(57)【要約】  液化炭化水素保管タンクからのボイルオフガス（ＢＯＧ）流（１５）は、ＢＯＧ熱交換器フィード流（２５）とＢＯＧバイパス流（３５）に分割される。ＢＯＧ熱交換器フィード流（２５）は、ＢＯＧ熱交換器（４０）内でプロセス流（１３５）に対して熱交換され、それによって温められたＢＯＧ流（４５）および冷却されたプロセス流（１９５）を供給する。温められたＢＯＧ流（４５）は、ＢＯＧバイパス流（３５）と合流させられて、温度制御されたＢＯＧ流（５５）を供給する。本明細書では、プロセス流の流量（１３５）は、（ｉ）温められたＢＯＧ流（４５）および（ｉｉ）冷却されたプロセス流（１９５）のうちの少なくとも１つの流れの測定された第１の温度に応じて、測定された第１の温度を第１の設定温度に向かわすように制御され、ＢＯＧ熱交換器フィード流（２５）およびＢＯＧバイパス流（３５）の一方または両方の流量が、温度制御されたＢＯＧ流（５５）の測定された第２の温度に応じて、測定された第２の温度を第２の設定温度に向かわすように制御される。【選択図】図１
2013511675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
極低温で保管された液化炭化水素の在庫品からのボイルオフガス流を取扱う方法であって、
−  液化炭化水素保管タンクからのボイルオフガス（ＢＯＧ）流を用意するステップと、
−  前記ＢＯＧ流をＢＯＧ熱交換器フィード流およびＢＯＧバイパス流に分割するステップと、
−  ＢＯＧ熱交換器内で前記ＢＯＧ熱交換器フィード流をプロセス流に対して熱交換し、これにより、温められたＢＯＧ流および冷却されたプロセス流を供給するステップと、
−  温度制御されたＢＯＧ流を供給するように、前記温められたＢＯＧ流を前記ＢＯＧバイパス流と合流させるステップと
を少なくとも含み、
前記プロセス流の質量流量が、（ｉ）前記温められたＢＯＧ流および（ｉｉ）前記冷却されたプロセス流のうちの少なくとも１つの流れの測定された第１の温度に応じて、前記測定された第１の温度を第１の設定温度に近づけるように制御され、前記ＢＯＧ熱交換器フィード流および前記ＢＯＧバイパス流の一方または両方の質量流量が、前記温度制御されたＢＯＧ流の測定された第２の温度に応じて、前記測定された第２の温度を第２の設定温度に近づけるように制御される方法。
【請求項２】
−  ＢＯＧ圧縮機フィード流を供給するように、前記温度制御されたＢＯＧ流をＢＯＧ圧縮機ノックアウトドラムに送るステップと、
−  圧縮ＢＯＧ流を供給するように、ＢＯＧ圧縮機内で前記ＢＯＧ圧縮機フィード流を圧縮するステップと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記プロセス流が、予め設定されたプロセス流温度で供給される、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記温められたＢＯＧ流の前記測定された第１の温度に応じた前記プロセス流の前記質量流量の前記制御が、
−  前記第１の設定温度を有する第１の温度制御装置を用いて前記温められたＢＯＧ流の前記測定された第１の温度を決定するステップと、
−  前記測定された第１の温度を前記第１の設定温度に近づけるようにプロセス流弁を調節することによって前記プロセス流の前記質量流量を変更するステップと
を含む、請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記温度制御されたＢＯＧ流の前記測定された第２の温度に応じた前記ＢＯＧ熱交換器フィード流および前記ＢＯＧバイパス流の一方または両方の前記質量流量の前記制御が、
−  前記第２の設定温度を有する第２の温度制御装置を用いて前記温度制御されたＢＯＧ流の前記測定された第２の温度を決定するステップと、
−  前記測定された第２の温度を前記第２の設定温度に近づけるようにフィード流弁およびバイパス流弁をそれぞれ調節することによって前記ＢＯＧ熱交換器フィード流および前記ＢＯＧバイパス流の一方または両方の前記質量流量を変更するステップと
を含む、請求項１から４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
−  炭化水素フィード流を用意するステップと、
−  液化された炭化水素流を供給するように冷媒回路内で循環させられる少なくとも１つの冷媒に対して熱交換することを含む、前記炭化水素フィード流の少なくとも一部を液化するステップと、
−  前記液化された炭化水素流の少なくとも一部を、前記液化炭化水素保管タンク内の前記極低温で保管された液化炭化水素の在庫品に加えるステップと
をさらに含む、請求項１から５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記プロセス流が、前記炭化水素フィード流からの少なくとも一部を含み、前記一部が、前記ＢＯＧ熱交換器内の熱交換後、少なくとも部分的に、前記液化炭化水素保管タンク内の前記極低温で保管された液化炭化水素の在庫品に加えられる、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記プロセス流中の前記炭化水素フィード流からの前記一部が、前記ＢＯＧ熱交換器内で熱交換される冷媒回路内で循環させられる前記少なくとも１つの冷媒との熱交換の少なくとも一部をバイパスするスリップストリームによって形成される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記プロセス流が、前記冷媒回路内で循環させられる前記少なくとも１つの冷媒から得られる冷媒流を少なくとも含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記液化された炭化水素流の前記少なくとも一部を前記極低温で保管された液化炭化水素の在庫品に加えるステップが、
−  膨張させられた少なくとも部分的に液化された炭化水素流を供給するように、１つまたは複数のエンド膨張装置内で前記液化された炭化水素流を膨張させるステップと、
−  液化された炭化水素流およびオーバーヘッド炭化水素流を供給するように、前記膨張させられた少なくとも部分的に液化された炭化水素流をエンド・フラッシュ容器に送るステップと、
−  前記液化された炭化水素流を極低温保管タンクへ送るステップと、
−  前記オーバーヘッド炭化水素流を前記ボイルオフガス流に加えるステップと
を含む、請求項６から９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
極低温で保管された液化炭化水素の在庫品からのボイルオフガス（ＢＯＧ）流を取扱う装置であって、前記装置は、少なくとも、
−  前記液化炭化水素の在庫品を保管するための液化炭化水素保管タンクであって、液化された炭化水素流の前記液化炭化水素保管タンクへの進入を許容する第１の入口、および前記ボイルオフガス流が前記液化炭化水素保管タンクから排出されることを許容する第１の出口を有する液化炭化水素保管タンクと、
−  前記ボイルオフガス流をＢＯＧ熱交換器フィード流およびＢＯＧバイパス流に分割するための第１の分流装置と、
−  プロセス流との熱交換によって前記ＢＯＧ熱交換器フィード流を温めるためのＢＯＧ熱交換器であって、前記ＢＯＧ熱交換器フィード流を受け入れるための第１の入口、温められたＢＯＧ流を放出するための第１の出口、前記プロセス流を受け入れるための第２の入口、および冷却されたプロセス流を放出するための第２の出口を有するＢＯＧ熱交換器と、
−  温度制御されたボイルオフガス流を供給するように、前記ＢＯＧバイパス流および前記温められたＢＯＧ流を合流させる第１の合流装置と、
−  前記ＢＯＧ熱交換器フィード流および前記ＢＯＧバイパス流の少なくとも１つの質量流量を制御するための１つまたは複数の流量制御弁と、
−  前記プロセス流の質量流量を制御するためのプロセス流弁と、
−  （ｉ）前記温められたＢＯＧ流および（ｉｉ）前記冷却されたプロセス流のうちの少なくとも１つの測定された第１の温度を決定すると共に第１の設定温度を有する第１の温度制御装置であって、前記測定された第１の温度を前記第１の設定温度に近づけるように前記プロセス流弁を調節するように構成される第１の温度制御装置と、
