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JP2018538506A - Natural gas precooling by high pressure compression and expansion - Google Patents

Natural gas precooling by high pressure compression and expansion Download PDF

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JP2018538506A JP2018530577A JP2018530577A JP2018538506A JP 2018538506 A JP2018538506 A JP 2018538506A JP 2018530577 A JP2018530577 A JP 2018530577A JP 2018530577 A JP2018530577 A JP 2018530577A JP 2018538506 A JP2018538506 A JP 2018538506A
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フリッツ ジュニア ピエール
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Abstract

液化天然ガス(LNG)を生産する方法を開示する。天然ガスストリームは、天然ガスの供給から提供される。天然ガスストリームは、少なくとも2つの直列に配置された圧縮器(102、112)内で少なくとも138bara(2,000psia)の圧力まで圧縮されて圧縮天然ガスストリーム(114)を形成する。圧縮天然ガスストリーム(116)は、冷却されて冷却圧縮天然ガスストリーム(118)形成する。冷却圧縮天然ガスストリームは、207bara(3,000psia)未満及び少なくとも2つの直列に配置された圧縮器が天然ガスストリームをそこまで圧縮する圧力よりも大きくない圧力まで少なくとも1つの仕事生成天然ガス膨張器(120)内で膨張し、それによって冷えた天然ガスストリーム(122)を形成する。冷えた天然ガスストリームは液化される。
【選択図】図1
A method of producing liquefied natural gas (LNG) is disclosed. The natural gas stream is provided from a natural gas supply. The natural gas stream is compressed to a pressure of at least 138 bara (2,000 psia) in at least two serially arranged compressors (102, 112) to form a compressed natural gas stream (114). The compressed natural gas stream (116) is cooled to form a cooled compressed natural gas stream (118). The cooled compressed natural gas stream is less than 207 bara (3,000 psia) and at least one work producing natural gas expander to a pressure not greater than the pressure at which two in series compressors compress the natural gas stream Expands in (120), thereby forming a cold natural gas stream (122). The chilled natural gas stream is liquefied.
[Selection] Figure 1

Description

〔関連出願への相互参照〕
この出願は、引用によって本明細書にその全体が組み込まれる「高圧圧縮及び膨張による天然ガスの予冷」というタイトルの2015年12月14日出願の米国仮特許出願第62/266,985号の利益を主張するものである。
[Cross-reference to related applications]
This application is a benefit of US Provisional Patent Application No. 62 / 266,985, filed December 14, 2015, entitled “Natural Gas Pre-Cooling by High Pressure Compression and Expansion”, which is incorporated herein by reference in its entirety. Is an insistence.

この出願は、全てが共通の発明者及び譲受人を有し、本明細書と同じ日付で出願され、その開示が全体的に本明細書に引用によって組み込まれている「液化窒素を使用して液化天然ガスから窒素を分離する方法及びシステム」という名称の米国仮特許出願第62/266,976号明細書、「液体窒素により高められた膨張器ベースのLNG生産工程」という名称の米国仮特許出願第62/266,979号明細書、及び「液体窒素を格納するLNG運搬船上での天然ガス液化の方法」という名称の米国仮特許出願第62/266,983号明細書に関連している。   This application, which has a common inventor and assignee, was filed on the same date as this specification, the disclosure of which is incorporated herein by reference in its entirety. US Provisional Patent Application No. 62 / 266,976 entitled “Method and System for Separating Nitrogen from Liquefied Natural Gas”, US Provisional Patent entitled “Expander-Based LNG Production Process Enhanced by Liquid Nitrogen” Related to application 62 / 266,979 and US provisional patent application 62 / 266,983 entitled “Method of Natural Gas Liquefaction on an LNG Carrier Containing Liquid Nitrogen”. .

本発明は、液化天然ガス(LNG)を形成するための天然ガスの液化に関し、より具体的には、主要な施設の建設及び/又は保守、及び/又は従来のLNGプラントの環境への影響が有害である場合がある遠隔又は影響を受けやすい区域内のLNGの生産に関する。   The present invention relates to liquefaction of natural gas to form liquefied natural gas (LNG), and more specifically, construction and / or maintenance of major facilities and / or environmental impact of conventional LNG plants. It relates to the production of LNG in remote or susceptible areas that may be harmful.

LNG生産は、天然ガスの豊富な供給を有する場所から天然ガスの力強い需要を有する遠隔場所まで天然ガスを供給する急速に成長中の手段である。従来のLNG生産サイクルは、a)水、硫黄化合物、及び二酸化炭素のような汚染物質を除去するための天然ガスリソースの初期処理、b)自己冷凍、外部冷凍、希薄オイル、その他を含む様々な可能な方法によるプロパン、ブタン、ペンタンなどのような一部の重質炭化水素ガスの分離、c)ほぼ大気圧及び約−160℃で液化天然ガスを形成するように実質的に外部冷凍による天然ガスの冷凍、d)この目的に対して設計された船又はタンカーでのLNG製品の市場場所への輸送、e)天然ガス消費者に配給することができる加圧天然ガスへの再ガス化プラントでのLNGの再加圧及び再ガス化を含む。従来のLNGサイクルの段階(c)は、実質的な炭素及び他の放出物を放出する大型ガスタービンドライバによって多くの場合に電力供給される大型冷凍圧縮器の使用を通常は必要とする。数十億の米ドル及び大規模インフラストラクチャーにおける大型資本投資が、液化プラントの一部として要求される。従来のLNGサイクルの段階(e)は、一般的に、極低温ポンプを使用して所要圧力までLNGを再加圧する段階と、次に、中間流体を通して最終的には海水と熱を交換することにより、又はLNGを加熱して蒸発させるために天然ガスの一部分を燃焼させることによって加圧天然ガスまでLNGを再ガス化する段階とを含む。   LNG production is a rapidly growing means of supplying natural gas from locations with a rich supply of natural gas to remote locations with strong demand for natural gas. Traditional LNG production cycles include a) initial processing of natural gas resources to remove contaminants such as water, sulfur compounds, and carbon dioxide, b) self-refrigeration, external refrigeration, lean oil, etc. Separation of some heavy hydrocarbon gases such as propane, butane, pentane, etc. by possible methods, c) natural by substantially external refrigeration to form liquefied natural gas at about atmospheric pressure and about -160 ° C Refrigeration of gas, d) transportation of LNG products to the market place by ship or tanker designed for this purpose, e) regasification plant to pressurized natural gas that can be distributed to natural gas consumers Including re-pressurization and regasification of LNG. Step (c) of the conventional LNG cycle usually requires the use of a large refrigeration compressor that is often powered by a large gas turbine driver that emits substantial carbon and other emissions. Billions of US dollars and large capital investments in large infrastructure are required as part of the liquefaction plant. Step (e) of a conventional LNG cycle generally involves repressurizing the LNG to the required pressure using a cryogenic pump, and then finally exchanging heat with seawater through the intermediate fluid. Or regasifying the LNG to pressurized natural gas by burning a portion of the natural gas to heat and evaporate the LNG.

LNG生産は一般的に公知であるが、技術の改善は、LNG業界においてその主導的地位を維持する時に依然としてLNG生産者に有意な機会を与えることができる。例えば、浮遊式LNG(FLNG)は、LNGを生産するための比較的新しい技術オプションである。この技術は、はしけ又は船のような浮遊構造体上でのガス処理及び液化施設の建設を伴う。FLNGは、経済的に海岸までのガスパイプラインを建設することができない沖合残置ガスを収益化するための技術的ソリューションである。FLNGはまた、遠隔、環境的に敏感、及び/又は政治的に困難な領域に位置付けられた陸上及び沿岸のガス田に対して益々考慮されている。この技術は、それが生産現場で縮小した環境的フットプリントを有するという点で従来の陸上LNGに優るある一定の利点を有する。この技術はまた、LNG施設の大部分がより低い労賃及び契約締結リスクの低減を有する造船所において建設されるので、より迅速かつより安いコストでプロジェクトを引き渡すことができる。   While LNG production is generally known, technological improvements can still provide significant opportunities for LNG producers when maintaining their leading position in the LNG industry. For example, floating LNG (FLNG) is a relatively new technology option for producing LNG. This technique involves the construction of gas treatment and liquefaction facilities on floating structures such as barges or ships. FLNG is a technical solution for monetizing offshore residual gas that cannot economically build gas pipelines to the coast. FLNG is also increasingly being considered for land and coastal gas fields located in remote, environmentally sensitive and / or politically difficult areas. This technique has certain advantages over conventional terrestrial LNG in that it has a reduced environmental footprint at the production site. This technology can also deliver projects faster and cheaper because most of the LNG facilities are built at shipyards with lower labor costs and reduced contracting risk.

FLNGは、従来の陸上LNGに優るいくつかの利点を有するが、技術の適用において有意な技術的な問題が残っている。例えば、FLNG構造は、多くの場合に陸上LNGプラントに利用可能であると考えられるものの4分の1未満の面積又は空間に同じレベルのガス処理及び液化を提供する必要がある。この理由のために、液化施設のフットプリントを縮小し、一方でその容量を維持し、それによって全体プロジェクトコストを低減する技術を開発する必要性がある。FLNGプロジェクトに対して使用するためのいくつかの液化技術が提案されている。主導的技術は、単一混合冷媒(SMR)工程、二重混合冷媒(DMR)工程、及び膨張器ベースの(又は膨張)工程を含む。   Although FLNG has several advantages over conventional terrestrial LNG, significant technical problems remain in technology applications. For example, FLNG structures need to provide the same level of gas treatment and liquefaction in less than a quarter of the area or space that is often considered to be available for onshore LNG plants. For this reason, there is a need to develop technologies that reduce the liquefaction facility footprint while maintaining its capacity, thereby reducing overall project costs. Several liquefaction techniques have been proposed for use with the FLNG project. Leading technologies include single mixed refrigerant (SMR) processes, double mixed refrigerant (DMR) processes, and expander-based (or expansion) processes.

DMR工程とは異なり、SMR工程は、完全な液化工程に関連付けられた全ての機器及びバルクを単一FLNGモジュール内に適合させる利点を有する。SMR液化モジュールは、完全なSMRトレインとしてFLNG構造体の上甲板上に配置される。この「ボックス内LNG」概念は、それが、FLNG構造体を建設する場所とは異なる場所でSMRトレインの試験及び試運転を可能にするので、FLNGプロジェクトの引き渡しに好ましい。それはまた、それが、労賃が従来の製作ヤードでの労賃よりも高くなる傾向がある造船所での労働時間を短縮するので、労働コストの低減を可能にすることができる。SMR工程は、他の混合冷媒工程と比較する時に比較的効率的、簡単、及び小型の冷媒工程であるという追加の利点を有する。更に、SMR液化工程は、典型的には、膨張器ベースの液化工程よりも15%〜20%効率的である。   Unlike the DMR process, the SMR process has the advantage of fitting all equipment and bulk associated with a complete liquefaction process within a single FLNG module. The SMR liquefaction module is placed on the upper deck of the FLNG structure as a complete SMR train. This “in-box LNG” concept is preferred for delivery of FLNG projects because it allows testing and commissioning of the SMR train at a location different from where the FLNG structure is built. It can also allow labor costs to be reduced because it reduces working hours at shipyards where labor costs tend to be higher than labor costs in conventional production yards. The SMR process has the added advantage of being a relatively efficient, simple and small refrigerant process when compared to other mixed refrigerant processes. Furthermore, SMR liquefaction processes are typically 15% to 20% more efficient than expander-based liquefaction processes.

FLNGプロジェクト内のLNG液化のためのSMR工程の選択は、その利点を有するが、SMR工程にはいくつかの欠点がある。例えば、プロパンのような可燃性冷媒の所要の使用及び貯蔵は、FLNGに対する損失防止問題を有意に高める。SMR工程はまた、容量が限られており、これは、望ましいLNG生産に達するのに必要なトレイン数を増大する。これらの理由及び他のために、有意な量の上甲板空間及び重量がSMRトレインに必要である。上甲板空間及び重量は、FLNGプロジェクトコストに対する有意なドライバであるので、SMR液化工程を改善して上甲板空間、重量、及び複雑性を更に低減し、それによってプロジェクト経済性を改善する必要性が残っている。   While the choice of SMR process for LNG liquefaction within the FLNG project has its advantages, the SMR process has several drawbacks. For example, the required use and storage of a flammable refrigerant such as propane significantly increases the loss prevention problem for FLNG. The SMR process is also limited in capacity, which increases the number of trains needed to reach the desired LNG production. For these reasons and others, significant amounts of upper deck space and weight are required for the SMR train. Since upper deck space and weight are significant drivers for FLNG project costs, there is a need to improve the SMR liquefaction process to further reduce upper deck space, weight, and complexity, thereby improving project economics. Remaining.

膨張器ベースの工程は、それをFINGプロジェクトに対して十分に適切にするいくつかの利点を有する。最も有意な利点は、この技術が外部炭化水素冷媒の必要なく液化を提供することである。プロパン貯蔵のような液体炭化水素冷媒在庫を除去することで、FLNGプロジェクトに関する安全性の懸念を有意に軽減する。混合冷媒工程と比較して膨張器ベースの工程の追加の利点は、主要冷媒が気相にほとんど留まるので、膨張器ベースの工程が沖合の運動に対してあまり敏感でない点である。しかし、1年当たり2百万トン(MTA)を超えるLNG生産を有するFLNGプロジェクトへの膨張器ベースの工程の適用は、混合冷媒工程の使用よりも魅力が薄れることを示している。膨張器ベースの工程トレインの容量は、典型的には、1.5MTAよりも小さい。対照的に、公知の二重混合冷媒工程のような混合冷媒工程トレインは、5MTAを超えるトレイン容量を有することができる。膨張器ベースの工程トレインのサイズは、その冷媒が工程全体を通してほとんどが蒸気状態に留まり、冷媒がその顕熱を通してエネルギを吸収するので制限される。この理由のために、冷媒の体積流量は、工程を通して大きく、熱交換器のサイズ及び配管は、混合冷媒工程のものよりも比例的により大きい。更に、圧伸器馬力サイズの制限は、膨張器ベースの工程トレインの容量が増加する時に平行回転機械をもたらす。膨張器ベースの工程を使用するFLNGプロジェクトの生産率は、複数の膨張器ベースのトレインが許容される場合に2MTAよりも大きくすることができる。例えば、6MTA FLNGプロジェクトに関して、6又は7以上の平行膨張器ベースの工程トレインは、必要な生産を達成するのに十分である場合がある。しかし、機器総数、複雑性、及びコストは、全てが複数の膨張器トレインと共に増大する。これに加えて、複数のトレインが膨張器ベースの工程に必要であり、一方で混合冷媒工程が1つ又は2つのトレインで必要な生産率を得ることができる場合に、混合冷媒工程と比較して膨張器ベースの工程の仮定された工程単純性が疑問になり始める。これらの理由のために、膨張器ベースの工程の利点を有する高LNG生産容量FLNG液化工程を開発する必要性が存在する。船舶運動がガス処理に及ぼす課題により良く対処することができるFLNG技術ソリューションを開発する必要性が更に存在する。   The inflator-based process has several advantages that make it well suited for FING projects. The most significant advantage is that this technique provides liquefaction without the need for external hydrocarbon refrigerants. Eliminating liquid hydrocarbon refrigerant inventory such as propane storage significantly reduces safety concerns regarding FLNG projects. An additional advantage of the expander-based process compared to the mixed refrigerant process is that the expander-based process is less sensitive to offshore motion because the main refrigerant remains mostly in the gas phase. However, the application of expander-based processes to FLNG projects with LNG production exceeding 2 million tonnes per year (MTA) has been shown to be less attractive than the use of mixed refrigerant processes. The capacity of the expander-based process train is typically less than 1.5 MTA. In contrast, a mixed refrigerant process train, such as a known dual mixed refrigerant process, can have a train capacity in excess of 5 MTA. The size of the expander-based process train is limited because the refrigerant remains largely vaporized throughout the process and the refrigerant absorbs energy through its sensible heat. For this reason, the volume flow of the refrigerant is large throughout the process, and the size and piping of the heat exchanger is proportionally larger than that of the mixed refrigerant process. Further, the compander horsepower size limitation results in a parallel rotating machine as the capacity of the expander-based process train increases. The production rate for FLNG projects using inflator-based processes can be greater than 2 MTA when multiple inflator-based trains are allowed. For example, for a 6MTA FLNG project, 6 or more parallel expander-based process trains may be sufficient to achieve the required production. However, total equipment, complexity, and cost all increase with multiple inflator trains. In addition to this, if multiple trains are required for the expander-based process, while the mixed refrigerant process can achieve the required production rate with one or two trains, it is compared to the mixed refrigerant process. The assumed process simplicity of the inflator-based process begins to be questioned. For these reasons, there is a need to develop a high LNG production capacity FLNG liquefaction process that has the advantages of an expander-based process. There is a further need to develop FLNG technology solutions that can better address the challenges that ship motion has on gas treatment.

