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JPS626084B2 - - Google Patents
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JPS626084B2 - - Google Patents

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JPS626084B2
JPS626084B2 JP57034101A JP3410182A JPS626084B2 JP S626084 B2 JPS626084 B2 JP S626084B2 JP 57034101 A JP57034101 A JP 57034101A JP 3410182 A JP3410182 A JP 3410182A JP S626084 B2 JPS626084 B2 JP S626084B2
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JP
Japan
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mixture
expansion device
phase
vapor
heat exchanger
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JP57034101A
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Inventor
Reo Nyuuton Chaaruzu
Roorensu Fuini Denisu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Air Products and Chemicals Inc
Original Assignee
Air Products and Chemicals Inc
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Publication date
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Publication of JPS626084B2 publication Critical patent/JPS626084B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液化天然ガスを気化させることにより
エネルギーを回収する方法および装置に関する。
液化天然ガスが気化する間のエネルギーの回収
は米国特許第3479832号明細書に記載されてお
り、その場合循環する多成分冷媒の単純な膨脹が
エネルギーの回収のために利用されている。
この米国特許による方法の改良が1980年４月７
日から10日まで東京で開催された第６回のLNG
会議において宮原氏により発表された「低温貯蔵
装置からのエネルギーの発生」と題する論文に記
載されている。この改良には主熱交換器中のモジ
ユールの数を減少させることが含まれているが、
依然としてエネルギーの回収のために単一の膨脹
装置に依存している。
サイクル全体にわたつて熱交換媒体が気相中に
残つているような液化天然ガスが気化する間のエ
ネルギーを回収する方法の例は米国特許第
3293850号および同第3992891号明細書に示されて
いる。
米国特許第3068659号および同第3183666号明細
書は膨脹装置により天然ガスを気化させ且つエネ
ルギーを回収するために使用されるカスケード冷
凍装置を例示している。
本発明は多成分混合物を天然ガスとの熱交換に
より少なくとも部分的に液化させ、前記の部分的
に液化した多成分混合物を高い圧力にポンプによ
り給送し、前記の加圧された多成分混合物を加熱
して蒸気となし、前記蒸気を膨脹装置を通して膨
脹させ且つ前記膨脹装置からエネルギーを回収す
ることを含む、液化天然ガスを気化させることに
よりエネルギーを回収する方法であつて、前記の
加圧された多成分混合物を加熱して二相混合物と
なし、前記二相混合物を分離して蒸気と液体にな
し、前記蒸気を第１膨脹装置中で膨脹させ、前記
膨脹した蒸気と弁を通して相分離装置からの液体
を膨脹させることにより形成された二相混合物と
を加熱し、それにより発生した蒸気を第２膨脹装
置に通し、且つ前記第１膨脹装置および第２膨脹
装置からエネルギーを回収することを特徴とす
る、液化天然ガスを気化させることによりエネル
ギーを回収する方法を提供するものである。
本発明はまた液化天然ガスを加温し且つ多成分
混合物を少なくとも部分的に液化させるための主
熱交換器と、前記の少なくとも部分的に液化した
多成分混合物を加圧するための少なくとも１基の
ポンプと、前記の少なくとも部分的に液化した多
成分混合物を加熱して蒸気となすための加熱装置
と、前記蒸記を膨脹させることができる膨脹装置
と、前記膨脹装置からエネルギーを回収するため
