液混合装置１７に供給する濃縮ガスの量を調整するものである。
<Equipment installed in the concentrated gas supply line>
《Second control valve》
The second control valve 25 is provided in the concentrated gas supply line 23 and is controlled by the first control device 27 to adjust the amount of concentrated gas supplied to the second gas-liquid mixing device 17.
＜第１の制御装置＞
第１の制御装置２７は、第二制御弁２５を制御して、第二気液混合装置１７に供給される濃縮ガス量を第二気液混合装置１７で全量が液化する量に調整するものであり、濃縮ガス供給ライン２３における第二制御弁２５の下流側及び第二ライン９における第二気液混合装置１７の上流側のそれぞれに設置された圧力検出器（Ｐ）、温度検出器（Ｔ）、流量検出器（Ｆ）及び組成検出器（Ａ）の検出値を入力して全量が液化する混合可能な濃縮ガスの最大混合可能量を演算する第１演算部２９と、第１演算部２９の演算結果に基づいて第二気液混合装置１７に供給される濃縮ガス量が最大混合可能量以下になるように第二制御弁２５を制御する第１制御部３１とを備えている。
<First control device>
The first control device 27 controls the second control valve 25 to adjust the amount of concentrated gas supplied to the second gas-liquid mixing device 17 to an amount that the second gas-liquid mixing device 17 liquefies all of. The pressure detector (P) and the temperature detector (P) installed on the concentrated gas supply line 23 on the downstream side of the second control valve 25 and on the upstream side of the second gas-liquid mixing device 17 in the second line 9, respectively. T), a first calculation unit 29 for inputting the detection values of the flow rate detector (F) and the composition detector (A) and calculating the maximum mixable amount of the mixed enriched gas whose total amount is liquefied, and the first calculation And a first control unit 31 that controls the second control valve 25 so that the amount of the concentrated gas supplied to the second gas-liquid mixing device 17 is equal to or less than the maximum mixable amount based on the calculation result of the unit 29. .
第１演算部２９は、第二気液混合装置１７に流入するＬＮＧと濃縮ガスそれぞれの圧力、温度、流量、組成を基に、ＬＮＧの過冷度および濃縮ガスの凝縮潜熱を求め、濃縮ガスの最大混合可能量を計算する。
なお、濃縮ガスの混合量は、混合液の熱量が都市ガスの規定する熱量範囲の上限を超えないように制御する。
The first calculation unit 29 obtains the degree of supercooling of the LNG and the condensation latent heat of the concentrated gas based on the pressure, temperature, flow rate, and composition of each of the LNG and the concentrated gas flowing into the second gas-liquid mixing device 17, and the concentrated gas Calculate the maximum amount that can be mixed.
The mixing amount of the concentrated gas is controlled so that the heat amount of the mixed liquid does not exceed the upper limit of the heat amount range defined by the city gas.
濃縮ガスを最大混合可能量混合したとしても混合液の熱量が都市ガスで要求される規定値よりも低い場合もあり得ることから、第二ライン９における第二気液混合装置１７の下流に熱量調整装置を設けるようにしてもよい。
また、濃縮ガス供給ライン２３の途中にバッファタンクを設けることで、濃縮ガスの分離量と混合量に差をつけられる緩衝作用を持たせるようにしてもよい。
Even if the concentrated gas is mixed in the maximum possible amount, the amount of heat of the mixed solution may be lower than the prescribed value required for the city gas, so that the amount of heat is downstream of the second gas-liquid mixing device 17 in the second line 9. An adjusting device may be provided.
Further, a buffer tank may be provided in the middle of the concentrated gas supply line 23 to provide a buffering action that can make a difference between the separated amount and the mixed amount of the concentrated gas.
第二気液混合装置１７によって混合後の流体が液体になることで、混合後の昇圧に液ポンプ（第二ポンプ１９）を用いることが可能になる。 Since the fluid after mixing becomes liquid by the second gas-liquid mixing device 17, the liquid pump (second pump 19) can be used for pressure increase after mixing.
なお、図１においては、第二気液混合装置１７の上流側に圧力検出器（Ｐ）を設置しているが、第二気液混合装置１７における圧力損失を考慮する場合には、第二気液混合装置１７の下流側にも圧力検出器（Ｐ）を設置して検出値を第１の制御装置２７に入力するようにすればよい。もっとも、第二気液混合装置１７の圧力損失が推定できる場合には、圧力検出器（Ｐ）を設けることなく、推定値を第１の制御装置２７に入力してもよい。
この点は、以下の実施の形態においても同様である。
In FIG. 1, the pressure detector (P) is installed on the upstream side of the second gas-liquid mixing device 17, but when considering the pressure loss in the second gas-liquid mixing device 17, the second A pressure detector (P) may be installed on the downstream side of the gas-liquid mixing device 17 so that the detected value is input to the first control device 27. But when the pressure loss of the 2nd gas-liquid mixing apparatus 17 can be estimated, you may input an estimated value into the 1st control apparatus 27, without providing a pressure detector (P).
This also applies to the following embodiments.
上記のように構成された本実施の形態の動作を、図１に基づいて説明する。
ＬＮＧタンク（図示なし）から送出されたＬＮＧは、その一部が第一ライン７に流れ、残りが第二ライン９に流れる。第一ライン７に流れたＬＮＧは第一ポンプ１１で例えば7.0MPaGに昇圧され、第一気化器１３に供給されて全量が気化される。第一気化器１３で気化されたＮＧは膜分離装置１５に供給されて、メタンリッチの低発熱量ガスと、エタン、プロパン、ブタン等の重質成分が濃縮された濃縮ガスに分離される。そして、低発熱量ガスは発電所等へ供給され、濃縮ガスは濃縮ガス供給ライン２３に送られる。
The operation of the present embodiment configured as described above will be described with reference to FIG.
A part of the LNG delivered from the LNG tank (not shown) flows to the first line 7 and the rest flows to the second line 9. The LNG flowing in the first line 7 is boosted to, for example, 7.0 MPaG by the first pump 11 and supplied to the first vaporizer 13 so that the entire amount is vaporized. The NG vaporized in the first vaporizer 13 is supplied to the membrane separation device 15 and separated into a methane-rich low calorific value gas and a concentrated gas enriched with heavy components such as ethane, propane and butane. The low calorific value gas is supplied to a power plant or the like, and the concentrated gas is sent to the concentrated gas supply line 23.
濃縮ガス供給ライン２３に送られた濃縮ガスは、第二制御弁２５の開度に応じた量が第二ライン９の第二気液混合装置１７に供給される。
第二ライン９では、ＬＮＧが第二気液混合装置１７に供給されており、このＬＮＧに濃縮ガス供給ライン２３から送られた濃縮ガスが供給されて混合される。このとき、膜分離装置１５に供給されるＮＧは第一ポンプ１１でＬＮＧ送出ポンプ３の吐出圧より昇圧されており、他方、第二ライン９の第二気液混合装置１７を流れるＬＮＧはＬＮＧ送出ポンプ３の吐出圧である。このため、膜分離装置１５の供給側と透過側で差圧を十分とることができ、膜分離効率を向上することができる。すなわち、第一ポンプ１１による昇圧分の圧力差を膜分離に利用でき、従来技術より大きな膜分離圧力差を確保できるようになっている。
そして、膜分離は圧力差が大きいほど物質の透過速度が上昇するため、膜面積あたりの重質成分回収量の増大や透過ガス量あたりの必要膜面積の縮小が可能になる。
The concentrated gas sent to the concentrated gas supply line 23 is supplied to the second gas-liquid mixing device 17 in the second line 9 in an amount corresponding to the opening degree of the second control valve 25.
In the second line 9, LNG is supplied to the second gas-liquid mixing device 17, and the concentrated gas sent from the concentrated gas supply line 23 is supplied to and mixed with this LNG. At this time, NG supplied to the membrane separation device 15 is increased by the first pump 11 from the discharge pressure of the LNG delivery pump 3, while LNG flowing through the second gas-liquid mixing device 17 in the second line 9 is LNG. This is the discharge pressure of the delivery pump 3. For this reason, a sufficient differential pressure can be taken between the supply side and the permeation side of the membrane separation apparatus 15, and the membrane separation efficiency can be improved. That is, the pressure difference corresponding to the pressure increase by the first pump 11 can be used for membrane separation, and a larger membrane separation pressure difference can be ensured than in the prior art.
In membrane separation, the larger the pressure difference, the higher the permeation rate of the substance. Therefore, it is possible to increase the amount of heavy component recovered per membrane area and reduce the required membrane area per amount of permeate gas.
第二気液混合装置１７でＬＮＧに濃縮ガスが混合され、重質成分が増加した混合液は第二ポンプ１９で昇圧され、第二気化器２１で気化されて高発熱量ガスとして都市ガスユーザに供給される。
第二ポンプ１９は液ポンプであり、混合液に気相が残留しないことが望ましく、そのため、本実施の形態では、前述したように第１の制御装置２７によって第二制御弁２５が制御される。
The mixed gas in which the concentrated gas is mixed with the LNG in the second gas-liquid mixing device 17 and the heavy components are increased is pressurized by the second pump 19 and is vaporized by the second vaporizer 21 as a high calorific value gas. To be supplied.
The second pump 19 is a liquid pump, and it is desirable that no gas phase remains in the mixed liquid. Therefore, in the present embodiment, the second control valve 25 is controlled by the first controller 27 as described above. .
以上のように、本実施の形態では、第一ライン７で昇圧して気化したＮＧを膜分離装置１５に供給し、分離された濃縮ガスを昇圧されていない第二ライン９のＬＮＧに供給するようにしたことで、膜分離装置１５における供給側と透過側で差圧を十分とることができ、膜分離圧力差が十分に確保され、分離効率を向上することができる。しかも、第一ライン７による第一ポンプ１１での昇圧は液状態での昇圧であり、流体の昇圧動力はガス状態より液状態の方がはるかに小さいため、圧縮機を用いる場合に比べてプロセスの消費動力を低く抑えられる。
また、第１の制御装置２７によって、第二気液混合装置１７に供給される濃縮ガスの全量が液化して混合液には気相が残留しないようにしているので、第二ポンプ１９で効率的に送液することができる。
As described above, in the present embodiment, NG that has been pressurized and vaporized in the first line 7 is supplied to the membrane separation device 15, and the separated concentrated gas is supplied to the LNG in the second line 9 that has not been pressurized. By doing so, a sufficient differential pressure can be taken between the supply side and the permeate side in the membrane separation device 15, a sufficient membrane separation pressure difference can be secured, and the separation efficiency can be improved. In addition, the pressure increase in the first pump 11 by the first line 7 is the pressure increase in the liquid state, and the pressure increase power of the fluid is much smaller in the liquid state than in the gas state. Power consumption can be kept low.
In addition, since the first control device 27 liquefies the entire amount of the concentrated gas supplied to the second gas-liquid mixing device 17 so that the gas phase does not remain in the mixed solution, the second pump 19 is efficient. Liquid can be fed.
上記の第１の制御装置２７は、第二制御弁２５の制御に関していわゆるフィードフォワード制御であったが、第１の制御装置２７に代えて、図２に示すように、フィードバック制御によって第二制御弁２５の制御を行う第２の制御装置３３を適用してもよい。
第２の制御装置３３は、第二気液混合装置１７の下流側に設けた圧力検出器（Ｐ）、温度検出器（Ｔ）及び組成検出器（Ａ）の検出値を入力して混合後の液化燃料ガスの相状態を判定する第２演算部３５と、第２演算部３５の演算結果に基づいて第二制御弁２５を制御する第２制御部３７とを備えている。第２制御部３７は、第２演算部３５の判定結果によって気液混相、あるいは気相状態になるおそれがある場合には、第二制御弁２５を絞って第二気液混合装置１７に供給される濃縮ガス量を少なくする。
The first control device 27 is a so-called feedforward control with respect to the control of the second control valve 25. However, instead of the first control device 27, as shown in FIG. A second control device 33 that controls the valve 25 may be applied.
The second control device 33 inputs the detection values of the pressure detector (P), temperature detector (T), and composition detector (A) provided on the downstream side of the second gas-liquid mixing device 17 and mixes them. The second calculation unit 35 that determines the phase state of the liquefied fuel gas and the second control unit 37 that controls the second control valve 25 based on the calculation result of the second calculation unit 35 are provided. The second control unit 37 throttles the second control valve 25 and supplies it to the second gas-liquid mixing device 17 when there is a possibility that the gas-liquid mixed phase or the gas phase state is brought about according to the determination result of the second calculating unit 35. Reduce the amount of concentrated gas produced.
また、第二制御弁２５の制御に関しては、フィードフォワード、フィードバックの他に両者を組み合わせて制御を行うようにしてよい。この点は、以下の実施の形態においても同様である。 Further, regarding the control of the second control valve 25, the control may be performed by combining both in addition to feedforward and feedback. This also applies to the following embodiments.
実施の形態１による熱量調整の具体例について、図３に基づいて概説する。なお、図３は、図１から各検出器と第１の制御装置２７の図示を省略すると共に、多成分系液化ガスの成分調整装置１の各位置を流れる流体の流量、熱量及び含有成分量（物質量％）を付記している。図３におけるＣ１はメタン、Ｃ２はエタン、Ｃ３はプロパン、Ｃ４はブタンであるが、いずれも参考値である。 A specific example of heat quantity adjustment according to the first embodiment will be outlined with reference to FIG. 3 omits the illustration of each detector and the first control device 27 from FIG. 1, and the flow rate, heat amount, and contained component amount of the fluid flowing through each position of the component adjustment device 1 of the multicomponent liquefied gas. (Substance%) is added. In FIG. 3, C1 is methane, C2 is ethane, C3 is propane, and C4 is butane.
図３に示す例では、ＬＮＧ送出ポンプ３によって送られてきた190.9t/hのＬＮＧ（熱量：44.2MJ/Nm3、C1:90.0%,C2:6.0%,C3:3.0%,C4:1.0%）は、67.5t/hが第一ライン７に流れて、膜分離装置１５によって分離され、50t/hの低発熱量ガス（熱量：43.4MJ/Nm3、C1:91.5%,C2:5.5%,C3:2.4%,C4:0.6%）が発電所等へ供給される。膜分離装置１５で分離された17.5t/hの濃縮ガス（熱量：46.7MJ/Nm3、C1:85.6%,C2:7.4%,C3:4.8%,C4:2.2%）が第二気液混合装置１７に供給され、混合液（熱量：44.5MJ/Nm3、C1:89.4%,C2:6.2%,C3:3.2%,C4:1.2%）となって、第二ポンプ１９で昇圧されて第二気化器２１で気化され、さらに熱量調整のために熱量調整器３８によって9.1t/hのＬＰＧ（熱量：102MJ/Nm3、C3:90.0%,C4:10.0%）が添加され、150t/hの高発熱量ガス（熱量：46.0MJ/Nm3、C1:87.2%,C2:6.0%,C3:5.4%,C4:1.4%）として都市ガス需要者に供給される。 In the example shown in FIG. 3, 190.9 t / h LNG (heat amount: 44.2 MJ / Nm 3 , C1: 90.0%, C2: 6.0%, C3: 3.0%, C4: 1.0%) sent by the LNG delivery pump 3 ), 67.5t / h flows into the first line 7 and is separated by the membrane separation device 15, and the low calorific value gas (heat amount: 43.4MJ / Nm 3 , C1: 91.5%, C2: 5.5%) of 50t / h , C3: 2.4%, C4: 0.6%) is supplied to power plants. 17.5t / h concentrated gas (heat quantity: 46.7MJ / Nm 3 , C1: 85.6%, C2: 7.4%, C3: 4.8%, C4: 2.2%) separated by the membrane separator 15 is mixed with the second gas-liquid Supplied to the device 17 to become a mixed liquid (calorie: 44.5 MJ / Nm 3 , C1: 89.4%, C2: 6.2%, C3: 3.2%, C4: 1.2%) Vaporized in the second vaporizer 21 and further 9.1 t / h LPG (heat amount: 102 MJ / Nm 3 , C3: 90.0%, C4: 10.0%) is added by the heat amount adjuster 38 to adjust the heat amount, and 150 t / h. Of high calorific value (heat: 46.0MJ / Nm 3 , C1: 87.2%, C2: 6.0%, C3: 5.4%, C4: 1.4%).