−  前記温度制御されたボイルオフガス流の測定された第２の温度を決定すると共に、第２の設定温度を有する第２の温度制御装置であって、前記測定された第２の温度を前記第２の設定温度に近づけるように前記１つまたは複数の流量制御弁を調節するように構成される第２の温度制御装置と
を備える、装置。
【請求項１２】
−  前記温度制御されたＢＯＧ流の入口、およびＢＯＧ圧縮機フィード流の出口を有するＢＯＧ圧縮機ノックアウトドラムと、
−  前記ＢＯＧ圧縮機フィード流を受け取るために前記ＢＯＧ圧縮機ノックアウトドラムの前記出口に接続された入口、および圧縮ＢＯＧ流の出口を有するＢＯＧ圧縮機と
をさらに備える、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
−  液化された炭化水素流を得るために冷媒との熱交換によって炭化水素フィード流の少なくとも一部を液化する１つまたは複数の主冷却用熱交換器を含む主冷却装置と、
−  前記冷媒を循環させるための冷媒回路と
をさらに備え、前記主冷却装置が、前記液化炭化水素保管タンクに接続されて、前記液化された炭化水素流の少なくとも一部を、前記液化炭化水素保管タンク内の前記極低温で保管された液化炭化水素の在庫品に加えることを可能にする、請求項１１または１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記ＢＯＧ熱交換器の前記第２の入口が、前記炭化水素フィード流からの少なくとも一部を受け取るように配置され、前記プロセス流が、前記炭化水素フィード流からの少なくとも一部を含み、前記ＢＯＧ熱交換器の前記第２の出口が、前記液化炭化水素保管タンクに接続される、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記ＢＯＧ熱交換器の前記第２の入口および前記第２の出口が、前記冷媒回路に接続され、前記プロセス流が、前記冷媒の少なくとも一部を含む、請求項１３に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極低温で保管された液化炭化水素の在庫品からのボイルオフガス流を取扱う方法、およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
極低温で保管された液化炭化水素の在庫品の経済的に重要な例は、液化天然ガス（ＬＮＧ）である。液化天然ガスは、ほぼ大気圧の下で約−１６２℃で保管することができる。
天然ガスは、有用な燃料源であると共に、様々な炭化水素化合物の源である。いくつかの理由のために、天然ガス流源にあるまたは天然ガス流源近くにある液化天然ガス（ＬＮＧ）プラントにおいて天然ガスを液化することがしばしば望ましい。一例として、天然ガスは、ガスの形態におけるよりも液体としてより容易に保管し、長い距離にわたって運搬することができるが、このことは、液化天然ガスが小さい体積を占め、高圧で保管される必要がないからである。
【０００３】
通常、主としてメタンからなる天然ガスは、昇圧されてＬＮＧプラントに入り、前処理されて、極低温での液化に適した精製されたフィード流を生成する。精製されたガスは、熱交換器を用いて複数の冷却段階を通じて処理されて、液化が実現するまでガスの温度を次第に下げる。次いで、液化天然ガスは、保管および運搬に適した最終的な大気圧に至るまでさらに冷却および膨張させられる。
【０００４】
液化天然ガスは、通常、極低温環境下で保管される。ＬＮＧの保管および取扱い中の温度の変動によって、液化天然ガスの一部が、ボイルオフガス（ＢＯＧ）とも呼ばれる天然ガスの蒸気として気化することになり得る。ボイルオフガスは、極低温保管タンク内に保持された液化天然ガスから生成、またはＬＮＧが、特に極低温保管タンクからＬＮＧ搬送容器までＬＮＧの移送中に、十分に冷えていないパイプラインを通過する結果として生成され得る。
【０００５】
米国特許第６，６５８，８９２号は、ＬＮＧ保管タンクからのボイルオフガスが送風機によって一般的な不合格ガス熱交換器を通過させられて温められたボイルオフガス流を生成する、天然ガスを液化するプロセスを開示する。一般的な燃料ガス圧縮機における圧縮前に、温められたボイルオフガス流は、温められたエンド・フラッシュ・ガス流と合流させられる。一般的な不合格ガス熱交換器は、温系統流体流の冷熱回収を行う。温系統流体流は、フィードガス、スクラブ・コラム・オーバーヘッド・ガスおよび／または他の流体の一部を含み得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般的な燃料ガス圧縮機へ送られる、合流させられた温められたボイルオフガス流および温められたエンド・フラッシュ・ガス流は、液化プラントが動作させられるモードに応じて温度が変化し得る。
【０００７】
保持モードでは、液化プラントによって生成されたＬＮＧは、極低温保管タンクへ移送される。極低温保管タンクから発生したボイルオフガスは、定常温度であり、例えば−１５０℃未満である。しかし、ＬＮＧ搬送容器がＬＮＧで装填されており、液化プラントが装填モードに置かれるとき、追加のボイルオフガスが、連通パイプラインおよび容器保管タンクの冷却によって生成され得る。ボイルオフガスは、１つまたは複数の送風機によって、連通するパイプラインおよび／または搬送容器から液化プラントへ戻すことができる。送風機の動作により、例えば過熱によって液化プラントの保管タンクから発生するボイルオフガスよりしばしばかなり温かい異なる温度でボイルオフガスを生成することができる。これは、米国特許第６，６５８，８９２号に開示された燃料ガス圧縮機などの一般的な燃料ガス圧縮機が、様々な吸込み温度でいろいろな量の流体を取扱うことが必要とされることを意味する。
【０００８】
例えば装填モードと保持モードの間で、一般的な燃料ガス圧縮機へ送られる、合流させられた温められたボイルオフガス流および温められたエンド・フラッシュ・ガス流の温度が変化するとき、圧縮機入口での流体の密度は変化する。これは、流量の変化に対応する。設計された動作条件から離れた質量流量の減少により、圧縮機の一定の出力もしくは効率の減少になり得る。
【０００９】
したがって、例えば燃料ガスを供給するために、例えばこの流れを圧縮することが望まれる場合、これらの温度変化は、この流れのさらなる処理をより困難にさせ得る。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、極低温で保管された液化炭化水素の在庫品からのボイルオフガス流を取扱う方法であって、
−  液化炭化水素保管タンクからのボイルオフガス流を用意するステップと、
−  ＢＯＧ流をＢＯＧ熱交換器フィード流およびＢＯＧバイパス流に分割するステップと、
−  ＢＯＧ熱交換器内でＢＯＧ熱交換器フィード流をプロセス流に対して熱交換し、これにより、温められたＢＯＧ流および冷却されたプロセス流を供給するステップと、
−  温度制御されたＢＯＧ流を供給するように、温められたＢＯＧ流をＢＯＧバイパス流と合流させるステップと
を少なくとも含み、
プロセス流の流量が、（ｉ）温められたＢＯＧ流および（ｉｉ）冷却されたプロセス流のうちの少なくとも１つの流れの測定された第１の温度に応じて、測定された第１の温度を第１の設定温度に近づけるように制御され、ＢＯＧ熱交換器フィード流およびＢＯＧバイパス流の一方または両方の流量が、温度制御されたＢＯＧ流の測定された第２の温度に応じて、測定された第２の温度を第２の設定温度に近づけるように制御される方法を提供する。
【００１１】
さらなる態様では、本発明は、極低温で保管された液化炭化水素の在庫品からのＢＯＧ流を取扱う装置であって、
−  液化炭化水素の在庫品を保管するための液化炭化水素保管タンクであって、液化された炭化水素流の液化炭化水素保管タンクへの進入を許容するする第１の入口、およびＢＯＧ流が液化炭化水素保管タンクから排出されることを許容する第１の出口を有する液化炭化水素保管タンクと、
−  ＢＯＧ流をＢＯＧ熱交換器フィード流およびＢＯＧバイパス流に分割するための第１の分流装置と、