米国特許第6,412,302号明細書は、2つの独立閉冷凍ループを使用して供給ガスを冷却してLNGを形成する供給ガス膨張器ベースの工程を説明している。実施形態では、第1の閉冷凍ループは、冷媒として供給ガス又は供給ガスの成分を使用する。窒素ガスは、第2の閉冷凍ループに対して冷媒として使用される。この技術が要求するのは、二重ループ窒素膨張器ベースの工程よりも小さい機器及び上甲板空間である。例えば、低圧圧縮器内への冷媒の体積流量は、二重ループ窒素膨張器ベースの工程と比較してこの技術では20から50%小さくすることができる。しかし、この技術は、依然として1.5MTA未満の容量に制限される。   US Pat. No. 6,412,302 describes a feed gas expander-based process that uses two independently closed refrigeration loops to cool the feed gas to form LNG. In an embodiment, the first closed refrigeration loop uses a supply gas or a component of the supply gas as a refrigerant. Nitrogen gas is used as a refrigerant for the second closed refrigeration loop. This technology requires less equipment and upper deck space than a double loop nitrogen expander based process. For example, the volume flow of refrigerant into the low pressure compressor can be reduced by 20 to 50% in this technique compared to a double loop nitrogen expander based process. However, this technology is still limited to a capacity of less than 1.5 MTA.

米国特許第8,616,012号明細書は、供給ガスが閉冷凍ループにおいて冷媒として使用される供給ガス膨張器ベースの工程を説明している。この閉冷凍ループ内では、冷媒は、1,500psia(10,340kPa)よりも大きいか又はそれに等しく、又はより好ましくは2,500psia(17,240kPA)よりも大きい圧力まで圧縮される。次に、冷媒が冷却されて膨張し、極低温度に達する。この冷却された冷媒を熱交換器に使用して供給ガスを温かい温度から極低温度まで冷却する。次に、サブクール冷凍ループを使用して、供給ガスを更に冷却してLNGを形成する。一実施形態では、サブクール冷凍ループは、冷媒として使用するフラッシュガスを有する閉ループである。この供給ガス膨張器ベースの工程は、1MTA未満のトレイン容量範囲に限定されない利点を有する。約6MTAのトレインサイズが考えられている。しかし、この技術は、2つの独立冷凍ループ及び供給ガスの圧縮に対するその要件に起因して、高い機器総数及び複雑性の増大の欠点を有する。更に、高圧作動は、機器及び配管が他の膨張器ベースの工程のものよりも遥かに重いことになることも意味する。   U.S. Pat. No. 8,616,012 describes a feed gas expander-based process in which the feed gas is used as a refrigerant in a closed refrigeration loop. Within this closed refrigeration loop, the refrigerant is compressed to a pressure greater than or equal to 1,500 psia (10,340 kPa), or more preferably greater than 2,500 psia (17,240 kPA). Next, the refrigerant is cooled and expands, and reaches an extremely low temperature. The cooled refrigerant is used in a heat exchanger to cool the supply gas from a warm temperature to a very low temperature. Next, a subcooled refrigeration loop is used to further cool the feed gas to form LNG. In one embodiment, the subcooled refrigeration loop is a closed loop with a flash gas used as a refrigerant. This feed gas expander-based process has the advantage that it is not limited to a train capacity range of less than 1 MTA. A train size of about 6 MTA is considered. However, this technique has the disadvantages of high equipment count and increased complexity due to its two independent refrigeration loops and its requirement for feed gas compression. Furthermore, high pressure operation also means that the equipment and piping will be much heavier than those of other inflator-based processes.

GB 2,486,036は、予冷膨張器ループ及び膨張後の気相を使用して天然ガスを液化する液化膨張器ループを含む開ループ冷凍サイクルである供給ガス膨張器ベースの工程を説明している。この文書により、工程に液化膨張器を含むことで、再利用ガスの割合及び全体の必要な冷凍電力を有意に低減する。この技術は、1つのタイプの冷媒のみを単一圧縮ストリングで使用するので、他の技術よりも簡単であるという利点を有する。しかし、この技術は、1.5MTA未満の容量に依然として制限され、これは、LNG生産のための標準機器ではない液化膨張器の使用を要求する。この技術はまた、希薄天然ガスの液化のための他の技術よりも効率が悪いように示されている。   GB 2,486,036 describes a feed gas expander-based process that is an open loop refrigeration cycle that includes a pre-cooled expander loop and a liquefied expander loop that liquefies natural gas using the expanded gas phase. Yes. This document significantly reduces the percentage of recycled gas and the overall required refrigeration power by including a liquefaction expander in the process. This technique has the advantage of being simpler than other techniques because only one type of refrigerant is used in a single compression string. However, this technology is still limited to volumes below 1.5 MTA, which requires the use of a liquefier inflator that is not a standard instrument for LNG production. This technique has also been shown to be less efficient than other techniques for diluting natural gas.

米国特許第7,386,996号明細書は、主膨張器ベースの冷却回路に先行する予冷冷凍工程を有する膨張器ベースの工程を説明している。予冷冷凍工程は、カスケード配置の二酸化炭素冷凍回路を含む。二酸化炭素冷凍回路は、暖端冷却を提供する高圧レベルと、中間温度冷却を提供する中圧レベルと、二酸化炭素冷凍回路のために冷端冷却を提供する低圧レベルとの3つの圧力レベルで主膨張器ベースの冷却回路の供給ガス及び冷媒ガスを冷却することができる。この技術は、より効率的であり、かつ予冷段階を欠く膨張器ベースの工程よりも高い生産容量を有する。この技術は、予冷冷凍回路が炭化水素冷媒の代わりに冷媒として二酸化炭素を使用するので、FLNG用途に対して追加の利点を有する。しかし、二酸化炭素冷凍回路は、追加の冷媒及び実質的な量の余分な機器を導入するので、液化工程への追加の複雑性という代償を払うことになる。LNG用途では、二酸化炭素冷凍回路は、それ自体のモジュール内にあり、かつ複数の膨張器ベースの工程のための予冷を提供するサイズにすることができる。この配置は、予冷モジュールと主膨張器ベースの工程モジュールの間に有意な量のパイプ接続を必要とする欠点を有する。上記で議論した「ボックス内LNG」利点は、もはや実現されない。   U.S. Pat. No. 7,386,996 describes an expander-based process with a pre-cooling refrigeration process preceding the main expander-based cooling circuit. The pre-cooling refrigeration process includes a cascaded carbon dioxide refrigeration circuit. The carbon dioxide refrigeration circuit is mainly at three pressure levels: a high pressure level that provides warm end cooling, an intermediate pressure level that provides intermediate temperature cooling, and a low pressure level that provides cold end cooling for the carbon dioxide refrigeration circuit. The supply gas and refrigerant gas of the expander-based cooling circuit can be cooled. This technique is more efficient and has a higher production capacity than an expander-based process that lacks a pre-cooling stage. This technology has additional advantages over FLNG applications because the pre-cooling refrigeration circuit uses carbon dioxide as the refrigerant instead of the hydrocarbon refrigerant. However, the carbon dioxide refrigeration circuit introduces additional refrigerant and a substantial amount of extra equipment, thus at the cost of additional complexity to the liquefaction process. For LNG applications, the carbon dioxide refrigeration circuit is in its own module and can be sized to provide pre-cooling for multiple expander-based processes. This arrangement has the disadvantage of requiring a significant amount of pipe connection between the pre-cooling module and the main expander-based process module. The “in-box LNG” advantages discussed above are no longer realized.

米国仮特許出願第62/266,976号明細書US Provisional Patent Application No. 62 / 266,976 米国仮特許出願第62/266,979号明細書US Provisional Patent Application No. 62 / 266,979 米国仮特許出願第62/266,983号明細書US Provisional Patent Application No. 62 / 266,983 米国特許第6,412,302号明細書US Pat. No. 6,412,302 米国特許第8,616,012号明細書US Pat. No. 8,616,012 GB 2,486,036GB 2,486,036 米国特許第7,386,996号明細書US Pat. No. 7,386,996

すなわち、追加の冷媒を必要とせず、かつ有意な量の余分な機器をLNG液化工程に導入しない予冷工程を開発する必要性が残っている。液化モジュールと同じモジュールに配置することができる予冷工程を開発する追加の必要性が存在する。SMR工程又は膨張器ベースの工程と組み合わせたそのような予冷工程は、上甲板空間及び重量がプロジェクト経済性に有意に影響を与えるFLNG用途に特に適切であると考えられる。膨張器ベースの工程の利点を有し、これに加えて施設フットプリントを有意に増大することなく高LNG生産容量を有するLNG生産工程を開発する特定の必要性が残っている。船舶運動がガス処理に対して有する課題により良く対処することができるFLNG技術ソリューションを開発する必要性が更に存在する。そのような高容量膨張器ベースの液化工程は、膨張器ベースの液化工程の固有の安全性及び単純性が高く評価されるFLNG用途に対して特に適切であると考えられる。   That is, there remains a need to develop a pre-cooling process that does not require additional refrigerant and does not introduce a significant amount of extra equipment into the LNG liquefaction process. There is an additional need to develop a pre-cooling process that can be placed in the same module as the liquefaction module. Such a pre-cooling process in combination with an SMR process or an inflator-based process is considered particularly suitable for FLNG applications where upper deck space and weight significantly affect project economics. There remains a particular need to develop an LNG production process that has the advantages of an inflator-based process and in addition to having a high LNG production capacity without significantly increasing the facility footprint. There is a further need to develop FLNG technology solutions that can better address the challenges that ship motion has to gas processing. Such a high volume expander-based liquefaction process is considered particularly suitable for FLNG applications where the inherent safety and simplicity of the expander-based liquefaction process are highly appreciated.

本発明は、液化天然ガス(LNG)を生産する方法を提供する。天然ガスストリームは、天然ガスの供給から提供される。天然ガスストリームは、少なくとも2つの直列に配置された圧縮器内で少なくとも2,000psiaの圧力まで圧縮され、圧縮天然ガスストリームを形成することができる。圧縮天然ガスストリームは、冷却された冷却圧縮天然ガスストリームを形成することができる。冷却圧縮天然ガスストリームは、3,000psia未満及び少なくとも2つの直列に配置された圧縮器が天然ガスストリームをそこまで圧縮する圧力よりも大きくない圧力まで少なくとも1つの仕事生成天然ガス膨張器内で膨張され、それによって冷えた天然ガスストリームを形成することができる。冷えた天然ガスストリームは、次に液化することができる。   The present invention provides a method for producing liquefied natural gas (LNG). The natural gas stream is provided from a natural gas supply. The natural gas stream can be compressed to a pressure of at least 2,000 psia in at least two serially arranged compressors to form a compressed natural gas stream. The compressed natural gas stream can form a cooled cooled compressed natural gas stream. The cooled compressed natural gas stream expands in at least one work-generating natural gas expander to a pressure less than 3,000 psia and no greater than the pressure at which at least two in-line compressors compress the natural gas stream therewith. Thereby forming a cold natural gas stream. The cooled natural gas stream can then be liquefied.

本発明はまた、天然ガスの液化のための装置を提供する。少なくとも2つの直列に配置された圧縮器は、2,000psiaよりも大きい圧力まで天然ガスストリームを圧縮し、それによって圧縮天然ガスストリームを形成する。冷却要素は、圧縮天然ガスストリームを冷却して冷却圧縮天然ガスストリームを形成する。少なくとも1つの仕事生成膨張器は、3,000psia未満及び少なくとも2つの直列に配置された圧縮器が天然ガスストリームをそこまで圧縮する圧力よりも大きくない圧力まで冷却圧縮天然ガスストリームを膨張させ、それによって冷えた天然ガスストリームを形成する。液化トレインは、冷えた天然ガスストリームを液化する。   The present invention also provides an apparatus for liquefaction of natural gas. At least two compressors arranged in series compress the natural gas stream to a pressure greater than 2,000 psia, thereby forming a compressed natural gas stream. The cooling element cools the compressed natural gas stream to form a cooled compressed natural gas stream. The at least one work generating expander expands the cooled compressed natural gas stream to a pressure less than 3,000 psia and not greater than the pressure at which at least two of the serially arranged compressors compress the natural gas stream thereto, Forms a cold natural gas stream. The liquefaction train liquefies a cold natural gas stream.

本発明は、浮遊式LNG構造体を更に提供する。少なくとも2つの直列に配置された圧縮器は、2,000psiaよりも大きい圧力まで天然ガスストリームを圧縮し、それによって圧縮天然ガスストリームを形成する。冷却要素は、圧縮天然ガスストリームを冷却して冷却圧縮天然ガスストリームを形成する。少なくとも1つの仕事生成膨張器は、3,000psia未満及び少なくとも2つの直列に配置された圧縮器が天然ガスストリームをそこまで圧縮する圧力よりも大きくない圧力まで冷却圧縮天然ガスストリームを膨張させ、それによって冷えた天然ガスストリームを形成する。液化トレインは、冷えた天然ガスストリームを液化する。   The present invention further provides a floating LNG structure. At least two compressors arranged in series compress the natural gas stream to a pressure greater than 2,000 psia, thereby forming a compressed natural gas stream. The cooling element cools the compressed natural gas stream to form a cooled compressed natural gas stream. The at least one work generating expander expands the cooled compressed natural gas stream to a pressure less than 3,000 psia and not greater than the pressure at which at least two of the serially arranged compressors compress the natural gas stream thereto, Forms a cold natural gas stream. The liquefaction train liquefies a cold natural gas stream.

開示する態様による高圧圧縮及び膨張(HPCE)モジュールの概略図である。1 is a schematic diagram of a high pressure compression and expansion (HPCE) module according to disclosed aspects. 膨張器ベースの冷凍工程のための加熱及び冷却曲線を示すグラフである。Figure 5 is a graph showing heating and cooling curves for an expander-based refrigeration process. 公知の原理による単一混合冷媒(SMR)液化モジュールの配置を示す概略図である。1 is a schematic diagram showing the arrangement of a single mixed refrigerant (SMR) liquefaction module according to known principles. 開示する態様によるSMR液化モジュールの配置を示す概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an arrangement of SMR liquefaction modules according to the disclosed aspects. 開示する態様によるHPCEモジュールの概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram of an HPCE module according to the disclosed aspects. 開示する態様によるHPCEモジュール及び供給ガス膨張器ベースの液化モジュールの概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram of an HPCE module and a feed gas expander based liquefaction module according to the disclosed aspects. 開示する態様により天然ガスを液化してLNGを形成する方法のフローチャートである。3 is a flowchart of a method for liquefying natural gas to form LNG according to the disclosed aspects.

本明細書に採用された定義を含め、様々な特定の態様、実施形態、及びバージョンをここで以下に説明する。当業者は、そのような態様、実施形態、及びバージョンが例示に過ぎず、本発明を他の方法を使用して実施することができることを認めるであろう。「本発明」へのあらゆる参照は、特許請求の範囲により定義される実施形態の1又は2以上を指す場合があるが、必ずしも全てを指すとは限らない。見出しの使用は、便宜の目的のために過ぎず、本発明の範囲を制限するものではない。明確化及び簡略化の目的のために、いくつかの図中の類似の参照番号は、類似の品目、段階、又は構造を表し、全ての図で詳細には説明されない場合がある。   Various specific aspects, embodiments, and versions are now described below, including the definitions employed herein. Those skilled in the art will appreciate that such aspects, embodiments, and versions are exemplary only and that the invention can be practiced using other methods. Any reference to “the present invention” may refer to one or more of the embodiments defined by the claims, but not necessarily all. The use of headings is for convenience only and does not limit the scope of the invention. For purposes of clarity and brevity, like reference numerals in some figures may represent like items, steps, or structures and may not be described in detail in all figures.

本明細書の詳細説明及び特許請求の範囲の全ての数値は、「約」又は「近似的」表示値によって修正され、当業者が予想する実験誤差及び変動を考慮している。   All numerical values in the detailed description and claims herein are modified by “about” or “approximate” readings to account for experimental errors and variations expected by those skilled in the art.

本明細書に使用される場合に、用語「圧縮器」は、仕事の印加によってガスの圧力を増大する機械を意味する。「圧縮器」又は「冷媒圧縮器」は、ガスストリームの圧力を増大することができるあらゆるユニット、デバイス、又は装置を含む。これは、単一圧縮工程又は段階を有する圧縮器、又は多段圧縮又は段階を有する圧縮器、又は特に単一ケーシング又はシェル内の多段圧縮器を含む。圧縮される蒸発したストリームは、様々な圧力で圧縮器に提供することができる。冷却工程の一部の段又は段階は、並列、直列、又は両方の2又は3以上の圧縮器を伴う場合がある。本発明は、特にあらゆる冷媒回路において、1又は複数の圧縮器のタイプ又は配置又はレイアウトによって制限されない。   As used herein, the term “compressor” means a machine that increases the pressure of a gas upon application of work. A “compressor” or “refrigerant compressor” includes any unit, device, or apparatus that can increase the pressure of a gas stream. This includes a compressor with a single compression process or stage, or a compressor with multistage compression or stages, or in particular a multistage compressor in a single casing or shell. The vaporized stream to be compressed can be provided to the compressor at various pressures. Some stages or stages of the cooling process may involve two or more compressors in parallel, in series, or both. The present invention is not limited by the type or arrangement or layout of one or more compressors, particularly in any refrigerant circuit.