比較例として、膜分離装置１５を用いないで、熱量調整器３８のみによって熱量調整した場合の具体例を図１６に示す。この場合には、熱量調整器によって11.1t/hのＬＰＧの添加が必要であり、本実施の形態の9.1t/hに比較してＬＰＧの添加量が増加する。
このことから、本実施の形態によれば、膜分離装置１５を一つ追加するだけのシンプルな構成によってＬＰＧの添加量を少なくできるという効果が得られていることが分かる。
なお、上記の例では、膜分離装置１５を一つ用いているが、膜分離装置を複数並列に配置する構成も考えられ、そのようにすれば膜分離装置のメンテナンスの際、一基を停止しても他の装置を運転することでプロセスを停止せずにメンテナンスを行うことが可能となるという効果が得られる。
As a comparative example, FIG. 16 shows a specific example in which the amount of heat is adjusted only by the heat amount adjuster 38 without using the membrane separation device 15. In this case, it is necessary to add 11.1 t / h of LPG by the calorimeter, and the amount of LPG added increases as compared with 9.1 t / h of the present embodiment.
From this, it can be seen that according to the present embodiment, an effect of reducing the amount of LPG added can be obtained by a simple configuration in which only one membrane separation device 15 is added.
In the above example, one membrane separation device 15 is used. However, a configuration in which a plurality of membrane separation devices are arranged in parallel is also conceivable, and one unit is stopped during maintenance of the membrane separation device. Even when the other apparatus is operated, an effect is obtained that maintenance can be performed without stopping the process.
［実施の形態２］
実施の形態２に係る多成分系液化ガスの成分調整装置３９を図４に基づいて説明する。なお、図４において、図１と同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。
実施の形態２に係る多成分系液化ガスの成分調整装置３９は、実施の形態１のものに、第一ライン７における第一ポンプ１１の上流側に設けた第一気液混合装置４１と、濃縮ガス供給ライン２３から分岐して、膜分離装置１５で分離された特定成分が濃縮された濃縮ガスの一部を第一気液混合装置４１に供給するリサイクルライン４３とをさらに備えている。
[Embodiment 2]
A component adjustment device 39 for a multi-component liquefied gas according to Embodiment 2 will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the same parts as those in FIG.
A component adjustment device 39 for a multi-component liquefied gas according to Embodiment 2 is the same as that of Embodiment 1 except that the first gas-liquid mixing device 41 provided on the upstream side of the first pump 11 in the first line 7; There is further provided a recycle line 43 that branches from the concentrated gas supply line 23 and supplies a part of the concentrated gas enriched with the specific component separated by the membrane separation device 15 to the first gas-liquid mixing device 41.
リサイクルライン４３の分岐位置は、濃縮ガス供給ライン２３における第二制御弁２５より上流側が望ましい。リサイクルライン４３には第一制御弁４５および流量検出器（Ｆ）が設けられ、さらに圧力検出器（Ｐ）が第一制御弁４５の下流側に設けられている。濃縮ガス供給ライン２３において圧力検出器（Ｐ）、温度検出器（Ｔ）、流量検出器（Ｆ）及び組成検出器（Ａ）が設けられている。圧力検出器（Ｐ）は第二制御弁２５の下流側に設置される。流量検出器（Ｆ）の設置位置は第二制御弁２５の下流側が望ましい。温度検出器（Ｔ）及び組成検出器（Ａ）の設置位置は任意で構わない。
また、本実施の形態では、第二気液混合装置１７と第一気液混合装置４１に供給される濃縮ガスの量を全量が液化できる量に調整するために、第一制御弁４５と第二制御弁２５を制御する第３の制御装置４７が設けられている。
The branch position of the recycle line 43 is desirably upstream of the second control valve 25 in the concentrated gas supply line 23. The recycle line 43 is provided with a first control valve 45 and a flow rate detector (F), and a pressure detector (P) is further provided downstream of the first control valve 45. In the concentrated gas supply line 23, a pressure detector (P), a temperature detector (T), a flow rate detector (F), and a composition detector (A) are provided. The pressure detector (P) is installed on the downstream side of the second control valve 25. The installation position of the flow rate detector (F) is preferably downstream of the second control valve 25. The installation positions of the temperature detector (T) and the composition detector (A) may be arbitrary.
Further, in the present embodiment, in order to adjust the amount of the concentrated gas supplied to the second gas-liquid mixing device 17 and the first gas-liquid mixing device 41 to an amount that can be liquefied in total, A third control device 47 for controlling the two control valves 25 is provided.
第３の制御装置４７は、濃縮ガス供給ライン２３における第二制御弁２５の上流側に設置された温度検出器（Ｔ）及び組成検出器（Ａ）、濃縮ガス供給ライン２３における第二制御弁２５の下流側に設置された圧力検出器（Ｐ）及び流量検出器（Ｆ）、リサイクルライン４３における第一制御弁４５の下流側に設置された流量検出器（Ｆ）及び圧力検出器（Ｐ）、第二ライン９における第二気液混合装置１７の上流側及び第一気液混合装置４１の上流側のそれぞれに設置された圧力検出器（Ｐ）、温度検出器（Ｔ）、流量検出器（Ｆ）及び組成検出器（Ａ）の検出値を入力して第一気液混合装置４１及び第二気液混合装置１７で全量が液化する混合可能な濃縮ガスの最大混合可能量を演算する第３演算部４９と、第３演算部４９の演算結果に基づいて第一気液混合装置４１及び第二気液混合装置１７に供給される濃縮ガス量が最大混合可能量以下になるように第一制御弁４５及び第二制御弁２５を制御する第３制御部５１とを備えている。 The third control device 47 includes a temperature detector (T) and a composition detector (A) installed upstream of the second control valve 25 in the concentrated gas supply line 23, and a second control valve in the concentrated gas supply line 23. 25, a pressure detector (P) and a flow rate detector (F) installed downstream, and a flow rate detector (F) and a pressure detector (P) installed downstream of the first control valve 45 in the recycle line 43. ), A pressure detector (P), a temperature detector (T), and a flow rate detector installed on the upstream side of the second gas-liquid mixing device 17 and the upstream side of the first gas-liquid mixing device 41 in the second line 9, respectively. The detection values of the vessel (F) and the composition detector (A) are input, and the maximum mixable amount of the mixed gas that can be mixed and liquefied in the first gas-liquid mixing device 41 and the second gas-liquid mixing device 17 is calculated. The third calculation unit 49 and the calculation result of the third calculation unit 49 Accordingly, the third control valve 45 and the second control valve 25 are controlled such that the amount of the concentrated gas supplied to the first gas-liquid mixing device 41 and the second gas-liquid mixing device 17 is equal to or less than the maximum mixable amount. And a control unit 51.
上記のように構成された本実施の形態の動作を、図４に基づいて説明する。
実施の形態１と異なる点は、ＬＮＧタンク（図示なし）から送出されて、第一ライン７に流れたＬＮＧにリサイクルライン４３から供給される濃縮ガスが第一気液混合装置４１によって混合されて第一ポンプ１１に送られる点である。
このように、リサイクルライン４３を経て濃縮ガスを第一ポンプ１１昇圧前のＬＮＧに混合することにより、膜分離装置１５に供給するＮＧの重質成分を濃縮することができる。膜分離は分離する物質の入口分圧が高いほど透過速度が上昇するため、膜面積あたりの重質成分回収量の増加、重質成分回収率の向上、透過ガス量あたりの必要膜面積の縮小が可能になる。
The operation of the present embodiment configured as described above will be described with reference to FIG.
The difference from the first embodiment is that the concentrated gas supplied from the recycle line 43 is mixed by the first gas-liquid mixing device 41 to the LNG sent from the LNG tank (not shown) and flowing to the first line 7. It is a point sent to the first pump 11.
As described above, the NG heavy component supplied to the membrane separation device 15 can be concentrated by mixing the concentrated gas with the LNG before the pressure increase of the first pump 11 through the recycle line 43. In membrane separation, the higher the inlet partial pressure of the substance to be separated, the higher the permeation rate. Therefore, the amount of heavy components recovered per membrane area is increased, the recovery rate of heavy components is improved, and the required membrane area per amount of permeate gas is reduced Is possible.
本実施の形態によれば、実施の形態１の効果に加えて、膜分離装置１５における膜面積あたりの重質成分回収量の増加、重質成分回収率の向上、透過ガス量あたりの必要膜面積の縮小が可能になる。 According to the present embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, an increase in the recovery amount of heavy components per membrane area in the membrane separation device 15, an improvement in the recovery rate of heavy components, and the required membrane per permeate gas amount The area can be reduced.
上記の第３の制御装置４７は、第一制御弁４５及び第二制御弁２５の制御に関していわゆるフィードフォワード制御であったが、第３制御装置に代えて、図５に示すように、フィードバック制御によって第一制御弁４５及び第二制御弁２５の制御を行う第４の制御装置５３を適用してもよい。
第４の制御装置５３は、第一気液混合装置４１及び第二気液混合装置１７の下流側にそれぞれ設けた圧力検出器（Ｐ）、温度検出器（Ｔ）及び組成検出器（Ａ）の検出値を入力してそれぞれの混合後のＬＮＧの相状態を判定する第４演算部５５と、第４演算部５５の演算結果に基づいて第一制御弁４５及び第二制御弁２５を制御する第４制御部５７とを備えている。第４制御部５７は、第４演算部５５の判定結果によって気液混相、あるいは気相状態になるおそれがある場合には、第一制御弁４５及び第二制御弁２５を絞って第一気液混合装置４１及び第二気液混合装置１７に供給される濃縮ガス量を少なくする。
The third control device 47 is a so-called feedforward control with respect to the control of the first control valve 45 and the second control valve 25, but instead of the third control device, as shown in FIG. Thus, the fourth control device 53 that controls the first control valve 45 and the second control valve 25 may be applied.
The fourth control device 53 includes a pressure detector (P), a temperature detector (T), and a composition detector (A) provided on the downstream side of the first gas-liquid mixing device 41 and the second gas-liquid mixing device 17, respectively. The first control valve 45 and the second control valve 25 are controlled based on the calculation results of the fourth calculation unit 55 and the fourth calculation unit 55 that determine the phase state of the LNG after mixing. And a fourth control unit 57. When there is a possibility that the gas-liquid mixed phase or the gas phase state is brought about according to the determination result of the fourth calculating unit 55, the fourth control unit 57 throttles the first control valve 45 and the second control valve 25 to reduce the first gas. The amount of concentrated gas supplied to the liquid mixing device 41 and the second gas-liquid mixing device 17 is reduced.
実施の形態２による熱量調整の具体例について、図６に基づいて概説する。
図６に示す例では、ＬＮＧ送出ポンプ３によって送られてきた191.4t/hのＬＮＧ（熱量：44.2MJ/Nm3、C1:90.0%,C2:6.0%,C3:3.0%,C4:1.0%）は、72.8t/hが第一ライン７に流れて、膜分離装置１５によって分離され、50t/hの低発熱量ガス（熱量：43.1MJ/Nm3、C1:91.8%,C2:5.4%,C3:2.2%,C4:0.6%）が発電所等へ供給される。
膜分離装置１５で分離された35.9t/hの濃縮ガス（熱量：46.8MJ/Nm3、C1:85.5%,C2:7.5%,C3:4.8%,C4:2.2%）のうち13.2t/hが第一気液混合装置４１に、22.7t/hが第二気液混合装置１７にそれぞれ供給される。
第一ライン７では、第一気液混合装置４１によって混合液（熱量：44.6MJ/Nm3、C1:89.3%,C2:6.2%,C3:3.3%,C4:1.2%）となって第一ポンプ１１、第一気化器１３、膜分離装置１５に供給される。第二ライン９では、第二気液混合装置１７によって混合液（熱量：44.6MJ/Nm3、C1:89.3%,C2:6.2%,C3:3.3%,C4:1.2%）となって、第二ポンプ１９で昇圧されて第二気化器２１で気化され、さらに熱量調整のために9.1t/hのＬＰＧ（熱量：102MJ/Nm3、C3:90.0%,C4:10.0%）が添加され、150t/hの高発熱量ガス（熱量：46.0MJ/Nm3、C1:87.1%,C2:6.1%,C3:5.4%,C4:1.4%）として都市ガス需要者に供給される。
A specific example of heat quantity adjustment according to the second embodiment will be outlined with reference to FIG.
In the example shown in FIG. 6, 191.4 t / h of LNG (heat amount: 44.2 MJ / Nm 3 , C1: 90.0%, C2: 6.0%, C3: 3.0%, C4: 1.0%) sent by the LNG delivery pump 3 ), 72.8t / h flows into the first line 7 and is separated by the membrane separator 15, and the low calorific value gas (heat amount: 43.1MJ / Nm 3 , C1: 91.8%, C2: 5.4%) of 50t / h , C3: 2.2%, C4: 0.6%) is supplied to power plants.
13.2 t / h of 35.9 t / h concentrated gas (heat quantity: 46.8 MJ / Nm 3 , C1: 85.5%, C2: 7.5%, C3: 4.8%, C4: 2.2%) separated by the membrane separator 15 Is supplied to the first gas-liquid mixing device 41 and 22.7 t / h is supplied to the second gas-liquid mixing device 17, respectively.
In the first line 7, the first gas-liquid mixing device 41 makes the first mixed liquid (calorie: 44.6 MJ / Nm 3 , C1: 89.3%, C2: 6.2%, C3: 3.3%, C4: 1.2%). It is supplied to the pump 11, the first vaporizer 13, and the membrane separator 15. In the second line 9, the second gas-liquid mixing device 17 makes a mixed solution (calorie: 44.6 MJ / Nm 3 , C1: 89.3%, C2: 6.2%, C3: 3.3%, C4: 1.2%), The pressure is increased by the second pump 19 and vaporized by the second vaporizer 21, and 9.1 t / h LPG (heat amount: 102 MJ / Nm 3 , C3: 90.0%, C4: 10.0%) is added to adjust the heat amount, It is supplied to city gas consumers as a 150 t / h high calorific value gas (heat amount: 46.0 MJ / Nm 3 , C1: 87.1%, C2: 6.1%, C3: 5.4%, C4: 1.4%).
実施の形態１では熱量調整のために添加したＬＰＧの量が9.1t/hであったが、実施の形態２では8.6t/hとなっており、添加量が減少している。これは、リサイクルライン４３を設けたことにより、第一ライン７の重質成分が濃縮され、膜分離装置１５で分離された濃縮ガスの熱量が増加したことによる（熱量を比較すれば46.7→46.8MJ/Nm3に増加）。つまり、この熱量が増加した分、第二ライン９で最後に熱量調整として加えるＬＰＧの必要量が減少する。
本実施の形態によれば、実施の形態１に比較して、熱量調整に必要なＬＰＧの量を少なくできるというさらなる効果が得られている。
In the first embodiment, the amount of LPG added for adjusting the amount of heat was 9.1 t / h, but in the second embodiment, it was 8.6 t / h, and the amount added was reduced. This is because the heavy components in the first line 7 are concentrated due to the provision of the recycle line 43 and the amount of heat of the concentrated gas separated by the membrane separator 15 is increased (46.7 → 46.8 if the amount of heat is compared). Increased to MJ / Nm3). That is, the required amount of LPG to be added last as the heat amount adjustment in the second line 9 is reduced by the amount of increase in the heat amount.
