KR20120040700A - 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

다상 탄화수소 스트림을 처리하는 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20120040700A
KR20120040700A KR1020127001559A KR20127001559A KR20120040700A KR 20120040700 A KR20120040700 A KR 20120040700A KR 1020127001559 A KR1020127001559 A KR 1020127001559A KR 20127001559 A KR20127001559 A KR 20127001559A KR 20120040700 A KR20120040700 A KR 20120040700A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
stream
hydrocarbon
separator
gas
liquid
Prior art date
Application number
KR1020127001559A
Other languages
English (en)
Inventor
알렉산드라 테오도라 앤젤
마르코 딕 야거
Original Assignee
쉘 인터내셔날 리써취 마트샤피지 비.브이.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 쉘 인터내셔날 리써취 마트샤피지 비.브이. filed Critical 쉘 인터내셔날 리써취 마트샤피지 비.브이.
Publication of KR20120040700A publication Critical patent/KR20120040700A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0204—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the feed stream
    • F25J3/0209—Natural gas or substitute natural gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/0002—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
    • F25J1/0022—Hydrocarbons, e.g. natural gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0032—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration"
    • F25J1/004—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration" by flash gas recovery
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0032—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration"
    • F25J1/0042—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration" by liquid expansion with extraction of work
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0228—Coupling of the liquefaction unit to other units or processes, so-called integrated processes
    • F25J1/0229—Integration with a unit for using hydrocarbons, e.g. consuming hydrocarbons as feed stock
    • F25J1/023—Integration with a unit for using hydrocarbons, e.g. consuming hydrocarbons as feed stock for the combustion as fuels, i.e. integration with the fuel gas system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0257—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines
    • F25J1/0262—Details of the cold heat exchange system
    • F25J1/0264—Arrangement of heat exchanger cores in parallel with different functions, e.g. different cooling streams
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
    • F25J3/0233—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of CnHm with 1 carbon atom or more
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
    • F25J3/0257—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/02—Processes or apparatus using separation by rectification in a single pressure main column system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/40—Features relating to the provision of boil-up in the bottom of a column
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/70—Refluxing the column with a condensed part of the feed stream, i.e. fractionator top is stripped or self-rectified
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/74—Refluxing the column with at least a part of the partially condensed overhead gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/02—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using simple phase separation in a vessel or drum
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
    • F25J2210/06—Splitting of the feed stream, e.g. for treating or cooling in different ways
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2215/00—Processes characterised by the type or other details of the product stream
    • F25J2215/04—Recovery of liquid products
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/60—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams the fluid being hydrocarbons or a mixture of hydrocarbons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2240/00—Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
    • F25J2240/30—Dynamic liquid or hydraulic expansion with extraction of work, e.g. single phase or two-phase turbine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2245/00—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams
    • F25J2245/02—Recycle of a stream in general, e.g. a by-pass stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2245/00—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams
    • F25J2245/90—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams the recycled stream being boil-off gas from storage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2260/00—Coupling of processes or apparatus to other units; Integrated schemes
    • F25J2260/60—Integration in an installation using hydrocarbons, e.g. for fuel purposes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

다상 탄화수소 스트림 (145) 은 액화된 천연 가스 (LNG) 스트림과 같은 처리된 액체 탄화수소 스트림 (165) 을 제공하기 위해서 처리된다. 다상 탄화수소 스트림 (145) 은 제 1 가스/액체 분리기 (150) 로 이동되는데, 이 다상 탄화수소 스트림은 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림 (205) 및 제 1 분리기 저부 스트림 (155) 을 제공하기 위해서 제 1 압력에서 분리된다. 그 후, 제 1 분리기 저부 스트림 (155) 은 제 2 분리기 탄화수소 증기 스트림 (175) 및 처리된 액체 탄화수소 스트림 (165) 을 제공하기 위해서 제 1 압력보다 낮은 제 2 압력에서 제 2 가스/액체 분리기 (160) 에서 분리된다. 제 2 분리기 탄화수소 증기 스트림 (175) 은, 제 1 가스/액체 분리기 (150) 로 이동되는 스트리핑 증기 스트림 (185) 을 제공하기 위해서 오버헤드 스트림 압축기 (185) 에서 압축된다.

Description

다상 탄화수소 스트림을 처리하는 방법 및 이를 위한 장치 {METHOD FOR TREATING A MULTI-PHASE HYDROCARBON STREAM AND AN APPARATUS THEREFOR}
본 발명은 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
이 방법과 장치는 처리된 액체 탄화수소 스트림을 제공한다. 저압 연료 가스 스트림이 부가적으로 제공될 수도 있다.
다상 탄화수소 스트림을 위한 공통 소스 (source) 는 천연 가스 스트림 또는 예를 들어 천연 가스의 압력 변경 및/또는 냉각을 통하여 증기상 및 액상을 포함하는 다상 스트림을 형성함으로써 천연 가스로부터 생성된 다상 스트림이다. 따라서, 본원에 설명한 방법은 액화 천연 가스 (LNG) 스트림 형태로 처리된 액체 탄화수소 스트림을 제공하는데 이용될 수도 있다.
천연 가스는 다양한 탄화수소 화합물의 소스일 뿐만 아니라 유용한 연료 소스이다. 종종, 다수의 이유 때문에 천연 가스 스트림의 소스에서 또는 소스 가까이에서 액화 천연 가스 (LNG) 플랜트에서 천연 가스를 액화하는 것이 바람직하다. 일례로서, 천연 가스는, 액체가 더 적은 볼륨을 차지하고 높은 압력에서 저장될 필요가 없으므로, 가스 형태보다 액체로서 더 쉽게 장거리 수송되고 저장될 수 있다.
보통, 대부분 메탄으로 이루어진 천연 가스는 상승된 압력에서 LNG 플랜트로 유입되고 극저온 온도에서 액화에 적합한 정화된 이송 스트림을 생성하기 위해서 예비 처리된다. 정화된 가스는, 액화가 달성될 때까지 그 온도를 점진적으로 감소시키도록 열교환기를 이용하여 복수의 냉각 스테이지를 통하여 프로세싱된다. 그 후, 액체 천연 가스는 추가 냉각되고 저장 및 수송에 적합한 최종 대기압으로 팽창된다. 각각의 팽창으로부터 플래시된 증기 (flashed vapour) 는 연료 가스의 소스로서 사용될 수 있다.
천연 가스와 같은 일부 탄화수소 스트림은 상당량의 질소를 포함하여서, 탄화수소 스트림으로부터 질소의 적어도 일부를 제거하도록 특별한 조치가 취해지지 않는다면, 연료 가스 및 생성된 임의의 액화 탄화수소 스트림은 바람직하지 못하게 높은 질소 레벨을 포함할 수도 있다. 많은 LNG 사양은 최종 생성물에서 1 몰% 미만의 질소를 요구한다.
US 2008/0066493 은, 질소 (N2) 와 같은 낮은 비등점을 가지는 성분의 감소된 함량을 가지는 액체 천연 가스 스트림을 제공하도록 액화 천연 가스를 처리하는 방법을 개시한다. 이 방법은, 팽창된 다상 유체를 제공하기 위해서 액화 천연 가스를 팽창시키는 단계와, 낮은 비등점을 가지는 성분의 감소된 함량을 가지는 저부 액체 스트림과 질소와 같은 낮은 비등점을 가지는 성분에 풍부한 오버헤드 가스 스트림을 얻기 위해서 가스-액체 접촉 부분 아래 탑 (column) 내부로 다상 유체를 유입하는 단계를 포함한다. 저부 액체 스트림은 플래시 용기로 이동된다. 낮은 비등점을 가지는 성분에 풍부한 오버헤드 가스 스트림은 열교환기에서 가열된 후 연료 가스를 얻기 위해서 연료 가스 압력으로 압축된다. 순환 스트림 (recycle stream) 은 연료 가스로부터 분리되고, 낮은 비등점을 가지는 성분에 풍부한 오버헤드 가스 스트림에 대해 열교환기 내부에서 적어도 부분적으로 응축되고 역류 스트림 (reflux stream) 으로서 가스-액체 접촉 부분 위의 탑으로 유입된다. US 2008/0066493 의 다수의 실시형태에서, 제 2 가스 스트림 (플래시 용기로부터) 도 열교환기에서 가열되고, 연료 가스 압력으로 압축되고, 순환 스트림에 부가된다.
따라서, 오버헤드 가스 스트림에 존재하는 적어도 저온부는 역류를 생성하기 위해서 순환 스트림을 재응축하는데 사용되는데, 저온부는 프로세스의 다른 곳에서 다른 프로세스 스트림을 냉각하는데 사용될 수 없다.
제 1 양태에서, 본 발명은 처리된 액체 탄화수소 스트림을 제공하기 위해서 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 방법을 제공하는데, 이 방법은 적어도,
- 증기상과 액상을 포함하는 천연 가스로부터 다상 탄화수소 스트림을 생성하는 단계;
- 상기 다상 탄화수소 스트림을 제 1 가스/액체 분리기로 이동시키는 단계;
- 상기 제 1 가스/액체 분리기에서 제 1 압력으로 다상 탄화수소 스트림을 분리하여 탄화수소 및 질소를 포함하는 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림 및 제 1 분리기 저부 스트림을 제공하는 단계;
- 제 2 가스/액체 분리기에서 상기 제 1 압력보다 낮은 제 2 압력으로 제 1 분리기 저부 스트림을 분리하여 LNG 형태로 처리된 액체 탄화수소 스트림 및 제 2 분리기 탄화수소 증기 스트림을 제공하는 단계;
- 오버헤드 스트림 압축기에서 상기 제 2 분리기 탄화수소 증기 스트림을 압축하여 스트리핑 증기 스트림을 제공하는 단계; 및
- 상기 스트리핑 증기 스트림을, 상기 다상 탄화수소 스트림이 제 1 가스/액체 분리기로 이동되는 레벨보다 중력적으로 낮은 레벨에서 분리기로 이동시키는 단계를 포함한다.