本明細書に使用される場合に、「冷却」は、あらゆる適切な望ましい又は必要な量だけ物質の温度及び/又は内部エネルギを下げる及び/又は低下させることを広義に指す。冷却は、少なくとも約1℃、少なくとも約5℃、少なくとも約10℃、少なくとも約15℃、少なくとも約25℃、少なくとも約35℃、又は少なくとも約50℃、又は少なくとも約75℃、又は少なくとも約85℃、又は少なくとも約95℃、又は少なくとも約100℃の温度低下を含むことができる。冷却は、蒸気発生、温水加熱、冷却水、空気、冷媒、他の処理ストリーム(統合)、及びそれらの組合せのようなあらゆる適切なヒートシンクを使用することができる。冷却の1又は2以上の供給源を組み合わせる及び/又はカスケードさせて望ましい出口温度に達することができる。冷却段階は、あらゆる適切なデバイス及び/又は機器を有する冷却ユニットを使用することができる。一部の実施形態により、冷却は、1又は2以上の熱交換器などと共に間接熱交換を含むことができる。これに代えて、冷却は、直接処理ストリームの中に噴霧された液体のような蒸発(蒸発熱)冷却及び/又は直接熱交換を使用することができる。   As used herein, “cooling” broadly refers to reducing and / or reducing the temperature and / or internal energy of a material by any suitable desired or necessary amount. Cooling is at least about 1 ° C, at least about 5 ° C, at least about 10 ° C, at least about 15 ° C, at least about 25 ° C, at least about 35 ° C, or at least about 50 ° C, or at least about 75 ° C, or at least about 85 ° C. Or a temperature decrease of at least about 95 ° C, or at least about 100 ° C. Cooling can use any suitable heat sink such as steam generation, hot water heating, cooling water, air, refrigerant, other process streams (integrated), and combinations thereof. One or more sources of cooling can be combined and / or cascaded to reach the desired outlet temperature. The cooling stage can use a cooling unit with any suitable device and / or equipment. According to some embodiments, cooling can include indirect heat exchange, such as with one or more heat exchangers. Alternatively, the cooling can use evaporation (heat of evaporation) cooling and / or direct heat exchange, such as a liquid sprayed directly into the process stream.

本明細書に使用される場合に、用語「膨張デバイス」は、ライン内の流体(例えば、液体ストリーム、蒸気ストリーム、又は液体及び蒸気の両方を含有する多相ストリーム)の圧力を低減するのに適切な1又は2以上のデバイスを指す。特定のタイプの膨張デバイスが具体的に定められた場合を除き、膨張デバイスは、(1)少なくとも部分的に等エンタルピー手段による場合があり、又は(2)少なくとも部分的に等エントロピー手段による場合があり、又は(3)等エントロピー手段及び等エンタルピー手段の両方の組合せである場合がある。天然ガスの等エンタルピー膨張に適切なデバイスは、当業技術で公知であり、一般的に、以下に限定されないが、例えば、弁、制御弁、「ジュールトムソン(J−T)」弁、又はベンチュリデバイスのような手動又は自動的に起動する絞りデバイスを含む。天然ガスの等エントロピー膨張に適切なデバイスは、当業技術で公知であり、一般的に、そのような膨張から仕事を抽出又は導出する膨張器又はターボ膨張器のような機器を含む。液体ストリームの等エントロピー膨張に適切なデバイスは、当業技術で公知であり、一般的に、そのような膨張から仕事を抽出又は導出する膨張器、油圧膨張器、液体タービン、又はターボ膨張器のような機器を含む。等エントロピー手段及び等エンタルピー手段の両方の組合せの例は、並列の「ジュールトムソン」弁及びターボ膨張器とすることができ、これは、J−T弁及びターボ膨張器をいずれか単独に使用するか又は同時に両方を使用する機能を提供する。等エンタルピー又は等エントロピー膨張は、全液相、全蒸気相、又は混合相で行うことができ、蒸気ストリーム又は液体ストリームから多相ストリーム(蒸気相及び液相の両方を有するストリーム)へ、又はその初期相とは異なる単一相ストリームへの相変化を容易にするように行うことができる。本明細書の図面の説明では、あらゆる図面内の1よりも多い膨張デバイスへの参照は、各膨張デバイスが必ずしも同じタイプ又はサイズであることを意味するとは限らない。   As used herein, the term “expansion device” is used to reduce the pressure of a fluid in a line (eg, a liquid stream, a vapor stream, or a multiphase stream containing both liquid and vapor). Refers to one or more suitable devices. Except where a specific type of inflation device is specifically defined, the inflation device may be (1) at least partially by an isoenthalpy means, or (2) at least partially by an isentropic means. Or (3) a combination of both isentropic means and isenthalpy means. Devices suitable for isoenthalpy expansion of natural gas are known in the art and generally include, but are not limited to, for example, valves, control valves, “Joule Thompson (JT)” valves, or venturis. Includes a manually or automatically activated iris device such as a device. Devices suitable for isentropic expansion of natural gas are known in the art and generally include equipment such as expanders or turbo expanders that extract or derive work from such expansion. Devices suitable for isentropic expansion of a liquid stream are known in the art and are generally used for expanders, hydraulic expanders, liquid turbines, or turbo expanders that extract or derive work from such expansion. Including such equipment. An example of a combination of both isentropic means and isoenthalpy means may be a parallel “Joule Thompson” valve and a turbo expander, which uses either a J-T valve and a turbo expander alone. Or the ability to use both at the same time. Isoenthalpy or isentropic expansion can be performed in the entire liquid phase, the entire vapor phase, or the mixed phase, from a vapor stream or liquid stream to a multiphase stream (a stream having both a vapor phase and a liquid phase), or It can be done to facilitate a phase change to a single phase stream different from the initial phase. In the description of the drawings herein, references to more than one inflation device in every drawing do not necessarily mean that each inflation device is of the same type or size.

用語「ガス」は、「蒸気」と同義的に使用され、液体又は固体状態と区別するような気体状態の物質又は物質の混合物として定義される。同様に、用語「液体は、気体又は固体状態と区別するような液体状態の物質又は物質の混合物を意味する。   The term “gas” is used interchangeably with “vapor” and is defined as a substance or mixture of substances that is in a gaseous state to distinguish it from a liquid or solid state. Similarly, the term “liquid” refers to a substance or mixture of substances in a liquid state as distinguished from a gas or solid state.

「熱交換器」は、熱エネルギ又は冷熱エネルギを少なくとも2つの異なる流体間のような一方の媒体から別の媒体に伝達することができる広義のあらゆるデバイスを意味する。熱交換器は、「直接熱交換」及び「間接熱交換」を含む。従って、熱交換器は、並流又は逆流熱交換器、間接熱交換(例えば、螺旋巻熱交換器、又はろう付けアルミニウムプレートフィンタイプのようなプレートフィン熱交換器)、直接接触熱交換器、シェル−アンド−チューブ熱交換器、螺旋状、ヘアピン、コア、コア−アンド−ケトル、印刷回路、二重パイプ、又はあらゆる他のタイプの公知の熱交換器のようなあらゆる適切な設計のものとすることができる。「熱交換器」はまた、それを通る1又は2以上のストリームの通過を可能にし、冷媒の1又は2以上のラインと1又は2以上の供給ストリームの間の直接又は間接熱交換器に影響を与えるようになったあらゆるコラム、タワー、ユニット、又は他の配置を指す。   “Heat exchanger” means any device in a broad sense that can transfer thermal or cold energy from one medium to another, such as between at least two different fluids. The heat exchanger includes “direct heat exchange” and “indirect heat exchange”. Thus, the heat exchanger can be a co-current or counter-flow heat exchanger, indirect heat exchange (eg, a plate fin heat exchanger such as a spiral wound heat exchanger or brazed aluminum plate fin type), a direct contact heat exchanger, With any suitable design such as shell-and-tube heat exchanger, spiral, hairpin, core, core-and-kettle, printed circuit, double pipe, or any other type of known heat exchanger can do. A “heat exchanger” also allows the passage of one or more streams therethrough, affecting a direct or indirect heat exchanger between one or more lines of refrigerant and one or more feed streams. Refers to any column, tower, unit, or other arrangement that has come to give.

本明細書に使用される場合に、用語「間接熱交換」は、どのような物理的接触もない熱交換関係への2つの流体の導入、又は互いに流体の混合を意味する。コア−イン−ケトル熱交換器及びろう付けアルミニウムプレートフィン熱交換器は、間接熱交換を容易にする機器の例である。   As used herein, the term “indirect heat exchange” means the introduction of two fluids into a heat exchange relationship without any physical contact, or the mixing of fluids with each other. Core-in-kettle heat exchangers and brazed aluminum plate fin heat exchangers are examples of equipment that facilitates indirect heat exchange.

本明細書に使用される場合に、用語「天然ガス」は、原油井(随伴ガス)から又は地下ガス担持地層(非随伴ガス)から得られる多成分ガスを指す。天然ガスの組成及び圧力は、有意に異なる場合がある。典型的な天然ガスストリームは、有意成分としてメタン(C1)を含有する。天然ガスストリームはまた、エタン(C2)、より高分子量の炭化水素、及び1又は2以上の酸性ガスを含有する場合がある。天然ガスはまた、水、窒素、硫化鉄、ワックス、及び原油のような少量の汚染物質を含有する場合がある。 As used herein, the term “natural gas” refers to a multi-component gas obtained from a crude oil well (associated gas) or from an underground gas-bearing formation (non-associated gas). The composition and pressure of natural gas can be significantly different. A typical natural gas stream contains methane (C 1 ) as a significant component. The natural gas stream may also contain ethane (C 2 ), higher molecular weight hydrocarbons, and one or more acid gases. Natural gas may also contain small amounts of contaminants such as water, nitrogen, iron sulfide, waxes, and crude oil.

ある一定の実施形態及び特徴は、1組の数値上限及び1組の数値下限を使用して説明されたものである。あらゆる下限からあらゆる上限までの範囲がそれ以外の指示がない限り考えられている点は認めなければならない。全ての数値は、「約」又は「近似的」表示値であり、当業者が予想する実験誤差及び変動を考慮している。   Certain embodiments and features have been described using a set of numerical upper limits and a set of numerical lower limits. It should be appreciated that ranges from any lower limit to any upper limit are contemplated unless otherwise indicated. All numerical values are “about” or “approximate” readings, and take into account experimental errors and variations expected by those skilled in the art.

この出願に引用される全ての特許、試験手順、及び他の文書は、そのような開示がこの出願に反しない限り及びそのような組み込みが許容される全ての行政管轄体に対して引用により完全に組み込まれるものである。   All patents, test procedures, and other documents cited in this application are fully incorporated by reference to the extent that such disclosure does not contradict this application and to any administrative jurisdiction in which such incorporation is permitted. It is built in.

本明細書に開示する態様は、供給ガスへの高圧圧縮及び高圧膨張工程の追加によってLNGの生産の液化工程に対して天然ガスを予冷却するための工程を説明する。より具体的には、本発明は、前処理天然ガスが2,000psia(13,790kPA)よりも大きい又はより好ましくは3,000psia(20,680kPA)よりも大きい圧力まで圧縮される工程を説明する。高温圧縮ガスは、環境と熱を交換することによって冷却されて圧縮前処理ガスを形成する。圧縮前処理ガスは、3,000psia(20,680kPA)未満の圧力又はより好ましくは2,000psia(13,790kPA)未満の圧力までほぼ等エントロピー的に膨張されて冷えた前処理ガスを形成し、ここで、冷えた前処理ガスの圧力は、圧縮前処理ガスの圧力よりも小さい。冷えた前処理ガスは、1又は2以上のSMR液化トレインに向けることができ、又は冷えた前処理ガスは、ガスが更に冷却されてLNGを形成する1又は2以上の膨張器ベースの液化トレインに向けることができる。   The aspects disclosed herein describe a process for precooling natural gas for the liquefaction process of LNG production by the addition of high pressure compression and expansion processes to the feed gas. More specifically, the present invention describes a process in which pretreated natural gas is compressed to a pressure greater than 2,000 psia (13,790 kPA) or more preferably greater than 3,000 psia (20,680 kPA). . The hot compressed gas is cooled by exchanging heat with the environment to form a pre-compression gas. The compressed pretreatment gas is expanded approximately isentropically to a pressure of less than 3,000 psia (20,680 kPA) or more preferably less than 2,000 psia (13,790 kPA) to form a cooled pretreatment gas; Here, the pressure of the cooled pretreatment gas is smaller than the pressure of the compression pretreatment gas. The cooled pretreatment gas can be directed to one or more SMR liquefaction trains, or the cooled pretreatment gas can be one or more expander based liquefaction trains in which the gas is further cooled to form LNG. Can be directed to.

図1は、予冷工程の態様を例示する図である。予冷工程は、本明細書では高圧圧縮及び膨張(HPCE)工程100と呼ぶ。HPCE工程100は、前処理天然ガスストリーム104を含み、中間圧ガスストリーム106を形成する第1の圧縮器102を含むことができる。中間圧ガスストリーム106は、中間圧ガスストリーム106が環境と熱を間接的に交換することによって冷却されて冷却中間圧ガスストリーム110を形成する第1の熱交換器108を通って流れることができる。第1の熱交換器108は、空冷熱交換器又は水冷熱交換器とすることができる。次に、冷却した中間圧ガスストリーム110は、第2の圧縮器112内で圧縮されて高圧ガスストリーム114を形成することができる。高圧ガスストリーム114の圧力は、2,000psia(13,790kPA)よりも大きく、又はより好ましくは3,000psia(20,680kPA)よりも大きいとすることができる。高圧ガスストリーム114は、高圧ガスストリーム114が環境と熱を間接的に交換することによって冷却されて冷却中間圧ガスストリーム118を形成する第2の熱交換器116を通って流れることができる。第2の熱交換器116は、空冷熱交換器又は水冷熱交換器とすることができる。次に、冷却高圧ガスストリーム118は、膨張器120内で膨張されて冷えた前処理ガスストリーム122を形成することができる。冷えた前処理ガスストリーム122の圧力は、3,000psia(20,680kPA)未満、又はより好ましくは2,000psia(13,790kPA)未満とすることができ、冷えた前処理ガスストリーム122の圧力は、冷却高圧ガスストリーム118の圧力よりも小さい。好ましい態様では、第2の圧縮器112は、破線124によって示すように、専ら膨張器120によって生成されるシャフト動力によって駆動することができる。   FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a precooling process. The precooling process is referred to herein as the high pressure compression and expansion (HPCE) process 100. The HPCE process 100 may include a first compressor 102 that includes a pre-treated natural gas stream 104 and forms an intermediate pressure gas stream 106. The intermediate pressure gas stream 106 can flow through a first heat exchanger 108 that is cooled by indirectly exchanging heat with the environment to form a cooled intermediate pressure gas stream 110. . The first heat exchanger 108 can be an air-cooled heat exchanger or a water-cooled heat exchanger. The cooled intermediate pressure gas stream 110 can then be compressed in the second compressor 112 to form a high pressure gas stream 114. The pressure of the high pressure gas stream 114 may be greater than 2,000 psia (13,790 kPA), or more preferably greater than 3,000 psia (20,680 kPA). The high pressure gas stream 114 can flow through a second heat exchanger 116 that is cooled by indirectly exchanging heat with the environment to form a cooled intermediate pressure gas stream 118. The second heat exchanger 116 can be an air-cooled heat exchanger or a water-cooled heat exchanger. The cooled high pressure gas stream 118 can then be expanded in the expander 120 to form a cooled pretreatment gas stream 122. The pressure of the chilled pretreatment gas stream 122 can be less than 3,000 psia (20,680 kPA), or more preferably less than 2,000 psia (13,790 kPA), and the pressure of the chilled pretreatment gas stream 122 can be Less than the pressure of the cooled high pressure gas stream 118. In a preferred embodiment, the second compressor 112 can be driven solely by the shaft power generated by the expander 120 as indicated by the dashed line 124.

態様では、SMR液化工程は、SMR液化工程の上流のHPCE工程の追加によって強化することができる。より具体的には、この態様では、前処理天然ガスは、2,000psia(13,790kPA)よりも大きく、又はより好ましくは3,000psia(20,680kPA)よりも大きい圧力まで圧縮することができる。次に、高温圧縮ガスは、環境と熱を間接的に交換することによって冷却され、圧縮前処理ガスを形成する。次に、圧縮前処理ガスは、3,000psia(20,680kPA)未満の圧力、又はより好ましくは2,000psia(13,790kPA)未満の圧力までほぼ等エントロピー的に膨張されて冷えた前処理ガスを形成し、ここで、冷えた前処理ガスの圧力は、圧縮前処理ガスの圧力よりも小さい。次に、冷えた前処理ガスは、冷えた前処理ガスが更に冷却されてLNGを形成する複数のSMR液化トレインに向けられる。   In an aspect, the SMR liquefaction process can be enhanced by the addition of an HPCE process upstream of the SMR liquefaction process. More specifically, in this embodiment, the pretreated natural gas can be compressed to a pressure greater than 2,000 psia (13,790 kPA), or more preferably greater than 3,000 psia (20,680 kPA). . The hot compressed gas is then cooled by indirectly exchanging heat with the environment to form a pre-compression treatment gas. Next, the compressed pretreatment gas is cooled by approximately isentropically expanded to a pressure less than 3,000 psia (20,680 kPA), or more preferably less than 2,000 psia (13,790 kPA). Where the pressure of the cooled pretreatment gas is less than the pressure of the compressed pretreatment gas. The cooled pretreatment gas is then directed to a plurality of SMR liquefaction trains where the cooled pretreatment gas is further cooled to form LNG.