According to the present embodiment, as compared with the first embodiment, the further effect that the amount of LPG necessary for the calorie adjustment can be reduced is obtained.
［実施の形態３］
実施の形態３に係る多成分系液化ガスの成分調整装置５９を図７に基づいて説明する。なお、図７において、実施の形態２を示した図４と同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。
実施の形態３に係る多成分系液化ガスの成分調整装置５９は、膜分離装置１５の下流側に第２膜分離装置６１を設け、実施の形態２のリサイクルライン４３に代えて、第２膜分離装置６１で分離された濃縮ガスを第一気液混合装置４１に供給するリサイクルライン６３を設けたものである。
なお、本実施の形態の膜分離装置１５及び第２膜分離装置６１は共に実施の形態１，２で用いた膜分離装置１５と同一の構造であるが、サイズが小さいものである。
[Embodiment 3]
A multi-component liquefied gas component adjusting device 59 according to Embodiment 3 will be described with reference to FIG. In FIG. 7, the same parts as those in FIG. 4 showing the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
In the multi-component liquefied gas component adjustment device 59 according to the third embodiment, a second membrane separation device 61 is provided on the downstream side of the membrane separation device 15, and the second membrane is replaced with the recycle line 43 of the second embodiment. A recycle line 63 for supplying the concentrated gas separated by the separation device 61 to the first gas-liquid mixing device 41 is provided.
The membrane separation device 15 and the second membrane separation device 61 of the present embodiment are both the same structure as the membrane separation device 15 used in the first and second embodiments, but are small in size.
リサイクルライン６３には、第一制御弁４５が設けられ、第一制御弁４５の下流側には圧力検出器（Ｐ）、温度検出器（Ｔ）、流量検出器（Ｆ）及び組成検出器（Ａ）が設けられている。
また、本実施の形態では、第二気液混合装置１７と第一気液混合装置４１に供給される濃縮ガスの量を調整する第５の制御装置６５が設けられている。
The recycle line 63 is provided with a first control valve 45, and on the downstream side of the first control valve 45, a pressure detector (P), a temperature detector (T), a flow rate detector (F), and a composition detector ( A) is provided.
In the present embodiment, a fifth control device 65 that adjusts the amount of the concentrated gas supplied to the second gas-liquid mixing device 17 and the first gas-liquid mixing device 41 is provided.
第５の制御装置６５は、濃縮ガス供給ライン２３における第二制御弁２５の下流側、第二ライン９における第二気液混合装置１７の上流側、第一気液混合装置４１の上流側及びリサイクルライン６３のそれぞれに設置された圧力検出器（Ｐ）、温度検出器（Ｔ）、流量検出器（Ｆ）及び組成検出器（Ａ）の検出値を入力して、第一気液混合装置４１及び第二気液混合装置１７でそれぞれ全量が液化する混合可能な濃縮ガスの最大混合可能量を演算する第５演算部６７と、第５演算部６７の演算結果に基づいて第一気液混合装置４１及び第二気液混合装置１７それぞれに供給される濃縮ガス量が最大混合可能量以下になるように第一制御弁４５及び第二制御弁２５をそれぞれ制御する第５制御部６９とを備えている。 The fifth control device 65 includes a downstream side of the second control valve 25 in the concentrated gas supply line 23, an upstream side of the second gas-liquid mixing device 17 in the second line 9, an upstream side of the first gas-liquid mixing device 41, and Input the detected values of the pressure detector (P), temperature detector (T), flow rate detector (F) and composition detector (A) installed in each of the recycle lines 63, and the first gas-liquid mixing device 41 and the second gas-liquid mixing device 17 calculate the maximum mixable amount of the mixed gas that can be mixed, and the first gas-liquid based on the calculation result of the fifth calculation unit 67. A fifth control unit 69 for controlling the first control valve 45 and the second control valve 25, respectively, so that the amount of concentrated gas supplied to each of the mixing device 41 and the second gas-liquid mixing device 17 is less than or equal to the maximum mixable amount; It has.
上記のように構成された本実施の形態の動作を図７に基づいて説明する。
実施の形態２と異なる点は、第一気液混合装置４１に供給する濃縮ガスが、実施の形態２では膜分離装置１５で分離された濃縮ガスであったが、本実施の形態では膜分離装置１５の下流側に設けられた第２膜分離装置６１で分離された濃縮ガスである点である。
ただ、本実施の形態の効果は、基本的には実施の形態２と同様である。すなわち、実施の形態１の効果に加えて、膜分離装置１５における膜面積あたりの重質成分回収量の増加、重質成分回収率の向上、透過ガス量あたりの必要膜面積の縮小が可能になる。
The operation of the present embodiment configured as described above will be described with reference to FIG.
The difference from the second embodiment is that the concentrated gas supplied to the first gas-liquid mixing device 41 is the concentrated gas separated by the membrane separation device 15 in the second embodiment, but in this embodiment the membrane separation is performed. This is a concentrated gas separated by the second membrane separation device 61 provided on the downstream side of the device 15.
However, the effect of this embodiment is basically the same as that of the second embodiment. That is, in addition to the effects of the first embodiment, it is possible to increase the heavy component recovery amount per membrane area in the membrane separation device 15, improve the heavy component recovery rate, and reduce the required membrane area per permeate gas amount. Become.
上記の第５の制御装置６５は、第二制御弁２５及び第一制御弁４５の制御に関していわゆるフィードフォワード制御であったが、第５の制御装置６５に代えて、図８に示すように、フィードバック制御によって第一制御弁４５及び第二制御弁２５の制御を行う第６の制御装置７１を適用してもよい。
第６の制御装置７１は、第一気液混合装置４１及び第二気液混合装置１７の下流側にそれぞれ設けた圧力検出器（Ｐ）、温度検出器（Ｔ）及び組成検出器（Ａ）の検出値を入力して混合後の液化燃料ガスの相状態を判定する第６演算部７３と、第６演算部７３の演算結果に基づいて第一制御弁４５及び第二制御弁２５を制御する第６制御部７５とを備えている。第６制御部７５は、第６演算部７３の判定結果によって気液混相、あるいは気相状態になるおそれがある場合には、第一制御弁４５及び第二制御弁２５を絞って第一気液混合装置４１及び第二気液混合装置１７に供給される濃縮ガス量を少なくする。
The fifth control device 65 is a so-called feedforward control with respect to the control of the second control valve 25 and the first control valve 45, but instead of the fifth control device 65, as shown in FIG. A sixth control device 71 that controls the first control valve 45 and the second control valve 25 by feedback control may be applied.
The sixth control device 71 includes a pressure detector (P), a temperature detector (T), and a composition detector (A) provided on the downstream side of the first gas-liquid mixing device 41 and the second gas-liquid mixing device 17, respectively. The first control valve 45 and the second control valve 25 are controlled based on the calculation results of the sixth calculation unit 73 and the sixth calculation unit 73 for determining the phase state of the liquefied fuel gas after mixing. And a sixth control unit 75. The sixth control unit 75 throttles the first control valve 45 and the second control valve 25 when the gas-liquid mixed phase or the gas phase state is likely to be obtained depending on the determination result of the sixth calculation unit 73. The amount of concentrated gas supplied to the liquid mixing device 41 and the second gas-liquid mixing device 17 is reduced.
実施の形態３による熱量調整の具体例について図９に基づいて概説する。
図９に示す例では、ＬＮＧ送出ポンプ３によって送られてきた191.4t/hのＬＮＧ（熱量：44.2MJ/Nm3、C1:90.0%,C2:6.0%,C3:3.0%,C4:1.0%）は、71.3t/hが第一ライン７に流れて、膜分離装置１５によって分離された濃縮ガス（熱量：47.1MJ/Nm3、C1:85.2%,C2:7.6%,C3:5.0%,C4:2.2%）が第二気液混合装置１７に供給され、混合液（熱量：44.6MJ/Nm3、C1:89.3%,C2:6.2%,C3:3.2%,C4:1.2%）となって、第二ポンプ１９で昇圧されて第二気化器２１で気化され、さらに熱量調整のためにＬＰＧ（熱量：102MJ/Nm3、,C3:90.0%,C4:10.0%）が添加され、150t/hの高発熱量ガス（熱量：46.0MJ/Nm3、C1:87.1%,C2:6.1%,C3:5.4%,C4:1.4%）として都市ガス需要者に供給される。
膜分離装置１５で分離された重質成分が希薄になったガスはさらに第２膜分離装置６１によって分離され、50t/hの低発熱量ガス（熱量：43.1MJ/Nm3、C1:91.8%,C2:5.4%,C3:2.2%,C4:0.6%）が発電所等へ供給される。第２膜分離装置６１で分離された11.6t/hの濃縮ガス（熱量：45.8MJ/Nm3、C1:87.0%,C2:7.2%,C3:4.2%,C4:1.6%）が第一気液混合装置４１に供給される。
A specific example of heat quantity adjustment according to the third embodiment will be outlined based on FIG.
In the example shown in FIG. 9, 191.4 t / h LNG (heat amount: 44.2 MJ / Nm 3 , C1: 90.0%, C2: 6.0%, C3: 3.0%, C4: 1.0%) sent by the LNG delivery pump 3 ) 71.3 t / h flows into the first line 7 and is separated by the membrane separator 15 (heat quantity: 47.1 MJ / Nm 3 , C1: 85.2%, C2: 7.6%, C3: 5.0%, C4: 2.2%) is supplied to the second gas-liquid mixing device 17 and becomes a mixed liquid (calorie: 44.6MJ / Nm 3 , C1: 89.3%, C2: 6.2%, C3: 3.2%, C4: 1.2%) Then, the pressure is raised by the second pump 19 and vaporized by the second vaporizer 21, and LPG (heat quantity: 102MJ / Nm 3 , C3: 90.0%, C4: 10.0%) is added to adjust the heat quantity, and 150t / h high calorific value gas (heat amount: 46.0MJ / Nm 3 , C1: 87.1%, C2: 6.1%, C3: 5.4%, C4: 1.4%) is supplied to city gas consumers.
The gas from which the heavy components separated by the membrane separation device 15 are diluted is further separated by the second membrane separation device 61, and a low calorific value gas (heat amount: 43.1 MJ / Nm 3 , C1: 91.8%) of 50 t / h. , C2: 5.4%, C3: 2.2%, C4: 0.6%) are supplied to power plants. Enriched gas separated 11.6t / h by the second membrane separation unit 61 (heat: 45.8MJ / Nm 3, C1: 87.0%, C2: 7.2%, C3: 4.2%, C4: 1.6%) is the first gas It is supplied to the liquid mixing device 41.
実施の形態１では熱量調整のために添加したＬＰＧの量が9.1t/hであったが、実施の形態３では8.6t/hとなっており、添加量が減少している。これは実施の形態２と同様に、リサイクルライン６３を設けたことにより、第一ライン７の重質成分が濃縮され、膜分離装置１５で分離された濃縮ガスの熱量が増加したことによる。もっとも、実施の形態２では１基の膜分離装置１５で膜分離を行っていたが、本実施の形態３では実施の形態２の膜分離装置１５よりもサイズの小さな膜分離装置を２台使用したものであり、膜分離装置の小型化を図っている。 In the first embodiment, the amount of LPG added for adjusting the amount of heat was 9.1 t / h, but in the third embodiment, it was 8.6 t / h, and the amount added was reduced. This is because, as in the second embodiment, by providing the recycle line 63, the heavy components in the first line 7 are concentrated, and the amount of heat of the concentrated gas separated by the membrane separation device 15 is increased. However, in the second embodiment, the membrane separation is performed by one membrane separation device 15, but in this third embodiment, two membrane separation devices smaller in size than the membrane separation device 15 of the second embodiment are used. Therefore, the membrane separator is downsized.
［実施の形態４］
実施の形態４に係る多成分系液化ガスの成分調整装置７７を図１０に基づいて説明する。なお、図１０において、実施の形態１を示した図１と同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。
実施の形態４に係る多成分系液化ガスの成分調整装置７７は、第一ライン７の第一ポンプ１１と第一気化器１３の間に加熱器７９と気液分離装置８１を設け、気液分離装置８１で分離された分離液を分離液供給ライン８３によって第二ライン９の第二ポンプ１９の下流側に供給するようにしたものである。分離液供給ライン８３には液供給ポンプ８５が設けられている。
[Embodiment 4]
A component adjusting device 77 for a multi-component liquefied gas according to Embodiment 4 will be described with reference to FIG. 10, the same parts as those in FIG. 1 showing the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
In the multi-component liquefied gas component adjustment device 77 according to the fourth embodiment, a heater 79 and a gas-liquid separation device 81 are provided between the first pump 11 and the first vaporizer 13 in the first line 7, and the gas-liquid The separation liquid separated by the separation device 81 is supplied to the downstream side of the second pump 19 in the second line 9 by the separation liquid supply line 83. The separation liquid supply line 83 is provided with a liquid supply pump 85.
本実施の形態によれば、第一ライン７の第一ポンプ１１で昇圧されたＬＮＧを加熱器７９で加熱し、部分的に気化させた状態で気液分離装置８１で気液分離をすることにより、沸点の差による重質成分の粗分離（気液分離）を簡易的に行える。熱量の高いプロパンやブタンは高沸点であり、気液分離を行うと液相に濃縮分離される。この分離液は第一ポンプ１１による昇圧後の高い圧力を有しているため、第二ライン９の第二ポンプ１９昇圧後の混合液に混合することで、第二ポンプ１９の送液量を低減し、プロセスの消費動力を低く抑えられる。
なお、気液分離装置８１は膜分離装置１５の補助的な役割であり、簡易なものでよい。
また、第二制御弁２５の制御に関しては実施の形態１と同様である。
According to the present embodiment, the LNG boosted by the first pump 11 of the first line 7 is heated by the heater 79, and the gas-liquid separation device 81 performs gas-liquid separation in a partially vaporized state. Thus, rough separation (gas-liquid separation) of heavy components due to differences in boiling points can be easily performed. Propane and butane having a high calorific value have a high boiling point, and when gas-liquid separation is performed, they are concentrated and separated into a liquid phase. Since this separated liquid has a high pressure after the pressure is increased by the first pump 11, the amount of liquid fed by the second pump 19 is reduced by mixing with the mixed liquid after the pressure of the second pump 19 in the second line 9 is increased. And power consumption of the process can be kept low.
The gas-liquid separator 81 is an auxiliary role for the membrane separator 15 and may be simple.
The control of the second control valve 25 is the same as in the first embodiment.
以上のように、本実施の形態によれば、実施の形態１の効果に加えて、気液分離装置８１で分離した液状態の重質成分を第二ライン９に供給することができ、熱量調整に添加するＬＰＧの量をより低減することができる。 As described above, according to the present embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the heavy component in the liquid state separated by the gas-liquid separation device 81 can be supplied to the second line 9, and the amount of heat The amount of LPG added to the adjustment can be further reduced.
図１０に示した第１の制御装置２７は、第二制御弁２５の制御に関していわゆるフィードフォワード制御であったが、図２に示したものと同様に、図１１に示すように、フィードバック制御を行う第２の制御装置３３を適用して第二制御弁２５の制御を行うようにしてもよい。 The first control device 27 shown in FIG. 10 is a so-called feedforward control with respect to the control of the second control valve 25. However, as shown in FIG. 11, the feedback control is performed as shown in FIG. You may make it control the 2nd control valve 25 by applying the 2nd control apparatus 33 to perform.