−  プロセス流との熱交換によってＢＯＧ熱交換器フィード流を温めるためのＢＯＧ熱交換器であって、ＢＯＧ熱交換器フィード流を受け入れるための第１の入口、温められたＢＯＧ流を放出するための第１の出口、プロセス流を受け入れるための第２の入口、および冷却されたプロセス流を放出するための第２の出口を有するＢＯＧ熱交換器と、
−  温度制御されたＢＯＧ流を供給するように、ＢＯＧバイパス流および温められたＢＯＧ流を合流させる第１の合流装置と、
−  ＢＯＧ熱交換器フィード流およびＢＯＧバイパス流の少なくとも１つの流量を制御するための１つまたは複数の流量制御弁と、
−  プロセス流の流量を制御するためのプロセス流弁と、
−  （ｉ）温められたＢＯＧ流および（ｉｉ）冷却されたプロセス流のうちの少なくとも１つの流れの測定された第１の温度を決定すると共に第１の設定温度を有する第１の温度制御装置であって、測定された第１の温度を第１の設定温度に近づけるようにプロセス流弁を調節するように構成される第１の温度制御装置と、
−  温度制御されたＢＯＧ流の測定された第２の温度を決定すると共に、第２の設定温度を有する第２の温度制御装置であって、測定された第２の温度を第２の設定温度に近づけるように１つまたは複数の流量制御弁を調節するように構成される第２の温度制御装置とを少なくとも備える装置を提供する。
【００１２】
次に、本発明の実施形態が、単なる例によって、以下の非限定の添付図面を参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態によるボイルオフガス流を取扱う方法および装置の概略図である。
【図２】さらなる実施形態によるボイルオフガス流を取扱う方法および装置を組み込む、炭化水素流を取扱う、冷却するおよび液化する方法および装置の概略図である。
【図３】さらなる実施形態によるボイルオフガス流を取扱う方法および装置を組み込む、炭化水素流を取扱う、冷却するおよび液化する方法および装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本説明のために、単一の参照符号が、系統（ｌｉｎｅ）、およびその系統において実行される流れ（ｓｔｒｅａｍ）に割り当てられる。本明細書で用いられる場合、流れとの関連で使用されるとき、用語「流量（ｆｌｏｗ）」および「質量流量（ｍａｓｓ  ｆｌｏｗ）」は、「質量流量速度（ｍａｓｓ  ｆｌｏｗ  ｒａｔｅ）」を指す。
【００１５】
ＢＯＧ熱交換器内のＢＯＧ流の一部を温め、ＢＯＧ流の温められた一部をＢＯＧバイパス流と合流させ、（ｉ）温められたＢＯＧ流および（ｉｉ）冷却されたプロセス流のうちの少なくとも１つの流れの測定された第１の温度に応じてプロセス流の質量流量を制御し、温められる（もしくは温められた）ＢＯＧ流の一部およびＢＯＧバイパス流のうちの一方または両方の質量流量を制御することによって、ボイルオフガス流の温度は制御することができる。温度制御されたボイルオフガス流は、ボイルオフガス圧縮機へ適切に送ることができる。
【００１６】
ボイルオフガス熱交換器フィード流は、ボイルオフガス熱交換器内で液化プロセス流などのプロセス流に対して温められて、温められたボイルオフガス流を測定された第１の温度で供給する。第１の温度制御装置は、ボイルオフガス熱交換器内の熱交換のレベルを制御するように動作することができる。ボイルオフガス熱交換器へ送られるプロセス流の質量流量を変えることによって、温められたボイルオフガス流の温度は変えることができ、第１の設定温度に向かう。第１の設定温度は、予め選択することができる。したがって、ボイルオフガス熱交換器は、可変加熱デューティをボイルオフガス熱交換器フィード流に与えて、温められたボイルオフガス流の温度を制御することができる。温められたボイルオフガス流の温度は、本来のＢＯＧ流の温度より高い。
【００１７】
次いで、温められたボイルオフガス流は、ボイルオフガス・バイパス流と合流させられて、温度制御されたボイルオフガス流を供給することができる。ボイルオフガス・バイパス流は、ボイルオフガス熱交換器を通過せず、したがって温められたボイルオフガス流の温度より冷たい。ボイルオフガス・バイパス流の温度は、本来のボイルオフガス流の温度とほぼ同じである。このようにして、温められたボイルオフガス流は、実際に、直接熱交換によってボイルオフガス・バイパス流を加熱するために使用される。第２の温度制御装置は、温められたＢＯＧ流との直接熱交換を制御するために、ＢＯＧ熱交換器フィード流およびＢＯＧバイパス流の一方または両方の質量流量を変えるように動作することができる。温められたボイルオフガス流およびボイルオフガス・バイパス流の一方または両方の流量を変えることによって、温度制御されたバイパス流を構成するこれらの流れの相対的比率は、変えることができ、このようにして合流させられた流れの温度を制御する。このようにして、合流させられた流れの温度は、温度制御されたボイルオフガス流を供給するために異なる温度である２つの構成流の一方または両方の質量流量を調節することによって第２の設定温度に向かうことができる。
【００１８】
理解されるように、本発明は、制御された温度のボイルオフガス流を供給するための様々な温度でのボイルオフガス流の処理を容易にすることができる。制御された温度のボイルオフガス流は、さらに処理されてもよく、そのようなさらなる処理は、例えば第２の設定温度での温度または第２の設定温度の近くの温度でガス圧縮機の沸騰に移ることを含む。これにより、ボイルオフガス圧縮機が、設計温度であり得る所望の吸込み温度で動作させられ、圧縮機の効率を最適化することができる。
【００１９】
図を参照すると、図１は、液化炭化水素保管タンク１０に保管された極低温で保管された液化炭化水素の在庫品１１からのボイルオフガス流１５を取扱う方法および装置１を示す。液化天然ガスなどの液化炭化水素または炭化水素混合物は、大気圧または大気圧の近くで極低温環境下で保管することができる。保管タンク１０内の液化炭化水素の在庫品１１は、液化された炭化水素流１７５を加えることによって第１の入口３を介して供給することができる。液化された炭化水素流１７５は、液化装置によって供給することができ、これは、以下より詳細に述べられる。液化装置の保管タンクではなく代替の実施形態では、保管タンクは、ＬＮＧ搬送容器の保管タンクであってもよく、またはそのような容器の装填からボイルオフガスが供給される容器もしくは液化装置の保管タンクであってもよい。
【００２０】
液化炭化水素の気化の程度は、液化炭化水素保管タンク１０内、または保管タンク１０へ液化炭化水素を送る配管内の温度の変動によって予想されることになる。気化したＬＮＧなどのこの気化した炭化水素は可燃性であり、通常ボイルオフガス（ＢＯＧ）流１５と呼ばれる気化した炭化水素流として、出口５を介して保管タンク１０から取り出すことができる。
【００２１】
液化炭化水素保管タンク１０が空の状態から充填中である場合、タンクは、液化炭化水素の保管温度を上回っている可能性があり、液化炭化水素がタンクを冷却するようになり、それによって炭化水素の一部が気化される。同様に、装填動作中に送風機によって搬送容器から戻された気化した炭化水素は、送風機によって過熱される可能性がある。そのような気化した炭化水素は、十分な保持状態のタンクから気化したガスより高い温度となる。例えば、ＢＯＧ流１５の温度は、−１４０〜−１６５℃の範囲内で変わり得る。この範囲内のより低い温度は、保持モードで起こり得る一方、この範囲内のより高い温度は、装填モードで起こり得る。
【００２２】
本明細書に開示された方法および装置１は、温度制御されたＢＯＧ流５５を供給しようとする。そのような流れは、設備の動作限界から逸脱することなく、さらなる設備においてさらに処理されてもよく、例えば、適宜のＢＯＧ圧縮機８０において加圧されてもよい。
【００２３】
ＢＯＧ流１５は、第１の分流装置２２０へ送られ、そこでＢＯＧ流１５は、ボイルオフガス熱交換器フィード流２５とボイルオフガス・バイパス流３５に分割される。
ＢＯＧ熱交換器フィード流２５は、ボイルオフガス熱交換器４０の第１の入口４１へ送られる。ＢＯＧ熱交換器４０は、プリント回路熱交換器およびスプール巻き熱交換器からなる群から選択することができる。ＢＯＧ熱交換器フィード流２５は、ＢＯＧ熱交換器４０の第２の入口４２に供給されるプロセス流１３５に対して温められ、それによって第１の出口４３に温められたボイルオフガス流４５、および第２の出口４４に冷却されたプロセス流１９５を供給する。