추가 양태에서, 본 발명은 LNG 형태로 처리된 액체 탄화수소 스트림을 제공하기 위해서 액상과 증기상으로 이루어진 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 장치를 제공하는데, 이 장치는 적어도,
- 천연 가스로부터 다상 탄화수소 스트림을 생성하고, 액화 유닛 및 하나 이상의 탄화수소 스트림 팽창 기기 중 적어도 하나를 포함하는 수단;
- 다상 탄화수소 스트림을 수용하고 이 스트림을 탄화수소와 질소를 포함하는 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림 및 제 1 분리기 저부 스트림으로 분리하도록 배치되고, 다상 탄화수소 스트림을 제 1 가스/액체 분리기로 이송하는 제 1 유입구, 제 1 가스/액체 분리기로부터 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림을 배출하는 제 1 배출구, 제 1 가스/액체 분리기로부터 제 1 분리기 저부 스트림을 배출하는 제 2 배출구 및, 제 1 가스/액체 분리기 내부로 스트리핑 증기 스트림을 이송하기 위해 상기 제 1 유입구보다 중력적으로 낮은 레벨에 위치한 제 2 유입구를 가지는 제 1 가스/액체 분리기;
- 제 1 분리기 저부 스트림을 수용하고 이 스트림을 LNG 형태로 처리된 액체 탄화수소 스트림 및 제 2 분리기 탄화수소 증기 스트림으로 분리하도록 배치되고, 제 1 분리기 저부 스트림을 제 2 가스/액체 분리기로 이송하는 제 1 가스/액체 분리기의 제 2 배출구와 유체 연통하는 제 1 유입구, 제 2 가스/액체 분리기로부터 제 2 분리기 탄화수소 증기 스트림을 배출하는 제 1 배출구 및, 제 2 가스/액체 분리기로부터 처리된 액체 탄화수소 스트림을 배출하는 제 2 배출구를 가지는 제 2 가스/액체 분리기;
- 제 1 분리기 저부 스트림의 압력을 감소시키도록, 제 1 가스/액체 분리기의 제 2 배출구 및 제 2 가스/액체 분리기의 제 1 유입구 사이에 배치된 저부 스트림 팽창 기기; 및
- 스트리핑 증기 스트림을 제공하도록 제 2 분리기 탄화수소 증기 스트림을 압축하고, 제 2 분리기 탄화수소 증기 스트림을 수용하도록 제 2 가스/액체 분리기의 제 1 배출구와 유체 연통하는 유입구 및, 스트리핑 증기 스트림을 배출하기 위해 제 1 가스/액체 분리기의 제 2 유입구와 유체 연통하는 배출구를 가지는 오버헤드 스트림 압축기를 포함한다.
본 발명의 실시형태는 첨부된 비제한적인 도면을 참고로 단지 실시예로서 이제 설명될 것이다:
도 1 은 일 실시형태에 따른 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 방법 및 장치의 도식도이다.
도 2 는 다상 탄화수소 스트림 처리 방법 및 장치를 포함하는 탄화수소 이송 스트림을 액화하는 방법 및 장치의 도식도이다.
본원을 설명하기 위해, 라인 및 그 라인에서 운반되는 스트림에 단일 참조 부호가 부여될 것이다.
본원에 개시된 방법 및 장치는, 다른 압력에서 작동하는 2 개의 가스/액체 분리기의 두 후속 스텝에서 다상 스트림의 성분 분리의 개선을 제안한다. 제 2 가스/액체 분리기로부터 제 2 분리기 탄화수소 증기 스트림은 오버헤드 스트림 압축기에서 압축되고 스트리핑 증기 스트림으로서 제 1 가스/액체 분리기로 되돌아간다.
유리하게도, 본 발명은 역류 스트림을 생성하는데 사용될 오버헤드 가스 스트림에 저온부를 필요로 하지 않는 처리된 액체 탄화수소 스트림을 제공하도록 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 방법 및 장치를 제공한다.
유리하게도, 본 발명의 방법과 장치는 성분 분리를 향상시키기 위해서 제 2 가스/액체 분리기로부터 증기 스트림의 압축에 의해 제공되는 제 1 가스/액체 분리기에서 스트리핑 증기를 이용한다. 제 2 가스 스트림으로부터 스트리핑 증기를 생성하는 것은, 제 2 가스 스트림 또는 그 일부를 재응축할 필요없이 제 2 가스 스트림이 성분 분리를 돕는데 이용될 수 있도록 한다.
따라서, US 2008/0066493 에서 성분 분리시 원하는 효율을 달성하기 위해서 역류를 생성하는데 필요했던 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림의 저온부는 지금 어떤 식으로도 사용되게 자유롭게 된다. 물론, 본 발명은 역류 스트림이 (제 1 분리기 탄화수소 증기 및/또는 외부 냉매로부터 저온부를 이용하여) 여전히 생성될 수도 있고 성분 분리를 더욱 향상시키는데 이용될 수도 있는 선택권을 제외하지 않는데, 이것은 지금 완전히 선택적이다. 본 발명의 일 군의 실시형태들은 US 2008/0066493 에 사용되는 것과 같은 역류 스트림을 요구하지 않는다.
하나 이상의 탄화수소 스트림 팽창 기기와 제 1 및 제 2 가스/액체 분리기는 LNG 엔드 플래시 시스템의 일부를 형성할 수도 있다. 마찬가지로, 제 1 및 제 2 가스/액체 분리기에서 다상 탄화수소 스트림 및 후속 분리를 제공하기 위해서 적어도 부분적으로 액화된 탄화수소 스트림의 압력 감소는 LNG 엔드 플래시 프로세스의 일부를 형성할 수도 있다.
따라서, 천연 가스로부터 다상 탄화수소 스트림의 생성은 다음과 같은 스텝,
- 상승된 압력에서 천연 가스 스트림으로부터 탄화수소 공급 스트림을 제공하는 스텝;
- 탄화수소 공급 스트림으로부터 연속 탄화수소 스트림을 추출하는 스텝;
- 적어도 부분적으로 액화된 탄화수소 스트림을 제공하기 위해서 연속 스트림이 냉각되고 적어도 부분적으로 액화되는 냉각 및 액화 유닛으로 연속 스트림을 이동시키는 스텝; 및
- 적어도 부분적으로 액화된 탄화수소 스트림을 적어도 하나의 탄화수소 스트림 팽창 기기의 유입구로 이동시키고 다상 탄화수소 스트림을 제공하기 위해서 적어도 부분적으로 액화된 탄화수소 스트림의 압력을 감소시키는 스텝을 포함할 수도 있다.
다상 스트림은 증기상 및 액상으로 이루어질 수도 있다. 특히 LNG 형태로 제공될 때, 본 발명에 따라 생성되는 처리된 액체 탄화수소 스트림은 이것이 기화되어 네트워크 가스로서 사용되기에 적합한 사양을 가질 수도 있다.
유추에 의해 다음 설명에 구속되지 않으면서, 본 출원인은 오버헤드 스트림 압축기가 제 2 분리기 탄화수소 증기 스트림에 압축 열을 제공하여 특별한 리보일러 (reboiler) 로서 역할을 하여서, 제 1 가스/액체 분리기를 위한 제 2 탄화수소 증기 스트림보다 더 높은 압력과 온도에서 스트리핑 증기 스트림을 제공하는 것을 제안한다. 이 스트리핑 증기 스트림은 제 1 가스/액체 분리기에서 팽창된 탄화수소 스트림으로부터 질소와 같은 더 낮은 비등점 성분의 분리를 향상시킨다. 더 낮은 비등점 성분은 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림으로 배출된다.
제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림이 순수 질소가 아니지만, 이것이 또한 탄화수소의 인벤토리로 이루어진다면, 이 스트림을 연료 가스로서 사용할 수 있다. 따라서, 이 방법은,
- 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림으로부터 저압 (LP) 연료 가스 스트림을 유도하는 단계; 및
- 저압 연료 가스 스트림을 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림의 압력보다 높지 않은 연료 가스 압력에서 연소 기기로 이동시키는 단계를 더 포함할 수도 있다. 제 1 가스/액체 분리기의 제 1 압력은 연료 가스 압력과 같거나 높을 수 있다. 유리하게도, 연소 기기에서 사용하기 전에 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림도 저압 연료 가스 스트림도 압축되지 않는다.
US 2008/0066493 에서, 탑에서 분리되는 N2 및 다른 증기 성분은 압축되고 고압 연료 가스 스트림으로 배출된다. US 2008/0066493 의 표 1 은, 3.05 몰% 의 질소 함량을 가지는 천연 가스 이송 스트림이, 0.65 몰% 의 질소 함량을 가지는 액화된 천연 가스 스트림 및 24 몰% 의 질소 함량을 가지는 연료 가스를 제공하도록 처리되는 실시예를 개시한다. 그러나, 고질소 함량 연료 가스 스트림은 일반적으로 액화 설비 내부의 압축기 또는 발전기를 구동하는데 사용되는 연료 가스 터빈에 사용될 때 중요한 문제점을 발생시킨다. 예를 들어, 현재 수많은 공력 (aeroderivative) 가스 터빈들은 연료 가스 내 15 몰% 를 초과하는 질소 함량을 허용할 수 없다.
따라서, 본 방법과 장치의 바람직한 실시형태에서, 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림이 저압 연료 가스 스트림으로서 이용된다. 다량의 질소를 가지는 연료 가스는 예를 들어 노, 보일러 및/또는 이중 연료 디젤 엔진에 연료를 공급하는 저압 연료 가스로서 여전히 사용될 수 있다.
본원에 사용되는 것처럼, 저압 연료 가스 스트림에서 "저압" 이라는 용어는 가스 터빈에 연료를 공급하는데 필요한 고압 연료 가스 스트림에 상대적인 것이다. 본 명세서를 위해, 저압 연료 가스는 2 내지 15 bara 범위, 특히 2 내지 10 bara 범위의 압력일 수도 있다. 고압 (HP) 연료는 15 bara를 초과하는 압력, 일반적으로 15 내지 40 bara 범위, 특히 20 내지 30 bara의 범위의 압력일 수도 있다.
유리하게도 제 1 가스/액체 분리기는 적합한 연료 가스 압력 이상에서 작동될 수도 있어서, 유리하게도 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림은 사용 전에 어떠한 압축도 필요로 하지 않거나 어떠한 광범위한 압축도 필요로 하지 않는 충분히 높은 압력에서 제공될 수도 있다. 따라서, 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림이 원하는 연료 가스 압력 이상에서 제공되도록 제 1 가스/액체 분리기의 제 1 압력을 선택하는 것이 바람직하다.
특히 저압 연료로서 사용될 때, 본 발명의 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림은 넓은 범위, 예를 들어 30 몰% 내지 95 몰% 범위, 보다 바람직하게는 60 몰% 내지 95 몰% 범위의 N2 를 포함할 수도 있다.
따라서, 본 발명은 유리하게도 노 또는 소각로와 같은 연소 기기나 예를 들어 발전기에 이용될 수도 있는 이중 연료 디젤 엔진에서 사용하기에 적합한 저압 연료 가스 스트림을 제공하는데 이용될 수도 있다. 저압 연료 가스 스트림은 가열 (warming) 함으로써 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림으로부터 유도될 수도 있다. 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림은, 이것이 프로세스 스트림을 냉각하는데 사용될 수 있는 임의의 적합한 열 교환 기기로 보내질 수 있다. 유리하게도, 프로세스 스트림은 천연 가스의 일부분 형태로 제공되어 천연 가스의 이 부분을 냉각할 수도 있다.