実施の形態４による熱量調整の具体例について図１２に基づいて概説する。
図１２に示す例では、ＬＮＧ送出ポンプ３）によって送られてきた192.3t/hのＬＮＧ（熱量：44.2MJ/Nm3、C1:90.0%,C2:6.0%,C3:3.0%,C4:1.0%）は、71.9t/hが第一ライン７に流れて、気液分離装置８１で分離された5.0t/hの分離液（熱量：69.5MJ/Nm3、C1:48.3%,C2:16.4%,C3:22.0%,C4:13.3%）が第二ライン９に供給される。気液分離装置８１を通過した分離液以外のものは第一気化器１３で気化された後、膜分離装置１５によって分離され、50t/hの低発熱量ガス（熱量：42.6MJ/Nm3、C1:92.9%,C2:5.1%,C3:1.7%,C4:0.3%）が発電所等へ供給される。膜分離装置１５で分離された16.8t/hの濃縮ガス（熱量：44.8MJ/Nm3、C1:88.6%,C2:7.0%,C3:3.5%,C4:0.9%）が第二気液混合装置１７に供給され、混合液（熱量：44.3MJ/Nm3、C1:89.8%,C2:6.1%,C3:3.1%,C4:1.0%）となって、第二ポンプ１９で昇圧される。第二ポンプ１９で昇圧された混合液には気液分離装置８１で分離された分離液が供給されて濃縮液（熱量：44.8MJ/Nm3、C1:89.0%,C2:6.3%,C3:3.5%,C4:1.2%）となり、これが第二気化器２１で気化され、さらに熱量調整のためにＬＰＧ（熱量：102MJ/Nm3、C3:90.0%,C4:10.0%）が添加され、150t/hの高発熱量ガス（熱量：46.0MJ/Nm3、C1:87.1%,C2:6.2%,C3:5.3%,C4:1.4%）として都市ガス需要者に供給される。
A specific example of heat quantity adjustment according to the fourth embodiment will be outlined based on FIG.
In the example shown in FIG. 12, 192.3 t / h LNG (heat amount: 44.2 MJ / Nm 3 , C1: 90.0%, C2: 6.0%, C3: 3.0%, C4: 1.0 sent by the LNG delivery pump 3). %) Was 71.9t / h flowing into the first line 7 and separated by 5.0t / h separated by the gas-liquid separator 81 (calorie: 69.5MJ / Nm 3 , C1: 48.3%, C2: 16.4) %, C3: 22.0%, C4: 13.3%) are supplied to the second line 9. Other than the separation liquid that has passed through the gas-liquid separation device 81 is vaporized by the first vaporizer 13 and then separated by the membrane separation device 15 to produce a low calorific value gas (heat amount: 42.6 MJ / Nm 3) of 50 t / h. C1: 92.9%, C2: 5.1%, C3: 1.7%, C4: 0.3%) will be supplied to power plants. 16.8t / h concentrated gas (heat amount: 44.8MJ / Nm 3 , C1: 88.6%, C2: 7.0%, C3: 3.5%, C4: 0.9%) separated by the membrane separator 15 is mixed in the second gas-liquid mixture It is supplied to the device 17 and becomes a mixed liquid (amount of heat: 44.3 MJ / Nm 3 , C1: 89.8%, C2: 6.1%, C3: 3.1%, C4: 1.0%), and is pressurized by the second pump 19. The mixed liquid whose pressure has been increased by the second pump 19 is supplied with the separated liquid separated by the gas-liquid separation device 81 to obtain a concentrated liquid (calorie: 44.8 MJ / Nm 3 , C1: 89.0%, C2: 6.3%, C3: 3.5%, C4: 1.2%), this is vaporized in the second vaporizer 21, and further LPG (heat amount: 102MJ / Nm 3 , C3: 90.0%, C4: 10.0%) is added to adjust the heat amount, 150t / h high calorific value gas (heat amount: 46.0MJ / Nm 3 , C1: 87.1%, C2: 6.2%, C3: 5.3%, C4: 1.4%) is supplied to city gas consumers.
本実施の形態では、上記の実施の形態１〜３に比較して添加するＬＰＧの量をより低減することができる。これは、気液分離装置８１により高沸点成分であるC3,C4を液相に濃縮し、その分離液を第二ライン９の高圧部に混合して増熱するようにしたためである。 In the present embodiment, the amount of LPG to be added can be further reduced as compared with the first to third embodiments. This is because the high-boiling components C3 and C4 are concentrated in the liquid phase by the gas-liquid separator 81, and the separated liquid is mixed in the high-pressure part of the second line 9 to increase the heat.
なお、上記の実施の形態１〜４では、多成分系液化ガスの例としてＬＮＧを例示してＬＮＧを液化燃料ガスとして送出するラインを例に挙げて説明したが、本発明の多成分系液化ガスはＬＮＧに限られるものではなく種々の多成分系液化ガスを対象とすることができる。例えば、多成分系液化ガスとしての液体空気からの酸素濃縮ガス製造プロセスなどに適用することも可能である。酸素濃縮ガスは例えばバーナーやボイラなどの支燃性ガスに用いられる。通常の空気を用いた場合に比べ、燃焼効率の向上、排ガス量の低減などの効果が得られる。 In the first to fourth embodiments described above, LNG is exemplified as an example of the multicomponent liquefied gas, and the line for sending LNG as the liquefied fuel gas has been described as an example. The gas is not limited to LNG, and various multicomponent liquefied gases can be targeted. For example, the present invention can be applied to a process for producing oxygen-enriched gas from liquid air as a multicomponent liquefied gas. The oxygen-enriched gas is used as a combustion-supporting gas such as a burner or a boiler. Compared to the case of using normal air, effects such as improvement in combustion efficiency and reduction in the amount of exhaust gas can be obtained.
［実施の形態５］
実施の形態５に係る多成分系液化ガスの成分調整装置８７を図１３に基づいて説明する。なお、図１３において、実施の形態１を示した図１と同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。
実施の形態５に係る多成分系液化ガスの成分調整装置８７は、第一ライン７の第一ポンプ１１と第一気化器１３の間に熱交換器８９を設け、濃縮ガス供給ライン２３を流れる濃縮ガスを第一ポンプ１１で昇圧された後のＬＮＧの冷熱を利用して冷却するようにしたものである。
[Embodiment 5]
A multicomponent liquefied gas component adjustment device 87 according to Embodiment 5 will be described with reference to FIG. In FIG. 13, the same parts as those in FIG. 1 showing the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
The multicomponent liquefied gas component adjustment device 87 according to Embodiment 5 is provided with a heat exchanger 89 between the first pump 11 and the first vaporizer 13 in the first line 7 and flows through the concentrated gas supply line 23. The concentrated gas is cooled by using the cold heat of LNG after the pressure is increased by the first pump 11.
本実施の形態によれば、実施の形態１の効果に加えて、第二気液混合装置１７に供給される濃縮ガスの液化が促進され、濃縮ガスの混合可能量が増加する。すなわち、重質成分回収量が増し、その結果、熱量調整のために添加するＬＰＧの削減を実現できる。
なお、濃縮ガス供給ライン２３を流れる濃縮ガスの冷却には、第二ライン９の第二ポンプ１９と第二気化器２１の間に熱交換器を設け、第二ポンプ１９で昇圧された後のＬＮＧの冷熱を用いても良い。また、第一ポンプ１１で昇圧された後のＬＮＧの冷熱と、第二ポンプ１９で昇圧された後のＬＮＧの冷熱の両方を用いてもよい。
According to the present embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the liquefaction of the concentrated gas supplied to the second gas-liquid mixing device 17 is promoted, and the mixable amount of the concentrated gas is increased. That is, the amount of recovered heavy components is increased, and as a result, it is possible to reduce the amount of LPG added for adjusting the amount of heat.
For cooling the concentrated gas flowing through the concentrated gas supply line 23, a heat exchanger is provided between the second pump 19 and the second vaporizer 21 in the second line 9, and the pressure after the pressure is increased by the second pump 19. You may use the cold of LNG. Further, both the cold heat of the LNG that has been boosted by the first pump 11 and the cold heat of the LNG that has been boosted by the second pump 19 may be used.
図１３に示した第１の制御装置２７は、第二制御弁２５の制御に関していわゆるフィードフォワード制御であったが、図２に示したものと同様に、図１４に示すように、フィードバック制御を行う第２の制御装置３３を適用して第二制御弁２５の制御を行うようにしてもよい。 The first control device 27 shown in FIG. 13 is a so-called feedforward control with respect to the control of the second control valve 25. However, as shown in FIG. 14, the feedback control is performed as shown in FIG. You may make it control the 2nd control valve 25 by applying the 2nd control apparatus 33 to perform.
実施の形態５による熱量調整の具体例について図１５に基づいて概説する。
図１５に示す例では、ＬＮＧ送出ポンプ３によって送られてきた191.6t/hのＬＮＧ（熱量：44.2MJ/Nm3、C1:90.0%,C2:6.0%,C3:3.0%,C4:1.0%）は、79.6t/hが第一ライン７に流れて、膜分離装置１５によって分離され、50t/hの低発熱量ガス（熱量：43.4MJ/Nm3、C1:92.1%,C2:5.3%,C3:2.2%,C4:0.4%）が発電所等へ供給される。
膜分離装置１５で分離された29.6t/hの濃縮ガス（熱量：46.4MJ/Nm3、C1:85.1%,C2:7.3%,C3:4.6%,C4:2.0%）が熱交換器８９で冷却されて第二気液混合装置１７に供給され、混合液（熱量：44.7MJ/Nm3、C1:89.2%,C2:6.3%,C3:3.3%,C4:1.2%）となって、第二ポンプ１９で昇圧されて第二気化器２１で気化され、さらに熱量調整のために熱量調整器３８によって8.4t/hのＬＰＧ（熱量：102MJ/Nm3、C3:90.0%,C4:10.0%）が添加され、150t/hの高発熱量ガス（熱量：46.0MJ/Nm3、C1:87.2%,C2:6.0%,C3:5.4%,C4:1.4%）として都市ガス需要者に供給される。
A specific example of heat quantity adjustment according to the fifth embodiment will be outlined with reference to FIG.
In the example shown in FIG. 15, 191.6 t / h LNG (heat amount: 44.2 MJ / Nm 3 , C1: 90.0%, C2: 6.0%, C3: 3.0%, C4: 1.0%) sent by the LNG delivery pump 3 ) 79.6 t / h flows into the first line 7 and is separated by the membrane separator 15, and a low calorific value gas (heat amount: 43.4 MJ / Nm 3 , C1: 92.1%, C2: 5.3%) of 50 t / h , C3: 2.2%, C4: 0.4%) is supplied to power plants.
The 29.6 t / h concentrated gas (calorie: 46.4 MJ / Nm 3 , C1: 85.1%, C2: 7.3%, C3: 4.6%, C4: 2.0%) separated by the membrane separator 15 is transferred to the heat exchanger 89. Cooled and supplied to the second gas-liquid mixing device 17 to become a mixed liquid (amount of heat: 44.7 MJ / Nm 3 , C1: 89.2%, C2: 6.3%, C3: 3.3%, C4: 1.2%) The pressure is increased by the two pumps 19 and is vaporized by the second vaporizer 21, and further, LPG (heat amount: 102MJ / Nm 3 , C3: 90.0%, C4: 10.0%) is adjusted by the heat amount adjuster 38 for adjusting the heat amount. ) Is added and supplied to city gas consumers as a 150 t / h high calorific value gas (calorie: 46.0 MJ / Nm 3 , C1: 87.2%, C2: 6.0%, C3: 5.4%, C4: 1.4%) The
本実施の形態では、上記の実施の形態１に比較して添加するＬＰＧの量をより低減することができる。これは、熱交換器８９により濃縮ガスの液化が促進され、濃縮ガスの混合可能量が増加したためである。 In the present embodiment, the amount of LPG added can be further reduced as compared with the first embodiment. This is because liquefaction of the concentrated gas is promoted by the heat exchanger 89 and the amount of the concentrated gas that can be mixed is increased.
なお、上記の実施の形態１〜５においては、第一ライン７及び第二ライン９共に多成分系液化ガスの例としてＬＮＧが流れる液化燃料ガスライン５を例に挙げて説明した。
しかし、本発明においては、第一ラインを流れるものは必ずしも多成分液化ガスである必要はなく、地中から取り出される天然ガスのような多成分ガスであってもよい。
この場合、第一ラインには第一ポンプや第一気化器は不要となる。
In the first to fifth embodiments, the liquefied fuel gas line 5 in which LNG flows is described as an example of the multi-component liquefied gas in both the first line 7 and the second line 9.
However, in the present invention, what flows through the first line is not necessarily a multicomponent liquefied gas, and may be a multicomponent gas such as natural gas taken out from the ground.
In this case, the first pump and the first vaporizer are unnecessary in the first line.
また、この場合の多成分系液化ガスの成分調整装置の具体的な構成は以下のようになる。
多成分系ガスにおける特定成分を希薄化した特定成分希薄ガスを供給するための第一ラインと、多成分系液化ガスにおける特定成分を濃縮化した特定成分濃縮ガスを供給するための第二ラインとを備え、
前記第一ラインにおいて、前記多成分系ガスから特定成分を分離する膜分離装置を有し、
前記第二ラインにおいて、前記膜分離装置で分離された特定成分が濃縮された濃縮ガスを前記多成分系液化ガスに混合する第二気液混合装置と、該第二気液混合装置で混合された混合液を昇圧する第二ポンプと、昇圧された混合液を気化する第二気化器と有し、
前記膜分離装置で分離された特定成分が濃縮された濃縮ガスを前記第二気液混合装置に供給する濃縮ガス供給ラインとを備えたものである。
Further, the specific configuration of the multi-component liquefied gas component adjusting device in this case is as follows.
A first line for supplying a specific component diluted gas obtained by diluting a specific component in a multicomponent gas, and a second line for supplying a specific component concentrated gas obtained by concentrating the specific component in a multicomponent liquefied gas; With
In the first line, having a membrane separation device for separating a specific component from the multicomponent gas,
In the second line, the second gas-liquid mixing device that mixes the concentrated gas enriched with the specific component separated by the membrane separation device with the multi-component liquefied gas, and the second gas-liquid mixing device. A second pump that pressurizes the mixed liquid and a second vaporizer that vaporizes the pressurized mixed liquid,
And a concentrated gas supply line for supplying the second gas-liquid mixing device with a concentrated gas enriched with the specific component separated by the membrane separation device.
そして、第二気液混合装置で濃縮ガスが全量液化するための制御装置としては、実施の形態１で示した図１又は図２に記載のものを適用できる。 As the control device for liquefying the entire amount of the concentrated gas in the second gas-liquid mixing device, the one described in FIG. 1 or 2 shown in the first embodiment can be applied.
［実施の形態６］
実施の形態６に係る多成分系液化ガスの成分調整装置９１を図１７に基づいて説明する。なお、図１７において、実施の形態２を示した図４と同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。
実施の形態６に係る多成分系液化ガスの成分調整装置９１が実施の形態２と異なる主な点は、第一ライン７を流れるＬＮＧの特定成分が濃縮された濃縮ガスを気液分離して、分離された分離液を第二ライン９に供給し、分離された分離ガスを第一ライン７に供給する濃縮ガス分離供給ライン９２を設けた点である。
濃縮ガス分離供給ライン９２を設けたことに伴い、実施の形態２の第二気液混合装置１７に代えて第２気液分離装置９５を設けると共に、濃縮ガス分離供給ライン９２には、膜分離装置で分離された濃縮ガスを第二ライン９に設けた第２熱交換器９３で冷却して気液分離装置９５に供給する濃縮ガス供給ライン２３と、第２気液分離装置９５で分離された分離液を第二ライン９に供給する第２分離液供給ライン９７と、第２気液分離装置９５で分離された分離ガスを第一ライン７の第一気液混合装置４１に供給する分離ガス供給ライン９９とを設けている。
[Embodiment 6]
A multicomponent liquefied gas component adjustment device 91 according to Embodiment 6 will be described with reference to FIG. In FIG. 17, the same parts as those in FIG. 4 showing the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
The main difference of the multi-component liquefied gas component adjustment device 91 according to the sixth embodiment from the second embodiment is that the concentrated gas enriched with the specific component of LNG flowing through the first line 7 is gas-liquid separated. The separated liquid is supplied to the second line 9 and the concentrated gas separation and supply line 92 for supplying the separated separation gas to the first line 7 is provided.