【００２４】
プロセス流１３５は、冷却される必要がある利用できる任意の適切なプロセス流であり得る。プロセス流１３５は、ＢＯＧ熱交換器フィード流２５、ひいてはボイルオフガス流１５の温度を超える温度を有するべきである。必須ではないが、プロセス流１３５は、設定プロセス流温度で供給されることが好ましい。プロセス流１３５は、−２０〜−５０℃の範囲内の温度を有することができる。このようにして、ＢＯＧ熱交換器フィード流２５に存在する冷熱エネルギーの一部は、周囲の熱源に対して加熱することによって浪費されず、そうではなく別のプロセス流へ送られる。
【００２５】
第１の温度制御装置５０は、温められたＢＯＧ流の温度４５を測定された第１の温度（Ｔ１）として決定する。第１の温度制御装置５０は、第１の設定温度（ＳＰ１）も有し、この第１の設定温度（ＳＰ１）は、作業者によって入力することができる。第１の温度制御装置５０は、温められたＢＯＧ流４５の第１の温度（Ｔ１）を第１の設定温度（ＳＰ１）へ向かわせようとする。第１の温度制御装置５０は、ＢＯＧ熱交換器４０を通じてのプロセス流１３５の質量流量を制御することによって、温められたＢＯＧ流４５の温度の調節をもたらす。
【００２６】
ＢＯＧ熱交換器４０を通じてのプロセス流１３５の質量流量は、熱交換器４０の上流または下流で導管内に配置されるプロセス流弁（図示せず）によって制御され、この弁を調節することによって熱交換器４００を通じてのプロセス流１３５の質量流量が変更できるようになっている。図２および図３の実施形態は、プロセス流弁の可能な位置を示す。
【００２７】
プロセス流弁の設定は、第１の温度制御装置５０からプロセス弁制御信号によって指示されたプロセス流駆動装置によって調節される。例えば、測定された第１の温度が第１の設定温度未満である場合、第１の設定値コントローラ５０は、プロセス流駆動装置にプロセス流弁の設定を変更するように指示するプロセス弁制御信号を送信して、ＢＯＧ熱交換器４０を通じてのプロセス流１３５の質量流量を増加させ、ＢＯＧ熱交換器フィード流２５の加温を増加させる。同様に、測定された第１の温度が第１の設定温度を超える場合、第１の設定値コントローラ５０は、プロセス流駆動装置にプロセス流弁の設定を変更するように指示するプロセス弁制御信号を送信して、ＢＯＧ熱交換器４０を通じてのプロセス流１３５の質量流量を減少させ、ＢＯＧ熱交換器フィード流２５の冷却を増加させる。
【００２８】
第１の設定温度は、−２１〜−５８℃の範囲内、より好ましくは約−４５〜−５０℃の範囲内であり得る。第１の設定温度の選択は、ＢＯＧ熱交換器４０へのプロセス流１３５の設計したアプローチ温度に応じることができる。一実施形態では、第１の設定温度は、例えば、プロセス流１３５の温度より摂氏数度低くてもよく、例えば３℃低くてもよい。第１の温度制御装置５０の入力される第１の設定温度は、施設の動作モードに応じてもよい。
【００２９】
保持モード中、装填モード中に生成されたボイルオフガスと比べて、ボイルオフガスがより冷たいものであり得るが、より小さい質量流量を有し得るとき、第１の温度制御装置５０は、ＢＯＧ熱交換器４０内のプロセス流１３５に対してボイルオフガスを温めるように動作することができる。
【００３０】
装填モード中、ボイルオフガスの温度がより高いものであり得るとき、生成されるボイルオフガスの量が増加し、ボイルオフガス流１５の質量流量を増加させてもよい。ボイルオフガスから利用できる総冷却デューティは、プロセス流１３５の質量流量が増加することができるように高くなる。
【００３１】
さらなる実施形態では、第１の設定温度は、施設が保持モードで動作しているか、装填モードで動作しているかに応じて異なる値に設定されてもよい。例えば、第１の設定温度は、保持モードにおけるよりも装填モードにおいてより低くすることができる。
【００３２】
次いで、ＢＯＧ熱交換器４０によって供給される温められたＢＯＧ流４５は、第１の合流装置２３０へ送られ、この第１の合流装置２３０において、ＢＯＧ流４５は、ＢＯＧバイパス流３５と合流させられて、温度制御されたＢＯＧ流５５を供給する。温度制御されたＢＯＧ流５５の温度は、温められたＢＯＧ流４５およびＢＯＧバイパス流５５の相対的質量流量および温度によって決定され、後者は、ＢＯＧ熱交換器４０内で温められていないので、より冷たい温度である。
【００３３】
第２の温度制御装置６０は、温度制御されたＢＯＧ流５５の温度を測定された第２の温度（Ｔ２）として決定する。第２の温度制御装置６０は、第２の設定温度（ＳＰ２）を有し、この第２の設定温度（ＳＰ２）は、作業者によって入力することができる。第２の温度制御装置６０は、温度制御されたＢＯＧ流５５の第２の温度（Ｔ２）を第２の設定温度（ＳＰ２）へ向かわせようとする。第２の温度制御装置６０は、温められたＢＯＧ流４５およびＢＯＧバイパス流３５の相対的質量流量を制御することによって温度制御されたＢＯＧ流５５の温度の調節をもたらす。第２の温度制御装置６０は、ＢＯＧバイパス流３５に沿ってボイルオフガスを迂回させることによって、ＢＯＧ熱交換器４０によって与えられるＢＯＧ熱交換器フィード流２５への加温を減少させるように動作することができる。
【００３４】
通常、第２の設定値は、第１の設定温度より低くなる。これは、より冷たいＢＯＧバイパス流３５が装填モードと保持モードの両方において正の質量流量を有するように、温められたＢＯＧ流４５の冷却を必要とすることになる。したがって、ＢＯＧバイパス流３５は、ＢＯＧバイパス流３５が第１の合流装置２３０に加えられると、温められたＢＯＧ流４５の温度を下げるように働く。
【００３５】
温められたＢＯＧ流４５およびＢＯＧバイパス流３５の相対的質量流量は、１つまたは複数の流量制御弁（図示せず）によって制御することができる。そのような流量制御弁は、任意の導管内に配置することができ、関連した流れの質量流量の調節を可能にする。図２および図３の実施形態は、ＢＯＧバイパス流３５、ＢＯＧ熱交換器フィード流２５、および温められたＢＯＧ流４５のうちの１つまたは複数におけるようなこれらの流量制御弁の可能な位置を示す。
【００３６】
１つまたは複数の流量制御弁の設定は、第２の温度制御装置６０から流量制御弁信号によって指示された流量制御駆動装置によって調節される。例えば、測定された第２の温度が第２の設定温度未満である場合、第２の設定値コントローラ６０は、１つまたは複数の流量制御駆動装置に１つまたは複数の流量制御弁の設定を変更するように指示する流量制御弁信号を送信して、ＢＯＧバイパス流３５に比べて温められたＢＯＧ流４５の相対的質量流量を増加させ、温められたＢＯＧ流４５によるＢＯＧバイパス流３５の加温を増加させる。同様に、測定された第２の温度が第２の設定温度を超える場合、第２の設定値コントローラ６０は、流量制御駆動装置の１つまたは複数に１つまたは複数の流量制御弁の設定を変更するように指示する流量制御弁信号を送信して、ＢＯＧバイパス流３５に比べて温められたＢＯＧ流４５の相対的質量流量を減少させ、ＢＯＧバイパス流３５による温められたＢＯＧ流４５の冷却を増加させる。
【００３７】
第２の温度制御装置６０の入力される第２の設定温度は、施設の動作モードに応じてもよい。
保持モード中、ボイルオフガスの温度および質量流量は、装填モードに比べて低くてもよい。断熱を通じた漏れの結果として保管タンクおよび関連した配管に入る熱があるだけなので、ＢＯＧ流１５の温度は、通常、装填モード時より低い。追加のボイルオフガスを発生させる搬送容器がないので、ボイルオフガスの質量流量は、通常、装填モード時より低い。
【００３８】
保持モードでは、第１の温度制御装置５０は、プロセス流１３５に対してボイルオフガスを温めるように動作することができる。温められたＢＯＧ流４５が、第２の設定温度または第２の設定温度の近くで供給される場合、第２の温度制御装置６０の１つまたは複数の流量制御弁（図示せず）は、ＢＯＧバイパス流３５の流量を大きく制限するように働くことができる。したがって、大部分の質量流量は、第１の温度制御装置５０によって制御されるとき、ＢＯＧ熱交換器フィード流２５を通じてＢＯＧ熱交換器４０へ至ることになる。温められたＢＯＧ流４５が第２の設定温度より上で与えられる場合、第２の温度制御装置６０によって動作させられる１つまたは複数の流量制御弁は、温められたＢＯＧ流４５を冷却して温度制御されたＢＯＧ流５５の測定された第２の温度を第２の設定温度に向かわすように、ＢＯＧバイパス流３５の流量を供給するように働くことができる。