の装置とを備えた液化天然ガスを気化させること
によりエネルギーを回収する装置であつて、前記
加熱装置および前記膨脹装置が前記の少なくとも
部分的に液化した多成分混合物を加温して気相と
液相になすための熱交換器と、前記気相を前記液
相から分離するための相分離装置と、第１膨脹装
置と、蒸気を前記相分離装置から前記第１膨脹装
置に移送するための導管と、前記相分離装置から
の液体を膨脹させて二相混合物となすことができ
る膨脹弁と、前記二相混合物を気化させ且つ前記
第１膨脹装置からの蒸気を加熱することができる
第２熱交換器と、第２膨脹装置と、蒸気を前記第
２熱交換器から前記第２膨脹装置に移送するため
の導管とを備えていることを特徴とする、液化天
然ガスを気化させることによりエネルギーを回収
する装置を提供するものである。
添付図面の第１図は液化天然ガスの気化により
エネルギーを回収するための装置のフローシート
である。特に、天然ガス24.85Kg／cm2Ａ
（355psia）（25バールＡ）の絶対圧力までポンプ
により給送され且つ熱交換器２の中で部分的に気
化される。このようにして形成された二相混合物
は導管３を通して主熱交換器２を離れ且つ導管５
を経て装置から出る前に熱交換器４の中ですべて
気化される。多成分混合物が導管６を経て主熱交
換器２の暖められた端部１４の中に導入される。
多成分混合物の一部分が液化し且つこのようにし
て形成された二相混合物は導管７を通して取り出
され且つ相分離装置８の中で分離される。相分離
装置８からの蒸気は導管９を通して主熱交換器２
の中に戻される。蒸気は主熱交換器２の中で総体
的に凝縮する。凝縮液は導管１０を通して熱交換
器を離れその後ポンプ１１により加圧され且つ導
管１２を経て主熱交換器２の冷い端部１３に戻さ
れる。その液体は漸次加温され且つポンプ１６に
より加圧される相分離装置８からの液体と接続部
１５において合流せしめられる。合流した液体の
流れはさらに加温されて導管１７を経て主熱交換
器２から出る。その後、その液体は熱交換器１８
の中で気化され且つ発電機５１に接続された膨脹
装置５０を通して膨脹せしめられる。その後、膨
脹したガスは導管６を経て主熱交換器２に再循環
せしめられる。
このプロセスを経済的に行なうためには、熱交
換器１８は代表的には21℃（70〓）に保たれた海
水または河川の水により加温されるべきである。
そのうえ、導管１７を通して主熱交換器２から出
る合流した液体の流れの圧力は実際に可能なかぎ
り高くすべきである。これらの二つの基準が決定
されている場合、導管１７中に圧力がある所定レ
ベルに到達するときに膨脹装置１８の中に液体が
生ずることが判明したが、これは全く望ましくな
いことである。
ある変更を行なえばより高い圧力を使用するこ
とができることが判明したので、本発明により多
成分混合物を液化天然ガスにより少なくとも部分
的に液化させ、前記の少なくとも部分的に液化し
た多成分混合物を高い圧力までポンプにより給送
し、前記の加圧された多成分混合物を加熱して蒸
気とし、前記蒸気を膨脹装置を通して膨脹させ且
つ前記膨脹装置からエネルギーを回収することを
含む液化天然ガスを気化させることによりエネル
ギーを回収する方法であつて、前記の加圧された
多成分混合物を加熱して二相混合物となし、前記
二相混合物を分離して蒸気と液体になし、前記蒸
気を第１膨脹装置中で膨脹させ、前記膨脹した蒸
気と弁を通して相分離装置からの液体を膨脹させ
ることにより形成された二相混合物とを加熱し、
それにより発生した蒸気を第２膨脹装置に通し、
且つ前記第１膨脹装置および第２膨脹装置からエ
ネルギーを回収することを特徴とする、液化天然
ガスを気化させることによりエネルギーを回収す
る方法を提供するものである。
多成分混合物は考えられるところでは二成分混
合物、例えば、ハロフルオロカーボンを含んでい
よう。しかしながら、少なくとも３種の成分、例
えば、２種の炭化水素と窒素、３種の炭化水素、
または３種の炭化水素と窒素を含む多成分混合物
が好ましい。好適な炭化水素はメタン、エタン、
エチレン、プロパン、プロピレン、ブタン、ペン
タンおよびそれらの混合物を包含している。特
に、メタン、エチレン、プロパンおよび窒素を包
含する多成分混合物が好ましい。メタン、エタ
ン、プロパンおよび窒素を含む多成分混合物もま
た使用することができる。
本発明はまた液化天然ガスを加温し且つ多成分
混合物を少なくとも部分的に液化させるための主
熱交換器と、前記の少なくとも部分的に液化した
多成分混合物を加圧するための少なくとも１基の
ポンプと、前記の少なくとも部分的に液化した多
成分混合物を加熱して蒸気となすための加熱装置
と、前記蒸気を膨脹させることができる膨脹装置
と、前記膨脹装置からエネルギーを回収するため
の装置とを備えた、液化天然ガスを気化させるこ
とによりエネルギーを回収する装置であつて、前
記加熱装置および前記膨脹装置が前記の少なくと
も部分的に液化した多成分混合物を加温して気相
と液相になすための熱交換器と、前記気相を前記
液相から分離するための分離装置と、第１膨脹装