Along with the provision of the concentrated gas separation supply line 92, a second gas-liquid separation device 95 is provided in place of the second gas-liquid mixing device 17 of the second embodiment, and the concentrated gas separation supply line 92 includes a membrane separation. The concentrated gas separated by the apparatus is cooled by the second heat exchanger 93 provided in the second line 9 and is supplied to the gas-liquid separator 95 and separated by the second gas-liquid separator 95. The second separation liquid supply line 97 for supplying the separated liquid to the second line 9 and the separation gas separated by the second gas / liquid separation apparatus 95 to the first gas / liquid mixing apparatus 41 of the first line 7 are separated. A gas supply line 99 is provided.
上記の構成により、膜分離装置１５で分離された濃縮ガスは第２熱交換器９３を通過して第２気液分離装置９５に供給され、第２気液分離装置９５で分離された分離液が第２分離液供給ライン９７を介して第二ライン９の第二ポンプ１９の上流側に供給される。
また、第２気液分離装置９５で分離された分離ガスは、分離ガス供給ライン９９を介して第一気液混合装置４１に供給され、第一ライン７を流れるＬＮＧに混合される。
第一気液混合装置４１によって混合後の流体が液体になることで、混合後の昇圧に液ポンプ（第一ポンプ１１）を用いることが可能になる。
With the above configuration, the concentrated gas separated by the membrane separator 15 is supplied to the second gas-liquid separator 95 through the second heat exchanger 93 and separated by the second gas-liquid separator 95. Is supplied to the upstream side of the second pump 19 in the second line 9 via the second separation liquid supply line 97.
Further, the separation gas separated by the second gas-liquid separation device 95 is supplied to the first gas-liquid mixing device 41 via the separation gas supply line 99 and mixed with the LNG flowing through the first line 7.
Since the fluid after mixing becomes liquid by the first gas-liquid mixing device 41, the liquid pump (first pump 11) can be used for pressure increase after mixing.
そして、第２分離液供給ライン９７には分離液制御弁１０１が、分離ガス供給ライン９９には分離ガス制御弁１０３がそれぞれ設けられている。
また、第２気液分離装置９５には、圧力検出器（Ｐ）、温度検出器（Ｔ）及び液面レベル検出器（Ｌ）が設けられ、第一ライン７及び分離ガス供給ライン９９における第一気液混合装置４１の上流側には、圧力検出器（Ｐ）、温度検出器（Ｔ）、流量検出器（Ｆ）及び組成検出器（Ａ）がそれぞれ設けられている。
また、本実施の形態では、分離液制御弁１０１、分離ガス制御弁１０３及び第二制御弁２５を制御して、第二ライン９に供給する分離液量、第一気液混合装置４１に供給する分離ガス量及び第２気液分離装置９５に供給する濃縮ガス量を制御する第７の制御装置１０５が設けられている。
The second separation liquid supply line 97 is provided with a separation liquid control valve 101, and the separation gas supply line 99 is provided with a separation gas control valve 103.
The second gas-liquid separation device 95 is provided with a pressure detector (P), a temperature detector (T), and a liquid level detector (L). A pressure detector (P), a temperature detector (T), a flow rate detector (F), and a composition detector (A) are provided on the upstream side of the gas-liquid mixing device 41.
In the present embodiment, the separation liquid control valve 101, the separation gas control valve 103, and the second control valve 25 are controlled to supply the separation liquid amount to be supplied to the second line 9 and the first gas-liquid mixing apparatus 41. A seventh control device 105 is provided for controlling the amount of separation gas to be supplied and the amount of concentrated gas supplied to the second gas-liquid separation device 95.
第７の制御装置１０５は、第７演算部１０７と第７制御部１０９を備えている。
第一ポンプ１１は液ポンプであり、混合液に気相が残留しないことが望ましく、そのため第７演算部１０７は、第一ライン７及び分離ガス供給ライン９９における第一気液混合装置４１の上流側に設けられた、圧力検出器（Ｐ）、温度検出器（Ｔ）、流量検出器（Ｆ）及び組成検出器（Ａ）の検出値を入力して、第一気液混合装置４１で全量が液化する混合可能な分離ガスの最大混合可能量を演算する。
そして、第７制御部１０９は、第７演算部１０７の演算結果に基づいて分離ガス制御弁１０３を制御する。
The seventh control device 105 includes a seventh calculation unit 107 and a seventh control unit 109.
The first pump 11 is a liquid pump, and it is desirable that the gas phase does not remain in the liquid mixture. Therefore, the seventh arithmetic unit 107 is located upstream of the first gas-liquid mixing device 41 in the first line 7 and the separation gas supply line 99. The detection values of the pressure detector (P), temperature detector (T), flow rate detector (F), and composition detector (A) provided on the side are input, and the total amount is obtained by the first gas-liquid mixing device 41 Calculate the maximum mixable amount of the mixable separation gas that liquefies.
Then, the seventh control unit 109 controls the separation gas control valve 103 based on the calculation result of the seventh calculation unit 107.
また、第７制御部１０９は、分離液制御弁１０１及び第二制御弁２５の制御を行う。以下、分離液制御弁１０１及び第二制御弁２５の制御について具体的に説明する。
第２気液分離装置９５では、液面レベルをある一定範囲内に制御して運用するが、分離液制御弁１０１は液レベルを一定に保つように開度を調整する。すなわち、液面レベルが高くなりすぎる場合は分離液制御弁１０１の開度を大きくし、液面レベルが低くなりすぎる場合は分離液制御弁１０１の開度を小さくする調整を施す。
また、第２気液分離装置９５では、圧力をある一定範囲内に制御して運用する。詳しくは、第２気液分離装置９５の運用圧力はＬＮＧ送出ポンプ３の吐出圧よりわずかに高い程度で制御されるが、第二制御弁２５によりその圧力を制御する。すなわち、圧力が高くなりすぎる場合は第二制御弁２５の開度を小さくし、圧力が低くなりすぎる場合は第二制御弁２５の開度を大きくする調整を施す。
The seventh control unit 109 controls the separation liquid control valve 101 and the second control valve 25. Hereinafter, the control of the separation liquid control valve 101 and the second control valve 25 will be specifically described.
The second gas-liquid separator 95 is operated by controlling the liquid level within a certain range, but the separation liquid control valve 101 adjusts the opening so as to keep the liquid level constant. That is, when the liquid level becomes too high, the opening degree of the separation liquid control valve 101 is increased, and when the liquid level becomes too low, the opening degree of the separation liquid control valve 101 is reduced.
Further, the second gas-liquid separator 95 is operated by controlling the pressure within a certain range. Specifically, the operating pressure of the second gas-liquid separator 95 is controlled to a level slightly higher than the discharge pressure of the LNG delivery pump 3, but the pressure is controlled by the second control valve 25. That is, when the pressure becomes too high, the opening degree of the second control valve 25 is decreased, and when the pressure becomes too low, the opening degree of the second control valve 25 is increased.
上記のように構成された本実施の形態の動作を図１７に基づいて説明する。
ＬＮＧタンク（図示なし）から送出されたＬＮＧは、その一部が第一ライン７に流れ、残りが第二ライン９に流れる。第一ライン７に流れたＬＮＧは第一ポンプ１１で例えば7.0MPaGに昇圧され、第一気化器１３に供給されて全量が気化される。第一気化器１３で気化されたＮＧは膜分離装置１５に供給されて、メタンリッチの低発熱量ガスと、エタン、プロパン、ブタン等の重質分が濃縮された濃縮ガスに分離される。
The operation of the present embodiment configured as described above will be described with reference to FIG.
A part of the LNG delivered from the LNG tank (not shown) flows to the first line 7 and the rest flows to the second line 9. The LNG flowing in the first line 7 is boosted to, for example, 7.0 MPaG by the first pump 11 and supplied to the first vaporizer 13 so that the entire amount is vaporized. The NG vaporized in the first vaporizer 13 is supplied to the membrane separator 15 and separated into a methane-rich low calorific value gas and a concentrated gas enriched with heavy components such as ethane, propane, and butane.
濃縮ガス供給ライン２３に送られた濃縮ガスは、第二制御弁２５の開度に応じた量が第二ライン９の第２熱交換器９３に供給される。第２熱交換器９３では、低温のＬＮＧと高温の濃縮ガスの間で熱交換がなされ、濃縮ガスが冷却されることで気液混合状態となり、第２気液分離装置９５に送られる。
第２気液分離装置９５では、ガスと液が分離される。ここで、元の濃縮ガス供給ライン２３よりも分離液の熱量は更に高くなる。一方、分離ガスの熱量は濃縮ガス供給ライン２３よりも低くなる。
第２気液分離装置９５で分離された分離ガスは分離ガス制御弁１０３を通して第一気液混合装置４１に送られ、更に熱量が高まった分離液は分離液制御弁１０１を通して第二ライン９の第二ポンプ１９の上流に送られる。
The concentrated gas sent to the concentrated gas supply line 23 is supplied to the second heat exchanger 93 in the second line 9 in an amount corresponding to the opening degree of the second control valve 25. In the second heat exchanger 93, heat exchange is performed between the low-temperature LNG and the high-temperature concentrated gas, and the concentrated gas is cooled to be in a gas-liquid mixed state and sent to the second gas-liquid separator 95.
In the second gas-liquid separator 95, the gas and the liquid are separated. Here, the amount of heat of the separated liquid becomes higher than that of the original concentrated gas supply line 23. On the other hand, the amount of heat of the separation gas is lower than that of the concentrated gas supply line 23.
The separation gas separated by the second gas-liquid separation device 95 is sent to the first gas-liquid mixing device 41 through the separation gas control valve 103, and the separated liquid whose calorific value has further increased passes through the separation liquid control valve 101 and passes through the second line 9. It is sent upstream of the second pump 19.
なお、第２気液分離装置９５で分離された高熱量の分離液を最大混合可能量混合したとしても混合液の熱量が都市ガスで要求される規定値よりも低い場合もあり得ることから、第二気化器２１の下流に熱量調整器３８を設けるようにしてもよい。この点は、以下の実施の形態においても同様である。
また、濃縮ガス供給ライン２３の途中にバッファタンクを設けることで、濃縮ガスの分離量と混合量に差をつけられる緩衝作用を持たせるようにしてもよい。この点は、以下の実施の形態においても同様である。
In addition, even if the high heat amount separated liquid separated by the second gas-liquid separation device 95 is mixed in a maximum mixable amount, the heat amount of the mixed liquid may be lower than the specified value required for city gas, A calorific value regulator 38 may be provided downstream of the second vaporizer 21. This also applies to the following embodiments.
Further, a buffer tank may be provided in the middle of the concentrated gas supply line 23 to provide a buffering action that can make a difference between the separated amount and the mixed amount of the concentrated gas. This also applies to the following embodiments.
膜分離装置１５に供給されるＮＧは第一ポンプ１１でＬＮＧ送出ポンプ３の吐出圧より大幅に昇圧されており、第２気液分離装置９５の運用圧力はＬＮＧ送出ポンプ３の吐出圧よりわずかに高い程度で制御される。また、第２熱交換器９３の圧力損失は極わずかである。
このため、膜分離装置１５の供給側と透過側で差圧を十分とることができ、膜分離効率を向上することができる。すなわち、第一ポンプ１１による昇圧分の圧力差を膜分離に利用でき、従来技術より大きな膜分離圧力差を確保できるようになっている。
そして、膜分離は圧力差が大きいほど物質の透過速度が上昇するため、膜面積あたりの重質成分回収量の増大や透過ガス量あたりの必要膜面積の縮小が可能になる。
NG supplied to the membrane separation device 15 is significantly increased by the first pump 11 from the discharge pressure of the LNG delivery pump 3, and the operating pressure of the second gas-liquid separation device 95 is slightly higher than the discharge pressure of the LNG delivery pump 3. To a high degree. Further, the pressure loss of the second heat exchanger 93 is very small.
For this reason, a sufficient differential pressure can be taken between the supply side and the permeation side of the membrane separation apparatus 15, and the membrane separation efficiency can be improved. That is, the pressure difference corresponding to the pressure increase by the first pump 11 can be used for membrane separation, and a larger membrane separation pressure difference can be ensured than in the prior art.
In membrane separation, the larger the pressure difference, the higher the permeation rate of the substance. Therefore, it is possible to increase the amount of heavy component recovered per membrane area and reduce the required membrane area per amount of permeate gas.
以上のように、本実施の形態では、膜分離装置１５における供給側と透過側で差圧を十分とることができ、膜分離圧力差が十分に確保され、分離効率を向上することができる。
しかも、第一ライン７における第一ポンプ１１での昇圧と第二ライン９における第二ポンプ１９の昇圧はともに液状態での昇圧であり、昇圧動力はガス状態より液状態の方がはるかに小さいため、結果として膜を透過した濃縮ガスの昇圧を、圧縮機を用いる場合に比べて消費動力を低く抑えられる。
また、第７の制御装置１０５によって、第一気液混合装置４１に供給される分離ガスの全量が液化して混合液には気相が残留しないようにしているので、第一ポンプ１１で効率的に送液することができる。
また、第２気液分離装置９５により、濃縮ガス供給ライン２３の濃縮ガスよりも更に高い熱量をもつ分離液を第二ライン９に供給することが出来る。
As described above, in the present embodiment, a sufficient differential pressure can be taken between the supply side and the permeation side in the membrane separation device 15, a sufficient membrane separation pressure difference can be secured, and the separation efficiency can be improved.
In addition, the pressure increase in the first pump 11 in the first line 7 and the pressure increase in the second pump 19 in the second line 9 are both in the liquid state, and the pressure increase power is much smaller in the liquid state than in the gas state. Therefore, as a result, the power consumption of the concentrated gas that has passed through the membrane can be increased as compared with the case where a compressor is used.
Further, since the seventh control device 105 liquefies the entire amount of the separation gas supplied to the first gas-liquid mixing device 41 so that the gas phase does not remain in the mixed solution, the first pump 11 is efficient. Liquid can be fed.
Further, the second gas-liquid separation device 95 can supply a separation liquid having a higher heat quantity than the concentrated gas in the concentrated gas supply line 23 to the second line 9.
なお、上記の例では、第一気液混合装置４１の上流側に圧力検出器（Ｐ）を設置しているが、第一気液混合装置４１における圧力損失を考慮する場合には、第一気液混合装置４１の下流側にも圧力検出器（Ｐ）を設置して検出値を第７の制御装置１０５に入力するようにすればよい。
もっとも、第一気液混合装置４１の圧力損失が推定できる場合には、圧力検出器（Ｐ）を設けることなく、推定値を第７の制御装置１０５に入力するようにしてもよい。
また、上記の例では第２熱交換器９３は第二ポンプ１９の下流に配置されているが、第一ポンプ１１の下流に配置してもかまわない。
In the above example, the pressure detector (P) is installed on the upstream side of the first gas-liquid mixing device 41. However, when the pressure loss in the first gas-liquid mixing device 41 is taken into consideration, the first What is necessary is just to install a pressure detector (P) also in the downstream of the gas-liquid mixing apparatus 41, and to input a detected value into the 7th control apparatus 105. FIG.
However, if the pressure loss of the first gas-liquid mixing device 41 can be estimated, the estimated value may be input to the seventh control device 105 without providing the pressure detector (P).
In the above example, the second heat exchanger 93 is disposed downstream of the second pump 19, but may be disposed downstream of the first pump 11.