【００３９】
装填モード中、ＢＯＧフィード流１５の温度は、例えば、搬送容器からボイルオフガスを移送する送風機からの加熱により、保持モード時より高くなり得る。第２の温度制御装置６０は、制御された温度のＢＯＧ流５５の温度の増加をより温かいＢＯＧバイパス流３５の結果として検出することができる。ボイルオフガスのより少ない加温が、安定した制御された温度のＢＯＧ流５５を供給するために必要とされてもよく、第２の温度制御装置６０は、ＢＯＧ熱交換器フィード流２５との関連でＢＯＧバイパス流３５の流量を増加させるように動作することができ、それによってボイルオフガスへの入熱を減少させる。
【００４０】
搬送容器内で生成され、装置１に戻る追加のボイルオフガスのために、ボイルオフガスの流量は、装填モード中に大きく増加し得る。このより高い流量は、ＢＯＧ熱交換器フィード流の流量２５に比べて保持モード時より温かいＢＯＧバイパス流３５の流量を増加させることによって対応することができる。
【００４１】
一実施形態では、第２の設定温度は、保持モード中の設定値から装填モード中の異なる設定値へ徐々に下げられてもよい。この措置は、例えば、ＢＯＧ熱交換器４０に求められるデューティがその設計能力を超える場合に、実行されてもよい。
【００４２】
入力される第２の設定温度を下げることにより、温度制御されたＢＯＧ流の目標温度を減少させる。この措置は、ＢＯＧ熱交換器から求められるデューティの減少になる。ＢＯＧ熱交換器が、最大設計動作デューティに達する場合、この措置が、装填モード中に特に実行され得る。そのような温度制御されたＢＯＧ流の測定された第２の温度の減少により、例えば適宜のＢＯＧ圧縮機８０をその設計動作温度から遠ざけ、圧縮プロセスの効率を下げることになり得る。しかし、好ましくは、第２の設定温度および測定された第２の温度は、損傷を防ぐために、ＢＯＧ圧縮機の設計動作限界内で維持されるべきである。
【００４３】
代替として、いくつかの実施形態では、適宜の温められたＢＯＧ流の加熱器６５が、その温度をさらに増加させるために、温められたＢＯＧ流内に設けられてもよい。例えば、装填モード中に、万一、ＢＯＧフィード流の加熱要求が、ＢＯＧ熱交換器４０のデューティを超える場合、設けられていれば適宜の加熱器６５が使用されて、第１の測定された温度を第１の設定温度に向けて増加させ、および／または第１の設定温度で温められたＢＯＧ流の質量流量速度の増加をもたらすことができる。温められたＢＯＧ流の加熱器６５は、第１の温度制御装置によって制御することもできる。
【００４４】
このようにして、本明細書に開示された方法および装置は、温度制御されたＢＯＧ流５５を供給することができる。
好ましい実施形態では、本明細書に開示された方法および装置は、炭化水素フィード流の液化プロセスの一部として利用することができる。炭化水素フィード流は、冷却および液化される任意の適したガス流であり得るが、通常は天然ガスまたは石油貯留層から得られた天然ガス流である。代替として炭化水素フィード流は、別の源から得ることもでき、フィッシャー・トロプシュ法などの合成源も含まれる。
【００４５】
通常、天然ガス流は、メタンで実質的に構成される炭化水素組成物である。好ましくは、炭化水素フィード流は、少なくとも５０モル％のメタン、より好ましくは、少なくとも８０モル％のメタンを含有する。
【００４６】
天然ガスなどの炭化水素組成物は、Ｈ２Ｏ、Ｎ２、ＣＯ２、Ｈｇ、Ｈ２Ｓなどの非炭化水素、および他の硫黄化合物なども包含し得る。必要であれば、天然ガスは、冷却および任意の液化の前に前処理されてもよい。この前処理は、ＣＯ２およびＨ２Ｓなどの不要な成分の削減および／または除去、または早期冷却、事前加圧等などの他のステップを包含し得る。これらのステップは当業者によく知られているので、それらの機構は、ここではさらには述べない。
【００４７】
したがって、用語「炭化水素フィード流」は、洗浄、脱水および／またはスクラビングを含む任意の処理の前の組成物を含むこともでき、１つまたは複数の化合物または物質の削減および／または除去の処理を一部、実質的または全面的に受けた任意の組成物を含むことができ、硫黄、硫黄化合物、二酸化炭素、水、Ｈｇおよび１つまたは複数のＣ２＋炭化水素を含むが、これらに限定されない。
【００４８】
源に応じて、天然ガスは、特にエタン、プロパンおよびブタン、ならびにことによってはより少ない量のペンタンおよび芳香族炭化水素などのメタンより重い様々な量の炭化水素を含有してもよい。その組成は、ガスの種類および位置に応じて変わる。
【００４９】
従来から、メタンより重い炭化水素は、それら炭水化物にメタン液化プラントの部品を閉塞させ得る異なる凍結温度または液化温度を有するなどのいくつかの理由のために、任意の重要な冷却の前に炭化水素フィード流からできる限り効率的に除去される。脱メタン塔によって、Ｃ２＋炭化水素は、炭化水素フィード流から分離することができ、またはそれらの含有量が炭化水素フィード流中で減少させられ、この脱メタン塔は、メタンが豊富であるオーバーヘッド炭化水素流、およびＣ２＋炭化水素を含有する底部メタン希薄流を供給する。次いで、底部メタン希薄流は、液化石油ガス（ＬＰＧ）およびコンデンセート流を供給するためにさらなる分離器へ送ることができる。
【００５０】
分離後、そのように生成された炭化水素流は、冷却することができる。この冷却は、当技術分野で知られたいくつかの方法によって行われ得る。炭化水素流は、１つまたは複数の冷媒回路内の１つまたは複数の冷媒流に対して通過させられる。そのような冷媒回路は、少なくとも一部気化した冷媒流を圧縮して圧縮冷媒流を供給するために１つまたは複数の冷媒圧縮機を含み得る。次いで、圧縮冷媒流は、空気冷却器または水冷却器などの冷却器内で冷却されて、冷媒流を供給することができる。冷媒圧縮機は、１つまたは複数のタービンによって駆動されてもよい。
【００５１】
炭化水素流の冷却は、１つまたは複数の段階で実行することができる。初期冷却は、予冷却または補助冷却とも呼ばれ、予冷却用冷媒回路の予冷却用混合冷媒を用いて２つ以上の予冷却用熱交換器内で実行されて、予冷却された炭化水素流を供給することができる。好ましくは、予冷却された炭化水素流は、０℃未満の温度などで一部液化される。
【００５２】
好ましくは、そのような予冷却用熱交換器は、予冷却段階を含んでもよく、任意のその後の冷却が１つまたは複数の主熱交換器内で実行されて、１つまたは複数の主冷却段階および／または副冷却の冷却段階において炭化水素流の一部を液化する。
【００５３】
このようにして、２つ以上の冷却段階が含まれてもよく、それぞれの段階は、１つまたは複数のステップ、部分などを有する。例えば、それぞれの冷却段階は、１〜５個の熱交換器を備えてもよい。炭化水素流および／または混合冷媒、あるいは炭化水素流および／または混合冷媒の一部は、冷却段階の全てのおよび／または全て同じ熱交換器を通過しなくてもよい。
【００５４】
一実施形態では、炭化水素は、２つまたは３つの冷却段階を含む方法において冷却および液化することができる。好ましくは、予冷却段階は、炭化水素フィード流の温度を０℃未満、通常は−２０℃〜−７０℃の範囲内へ減少させることが意図される。
【００５５】
好ましくは、主冷却段階は、予冷却段階から分離している。すなわち、主冷却段階は、１つまたは複数の別個の主熱交換器を含む。好ましくは、主冷却段階は、炭化水素流の温度を、通常、予冷却段階によって冷却された炭化水素流の少なくとも一部を−１００℃未満へ減少させることが意図される。
【００５６】
２つ以上の予冷却用熱交換器または任意の主熱交換器として用いるための熱交換器は、当技術分野でよく知られている。好ましくは、予冷却用熱交換器は、シェル熱交換器およびチューブ熱交換器である。
【００５７】