SMRトレインとHPCEの組合せは、前処理天然ガスがSMR液化トレインに直接送られる従来のSMR工程に優るいくつかの利点を有する。例えば、HPCE工程を使用する天然ガスの予冷は、SMRトレイン内の与えられた馬力に対してSMRトレインン内のLNG生産率の増加を可能にする。図3及び4に関連して説明するように、約50メガワット(MW)の出力を有するガスタービンによって各々電力供給されるSMRトレインは、1.5MTAでLNGを各々が生産する5つのトレインから1.9MTAの容量の増加を各々が有する4つのトレインに低減することができる。この与えられた例に関して、HPCEモジュールは、SMRモジュールのうちの1つを実質的に置換している。HPCEモジュールによるSMRモジュールの置換は、HPCEモジュールがSMRモジュールよりも小さくて軽量でかなり安いコストを有すると予想されるので有利である。SMRモジュールのように、HPCEモジュールは、同等のサイズのガスタービンを有して圧縮電力を提供することができ、それはまた、等量の空気又は水冷却器を有することになる。しかし、SMRモジュールとは異なり、HPCEモジュールは、高価な主低温熱交換器を持たない。SMRモジュール内の冷媒流れに関連付けられた容器及びパイプは、HPCEモジュールにおいては排除される。更に、HPCEモジュールには高価な低温パイプは存在せず、全ての流体ストリームは、HPCEモジュールにおいては単相のままである。   The combination of SMR train and HPCE has several advantages over conventional SMR processes where pretreated natural gas is sent directly to the SMR liquefaction train. For example, natural gas pre-cooling using the HPCE process allows an increase in the LNG production rate in the SMR train for a given horsepower in the SMR train. As described in connection with FIGS. 3 and 4, SMR trains, each powered by a gas turbine having an output of approximately 50 megawatts (MW), are 1 out of 5 trains each producing LNG at 1.5 MTA. The increase in capacity of .9 MTA can be reduced to 4 trains each with. For this given example, the HPCE module has substantially replaced one of the SMR modules. Replacing the SMR module with the HPCE module is advantageous because the HPCE module is expected to be smaller, lighter, and much cheaper than the SMR module. Like the SMR module, the HPCE module can have a similarly sized gas turbine to provide compressed power, which will also have an equal amount of air or water cooler. However, unlike SMR modules, HPCE modules do not have expensive main cold heat exchangers. Containers and pipes associated with the refrigerant flow in the SMR module are eliminated in the HPCE module. Furthermore, there are no expensive cold pipes in the HPCE module and all fluid streams remain single phase in the HPCE module.

別の利点は、SMRトレインの数が1つだけ減らされているので冷媒の必要なストレージが低減されるということである。同様に、ガスを冷却する温かい温度の大部分は、HPCEモジュールで生じるので、混合冷媒の重質炭化水素成分を低減することができる。例えば、混合冷媒のプロパン成分は、SMR工程の効率のどのような有意な低下もなく排除することができる。   Another advantage is that the required storage of refrigerant is reduced because the number of SMR trains is reduced by one. Similarly, most of the warm temperature for cooling the gas occurs in the HPCE module, so that the heavy hydrocarbon component of the mixed refrigerant can be reduced. For example, the propane component of the mixed refrigerant can be eliminated without any significant decrease in the efficiency of the SMR process.

別の利点は、HPCE工程から冷えた前処理ガスを受け入れるSMR工程に関して、SMR工程の蒸発冷媒の体積流量が、温かい前処理ガスを受け入れる従来のSMR工程のものよりも25%よりも多く小さくすることができるということである。冷媒のより低い体積流れは、主低温熱交換器のサイズ及び低圧混合冷媒圧縮器のサイズを縮小することができる。冷媒のより低い体積流量は、従来のSMR工程のものと比較してその高い蒸気圧によるものである。   Another advantage is that for the SMR process that accepts the cold pretreatment gas from the HPCE process, the volumetric flow rate of the evaporative refrigerant in the SMR process is more than 25% smaller than that of the conventional SMR process that accepts the warm pretreatment gas. Is that you can. The lower volume flow of refrigerant can reduce the size of the main cryogenic heat exchanger and the size of the low pressure mixed refrigerant compressor. The lower volume flow rate of the refrigerant is due to its higher vapor pressure compared to that of the conventional SMR process.

公知のプロパン予冷混合冷凍工程及び二重混合冷凍(DMR)工程は、予冷冷凍回路と組み合わせたSMR工程のバージョンと見なすことができるが、そのような工程と本発明に開示の態様の間に有意な差がある。例えば、公知の工程は、カスケードプロパン冷凍回路又は暖端混合冷媒を使用してガスを予冷却する。それらの公知の工程の両方は、SMR工程よりも5%〜15%高い効率を提供する利点を有する。更に、それらの公知の工程を使用する単一液化トレインの容量は、単一SMRトレインのものよりも有意に大きくすることができる。しかし、それらの技術の予冷冷凍回路は、追加の冷媒及び有意な量の余分な機器を導入し、従って、液化工程に対する追加の複雑性の代償を払うものである。例えば、より高い複雑性及び重量のDMRの欠点は、FLNG用途ためにDMR工程とSMR工程のいずれかに決定する時に高効率及び性能のその利点を超える場合がある。公知の工程は、単一トレインに対するより高い熱効率及びより高いLNG生産容量の必要性によって主として駆動される時にSMR工程の上流に予冷工程の追加を考えている。SMR工程と組み合わせたHPCE工程は、それが冷媒ベースの予冷工程が提供するよりも高い熱効率を提供しないので以前は達成されていなかった。上述のように、SMRを有するHPCE工程の熱効率は、独立型SMR工程とほぼ同じである。開示する態様は、過去において陸上LNG用途のための予冷工程の追加に対する最大のドライバであった熱効率を高めるのではなくて液化工程の重量及び複雑性を低減することを求める予冷工程のその説明に少なくとも部分的に基づいて新規であると考えられる。FLNGのより新しい用途に関して、液化工程のフットプリント、重量、及び複雑性は、プロジェクトコストより大きいドライバになると考えられる。従って、開示する態様は、特定の価値のものである。   The known propane pre-cooled mixed refrigeration process and double mixed refrigeration (DMR) process can be considered as a version of the SMR process combined with a pre-cooled refrigeration circuit, but significant between such a process and the embodiments disclosed in the present invention. There is a big difference. For example, known processes use a cascade propane refrigeration circuit or a warm-end mixed refrigerant to precool the gas. Both of these known processes have the advantage of providing 5% to 15% higher efficiency than the SMR process. Furthermore, the volume of a single liquefaction train using these known processes can be significantly greater than that of a single SMR train. However, these technology pre-cooling refrigeration circuits introduce additional refrigerants and significant amounts of extra equipment, and thus pay for the additional complexity of the liquefaction process. For example, the drawbacks of higher complexity and weight of DMR may exceed its advantages of high efficiency and performance when deciding between DMR and SMR processes for FLNG applications. Known processes contemplate adding a pre-cooling process upstream of the SMR process when driven primarily by the need for higher thermal efficiency and higher LNG production capacity for a single train. The HPCE process combined with the SMR process has not been achieved previously because it does not provide higher thermal efficiency than does a refrigerant-based precooling process. As described above, the thermal efficiency of the HPCE process having SMR is almost the same as that of the stand-alone SMR process. The disclosed aspect is in its description of a pre-cooling process that seeks to reduce the weight and complexity of the liquefaction process rather than increasing the thermal efficiency, which was previously the biggest driver for the addition of a pre-cooling process for onshore LNG applications. It is considered novel based at least in part. For newer applications of FLNG, the liquefaction process footprint, weight, and complexity will be drivers that are greater than the project cost. Accordingly, the disclosed aspects are of particular value.

態様では、膨張器ベースの液化工程は、膨張器ベースの工程の上流のHPCE工程の追加によって強化することができる。より具体的には、この態様では、前処理天然ガスストリームは、2,000psia(13,790kPA)よりも大きく、又はより好ましくは3,000psia(20,680kPA)よりも大きい圧力まで圧縮することができる。次に、高温圧縮ガスは、環境と熱を交換することによって冷却され、圧縮前処理ガスを形成することができる。圧縮前処理ガスは、3,000psia(20,680kPA)未満の圧力、又はより好ましくは2,000psia(13,790kPA)未満の圧力までほぼ等エントロピー的に膨張されて冷えた前処理ガスを形成することができ、ここで、冷えた前処理ガスの圧力は、圧縮前処理ガスの圧力よりも小さい。冷えた前処理ガスは、ガスが更に冷却されてLNGを形成する膨張器ベースの工程に向けられる。好ましい態様では、冷えた前処理ガスは、供給ガス膨張器ベースの工程に向けることができる。   In an aspect, the expander-based liquefaction process can be enhanced by the addition of an HPCE process upstream of the expander-based process. More specifically, in this aspect, the pretreated natural gas stream may be compressed to a pressure greater than 2,000 psia (13,790 kPA), or more preferably greater than 3,000 psia (20,680 kPA). it can. The hot compressed gas can then be cooled by exchanging heat with the environment to form a pre-compression treatment gas. The compressed pretreatment gas is expanded approximately isentropically to a pressure of less than 3,000 psia (20,680 kPA), or more preferably less than 2,000 psia (13,790 kPA) to form a cooled pretreatment gas. Where the pressure of the cooled pretreatment gas is less than the pressure of the compressed pretreatment gas. The cooled pretreatment gas is directed to an expander-based process where the gas is further cooled to form LNG. In a preferred embodiment, the cooled pretreatment gas can be directed to a feed gas expander based process.

図2は、膨張器ベースの液化工程のための典型的な温度冷却曲線200を示している。より高温の曲線202は、天然ガスストリームの温度曲線である。より低温の曲線204は、冷たい冷却ストリーム及び温かい冷却ストリームの複合温度曲線である。図示のように、冷却曲線は、3つの温度ピンチポイント206、208、及び210によってマーク付けされる。各ピンチポイントは、冷却ストリームの組合せ熱容量が天然ガスストリームのそれよりも小さい熱交換器内の場所である。ストリーム間の熱容量のこの不均衡は、有効熱伝達率を提供する最小限に許容される温度差に対して冷却ストリーム間に温度差の減少をもたらす。2つの冷却ストリームのうちの冷たい方、典型的には冷たい冷却ストリームが熱交換器に入るところに、最低温度ピンチポイント206が生じる。第2の冷却ストリーム、典型的には温かい冷却ストリームが熱交換器に入るところに、中間温度ピンチポイント208が生じる。冷たい及び温かい冷却ストリームが熱交換器を出るところに、温かい温度のピンチポイント210が生じる。温かい温度のピンチポイント210は、より温かい冷却ストリームに対して高質量流量である必要があり、これは、膨張器ベースの工程の電力要求を実質的に増大する。   FIG. 2 shows a typical temperature cooling curve 200 for an expander-based liquefaction process. The hotter curve 202 is the temperature curve of the natural gas stream. The cooler curve 204 is a combined temperature curve of the cold and warm cooling streams. As shown, the cooling curve is marked by three temperature pinch points 206, 208, and 210. Each pinch point is a location in the heat exchanger where the combined heat capacity of the cooling stream is smaller than that of the natural gas stream. This imbalance in heat capacity between streams results in a decrease in temperature difference between cooling streams relative to the minimum allowable temperature difference that provides an effective heat transfer rate. The lowest temperature pinch point 206 occurs where the colder of the two cooling streams, typically the cold cooling stream, enters the heat exchanger. An intermediate temperature pinch point 208 occurs where the second cooling stream, typically the warm cooling stream, enters the heat exchanger. A hot temperature pinch point 210 occurs where the cold and warm cooling streams exit the heat exchanger. The warm temperature pinch point 210 needs to have a high mass flow rate for the warmer cooling stream, which substantially increases the power requirements of the expander-based process.

温かい温度のピンチポイント210を排除するための1つの提案された方法は、プロパン冷却システム又は二酸化炭素冷却システムのような外部冷凍システムで供給ガスを予冷却することである。例えば、米国特許第7,386,996号明細書は、カスケード配置の二酸化炭素冷凍回路を含む予冷冷凍工程を使用することによって温かい温度のピンチポイントを排除する。この外部予冷冷凍システムは、全ての関連の機器を有する追加の冷媒システムが導入されるので、液化工程の複雑性を有意に増大させる欠点を有する。本明細書に開示する態様は、2,000psia(12,790kPA)よりも大きい圧力まで供給ガスを圧縮することによって供給ガスストリームを予冷却し、圧縮供給ガスストリームを冷却し、3,000psia(20,690kPA)未満の圧力まで圧縮ガスストリームを膨張させることによって温かい温度のピンチポイント210の影響を軽減し、ここで、供給ガスストリームの膨張圧力は、供給ガスストリームの圧縮圧力よりも小さい。供給ガスストリームの冷却のこの工程は、膨張器ベースの工程の冷却ストリームの必要な質量流量の有意な減少をもたらす。それはまた、機器総数を有意に増大することなく及び外部冷媒の追加なく膨張器ベースの工程の熱力学的効率を改善する。   One proposed method for eliminating the warm temperature pinch point 210 is to precool the feed gas with an external refrigeration system, such as a propane cooling system or a carbon dioxide cooling system. For example, US Pat. No. 7,386,996 eliminates warm temperature pinch points by using a pre-cooling refrigeration process that includes a cascaded carbon dioxide refrigeration circuit. This external pre-cooling refrigeration system has the disadvantage of significantly increasing the complexity of the liquefaction process as an additional refrigerant system with all relevant equipment is introduced. Embodiments disclosed herein precool the feed gas stream by compressing the feed gas to a pressure greater than 2,000 psia (12,790 kPA), cool the compressed feed gas stream, and 3,000 psia (20 , 690 kPA) to reduce the effect of warm temperature pinch point 210 by expanding the compressed gas stream to a pressure less than 690 kPA, where the expansion pressure of the feed gas stream is less than the compression pressure of the feed gas stream. This step of cooling the feed gas stream results in a significant reduction in the required mass flow rate of the expander based process cooling stream. It also improves the thermodynamic efficiency of the expander-based process without significantly increasing the total equipment and without the addition of external refrigerant.

好ましい態様では、膨張器ベースの工程は、供給ガス膨張器ベースの工程とすることができる。供給ガス膨張器ベースの工程は、再循環ループが暖端膨張器ループ及び冷端膨張器ループを含む開ループ供給ガス工程とすることができる。暖端膨張器は、第1の冷却ストリームを放出することができ、冷端膨張器は、第2の冷却ストリームを放出することができる。第1の冷却ストリームの温度は、第2の冷却ストリームの温度よりも高い。一部の態様では、第1の冷却ストリームの圧力は、第2の冷却ストリームの圧力よりも高い。別の態様では、冷端膨張器は、第2の冷却ストリームと第2の加圧LNGストリームに分離された2相ストリームを放出する。具体的には、生成された天然ガスストリームは処理され、存在する場合に水、重質炭化水素、及び酸性ガスのような不純物を除去して液化に適切な天然ガスを作ることができる。処理天然ガスは、それが2,000psia(12,790kPA)よりも大きく、又はより好ましくは3,000psia(20,680kPA)よりも大きい圧力まで圧縮されるHPCE工程に向けることができる。次に、高温圧縮ガスは、環境と熱を交換することによって冷却され、圧縮処理天然ガスを形成することができる。圧縮処理天然ガスは、3,000psia(20,680kPA)未満の圧力、又はより好ましくは2,000psia(12,790kPA)未満の圧力までほぼ等エントロピー的に膨張されて冷蔵処理天然ガスを形成することができ、ここで、冷蔵処理天然ガスの圧力は、圧縮処理天然ガスの圧力よりも小さい。冷蔵処理天然ガスは、第1の冷却ストリーム及び第2の冷却ストリームとの間接熱交換によって完全に液化されて第1の加圧LNGストリームを生成することができる。第1の加圧LNGストリームは、第2の加圧LNGストリームと混合されて加圧LNGストリームを形成することができる。加圧LNGストリームは、加圧LNGストリームの圧力が低下し、得られる2相ストリームがフラッシュガスストリームとLNG製品ストリームに分離される少なくとも1つの2相分離段に向けることができる。フラッシュガスストリームは、燃料ガスに対して圧縮される及び/又は再循環の第2の冷却ストリームと混合するように圧縮される前に、加圧LNGストリーム及び冷蔵処理天然ガスストリームと熱を交換することができる。   In a preferred embodiment, the expander-based process can be a feed gas expander-based process. The feed gas expander based process may be an open loop feed gas process where the recirculation loop includes a warm end expander loop and a cold end expander loop. The warm end expander can discharge a first cooling stream and the cold end expander can discharge a second cooling stream. The temperature of the first cooling stream is higher than the temperature of the second cooling stream. In some aspects, the pressure of the first cooling stream is higher than the pressure of the second cooling stream. In another aspect, the cold end expander discharges a two-phase stream that is separated into a second cooling stream and a second pressurized LNG stream. Specifically, the natural gas stream produced can be processed to remove natural impurities such as water, heavy hydrocarbons, and acid gases, if present, to make natural gas suitable for liquefaction. The treated natural gas can be directed to an HPCE process where it is compressed to a pressure greater than 2,000 psia (12,790 kPA), or more preferably greater than 3,000 psia (20,680 kPA). The hot compressed gas can then be cooled by exchanging heat with the environment to form compressed natural gas. The compressed natural gas is expanded approximately isentropically to a pressure of less than 3,000 psia (20,680 kPA), or more preferably less than 2,000 psia (12,790 kPA) to form refrigerated natural gas. Where the pressure of the refrigerated natural gas is less than the pressure of the compressed natural gas. The refrigerated natural gas can be fully liquefied by indirect heat exchange with the first cooling stream and the second cooling stream to produce a first pressurized LNG stream. The first pressurized LNG stream can be mixed with the second pressurized LNG stream to form a pressurized LNG stream. The pressurized LNG stream can be directed to at least one two-phase separation stage where the pressure of the pressurized LNG stream is reduced and the resulting two-phase stream is separated into a flash gas stream and an LNG product stream. The flash gas stream is heat exchanged with the pressurized LNG stream and the refrigerated natural gas stream before being compressed to fuel gas and / or compressed to mix with a recirculated second cooling stream. be able to.