가스 터빈을 위한 연료로서 사용하기에 적합한 고압 (HP) 연료 가스 스트림을 제공하기 위해서, 본원에 개시된 처리 방법 및 장치는 탄화수소 이송 스트림을 액화하는 방법 및 이를 위한 장치에 포함될 수도 있다. 고압 연료 가스는 액화 전에 탄화수소 이송 스트림으로부터 추출될 수도 있다. 이것은, 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림으로부터 유도된 저압 연료 가스 스트림과 비교했을 때 탄화수소 이송 스트림이 낮은 질소 함량을 가질 수도 있으므로 유리하다. 게다가, 탄화수소 이송 스트림은 고압 스트림이어서, 연료 가스 스트림으로서 사용하는 이 스트림의 일부분의 추가 가압은 요구되지 않는다. 따라서, 고압 연료 가스 압축기가 필요하지 않다. 필요하다면, 탄화수소 이송 스트림의 압력이 너무 높은 곳에서, 추출된 연료 가스의 압력은 연료로서 사용하기 전에 선택적으로 압력이 감소될 수도 있다.
또한, 본원에 개시된 방법은 고압 연료 가스 스트림으로서 액화 탄화수소 스트림의 팽창에 의해 생성된 가스 스트림을 사용하지 않기 때문에 유리하다. 엔드 플래시 프로세스와 같은 가스/액체 분리 스텝에 의해 발생되는 이러한 가스 스트림은, 분리기에 의해 생성된 액체 생성물과 비교했을 때 질소와 같은 더 낮은 비등점 성분의 더 높은 함량을 가질 것이다.
도면을 참고하면, 도 1 은 제 1 실시형태에 따른 다상 탄화수소 스트림 (145) 을 처리하는 방법 및 장치 (1) 를 나타낸다. 다상 탄화수소 스트림 (145) 은 천연 가스로부터 유도된다. 다상 탄화수소 스트림 (145) 은 증기상 및 액상을 포함한다. 다상 탄화수소 스트림 (145) 이 어떻게 제공될 수 있는지에 대한 일 실시예가 도 2 를 참고로 아래에서 더 자세히 검토된다.
다상 탄화수소 스트림 (145) 은 제 1 가스/액체 분리기 (150) 의 제 1 유입구 (148) 로 이동된다. 제 1 가스/액체 분리기 (150) 는 제 1 배출구 (151) 에서 오버헤드 스트림으로서 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림 (205) 을 제공하고 제 1 가스/액체 분리기 (150) 의 저부 또는 저부 근처의 제 2 배출구 (152) 에서 액체 스트림인 제 1 분리기 저부 스트림 (155a) 을 제공한다. 제 1 가스/액체 분리기 (150) 는 분별증류탑 또는 증류탑과 같은 분리탑 형태일 수도 있다. 제 1 가스/액체 분리기 (150) 는 질소 분리 탑 형태로 제공되는 것이 바람직하다. 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림 (205) 은 일반적으로 탄화수소, 일반적으로 주로 메탄 및 질소로 이루어진다.
액체 탄화수소 스트림에서 훨씬 더 낮은 질소 함량을 달성하고 저압 연료 가스 스트림으로서 여전히 사용 가능하도록 바람직하게는 2 내지 15 bara, 보다 바람직하게는 2 내지 10 bara의 범위에 있는 제 1 압력에서 분리가 이루어진다.
제 1 가스/액체 분리기 (150) 내부에서 분리를 향상시키도록, 스트리핑 증기 스트림 (185a) 은 제 2 유입구 (149) 에 제공된다. 제 2 유입구 (149) 는 일반적으로 당업자에게 알려진 증기 유입 기기로 이루어진다. 제 2 유입구 (149) 는, 다상 탄화수소 스트림의 액상으로부터 증기상까지, 질소와 같은, 탄화수소 혼합물의 보다 가벼운 성분의 효율적인 스트리핑을 제공하기 위해서 제 1 유입구 (148) 보다 중력적으로 낮은 레벨에 있는 것이 바람직하다. 제 1 유입구 (148) 는 일반적으로 당업자에게 알려진 유입구 분배기 (distributor) 로 이루어진다.
바람직한 실시형태에서, 제 1 가스/액체 분리기 (150) 는 분리를 향상시키기 위해서 바람직하게는 트레이 또는 패킹과 같은 접촉 향상 수단 (154) 으로 이루어진 접촉 구간을 포함한다. 접촉 향상 수단 (154) 은 제 1 및 제 2 유입구 (148, 149) 사이에 중력적으로 배치되는 것이 바람직하다.
접촉 향상 수단은 다음 트레이로 떨어지기 전에 액상이 각각의 트레이를 따라 수평으로 흐를 수 있도록 배치될 수 있는 복수의 적층된 트레이들을 포함하는데, 증기상은 트레이에서 홀 (hole) 을 통하여 기포를 형성한다. 이것은 액상과 증기상 사이의 접촉 면적의 양을 증가시킨다. 대안적으로, 접촉 향상 수단은 패킹으로 이루어질 수 있다. 패킹의 접촉 구간은 체계적일 수도 있고 무작위일 수도 있는 패킹을 가지는 트레이와 유사한 방식으로 작동하여서, 액상과 증기상 사이의 접촉 면적을 증가시킨다.
제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림 (205) 은 30 몰% 이상의 N2 인벤토리 및 탄화수소로 이루어질 수 있다. 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림 (205) 은 10 bara 이하의 압력을 가지는 것이 바람직하다.
저압 연료 가스 스트림 (215) 은 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림 (205) 으로부터 유도될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림 (205) 은 연료 가스 열교환기 (210) 로 이동될 수도 있는데, 여기에서 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림은 예를 들어 약 5 또는 6 bara의 압력에서 저압 연료 가스 스트림 (215) 을 제공하도록 가열 스트림 (355) 에 대해 가열된다. 동시에, 가열 스트림은 냉각되어 냉각된 가열 스트림 (365) 으로 변화된다.
연료 가스 열교환기 (210) 는 주변 히터와 같은 히터일 수도 있는데, 이 경우에 가열 스트림 (355) 은 냉각된 공기 또는 냉각된 물 스트림 형태로 냉각된 가열 스트림 (365) 을 제공하도록 주변 공기 또는 주변 물 형태로 제공될 수도 있다. 냉각된 가열 스트림 (365) 은 다른 스트림을 냉각 (chill) 하기 위해서 중간 스트림으로서 이용될 수도 있다. 그러나, 바람직한 실시형태들에서, 가열 스트림 (355) 은 냉각될 필요가 있는 프로세스 스트림 형태로 제공되어서, 부가적으로 냉각된 프로세스 스트림을 제공한다. 이런 식으로, 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림 (205) 으로부터 냉각 에너지는 탄화수소 또는 냉매 스트림과 같은 장치 (1) 내부의 프로세스 스트림을 냉각하는데 효율적으로 사용될 수 있다. 이것의 실시예는 도 2 의 실시형태와 비교하여 제공된다.
저압 연료 가스 스트림 (215) 은 30 몰% 이상의 N2 로 이루어질 수도 있다. 그 후 저압 연료 가스 스트림 (215) 은 저압 연료 가스 네트워크로 이동될 수 있다. 도 1 은, 하나 이상의 저압 연료 가스 소모기 (220), 예를 들어 노, 보일러, 또는 이중 연료 디젤 엔진과 같은 연소 기기로 직접 이동되는 저압 연료 가스 스트림 (215) 을 나타낸다. 이러한 연소 기기는 일반적으로 당업자에게 알려진 대로 저압 연료 가스에서 높은 레벨의 질소를 허용할 수 있다.
제 1 가스/액체 분리기 (150) 로부터 제 1 분리기 저부 스트림 (155a) 은, 제 2 가스/액체 분리기 (160) 의 제 1 유입구 (158) 로 이동될 수도 있다. 제 2 가스/액체 분리기 (160) 는, 제 1 가스/액체 분리기 (150) 에서 분리를 제공하는데 사용되는 제 1 압력보다 낮은 제 2 압력으로 작동한다. 제 2 압력은 바람직하게는 4 bara 미만, 보다 바람직하게는 2 bara 미만이다. 제 2 압력은 대기압 또는 대기압 근사값이 적합할 수도 있다. 본 개시를 위해, 대기압 또는 대기압 근사값은 1 내지 1.3 bara 사이의 압력으로 이해되는 것이 바람직하다.
제 1 및 제 2 가스/액체 분리기 (150, 160) 사이의 압력 강하가 적합한 제 2 압력을 제공하기에 불충분하다면, 제 1 분리기 저부 스트림 (155a) 은 저부 스트림 팽창 기기 (200) 를 통과할 수 있는데, 이것은 제 2 압력에서 제 2 가스/액체 분리기 (160) 의 제 1 유입구 (158) 로 (팽창된) 제 1 분리기 저부 스트림 (155b) 을 제공한다.
제 2 가스/액체 분리기 (160) 는, 제 1 배출구 (161) 에서 오버헤드 스트림으로서 제 2 분리기 탄화수소 증기 스트림 (175) 을 제공하고 제 2 배출구 (162) 에서 처리된 액체 탄화수소 스트림 (165) 을 제공한다. 제 2 가스/액체 분리기 (160) 는 적합한 플래시 (flash) 용기일 수도 있다.
다상 탄화수소 스트림 (145) 이 천연 가스로부터 유도될 때 LNG 스트림일 수도 있는 처리된 액체 탄화수소 스트림 (165) 은 대기압 또는 대기압 근사값에서 제공될 수 있다. 처리된 액체 탄화수소 스트림 (165) 은 극저온 저장 탱크와 같은 저장 탱크 (170) 로 이동될 수도 있다.
제 2 분리기 탄화수소 증기 스트림 (175) 은 오버헤드 스트림 압축기 (180) 로 이동되는데, 이 압축기에서 제 2 분리기 탄화수소 증기 스트림은 스트리핑 증기 스트림 (185) 을 제공하도록 압축된다. 오버헤드 스트림 압축기 (180) 는 가스 터빈, 증기 터빈 및/또는 전기 모터와 같은 오버헤드 스트림 압축기 구동기 (190) 에 의해 기계적으로 구동될 수도 있다. 스트리핑 증기 스트림 (185) 은, 내부에서 분리를 향상시키도록 이 스트리핑 증기 스트림이 제 1 가스/액체 분리기 (150) 의 제 2 유입구 (149) 로 이동되기 전에, 결합된 스트리핑 증기 스트림 (185a) 을 형성하도록 보충 스트리핑 증기 스트림 (235) 과 선택적으로 결합될 수도 있다. 스트리핑 증기 스트림 (185) 은 일반적으로 제 1 압력과 동일하거나 약간 높아야 하는 제 3 압력, 예를 들어 제 1 가스/액체 분리기 (150) 의 제 2 유입구 (149) 와 오버헤드 스트림 압축기 (180) 의 배출부 사이의 임의의 압력 손실과 제 1 압력의 합이다. 예를 들어, 제 3 압력은 제 1 압력보다 높은 0 내지 2 bara의 범위에 있을 수도 있다.