好ましくは、主熱交換器のいずれかの少なくとも１つは、当技術分野で知られたスプール巻き極低温熱交換器である。適宜、熱交換器は、そのシェル内に１つまたは複数の冷却部分を備えてもよく、各冷却部分は、１つの冷却段階、または他の冷却位置とは別個の「熱交換器」とみなされてもよい。
【００５８】
別の実施形態では、混合した予冷却用冷媒流の一方または両方、および任意の混合主冷媒流は、１つまたは複数の熱交換器、好ましくは上記の２つ以上の予冷却用熱交換器および主熱交換器を通過させられて、冷却された混合冷媒流を供給することができる。
【００５９】
予冷却用冷媒回路または任意の主冷媒回路などの混合冷媒回路内の混合冷媒は、窒素、メタン、エタン、エチレン、プロパン、プロピレン、ブタン、ペンタンなどを含む群から選択される２つ以上の成分からなる混合物から形成することができる。１つまたは複数の他の冷媒が、別個の冷媒回路またはオーバーラップ冷媒回路、あるいは他の冷却回路内で使用されてもよい。
【００６０】
予冷却用冷媒回路は、混合した予冷却用冷媒を含み得る。主冷媒回路は、混合主冷媒を含み得る。本明細書中で言及されるような混合冷媒または混合冷媒流は、少なくとも５モル％の２つの異なる成分を含有する。より好ましくは、混合冷媒は、窒素、メタン、エタン、エチレン、プロパン、プロピレン、ブタンおよびペンタンを含む群からの２つ以上を含む。
【００６１】
予冷却用混合冷媒用の一般的な組成物は、以下の通りであり得る。
メタン（Ｃ１）      ０〜２０モル％
エタン（Ｃ２）      ５〜８０モル％
プロパン（Ｃ３）    ５〜８０モル％
ブタン（Ｃ４）      ０〜１５モル％
全体の組成は、１００モル％を含む。
【００６２】
主冷却用混合冷媒用の一般的な組成物は、以下の通りであり得る。
窒素                ０〜２５モル％
メタン（Ｃ１）      ２０〜７０モル％
エタン（Ｃ２）      ３０〜７０モル％
プロパン（Ｃ３）    ０〜３０モル％
ブタン（Ｃ４）      ０〜１５モル％
全体の組成は、１００モル％を含む。
【００６３】
予冷却された天然ガス流などの予冷却された炭化水素流は、さらに冷却されて、ＬＮＧ流などの液化された炭化水素流を供給することができる。液化後、液化された炭化水素流は、必要であれば、さらに処理されてもよい。一例として、得られた液化炭化水素は、１つまたは複数の膨張装置、例えばジュール・トムソン弁および／または極低温ターボ膨張機などによって減圧されてもよい。
【００６４】
本明細書に開示された別の実施形態では、液化された炭化水素流は、エンド・フラッシュ容器などのエンド・ガス／液体分離器を通過させられて、エンド・フラッシュ・ガス流オーバーヘッド（ｅｎｄ−ｆｌａｓｈ  ｇａｓ  ｓｔｒｅａｍ  ｏｖｅｒｈｅａｄ）、および液体底部流（ｌｉｑｕｉｄ  ｂｏｔｔｏｍ  ｓｔｒｅａｍ）を供給することができ、後者は、１つまたは複数の液化炭化水素保管タンク内に、ＬＮＧなどの液化生成物として保管されるためのものである。保管タンクなどからのボイルオフガスは、本明細書に記載された方法および装置により処理することができる。
【００６５】
図を参照すると、図２は、液化された炭化水素流１７５を供給するために、炭化水素フィード流１０５を取扱う、冷却するおよび液化する方法および装置１００を示す。液化された炭化水素流１７５は、液化炭化水素保管タンク１０へ送ることができ、液化炭化水素保管タンク１０は、ＢＯＧ流１５を供給することができ、ＢＯＧ流１５は、処理されて温度制御されたＢＯＧ流５５を生成するように処理され得る。
【００６６】
炭化水素フィード流１０５は、天然ガスなどの任意の炭化水素または混合物または複数種の炭化水素であり得る。炭化水素フィード流１０５は、処理装置１１０へ送ることができ、そこでフィード流は、酸性ガスなどの不要な汚染物質、およびより重い炭化水素を除去するように処理される。そのような処理は、当業者に知られている。酸性ガスは、溶媒抽出によってフィード流から除去されて、酸性ガス流９５ａを供給することができる。より重い炭化水素は、スクラブ塔などの１つまたは複数の分離塔における分離によって除去されて、天然ガス液（ＮＧＬ）を供給することができる。処理装置１１０を発つＮＧＬ流９５ｂが示されている。炭化水素フィード流１０５に存在する水の量も除外され得る。
【００６７】
処理装置１１０は、処理された炭化水素流１１５を供給する。処理された炭化水素流１１５は、炭化水素フィード流１０５に比べて、酸性ガスおよびＮＧＬの含有量が減少したメタンが豊富な流れである。
【００６８】
処理された炭化水素流１１５は、１つまたは複数の予冷却用熱交換器１２０を備える予冷却装置へ送ることができる。１つまたは複数の予冷却用熱交換器１２０は、予冷却用冷媒回路内の予冷却用冷媒などの冷媒に対して、処理された炭化水素流１１５を冷却して、予冷却された炭化水素流１２５を供給することができる。
【００６９】
次いで、予冷却された炭化水素流１２５は、予冷却流分流装置へ送ることができ、これは主冷却用炭化水素フィード流１４５およびプロセス流１３５ａを供給し、この場合、プロセス流１３５ａは、主冷却用炭化水素バイパス流である。
【００７０】
主冷却用炭化水素フィード流１４５は、１つまたは複数の主冷却用熱交換器１３０を含む主冷却用装置へ送ることができる。１つまたは複数の主冷却用熱交換器１３０は、主冷媒回路内の主冷媒などの冷媒に対して主冷却用炭化水素フィード流１４５を冷却し、それによって少なくとも部分的に、好ましくは完全に炭化水素を液化することができる。１つまたは複数の主熱交換器は、液化された炭化水素流１５５ａを供給する。液化された炭化水素流１５５ａは、少なくとも部分的に液化された炭化水素流であり、好ましくは完全に液化された炭化水素流である。
【００７１】
炭化水素流を冷却および液化するための予冷却回路および主冷媒回路の動作の一例は、米国特許第６，３７０，９１０号に見出すことができる。
少なくとも部分的に、好ましくは完全に、液化された炭化水素流１５５ａは、冷却されたプロセス流１９５と合流させられて、（合流後の）少なくとも部分的に、好ましくは完全に液化された炭化水素流１５５ｂを供給することができる。
【００７２】
次いで、（合流後の）少なくとも部分的に、好ましくは完全に液化された炭化水素流１５５ｂは、１つまたは複数のエンド膨張装置（end expansion device）１５０、例えばジュール・トムソン弁およびターボ膨張機の一方または両方などにおいて膨張させられて、膨張され部分的に液化された炭化水素流１６５を供給することができる。膨張され部分的に液化された炭化水素流１６５は、液体成分および気体成分を含有する二相流である。
【００７３】
膨張され部分的に液化された炭化水素流１６５は、エンド・フラッシュ容器などのエンド・ガス／液体分離器１６０へ送られて、底部流としての液化された炭化水素流１７５およびエンド・フラッシュ・ガスとしても知られるオーバーヘッド炭化水素流１８５を供給することができる。炭化水素フィード流１０５が天然ガスのときは、液化された炭化水素流１７５は、ＬＮＧ流であり得る。
【００７４】
液化された炭化水素流１７５は、液化炭化水素保管タンク１０の第１の入口３へ送ることができる。液化炭化水素保管タンク１０は、液化炭化水素を第２の出口６に供給するための潜液式ポンプ２１０を備えることができ、この出口６で液化炭化水素は、液化炭化水素フィード流２１５として保管タンク１０を発つ。液化炭化水素フィード流２１５は、液化炭化水素を、例えばＬＮＧ搬送器などの搬送容器内のさらなる保管タンク（図示せず）へ移送することができる。
【００７５】
搬送容器の装填中、ボイルオフガスは、さらなる保管タンクを冷却するおよび／または配管を液化炭化水素の温度に接続するプロセスにおいて生成され得る。このボイルオフガスは、装填ボイルオフガス流３１５として、液化炭化水素保管タンク１０の第２の入口４へ戻るように送られてもよい。必要であれば、装填ボイルオフガス流３１５の少なくとも一部は、導管３３５に沿ってボイルオフガス流１５に直接送られることができる。
【００７６】
導管３３５からの装填ボイルオフガスの一部を適宜含むことと共に、ＢＯＧ流１５は、オーバーヘッド炭化水素流１８５から、エンド・ガス／液体分離器１６０からのオーバーヘッド炭化水素を含むこともできる。