供給ガス膨張器ベースの工程とHPCE工程の組合せは、従来の供給ガス膨張器ベースの工程に優るいくつかの利点を有する。HPCE工程をそれと共に含むことは、20〜25%だけ供給ガス膨張器ベースの工程の効率を高めることができる。従って、本発明の供給ガス膨張器工程は、外部冷媒の未使用、作動の容易さ、及び機器総数の減少の利点を依然として提供しながら、SMR工程の効率に近づく効率を有する。更に、冷媒流量及び再循環圧縮器のサイズは、HPCE工程と組み合わせた膨張器ベースの工程に関してはかなり低くなると予想される。この理由のために、開示する態様による単一液化トレインの生産容量は、類似のサイズにされた従来の膨張器ベースの液化工程の生産容量を50%よりも大きく超えることができる。   The combination of the feed gas expander-based process and the HPCE process has several advantages over the conventional feed gas expander-based process. Including the HPCE process with it can increase the efficiency of the feed gas expander based process by 20-25%. Thus, the feed gas expander process of the present invention has an efficiency approaching that of the SMR process, while still providing the benefits of no external refrigerants, ease of operation, and reduced total equipment. Furthermore, the refrigerant flow rate and the size of the recirculation compressor are expected to be significantly lower for the expander-based process combined with the HPCE process. For this reason, the production capacity of a single liquefaction train according to the disclosed aspects can exceed the production capacity of a similarly sized conventional expander-based liquefaction process by more than 50%.

図3は、FLNG300に対するSMR液化モジュールの配置を例示する図である。前処理された又は他に液化に適切な天然ガス302は、5つの同一又はほぼ同一のSMR液化モジュール又はトレイン304、306、308、310、312の間に均等に分配することができる。一例として、各SMR液化モジュールは、ガスタービン又は電気モータ(図示せず)のいずれかから圧縮電力の約50MWを受け取って、SMR液化モジュールの圧縮器を駆動することができる。各SMR液化モジュールは、FLNG用途に対するLNGの約7.5MTAの合計ストリーム1日生産に対してLNGの約1.5MTAを生産することができる。   FIG. 3 is a diagram illustrating an arrangement of the SMR liquefaction module with respect to the FLNG 300. Natural gas 302 that has been pretreated or otherwise suitable for liquefaction can be evenly distributed among five identical or nearly identical SMR liquefaction modules or trains 304, 306, 308, 310, 312. As an example, each SMR liquefaction module can receive approximately 50 MW of compressed power from either a gas turbine or an electric motor (not shown) to drive the compressor of the SMR liquefaction module. Each SMR liquefaction module can produce about 1.5 MTA of LNG for a total stream daily production of about 7.5 MTA of LNG for FLNG applications.

図4は、開示する態様によりFLNG400上にSMR液化モジュール又はトレイン406、408、410、412を有するHPCEモジュール404の配置を例示する図である。前処理された又は他に液化に適切な天然ガス402は、冷えた前処理ガスストリーム405を生成するようにHPCEモジュール404に向けることができる。HPCEモジュール404は、例えば、ガスタービン又は電気モータ(図示せず)のいずれかから圧縮電力の約50MWを受け取って、HPCEモジュール404内の1又は2以上の圧縮器を駆動することができる。冷えた前処理ガスは、4つの同一又はほぼ同一のSMR液化モジュール406、408、410、412の間に均等に分配することができる。各SMR液化モジュールは、ガスタービン又は電気モータ(図示せず)のいずれかから圧縮電力の約50MWを受け取って、それぞれのSMR液化モジュールの圧縮器を駆動することができる。各SMR液化モジュールは、FLNG用途に対するLNGの約7.6MTAの合計ストリーム1日生産に対してLNGの約1.9MTAを生産することができる。   FIG. 4 is a diagram illustrating the placement of an HPCE module 404 having SMR liquefaction modules or trains 406, 408, 410, 412 on FLNG 400 in accordance with the disclosed aspects. Natural gas 402 that has been pretreated or otherwise suitable for liquefaction can be directed to HPCE module 404 to produce a chilled pretreatment gas stream 405. The HPCE module 404 can receive approximately 50 MW of compressed power, for example, from either a gas turbine or an electric motor (not shown) to drive one or more compressors in the HPCE module 404. The cooled pretreatment gas can be evenly distributed between four identical or nearly identical SMR liquefaction modules 406, 408, 410, 412. Each SMR liquefaction module can receive approximately 50 MW of compressed power from either a gas turbine or an electric motor (not shown) to drive the compressor of the respective SMR liquefaction module. Each SMR liquefaction module can produce about 1.9 MTA of LNG for a total stream daily production of about 7.6 MTA of LNG for FLNG applications.

図5は、図4で言及したHPCEモジュール500の態様を例示する図である。不純物を除去するように前処理された又は他に液化に適切な天然ガスストリーム502は、第1の圧縮器504の中に供給されて第1の中間圧ガスストリーム506を形成する。第1の中間圧ガスストリーム506は、第1の中間圧ガスストリーム506が環境と熱を間接的に交換することによって冷却されて冷却された第1の中間圧ガスストリーム510を形成する第1の熱交換器508を通って流れることができる。第1の熱交換器508は、空冷熱交換器又は水冷熱交換器とすることができる。次に、冷却された第1の中間圧ガスストリーム510は、第2の圧縮器512内で圧縮されて第2の中間圧ガスストリーム514を形成することができる。第2の中間圧ガスストリーム514は、第2の中間圧ガスストリーム514が環境と熱を間接的に交換することによって冷却されて冷却された第2の中間圧ガスストリーム518を形成する第2の熱交換器516を通って流れることができる。第2の熱交換器516は、空冷熱交換器又は水冷熱交換器とすることができる。次に、冷却された第2の中間圧ガスストリーム518は、第3の圧縮器520内で圧縮されて高圧ガスストリーム522を形成することができる。高圧ガスストリーム522の圧力は、2,000psia(13,790kPA)よりも大きく、又はより好ましくは3,000psia(20,680kPA)よりも大きいとすることができる。高圧ガスストリーム522は、高圧ガスストリーム522が環境と熱を間接的に交換することによって冷却されて冷却された高圧ガスストリーム526を形成する第3の熱交換器524を通って流れることができる。第3の熱交換器524は、空冷熱交換器又は水冷熱交換器とすることができる。次に、冷却された高圧ガスストリーム526は、圧縮器528内で膨張されて冷えた前処理ガスストリーム530を形成することができる。冷えた前処理ガスストリーム530の圧力は、3,000psia(20,680kPA)未満、又はより好ましくは2,000psia(13,790kPA)未満とすることができ、冷えた前処理ガスストリーム530の圧力は、冷却された高圧ガスストリーム526の圧力よりも小さくすることができる。一部の態様では、第3の圧縮器520は、線532によって示すように、専ら膨張器528によって生成されるシャフト電力によって駆動することができる。   FIG. 5 is a diagram illustrating aspects of the HPCE module 500 referred to in FIG. A natural gas stream 502 that has been pretreated to remove impurities or otherwise suitable for liquefaction is fed into a first compressor 504 to form a first intermediate pressure gas stream 506. The first intermediate pressure gas stream 506 is cooled to form a first intermediate pressure gas stream 510 that is cooled and cooled by indirectly exchanging heat with the environment. It can flow through heat exchanger 508. The first heat exchanger 508 can be an air-cooled heat exchanger or a water-cooled heat exchanger. The cooled first intermediate pressure gas stream 510 can then be compressed in the second compressor 512 to form a second intermediate pressure gas stream 514. The second intermediate pressure gas stream 514 is cooled to form a second intermediate pressure gas stream 518 that is cooled and cooled by indirectly exchanging heat with the environment. It can flow through heat exchanger 516. The second heat exchanger 516 can be an air-cooled heat exchanger or a water-cooled heat exchanger. The cooled second intermediate pressure gas stream 518 can then be compressed in a third compressor 520 to form a high pressure gas stream 522. The pressure of the high pressure gas stream 522 may be greater than 2,000 psia (13,790 kPA), or more preferably greater than 3,000 psia (20,680 kPA). The high pressure gas stream 522 can flow through a third heat exchanger 524 that forms a cooled high pressure gas stream 526 that is cooled by indirectly exchanging heat with the environment. The third heat exchanger 524 can be an air-cooled heat exchanger or a water-cooled heat exchanger. The cooled high pressure gas stream 526 can then be expanded in the compressor 528 to form a cooled pretreatment gas stream 530. The pressure of the cooled pretreatment gas stream 530 can be less than 3,000 psia (20,680 kPA), or more preferably less than 2,000 psia (13,790 kPA), and the pressure of the chilled pretreatment gas stream 530 can be The pressure of the cooled high pressure gas stream 526 can be reduced. In some aspects, the third compressor 520 can be driven solely by the shaft power generated by the expander 528, as indicated by line 532.

図6は、供給ガス膨張器ベースのLNG液化工程600と組み合わせたHPCE工程601を例示する図である。天然ガスは処理され、存在する場合に水、重質炭化水素、及び酸性ガスのような不純物を除去して液化に適切な処理天然ガスストリーム602を生成することができる。処理天然ガスストリーム602は、再循環された冷媒ガスストリーム604と混合されて組合せストリーム606を形成することができる。組合せストリーム606は、組合せストリーム606が第1の圧縮器608内で圧縮されて中間圧ガスストリーム610を形成するHPCE工程601に向けることができる。中間圧ガスストリーム610は、中間圧ガスストリーム610が環境と熱を間接的に交換することによって冷却されて冷却された中間圧ガスストリーム614を形成する第1の熱交換器612を通って流れることができる。第1の熱交換器612は、空冷熱交換器又は水冷熱交換器とすることができる。次に、冷却された中間圧ガスストリーム614は、第2の圧縮器616内で圧縮されて高圧ガスストリーム618を形成することができる。高圧ガスストリーム618の圧力は、2,000psia(13,790kPA)よりも大きく、又はより好ましくは3,000psia(20,680kPA)よりも大きいとすることができる。高圧ガスストリーム618は、高圧ガスストリーム618が環境と熱を間接的に交換することによって冷却されて冷却された高圧ガスストリーム618を形成する第2の熱交換器620を通って流れることができる。第2の熱交換器620は、空冷熱交換器又は水冷熱交換器とすることができる。次に、冷却された高圧ガスストリーム622は、HPCE膨張器624内で膨張されて冷えた前処理ガスストリーム626を形成することができる。冷えた前処理ガスストリーム626の圧力は、3,000psia(20,680kPA)未満、又はより好ましくは2,000psia(13,790kPA)未満であり、ここで、冷えた前処理ガスストリーム626の圧力は、冷却された高圧ガスストリーム622の圧力よりも小さい。一部の態様では、第2の圧縮器616は、破線628によって表すように、専ら膨張器624によって生成されるシャフト電力によって駆動することができる。   FIG. 6 is a diagram illustrating an HPCE process 601 in combination with a feed gas expander-based LNG liquefaction process 600. Natural gas can be processed to remove impurities such as water, heavy hydrocarbons, and acid gases, if present, to produce a processed natural gas stream 602 suitable for liquefaction. The treated natural gas stream 602 can be mixed with the recycled refrigerant gas stream 604 to form a combined stream 606. The combined stream 606 can be directed to an HPCE process 601 where the combined stream 606 is compressed in a first compressor 608 to form an intermediate pressure gas stream 610. The intermediate pressure gas stream 610 flows through a first heat exchanger 612 that forms a cooled intermediate pressure gas stream 614 that is cooled by indirectly exchanging heat with the environment. Can do. The first heat exchanger 612 can be an air-cooled heat exchanger or a water-cooled heat exchanger. The cooled intermediate pressure gas stream 614 can then be compressed in a second compressor 616 to form a high pressure gas stream 618. The pressure of the high pressure gas stream 618 may be greater than 2,000 psia (13,790 kPA), or more preferably greater than 3,000 psia (20,680 kPA). The high pressure gas stream 618 may flow through a second heat exchanger 620 that forms a cooled high pressure gas stream 618 that is cooled by indirectly exchanging heat with the environment. The second heat exchanger 620 can be an air-cooled heat exchanger or a water-cooled heat exchanger. The cooled high pressure gas stream 622 can then be expanded in the HPCE expander 624 to form a cooled pretreatment gas stream 626. The pressure of the chilled pretreatment gas stream 626 is less than 3,000 psia (20,680 kPA), or more preferably less than 2,000 psia (13,790 kPA), where the pressure of the chilled pretreatment gas stream 626 is Less than the pressure of the cooled high pressure gas stream 622. In some aspects, the second compressor 616 can be driven solely by the shaft power generated by the expander 624, as represented by the dashed line 628.