置と、蒸気を前記相分離装置から前記第１膨脹装
置に移送するための導管と、前記相分離装置から
の液体を膨脹させて二相混合物となすことができ
る膨脹弁と、前記二相混合物を気化させ且つ前記
第１膨脹装置からの蒸気を加熱することができる
第２熱交換器と、第２膨脹装置と、蒸気を前記第
２熱交換器から前記第２膨脹装置に移送するため
の導管とを備えていることを特徴とする、液化天
然ガスを気化させることによりエネルギーを回収
する装置を提供するものである。
このエネルギー回収装置は前記相分離装置から
の蒸気を前記第１膨脹装置に入る前に加熱するた
めの第３熱交換器を備えていることが好ましい。
前記第２熱交換器からは蒸気のみが出るように
することが好ましい。しかしながら、所望されれ
ば、第２熱交換器に入る二相混合物はその一部分
のみを気化させることができ、且つ液体は第２膨
脹装置からの蒸気を過熱するためにも使用される
第３熱交換器の中で膨脹させ次いで気化される。
このようにして形成されたすべての蒸気はその後
第３膨脹装置を通して膨脹せしめられる。
本発明をさらに良く理解し且つ本発明を実施す
る方法を理解するために、本発明による装置の簡
略化したフローシートである添付図面の第２図に
示した一実施例について説明する。
添付図面について述べると、下記すなわち CH4 88.6％（容量） C2H6 6.7％ C3H8 3.4％ C4H10 1.2％ その他 0.1％ からなる液化天然ガスが11.930モル／時でポンプ
101により24.85Kg／cm2Ａ（355psia）（24.5バール
Ａ）までポンプで給送される。ポンプ１０１から
出る液化天然ガスの温度は−142.5℃（−223〓）
である。その後、液化天然ガスはコイルを巻いた
型式の主熱交換器１０２の中に送られる。
この液化天然ガスは導管１０３を通して−35℃
（−31〓）の温度で大幅に気化した二相混合物と
して主熱交換器１０２を離れる。この二相混合物
は熱交換器１０４中で完全に気化されて導管１０
５を通して装置から出る。
さて、導管１０６について説明すると、下記す
なわち CH4 28.1％（容量） C2H4 52.9％ C3H8 17.6％ N2 1.4％ からなる多成分混合物が133・795モル／時で熱交
換器１０２に7.42Kg／cm2Ａ（106psia）（7.3バー
ルＡ）および−25.5℃（−15〓）で入る。その
後、その多成分混合物は−75.5℃（−104〓）に
冷却され且つこのようにして形成された二相混合
物は熱交換器１０２から7.0Kg／cm2Ａ（100psis）
（6.9バールＡ）で導管１０７を通して取り出され
る。
その後、この二相混合物は相分離装置１０８中
で分離される。その溢流（オーバーヘツド）蒸気
は導管１０９を通して相分離装置１０８を離れ且
つ下記すなわち （モル／時） N2 189 CH4 3354 C2H4 2584 C3H8 78 からなつている。
その後、溢流蒸気は主熱交換器１０２の中に再
導入され且つ導管１１０を通して（−137℃）
（215〓）の温度および7.7Kg／cm2Ａ（110psia）
（7.6バールＡ）で主熱交換器１０２を離れる前に
すべて凝縮せしめられる。その液体はその後ポン
プ１１１により53.2Kg／cm2Ａ（760psia）（52.4バ
ールＡ）までポンプにより給送され且つ導管１１
２を通して主熱交換器１０２の冷端部１１３の中
に再導入される。液体が主熱交換器１０２の温端
部１１４に向つて流れるとき、該液体は−72℃
（−98〓）の温度に保たれた接続部１１５におい
て相分離装置１０８の底部からの液体と合流せし
められる。
相分離装置１０８の底部からの液は下記すなわ
ち、 （モル／時） N2 ４ CH4 522 C2H4 4706 C3H8 2350 C4H10 ８ からなり且つポンプ１１６により51.1Kg／cm2Ａ
（730psia）（50.3バールＡ）までポンプにより給
送される。このようにして形成された液体は加温
され且つ導管１１７を通して−35℃（−31〓）で
主熱交換器１０２を離れる。次いで、その液体は
熱交換器１１８中で15℃（59〓）に加熱される。
熱交換器１１８の中でその液体の約2/3が蒸発
する。
このようにして形成された液体および蒸気は相
分離装置１１９の中で分離せしめられる。蒸気は
導管１２０を通して相分離装置１１９を離れ且つ
膨脹装置１２２の中で22.4Kg／cm2Ａ（320psia）
（22.1バールＡ）に膨脹せしめられる前に熱交換
器１２１の中で20℃（68〓）まで加熱される。蒸
気は−９℃（16〓）で膨脹装置１２２を離れる。
下記すなわち （モル／時） N2 1.1 CH4 52.5 C2H4 229 C3H8 220 C4H10 1.2 からなる相分離装置１１９の底部からの液体が弁
１２３を通して45.5Kg／cm2Ａ（650psia）（44.8バ
ールＡ）から22.4Kg／cm2Ａ（320psia）（22バール
Ａ）まで膨脹せしめられて大部分が液状の二相混
合物になる。この二相混合物は膨脹装置１２２か
らの蒸気と合流され、次いで−55.5℃（68〓）に