また、上記の第７の制御装置１０５は、分離ガス制御弁１０３の制御に関していわゆるフィードフォワード制御であったが、第７の制御装置１０５に代えて、図１８に示すように、フィードバック制御によって分離ガス制御弁１０３の制御を行う第８の制御装置１１１を適用してもよい。
第８の制御装置１１１は、第一気液混合装置４１の下流側に設けた圧力検出器（Ｐ）、温度検出器（Ｔ）及び組成検出器（Ａ）の検出値を入力して混合後の液化燃料ガスの相状態を判定する第８演算部１１３と、第８演算部１１３の演算結果に基づいてガス制御御弁１０３を制御する第８制御部１１５とを備えている。第８制御部１１５は、第８演算部１１３の判定結果によって気液混相、あるいは気相状態になるおそれがある場合には、分離ガス制御弁１０３を絞って第一気液混合装置４１に供給される分離ガス量を少なくする。
In addition, the seventh control device 105 is a so-called feedforward control with respect to the control of the separation gas control valve 103. However, instead of the seventh control device 105, as shown in FIG. An eighth control device 111 that controls the gas control valve 103 may be applied.
The eighth control device 111 inputs the detection values of the pressure detector (P), temperature detector (T), and composition detector (A) provided downstream of the first gas-liquid mixing device 41 and mixes them. And an eighth control unit 115 that controls the gas control control valve 103 based on the calculation result of the eighth calculation unit 113. The eighth control unit 115 throttles the separation gas control valve 103 and supplies it to the first gas-liquid mixing device 41 when there is a possibility that a gas-liquid mixed phase or a gas phase state is brought about according to the determination result of the eighth calculating unit 113. Reduce the amount of separation gas produced.
また、分離ガス制御弁１０３の制御に関しては、フィードフォワード、フィードバックの他に両者を組み合わせて制御を行うようにしてよい。この点は、以下の実施の形態でも同様である。 Further, regarding the control of the separation gas control valve 103, the control may be performed by combining both in addition to feedforward and feedback. This also applies to the following embodiments.
実施の形態６による熱量調整の具体例について図１９に基づいて概説する。
図１９に示す例では、ＬＮＧ送出ポンプ３によって送られてきた194.8t/hのＬＮＧ（熱量：44.2MJ/Nm3、C1:90.0%,C2:6.0%,C3:3.0%,C4:1.0%）は、88.2t/hが第一ライン７に流れて、膜分離装置１５によって分離され、50t/hの低発熱量ガス（熱量：41.7MJ/Nm3、C1:95.0%,C2:3.6%,C3:1.2%,C4:0.2%）が発電所等へ供給される。
膜分離装置１５で分離された65.8t/hの濃縮ガス（熱量：44.2MJ/Nm3、C1:90.6%,C2:5.2%,C3:3.0%,C4:1.2%）は第２熱交換器９３で冷却されたのち、第２気液分離装置９５で気体と液体に分離される。第２気液分離装置９５で分離された38.2t/hの分離液（熱量：48.1MJ/Nm3、C1:82.2%,C2:9.7%,C3:5.7%,C4:2.4%）は第二ライン９に流れる106.6t/hのＬＮＧに供給され濃縮液（熱量：45.2MJ/Nm3、C1:88.0%,C2:6.9%,C3:3.7%,C4:1.4%）となり第二ポンプ１９により昇圧される。その後第二気化器２１で気化され、さらに熱量調整のために熱量調整器３８によって5.2t/hのＬＰＧ（熱量：102MJ/Nm3、C3:90.0%,C4:10.0%）が添加され、150t/hの高発熱量ガス（熱量：46.0MJ/Nm3、C1:86.9%,C2:6.8%,C3:4.9%,C4:1.4%）として都市ガス需要者に供給される。第２気液分離装置９５で分離された27.6t/hの分離ガス（熱量：39.8MJ/Nm3、C1:99.8%,C2:0.2%,C3:0.0%,C4:0.0%）は第一気液混合装置４１に供給され、第一ライン７を流れるＬＮＧとの混合液（熱量：43.1MJ/Nm3、C1:92.5%,C2:4.5%,C3:2.2%,C4:0.8%）となり、第一ポンプ１１、第一気化器１３、膜分離装置１５に供給される。
A specific example of heat amount adjustment according to the sixth embodiment will be outlined based on FIG.
In the example shown in FIG. 19, 194.8 t / h LNG (heat amount: 44.2 MJ / Nm 3 , C1: 90.0%, C2: 6.0%, C3: 3.0%, C4: 1.0%) sent by the LNG delivery pump 3 ), 88.2t / h flows to the first line 7 and is separated by the membrane separator 15, and the low calorific value gas (heat amount: 41.7MJ / Nm 3 , C1: 95.0%, C2: 3.6%) is 50t / h. , C3: 1.2%, C4: 0.2%) is supplied to power plants.
The concentrated gas (heat amount: 44.2MJ / Nm 3 , C1: 90.6%, C2: 5.2%, C3: 3.0%, C4: 1.2%) separated by the membrane separator 15 is the second heat exchanger. After being cooled at 93, the gas / liquid is separated by the second gas / liquid separator 95. The 38.2t / h separation liquid (calorie: 48.1MJ / Nm 3 , C1: 82.2%, C2: 9.7%, C3: 5.7%, C4: 2.4%) separated by the second gas-liquid separator 95 is the second Concentrated liquid (heat quantity: 45.2MJ / Nm 3 , C1: 88.0%, C2: 6.9%, C3: 3.7%, C4: 1.4%) supplied to 106.6t / h LNG flowing through line 9 by the second pump 19 Boosted. After that, it is vaporized by the second vaporizer 21, and 5.2 t / h of LPG (heat amount: 102 MJ / Nm 3 , C3: 90.0%, C4: 10.0%) is added by the heat amount adjuster 38 to adjust the heat amount, and 150 t. / h high calorific value gas (heat amount: 46.0MJ / Nm 3 , C1: 86.9%, C2: 6.8%, C3: 4.9%, C4: 1.4%) is supplied to city gas consumers. The 27.6t / h separation gas (heat quantity: 39.8MJ / Nm 3 , C1: 99.8%, C2: 0.2%, C3: 0.0%, C4: 0.0%) separated by the second gas-liquid separator 95 is the first It is supplied to the gas-liquid mixing device 41 and becomes a mixed solution with LNG flowing through the first line 7 (calorie: 43.1MJ / Nm 3 , C1: 92.5%, C2: 4.5%, C3: 2.2%, C4: 0.8%) The first pump 11, the first vaporizer 13, and the membrane separator 15 are supplied.
実施の形態２では熱量調整のために添加したＬＰＧの量が8.6t/hであったが、実施の形態６では5.2t/hとなっており、添加量が減少している。これは、第二気液混合装置１７に代えて第２気液分離装置９５を設けたことにより、膜分離装置１５で分離された濃縮ガスの熱量が第２気液分離装置９５を通過することで増加したことによる。つまり、この熱量が増加した分、第二ライン９で最後に熱量調整として加えるＬＰＧの必要量が減少する。
本実施の形態によれば、実施の形態２に比較して、熱量調整に必要なＬＰＧの量を少なくできるというさらなる効果が得られている。
In the second embodiment, the amount of LPG added for adjusting the amount of heat is 8.6 t / h, but in the sixth embodiment, the amount is 5.2 t / h, and the added amount is reduced. This is because the amount of heat of the concentrated gas separated by the membrane separation device 15 passes through the second gas-liquid separation device 95 by providing the second gas-liquid separation device 95 instead of the second gas-liquid mixing device 17. Due to the increase in That is, the required amount of LPG to be added last as the heat amount adjustment in the second line 9 is reduced by the amount of increase in the heat amount.
According to the present embodiment, as compared with the second embodiment, a further effect that the amount of LPG necessary for the calorie adjustment can be reduced is obtained.
［実施の形態７］
実施の形態７に係る多成分系液化ガスの成分調整装置１１７を図２０に基づいて説明する。なお、図２０において、実施の形態６を示した図１７と同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。
実施の形態７に係る多成分系液化ガスの成分調整装置１１７は、実施の形態６における第２熱交換器９３に代えて、第一ライン７における第一ポンプ１１の下流側から第２気液分離装置９５にＬＮＧを供給する第一ＬＮＧ供給ライン１１９を設けたものである。第一ＬＮＧ供給ライン１１９には、ＬＮＧ供給量を調整するための第１ＬＮＧ制御弁１２１が設けられている。
[Embodiment 7]
A multicomponent liquefied gas component adjustment device 117 according to Embodiment 7 will be described with reference to FIG. In FIG. 20, the same parts as those in FIG. 17 showing the sixth embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
A multi-component liquefied gas component adjustment device 117 according to the seventh embodiment replaces the second heat exchanger 93 in the sixth embodiment with the second gas-liquid from the downstream side of the first pump 11 in the first line 7. A first LNG supply line 119 for supplying LNG to the separation device 95 is provided. The first LNG supply line 119 is provided with a first LNG control valve 121 for adjusting the LNG supply amount.
また、本実施の形態では、分離液制御弁１０１、分離ガス制御弁１０３、第１ＬＮＧ制御弁１２１及び第二制御弁２５を制御して、第二ライン９に供給する分離液量、第一気液混合装置４１に供給する分離ガス量、第２気液分離装置９５に供給するＬＮＧ量及び第２気液分離装置９５に供給する濃縮ガス量を制御する第９の制御装置１２３が設けられている。 In the present embodiment, the separation liquid control valve 101, the separation gas control valve 103, the first LNG control valve 121, and the second control valve 25 are controlled to supply the amount of separation liquid supplied to the second line 9, A ninth controller 123 is provided for controlling the amount of separation gas supplied to the liquid mixing device 41, the amount of LNG supplied to the second gas-liquid separation device 95, and the amount of concentrated gas supplied to the second gas-liquid separation device 95. Yes.
第９の制御装置１２３は、第９演算部１２５と第９制御部１２７を備えており、第９演算部１２５の機能は第７演算部１０７と同様であり、第９制御部１２７は第７制御部１０９の機能に加えて第１ＬＮＧ制御弁１２１を制御する機能を有している。
第２気液分離装置９５では、温度をある一定範囲内に制御して運用するが、第９制御部１２７は温度を一定に保つように第１ＬＮＧ制御弁１２１の開度を調整する。すなわち、温度が高くなりすぎる場合は第１ＬＮＧ制御弁１２１の開度を大きくし、温度が低くなりすぎる場合は第１ＬＮＧ制御弁１２１の開度を小さくする調整を施す。
The ninth control device 123 includes a ninth calculation unit 125 and a ninth control unit 127. The function of the ninth calculation unit 125 is the same as that of the seventh calculation unit 107, and the ninth control unit 127 includes the seventh calculation unit 127. In addition to the function of the control unit 109, the first LNG control valve 121 is controlled.
In the second gas-liquid separator 95, the temperature is controlled to operate within a certain range, and the ninth control unit 127 adjusts the opening degree of the first LNG control valve 121 so as to keep the temperature constant. That is, when the temperature becomes too high, the opening degree of the first LNG control valve 121 is increased, and when the temperature becomes too low, the opening degree of the first LNG control valve 121 is reduced.
上記のように構成された本実施の形態の動作を図２０に基づいて説明する。
本実施の形態の動作は実施の形態６とほぼ同様であるが、実施の形態６では膜分離装置１５で分離された濃縮ガスを、第２熱交換器９３を介して第二ライン９のＬＮＧで冷却していたのに対して、本実施の形態では第一ライン７のＬＮＧの一部を第２気液分離装置９５に供給することで冷却する点が異なるので、これに関連する点について以下説明する。
The operation of the present embodiment configured as described above will be described with reference to FIG.
Although the operation of the present embodiment is almost the same as that of the sixth embodiment, in the sixth embodiment, the concentrated gas separated by the membrane separation device 15 is converted into LNG in the second line 9 via the second heat exchanger 93. In this embodiment, since a part of the LNG in the first line 7 is supplied to the second gas-liquid separation device 95 to be cooled, the point related to this is different. This will be described below.
濃縮ガス供給ライン２３に送られた濃縮ガスは、第二制御弁２５の開度に応じた量が第２気液分離装置９５に送られる。また、第一ポンプ１１から送られたＬＮＧのうち一部は、第１ＬＮＧ制御弁１２１の開度に応じた量が第２気液分離装置９５に送られる。
第２気液分離装置９５では、ガスと液が分離される。ここで、元の濃縮ガス供給ライン２３よりも分離液の熱量は更に高くなる。一方、分離ガスの熱量は濃縮ガス供給ライン２３よりも低くなる。
分離ガスは分離ガス制御弁１０３を通して第一気液混合装置４１に送られ、更に熱量が高まった分離液は分離液制御弁１０１を通して第二ライン９の第二ポンプ１９の上流に送られる。
The amount of the concentrated gas sent to the concentrated gas supply line 23 is sent to the second gas-liquid separator 95 in accordance with the opening degree of the second control valve 25. In addition, a part of the LNG sent from the first pump 11 is sent to the second gas-liquid separator 95 according to the opening degree of the first LNG control valve 121.
In the second gas-liquid separator 95, the gas and the liquid are separated. Here, the amount of heat of the separated liquid becomes higher than that of the original concentrated gas supply line 23. On the other hand, the amount of heat of the separation gas is lower than that of the concentrated gas supply line 23.
The separation gas is sent to the first gas-liquid mixing device 41 through the separation gas control valve 103, and the separation liquid whose heat amount is further increased is sent to the upstream of the second pump 19 in the second line 9 through the separation liquid control valve 101.
本実施の形態の作用効果については、実施の形態６と同様である。 The operational effects of the present embodiment are the same as those of the sixth embodiment.
なお、上記の第９の制御装置１２３は、分離ガス制御弁１０３の制御に関していわゆるフィードフォワード制御であったが、第９の制御装置１２３に代えて、図２１に示すように、フィードバック制御によって分離ガス制御弁１０３の制御を行う第１０の制御装置１２９を適用してもよい。 In addition, although said 9th control apparatus 123 was what was called feedforward control regarding control of the separation gas control valve 103, it replaced with the 9th control apparatus 123, and as shown in FIG. A tenth control device 129 that controls the gas control valve 103 may be applied.
実施の形態７による熱量調整の具体例について図２２に基づいて概説する。
図２２に示す例では、ＬＮＧ送出ポンプ３によって送られてきた193.2t/hのＬＮＧ（熱量：44.2MJ/Nm3、C1:90.0%,C2:6.0%,C3:3.0%,C4:1.0%）は、104.7t/hが第一ライン７に流れ第一ポンプ１１で昇圧されたのち70.0t/hが第２気液分離装置９５に供給され、それ以外は第一気化器１３によって気化されたのち膜分離装置１５によって分離され、50t/hの低発熱量ガス（熱量：42.4MJ/Nm3、C1:93.8%,C2:4.1%,C3:1.7%,C4:0.4%）が発電所等へ供給される。
膜分離装置１５で分離された19.2t/hの濃縮ガス（熱量：44.9MJ/Nm3、C1:89.6%,C2:5.4%,C3:3.4%,C4:1.6%）は第２気液分離装置９５に供給される。第２気液分離装置９５で分離された54.7t/hの分離液（熱量：46.1MJ/Nm3、C1:86.2%,C2:7.9%,C3:4.3%,C4:1.6%）は第二ライン９に流れる88.5t/hのＬＮＧに供給され濃縮液（熱量：44.9MJ/Nm3、C1:88.6%,C2:6.7%,C3:3.5%,C4:1.2%）となり第二ポンプ１９により昇圧される。その後第二気化器２１で気化され、さらに熱量調整のために熱量調整器３８によって6.8t/hのＬＰＧ（熱量：102MJ/Nm3、C3:90.0%,C4:10.0%）が添加され、150t/hの高発熱量ガス（熱量：46.0MJ/Nm3、C1:86.9%,C2:6.6%,C3:5.1%,C4:1.4%）として都市ガス需要者に供給される。第２気液分離装置９５で分離された34.5t/hの分離ガス（熱量：39.8MJ/Nm3、C1:99.8%,C2:0.2%,C3:0.0%,C4:0.0%）は第一気液混合装置４１に供給され、第一ライン７を流れるＬＮＧとの混合液（熱量：43.0MJ/Nm3、C1:92.6%,C2:4.4%,C3:2.2%,C4:0.8%）となり、第一ポンプ１１、第一気化器１３、膜分離装置１５に供給される。
A specific example of the heat amount adjustment according to the seventh embodiment will be outlined based on FIG.