図6に示すように、冷えた前処理ガスストリーム626は、HPCE工程601を離れて供給ガス膨張器ベースの工程600に向けられる。冷えた前処理ガスストリーム626は、第2の冷えた前処理ガスストリーム630、第1の冷媒ストリーム632、及び第2の冷媒ストリーム634に分離することができる。第1の冷媒ストリーム632は、第1の膨張器636において膨張されて第1の冷却ストリーム638を生成することができる。第1の冷却ストリーム638は、それが第2の冷えた前処理ガスストリーム630及び第2の冷媒ストリーム634と熱を交換してこのストリームを冷却する少なくとも1つの低温熱交換器640に入る。第1の冷却ストリーム638は、第1の温かいストリーム642として少なくとも1つの低温熱交換器640を出る。第2の冷媒ストリーム634は、少なくとも1つの低温熱交換器640において冷却された後に、第2の膨張器644において膨張されて2相ストリーム646を生成することができる。2相ストリーム646の圧力は、第1の冷却ストリーム638の圧力と同じにすることができ、又はそれよりも低くすることができる。2相ストリーム646は、第1の2相分離器648においてその蒸気成分とその液体成分に分離されて第2の冷却ストリーム650及び第2の加圧LNGストリーム652を形成することができる。第1の冷却ストリーム638の温度は、第2の冷却ストリーム650の温度よりも高い。第2の冷却ストリーム650は、それが第2の冷えた前処理ガスストリーム630及び第2の冷媒ストリーム634と熱を交換してこのストリームを冷却する少なくとも1つの低温熱交換器640に入る。第2の冷却ストリーム650は、第2の温かいストリーム642として少なくとも1つの熱交換器640を出る。第2の冷えた前処理天然ガスストリーム630は、第1の冷却ストリーム638及び第2の冷却ストリーム650と熱を交換して第1の加圧LNGストリーム656を生成する。第1の加圧LNGストリーム656は、少なくとも1つの熱交換器640を出た後に油圧タービン658において減圧することができる。第1の加圧LNGストリーム656は、第2の加圧LNGストリーム652と混合されて組合せ加圧LNGストリーム660を形成することができる。組合せ加圧LNGストリーム660は、組合せ加圧LNGストリーム660の圧力が低下する第2の2相分離器662に向けることができ、得られる2相ストリームは、エンドフラッシュガスストリーム664と製品LNGストリーム667に分離される。エンドフラッシュガスストリーム664は、第1の加圧LNGストリーム656を油圧タービン658に向ける前に、エンドフラッシュガス熱交換器668内で第1の加圧LNGストリーム656と熱を交換することができる。これに加えて、エンドフラッシュガスストリーム664は、少なくとも1つの低温熱交換器640に入り、第2の冷えた前処理ガスストリーム630及び第2の冷媒ストリーム634と熱を交換してこのストリームを冷却することができる。エンドフラッシュガスストリーム664は、第3の温かいストリーム670として少なくとも1つの熱交換器640を出る。第3の温かいストリーム670は、第1の再利用ガス圧縮器672内で圧縮することができ、第1の再循環熱交換器674内で環境と熱を交換して第1の再利用ガスストリーム676を形成することができる。第1の再利用ガスストリーム676は、第2の温かいストリーム654と組み合わせることができ、同時に、第2の再利用ガス圧縮器678内で圧縮することができ、第2の再循環熱交換器680内で環境と熱を交換して第2の再利用ガスストリーム682を形成することができる。第2の再利用ガスストリーム682は、第1の温かいストリーム642と組み合わせることができ、同時に、第3及び第4の再利用ガス圧縮器684、686内で圧縮することができ、第3の再循環熱交換器688内で環境と熱を交換して再循環冷媒ガスストリーム604を形成することができる。第3の再利用ガス圧縮器684は、破線690によって示すように、専ら第1の膨張器636によって生成されるシャフト電力によって駆動することができる。第4の再利用ガス圧縮器686は、破線692によって示すように、専ら第2の膨張器644によって生成されるシャフト電力によって駆動することができる。   As shown in FIG. 6, the chilled pretreatment gas stream 626 is directed off the HPCE process 601 to a feed gas expander based process 600. The cooled pretreatment gas stream 626 can be separated into a second chilled pretreatment gas stream 630, a first refrigerant stream 632, and a second refrigerant stream 634. The first refrigerant stream 632 can be expanded in a first expander 636 to produce a first cooling stream 638. The first cooling stream 638 enters at least one cold heat exchanger 640 that exchanges heat with the second chilled pretreatment gas stream 630 and the second refrigerant stream 634 to cool this stream. The first cooling stream 638 exits at least one low temperature heat exchanger 640 as a first warm stream 642. The second refrigerant stream 634 can be cooled in at least one low temperature heat exchanger 640 and then expanded in the second expander 644 to produce a two-phase stream 646. The pressure of the two-phase stream 646 can be the same as the pressure of the first cooling stream 638 or can be lower. The two-phase stream 646 can be separated into its vapor component and its liquid component in a first two-phase separator 648 to form a second cooling stream 650 and a second pressurized LNG stream 652. The temperature of the first cooling stream 638 is higher than the temperature of the second cooling stream 650. The second cooling stream 650 enters at least one cold heat exchanger 640 where it exchanges heat with the second chilled pretreatment gas stream 630 and the second refrigerant stream 634 to cool this stream. The second cooling stream 650 exits at least one heat exchanger 640 as a second warm stream 642. The second chilled pretreatment natural gas stream 630 exchanges heat with the first cooling stream 638 and the second cooling stream 650 to produce a first pressurized LNG stream 656. The first pressurized LNG stream 656 can be depressurized in the hydraulic turbine 658 after leaving the at least one heat exchanger 640. The first pressurized LNG stream 656 can be mixed with the second pressurized LNG stream 652 to form a combined pressurized LNG stream 660. The combined pressurized LNG stream 660 can be directed to a second two-phase separator 662 where the pressure of the combined pressurized LNG stream 660 is reduced, and the resulting two-phase stream is the end flash gas stream 664 and the product LNG stream 667. Separated. End flash gas stream 664 can exchange heat with first pressurized LNG stream 656 in end flash gas heat exchanger 668 before directing first pressurized LNG stream 656 to hydraulic turbine 658. In addition, the end flash gas stream 664 enters at least one low temperature heat exchanger 640 and exchanges heat with the second chilled pretreatment gas stream 630 and the second refrigerant stream 634 to cool the stream. can do. End flash gas stream 664 exits at least one heat exchanger 640 as a third warm stream 670. The third warm stream 670 can be compressed in the first recycle gas compressor 672 and exchange heat with the environment in the first recycle heat exchanger 674 to exchange the first recycle gas stream. 676 can be formed. The first recycle gas stream 676 can be combined with the second warm stream 654 and simultaneously compressed in the second recycle gas compressor 678, and the second recycle heat exchanger 680. Within which the environment and heat can be exchanged to form a second recycled gas stream 682. The second recycled gas stream 682 can be combined with the first warm stream 642 and simultaneously compressed in the third and fourth recycled gas compressors 684, 686, and the third recycled gas stream 682 can be compressed. The circulating heat exchanger 688 can exchange heat with the environment to form a recirculated refrigerant gas stream 604. The third recycled gas compressor 684 can be driven solely by the shaft power generated by the first expander 636, as indicated by the dashed line 690. The fourth recycle gas compressor 686 can be driven solely by the shaft power generated by the second expander 644, as indicated by the dashed line 692.

図7は、開示する態様によるLNGを生産する方法700を示している。ブロック702において、天然ガスストリームは、天然ガスの供給から提供することができる。ブロック704において、天然ガスストリームは、少なくとも2つの直列に配置された圧縮器内で少なくとも2,000psiaの圧力まで圧縮されて圧縮天然ガスストリームを形成することができる。ブロック706において、圧縮天然ガスストリームを冷却して冷却圧縮天然ガスストリームを形成することができる。ブロック708において、冷却圧縮天然ガスストリームは、3,000psia未満及び少なくとも2つの直列に配置された圧縮器が天然ガスストリームをそこまで圧縮する圧力よりも大きくない圧力まで少なくとも1つの仕事生成天然ガス膨張器内で膨張され、それによって冷えた天然ガスストリームを形成することができる。ブロック710において、冷えた天然ガスストリームを液化することができる。   FIG. 7 illustrates a method 700 for producing LNG in accordance with the disclosed aspects. At block 702, a natural gas stream may be provided from a natural gas supply. At block 704, the natural gas stream may be compressed to a pressure of at least 2,000 psia in at least two serially arranged compressors to form a compressed natural gas stream. At block 706, the compressed natural gas stream can be cooled to form a cooled compressed natural gas stream. At block 708, the cooled compressed natural gas stream is at least one work-produced natural gas expansion to a pressure less than 3,000 psia and no greater than the pressure at which at least two compressors arranged in series compress the natural gas stream therethrough. It can be expanded in the vessel, thereby forming a chilled natural gas stream. At block 710, the cooled natural gas stream can be liquefied.

開示した態様は、以下の付番された段落に示す方法及びシステムのあらゆる組合せを含むことができる。これは、どのような数の変形も上記説明から考えられるので、全ての可能な態様の完全なリストと考えるべきではない。   The disclosed aspects can include any combination of the methods and systems shown in the following numbered paragraphs. This should not be considered a complete list of all possible aspects, as any number of variations are possible from the above description.

1.天然ガスの供給から天然ガスストリームを提供する段階と、少なくとも2つの直列に配置された圧縮器内で天然ガスストリームを少なくとも2,000psiaの圧力まで圧縮して圧縮天然ガスストリームを形成する段階と、圧縮天然ガスストリームを冷却して冷却圧縮天然ガスストリーム形成する段階と、3,000psia未満及び少なくとも2つの直列に配置された圧縮器が天然ガスストリームをそこまで圧縮する圧力よりも大きくない圧力まで少なくとも1つの仕事生成天然ガス膨張器内で冷却圧縮天然ガスストリームを膨張させ、それによって冷えた天然ガスストリームを形成する段階と、冷えた天然ガスストリームを液化する段階とを含む液化天然ガス(LNG)を生産する方法。   1. Providing a natural gas stream from a supply of natural gas; compressing the natural gas stream to a pressure of at least 2,000 psia in at least two in-line compressors to form a compressed natural gas stream; Cooling the compressed natural gas stream to form a cooled compressed natural gas stream, and at least to a pressure of less than 3,000 psia and at least two in series arranged compressors not compressing the natural gas stream therewith A liquefied natural gas (LNG) comprising the steps of expanding a cooled compressed natural gas stream within a work-generating natural gas expander thereby forming a cooled natural gas stream and liquefying the cooled natural gas stream How to produce.

2.冷えた天然ガスストリームを液化する段階は、1又は2以上の単一混合冷媒(SMR)液化トレイン内で行われる1項の方法。   2. The method of claim 1, wherein the step of liquefying the cooled natural gas stream is performed in one or more single mixed refrigerant (SMR) liquefaction trains.

3.冷えた天然ガスストリームを液化する段階は、1又は2以上の膨張器ベースの液化モジュール内で行われる1項の方法。   3. The method of claim 1, wherein liquefying the chilled natural gas stream is performed in one or more expander-based liquefaction modules.

4.膨張器ベースの液化モジュールは、窒素ガス膨張器ベースの液化モジュールである3項の方法。   4). 4. The method of item 3, wherein the expander-based liquefaction module is a nitrogen gas expander-based liquefaction module.

5.膨張器ベースの液化モジュールは、供給ガス膨張器ベースの液化モジュールである3項の方法。   5. The method of claim 3, wherein the expander-based liquefaction module is a feed gas expander-based liquefaction module.

6.供給ガス膨張器ベースの液化モジュールは、開ループ供給ガス膨張器ベースの液化モジュールである5項の方法。   6). 6. The method of claim 5, wherein the feed gas expander based liquefaction module is an open loop feed gas expander based liquefaction module.

7.開ループ供給ガス膨張器ベースの工程の再循環冷媒ストリームは、圧縮段階前に天然ガスストリームと組み合わされる6項の方法。   7). The process of claim 6 wherein the recirculated refrigerant stream of the open loop feed gas expander based process is combined with the natural gas stream prior to the compression stage.

8.冷えた天然ガスストリームは、第1の冷えた天然ガスストリームであり、方法が、第1の冷えた天然ガスストリームを第2の冷えた天然ガスストリーム、第1の冷媒ストリーム、及び第2の冷媒ストリームに分離する段階を更に含む7項の方法。   8). The chilled natural gas stream is a first chilled natural gas stream, and the method converts the first chilled natural gas stream into a second chilled natural gas stream, a first refrigerant stream, and a second refrigerant. 8. The method of claim 7, further comprising separating into streams.

9.第1の温度を有する第1の冷却ストリームを供給ガス膨張器ベースの液化モジュールの一部を形成する暖端膨張器から放出する段階と、第2の温度を有する第2の冷却ストリームを供給ガス膨張器ベースの液化モジュールの一部を形成する冷端膨張器から放出する段階とを更に含み、第1の温度は第2の温度よりも高い7項の方法。   9. Discharging a first cooling stream having a first temperature from a warm-end expander forming part of a feed gas expander-based liquefaction module; and supplying a second cooling stream having a second temperature to the feed gas Discharging from a cold end expander forming part of an expander-based liquefaction module, wherein the first temperature is higher than the second temperature.

10.暖端膨張器内で第1の冷媒ストリームを膨張させて第1の冷却ストリームを生成する段階と、冷端膨張器内で第2の冷媒ストリームを膨張させて第2の冷却ストリームを生成する段階とを更に含む9項の方法。   10. Expanding the first refrigerant stream in the warm end expander to generate a first cooling stream, and expanding the second refrigerant stream in the cold end expander to generate a second cooling stream. The method of claim 9, further comprising:

11.第1の温度を有する第1の冷却ストリームを供給ガス膨張器ベースの液化モジュールの一部を形成する暖端膨張器から放出する段階と、第2の温度を有する2相ストリームを供給ガス膨張器ベースの液化モジュールの一部を形成する冷端膨張器から放出する段階とを更に含み、第1の温度は、第2の温度よりも高い7項の方法。   11. Discharging a first cooling stream having a first temperature from a warm end expander forming part of a feed gas expander based liquefaction module; and supplying a two phase stream having a second temperature to the feed gas expander Discharging from a cold end expander that forms part of the base liquefaction module, wherein the first temperature is higher than the second temperature.

12.暖端膨張器内で第1の冷媒ストリームを膨張させて第1の冷却ストリームを生成する段階と、冷端膨張器内で第2の冷媒ストリームを膨張させて2相ストリームを生成する段階とを更に含む11項の方法。   12 Expanding the first refrigerant stream in the warm-end expander to generate a first cooling stream; and expanding the second refrigerant stream in the cold-end expander to generate a two-phase stream. Item 11. The method according to Item 11, further comprising:

13.2相ストリームを第2の冷却ストリームと第1の加圧LNGストリームに分離する段階を更に含む11項の方法。   13. The method of 11, further comprising separating the two-phase stream into a second cooling stream and a first pressurized LNG stream.

14.第1の冷却ストリームの圧力は、第2の冷却ストリームの圧力と同じか又は類似である9〜13項のいずれかの方法。   14 14. The method of any of 9-13, wherein the pressure of the first cooling stream is the same as or similar to the pressure of the second cooling stream.

15.第1の冷却ストリームの圧力は、第2の冷却ストリームの圧力よりも高い9〜13項のいずれかの方法。   15. 14. The method of any of 9-13, wherein the pressure of the first cooling stream is higher than the pressure of the second cooling stream.

16.液化段階は、第1の冷却ストリーム及び第2の冷却ストリームと熱を交換することによって第2の冷えた天然ガスストリームを冷却して第2の加圧LNGストリームを形成する段階を含む9〜13項のいずれかの方法。   16. The liquefaction stage includes cooling the second cooled natural gas stream by exchanging heat with the first and second cooling streams to form a second pressurized LNG stream 9-13. The method of any of the paragraphs.

17.第2の加圧LNGストリームは、第2の加圧LNGストリームを膨張させる前に第1の加圧LNGストリームと混合される16項の方法。   17. The method of claim 16, wherein the second pressurized LNG stream is mixed with the first pressurized LNG stream prior to expanding the second pressurized LNG stream.

18.第2の加圧LNGストリームが少なくとも1段の圧力低下を受けるように第2の加圧LNGストリームの圧力を低減する段階と、減圧の第2の加圧LNGストリームをエンドフラッシュガスストリームとLNGストリームに分離する段階とを更に含む16項の方法。   18. Reducing the pressure of the second pressurized LNG stream so that the second pressurized LNG stream is subjected to at least one stage pressure drop; and depressurizing the second pressurized LNG stream into the end flash gas stream and the LNG stream. 16. The method of claim 16, further comprising the step of:

19.エンドフラッシュガスストリームを使用して第2の加圧LNGストリーム及び第2の冷えた天然ガスストリームを冷却する段階を更に含む18項の方法。   19. 19. The method of claim 18, further comprising cooling the second pressurized LNG stream and the second chilled natural gas stream using an end flash gas stream.

20.エンドフラッシュガスストリームを使用して第2の加圧LNGストリーム及び第2の冷えた天然ガスストリームを冷却した後にエンドフラッシュガスストリームを圧縮する段階と、1又は2以上の再循環冷媒ストリームと圧縮エンドフラッシュガスストリームを混合する段階とを更に含む19項の方法。   20. Compressing the end flash gas stream after cooling the second pressurized LNG stream and the second chilled natural gas stream using the end flash gas stream, and one or more recirculated refrigerant streams and compression ends 20. The method of claim 19, further comprising mixing the flash gas stream.

21.エンドフラッシュガスストリームを使用して第2の加圧LNGストリーム及び第2の冷えた天然ガスストリームを冷却した後にエンドフラッシュガスストリームを圧縮する段階と、燃料として圧縮エンドフラッシュガスストリームを使用する段階とを更に含む19項の方法。   21. Compressing the end flash gas stream after cooling the second pressurized LNG stream and the second chilled natural gas stream using the end flash gas stream; and using the compressed end flash gas stream as fuel. 20. The method of paragraph 19, further comprising:

22.少なくとも2つの圧縮器は、3,000psiaよりも大きい圧力まで天然ガスストリームを圧縮する1〜21項のいずれかの方法。   22. The method of any of claims 1-21, wherein the at least two compressors compress the natural gas stream to a pressure greater than 3,000 psia.

23.天然ガス膨張器は、2,000psia未満の圧力まで冷却圧縮天然ガスストリームを膨張させる仕事生成膨張器である1〜22項のいずれかの方法。   23. 23. The method of any of claims 1 to 22, wherein the natural gas expander is a work producing expander that expands a cooled compressed natural gas stream to a pressure of less than 2,000 psia.

24.天然ガス膨張器は、少なくとも1つの圧縮器に機械的に結合される1〜23項のいずれかの方法。   24. 24. The method of any of 1-23, wherein the natural gas expander is mechanically coupled to at least one compressor.

25.圧縮天然ガスストリームを冷却する段階は、環境と熱を交換する少なくとも1つの熱交換器内で圧縮天然ガスストリームを冷却する段階を含む1〜24項のいずれかの方法。   25. 25. The method of any of claims 1-24, wherein cooling the compressed natural gas stream comprises cooling the compressed natural gas stream in at least one heat exchanger that exchanges heat with the environment.

26.少なくとも2つの直列に配置された圧縮器のうちの1つは、天然ガス膨張器によって駆動される1〜25項のいずれかの方法。   26. 26. The method of any of 1-25, wherein one of the at least two compressors arranged in series is driven by a natural gas expander.

27.少なくとも2つの直列に配置された圧縮器は、3つの直列に配置された圧縮器を含み、3つの直列に配置された圧縮器のうちの1つは、天然ガス膨張器によって駆動される1〜26項のいずれかの方法。   27. The at least two serially arranged compressors include three serially arranged compressors, one of the three serially arranged compressors being driven by a natural gas expander. 27. The method according to any one of 26.

28.浮遊式LNG構造体の上甲板上で圧縮する段階、冷却する段階、膨張させる段階、及び液化する段階を行う段階を更に含む1〜27項のいずれかの方法。   28. 28. The method according to any one of claims 1 to 27, further comprising performing a step of compressing, cooling, inflating, and liquefying on the upper deck of the floating LNG structure.

29.圧縮する段階、冷却する段階、及び膨張させる段階は、浮遊式LNG構造体の上甲板上の単一モジュール内で行われる28項の方法。   29. 29. The method according to 28, wherein the compressing step, the cooling step, and the expanding step are performed in a single module on the upper deck of the floating LNG structure.