【００７７】
次いで、ＢＯＧ流１５は、本明細書に記載された方法および装置により処理されて、温度制御されたＢＯＧ流５５を供給することができる。
図２に示される実施形態では、ＢＯＧ流１５は、第１の分流装置２２０へ送られ、そこでＢＯＧ流１５は、ＢＯＧ熱交換器フィード流２５ａおよびＢＯＧバイパス流３５ａに分けられる。
【００７８】
ＢＯＧ熱交換器フィード流２５ａは、熱交換器フィード流流量制御弁２０へ送られ、熱交換器フィード流流量制御弁２０は、この流れの質量流量を制御して、（制御された）ＢＯＧ熱交換器フィード流２５ｂをＢＯＧ熱交換器４０の第１の入口４１に供給する。ＢＯＧバイパス流３５ａは、バイパス流流量制御弁３０へ送られ、バイパス流流量制御弁３０は、この流れの質量流量を制御して、（制御された）ＢＯＧバイパス流３５ｂを供給する。
【００７９】
ＢＯＧ流流量制御弁２０およびバイパス流流量制御弁３０は、流量制御駆動装置（図示せず）に接続されており、流量制御駆動装置は、弁の設定を制御する。流量制御駆動装置は、第２の温度制御装置６０から流量制御信号線６１に沿って流量制御信号を受信する。図１の実施形態との関連で述べられたように、流量制御弁２０、３０の設定の変更は、（制御された）ＢＯＧ熱交換器フィード流２５ｂ（およびしたがって温められたＢＯＧ流４５）と（制御された）ＢＯＧバイパス流３５ｂとの相対的質量流量を調節することになり、それによって温度制御されたＢＯＧ流５５の温度は、第２の設定温度、または第２の設定温度の近くで維持することができる。
【００８０】
温度制御されたＢＯＧ流５５は、次いで、ボイルオフガス圧縮機ノックアウトドラム７０の入口７１へ送ることができ、ボイルオフガス圧縮機ノックアウトドラム７０では、温度制御されたＢＯＧ流５５からの液体が除去されて、出口７２でボイルオフガス圧縮機フィード流７５をオーバーヘッド流として供給することができる。
【００８１】
ＢＯＧ圧縮機フィード流７５は、ボイルオフガス圧縮機８０の入口８１へ送ることができる。ＢＯＧ圧縮機フィード流７５は、温度制御されたＢＯＧ流５５から引き出されるので、ＢＯＧ圧縮機フィード流７５は、温度制御された流れである。したがって、ＢＯＧ圧縮機８０の吸込みは、制御された温度の流れを用いて行われる。この温度制御により、ＢＯＧ圧縮機８０の動作が、ＢＯＧ圧縮機８０の動作限界内で維持されることを可能にする。
【００８２】
ＢＯＧ熱交換器４０の動作に関しては、（制御された）ＢＯＧ熱交換器フィード流２５ｂの加温は、プロセス流によって与えられる。本実施形態では、プロセス流は、前述のように、予冷却流分流装置によって予冷却された炭化水素流１２５から供給される主冷却用炭化水素バイパス流１３５ａである。主冷却用炭化水素バイパス流１３５ａは、１つまたは複数の予冷却用熱交換器１２０、例えば少なくとも１つの低圧プロパン熱交換器などによって生成されるとき、一定の温度で供給することができる。
【００８３】
主冷却用炭化水素バイパス流１３５ａは、プロセス流弁１７０へ送られて、ＢＯＧ熱交換器４０の第２の入口４２へ送られる（制御された）主冷却用炭化水素バイパス流１３５ｂを供給する。（制御された）主冷却用炭化水素バイパス流１３５ｂの流量は、プロセス流弁１７０の設定によって制御される。プロセス流弁１７０の設定は、プロセス制御信号線５１に沿って第１の温度制御装置５０からプロセス制御信号を受信するプロセス流駆動装置によって制御される。このようにして、温められたＢＯＧ流４５の第１の温度は、（制御された）主冷却用炭化水素バイパス流１３５ｂの質量流量を変更することによって制御することができる。
【００８４】
ＢＯＧ熱交換器は、（制御された）主冷却用炭化水素バイパス流１３５ｂを（制御された）ＢＯＧ熱交換器フィード流２５ｂに対して冷却して、冷却された主冷却用炭化水素バイパス流１９５を冷却されたプロセス流として供給する。冷却された主冷却用炭化水素バイパス流１９５が、少なくとも部分的に、好ましくは完全に液化されるとき、冷却された主冷却用炭化水素バイパス流１９５は、１つまたは複数の主熱交換器１３０からの少なくとも部分的に、好ましくは完全に液化された炭化水素流１５５ａと合流させられて、（合流後の）少なくとも部分的に、好ましくは完全に液化された炭化水素流１５５ｂを供給することができる。このようにして、ボイルオフガスからの冷熱エネルギーの一部は、炭化水素プロセス流へ再循環することができ、それによってそれは、１つまたは複数の主熱交換器１３０の冷却デューティを減少させるために１つまたは複数の主熱交換器１３０をバイパスすることができる。
【００８５】
図３は、液化された炭化水素流１７５を供給するために、炭化水素フィード流１０５を取扱う、冷却するおよび液化する代替の方法および装置１００を示す。液化された炭化水素流１７５は、液化炭化水素保管タンク１０へ送ることができ、液化炭化水素保管タンク１０は、ＢＯＧ流１５を供給することができ、ＢＯＧ流１５は、温度制御されたＢＯＧ流５５を生成するように処理され得る。
【００８６】
本実施形態では、プロセス流１３５ｃは、１つまたは複数の主熱交換器１３０からの主冷媒を含む。特に、プロセス流１３５ｃは、米国特許第６，３７０，９１０号に記載されたもののように、混合冷媒回路内の混合冷媒分離装置から生じる軽い混合冷媒流であり得る。そのような軽い混合冷媒流は、幾分濃縮された混合冷媒流を形成し、典型的には混合冷媒分離装置によって気相を幾分濃縮された混合冷媒流から分離して軽い混合冷媒流を形成することによって混合冷媒流から生じ得る。軽い混合冷媒流１３５ｃは、ＢＯＧ熱交換器４０の第２の入口へ送られ、ＢＯＧ熱交換器４０で軽い混合冷媒流１３５ｃは、冷却された軽い混合冷媒流１９５ａを供給するようにＢＯＧ熱交換器フィード流２５に対して温められる。
【００８７】
この場合、ＢＯＧ熱交換器４０を通じての軽い混合冷媒の質量流量は、ＢＯＧ熱交換器４０の上流ではなく下流にあるプロセス流弁１７０ａによって制御される。プロセス流弁１７０ａは、（制御された）冷却された軽い混合冷媒流１９５ｂを供給し、軽い混合冷媒流１９５ｂは、１つまたは複数の熱交換器１３０に戻されることができる。プロセス流弁１７０ａは、第１の温度制御装置５０からプロセス制御信号線５１中のプロセス制御信号を用いて実現されるプロセス流駆動装置によって制御される。このようにして、温められたＢＯＧ流の第１の温度は、制御することができる。
【００８８】
プロセス流弁１７０ａは、二相流を有する低圧状態が弁の下流に生じることができるようにプロセス流の大きな圧力降下をもたらすことができる。ＢＯＧ熱交換器４０の下流にそのような低圧状態を生み出すことが好ましい。プロセス流弁１７０ａが、ＢＯＧ熱交換器４０の上流に位置する場合、交換器は、二相流に対応するようになされなければならない。このことは、ＢＯＧ熱交換器４０のコストを増大させ得る。
【００８９】
図３の実施形態は、第２の温度制御装置６０によって制御されるＢＯＧ流流量制御弁２０ａの代替の位置をやはり示す。ＢＯＧ流流量制御弁２０ａは、ＢＯＧ熱交換器フィード流２５内のＢＯＧ熱交換器４０の上流に位置するのではなく、熱交換器４０の第１の出口４３から出る温められたＢＯＧ流４５ａ内の下流に設けられる。温められたＢＯＧ流４５ａは、ＢＯＧ流流量制御弁２０ａへ送られ、ＢＯＧ流流量制御弁２０ａは、第１の合流装置２３０において（制御された）ＢＯＧバイパス流３５ｂと合流させられることになる（制御された）温められたＢＯＧ流４５ｂを供給する。したがって、ＢＯＧ熱交換器４０の下流にあるＢＯＧ流流量制御弁２０ａは、温められたＢＯＧ流／ＢＯＧ熱交換器フィード流２５の質量流量を制御するように働く。バイパス流流量制御弁３０との組み合わせで、温められたＢＯＧ流／ＢＯＧ熱交換器フィード流２５とＢＯＧバイパス流３５ａ／（制御された）ＢＯＧバイパス流３５ｂとの相対的質量流量を制御して、第２の設定温度で温度制御されたＢＯＧ流を供給することが可能である。
【００９０】
第１の温度制御装置５０は、ＢＯＧ流流量制御弁２０ａの上流または下流に位置することができる。図３は、温められたＢＯＧ流４５ａ中のＢＯＧ流流量制御弁２０ａの上流に位置する第１の温度制御装置５０を示す。ＢＯＧ流流量制御弁２０ａの上流に第１の温度制御装置５０を配置することによって、第１の温度は、ＢＯＧ流流量制御弁２０ａの動作から生じる温められたＢＯＧ流４５ａの何らかの流量変化の前に決定することができる。