In the example shown in FIG. 22, 193.2 t / h LNG (heat amount: 44.2 MJ / Nm 3 , C1: 90.0%, C2: 6.0%, C3: 3.0%, C4: 1.0%) sent by the LNG delivery pump 3 ), 104.7 t / h flows to the first line 7 and is boosted by the first pump 11, then 70.0 t / h is supplied to the second gas-liquid separator 95, and the rest is vaporized by the first vaporizer 13. After that, it is separated by the membrane separator 15 and the low calorific gas (heat quantity: 42.4MJ / Nm 3 , C1: 93.8%, C2: 4.1%, C3: 1.7%, C4: 0.4%) of 50t / h is the power plant. Etc.
The 19.2t / h concentrated gas (calorie: 44.9MJ / Nm 3 , C1: 89.6%, C2: 5.4%, C3: 3.4%, C4: 1.6%) separated by the membrane separator 15 is the second gas-liquid separation. Supplied to the device 95. The 54.7t / h separation liquid (calorie: 46.1MJ / Nm 3 , C1: 86.2%, C2: 7.9%, C3: 4.3%, C4: 1.6%) separated by the second gas-liquid separator 95 is the second. Concentrated liquid (heat amount: 44.9MJ / Nm 3 , C1: 88.6%, C2: 6.7%, C3: 3.5%, C4: 1.2%) supplied to the 88.5t / h LNG flowing through the line 9 by the second pump 19 Boosted. After that, it is vaporized by the second vaporizer 21, and 6.8 t / h LPG (heat amount: 102 MJ / Nm 3 , C3: 90.0%, C4: 10.0%) is added by the heat amount adjuster 38 to adjust the heat amount, and 150 t. / h high calorific value gas (heat amount: 46.0MJ / Nm 3 , C1: 86.9%, C2: 6.6%, C3: 5.1%, C4: 1.4%) is supplied to city gas consumers. The second gas-liquid separator 95 in an isolated 34.5t / h separation gas (heat: 39.8MJ / Nm 3, C1: 99.8%, C2: 0.2%, C3: 0.0%, C4: 0.0%) first It is supplied to the gas-liquid mixing device 41 and becomes a mixed solution with LNG flowing through the first line 7 (heat amount: 43.0MJ / Nm 3 , C1: 92.6%, C2: 4.4%, C3: 2.2%, C4: 0.8%) The first pump 11, the first vaporizer 13, and the membrane separator 15 are supplied.
実施の形態２では熱量調整のために添加したＬＰＧの量が8.6t/hであったが、実施の形態７では6.8t/hとなっており、添加量が減少している。これは、実施の形態６と同様に、第二気液混合装置１７に代えて第２気液分離装置９５を設けたことにより、膜分離装置１５で分離された濃縮ガスの熱量が第２気液分離装置９５を通過することで増加したことによる。つまり、この熱量が増加した分、第二ライン９で最後に熱量調整として加えるＬＰＧの必要量が減少する。
本実施の形態によれば、実施の形態２に比較して、熱量調整に必要なＬＰＧの量を少なくできるというさらなる効果が得られている。
In the second embodiment, the amount of LPG added for adjusting the amount of heat was 8.6 t / h, but in the seventh embodiment, it was 6.8 t / h, and the amount added was reduced. As in the sixth embodiment, the second gas-liquid separation device 95 is provided in place of the second gas-liquid mixing device 17, so that the amount of heat of the concentrated gas separated by the membrane separation device 15 is the second gas. It is because it increased by passing through the liquid separator 95. That is, the required amount of LPG to be added last as the heat amount adjustment in the second line 9 is reduced by the amount of increase in the heat amount.
According to the present embodiment, as compared with the second embodiment, a further effect that the amount of LPG necessary for the calorie adjustment can be reduced is obtained.
［実施の形態８］
実施の形態８に係る多成分系液化ガスの成分調整装置１３５を図２３に基づいて説明する。なお、図２３において、実施の形態７を示した図２０と同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。
実施の形態７では第２気液分離装置９５に第一ＬＮＧ供給ライン１１９から第一ラインのＬＮＧの一部を供給していたが、実施の形態８に係る多成分系液化ガスの成分調整装置１３５においては、第二ライン９の第二ポンプ１９の下流側から第二ＬＮＧ供給ライン１３７を介して第二ライン９のＬＮＧの一部を第２気液分離装置９５に供給するようにしている。これに伴い、第一ライン７の第一ポンプ１１の下流側から第一ライン７のＬＮＧの一部を第二ライン９の第二ポンプ１９の上流側に供給する第一ＬＮＧ分岐ライン１３９を設けている。
第二ＬＮＧ供給ライン１３７には、ＬＮＧ供給量を調整するための第２ＬＮＧ制御弁１４１が設けられ、第一ＬＮＧ分岐ライン１３９には第３ＬＮＧ制御弁１４３が設けられている。
[Embodiment 8]
A multicomponent liquefied gas component adjustment device 135 according to Embodiment 8 will be described with reference to FIG. In FIG. 23, the same parts as those in FIG. 20 showing the seventh embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
In the seventh embodiment, a part of the LNG in the first line is supplied from the first LNG supply line 119 to the second gas-liquid separator 95. However, the multi-component liquefied gas component adjusting apparatus according to the eighth embodiment. In 135, a part of the LNG in the second line 9 is supplied to the second gas-liquid separator 95 from the downstream side of the second pump 19 in the second line 9 via the second LNG supply line 137. . Accordingly, a first LNG branch line 139 for supplying a part of the LNG of the first line 7 from the downstream side of the first pump 11 of the first line 7 to the upstream side of the second pump 19 of the second line 9 is provided. ing.
The second LNG supply line 137 is provided with a second LNG control valve 141 for adjusting the LNG supply amount, and the first LNG branch line 139 is provided with a third LNG control valve 143.
また、本実施の形態では、分離液制御弁１０１、分離ガス制御弁１０３、第２ＬＮＧ制御弁１４１、第３ＬＮＧ制御弁１４３及び第二制御弁２５を制御して、第二ラインに供給する分離液量、第一気液混合装置に供給する分離ガス量、第２気液分離装置９５に供給するＬＮＧ量、第一ライン７から第二ライン９に供給するＬＮＧ量及び第２気液分離装置９５に供給する濃縮ガス量を制御する第１１の制御装置１４５が設けられている。 In the present embodiment, the separation liquid control valve 101, the separation gas control valve 103, the second LNG control valve 141, the third LNG control valve 143, and the second control valve 25 are controlled to be supplied to the second line. The amount of LNG supplied to the second gas-liquid separator 95, the amount of LNG supplied from the first line 7 to the second line 9, and the second gas-liquid separator 95. An eleventh control device 145 is provided for controlling the amount of the concentrated gas supplied to.
第１１の制御装置１４５は、第１１演算部１４７と第１１制御部１４９を備えており、第１１演算部１４７の機能は第９演算部１２５と同様であり、第１１制御部１４９は第９制御部１２７の機能に加えて第２ＬＮＧ制御弁１４１及び第３ＬＮＧ制御弁１４３を制御する機能を有している。
第２気液分離装置９５では、温度をある一定範囲内に制御して運用するが、第１１制御部１４９は温度を一定に保つように第２ＬＮＧ制御弁１４１の開度を調整する。すなわち、温度が高くなりすぎる場合は第２ＬＮＧ制御弁１４１の開度を大きくし、温度が低くなりすぎる場合は第２ＬＮＧ制御弁１４１の開度を小さくする調整を施す。
また、第１１制御部１４９は、第一ＬＮＧ分岐ライン１３９に流れるＬＮＧの流量が、第二ＬＮＧ供給ライン１３７に流れるＬＮＧの流量と同じかやや大きくなるように、第３ＬＮＧ制御弁１４３の開度を調整する。
The eleventh control device 145 includes an eleventh calculation unit 147 and an eleventh control unit 149. The function of the eleventh calculation unit 147 is the same as that of the ninth calculation unit 125, and the eleventh control unit 149 includes the ninth calculation unit 149. In addition to the function of the control unit 127, the second LNG control valve 141 and the third LNG control valve 143 are controlled.
The second gas-liquid separation device 95 operates while controlling the temperature within a certain range, but the eleventh control unit 149 adjusts the opening of the second LNG control valve 141 so as to keep the temperature constant. That is, when the temperature becomes too high, the opening degree of the second LNG control valve 141 is increased, and when the temperature becomes too low, the opening degree of the second LNG control valve 141 is reduced.
Further, the eleventh control unit 149 opens the opening of the third LNG control valve 143 so that the flow rate of LNG flowing through the first LNG branch line 139 is the same as or slightly larger than the flow rate of LNG flowing through the second LNG supply line 137. Adjust.
上記のように構成された本実施の形態の動作を図２３に基づいて説明する。
本実施の形態の動作は実施の形態７とほぼ同様であるが、実施の形態７では第一ライン７のＬＮＧの一部を第２気液分離装置９５に供給していたのに対して、本実施の形態では第二ライン９のＬＮＧの一部を第２気液分離装置９５に供給している点が異なるので、これに関連する点について以下説明する。
The operation of the present embodiment configured as described above will be described with reference to FIG.
The operation of the present embodiment is almost the same as that of the seventh embodiment, but in the seventh embodiment, a part of the LNG in the first line 7 is supplied to the second gas-liquid separator 95, whereas This embodiment is different in that a part of the LNG in the second line 9 is supplied to the second gas-liquid separator 95, and the points related to this will be described below.
濃縮ガス供給ライン２３に送られた濃縮ガスは、第二制御弁２５の開度に応じた量が第２気液分離装置９５に送られる。また、第二ポンプ１９から送られたＬＮＧのうち一部は、第２ＬＮＧ制御弁１４１の開度に応じた量が第２気液分離装置９５に送られる。さらに、第一ポンプ１１から送られたＬＮＧのうち一部は、第３ＬＮＧ制御弁１４３の開度に応じた量が第二ポンプ１９の上流側に送られる。 The amount of the concentrated gas sent to the concentrated gas supply line 23 is sent to the second gas-liquid separator 95 in accordance with the opening degree of the second control valve 25. In addition, a part of the LNG sent from the second pump 19 is sent to the second gas-liquid separator 95 in accordance with the opening degree of the second LNG control valve 141. Further, a part of the LNG sent from the first pump 11 is sent to the upstream side of the second pump 19 in an amount corresponding to the opening degree of the third LNG control valve 143.
本実施の形態の作用効果については、実施の形態６、７と同様である。 The operational effects of the present embodiment are the same as those of the sixth and seventh embodiments.
なお、上記の第１１の制御装置１４５は、分離ガス制御弁１０３の制御に関していわゆるフィードフォワード制御であったが、第１１の制御装置１４５に代えて、図２４に示すように、フィードバック制御によって分離ガス制御弁１０３の制御を行う第１２の制御装置１５１を適用してもよい。 The eleventh control device 145 is a so-called feedforward control with respect to the control of the separation gas control valve 103. However, instead of the eleventh control device 145, separation is performed by feedback control as shown in FIG. A twelfth control device 151 that controls the gas control valve 103 may be applied.
実施の形態８による熱量調整の具体例について図２５に基づいて概説する。
図２５に示す例では、ＬＮＧ送出ポンプ３によって送られてきた193.5t/hのＬＮＧ（熱量：44.2MJ/Nm3、C1:90.0%,C2:6.0%,C3:3.0%,C4:1.0%）は、109.5t/hが第一ライン７に流れ第一ポンプ１１で昇圧されたのち70.0t/hが第二ライン９に供給され、それ以外は第一気化器１３によって気化されたのち膜分離装置１５によって分離され、50t/hの低発熱量ガス（熱量：42.2MJ/Nm3、C1:94.0%,C2:4.0%,C3:1.6%,C4:0.4%）が発電所等へ供給される。
膜分離装置１５で分離された25.8t/hの濃縮ガス（熱量：44.7MJ/Nm3、C1:89.7%,C2:5.4%,C3:3.3%,C4:1.6%）は第２気液分離装置９５に供給される。第２気液分離装置９５で分離された36.3t/hの分離ガス（熱量：39.9MJ/Nm3、C1:99.7%,C2:0.3%,C3:0.0%,C4:0.0%）は第一気液混合器４１に供給され、第一ライン７を流れるＬＮＧとの混合液（熱量：43.0MJ/Nm3、C1:92.6%,C2:4.4%,C3:2.2%,C4:0.8%）となり、第一ポンプ１１、第一気化器１３、膜分離装置１５に供給される。第２気液分離装置９５で分離された59.5t/hの分離液（熱量：48.8MJ/Nm3、C1:80.4%,C2:11.1%,C3:6.1%,C4:2.4%）は第二ライン９に供給される。第二ライン９に流れる84.0t/hのＬＮＧは第一ライン７より昇圧された混合液、第２気液分離装置９５から分離液が供給され濃縮液（熱量：45.0MJ/Nm3、C1:88.6%,C2:6.7%,C3:3.5%,C4:1.2%）となり第二ポンプ１９により昇圧される。その後70.0t/hが第２気液分離装置９５に供給され、それ以外は第二気化器２１で気化され、さらに熱量調整のために熱量調整器３８によって6.5t/hのＬＰＧ（熱量：102MJ/Nm3、C3:90.0%,C4:10.0%）が添加されたのち、150t/hの高発熱量ガス（熱量：46.0MJ/Nm3、C1:86.9%,C2:6.6%,C3:5.1%,C4:1.4%）として都市ガス需要者に供給される。
A specific example of heat quantity adjustment according to the eighth embodiment will be outlined with reference to FIG.
In the example shown in FIG. 25, 193.5 t / h LNG (heat amount: 44.2 MJ / Nm 3 , C1: 90.0%, C2: 6.0%, C3: 3.0%, C4: 1.0%) sent by the LNG delivery pump 3 ) 109.5 t / h flows into the first line 7, the pressure is increased by the first pump 11, 70.0 t / h is supplied to the second line 9, and the others are vaporized by the first vaporizer 13 and then the membrane 50t / h low calorific value gas (heat amount: 42.2MJ / Nm 3 , C1: 94.0%, C2: 4.0%, C3: 1.6%, C4: 0.4%) supplied to the power plant etc. Is done.
Enriched gas separated 25.8t / h in the membrane separation apparatus 15 (the amount of heat: 44.7MJ / Nm 3, C1: 89.7%, C2: 5.4%, C3: 3.3%, C4: 1.6%) and the second gas-liquid separator Supplied to the device 95. The separation gas of 36.3 t / h separated by the second gas-liquid separator 95 (heat quantity: 39.9MJ / Nm 3 , C1: 99.7%, C2: 0.3%, C3: 0.0%, C4: 0.0%) is the first It is supplied to the gas-liquid mixer 41 and becomes a liquid mixture with LNG flowing through the first line 7 (calorie: 43.0MJ / Nm 3 , C1: 92.6%, C2: 4.4%, C3: 2.2%, C4: 0.8%) The first pump 11, the first vaporizer 13, and the membrane separator 15 are supplied. The 59.5t / h separation liquid (calorie: 48.8MJ / Nm 3 , C1: 80.4%, C2: 11.1%, C3: 6.1%, C4: 2.4%) separated by the second gas-liquid separator 95 is the second. Supplied to line 9. The LNG of 84.0 t / h flowing through the second line 9 is a mixed liquid whose pressure has been increased from the first line 7, and a separated liquid is supplied from the second gas-liquid separator 95 (amount of heat: 45.0 MJ / Nm 3 , C1: 88.6%, C2: 6.7%, C3: 3.5%, C4: 1.2%). Thereafter, 70.0 t / h is supplied to the second gas-liquid separator 95, and the others are vaporized by the second vaporizer 21, and 6.5 t / h LPG (calorie: 102 MJ) by the calorimeter 38 for further calorie adjustment. / Nm 3 , C3: 90.0%, C4: 10.0%), 150t / h high calorific gas (calorie: 46.0MJ / Nm 3 , C1: 86.9%, C2: 6.6%, C3: 5.1) %, C4: 1.4%) and is supplied to city gas consumers.
実施の形態２では熱量調整のために添加したＬＰＧの量が8.6t/hであったが、実施の形態８では6.5t/hとなっており、添加量が減少している。これは、実施の形態６、７と同様に、第二気液混合装置１７に代えて第２気液分離装置９５を設けたことにより、膜分離装置１５で分離された濃縮ガスの熱量が第２気液分離装置９５を通過することで増加したことによる。つまり、この熱量が増加した分、第二ライン９で最後に熱量調整として加えるＬＰＧの必要量が減少する。
本実施の形態によれば、実施の形態２に比較して、熱量調整に必要なＬＰＧの量を少なくできるというさらなる効果が得られている。
In the second embodiment, the amount of LPG added for adjusting the amount of heat was 8.6 t / h, but in the eighth embodiment, it was 6.5 t / h, and the amount added was reduced. As in the sixth and seventh embodiments, the second gas-liquid separation device 95 is provided instead of the second gas-liquid mixing device 17, so that the amount of heat of the concentrated gas separated by the membrane separation device 15 is the first. It is because it increased by having passed 2 gas-liquid separator 95. That is, the required amount of LPG to be added last as the heat amount adjustment in the second line 9 is reduced by the amount of increase in the heat amount.
According to the present embodiment, as compared with the second embodiment, a further effect that the amount of LPG necessary for the calorie adjustment can be reduced is obtained.
実施の形態６〜８においては、気液分離装置９５によって気液分離された分離ガスを第一ライン７の第一気液混合装置４１に供給する例を示したが、本発明の多成分液化ガスの成分調整装置はこれに限定されるものではなく、分離ガスを第一気液混合装置４１に供給しない態様も含む。この場合、分離ガスは例えばガス燃焼ボイラなどガスの熱量の制約が緩やかな機器に供給するようにする。 In Embodiment 6-8, although the example which supplies the separation gas separated into gas and liquid by the gas-liquid separation apparatus 95 to the 1st gas-liquid mixing apparatus 41 of the 1st line 7 was shown, the multi-component liquefaction of this invention The gas component adjustment device is not limited to this, and includes a mode in which the separation gas is not supplied to the first gas-liquid mixing device 41. In this case, the separated gas is supplied to a device having a gentle restriction on the amount of heat of the gas such as a gas combustion boiler.
また、上記の実施の形態１〜８では、多成分系液化ガスの例としてＬＮＧを例示してＬＮＧを液化燃料ガスとして送出するラインを例に挙げて説明したが、本発明の多成分系液化ガスはＬＮＧに限られるものではなく種々の多成分系液化ガスを対象とすることができる。例えば、多成分系液化ガスとしての液体空気からの酸素濃縮ガス製造プロセスなどに適用することも可能である。酸素濃縮ガスは例えばバーナーやボイラなどの支燃性ガスに用いられる。通常の空気を用いた場合に比べ、燃焼効率の向上、排ガス量の低減などの効果が得られる。 In the first to eighth embodiments described above, LNG is exemplified as an example of the multicomponent liquefied gas, and the line for sending LNG as the liquefied fuel gas has been described as an example. The gas is not limited to LNG, and various multicomponent liquefied gases can be targeted. For example, the present invention can be applied to a process for producing oxygen-enriched gas from liquid air as a multicomponent liquefied gas. The oxygen-enriched gas is used as a combustion-supporting gas such as a burner or a boiler. Compared to the case of using normal air, effects such as improvement in combustion efficiency and reduction in the amount of exhaust gas can be obtained.
また、上記の実施の形態１〜８においては、第一ライン７及び第二ライン９は、ＬＮＧ（多成分系液化ガス）が流れる液化燃料ガスライン５（多成分系液化ガスライン）が分岐したものである場合について説明した。
しかし、本発明においては、第一ライン及び第二ラインは多成分系液化ガスラインが分岐したものである場合に限定されるものではなく、例えば第一ラインと第二ラインがそれぞれ別々のＬＮＧタンクに接続されているような場合であってもよい。
In the first to eighth embodiments, the first line 7 and the second line 9 are branched from the liquefied fuel gas line 5 (multi-component liquefied gas line) through which LNG (multi-component liquefied gas) flows. The case where it is a thing was demonstrated.
However, in the present invention, the first line and the second line are not limited to the case where the multi-component liquefied gas line is branched. For example, the first line and the second line are respectively separate LNG tanks. It may be the case where it is connected to.
１ 成分調整装置（実施の形態１）
３ ＬＮＧ送出ポンプ
５ 液化燃料ガスライン
７ 第一ライン
９ 第二ライン
１１ 第一ポンプ
１３ 第一気化器
１５ 膜分離装置
１７ 第二気液混合装置
１９ 第二ポンプ
２１ 第二気化器
２３ 濃縮ガス供給ライン
２５ 第二制御弁
２７ 第１の制御装置
２９ 第１演算部
３１ 第１制御部
３３ 第２の制御装置
３５ 第２演算部
３７ 第２制御部
３８ 熱量調整器
３９ 成分調整装置（実施の形態２）
４１ 第一気液混合装置
４３ リサイクルライン
４５ 第一制御弁
４７ 第３の制御装置
４９ 第３演算部
５１ 第３制御部
５３ 第４の制御装置
５５ 第４演算部
５７ 第４制御部
５９ 成分調整装置（実施の形態３）
６１ 第２膜分離装置
６３ リサイクルライン
６５ 第５の制御装置
６７ 第５演算部
６９ 第５制御部
７１ 第６の制御装置
７３ 第６演算部
７５ 第６制御部
７７ 成分調整装置（実施の形態４）
７９ 加熱器
８１ 気液分離装置
８３ 分離液供給ライン
８５ 液供給ポンプ
８７ 成分調整装置（実施の形態５）
８９ 熱交換器
９１ 成分調整装置（実施の形態６）
９２ 濃縮ガス分離供給ライン
９３ 第２熱交換器
９５ 第２気液分離装置
９７ 第２分離液供給ライン
９９ 分離ガス供給ライン
１０１ 分離液制御弁
１０３ 分離ガス制御弁
１０５ 第７の制御装置
１０７ 第７演算部
１０９ 第７制御部
１１１ 第８の制御装置
１１３ 第８演算部
１１５ 第８制御部
１１７ 成分調整装置（実施の形態７）
１１９ 第一ＬＮＧ供給ライン
１２１ 第１ＬＮＧ制御弁
１２３ 第９の制御装置
１２５ 第９演算部
１２７ 第９制御部
１２９ 第１０の制御装置
１３１ 第１０演算部
１３３ 第１０制御部
１３５ 成分調整装置（実施の形態８）
１３７ 第二ＬＮＧ供給ライン
１３９ 第一ＬＮＧ分岐ライン
１４１ 第２ＬＮＧ制御弁
１４３ 第３ＬＮＧ制御弁
１４５ 第１１の制御装置
１４７ 第１１演算部
１４９ 第１１制御部
１５１ 第１２の制御装置
１５３ 第１２演算部
１５５ 第１２制御部
1 component adjustment device (Embodiment 1)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 LNG delivery pump 5 Liquefied fuel gas line 7 1st line 9 2nd line 11 1st pump 13 1st vaporizer 15 Membrane separator 17 2nd gas-liquid mixing device 19 2nd pump 21 2nd vaporizer 23 Concentrated gas supply Line 25 2nd control valve 27 1st control apparatus 29 1st calculating part 31 1st control part 33 2nd control apparatus 35 2nd calculating part 37 2nd control part 38 Calorific value regulator 39 Component adjusting apparatus (embodiment) 2)
41 1st gas-liquid mixing device 43 Recycle line 45 1st control valve 47 3rd control device 49 3rd calculating part 51 3rd control part 53 4th control apparatus 55 4th calculating part 57 4th control part 59 Component adjustment Apparatus (Embodiment 3)
61 Second membrane separation device 63 Recycling line 65 Fifth control device 67 Fifth calculation unit 69 Fifth control unit 71 Sixth control device 73 Sixth calculation unit 75 Sixth control unit 77 Component adjustment device (Embodiment 4) )
79 Heater 81 Gas-liquid separation device 83 Separation liquid supply line 85 Liquid supply pump 87 Component adjustment device (Embodiment 5)
89 Heat exchanger 91 Component adjustment device (Embodiment 6)
92 Concentrated gas separation supply line 93 Second heat exchanger 95 Second gas-liquid separation device 97 Second separation liquid supply line 99 Separation gas supply line 101 Separation liquid control valve 103 Separation gas control valve 105 Seventh control device 107 Seventh Arithmetic Unit 109 Seventh Control Unit 111 Eighth Control Device 113 Eighth Arithmetic Unit 115 Eighth Control Unit 117 Component Adjustment Device (Embodiment 7)
119 1st LNG supply line 121 1st LNG control valve 123 9th control device 125 9th operation part 127 9th control part 129 10th control device 131 10th operation part 133 10th control part 135 Component adjustment device (implementation) Form 8)
137 2nd LNG supply line 139 1st LNG branch line 141 2nd LNG control valve 143 3rd LNG control valve 145 11th control unit 147 11th calculation part 149 11th control part 151 12th control unit 153 12th calculation part 155 12th control unit
Claims (18)
前記第一ラインにおいて、多成分系液化ガスを昇圧する第一ポンプと、昇圧された多成分系液化ガスを気化する第一気化器と、気化されたガスから特定成分を分離する膜分離装置とを有し、
前記第二ラインにおいて、前記膜分離装置で分離された特定成分が濃縮された濃縮ガスを多成分系液化ガスに混合する第二気液混合装置と、該第二気液混合装置で混合された混合液を昇圧する第二ポンプと、昇圧された混合液を気化する第二気化器と有し、
前記膜分離装置で分離された特定成分が濃縮された濃縮ガスを前記第二気液混合装置に供給する濃縮ガス供給ラインとを備えたことを特徴とする多成分系液化ガスの成分調整装置。 A first line for supplying a specific component diluted gas obtained by diluting a specific component in a multicomponent liquefied gas, and a second line for supplying a specific component concentrated gas obtained by concentrating the specific component in a multicomponent liquefied gas. And
In the first line, a first pump that pressurizes the multicomponent liquefied gas, a first vaporizer that vaporizes the pressurized multicomponent liquefied gas, and a membrane separation device that separates a specific component from the vaporized gas. Have
In the second line, the second gas-liquid mixing device that mixes the concentrated gas enriched with the specific component separated by the membrane separation device into a multi-component liquefied gas, and the second gas-liquid mixing device A second pump that pressurizes the mixed liquid, and a second vaporizer that vaporizes the pressurized mixed liquid,
A multi-component liquefied gas component adjusting device comprising: a concentrated gas supply line for supplying a concentrated gas enriched with a specific component separated by the membrane separator to the second gas-liquid mixing device.
前記第一ラインにおいて、前記多成分系ガスから特定成分を分離する膜分離装置を有し、
前記第二ラインにおいて、前記膜分離装置で分離された特定成分が濃縮された濃縮ガスを前記多成分系液化ガスに混合する第二気液混合装置と、該第二気液混合装置で混合された混合液を昇圧する第二ポンプと、昇圧された混合液を気化する第二気化器と有し、
前記膜分離装置で分離された特定成分が濃縮された濃縮ガスを前記第二気液混合装置に供給する濃縮ガス供給ラインとを備えたことを特徴とする多成分系液化ガスの成分調整装置。 A first line for supplying a specific component diluted gas obtained by diluting a specific component in a multicomponent gas, and a second line for supplying a specific component concentrated gas obtained by concentrating the specific component in a multicomponent liquefied gas; With
In the first line, having a membrane separation device for separating a specific component from the multicomponent gas,
In the second line, the second gas-liquid mixing device that mixes the concentrated gas enriched with the specific component separated by the membrane separation device with the multi-component liquefied gas, and the second gas-liquid mixing device. A second pump that pressurizes the mixed liquid and a second vaporizer that vaporizes the pressurized mixed liquid,
A multi-component liquefied gas component adjusting device comprising: a concentrated gas supply line for supplying a concentrated gas enriched with a specific component separated by the membrane separator to the second gas-liquid mixing device.
前記第一ラインを流れる多成分系液化ガスの特定成分が濃縮された濃縮ガスを気液分離装置で気液分離して、分離された分離液を前記第二ラインに供給する濃縮ガス分離供給ラインとを備え、
前記第一ラインにおいて、多成分系液化ガスを昇圧する第一ポンプと、昇圧された多成分系液化ガスを気化する第一気化器と、気化されたガスから特定成分を分離する膜分離装置とを有し、
濃縮ガス分離供給ラインにおいて、前記膜分離装置で分離された濃縮ガスを前記気液分離装置に供給する濃縮ガス供給ラインと、該濃縮ガス供給ラインに設けられて第一ライン又は前記第二ラインを流れる多成分系液化ガスの冷熱で前記濃縮ガスを冷却する熱交換器と、前記気液分離装置で分離された分離液を前記第二ラインに供給する分離液供給ラインとを有し、
前記第二ラインにおいて、前記分離液供給ラインから供給された分離液が混合された混合液を昇圧する第二ポンプと、昇圧された混合液を気化する第二気化器と有することを特徴とする多成分系液化ガスの成分調整装置。 A first line for supplying a specific component diluted gas obtained by diluting a specific component in a multicomponent liquefied gas, and a second line for supplying a specific component concentrated gas obtained by concentrating the specific component in a multicomponent liquefied gas. When,
A concentrated gas separation supply line that gas-liquid separates the concentrated gas enriched with a specific component of the multi-component liquefied gas flowing through the first line with a gas-liquid separator and supplies the separated liquid to the second line. And
In the first line, a first pump that pressurizes the multicomponent liquefied gas, a first vaporizer that vaporizes the pressurized multicomponent liquefied gas, and a membrane separation device that separates a specific component from the vaporized gas. Have
In the concentrated gas separation supply line, a concentrated gas supply line that supplies the concentrated gas separated by the membrane separator to the gas-liquid separator, and a first line or a second line provided in the concentrated gas supply line. A heat exchanger that cools the concentrated gas with cold heat of the flowing multicomponent liquefied gas, and a separation liquid supply line that supplies the separation liquid separated by the gas-liquid separation device to the second line,
The second line includes a second pump that pressurizes the mixed liquid mixed with the separation liquid supplied from the separation liquid supply line, and a second vaporizer that vaporizes the pressurized mixed liquid. Multi-component liquefied gas component adjustment device.
前記第一ラインは、前記第一ポンプの上流側に、該第一ラインを流れる多成分系液化ガスに前記分離ガスを混合する第一気液混合装置を有することを特徴とする請求項１４記載の多成分系液化ガスの成分調整装置。 The concentrated gas separation supply line has a separation gas supply line for supplying the separation gas separated by the gas-liquid separation device to the first line,
The said 1st line has the 1st gas-liquid mixing apparatus which mixes the said separation gas with the multi-component system liquefied gas which flows through this 1st line in the upstream of said 1st pump. Multicomponent liquefied gas component adjustment device.
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