(57)【要約】  液化天然ガス（ＬＮＧ）から天然ガス液（ＮＧＬ）（エタン、エチレン、プロパン、プロピレン及び更に重い炭化水素）を回収するための方法を開示する。先行処理を行うことなく、外部還流物として使用される少なくとも一の部分（２３）を伴い、ＬＮＧ供給原料ストリーム（１）を分割（２２，２３）して、天然ガス液（ＮＧＬ）の分離及び回収を改良する。
2007527445.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）液体の、低圧ＬＮＧ（液化天然ガス）をポンプで押し出して、１００ｐｓｉａを超える圧力にする段階；
ｂ）段階ａ）からの前記加圧された液体ＬＮＧを第一部分及び第二部分に分割する段階；
ｃ）段階ｂ）からの前記加圧された液体ＬＮＧの第一部分を保冷容器に導き、そこで熱交換させてその温度を上げる段階；
ｄ）段階ｂ）からの前記加圧された液体ＬＮＧの第二部分を、前記保冷容器を迂回させて、第一還流物として回収塔に導く段階；
ｅ）段階ｃ）からの前記加圧された液体ＬＮＧの熱交換された第一部分を回収塔に導き、そこで前記第一還流物及び第二還流物と組み合わせて、回収塔ボトムと共に回収塔オーバーヘッドを産出させる段階；
ｆ）前記回収塔ボトムを加圧し、また前記加圧された回収塔ボトムをデエタナイザーオーバーヘッド（deethanizer overhead）と交差熱交換させる段階；
ｇ）前記交差熱交換された加圧回収塔ボトムをデエタナイザーに導く段階；
ｈ）メタンより重い炭化水素をデエタナイザーボトムとして除去する段階；
ｉ）交差熱交換されたデエタナイザーオーバーヘッドを前記第二還流物として前記回収塔に導く段階；及び
ｊ）前記回収塔から前記回収塔オーバーヘッドを取り除き、前記回収塔オーバーヘッドを、前記保冷容器に導入するに先立って圧縮し、前記加圧された液体ＬＮＧの第一部分と熱交換させて、再液化された加圧ＬＮＧを産出させる段階、
を含む、液化天然ガス（ＬＮＧ）からメタンより重い炭化水素を回収する方法。
【請求項２】
前記デエタナイザーボトムストリームを加熱し、再循環させる段階を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
吹きこぼれ蒸気を前記回収塔オーバーヘッドと組み合わせることを更に特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
ａ）液体の、低圧ＬＮＧ（液化天然ガス）をポンプで押し出して、１００ｐｓｉａを超える圧力にする段階；
ｂ）段階ａ）からの前記加圧された液体ＬＮＧを保冷容器に導き、そこで熱交換させてその温度を上げる段階；
ｃ）段階ｂ）からの前記熱交換された加圧液体ＬＮＧを回収塔に導き、そこで第一還流物及び第二還流物と組み合わせて、回収塔ボトムと共に回収塔オーバーヘッドを産出させる段階；
ｄ）前記回収塔ボトムを加圧し、前記加圧された回収塔ボトムをデエタナイザーオーバーヘッドと交差熱交換させる段階；
ｅ）前記交差熱交換された加圧回収塔ボトムをデエタナイザーに導く段階；
ｆ）メタンより重い炭化水素をデエタナイザーボトムとして除去する段階；
ｇ）交差熱交換されたデエタナイザーオーバーヘッドを第二還流物として前記回収塔に導く段階；
ｈ）前記回収塔から前記回収塔オーバーヘッドを除去し、前記回収塔オーバーヘッドを、前記冷却容器に導入するに先立って圧縮し、前記加圧された液体ＬＮＧの第一部分と熱交換させ、再液化された加圧ＬＮＧを産出する段階；及び
ｉ）前記再液化された加圧ＬＮＧの一部を前記第一還流物として使用するために分離する段階、
を含む、液化天然ガス（ＬＮＧ）からメタンより重い炭化水素を回収する方法。
【請求項５】
前記デエタナイザーボトムを加熱し、再循環させる段階を更に含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
吹きこぼれ蒸気を前記回収塔オーバーヘッドと組み合わせることを更に特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
ａ）液体の、低圧ＬＮＧ（液化天然ガス）をポンプで押し出して、１００ｐｓｉａを超える圧力にする段階；
ｂ）段階ａ）からの前記加圧された液体ＬＮＧを保冷容器に導き、そこで熱交換させてその温度を上げる段階；
ｃ）段階ｂ）からの前記熱交換された加圧液体ＬＮＧを回収塔に導き、そこで還流物と組み合わせて、回収塔ボトムと共に回収塔オーバーヘッドを産出させる段階；
ｄ）前記回収塔ボトムを加圧し、前記加圧された回収塔ボトムをデエタナイザーオーバーヘッドと交差熱交換させる段階；
ｅ）前記交差熱交換された加圧回収塔ボトムをデエタナイザーに導く段階；
ｆ）メタンより重い炭化水素をデエタナイザーボトムとして除去する段階；
ｇ）交差熱交換されたデエタナイザーオーバーヘッドを前記還流物として回収塔に導く段階；及び
ｈ）前記回収塔から前記回収塔オーバーヘッドを除去し、前記回収塔オーバーヘッドを、前記冷却容器に導入するに先立って圧縮し、前記加圧された液体ＬＮＧの第一部分と熱交換させて、再液化された加圧ＬＮＧを産出させる段階、
を含む、液化天然ガス（ＬＮＧ）からメタンより重い炭化水素を回収する方法。
【請求項８】
前記デエタナイザーボトムを加熱し、再循環させる段階を更に含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
吹きこぼれ蒸気を前記回収塔オーバーヘッドと組み合わせることを更に特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記圧縮された回収塔オーバーヘッドを、前記冷却容器に導入するに先立って予備冷却することを更に特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
ａ）液体の、低圧ＬＮＧ（液化天然ガス）をポンプで押し出して、１００ｐｓｉａを超える圧力にする段階；
ｂ）段階ａ）からの前記加圧された液体ＬＮＧを保冷容器に導き、そこで熱交換させてその温度を上げる段階；
ｃ）段階ｂ）からの前記熱交換された加圧液体ＬＮＧを回収塔に導き、そこで還流物と組み合わせて、回収塔ボトムと共に回収塔オーバーヘッドを産出させる段階；
ｄ）前記回収塔ボトムを加圧する段階；
ｅ）前記加圧された回収塔ボトムを第一部分及び第二部分に分離する段階；
ｆ）前記加圧された回収塔ボトムの第一部分をデエタナイザーオーバーヘッドと交差熱交換させ、前記交差熱交換された加圧回収塔ボトムをデエタナイザーに導く段階；
ｇ）前記加圧された回収塔ボトムの第二部分を、熱交換することなく、還流物として前記デエタナイザーに導く段階；
ｈ）メタンより重い炭化水素をデエタナイザーボトムとして除去する段階；
ｉ）交差熱交換されたデエタナイザーオーバーヘッドを前記還流物として前記回収塔に導く段階；及び
ｊ）前記回収塔から前記回収塔オーバーヘッドを除去し、前記回収塔オーバーヘッドを、前記冷却容器に導入するに先立って圧縮し、前記加圧された液体ＬＮＧの第一部分と熱交換させて、再液化された加圧ＬＮＧを産出する段階、
を含む、液化天然ガス（ＬＮＧ）からメタンより重い炭化水素を回収する方法。
【請求項１２】
前記デエタナイザーボトムを加熱し、再循環させる段階を更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
吹きこぼれ蒸気を前記回収塔オーバーヘッドと組み合わせることを更に特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液化天然ガス（ＬＮＧ）からの、メタンより重い炭化水素の回収を目的とし、特に、最小限の外部熱供給を用いて、低ＢＴＵ液化天然ガスストリームをも産出しながら、メタンより重い炭化水素の高収率の回収を提供する、改良された方法を目的とする。
【背景技術】
【０００２】
天然ガスは、典型的には、１５容量％迄のメタンより重い炭化水素を含有している。従って、天然ガスは典型的には分離されて、パイプライン品質の気体画分と、より不揮発性の液体炭化水素画分を提供する。これらの価値ある天然ガス液（ＮＧＬ）は、エタン、プロパン、ブタン、及び少量の他の重い炭化水素を含んでいる。状況によっては、パイプラインによる輸送の代替手段として、遠方の天然ガスを液化して、特別なＬＮＧタンカーで適切なＬＮＧ処理・備蓄基地に輸送する。このＬＮＧを、次いで、再気化させ、天然ガスと同じやり方で気体燃料として使用できる。ＬＮＧは少なくとも８０モル％のメタンを含むので、発熱量に関するパイプライン仕様に適合させるために、より重い天然ガス炭化水素からのメタンの分離が必要である場合が多い。更に、その諸成分は、燃料ガスとしての価値に比べ、液体製品（石油化学の原料油として使用される）としてより高い価値を持つので、ＮＧＬを回収することは望ましい。
【０００３】
ＮＧＬは、典型的には、「リーンオイル」吸着、冷却「リーンオイル」吸収、及び極低温における凝縮を含む多くの周知の方法によりＬＮＧストリームから回収される。多くの既知の方法があるけれども、高い回収率と方法の単純性（即ち、低い投下資本）との間で妥協しているのが常である。ＬＮＧからＮＧＬを回収するための最も普通の方法は、ＬＮＧをポンプで送り込んで気化させ、次いで、得られた気体状の流体を、典型的な工業標準ターボ膨張型極低温ＮＧＬ回収法に向け直すことである。この様な方法は、極低温を発生させるために、ターボ膨張機又はＪ．Ｔ．バルブ前後での大きな圧力低下を必要とする。更に、このような従来法は、典型的には、ＬＰＧ抽出の後に、得られた気体状の流体を圧縮して膨張段階前圧力に到達させる必要がある。この標準法の代替法は既知であり、２つのそのような方法が米国特許５，５８８，３０８号及び５，１１４，４５１号に開示されている。米国特許５，５８８，３０８号特許に記載されているＮＧＬの回収方法は、外部冷却又は供給原料ターボ膨張機に替えて、自己冷却及び一体化された熱交換を使用している。しかしながら、この方法は、ＬＮＧ供給原料が室温にあること、およびこれを前処理して水、酸性気体及び他の不純物を除去することを必要とする。米国特許５，１１４，４５１号特許に記載された方法では、ＮＧＬを、分画オーバーヘッドの圧縮された再循環部分との熱交換によって温められているＬＮＧ供給原料から回収する。メタンが豊富な残留ガスを含むオーバーヘッドの残余は、圧縮され、加熱されてパイプライン分配系に導入される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
我々の発明は、主ＬＮＧエキスポートポンプ（export pump）に向けることができ、そこでパイプライン圧に押し出され、最終的に主ＬＮＧ気化機に送り込むことができる、低圧の、液体メタンに富んだストリームを産出する、もう一つの代替ＮＧＬ回収方法を提供する。更に、我々の発明は、明細書において以下に説明し、また添付の特許請求の範囲で規定する通り、ＬＮＧ供給原料の一部を直接に分離工程で外部還流物として使用し、ＮＧＬの高収率を達成する。我々の発明は、所望の及び所望しない諸成分の間の、明確な分離をも提供し、それによりその方法における全体の燃料及びエネルギー消費を減少させる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
発明の概要
既述の通り、我々の発明は、脱水、酸性ガス及び他の不純物の除去に対する必要性を回避する、ＬＮＧからＮＧＬを回収するための改良された方法を目的とする。我々の方法の更なる利点は、一般的なＮＧＬ回収設備に伴う残留ガス圧縮の必要性を事実上取り除いているので、全体として必要なエネルギー及び燃料の必要性を顕著に減少させていることである。我々の方法は、極低温を生じさせるための、ターボ膨張機又はＪ．Ｔ．バルブ前後での大きな圧力低下も必要としない。これは、典型的な極低温ＮＧＬ回収設備と比べて、我々の方法を構築するための投下資本を３０から５０％減少させる。
【０００６】
我々の発明は、工程を通るＬＮＧストリームの熱取得も制限し、これは、順に、下流に対する追加の利益をもたらす。ＬＮＧの熱取得を最小化することにより、ＬＮＧが高圧パイプラインポンプに入るのに先立って完全に液化していること、及びポンプの吸引の際に蒸気が存在しないことを確保する。熱取得の低減は、なおも高圧パイプラインから完全に液化されたＬＮＧ上流を産出させながら、プラントの能力より低い処理量で、我々の方法を操作することをも可能にする。更に、本発明の方法は、最小限の容積の蒸気を造りながら、低ＢＴＵのＬＮＧストリームを貯蔵タンク中に流し込むことを可能にする。本発明の方法は、なおも高圧ポンプの完全に液化されたＬＮＧ上流を産出させながら、吹きこぼれた蒸気と低ＢＴＵのＬＮＧを混合することも可能にする。
【０００７】
一般に、我々の方法は、より重い炭化水素液からメタンが豊富なストリームを分離する間に、デエタナイザーからの回収オーバーヘッドを回収塔への還流ストリームとして使用することにより、低圧液化天然ガスを用い（例えば、ＬＮＧ貯蔵系から直接）、メタンより重い炭化水素を回収し、斯くして高収率でＮＧＬを産出する。我々の発明において、回収塔へのＬＮＧ供給原料ストリームは、加熱されてストリームの一部が気化し、それにより、より重い炭化水素の高収率の回収をも提供しながら、デエタナイザーに供給される液体の量、及びデエタナイザーにより必要とされる外部加熱の量を最小にする。分離段階からのメタンが豊富なオーバーヘッドストリームは、低温、低ヘッドのコンプレッサーの吸引側に送られて、ストリームが再液化される。再液化されたＬＮＧは、次いで、供給原料ストリームと交差熱交換されて、主ＬＮＧエキスポートポンプへと向けられる。回収塔からの液体ボトムも、デエタナイザーに供給される前にデエタナイザーオーバーヘッドとの交差熱交換で部分的に気化し、デエタナイザーへの外部熱供給量を更に制限する。
【０００８】
我々の発明の一代替変形においては、回収塔からのメタンが豊富なオーバーヘッドを、供給原料ストリームと交差熱交換する前に冷却する。我々の方法の可能な変形は、プロパン及びより重い炭化水素を回収しながらエタンをのけること、又は、任意の所望の分子量を持つ炭化水素のこのような分割を同様にして実行すること、を包含する。我々の方法の可能な変形の一つにおいて、プロパンの回収は約９０から９６％の範囲であり、ブタン−プラスの回収は９９＋％である。
【０００９】
我々の発明の代替変形において、回収塔及び／又はデエタナイザーに還流ストリーム又は追加の供給原料ストリームを提供することにより、全体の回収を修正することができる。我々の発明の一代替変形において、回収塔へのＬＮＧ供給原料ストリームは、回収塔底への供給に先立って圧縮された回収塔オーバーヘッドストリームとの交差熱交換によって加熱される第一分割ストリームと、回収塔頂へ直接供給される第二分割ストリームに分割される。我々の発明の更なる代替態様において、再液化されたＬＮＧストリームは、主ＬＮＧエキスポートポンプへと出て行く第一分割ストリームと、回収塔頂に入る還流ストリームとして用いられる第二分割ストリームに分割される。更に別の代替態様において、回収塔からのボトムは圧縮され、次いで、デエタナイザーに入る前に、デエタナイザーからのオーバーヘッドストリームと交差熱交換される第一分割ストリームと、デエタナイザー頂に直接供給される第二分割ストリームに分割される。
【００１０】
発明の詳細な説明
天然ガス液（ＮＧＬ）は、従来法で用いられている様な外部冷却又は供給原料ターボ膨張機を必要とせずに、低圧液化天然ガス（ＬＮＧ）から回収される。図１を参照すると、工程１００は、入ってくるＬＮＧ供給原料ストリーム１が、非常に低圧の、典型的には０−５ｐｓｉｇの範囲にあり、−２００゜Ｆより低温のポンプ２に入ることを示している。ポンプ２は、それがＬＮＧ数百ポンドの圧力を、およそ１００−５００ｐｓｉｇ、好ましくは３００−３５０ｐｓｉｇの工程範囲に増大させることが可能であれば、ＬＮＧのポンプ操作に典型的に用いられる任意のポンプ設計で良い。ポンプ２から得られたストリーム３は、熱交換器４中で工程１００から出て行くストリーム９中の実質的にＮＧＬを含まない残余ガスと交差熱交換されて温められ、かつ部分的に気化される。温められ、かつ部分的に気化された後、熱交換器４から得られたストリーム５は回収塔６に供給される。回収塔６は単一の分離工程、又はＬＮＧ原料油の画分を分離するために日常的に使用されるいくつかの単位操作の一連の直列配列を含むことができる。使用される特定の回収塔（一以上）の内部構成は、ルーチン的工業設計の問題であり、我々の発明にとって重要な意味を持たない。
【００１１】
回収塔６からのオーバーヘッドはメタンが豊富なストリーム７として除去され、これは実質的にＮＧＬを含まない。回収塔６のボトムはストリーム１１を通して工程１００から除去され、回収されたＮＧＬ産出物を含有するが、このＮＧＬ産出物は、もっと後の時点でエタンを除去するための工程において、更に分離される。ストリーム７中のメタンが豊富な気体オーバーヘッドは、低温、低ヘッドのコンプレッサー８の吸引に送られる。コンプレッサー８は、退出ストリーム９が主気体熱交換器４中で適当な温度差を維持して、メタンが豊富なガスを再液化し、再液化されたメタンが豊富な（ＬＮＧ）退出ストリーム１０を形成するように、圧力の十分な後押しを提供するために必要とされる。コンプレッサー８は、約７５から１１５ｐｓｉの最小限の圧力上昇を達成するように設計され、好ましくは圧力を約３００ｐｓｉｇから約３５０−４２５ｐｓｉｇに上昇させる。ストリーム１０中の再液化ＬＮＧは主ＬＮＧエキスポートポンプ（図示せず）に向かい、そこで、この液体はパイプライン圧までポンプを掛けられ、そして最終的に主ＬＮＧ気化器へと送られる。
【００１２】
回収塔６からのボトム１１は、−８０から−１７０゜Ｆの範囲の温度、１００から５００ｐｓｉａの圧力でポンプ１２に入り、得られた加圧ストリーム１３は熱交換器１４に供給され、そこで−１００から０゜Ｆの間に加熱される。得られた加熱ストリーム１５は、次いでデエタナイザー１６に供給される。デエタナイザー１６は、必要なら、底部再煮沸器又は側部再煮沸器２７により加熱することができる。デエタナイザー１６からのオーバーヘッドストリーム１７は熱交換器１４を通り抜け、そこでは加圧回収塔ボトムストリーム１３の加熱に使用される。冷却されたデエタナイザーのオーバーヘッドストリーム１８は回収塔６に対する還流ストリームとして使用される。メタンより重い炭化水素は、工程１００からデエタナイザーのボトムストリーム１９中に取り除かれる。
【００１３】
図２から５の説明においては、その前に図１に関連して説明したものと同じ装置及びストリーム組成物を指すために、相当するストリーム及び装置参照番号を使用している。
【００１４】
図２に示す様に、本発明の一の代替態様において、コンプレッサー８から出て行くストリーム９は冷却器２０において冷却され、得られた予備冷却回収塔オーバーヘッドストリーム２１は熱交換器４に供給され、そこでそれは加圧された供給原料ストリーム３と交差熱交換される。
【００１５】
我々の発明の代替変形において、全体の回収は回収塔６及び／又はデエタナイザー１６に還流ストリームまたは追加の供給原料ストリームを供給することにより調節することができる。
【００１６】
図３は、我々の発明の一代替態様を図解し、そこでは、ポンプ２から出て行く加圧された供給原料ストリーム３は、それぞれ第一及び第二分割ストリーム２２及び２３に分割される。第一分割ストリーム２２は、底部供給原料ストリーム５として回収塔６に入る前に、熱交換器４において圧縮された回収塔オーバーヘッドストリーム９と交差熱交換される。第二分割ストリーム２３は、直接回収塔６の頂に供給される。
【００１７】
図４に示す様に、我々の発明の更なる一代替変形において、圧縮され、再液化された、回収塔６からのオーバーヘッドストリーム１０は、それぞれ第一及び第二分割ストリーム２４及び２５に分割される。第一分割ストリーム２４は工程１００から、直接主エキスポートポンプ（図示せず）へと出て行く。第二分割ストリーム２５は、還流ストリームとして直接回収塔６の頂に供給される。
【００１８】
図５は、我々の発明の更なる変形を示し、ここで、回収塔６からの圧縮されたボトムストリーム１３は、それぞれ第一及び第二分割ストリーム２６及び２７に分割される。第一分割ストリーム２６は、熱交換器１４において、デエタナイザー１６からのオーバーヘッドストリーム１７と交差熱交換され、次いで、デエタナイザー１６の頂に供給される。第二分割ストリーム２７は、直接デエタナイザー１６の頂に供給される。
【００１９】
熱交換器、ポンプ、コンプレッサー及び回収塔の具体的な設計は我々の発明にとって重要な意味を持たず、むしろ、所望の性能を達成するために特定の単位操作を選択してある大きさに造ることは、ルーチン的技術実務に関する事項である。我々の発明は、単位操作の独自の結合と、未処理のＬＮＧを外部還流として使用して、ＮＧＬを回収するために高水準の分離効率を達成できることの発見にある。
【００２０】
我々は、我々が本発明の好ましい態様であると信じることを説明してきたが、当業者は、添付の特許請求の範囲によって規定された我々の発明の精神から逸脱せずに、これらに対して他の、そして更なる修正をなすこと、例えば本発明を種々の条件、供給原料のタイプ、または他の必要性に適応させることが可能であることを認識するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の方法の概略の流れ図である。
【図２】本発明の別の方法の概略の流れ図である。
【図３】本発明の更に別の方法の概略の流れ図である。
【図４】本発明の更に別の方法の概略の流れ図である。
【図５】本発明の更に別の方法の概略の流れ図である。
【図１】
2007527445.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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2007527445.tif 000009
2007527445.tif 000010
2007527445.tif 000011