보충 스트리핑 증기 스트림 (235) 은 극저온 저장 탱크로부터 보일 오프 가스 (boil off gas) 로 이루어질 수도 있다. 처리된 액체 탄화수소를 극저온 저장하는 경우에, 불완전한 단열 및 온도 변동 때문에 저장 탱크 (170) 로부터 처리된 액체 탄화수소의 일정한 정도의 기화가 예상될 수 있다. 결과적으로 생기는 보일 오프 증기는, 보일 오프 가스 (BOG) 스트림 (195) 으로서 저장 탱크 (170) 에서 제거될 수 있다. 보일 오프 가스 스트림 (195) 은 보일 오프 가스 압축기 (230) 로 이동될 수 있는데, 여기에서 보일 오프 가스 스트림은 보충 스트리핑 증기 스트림으로서 사용하기 위해 압축된 보일 오프 가스 스트림 (235) 을 제공하도록 압축된다. 보일 오프 가스 압축기 (230) 는, 가스 또는 증기 터빈 및/또는 전기 모터와 같은 보일 오프 가스 압축기 구동기 (240) 에 의해 구동될 수 있다.
도 1 에 나타내지 않은 대안적인 실시형태에서, 보충 스트리핑 증기 스트림 (235) 은 제 1 가스/액체 분리기 (150) 의 분리된 추가 유입구로 직접 이동될 수도 있다. 보충 스트리핑 증기 (235) 를 제 1 가스/액체 분리기로 공급하는 최종적 선택은, 압축된 보일 오프 가스 스트림과 같은 보충 스트리핑 증기 스트림 (235) 의 온도 및 조성에 의해 이루어질 수도 있다.
바람직한 일 실시형태에서, 여기에 개시된 방법은 탄화수소 이송 스트림을 위한 액화 프로세스의 일부로서 이용될 수 있는데, 이 경우에 처리될 다상 탄화수소 스트림은 탄화수소 이송 스트림의 압력을 바꾸고/또는 냉각함으로써 형성될 수도 있다. 탄화수소 이송 스트림은 냉각되고 액화될 수 있는 임의의 적합한 가스 스트림일 수도 있지만, 보통 천연 가스 또는 유층으로부터 얻은 천연 가스 스트림이다. 일 대안으로서, 탄화수소 공급 스트림은 피셔-트롭쉬 (Fischer-Tropsch) 프로세스와 같은 합성 소스를 또한 포함하는 다른 소스로부터 얻을 수도 있다.
보통, 천연 가스 스트림은 실질적으로 메탄으로 이루어진 탄화수소 조성물이다. 바람직하게 탄화수소 이송 스트림은 적어도 50 몰% 메탄, 보다 바람직하게는 적어도 80 몰% 메탄으로 이루어진다.
천연 가스와 같은 탄화수소 조성물은 또한 H2O, N2, CO2, Hg, H2S 및 그 밖의 황 화합물과 같은 비탄화수소를 포함할 수도 있다. 원한다면, 천연 가스는 냉각 및 임의의 액화 이전에 예비 처리될 수도 있다. 이 예비 처리는 CO2 및 H2S 와 같은 바람직하지 못한 성분의 감소 및/또는 제거 또는 그 밖의 조기 냉각, 예비 가압 등과 같은 단계들을 포함할 수도 있다. 이런 스텝들은 당업자에게 잘 알려져 있으므로, 그 메커니즘은 여기서 더 논하지 않는다.
따라서, "탄화수소 이송 스트림" 이라는 용어는 세척, 탈수 및/또는 스크러빙 (scrubbing) 을 포함하는 임의의 처리 이전의 조성뿐만 아니라 하나 이상의 화합물 또는 물질의 감소 및/또는 제거를 위해 부분적으로, 상당히 또는 완전히 처리되는 임의의 조성을 포함할 수도 있고, 황, 황 화합물, 이산화탄소, 물, Hg 및 하나 이상의 C2 + 탄화수소를 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
소스에 따라, 천연 가스는 특히 에탄, 프로판 및 부탄과 같은 메탄보다 더 무거운 가변량의 탄화수소 및 가능한 더 적은 양의 펜탄 및 방향족 탄화수소를 포함할 수도 있다. 이 조성은 가스의 형태 및 위치에 따라 바뀐다.
종래에는, 메탄보다 무거운 탄화수소는 액화된 생성물에 원하는 사양을 제공하거나 메탄 액화 플랜트의 부분을 막을 수도 있는 상이한 결빙 또는 액화 온도를 가지는 것과 같은 여러 가지 이유 때문에 액화 이전에 탄화수소 이송 스트림으로부터 다양한 정도로 제거된다. C2 + 탄화수소는, 메탄이 풍부한 오버헤드 탄화수소 스트림 및 C2 + 탄화수소를 포함하는 메탄 희박 저부 스트림을 제공하는, 탈메탄기에 의해 탄화수소 이송 스트림에서 분리되거나 그 함유량이 감소될 수 있다. 그 후, 메탄 희박 저부 스트림은 액화 석유 가스 (LPG) 를 제공하고 스트림을 응축하기 위해서 추가 분리기로 이동될 수 있다.
분리 이후에, 이렇게 생성된 탄화수소 스트림은 추가로 냉각되고, 바람직하게는 액화될 수 있다. 냉각은 본 기술분야에 알려진 다수의 방법에 의해 제공될 수 있다. 탄화수소 스트림은 하나 이상의 냉매 회로에서 하나 이상의 냉매 스트림에 대해 이동된다. 이러한 냉매 회로는 압축된 냉매 스트림을 제공하기 위해서 적어도 부분적으로 기화된 냉매 스트림을 압축하도록 하나 이상의 냉매 압축기를 포함할 수 있다. 그 후, 압축된 냉매 스트림은 냉매 스트림을 제공하기 위해서 공기 냉각기 또는 수 냉각기 (water cooler) 와 같은 냉각기 내부에서 냉각될 수 있다. 냉매 압축기는 하나 이상의 가스 및/또는 증기 터빈 및/또는 전기 모터에 의해 구동될 수 있다.
탄화수소 스트림의 냉각은 하나 이상의 스테이지로 수행될 수 있다. 예비-냉각 또는 보조 냉각으로도 불리는 초기 냉각은, 예비-냉각된 탄화수소 스트림을 제공하기 위해서 하나 이상의 예비-냉각 열교환기 내부에서 예비-냉각 냉매 회로의 혼합 냉매와 같은 예비-냉각 냉매를 이용하여 수행될 수 있다. 예비-냉각된 탄화수소 스트림은 0℃ 미만의 온도에서와 같이 바람직하게 부분적으로 액화된다.
바람직하게, 이러한 예비-냉각 열교환기는 예비-냉각 스테이지를 포함할 수 있는데, 임의의 후속 냉각은 하나 이상의 메인 및/또는 서브-냉각 스테이지에서 탄화수소 스트림의 일 분획 (fraction) 을 액화하도록 하나 이상의 메인 열교환기에서 수행된다.
이런 식으로, 둘 이상의 냉각 스테이지가 포함될 수도 있는데, 각각의 스테이지는 하나 이상의 스텝, 부분 등을 가진다. 예를 들어, 각 냉각 스테이지는 1 개 내지 5 개의 열교환기를 포함할 수도 있다. 탄화수소 스트림 및/또는 냉매의 분획은 냉각 스테이지의 모두 및/또는 모두 동일한 열교환기를 통과할 수 없다.
하나의 실시형태에서, 탄화수소는 2 개 또는 3 개의 냉각 스테이지로 이루어진 방법에서 냉각되고 액화될 수도 있다. 바람직하게, 예비-냉각 스테이지는 탄화수소 이송 스트림의 온도를 0℃ 미만, 보통 -20℃ 내지 -70℃ 범위로 감소시키려고 한다.
메인 냉각 스테이지는 예비-냉각 스테이지와 분리되는 것이 바람직하다. 즉, 메인 냉각 스테이지는 하나 이상의 분리된 메인 열교환기를 포함한다. 바람직하게, 메인 냉각 스테이지는 탄화수소 스트림, 보통 예비-냉각 스테이지에 의해 냉각된 탄화수소 스트림의 적어도 일 분획의 온도를 -100℃ 미만으로 감소시키려고 한다.
둘 이상의 예비-냉각에 사용하는 열교환기 또는 임의의 메인 열교환기는 본 기술분야에 잘 알려져 있다. 예비-냉각 열교환기는 쉘 (shell) 및 튜브 열교환기인 것이 바람직하다.
임의의 메인 열 교환기 중 적어도 하나는 바람직하게 본 기술분야에 알려진 스풀-권선형 극저온 열 교환기이다. 선택적으로, 열 교환기는 그 쉘 내부에 하나 이상의 냉각부를 포함할 수 있고, 각 냉각부는 냉각 스테이지 또는 다른 냉각 위치에 분리된 '열 교환기' 로서 간주될 수 있다.
다른 실시형태에서, 예비-냉각 냉매 스트림 및 임의의 메인 냉매 스트림 중 하나 또는 양자는 냉각된 냉매 스트림을 제공하기 위해서 하나 이상의 열교환기, 바람직하게는 전술한 둘 이상의 예비-냉각 및 메인 열교환기를 통과할 수 있다.
냉매가 예비-냉각 냉매 회로 또는 임의의 메인 냉매 회로와 같은 혼합된 냉매 회로에서 혼합된 냉매이라면, 이것은 질소, 메탄, 에탄, 에틸렌, 프로판, 프로필렌, 부탄, 펜탄 등으로 이루어진 군에서 선택된 둘 이상의 성분의 혼합물로 형성될 수도 있다. 하나 이상의 다른 냉매는 분리되거나 겹쳐진 냉매 회로 또는 그 밖의 냉각 회로에서 사용될 수도 있다.
예비-냉각 냉매 회로는 혼합된 예비-냉각 냉매를 포함할 수도 있다. 메인 냉매 회로는 혼합된 메인 냉매로 이루어질 수도 있다. 본원에 언급된 바와 같이 혼합된 냉매 또는 혼합된 냉매 스트림은 적어도 5 몰% 의 두 가지 다른 성분을 포함한다. 보다 바람직하게, 혼합된 냉매는 질소, 메탄, 에탄, 에틸렌, 프로판, 프로필렌, 부탄 및 펜탄으로 이루어진 군에서 둘 이상으로 이루어진다.