【００９１】
代替の実施形態（図示せず）では、第１の温度制御装置５０は、冷却されたプロセス流１９５の温度を測定するように位置することができる。この場合、プロセス流弁１７０ａの動作から生じる冷却されたプロセス流１９５の何らかの圧力または温度の変化の前に第１の温度が決定することができるように、第１の温度制御装置５０は、ＢＯＧ熱交換器４０とプロセス流弁１７０ａの間に配置されることが好ましい。したがって、第１の設定温度は、図１および図２の実施形態に提案されたものとは異なり、冷却されたプロセス流１９５について−１３７〜−１６２℃の範囲内であり得る。
【００９２】
本発明は、そのような場合に限定されないが、上記の技術は、液化施設が複数の動作モードの間で移行するときなど、ボイルオフガス流の温度が変わり得る場合に特に有利であることは当業者には明らかであろう。
【００９３】
保持モードにあるときは、ボイルオフガスは、主として極低温保管タンクから生成される。ボイルオフガスの温度は、極低温に近いものとなる。例えば、液化炭化水素が液化天然ガス（ＬＮＧ）である場合、保管タンクからのボイルオフガスは、−１５０℃未満の温度であり得る。
【００９４】
しかし、ＬＮＧ搬送容器などの液化炭化水素搬送器が、液化施設からＬＮＧを受け入れるために到着すると、この施設は、保持モードから装填モードへ移行することになる。装填モード中、液化施設の極低温保管タンクと液化炭化水素搬送器を接続する配管、および液化炭化水素搬送器の極低温保管タンクは、極低温より温かいものであり得る。したがって、装填プロセスは、接続配管を通過し、搬送器保管タンクに入る液化炭化水素からボイルオフガスを生成する可能性があり、このボイルオフガスは、保持モード時に液化施設の極低温保管タンクによって生成されるボイルオフガスよりかなり温かい。このことは、液化炭化水素自体が接続配管および搬送器保管タンクの冷却を行うために使用される場合に特にそのようになる。加えて、搬送容器で発生したボイルオフガスを液化施設へ送る送風機は、ガスを過熱し、ボイルオフガスの温度を上昇させ得る。
【００９５】
さらに、保持モードに比べて装填モード中、保管タンクと搬送容器を接続する追加の配管、および搬送容器の保管タンクのために、かなりより大量のボイルオフガスが生成される可能性がある。
【００９６】
したがって、液化施設の装填モードの少なくとも初期段階中、ボイルオフガスは、より高い温度でかつ保持モード中に生成されるものよりも大量に生成される可能性がある。
保持モード中、ボイルオフガス流の温度および質量流量速度は、装填モード中に比べて低いものであり得る。第１の温度制御装置は、第１の設定温度に達するまでＢＯＧ熱交換器フィード流を温めるためにＢＯＧ熱交換器に必要な熱を与えるようにプロセス流の質量流量を変更することによって、測定された第１の温度を第１の設定値で維持するように動作することができる。
【００９７】
第２の温度制御装置の第２の設定温度が第１の設定温度未満であるように選択されるとき、これは、より冷たいＢＯＧバイパス流と合流させることによって第２の設定温度まで温められたＢＯＧ流の温度を下げることによって実現することができる。ＢＯＧバイパス流は、ＢＯＧ熱交換器に通過されていないので、第１の設定温度より低い温度であり得る。通常、ＢＯＧバイパス流は、やはり第２の設定温度より冷たい。第２の温度制御装置は、第２の設定温度を実現するように、温められたＢＯＧ流およびＢＯＧバイパス流の一方または両方の相対的質量流量速度を制御することができる。
【００９８】
例えば、測定された第２の温度が第２の設定温度より高いとき、第２の温度制御装置は、ＢＯＧバイパス流の質量流量速度を増加および／またはＢＯＧ熱交換器フィード流の質量流量速度を減少させることができる。測定された第２の温度が第２の設定温度より低いとき、第２の温度制御装置は、ＢＯＧバイパス流の質量流量速度を減少および／またはＢＯＧ熱交換器フィード流の質量流量速度を増加させることができる。
【００９９】
この施設が、装填モードへ移行するとき、ボイルオフガス流の温度および質量流量は、保持モードに比べて増加し得る。第１の温度制御装置は、プロセス流の質量流量速度を変えてＢＯＧ熱交換器のデューティを変更することによって、温められたＢＯＧ流を第１の設定温度に維持するように作用することができる。これは、追加の加温をより高い流量のＢＯＧフィード流に与えるようにプロセス流の流量を増加すること、またはそのより高い温度の結果としてＢＯＧフィード流のより少ない加温が必要とされる場合にプロセス流の流量を減少させることを伴い得る。
【０１００】
一実施形態では、ＢＯＧ熱交換器は、最大必要デューティをＢＯＧフィード流に与えるような大きさに作製することができることが明らかであろう。装填モード中、ＢＯＧ流の流量の増加に起因する追加のデューティは、ＢＯＧ流の温度の増加の結果として、通常、デューティの減少を超えることになる。したがって、装填モードは、最大ＢＯＧ熱交換器デューティを生成することができる。
【０１０１】
すでに述べたように、第２の温度制御装置の第２の設定温度が、第１の設定温度未満であるように選択されるとき、温められたＢＯＧ流の温度は、ＢＯＧバイパス流と合流させることによって第２の設定温度まで下げられることになる。保持モードから装填モードへ移るとき、温められたＢＯＧ流を冷却するために使用されるＢＯＧバイパス流の温度は増加することになる。これは、第２の温度制御装置によって測定された第２の温度の上昇として検出される。したがって、第２の温度制御装置は、ＢＯＧバイパス流の流量を増加させ、および／またはＢＯＧ熱交換器フィード流の流量を減少させて、温度制御されたＢＯＧ流の温度を第２の設定温度に向けて下げるように動作することができる。別な見方をすると、ＢＯＧ熱交換器内で加熱されていないので温められたＢＯＧ流より低い温度であるＢＯＧバイパス流は、下流でＢＯＧ熱交換器へ送られる温められたＢＯＧ流の冷却を行うことができる。
【０１０２】
保持モードにシステムが戻ると、ボイルオフガス流の温度および流量は、低下し得る。これは、ＢＯＧバイパス流の温度の降下の結果として第２の設定温度未満への第２の測定された温度の低下として検出され得る。このため、ＢＯＧバイパス流の流量は維持されることが好ましい。第２の温度制御装置は、温度制御されたＢＯＧ流の温度を第２の設定温度に向けて上昇させるために、ＢＯＧバイパス流の流量を下げる、および／またはＢＯＧ熱交換器フィード流の流量を増加させることによって対応する。
【０１０３】
第１の温度制御装置は、ＢＯＧ熱交換器フィード流の温度の降下の結果とする第１の設定温度未満への測定された第１の温度の低下を検出することもでき、プロセス流によって与えられるデューティの変化がない場合、それにより、温められたＢＯＧ流の温度の降下になる。第１の温度制御装置は、現在より低い温度のＢＯＧ熱交換器フィード流の追加の冷却を行うためにプロセス流の流量を増加させることによって応じることができ、それにより第１の設定温度に向けて温められたＢＯＧ流の温度が増加することになる。この場合、第１の温度制御装置および第２の温度制御装置は、測定された第１の温度および第２の温度の減少を同時に検出することができる。
【０１０４】
このようにして、温度制御されたボイルオフガス流は、所望の温度でＢＯＧ圧縮機へ供給することができる。そのような温度は、ボイルオフガス流およびプロセス流の温度の範囲内であり得る。ボイルオフガス流の温度は、施設が保持モードにあるか、装填モード時にあるかによって決まり得る。本発明は、保持モード中などにあまりに低い温度の流れがＢＯＧ圧縮機へ送られるのを、プロセス流から加温を与えることによって防ぐように働くことができる。
【０１０５】
本発明は添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、多くの様々なやり方で実行することができることを当業者は理解されよう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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