30.2,000psiaよりも大きい圧力まで天然ガスストリームを圧縮し、それによって圧縮天然ガスストリームを形成するように構成された少なくとも2つの直列に配置された圧縮器と、圧縮天然ガスストリームを冷却し、それによって冷却圧縮天然ガスストリーム形成するように構成された冷却要素と、3,000psia未満及び少なくとも2つの直列に配置された圧縮器が天然ガスストリームをそこまで圧縮する圧力よりも大きくない圧力まで冷却圧縮天然ガスストリームを膨張させ、それによって冷えた天然ガスストリームを形成するように構成された少なくとも1つの仕事生成膨張器と、冷えた天然ガスストリームを液化するように構成された液化トレインとを含む天然ガスの液化のための装置。   At least two serially arranged compressors configured to compress the natural gas stream to a pressure greater than 30.000 psia, thereby forming a compressed natural gas stream, and to cool the compressed natural gas stream A cooling element configured to form a cooled compressed natural gas stream, and a pressure less than 3,000 psia and at least two compressors arranged in series compress the natural gas stream therewith At least one work generating expander configured to expand a cooled compressed natural gas stream thereby forming a cooled natural gas stream; and a liquefaction train configured to liquefy the cooled natural gas stream. Including equipment for liquefaction of natural gas.

31.液化トレインは、単一混合冷媒(SMR)液化モジュール及び膨張器ベースの液化モジュールのうちの1つを含む30項の装置。   31. 30. The apparatus of item 30, wherein the liquefaction train comprises one of a single mixed refrigerant (SMR) liquefaction module and an expander-based liquefaction module.

32.膨張器ベースの液化モジュールは、窒素ガス膨張器ベースの液化モジュール及び供給ガス膨張器ベースの液化モジュールのうちの一方である31項の装置。   32. 32. The apparatus of item 31, wherein the expander-based liquefaction module is one of a nitrogen gas expander-based liquefaction module and a feed gas expander-based liquefaction module.

33.供給ガス膨張器ベースの液化モジュールは、開ループ供給ガス膨張器ベースの液化モジュールである32項の装置。   33. 32. The apparatus of clause 32, wherein the feed gas expander based liquefaction module is an open loop feed gas expander based liquefaction module.

34.天然ガスストリームが2又は3以上の直列に配置された圧縮器によって圧縮される前に天然ガスストリームと組み合わされた開ループ供給ガス膨張器ベースの工程の再循環冷媒ストリームを更に含み、冷えた天然ガスストリームは、第2の冷えた天然ガスストリーム、第1の冷媒ストリーム、及び第2の冷媒ストリームに分離された第1の冷えた天然ガスストリームである33項の装置。   34. Further comprising a recirculating refrigerant stream of an open loop feed gas expander based process combined with the natural gas stream before the natural gas stream is compressed by two or more in-line compressors 34. The apparatus of 33, wherein the gas stream is a first chilled natural gas stream separated into a second chilled natural gas stream, a first refrigerant stream, and a second refrigerant stream.

35.供給ガス膨張器ベースの液化モジュールは、第1の冷媒ストリームを膨張させてそこから放出される第1の温度を有する第1の冷却ストリームを形成するように構成された暖端膨張器と、第2の冷媒ストリームを膨張させてそこから放出される第2の温度を有する第2の冷却ストリーム及び2相ストリームのうちの一方を形成するように構成された冷端膨張器とを含み、第1の温度は、第2の温度よりも高い34項の装置。   35. A feed gas expander based liquefaction module includes a warm end expander configured to expand a first refrigerant stream and form a first cooling stream having a first temperature discharged therefrom; A cold end expander configured to form one of a second cooling stream and a two-phase stream having a second temperature expanded from the second refrigerant stream and discharged therefrom; 34. The apparatus of item 34, wherein the temperature of is higher than the second temperature.

36.2相ストリームを第2の冷却ストリームと第1の加圧LNGストリームに分離する段階を更に含む35項の装置。   36. The apparatus of 35, further comprising separating the two-phase stream into a second cooling stream and a first pressurized LNG stream.

37.第1の冷却ストリームの圧力は、第2の冷却ストリームの圧力と同じか又は類似であり、又は第2の冷却ストリームの圧力よりも高い35〜36項の装置。   37. The apparatus of paragraphs 35-36, wherein the pressure of the first cooling stream is the same as or similar to the pressure of the second cooling stream, or is higher than the pressure of the second cooling stream.

38.第1の冷却ストリーム及び第2の冷却ストリームと熱を交換することにより、第2の冷えた天然ガスストリームを冷却して第2の加圧LNGストリームを形成するように構成された熱交換器を更に含む35〜37項のいずれかの装置。   38. A heat exchanger configured to cool the second chilled natural gas stream to form a second pressurized LNG stream by exchanging heat with the first and second cooling streams; 38. The device according to any one of 35 to 37.

39.少なくとも2つの圧縮器は、3,000psiaよりも大きい圧力まで天然ガスストリームを圧縮する30〜38項のいずれかの装置。   39. 40. The apparatus of any of 30-38, wherein the at least two compressors compress the natural gas stream to a pressure greater than 3,000 psia.

40.天然ガス膨張器は、冷却圧縮天然ガスストリームを2,000psia未満の圧力まで膨張させるように構成された仕事生成膨張器である30〜39項のいずれかの装置。   40. 40. The apparatus of any of 30-39, wherein the natural gas expander is a work producing expander configured to expand a cooled compressed natural gas stream to a pressure of less than 2,000 psia.

41.天然ガス膨張器は、少なくとも1つの圧縮器に機械的に結合される30〜40項のいずれかの装置。   41. 41. The apparatus of any of 30-40, wherein the natural gas expander is mechanically coupled to at least one compressor.

42.冷却要素は、環境と熱を交換することによって圧縮天然ガスストリームを冷却するように構成された熱交換器を含む30〜41項のいずれかの装置。   42. 42. The apparatus of any of 30-41, wherein the cooling element comprises a heat exchanger configured to cool the compressed natural gas stream by exchanging heat with the environment.

43.少なくとも2つの直列に配置された圧縮器のうちの1つは、天然ガス膨張器によって駆動される30〜42項のいずれかの装置。   43. 43. Apparatus according to any of 30-42, wherein one of the at least two compressors arranged in series is driven by a natural gas expander.

44.少なくとも2つの直列に配置された圧縮器は、3つの直列に配置された圧縮器を含み、3つの直列に配置された圧縮器のうちの1つは、天然ガス膨張器によって駆動される30〜43項のいずれかの装置。   44. The at least two serially arranged compressors include three serially arranged compressors, one of the three serially arranged compressors being driven by a natural gas expander 30- 44. The apparatus of any one of 43.

45.少なくとも2つの直列に配置された圧縮器、冷却要素、少なくとも1つの仕事生成膨張器、及び液化トレインは、浮遊式LNG構造体上に配置される30〜44項のいずれかの装置。   45. 45. The apparatus of any of 30-44, wherein the at least two compressors arranged in series, the cooling element, the at least one work producing expander, and the liquefaction train are arranged on a floating LNG structure.

46.少なくとも2つの直列に配置された圧縮器、冷却要素、及び少なくとも1つの仕事生成膨張器は、浮遊式LNG構造体の上甲板上の単一モジュール内に配置される45項の装置。   46. 45. The apparatus of clause 45, wherein the at least two compressors arranged in series, the cooling element, and the at least one work generating expander are arranged in a single module on the upper deck of the floating LNG structure.

47.2,000psiaよりも大きい圧力まで天然ガスストリームを圧縮し、それによって圧縮天然ガスストリームを形成するように構成された少なくとも2つの直列に配置された圧縮器と、圧縮天然ガスストリームを冷却し、それによって冷却圧縮天然ガスストリームを形成するように構成された冷却要素と、3,000psia未満及び少なくとも2つの直列に配置された圧縮器が天然ガスストリームをそこまで圧縮する圧力よりも大きくない圧力まで冷却圧縮天然ガスストリームを膨張させ、それによって冷えた天然ガスストリームを形成するように構成された少なくとも1つの仕事生成膨張器と、冷えた天然ガスストリームを液化するように構成された液化トレインとを含む浮遊式LNG構造体。   At least two compressors arranged in series configured to compress the natural gas stream to a pressure greater than 47.2,000 psia, thereby forming a compressed natural gas stream, and to cool the compressed natural gas stream A cooling element configured to form a cooled compressed natural gas stream, and a pressure less than 3,000 psia and at least two in series compressors compressing the natural gas stream to that extent At least one work generating expander configured to expand the cooled compressed natural gas stream to thereby form a cooled natural gas stream; and a liquefaction train configured to liquefy the cooled natural gas stream A floating LNG structure containing

以上は、本発明の開示の態様に関するものであるが、開示の他の及び更に別の態様は、その基本的な範囲から逸脱することなく考案することができ、その範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。   While the foregoing relates to aspects of the present disclosure, other and further aspects of the disclosure may be devised without departing from the basic scope thereof, which scope is set forth in the following claims. Determined by the range of

Claims (28)

液化天然ガス(LNG)を生産する方法であって、
天然ガスの供給から天然ガスストリームを提供する段階と、
直列に配置された少なくとも2つの圧縮器内で、前記天然ガスストリームを少なくとも2,000psiaの圧力まで圧縮して圧縮天然ガスストリームを形成する段階と、
前記圧縮天然ガスストリームを冷却して冷却圧縮天然ガスストリーム形成する段階と、
3,000psia未満であり、かつ前記少なくとも2つの直列に配置された圧縮器が前記天然ガスストリームをそこまで圧縮する前記圧力よりも大きくない圧力まで、前記冷却圧縮天然ガスストリームを少なくとも1つの仕事生成天然ガス膨張器内で膨張させ、それによって冷えた天然ガスストリームを形成する段階と、
前記冷えた天然ガスストリームを液化する段階と、を含む、
ことを特徴とする方法。
A method for producing liquefied natural gas (LNG) comprising:
Providing a natural gas stream from a supply of natural gas;
Compressing the natural gas stream in at least two compressors arranged in series to a pressure of at least 2,000 psia to form a compressed natural gas stream;
Cooling the compressed natural gas stream to form a cooled compressed natural gas stream;
Producing at least one work of the cooled compressed natural gas stream to a pressure that is less than 3,000 psia and not greater than the pressure to which the at least two serially arranged compressors compress the natural gas stream thereto Expanding in a natural gas expander, thereby forming a chilled natural gas stream;
Liquefying the chilled natural gas stream,
A method characterized by that.
前記冷えた天然ガスストリームを液化する段階は、1又は2以上の単一混合冷媒(SMR)液化トレイン内で行われる、
請求項1に記載の方法。
Liquefying the chilled natural gas stream is performed in one or more single mixed refrigerant (SMR) liquefaction trains;
The method of claim 1.
前記冷えた天然ガスストリームを液化する段階は、1又は2以上の膨張器ベースの液化モジュール内で行われ、
前記膨張器ベースの液化モジュールは、窒素ガス膨張器ベースの液化モジュール及び供給ガス膨張器ベースの液化モジュールのうちの一方である、
請求項1に記載の方法。
The step of liquefying the cooled natural gas stream is performed in one or more expander-based liquefaction modules;
The expander-based liquefaction module is one of a nitrogen gas expander-based liquefaction module and a feed gas expander-based liquefaction module;
The method of claim 1.
前記供給ガス膨張器ベースの液化モジュールは、開ループ供給ガス膨張器ベースの液化モジュールであり、
前記開ループ供給ガス膨張器ベースの工程の再循環冷媒ストリームが、前記圧縮する段階の前に前記天然ガスストリームと組み合わされる、
請求項3に記載の方法。
The feed gas expander based liquefaction module is an open loop feed gas expander based liquefaction module;
The recirculated refrigerant stream of the open loop feed gas expander based process is combined with the natural gas stream prior to the compressing step.
The method of claim 3.
前記冷えた天然ガスストリームは、第1の冷えた天然ガスストリームであり、
前記方法が、
前記第1の冷えた天然ガスストリームを第2の冷えた天然ガスストリーム、第1の冷媒ストリーム、及び第2の冷媒ストリームに分離する段階と、
第1の温度を有する第1の冷却ストリームを前記供給ガス膨張器ベースの液化モジュールの一部を形成する暖端膨張器から放出する段階と、
第2の温度を有する第2の冷却ストリームを前記供給ガス膨張器ベースの液化モジュールの一部を形成する冷端膨張器から放出する段階と、を更に含み、
前記第1の温度は、前記第2の温度よりも高い、
請求項4に記載の方法。
The cold natural gas stream is a first cold natural gas stream;
The method comprises
Separating the first chilled natural gas stream into a second chilled natural gas stream, a first refrigerant stream, and a second refrigerant stream;
Discharging a first cooling stream having a first temperature from a warm end expander forming part of the feed gas expander based liquefaction module;
Discharging a second cooling stream having a second temperature from a cold end expander that forms part of the feed gas expander based liquefaction module;
The first temperature is higher than the second temperature;
The method of claim 4.
前記暖端膨張器内で前記第1の冷媒ストリームを膨張させて前記第1の冷却ストリームを生成する段階と、
前記冷端膨張器内で前記第2の冷媒ストリームを膨張させて前記第2の冷却ストリームを生成する段階と、を更に含む、
請求項5に記載の方法。
Expanding the first refrigerant stream in the warm end expander to produce the first cooling stream;
Expanding the second refrigerant stream in the cold end expander to produce the second cooling stream;
The method of claim 5.
第1の温度を有する第1の冷却ストリームを前記供給ガス膨張器ベースの液化モジュールの一部を形成する暖端膨張器から放出する段階と、
第2の温度を有する2相ストリームを前記供給ガス膨張器ベースの液化モジュールの一部を形成する冷端膨張器から放出する段階であって、前記第1の温度が、該第2の温度よりも高い前記放出する段階と、
前記暖端膨張器内で前記第1の冷媒ストリームを膨張させて前記第1の冷却ストリームを生成する段階と、
前記冷端膨張器内で前記第2の冷媒ストリームを膨張させて前記2相ストリームを生成する段階と、
前記2相ストリームを第2の冷却ストリーム及び第1の加圧LNGストリームに分離する段階と、を更に含む、
請求項4に記載の方法。
Discharging a first cooling stream having a first temperature from a warm end expander forming part of the feed gas expander based liquefaction module;
Discharging a two-phase stream having a second temperature from a cold end expander forming part of the feed gas expander-based liquefaction module, wherein the first temperature is greater than the second temperature. Said releasing step is also high,
Expanding the first refrigerant stream in the warm end expander to produce the first cooling stream;
Expanding the second refrigerant stream in the cold end expander to produce the two-phase stream;
Separating the two-phase stream into a second cooling stream and a first pressurized LNG stream;
The method of claim 4.
前記第1の冷却ストリームの圧力が、
前記第2の冷却ストリームの圧力と同じか又は類似であり、又は
前記第2の冷却ストリームの圧力よりも高い、
のうちの一方である、
請求項5ないし7のいずれか1項に記載の方法。
The pressure of the first cooling stream is
The same or similar to the pressure of the second cooling stream, or higher than the pressure of the second cooling stream,
One of the
8. A method according to any one of claims 5 to 7.
前記液化する段階は、前記第1の冷却ストリーム及び前記第2の冷却ストリームと熱を交換することにより、前記第2の冷えた天然ガスストリームを冷却して第2の加圧LNGストリームを形成する段階を含む、
請求項5ないし7のいずれか1項に記載の方法。
The liquefying step cools the second chilled natural gas stream to form a second pressurized LNG stream by exchanging heat with the first cooling stream and the second cooling stream. Including stages,
8. A method according to any one of claims 5 to 7.
前記第2の加圧LNGストリームは、該第2の加圧LNGストリームを膨張させる前に前記第1の加圧LNGストリームと混合される、
請求項9に記載の方法。
The second pressurized LNG stream is mixed with the first pressurized LNG stream before expanding the second pressurized LNG stream.
The method of claim 9.
前記第2の加圧LNGストリームの圧力を該第2の加圧LNGストリームが少なくとも1つの段の圧力低下を受けるように低減する段階と、
前記減圧された第2の加圧LNGストリームをエンドフラッシュガスストリーム及びLNGストリームに分離する段階と、
前記エンドフラッシュガスストリームを使用して前記第2の加圧LNGストリーム及び前記第2の冷えた天然ガスストリームを冷却する段階と、を更に含む、
請求項9に記載の方法。
Reducing the pressure of the second pressurized LNG stream such that the second pressurized LNG stream is subjected to at least one stage pressure drop;
Separating the depressurized second pressurized LNG stream into an end flash gas stream and an LNG stream;
Cooling the second pressurized LNG stream and the second chilled natural gas stream using the end flash gas stream.
The method of claim 9.
前記エンドフラッシュガスストリームを使用して前記第2の加圧LNGストリーム及び前記第2の冷えた天然ガスストリームを冷却した後に、該エンドフラッシュガスストリームを圧縮して該圧縮エンドフラッシュガスストリームを1又は2以上の再循環冷媒ストリームと混合する段階を更に含む、
請求項11に記載の方法。
After cooling the second pressurized LNG stream and the second chilled natural gas stream using the end flash gas stream, the end flash gas stream is compressed to reduce the compressed end flash gas stream to 1 or Further comprising mixing with two or more recirculating refrigerant streams;
The method of claim 11.
前記エンドフラッシュガスストリームを使用して前記第2の加圧LNGストリーム及び前記第2の冷えた天然ガスストリームを冷却した後に、該エンドフラッシュガスストリームを圧縮して該圧縮エンドフラッシュガスストリームを燃料として使用する段階を更に含む、
請求項11に記載の方法。
After cooling the second pressurized LNG stream and the second chilled natural gas stream using the end flash gas stream, the end flash gas stream is compressed to use the compressed end flash gas stream as fuel. Further comprising the step of using,
The method of claim 11.
前記少なくとも2つの圧縮器は、前記天然ガスストリームを3,000psiaよりも大きい圧力まで圧縮する、
請求項1ないし13のいずれか1項に記載の方法。
The at least two compressors compress the natural gas stream to a pressure greater than 3,000 psia;
14. A method according to any one of claims 1 to 13.
前記天然ガス膨張器は、前記冷却圧縮天然ガスストリームを2,000psia未満の圧力まで膨張させる仕事生成膨張器である、
請求項1ないし14のいずれか1項に記載の方法。
The natural gas expander is a work producing expander that expands the cooled compressed natural gas stream to a pressure of less than 2,000 psia.
15. A method according to any one of claims 1 to 14.
前記天然ガス膨張器は、少なくとも1つの圧縮器に機械的に結合される、
請求項1ないし15のいずれか1項に記載の方法。
The natural gas expander is mechanically coupled to at least one compressor;
16. A method according to any one of claims 1 to 15.
前記圧縮天然ガスストリームを冷却する段階は、環境と熱を交換する少なくとも1つの熱交換器内で該圧縮天然ガスストリームを冷却する段階を含む、
請求項1ないし16のいずれか1項に記載の方法。
Cooling the compressed natural gas stream includes cooling the compressed natural gas stream in at least one heat exchanger that exchanges heat with the environment.
The method according to any one of claims 1 to 16.
前記少なくとも2つの直列に配置された圧縮器のうちの1つが、前記天然ガス膨張器によって駆動される、
請求項1ないし17のいずれか1項に記載の方法。
One of the at least two compressors arranged in series is driven by the natural gas expander;
18. A method according to any one of claims 1 to 17.
浮遊式LNG構造体の上甲板上で前記圧縮する段階、冷却する段階、膨張させる段階、及び液化する段階を行う段階を更に含む、
請求項1ないし18のいずれか1項に記載の方法。
The method further includes the steps of compressing, cooling, expanding, and liquefying the upper deck of the floating LNG structure.
The method according to any one of claims 1 to 18.
前記圧縮する段階、冷却する段階、及び膨張させる段階は、前記浮遊式LNG構造体の前記上甲板上の単一モジュール内で行われる、
請求項20に記載の方法。
The compressing, cooling, and expanding steps are performed in a single module on the upper deck of the floating LNG structure.
The method of claim 20.
天然ガスの液化のための装置であって、
天然ガスストリームを2,000psiaよりも大きい圧力まで圧縮し、それによって圧縮天然ガスストリームを形成するように構成された少なくとも2つの直列に配置された圧縮器と、
前記圧縮天然ガスストリームを冷却し、それによって冷却圧縮天然ガスストリーム形成するように構成された冷却要素と、
3,000psia未満及び前記少なくとも2つの直列に配置された圧縮器が前記天然ガスストリームをそこまで圧縮する前記圧力よりも大きくない圧力まで前記冷却圧縮天然ガスストリームを膨張させ、それによって冷えた天然ガスストリームを形成するように構成された少なくとも1つの仕事生成膨張器と、
前記冷えた天然ガスストリームを液化するように構成された液化トレインと、を備えている、
ことを特徴とする装置。
An apparatus for liquefaction of natural gas,
At least two serially arranged compressors configured to compress the natural gas stream to a pressure greater than 2,000 psia, thereby forming a compressed natural gas stream;
A cooling element configured to cool the compressed natural gas stream, thereby forming a cooled compressed natural gas stream;
Natural gas cooled by expanding the cooled compressed natural gas stream to a pressure less than 3,000 psia and not greater than the pressure to which the at least two compressors arranged in series compress the natural gas stream At least one work generating inflator configured to form a stream;
A liquefaction train configured to liquefy the cooled natural gas stream,
A device characterized by that.
前記液化トレインは、窒素ガス膨張器ベースの液化モジュール及び開ループ供給ガス膨張器ベースの液化モジュールのうちの一方を備え、
前記装置が、
前記天然ガスストリームが前記2又は3以上の直列に配置された圧縮器によって圧縮される前に該天然ガスストリームと組み合わされる前記開ループ供給ガス膨張器ベースの工程の再循環冷媒ストリームを更に備え、
前記冷えた天然ガスストリームは、第2の冷えた天然ガスストリーム、第1の冷媒ストリーム、及び第2の冷媒ストリームに分離された第1の冷えた天然ガスストリームである、
請求項21に記載の装置。
The liquefaction train comprises one of a nitrogen gas expander based liquefaction module and an open loop feed gas expander based liquefaction module;
The device is
Further comprising a recirculating refrigerant stream of the open loop feed gas expander-based process combined with the natural gas stream before the natural gas stream is compressed by the two or more serially arranged compressors;
The chilled natural gas stream is a first chilled natural gas stream separated into a second chilled natural gas stream, a first refrigerant stream, and a second refrigerant stream.
The apparatus of claim 21.
前記供給ガス膨張器ベースの液化モジュールは、
前記第1の冷媒ストリームを膨張させて膨張器から放出される第1の温度を有する第1の冷却ストリームを形成するように構成された暖端膨張器と、
前記第2の冷媒ストリームを膨張させて膨張器から放出される第2の温度を有する第2の冷却ストリーム及び2相ストリームのうちの一方を形成するように構成された冷端膨張器と、を備え、
前記第1の温度は、前記第2の温度よりも高い、
請求項22に記載の装置。
The feed gas expander based liquefaction module comprises:
A warm end expander configured to expand the first refrigerant stream to form a first cooling stream having a first temperature discharged from the expander;
A cold end expander configured to expand the second refrigerant stream to form one of a second cooling stream and a two-phase stream having a second temperature discharged from the expander; Prepared,
The first temperature is higher than the second temperature;
The apparatus of claim 22.
前記天然ガス膨張器は、前記冷却圧縮天然ガスストリームを2,000psia未満の圧力まで膨張させるように構成された仕事生成膨張器である、
請求項21ないし23のいずれか1項に記載の装置。
The natural gas expander is a work producing expander configured to expand the cooled compressed natural gas stream to a pressure of less than 2,000 psia.
24. Apparatus according to any one of claims 21 to 23.
前記冷却要素は、環境と熱を交換することによって前記圧縮天然ガスストリームを冷却するように構成された熱交換器を備えている、
請求項21ないし24のいずれか1項に記載の装置。
The cooling element comprises a heat exchanger configured to cool the compressed natural gas stream by exchanging heat with the environment;
25. Apparatus according to any one of claims 21 to 24.
前記少なくとも2つの直列に配置された圧縮器、前記冷却要素、前記少なくとも1つの仕事生成膨張器、及び前記液化トレインは、浮遊式LNG構造体上に配置されている、
請求項21ないし25のいずれか1項に記載の装置。
The at least two compressors arranged in series, the cooling element, the at least one work producing expander, and the liquefaction train are arranged on a floating LNG structure;
26. Apparatus according to any one of claims 21 to 25.
前記少なくとも2つの直列に配置された圧縮器、前記冷却要素、及び前記少なくとも1つの仕事生成膨張器は、前記浮遊式LNG構造体の上甲板上の単一モジュール内に配置されている、
請求項26に記載の装置。
The at least two compressors arranged in series, the cooling element, and the at least one work generating expander are arranged in a single module on the upper deck of the floating LNG structure;
27. Apparatus according to claim 26.
天然ガスストリームを2,000psiaよりも大きい圧力まで圧縮し、それによって圧縮天然ガスストリームを形成するように構成された少なくとも2つの直列に配置された圧縮器と、
前記圧縮天然ガスストリームを冷却し、それによって冷却圧縮天然ガスストリーム形成するように構成された冷却要素と、
3,000psia未満及び前記少なくとも2つの直列に配置された圧縮器が前記天然ガスストリームをそこまで圧縮する前記圧力よりも大きくない圧力まで前記冷却圧縮天然ガスストリームを膨張させ、それによって冷えた天然ガスストリームを形成するように構成された少なくとも1つの仕事生成膨張器と、
前記冷えた天然ガスストリームを液化するように構成された液化トレインと、を備えている、
浮遊式LNG構造体。
At least two serially arranged compressors configured to compress the natural gas stream to a pressure greater than 2,000 psia, thereby forming a compressed natural gas stream;
A cooling element configured to cool the compressed natural gas stream, thereby forming a cooled compressed natural gas stream;
Natural gas cooled by expanding the cooled compressed natural gas stream to a pressure less than 3,000 psia and not greater than the pressure to which the at least two compressors arranged in series compress the natural gas stream At least one work generating inflator configured to form a stream;
A liquefaction train configured to liquefy the cooled natural gas stream,
Floating LNG structure.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021031628A (en) * 2019-08-28 2021-03-01 東洋エンジニアリング株式会社 Processing method and apparatus of lean lng
JP2022534588A (en) * 2019-09-19 2022-08-02 エクソンモービル アップストリーム リサーチ カンパニー Pretreatment and precooling of natural gas by high pressure compression and expansion
JP2022534589A (en) * 2019-09-19 2022-08-02 エクソンモービル アップストリーム リサーチ カンパニー Pretreatment, pre-cooling and condensate recovery of natural gas by high pressure compression and expansion
JP2022534587A (en) * 2019-09-19 2022-08-02 エクソンモービル アップストリーム リサーチ カンパニー Pretreatment and precooling of natural gas by high pressure compression and expansion

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SG11201906790RA (en) 2017-02-13 2019-08-27 Exxonmobil Upstream Res Co Pre-cooling of natural gas by high pressure compression and expansion
WO2018222230A1 (en) 2017-02-24 2018-12-06 Exxonmobil Upstream Research Company Method of purging a dual purpose lng/lin storage tank
US11002481B2 (en) * 2017-03-20 2021-05-11 Sustainable Energy Solutions, Inc. Method for removing a foulant from a gas stream without external refrigeration
MY201582A (en) * 2017-10-25 2024-03-02 Exxonmobil Upstream Res Co Natural gas liquefaction by a high pressure expansion process using multiple turboexpander compressors
FR3075938B1 (en) 2017-12-21 2020-01-10 Engie METHOD AND DEVICE FOR LIQUEFACTION OF A NATURAL GAS
US11536510B2 (en) 2018-06-07 2022-12-27 Exxonmobil Upstream Research Company Pretreatment and pre-cooling of natural gas by high pressure compression and expansion
EP3841343A2 (en) 2018-08-22 2021-06-30 ExxonMobil Upstream Research Company Heat exchanger configuration for a high pressure expander process and a method of natural gas liquefaction using the same
CA3109918C (en) 2018-08-22 2023-05-16 Exxonmobil Upstream Research Company Managing make-up gas composition variation for a high pressure expander process
US11215410B2 (en) 2018-11-20 2022-01-04 Exxonmobil Upstream Research Company Methods and apparatus for improving multi-plate scraped heat exchangers
US11578545B2 (en) 2018-11-20 2023-02-14 Exxonmobil Upstream Research Company Poly refrigerated integrated cycle operation using solid-tolerant heat exchangers
US11465093B2 (en) 2019-08-19 2022-10-11 Exxonmobil Upstream Research Company Compliant composite heat exchangers
US20210063083A1 (en) 2019-08-29 2021-03-04 Exxonmobil Upstream Research Company Liquefaction of Production Gas
WO2021055074A1 (en) 2019-09-20 2021-03-25 Exxonmobil Upstream Research Company Removal of acid gases from a gas stream, with o2 enrichment for acid gas capture and sequestration
WO2021061253A1 (en) 2019-09-24 2021-04-01 Exxonmobil Upstream Research Company Cargo stripping features for dual-purpose cryogenic tanks on ships or floating storage units for lng and liquid nitrogen
US11499775B2 (en) 2020-06-30 2022-11-15 Air Products And Chemicals, Inc. Liquefaction system
US20230258401A1 (en) 2020-07-17 2023-08-17 ExxonMobil Technology and Engineering Company Heat Recovery Steam Generation Integration With High Pressure Feed Gas Processes For The Production of Liquefied Natural Gas
WO2022099233A1 (en) * 2020-11-03 2022-05-12 Exxonmobil Upstream Research Company Natural gas liquefaction methods and systems featuring feed compression, expansion and recycling
CA3201763A1 (en) * 2020-12-18 2022-06-23 Ian Morris Lng process using feedstock as primary refrigerant
CN117029378B (en) * 2023-07-27 2024-09-03 成都赛普瑞兴科技有限公司 Cascade refrigeration cycle LNG liquefaction system and method with raw material gas participating in refrigeration

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02296990A (en) * 1989-04-17 1990-12-07 Gebr Sulzer Ag Natural gas producing method
US20100107684A1 (en) * 2007-05-03 2010-05-06 Moses Minta Natural Gas Liquefaction Process
US20100126214A1 (en) * 2008-11-25 2010-05-27 Henri Paradowski Process for the production of a subcooled liquefied natural gas stream from a natural gas feed stream, and associated installation
JP2010537151A (en) * 2007-08-24 2010-12-02 エクソンモービル アップストリーム リサーチ カンパニー Natural gas liquefaction process
JP2012083051A (en) * 2010-10-13 2012-04-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Liquefaction method, liquefaction apparatus and floating liquefied gas production equipment including the same
WO2015110443A2 (en) * 2014-01-22 2015-07-30 Global Lng Services Ltd. Coastal liquefaction

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO179986C (en) * 1994-12-08 1997-01-22 Norske Stats Oljeselskap Process and system for producing liquefied natural gas at sea
GB0006265D0 (en) 2000-03-15 2000-05-03 Statoil Natural gas liquefaction process
US6412302B1 (en) 2001-03-06 2002-07-02 Abb Lummus Global, Inc. - Randall Division LNG production using dual independent expander refrigeration cycles
EP1375827A1 (en) * 2002-06-28 2004-01-02 Siemens Aktiengesellschaft Steam power plant
US7673476B2 (en) * 2005-03-28 2010-03-09 Cambridge Cryogenics Technologies Compact, modular method and apparatus for liquefying natural gas
US20120036888A1 (en) * 2007-11-05 2012-02-16 David Vandor Method and system for the small-scale production of liquified natural gas (lng) and cold compressed gas (ccng) from low-pressure natural gas
DE102008060699A1 (en) 2008-12-08 2010-06-10 Behr Gmbh & Co. Kg Evaporator for a refrigeration circuit
GB2486036B (en) 2011-06-15 2012-11-07 Anthony Dwight Maunder Process for liquefaction of natural gas
US9810478B2 (en) * 2014-03-05 2017-11-07 Excelerate Energy Limited Partnership Floating liquefied natural gas commissioning system and method

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02296990A (en) * 1989-04-17 1990-12-07 Gebr Sulzer Ag Natural gas producing method
US20100107684A1 (en) * 2007-05-03 2010-05-06 Moses Minta Natural Gas Liquefaction Process
JP2010537151A (en) * 2007-08-24 2010-12-02 エクソンモービル アップストリーム リサーチ カンパニー Natural gas liquefaction process
US20100126214A1 (en) * 2008-11-25 2010-05-27 Henri Paradowski Process for the production of a subcooled liquefied natural gas stream from a natural gas feed stream, and associated installation
JP2012083051A (en) * 2010-10-13 2012-04-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Liquefaction method, liquefaction apparatus and floating liquefied gas production equipment including the same
WO2015110443A2 (en) * 2014-01-22 2015-07-30 Global Lng Services Ltd. Coastal liquefaction

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021031628A (en) * 2019-08-28 2021-03-01 東洋エンジニアリング株式会社 Processing method and apparatus of lean lng
JP7246285B2 (en) 2019-08-28 2023-03-27 東洋エンジニアリング株式会社 Lean LNG processing method and apparatus
JP2022534588A (en) * 2019-09-19 2022-08-02 エクソンモービル アップストリーム リサーチ カンパニー Pretreatment and precooling of natural gas by high pressure compression and expansion
JP2022534589A (en) * 2019-09-19 2022-08-02 エクソンモービル アップストリーム リサーチ カンパニー Pretreatment, pre-cooling and condensate recovery of natural gas by high pressure compression and expansion
JP2022534587A (en) * 2019-09-19 2022-08-02 エクソンモービル アップストリーム リサーチ カンパニー Pretreatment and precooling of natural gas by high pressure compression and expansion
JP7326484B2 (en) 2019-09-19 2023-08-15 エクソンモービル・テクノロジー・アンド・エンジニアリング・カンパニー Pretreatment and precooling of natural gas by high pressure compression and expansion
JP7326483B2 (en) 2019-09-19 2023-08-15 エクソンモービル・テクノロジー・アンド・エンジニアリング・カンパニー Pretreatment and precooling of natural gas by high pressure compression and expansion
JP7326485B2 (en) 2019-09-19 2023-08-15 エクソンモービル・テクノロジー・アンド・エンジニアリング・カンパニー Pretreatment, pre-cooling and condensate recovery of natural gas by high pressure compression and expansion

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