예비-냉각 혼합된 냉매에 대한 공통 조성은:
메탄 (Cl) 0 ~ 20 몰%
에탄 (C2) 5 ~ 80 몰%
프로판 (C3) 5 ~ 80 몰%
부탄 (C4) 0 ~ 15 몰% 일 수 있다.
전체 조성은 100 몰% 로 이루어진다.
메인 냉각 혼합된 냉매에 대한 공통 조성은:
질소 0 ~ 10 몰%
메탄 (Cl) 30 ~ 70 몰%
에탄 (C2) 30 ~ 70 몰%
프로판 (C3) 0 ~ 30 몰%
부탄 (C4) 0 ~ 15 몰% 로 이루어진다.
전체 조성은 100 몰% 로 이루어진다.
다른 실시형태에서, 예비-냉각된 천연 가스 스트림과 같은 예비-냉각된 탄화수소 스트림은 LNG 스트림과 같은 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 액화된 탄화수소 스트림을 제공하도록 추가로 냉각될 수 있다. 메인 냉각 스테이지에서 추가 냉각이 수행될 수도 있다. 바람직하게, 본원에 기술한 방법 및 장치에서 제공되는 처리된 액체 탄화수소 스트림은 하나 이상의 저장 탱크에 저장될 수 있다. 완전히 액화된 탄화수소 스트림은 보조-냉각되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 메인 냉각 스테이지 또는 분리된 보조-냉각 스테이지에서 추가 냉각은 액화 탄화수소 스트림의 보조 냉각을 포함할 수도 있다.
액화 이후에, 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 액화된 탄화수소 스트림이, 본원에 기술한 방법과 장치에 따라 추가 프로세싱 될 수 있는 다상 탄화수소 스트림을 제공하도록 팽창될 수 있다.
도 2 는, 본원에 개시한 처리 방법에 사용되는 다상 탄화수소 스트림 (145) 을 제공하도록 가압된 탄화수소 이송 스트림 (85) 이 처리되고, 냉각되고, 적어도 부분적으로 액화되고 팽창되는 장치의 제 2 실시형태를 보여준다. 더 자세히 기술하면, 다상 탄화수소 스트림 (145) 은:
- 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 액화된 탄화수소 스트림 (115) 을 제공하는 스텝; 및
- 팽창된 탄화수소 스트림 형태로 다상 탄화수소 스트림 (145) 을 제공하기 위해서 하나 이상의 탄화수소 스트림 팽창 기기 (120, 140) 에서 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 액화된 탄화수소 스트림 (115) 을 팽창시키는 스텝에 의해 제공될 수도 있다.
적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 액화된 탄화수소 스트림 (115) 은:
- 탄화수소 공급 스트림 (105) 을 제공하는 스텝;
- 탄화수소 공급 스트림 (105) 을 고압 연료 가스 스트림 (107) 및 연속 탄화수소 스트림 (108) 으로 분할하는 스텝; 및
- 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 액화된 탄화수소 스트림 (115) 을 제공하기 위해서 하나 이상의 열교환기 (110a, 110b) 에서 연속 스트림 (108) 의 적어도 일부를 냉각함으로써 연속 탄화수소 스트림 (108) 을 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 액화하는 스텝에 의해 제공될 수도 있다.
고압 연료 가스 스트림 (107) 은 15 몰% 미만의 질소 함량 및 15 bara를 초과하는 압력 중 하나 또는 양자를 가질 수도 있다. 고압 연료 가스 스트림 (107) 은 가스 터빈과 같은 하나 이상의 고압 연료 가스 소모기 (300) 로 적절히 이동될 수도 있다.
공급 스트림 분리 기기 (80) 는, 탄화수소 공급 스트림 (105) 을 연속 탄화수소 스트림 (108) 및 고압 연료 가스 스트림 (107) 으로 분리하도록 구비될 수도 있다. 공급 스트림 분리 기기 (80) 는, 탄화수소 공급 스트림 (105) 을 위한 유입구 (78), 고압 연료 가스 스트림 (107) 을 위한 제 1 배출구 (81) 및 연속 탄화수소 스트림 (108) 을 위한 제 2 배출구 (82) 를 적절히 포함할 수도 있다.
어떤 실시형태에서, 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전한 액화 스텝은:
- 예비-냉각된 탄화수소 스트림 (113) 을 제공하기 위해서 예비-냉각 냉매 회로에서 예비-냉각 냉매에 대해 하나 이상의 예비-냉각 열교환기 (110a) 에서 연속 탄화수소 스트림 (108) 의 적어도 일부를 예비-냉각하는 단계; 및
- 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 액화된 탄화수소 스트림 (115) 을 제공하기 위해서 메인 냉각 냉매 회로에서 순환되는 메인 냉각 냉매에 대해, 하나 이상의 메인 냉각 열교환기 (110b) 에서 예비-냉각된 탄화수소 스트림 (113) 의 적어도 일부 (113b) 를 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 액화하는 단계로 이루어질 수도 있다. 이 실시형태는:
- 가열 스트림 (355) 으로서 예비-냉각된 탄화수소 스트림 (113) 의 일부 (113b) 를 연료 가스 열교환기 (210) 로 이동시키는 스텝;
- 냉각된 프로세스 스트림 (365) 을 제공하기 위해서 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림 (205) 에 대해 연료 가스 열교환기 (210) 내부에서 예비-냉각된 탄화수소 스트림의 상기 부분 (113b) 을 냉각하는 스텝; 및
- 하나 이상의 탄화수소 스트림 팽창 기기 (120, 140) 중 하나로 냉각된 프로세스 스트림 (365) 을 이동시키는 스텝을 더 포함할 수도 있다.
따라서, 이 장치는 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 액화된 탄화수소 스트림 (115) 을 제공하기 위해서 연속 탄화수소 스트림 (108) 을 냉각하고 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 액화시키는 하나 이상의 냉각 스테이지 (110) 를 포함할 수도 있다. 상기 하나 이상의 냉각 스테이지 (110) 는 공급 스트림 분리 기기 (80) 의 제 2 배출구 (82) 와 유체 연통하는 연속 탄화수소 스트림 (108) 을 위한 유입구 (109) 및 하나 이상의 탄화수소 스트림 팽창 기기 (120, 140) 의 유입구 (118) 에 연결된 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 액화된 탄화수소 스트림 (115) 을 위한 배출구 (112) 를 적절히 포함할 수도 있다.
천연 가스 스트림일 수 있는 탄화수소 이송 스트림 (85) 은, 보통 30 내지 90 bara 범위의 압력에서 가압 스트림으로서 제공된다. 탄화수소 이송 스트림 (85) 은 산성 가스 제거 유닛 (90) 으로 이동될 수도 있다. 산성 가스 제거 유닛 (90) 은 처리된 탄화수소 스트림 (95) 을 제공하기 위해서 알려진 방법에 의해 탄화수소 이송 스트림 (85) 에서 이산화탄소 및 황화수소와 같은 산성 가스 함량을 낮춘다.
그 후 산성 가스가 고갈될 처리된 탄화수소 스트림 (95) 은 선택적으로 건조기 (미도시) 를 통하여, 천연 가스 액체 (NGL) 추출 유닛 (100) 으로 이동될 수도 있다. NGL 추출 유닛 (100) 에서, 예를 들어 하나 이상의 스크러브탑 (scrub column) 또는 분별증류탑을 이용하여 더 무거운 탄화수소와 함께 프로판, 부탄 및 펜탄과 같은 임의의 천연 가스 액체의 적어도 일부가 제거될 수 있다. NGL 추출 유닛 (100) 은, 천연 가스 액체가 고갈될 수 있는 탄화수소 공급 스트림 (105) 을 제공한다.
도 2 는 공급 스트림 분리 기기 (80) 의 유입구 (78) 로 이동되는 탄화수소 공급 스트림 (105) 을 보여주는데, 여기에서 탄화수소 공급 스트림은 제 1 배출구 (81) 에서 고압 연료 가스 스트림 (107) 및 제 2 배출구 (82) 에서 연속 탄화수소 스트림 (108) 으로 분할된다.
도 2 에 도시되지 않은 대안적인 실시형태에서, 고압 연료 가스 스트림 (107) 은 탄화수소 공급 스트림 (105) 대신에 탄화수소 이송 스트림 (85) 및/또는 처리된 탄화수소 스트림 (95) 으로부터 유입될 수 있다. 고압 연료 가스 스트림 (107) 을 위한 취출점은 탄화수소 혼합물의 조성에 의해 결정될 것이다. 예를 들어, 탄화수소 혼합물이 물론 산성 가스가 적다면, 고압 연료 가스 스트림 (107) 은 탄화수소 이송 스트림 (85) 으로부터 끌어들일 수 있고 압력은 라인 (107) 에 제공된 밸브 (106) 와 같은 기기에서 감소되어서 원하는 대로 고압 연료 압력 조건에 맞출 수 있다.
대안적으로 (미도시), NGL 추출 유닛 (100) 이 보다 낮은 압력에서 작동된다면 고압 연료 가스 스트림은 보다 낮은 압력에서 NGL 추출 유닛 (100) 으로부터 끌어들일 수 있다. 이것과 함께, 이것은 연료 가스로서 추출될 탄화수소 공급 스트림 (105) 의 일부를 불필요하게 재압축하는데 동력을 소비하는 것을 피할 수 있다.
그 후, 고압 연료 가스 스트림 (107) 은 고압 연료 가스 네트워크로 이동될 수 있거나, 도 2 에 도시된 대로 가스 터빈과 같은 하나 이상의 고압 연료 가스 소모기 (300) 로 직접 이동될 수 있다. 가스 터빈은 전력을 발생시키기 위한 발전기를 기계적으로 구동하거나, 보다 바람직하게는 냉매 회로에 존재하는 것과 같은 압축기를 기계적으로 구동할 수도 있다.
그 후, 공급 스트림 분리 기기 (80) 의 제 2 배출구 (82) 로부터 연속 탄화수소 스트림 (108) 은 냉각 및 액화 유닛 (110) 으로 이동될 수 있는데, 이 유닛에서 연속 탄화수소 스트림은 냉각되고 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 액화된다. 액화 유닛 (100) 은 제 1 배출구 (112) 에서 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 액화된 탄화수소 스트림 (115) 을 제공한다. 이러한 액화 유닛은 예를 들어 US 특허 6,370,910 처럼 본 기술분야에 잘 알려져 있다.
도 2 에 도시된 액화 유닛 (110) 은 제 1 및 제 2 냉각 스테이지를 포함한다. 제 1 냉각 스테이지는, 예비-냉각 냉매 회로 (미도시) 에서 예비-냉각 냉매에 대해 연속 탄화수소 스트림 (108) 을 냉각하는 하나 이상의 예비-냉각 열교환기 (110a) 를 포함한다. 하나 이상의 예비-냉각 열교환기 (110a) 는 예비-냉각된 탄화수소 스트림 (113) 을 제공한다.