加温され且つ熱交換器１２４の中で充分に気化さ
れ、導管１０６に入る前に膨脹装置１０５の中で
7.42Kg／cm2Ａ（106psia）（7.3バールＡ）まで膨
脹せしめられる。
膨脹装置１２２および１２５からのエネルギー
は発電機１２６の中に供給される。発電機１２６
はポンプ１１１および１１６のための動力を供給
した後2898KWの正味電力を発生するが、熱交換
器１０４，１１８，１２１および１２４を通して
68.131Kl／分（17・999米ガロン／分）の水の循
環をさせないようになつている。
上記の装置の種々の変更を行なうことができ
る。例えば熱交換器１２１は省略することがで
き、また膨脹装置１２２が存在する水により効率
的に作動できる場合は省略することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
添付図面において、第１図は液化天然ガスを気
化させることによりエネルギーを回収するための
先行技術の方法の流れ線図、また第２図は天然ガ
スを気化させることによりエネルギーを回収する
ための本発明による方法および装置の流れ線図で
ある。 １０１……ポンプ、１０２……主熱交換器、１
０３……導管、１０４……熱交換器、１０７……
導管、１０８……相分離装置、１１１……ポン
プ、１１２……導管、１１６……ポンプ、１１７
……導管、１１８……熱交換器、１１９……相分
離装置、１２０……導管、１２１……熱交換器、
１２２……第１膨脹装置、１２３……膨脹弁、１
２４……熱交換器、１２５……第２膨脹装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 多成分混合物を液化天然ガスにより少なくと
    も部分的に液化させ、前記の少なくとも部分的に
    液化した多成分混合物を高い圧力にポンプにより
    給送し、前記の加圧された多成分混合物を加熱し
    て蒸気（vapor）となし、前記蒸気を膨脹装置を
    通して膨脹させ且つ前記膨脹装置からエネルギー
    を回収することを含む、液化天然ガスを気化させ
    ることによりエネルギーを回収する方法であつ
    て、前記の加圧された多成分混合物を加熱して二
    相混合物となし、前記二相混合物を分離して蒸気
    と液体になし、前記蒸気を第１膨脹装置中で膨脹
    させ、前記膨脹した蒸気と弁を通して相分離装置
    からの液体を膨脹させることにより形成された二
    相混合物とを加熱し、それにより発生した蒸気を
    第２膨脹装置に通し、且つ前記第１膨脹装置およ
    び第２膨脹装置からエネルギーを回収することを
    特徴とする、液化天然ガスを気化させることによ
    りエネルギーを回収する方法。 ２ 前記多成分混合物がメタン、エチレン、プロ
    パンおよび窒素を包含することを特徴とする、特
    許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３ 液化天然ガスを加温し且つ多成分混合物を少
    なくとも部分的に液化させるための主熱交換器
    と、前記の少なくとも部分的に液化した多成分混
    合物を加圧するための少なくとも１基のポンプ
    と、前記の少なくとも部分的に液化した多成分混
    合物を加熱して蒸気となすための加熱装置と、前
    記蒸気を膨脹させることができる膨脹装置と、前
    記膨脹装置からエネルギーを回収するための装置
    とを備えた液化天然ガスを気化させることにより
    エネルギーを回収する装置であつて、前記加熱装
    置および前記膨脹装置が前記の少なくとも部分的
    に液化した多成分混合物を加温して気相と液相に
    なすための熱交換装置と、前記気相を前記液相か
    ら分離するための相分離装置と、第１膨脹装置
    と、蒸気を前記相分離装置から前記第１膨脹装置
    に移送するための導管と、第２膨脹装置と、前記
    相分離装置からの液体を膨脹させて二相混合物と
    なすことができる膨脹弁と、前記二相混合物を気
    化させ且つ前記第１膨脹装置からの前記蒸気を加
    熱することができる第２熱交換器と、蒸気を前記
    第２熱交換器から前記第２膨脹装置に移送するた
    めの導管とを備えていることを特徴とする、液化
    天然ガスを気化させることによりエネルギーを回
    収する装置。 ４ 前記第１膨脹装置に入る前に前記相分離装置
    からの蒸気を加熱するための第３熱交換器を備え
    ていることを特徴とする、特許請求の範囲第３項
    に記載の装置。
JP57034101A 1981-03-06 1982-03-05 Method of and apparatus for recovering energy by vaporization of liquified natural gas Granted JPS57165610A (en)

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