예비-냉각된 탄화수소 스트림 (113) 은 예비-냉각된 스트림 분리 기기 (70) 로 이동될 수 있는데, 여기에서 예비-냉각된 탄화수소 스트림은 선택적으로 (연속) 예비-냉각된 탄화수소 스트림 부분 (113b) 및 가열 스트림 (355) 으로서 이용될 프로세스 스트림으로 분할될 수도 있다.
예비-냉각된 탄화수소 스트림 (113) 또는 연속 예비-냉각된 탄화수소 스트림 부분 (113b) 은 제 2 냉각 스테이지로 이동된다. 제 2 냉각 스테이지는, 메인 냉각 냉매 회로 (미도시) 에서 메인 냉각 냉매에 대해 예비-냉각된 탄화수소 스트림 (113) 또는 적어도 그것의 연속부 (113b) 를 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 액화시키는 하나 이상의 메인 냉각 열교환기 (110b) 를 포함한다. 하나 이상의 메인 냉각 열교환기 (110b) 는 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 액화된 탄화수소 스트림 (115) 을 제공한다.
대안적인 실시형태에서, NGL 추출 유닛 (100) 은 도 2 에 도시된 바와 같은 액화 유닛의 상류 대신에 액화 유닛 (110) 내부의 어디든지 위치할 수도 있다. 이러한 경우에, 공급 스트림 분리 기기 (80) 는 또한 액화 유닛 (110) 내부에 위치할 수도 있다. NGL 추출 유닛 (100) 및 공급 스트림 분리 기기 (80) 양자는, 이송 스트림의 완전한 응축이 달성되는 상류에 위치하는 것이 바람직할 것이다. 좋은 위치는 일반적으로 제 2 냉각 스테이지의 상류일 것이다.
적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 액화된 탄화수소 스트림 (115) 은 배출구 (142) 에서 다상 탄화수소 스트림 (145) 을 제공하기 위해서 스트림의 압력을 순차적으로 감소시키는 연속하는 2 개 이상의 팽창 기기와 같은 하나 이상의 탄화수소 스트림 팽창 기기 (120, 140) 의 유입구 (118) 로 이동될 수 있다. 도 2 에 도시된 실시형태에서, 적어도 부분적으로, 바람직하게는 충분히 액화된 탄화수소 스트림 (115) 이 터빈일 수도 있는 제 1 탄화수소 스트림 팽창 기기 (120) 로 이동될 수 있는데, 여기에서 액화된 탄화수소 스트림은 팽창된 탄화수소 스트림 (125) 을 제공하기 위해서 동적으로 팽창된다. 제 1 팽창 기기 (120) 에서 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 액화된 탄화수소 스트림 (115) 의 동적 팽창시 방출되는 에너지는, 예를 들어 발전기 (130) 또는 압축기 (미도시) 와 같은 다른 기기를 기계적으로 구동함으로써 회복될 수 있다.
그 후, 팽창된 탄화수소 스트림 (125) 은 팽창된 탄화수소 슬립 스트림 (305) 및 (연속) 팽창된 탄화수소 스트림 (125b) 을 제공하기 위해서 팽창된 탄화수소 스트림 분할 기기 (60) 로 이동될 수 있다. 그 후, (연속) 팽창된 탄화수소 스트림 (125b) 은 주울-톰슨 밸브와 같은 제 2 팽창 기기 (140) 로 통과될 수 있는데, 이 팽창 기기에서 팽창된 탄화수소 스트림은 다상 탄화수소 스트림 (145) 을 제공하도록 팽창된다.
도 2 의 실시형태에서, 가열 스트림 (355) 은, 냉각된 가열 스트림 (365) 을 제공하도록 연료 가스 열교환기 (210) 에서 냉각된 후에, 스트림 (145) 부분을 형성하기에 적합하다. 이러한 경우에, 예를 들어 팽창기 또는 주울-톰슨 기기 (121) 에서 적합한 감압 이후에, 냉각된 가열 스트림 (365) 은 이미 검토한 대로 제 2 탄화수소 스트림 팽창 기기 (140) 로 보내지도록 (연속) 팽창된 탄화수소 스트림 (125b) 으로 주입될 수도 있다. 일부 실시형태에서, 스트림들이 함께 팽창될 수 있도록 팽창 기기 (120) 의 상류에서 냉각된 가열 스트림 (365) 과 액화된 탄화수소 스트림 (115) 을 재결합하는 것이 유리할 수도 있다.
도 2 의 실시형태에서, 가열 스트림 (355) 은 예비-냉각된 스트림 분리 기기 (70) 에 의해 예비-냉각된 탄화수소 스트림 (113) 으로부터 회수된 슬립 스트림 형태로 제공된다. 그러나, 가열 스트림은 또한 다른 소스로부터 다른 압력에서 얻어질 수도 있는데, 이 소스는 NGL 추출 유닛 (100) 또는 NGL 추출 유닛 (100) 으로부터 얻어진 NGL 생성물을 분별증류하도록 일반적으로 설치된 분별증류 트레인 (미도시) 을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다.
다른 군의 실시형태에서, 예비-냉각된 탄화수소 스트림은 결코 분할될 수 없어서 가열 스트림 (355) 은 냉매 (슬립) 스트림 또는 중간 냉각 유체 스트림과 같은 완전히 다른 프로세스 스트림으로 구성된다.
다상 탄화수소 스트림 (145) 은 제 1 가스/액체 분리기 (150a) 의 제 1 유입구 (148) 로 이동될 수 있는데, 이 분리기에서 다상 탄화수소 스트림은 도 1 의 실시형태와 유사하게 기체 분획과 액체 분획으로 분리된다. 제 1 분리기 증기 스트림 (205) 은 내부의 제 1 배출구 (151) 를 통하여 위로 제 1 가스/액체 분리기 (150a) 에서 배출된다. 액체 스트림인 제 1 분리기 저부 스트림 (155a) 은 제 1 가스/액체 분리기 (150a) 의 저부 또는 저부 근처에서 제 2 배출구 (152) 를 통하여 배출된다. 결합된 스트리핑 증기 스트림 (185a) 은 제 1 가스/액체 분리기 (150a) 및 제 1 유입구 (148) 보다 중력적으로 낮게 위치한 제 2 유입구 (149) 로 이동된다. 제 2 유입구 (149) 는 제 2 배출구 (152) 위쪽에 있을 수 있다.
팽창된 탄화수소 슬립 스트림 (305) 은 예를 들어 주울 톰슨 밸브 (310) 를 이용하여 추가 팽창되어서, 추가 팽창된 탄화수소 슬립 스트림 (315) 은 제 1 가스/액체 분리기 (150a) 의 상부에서 일부 기체를 재응축시키도록 역류 응축기 (320) 를 통과한다. 역류 응축기 (320) 는, 다상 탄화수소 스트림의 더 가벼운 성분의 분리를 향상시키기 위해서 역류를 제공하도록 제 1 유입구 (148) 와 제 1 배출구 (151) 사이의 일정 레벨에 위치될 수도 있다. 본 기술분야의 당업자에게 알려진 대로, 외부 역류 응축기가 이러한 내부 응축기 (320) 대신에 사용될 수도 있다.
추가 팽창된 탄화수소 슬립 스트림 (315) 은 응축기 (320) 내부에서 가열되어서 가열된 탄화수소 슬립 스트림 (325) 을 제공하고, 이 가열된 탄화수소 슬립 스트림은 (팽창된) 제 1 분리기 저부 스트림 (155b) 으로 이동될 수 있다. 가열된 탄화수소 슬립 스트림 (325) 으로부터 가열된 탄화수소를 운반하는 (팽창된) 제 1 분리기 저부 스트림 (155b) 은, 결합된 스트림 (155c) 으로서 제 2 가스/액체 분리기 (160) 의 유입구 (158) 로 이동될 수 있다. 제 2 가스/액체 분리기 (160) 로부터 끌어들인 스트림 및 추가 프로세싱에 대한 전술한 설명 및 도 1 이 참고된다.
제 1 가스/액체 분리기 (150a) 로 되돌아가, 이 분리기는 분리 및 질소 제거를 향상시키기 위해서 예를 들어 트레이 및/또는 패킹으로 형성된 접촉 향상 수단 (154a, 156a) 을 가지는 두 구간을 포함할 수도 있다. 두 구간 중 제 1 구간은, 도 1 의 실시형태와 유사하게, 제 1 유입구 (148) 와 제 2 유입구 (149) 사이에 위치한다. 두 구간 중 제 2 구간 (156a) 은 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림 (205) 을 위한 제 1 배출구 (151) 와 다상 탄화수소 스트림 (145) 을 위한 제 1 유입구 (148) 사이에 위치한다. 제 2 구간 (156a) 은, 응축기 (320) 상에서 탄화수소 증기의 응축에 의해 제공되는 역류를 이용하도록 응축기 (320) 아래 또는 외부 응축기로부터 역류를 위한 유입 수단 아래에 있어야 한다.
제 1 배출구 (151) 에서 배출되는 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림 (205) 은, 저압 연료 가스 스트림 (215) 및 냉각된 가열 스트림 (365) 을 제공하기 위해서, 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림이 가열 스트림 (365) 에 대해 가열되는 연료 가스 열교환기 (210) 로 이동될 수 있다. 가열 스트림이 프로세스 스트림의 형태로 제공된다면, 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림 (205) 의 냉각 에너지의 일부는 프로세스 스트림을 냉각하는데 사용될 수 있어서, 이것은 하나 이상의 메인 열교환기 (110b) 를 바이패스하고, 열효율을 향상시킨다.
이미 위에서 언급한 대로, 가열 스트림 (355) 은 또한 예비-냉각 및/또는 메인 냉각 냉매 스트림과 같은 냉매 스트림의 형태인 프로세스 스트림일 수도 있다. 이 경우에, 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림 (205) 의 냉각 에너지의 일부는 냉매를 냉각함으로써 냉각 스테이지 (110) 의 하나 또는 양자로 되돌아갈 수 있다.
본원에 개시된 방법 및 장치의 장점은 다음 비제한적인 실시예로부터 분명해질 것이다.
실시예
이 실시예는, 전술한 US 2008/0066493 의 도 3 의 실시형태에 따라 계산된 3 개의 비교예와 도 2 의 라인업 (line-up) 에 따른 천연 가스 탄화수소 공급 스트림 (105) 으로부터 생성된 다양한 스트림의 질소 함량 비교를 제공한다.
천연 가스, 고압 및 저압 연료 가스 스트림 (107, 215), 보일 오프 가스 스트림 (195) 과 LNG 스트림 (165) 으로 이루어진 탄화수소 공급 스트림 (105) 의 질소 함량은 본원에 개시된 도 2 의 라인업에 대한 부가 데이터와 함께 계산되고 아래 표에서 "본 발명" 아래에 나타나 있다.
US 2008/0066493 의 도 3 의 실시형태에서, 고압 연료 가스 스트림은 열교환 및 압축 후에 플래시 용기 (101) 의 오버헤드 (42) 와 결합된 열교환 및 압축 후에 탑 (10') 상부 (10u) 의 오버헤드 (25) 로부터 도관 (34a) 에 의해 제공된다. 탑 (10') 상부 (10u) 의 오버헤드 (25) 의 열교환 및 압축으로부터만 발생하는 도관 (33) 은 충분한 고압 연료 가스를 제공할 수 없어서, 이것은 이 비교시 도관 (34a) 으로부터 대신 끌어들여짐을 지적한다. 라인 (34) 에서 체크 밸브의 부재시, 도관 (33, 34a) 은 유체 연통될 것이다.
US 2008/0066493 는 대응하는 저압 연료 가스 스트림을 개시하지 않는다. 이 비교를 위해, 저압 연료 가스 스트림은 탑 (10') 의 상부 (10u) 의 오버헤드를 운반하는 도관 (25) 으로부터 추출된 것으로 가정되었다. 보일 오프 가스 스트림은 도관 (22) 에서 발견된다.
US 2008/0066493 의 도 3 의 수정된 라인업에 따라 계산된 데이터는 아래 표1 에서 "비교예 1", "비교예 2" 및 "비교예 3" 아래에 나타나 있다. "비교예 1" 은, 동일한 천연 가스 이송 스트림, 저압 연료 스트림, 고압 연료 스트림, 보일 오프 가스 스트림 및 LNG 스트림 생성 속도에서 취해진 본원에 개시된 도 2 에 따른 방법과 비교를 나타낸다. "비교예 2" 는, 동일한 천연 가스 이송 스트림 속도, 저압 및 고압 연료 가스 가열값에서 취해진 본원에 개시된 도 2 에 따른 방법과 비교를 나타낸다. "비교예 3" 은, 동일한 천연 가스 이송 스트림과 LNG 스트림 속도 및 저압 연료 가스 가열값에서 취해진 본원에 개시된 도 2 에 따른 방법과 비교를 나타낸다.
본원에 개시된 방법 및 장치는 받아들일 수 있을 만큼 낮은 질소 함량을 가지는 고압 연료 가스 스트림 (107) 과 LNG 스트림 (165) 을 생성하면서 저압 연료 가스 스트림 (215) 의 질소를 제거함이 아래 표 1 로부터 분명해진다.
본 발명 비교예 1 비교예 2 비교예 3
N2 몰 분획
천연가스 이송 스트림		 0.056 0.056 0.056 0.056
N2 몰 분획
HP 연료 가스 스트림		 0.056 0.248 0.285 0.298
N2 몰 분획
LP 연료 가스 스트림		 0.805 0.418 0.409 0.445
N2 몰 분획
BOG 스트림		 0.223 0.154 0.141 0.154
N2 몰 분획
처리된 액체 탄화수소 스트림		 0.009 0.006 0.005 0.006
가열값
저압 연료 가스 스트림		 64 234 65 64
비출력/
(kW/tpd LNG)		 14.8 14.2 14.4 14.3
순출력
(kW/tpd LNG)		 14.6 13.9 14.1 14.1
생성
340 스트림 데이/MPTA		 3.60 3.60 3.56 3.60
본 기술분야의 당업자는, 본 발명이 첨부된 청구항 범위에서 벗어나지 않으면서 많은 다양한 방식으로 수행될 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (17)

  1. 처리된 액체 탄화수소 스트림을 제공하기 위해서 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 방법으로서, 상기 방법은 적어도,
    - 증기상과 액상을 포함하는 천연 가스로부터 다상 탄화수소 스트림을 생성하는 단계;
    - 상기 다상 탄화수소 스트림을 제 1 가스/액체 분리기로 이동시키는 단계;
    - 상기 제 1 가스/액체 분리기에서 제 1 압력으로 다상 탄화수소 스트림을 분리하여 탄화수소 및 질소를 포함하는 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림 및 제 1 분리기 저부 스트림을 제공하는 단계;
    - 제 2 가스/액체 분리기에서 상기 제 1 압력보다 낮은 제 2 압력으로 제 1 분리기 저부 스트림을 분리하여 LNG 형태로 처리된 액체 탄화수소 스트림 및 제 2 분리기 탄화수소 증기 스트림을 제공하는 단계;
    - 오버헤드 스트림 압축기에서 상기 제 2 분리기 탄화수소 증기 스트림을 압축하여 스트리핑 증기 스트림을 제공하는 단계; 및
    - 상기 스트리핑 증기 스트림을, 상기 다상 탄화수소 스트림이 제 1 가스/액체 분리기로 이동되는 레벨보다 중력적으로 낮은 레벨에서 분리기로 이동시키는 단계를 포함하는, 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 오버헤드 스트림 압축기에서 상기 제 2 분리기 탄화수소 증기 스트림을 압축하여 스트리핑 증기 스트림을 제공하는 단계는, 상기 제 1 압력 이상인 제 3 압력에서 스트리핑 증기 스트림을 제공하는, 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    - 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림으로부터 저압 연료 가스 스트림을 유도하는 단계; 및
    - 상기 저압 연료 가스 스트림을 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림의 압력보다 높지 않은 연료 가스 압력에서 연소 기기로 이동시키는 단계를 더 포함하는, 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    제 1 가스/액체 분리기의 제 1 압력은 연료 가스 압력 이상이고, 연소 기기에서 사용하기 전에 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림도 저압 연료 가스 스트림도 압축되지 않는, 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 방법.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 연소 기기는 노, 보일러, 이중 연료 디젤 엔진으로 구성된 군 중 하나인, 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 방법.
  6. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림으로부터 저압 연료 가스 스트림을 유도하는 단계는,
    - 연료 가스 열교환기에서 가열 (warming) 스트림에 대해 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림을 가열하여 저압 연료 가스 스트림 및 냉각된 가열 스트림을 제공하는 것을 포함하는, 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 증기상과 액상을 포함하는 천연 가스로부터 다상 탄화수소 스트림을 생성하는 단계는,
    - 상기 냉각된 가열 스트림을 냉각된 프로세스 스트림의 형태로 제공하기 위해서, 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림에 대해 연료 가스 열교환기에서 상기 가열 스트림으로서 천연 가스의 일부를 냉각하여 상기 냉각된 가열 스트림을 냉각된 프로세스 스트림의 형태로 제공하는 것을 포함하는, 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림은, 30 몰% ~ 95 몰% 의 질소를 포함하고 그리고/또는 2 bara ~ 15 bara 의 압력을 가지는, 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리된 액체 탄화수소 스트림은 1 몰% 미만의 질소를 함유하는, 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 증기상과 액상을 포함하는 천연 가스로부터 다상 탄화수소 스트림을 생성하는 단계는, 천연 가스의 압력을 변경하고 그리고/또는 냉각하는 것을 포함하는, 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 증기상과 액상을 포함하는 천연 가스로부터 다상 탄화수소 스트림을 생성하는 단계는,
    - 상승된 압력에서 천연 가스 스트림으로부터 탄화수소 공급 스트림을 제공하는 것;
    - 상기 탄화수소 공급 스트림으로부터 연속 탄화수소 스트림을 추출하는 것;
    - 상기 연속 스트림을 냉각시키고 적어도 부분적으로 액화시키는 냉각 및 액화 유닛으로 연속 스트림을 이동시켜 적어도 부분적으로 액화된 탄화수소 스트림을 제공하는 것; 및,
    - 상기 적어도 부분적으로 액화된 탄화수소 스트림을 적어도 하나의 탄화수소 스트림 팽창 기기의 유입구로 이동시키고 그 안에서 상기 적어도 부분적으로 액화된 탄화수소 스트림의 압력을 감소시켜서 다상 탄화수소 스트림을 제공하는 것을 포함하는, 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    - 탄화수소 공급 스트림을 15 몰% 미만의 질소 함량 및 15 bara를 초과하는 압력 중 하나 또는 양자를 가지는 고압 연료 가스 스트림, 및 상기 연속 탄화수소 스트림으로 분할하는 것을 더 포함하는, 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 방법.
  13. LNG 형태로 처리된 액체 탄화수소 스트림을 제공하기 위해서 액상과 증기상으로 이루어진 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 장치로서, 상기 장치는 적어도,
    - 천연 가스로부터 다상 탄화수소 스트림을 생성하고, 액화 유닛 및 하나 이상의 탄화수소 스트림 팽창 기기 중 적어도 하나를 포함하는 수단;
    - 다상 탄화수소 스트림을 수용하고 이 스트림을 탄화수소와 질소를 포함하는 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림과 제 1 분리기 저부 스트림으로 분리하도록 배치되고, 다상 탄화수소 스트림을 제 1 가스/액체 분리기로 이송하는 제 1 유입구, 제 1 가스/액체 분리기로부터 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림을 배출하는 제 1 배출구, 제 1 가스/액체 분리기로부터 제 1 분리기 저부 스트림을 배출하는 제 2 배출구 및, 스트리핑 증기 스트림을 제 1 가스/액체 분리기로 이송하기 위해, 상기 제 1 유입구보다 중력적으로 낮은 레벨에 위치한 제 2 유입구를 가지는 제 1 가스/액체 분리기;
    - 제 1 분리기 저부 스트림을 수용하고 이 스트림을 제 2 분리기 탄화수소 증기 스트림 및 LNG 형태로 처리된 액체 탄화수소 스트림으로 분리하도록 배치되고, 제 1 분리기 저부 스트림을 제 2 가스/액체 분리기로 이송하기 위해 제 1 가스/액체 분리기의 제 2 배출구와 유체 연통하는 제 1 유입구, 제 2 가스/액체 분리기로부터 제 2 분리기 탄화수소 증기 스트림을 배출하는 제 1 배출구 및, 제 2 가스/액체 분리기로부터 처리된 액체 탄화수소 스트림을 배출하는 제 2 배출구를 가지는 제 2 가스/액체 분리기;
    - 제 1 분리기 저부 스트림의 압력을 감소시키도록 제 1 가스/액체 분리기의 제 2 배출구 및 제 2 가스/액체 분리기의 제 1 유입구 사이에 배치된 저부 스트림 팽창 기기; 및
    - 스트리핑 증기 스트림을 제공하기 위해서 제 2 분리기 탄화수소 증기 스트림을 압축하고, 제 2 분리기 탄화수소 증기 스트림을 수용하도록 제 2 가스/액체 분리기의 제 1 배출구와 유체 연통하는 유입구 및, 스트리핑 증기 스트림을 배출하기 위해 제 1 가스/액체 분리기의 제 2 유입구와 유체 연통하는 배출구를 가지는 오버헤드 스트림 압축기를 적어도 포함하는, 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    하나 이상의 탄화수소 스트림 팽창 기기는, 다상 탄화수소 스트림을 제공하기 위해서 액화 유닛으로부터 배출된 적어도 부분적으로 액화된 탄화수소 스트림을 팽창하도록 액화 유닛 및 그 하류에 연결되고, 상기 하나 이상의 탄화수소 스트림 팽창 기기는 적어도 부분적으로 액화된 탄화수소 스트림을 수용하는 유입구 및 다상 탄화수소 스트림을 배출하는 배출구를 가지며, 상기 배출구는 제 1 가스/액체 분리기의 제 1 유입구에 연결되는, 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 장치.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    - 제 1 분리기 탄화수소 증기 스트림의 압력보다 높지 않은 연료 가스 압력에서 작동하고, 제 1 분리기 탄화수소 스트림으로부터 유도된 저압 연료 가스를 수용하도록 배치되는 연소 기기를 더 포함하는, 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 가스/액체 분리기의 제 1 배출구와 연소 기기 사이에 압축기가 없는, 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 장치.
  17. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
    상기 연소 기기는 노, 보일러 및, 이중 연료 디젤 엔진으로 구성된 군 중 하나인, 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 장치.
KR1020127001559A 2009-07-21 2010-07-19 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 방법 및 이를 위한 장치 KR20120040700A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP09165993 2009-07-21
EP09165993.8 2009-07-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120040700A true KR20120040700A (ko) 2012-04-27

Family

ID=42102996

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020127001559A KR20120040700A (ko) 2009-07-21 2010-07-19 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 방법 및 이를 위한 장치

Country Status (10)

Country Link
US (1) US20120167617A1 (ko)
EP (1) EP2457046A2 (ko)
JP (1) JP5730302B2 (ko)
KR (1) KR20120040700A (ko)
CN (1) CN102782430A (ko)
AU (1) AU2010275307B2 (ko)
BR (1) BR112012001046B1 (ko)
CA (1) CA2767369C (ko)
RU (1) RU2554736C2 (ko)
WO (1) WO2011009832A2 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150049748A (ko) * 2013-10-31 2015-05-08 현대중공업 주식회사 액화가스 처리 시스템

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5701704B2 (ja) * 2011-07-08 2015-04-15 日揮株式会社 液状炭化水素の水銀除去方法、及びその装置
KR101324588B1 (ko) 2011-10-21 2013-11-01 삼성중공업 주식회사 가스처리시스템 및 가스처리방법
WO2013074440A1 (en) * 2011-11-15 2013-05-23 Shell Oil Company Method of processing feed streams containing hydrogen sulfide
EP2597406A1 (en) 2011-11-25 2013-05-29 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method and apparatus for removing nitrogen from a cryogenic hydrocarbon composition
WO2013087569A2 (en) 2011-12-12 2013-06-20 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method and apparatus for removing nitrogen from a cryogenic hydrocarbon composition
RU2607708C2 (ru) * 2011-12-12 2017-01-10 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Способ и устройство для удаления азота из криогенной углеводородной композиции
AU2012350743B2 (en) * 2011-12-12 2015-08-27 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method and apparatus for removing nitrogen from a cryogenic hydrocarbon composition
KR101371485B1 (ko) * 2012-12-07 2014-03-10 현대자동차주식회사 Lpi 차량용 리턴 연료 냉각 시스템
WO2014173598A2 (en) * 2013-04-22 2014-10-30 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method and apparatus for producing a liquefied hydrocarbon stream
EP2796818A1 (en) * 2013-04-22 2014-10-29 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method and apparatus for producing a liquefied hydrocarbon stream
EP2857782A1 (en) 2013-10-04 2015-04-08 Shell International Research Maatschappij B.V. Coil wound heat exchanger and method of cooling a process stream
US9487458B2 (en) 2014-02-28 2016-11-08 Fluor Corporation Configurations and methods for nitrogen rejection, LNG and NGL production from high nitrogen feed gases
KR20160095597A (ko) * 2015-02-03 2016-08-11 삼성중공업 주식회사 연료가스 공급시스템
RU2730090C2 (ru) * 2016-03-21 2020-08-17 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Способ и система сжижения сырьевого потока природного газа
CN106082379A (zh) * 2016-07-27 2016-11-09 青岛科技大学 汽提含酸含氨化工废水的方法
KR102192965B1 (ko) * 2016-09-07 2020-12-18 바르실라 핀랜드 오이 내연 피스톤 엔진에 가스 연료를 공급하기 위한 연료 시스템 및 내연 피스톤 엔진의 작동 방법
WO2018075278A1 (en) * 2016-10-18 2018-04-26 Conocophillips Company Internal tank disengaging system
US11221176B2 (en) * 2018-08-14 2022-01-11 Air Products And Chemicals, Inc. Natural gas liquefaction with integrated nitrogen removal
RU2685101C1 (ru) * 2018-09-03 2019-04-16 Андрей Владиславович Курочкин Установка низкотемпературной сепарации с дефлегмацией нтсд для выделения углеводородов c2+ из природного газа (варианты)

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH561620A5 (ko) * 1972-12-11 1975-05-15 Sulzer Ag
US4225329A (en) * 1979-02-12 1980-09-30 Phillips Petroleum Company Natural gas liquefaction with nitrogen rejection stabilization
US4548629A (en) * 1983-10-11 1985-10-22 Exxon Production Research Co. Process for the liquefaction of natural gas
US4809154A (en) * 1986-07-10 1989-02-28 Air Products And Chemicals, Inc. Automated control system for a multicomponent refrigeration system
WO1997013109A1 (en) * 1995-10-05 1997-04-10 Bhp Petroleum Pty. Ltd. Liquefaction process
US5992175A (en) * 1997-12-08 1999-11-30 Ipsi Llc Enhanced NGL recovery processes
TW477890B (en) 1998-05-21 2002-03-01 Shell Int Research Method of liquefying a stream enriched in methane
MY117066A (en) * 1998-10-22 2004-04-30 Exxon Production Research Co Process for removing a volatile component from natural gas
US6070429A (en) * 1999-03-30 2000-06-06 Phillips Petroleum Company Nitrogen rejection system for liquified natural gas
FR2822838B1 (fr) * 2001-03-29 2005-02-04 Inst Francais Du Petrole Procede de deshydratation et de fractionnement d'un gaz naturel basse pression
US6742358B2 (en) * 2001-06-08 2004-06-01 Elkcorp Natural gas liquefaction
US6740226B2 (en) * 2002-01-16 2004-05-25 Saudi Arabian Oil Company Process for increasing hydrogen partial pressure in hydroprocessing processes
US6672104B2 (en) * 2002-03-28 2004-01-06 Exxonmobil Upstream Research Company Reliquefaction of boil-off from liquefied natural gas
FR2841330B1 (fr) * 2002-06-21 2005-01-28 Inst Francais Du Petrole Liquefaction de gaz naturel avec recyclage de gaz naturel
WO2004017002A1 (en) * 2002-08-15 2004-02-26 Fluor Corporation Low pressure ngl plant configurations
RU2236891C2 (ru) * 2002-11-25 2004-09-27 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа" Способ очистки углеводородного газа
US6907752B2 (en) * 2003-07-07 2005-06-21 Howe-Baker Engineers, Ltd. Cryogenic liquid natural gas recovery process
MY140540A (en) * 2004-07-12 2009-12-31 Shell Int Research Treating liquefied natural gas
EP1792131B1 (en) * 2004-08-24 2009-03-04 Advanced Extraction Technologies, Inc. Combined use of external and internal solvents in processing gases containing light medium and heavy components
MX2007009824A (es) * 2005-02-17 2007-09-04 Shell Int Research Planta y metodo para licuar gas natural.
DE102007010032A1 (de) * 2007-03-01 2008-09-04 Linde Ag Verfahren zum Abtrennen von Stickstoff aus verflüssigtem Erdgas
US8381543B2 (en) * 2007-12-12 2013-02-26 Conocophillips Company System for enhanced fuel gas composition control in an LNG facility
AU2009243512A1 (en) * 2008-12-05 2010-06-24 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method of cooling a hydrocarbon stream and an apparatus therefor
DE102009038458A1 (de) * 2009-08-21 2011-02-24 Linde Ag Verfahren zum Abtrennen von Stickstoff aus Erdgas

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150049748A (ko) * 2013-10-31 2015-05-08 현대중공업 주식회사 액화가스 처리 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
EP2457046A2 (en) 2012-05-30
RU2554736C2 (ru) 2015-06-27
AU2010275307A1 (en) 2012-01-19
WO2011009832A3 (en) 2014-04-03
BR112012001046B1 (pt) 2021-02-23
WO2011009832A2 (en) 2011-01-27
CA2767369C (en) 2017-10-24
US20120167617A1 (en) 2012-07-05
CA2767369A1 (en) 2011-01-27
JP5730302B2 (ja) 2015-06-10
BR112012001046A2 (pt) 2020-07-28
RU2012106137A (ru) 2013-08-27
AU2010275307B2 (en) 2013-12-19
JP2013503314A (ja) 2013-01-31
CN102782430A (zh) 2012-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20120040700A (ko) 다상 탄화수소 스트림을 처리하는 방법 및 이를 위한 장치
JP6126163B2 (ja) 冷却ヒートポンプを使用する液化された天然ガスの生産における統合された窒素の除去
JP6087978B2 (ja) 貢献する再注入回路を使用した液化天然ガスの生成における統合された窒素除去
US5613373A (en) Process and apparatus for cooling a fluid especially for liquifying natural gas
KR101657410B1 (ko) 중간 원료 가스 분리를 이용하는 액화 천연 가스 제조시의 통합된 질소 제거
US20170030633A1 (en) System and method for liquefacation of natural gas
US20080156036A1 (en) Plant and Method for Liquefying Natural Gas
US9783470B2 (en) Hydrocarbon gas processing
RU2443952C2 (ru) Способ и устройство для сжижения потока углеводородов
EA011919B1 (ru) Сжижение природного газа
JP2012514050A (ja) 炭化水素流から窒素を排除して燃料ガス流を提供する方法およびそのための装置
EA018269B1 (ru) Получение сжиженного природного газа
KR20140103144A (ko) 극저온 탄화수소 조성물로부터 질소를 제거하기 위한 방법 및 장치
KR101965020B1 (ko) 극저온 탄화수소 조성물로부터 질소를 제거하는 방법 및 장치
RU2423653C2 (ru) Способ для сжижения потока углеводородов и установка для его осуществления
US20100307193A1 (en) Method and apparatus for cooling and separating a hydrocarbon stream
AU2014201643A1 (en) Method for treating a multi-phase hydrocarbon stream and an apparatus therefor

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid