(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原油随伴ガス処理プラントにおける熱源との交換により加熱用流体ストリームを加熱するように構成された廃熱回収熱交換器と；
ゴスワミサイクルエネルギー変換システムとを備え；
前記ゴスワミサイクルエネルギー変換システムは、
前記加熱された加熱用流体ストリームとの交換により、アンモニアと水とを含む作動用流体の第１の部分を加熱するように構成された第１群のエネルギー変換システム熱交換器と；
前記作動用流体の第２の部分を加熱するように構成された第２群のエネルギー変換システム熱交換器であって、
前記作動用流体の液体ストリームとの交換により前記作動用流体の前記第２の部分を加熱するように構成された第１の熱交換器と、
前記第１の熱交換器から前記作動用流体の前記第２の部分を受容して、前記加熱された加熱用流体ストリームとの交換により前記作動用流体の前記第２の部分を加熱するように構成された第２の熱交換器と、
を含む第２群のエネルギー変換システム熱交換器と；
前記作動用流体の前記加熱された第１の部分及び第２の部分を受容して、前記作動用流体の蒸気ストリームと前記作動用流体の前記液体ストリームとを出力するように構成された分離器と；
前記作動用流体の前記蒸気ストリームの第１の部分の膨張により電力を発生するように構成された第１のタービン及び発電機と；
前記作動用流体の前記蒸気ストリームの冷却された第２の部分との交換により、低温化用流体ストリームを冷却するように構成された１つ以上の冷却要素を含む冷却サブシステムと；
前記作動用流体の前記液体ストリームから電力を発生するように構成された第２のタービンとを有する；
システム。
【請求項２】
前記１つ以上の冷却要素は、５０ＭＭＢｔｕ／時と１５０ＭＭＢｔｕ／時との間の熱デューティを有する、
請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記１つ以上の冷却要素は、前記低温化用流体ストリームを３５°Ｆ（約１．６７℃）から４５°Ｆ（約７．２２℃）の温度に冷却するように構成された；
請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記冷却サブシステムは、前記分離器から受容された前記作動用流体の前記蒸気ストリームの前記第２の部分を冷却するように構成された第２の冷却要素を備える、
請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記冷却サブシステムは、
前記冷却要素から前記作動用流体の前記蒸気ストリームの前記冷却された第２の部分を受容するように構成された第２の分離器と；
前記第２の分離器から出力された蒸気相の膨張により電力を発生するように構成された第３のタービン及び発電機とを備える；
請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記冷却サブシステムは、前記低温化用流体ストリームの少なくとも一部を冷却して少なくとも２００ＭＭＢｔｕ／時のプラント内冷却容量を産生するように構成されている、
請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記第３のタービン及び発電機は、少なくとも６ＭＷの電力を発生するように構成されている、
請求項５に記載のシステム。
【請求項８】
前記冷却サブシステムは、前記低温化用流体ストリームの少なくとも一部を冷却して少なくとも７５ＭＭＢｔｕ／時の外気冷却容量を産生するように構成されている、
請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記冷却サブシステムは、前記低温化用流体ストリームの少なくとも一部を冷却して少なくとも１２００ＭＭＢｔｕ／時の外気冷却容量を産生するように構成されている、
請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記１つ以上の冷却要素は、
前記原油随伴ガス処理プラントにおけるプラント内冷却のためのプラント内低温化用流体ストリームを冷却するように構成された少なくとも１つのプラント内冷却要素と；
外気冷却のための周辺低温化用流体ストリームを冷却するように構成された少なくとも１つの周辺冷却要素とを備える；
請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記周辺冷却要素の熱デューティは、１２００ＭＭＢｔｕ／時と１４００ＭＭＢｔｕ／時との間である、
請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記蒸気ストリームの前記第２の部分における前記作動用流体の量と、前記蒸気ストリームの前記第１の部分における前記作動用流体の量との比は調節可能である、
請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記蒸気ストリームの前記第２の部分における前記作動用流体の量と、前記蒸気ストリームの前記第１の部分における前記作動用流体の量との比は０．１と０．３との間である、
請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記蒸気ストリームの前記第２の部分における前記作動用流体の量と、前記蒸気ストリームの前記第１の部分における前記作動用流体の量との比は１である、
請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記第１のタービン及び発電機は、少なくとも４０ＭＷの電力を発生するように構成されている、
請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記第２のタービンは、１ＭＷと２ＭＷとの間の電力を発生するように構成されている、
請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記エネルギー変換システムは、前記作動用流体を、１１．５ｂａｒと１２．５ｂａｒとの間の圧力へ加圧するように構成されたポンプを備える、
請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
蓄積タンクを備え、
前記加熱用流体ストリームは、前記蓄積タンクから、前記廃熱回収熱交換器を通り、前記ゴスワミサイクルエネルギー変換システムを通って、前記蓄積タンクへ戻るように流れる、
請求項１に記載のシステム。
【請求項１９】
前記廃熱回収熱交換器は、前記ガス処理プラントの入口領域におけるスラグキャッチャからの蒸気ストリームとの交換により前記加熱用流体ストリームを加熱するように構成されている、
請求項１に記載のシステム。
【請求項２０】
前記廃熱回収熱交換器は、前記ガス処理プラントにおけるＤＧＡストリッパからの出力ストリームとの交換により前記加熱用流体ストリームを加熱するように構成されている、
請求項１に記載のシステム。
【請求項２１】
前記廃熱回収熱交換器は、前記ガス処理プラントにおけるスイートガスストリーム及びセールスガスストリームのうちの１つ以上との交換により前記加熱用流体ストリームを加熱するように構成されている、
請求項１に記載のシステム。
【請求項２２】
前記廃熱回収熱交換器は、前記ガス処理プラントにおける前記ガス処理プラントのプロパン冷凍ユニット内のプロパンヘッダーとの交換により前記加熱用流体ストリームを加熱するように構成されている、
請求項１に記載のシステム。
【請求項２３】
廃熱回収熱交換器を介して、原油随伴ガス処理プラントにおける熱源との交換により加熱用流体ストリームを加熱するステップと；
ゴスワミサイクルエネルギー変換システムにおいて、電力及び冷却能力の一方又は両方を発生するステップとを備え；
前記電力及び冷却能力の一方又は両方を発生するステップは、
第１群のエネルギー変換システム熱交換器を介して、前記加熱された加熱用流体ストリームとの交換により、アンモニアと水とを含む作動用流体の第１の部分を加熱するステップと；
第２群のエネルギー変換システム熱交換器を介して、前記作動用流体の第２の部分を加熱するステップであって、
第１の熱交換器を介して、前記作動用流体の液体ストリームとの交換により前記作動用流体の前記第２の部分を加熱するステップと、
第２の熱交換器を介して、前記加熱された加熱用流体ストリームとの交換により前記作動用流体の前記第２の部分を加熱するステップと、
を含む前記作動用流体の第２の部分を加熱するステップと；
前記作動用流体の前記加熱された第１の部分及び第２の部分を、前記作動用流体の蒸気ストリームと前記作動用流体の前記液体ストリームとに分離するステップと；
第１のタービン及び発電機により、前記作動用流体の前記蒸気ストリームの第１の部分の膨張によって電力を発生するステップと；
前記作動用流体の前記蒸気ストリームの冷却された第２の部分との交換により、低温化用流体ストリームを冷却するステップと；
第２のタービンにより、前記作動用流体の前記液体ストリームから電力を発生するステップとを有する；
方法。
【請求項２４】
前記第１のタービン及び発電機によって発電するステップは、少なくとも４０ＭＷを発生する、
請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記エネルギー変換システムの作動中に、前記蒸気ストリームの前記第２の部分における前記作動用流体の量と、前記蒸気ストリームの前記第１の部分における前記作動用流体の量との比を調節するステップを備える、
請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
低温化用流体ストリームを冷却するステップは、少なくとも２００ＭＭＢｔｕ／時のプラント内冷却容量を産生するように前記低温化用流体ストリームの少なくとも一部を冷却するステップを備える、
請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
低温化用流体ストリームを冷却するステップは、少なくとも７５ＭＭＢｔｕ／時の外気冷却容量を産生するように前記低温化用流体ストリームの少なくとも一部を冷却するステップを備える、
請求項２３に記載の方法。
【請求項２８】
低温化用流体ストリームを冷却するステップは、少なくとも１２００ＭＭＢｔｕ／時の外気冷却容量を産生するように前記低温化用流体ストリームの少なくとも一部を冷却するステップを備える、
請求項２３に記載の方法。
【請求項２９】
前記作動用流体の前記蒸気ストリームの前記冷却された第２の部分の少なくとも一部の膨張により、第３のタービン及び発電機によって電力を発生するステップを備える、
請求項２３に記載の方法。
【請求項３０】
前記加熱用流体ストリームを、蓄積タンクから、前記廃熱回収熱交換器を通り、前記ゴスワミサイクルエネルギー変換システムを通って、前記蓄積タンクへ戻るように流れるステップを備える、
請求項２３に記載の方法。
【請求項３１】
前記ガス処理プラントの入口領域におけるスラグキャッチャからの蒸気ストリームとの交換により前記加熱用流体ストリームを加熱するステップを備える、
請求項２３に記載の方法。
【請求項３２】
前記ガス処理プラントにおけるＤＧＡストリッパからの出力ストリームとの交換により前記加熱用流体ストリームを加熱するステップを備える、
請求項２３に記載の方法。
【請求項３３】
前記ガス処理プラントにおけるスイートガスストリーム及びセールスガスストリームのうちの１つ以上との交換により前記加熱用流体ストリームを加熱するステップを備える、
請求項２３に記載の方法。
【請求項３４】
前記ガス処理プラントにおける前記ガス処理プラントのプロパン冷凍ユニット内のプロパンヘッダーとの交換により前記加熱用流体ストリームを加熱するステップを備える、
請求項２３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１５年８月２４日に出願された米国特許出願第６２／２０９，１４７号及び２０１５年１２月２２日に出願された米国特許出願第１４／９７８，０３５号に基づく優先権を主張し、当該米国特許出願の記載内容を援用する。
【背景技術】
【０００２】
天然ガスと原油は共通の貯留層で見つかることがある。場合によっては、ガス処理プラントは、共通の不純物、例えば、水、二酸化炭素、及び硫化水素を除去することにより未処理の天然ガスを精製することができる。天然ガスを不純にする物質には経済的価値を有するものがあり、それらをさらに処理したり、販売したり、又は処理及び販売したりすることができる。原油随伴ガス処理プラントは多くの場合、多量の廃熱を環境へ放出する。
【発明の概要】
【０００３】
一の態様において、システムは、原油随伴ガス処理プラントにおける熱源との交換により加熱用流体ストリームを加熱するように構成された廃熱回収熱交換器を含む。このシステムは、改良型ゴスワミサイクルエネルギー変換システムを含む。改良型ゴスワミサイクルエネルギー変換システムは、加熱された加熱用流体ストリームとの交換により、アンモニアと水とを含む作動用流体の第１の部分を加熱するように構成された第１群のエネルギー変換システム熱交換器を含む。改良型ゴスワミサイクルエネルギー変換システムは、動用流体の第２の部分を加熱するように構成された第２群のエネルギー変換システム熱交換器を含み、第２群のエネルギー変換システム熱交換器は、作動用流体の液体ストリームとの交換により作動用流体の第２の部分を加熱するように構成された第１の熱交換器と、第１の熱交換器から作動用流体の第２の部分を受容して、加熱された加熱用流体ストリームとの交換により作動用流体の第２の部分を加熱するように構成された第２の熱交換器とを含む。改良型ゴスワミサイクルエネルギー変換システムは、作動用流体の加熱された第１の部分及び第２の部分を受容して、作動用流体の蒸気ストリームと作動用流体の液体ストリームとを出力するように構成された分離器を含む。改良型ゴスワミサイクルエネルギー変換システムは、作動用流体の蒸気ストリームの第１の部分の膨張により電力を発生するように構成された第１のタービン及び発電機を含む。改良型ゴスワミサイクルエネルギー変換システムは、作動用流体の蒸気ストリームの冷却された第２の部分との交換により、低温化用流体ストリームを冷却するように構成された１つ以上の冷却要素を含む冷却サブシステムを含む。改良型ゴスワミサイクルエネルギー変換システムは、作動用流体の液体ストリームから電力を発生するように構成された第２のタービンを含む。
【０００４】
実施の形態は、以下の特徴の１つ以上を含むことができる。
【０００５】
１つ以上の冷却要素は、５０ＭＭＢｔｕ／ｈ（単位時間あたり百万英熱量（Ｂｔｕ））（約５２７５３ＭＪ／ｈ（ＭＷ））と１５０ＭＭＢｔｕ／ｈ（約１５８２５８ＭＪ／ｈ（ＭＷ））との間の熱デューティを有する。１つ以上の冷却要素は、低温化用流体ストリームを３５°Ｆ（約１．６７℃）から４５°Ｆ（約７．２２℃）の温度に冷却するように構成されている。
【０００６】
冷却サブシステムは、分離器から受容された作動用流体の蒸気ストリームの第２の部分を冷却するように構成された第２の冷却要素を含む。
【０００７】
冷却サブシステムは、第１の冷却要素から作動用流体の蒸気ストリームの冷却された第２の部分を受容するように構成された第２の分離器と；第２の分離器から出力された蒸気相の膨張により電力を発生するように構成された第３のタービン及び発電機とを含む。第３のタービン及び発電機は、少なくとも６ＭＷ（メガワット）の電力を発生するように構成されている。
【０００８】
冷却サブシステムは、低温化用流体ストリームの少なくとも一部を冷却して少なくとも２００ＭＭＢｔｕ／ｈ（約２１１０１１ＭＪ／ｈ（ＭＷ））のプラント内冷却容量を産生するように構成されている。冷却サブシステムは、低温化用流体ストリームの少なくとも一部を冷却して少なくとも７５ＭＭＢｔｕ／ｈ（約７９１２９ＭＪ／ｈ（ＭＷ））の外気冷却容量を産生するように構成されている。冷却サブシステムは、低温化用流体ストリームの少なくとも一部を冷却して少なくとも１２００ＭＭＢｔｕ／ｈ（約１２６６０６７ＭＪ／ｈ（ＭＷ））の外気冷却容量を産生するように構成されている。
【０００９】
１つ以上の冷却要素は、原油随伴ガス処理プラントにおけるプラント内冷却のためのプラント内低温化用流体ストリームを冷却するように構成された少なくとも１つのプラント内冷却要素と；外気冷却のための周辺低温化用流体ストリームを冷却するように構成された少なくとも１つの周辺冷却要素とを含む。周辺冷却要素の熱デューティは、１２００ＭＭＢｔｕ／ｈ（約１２６６０６７ＭＪ／ｈ（ＭＷ））と１４００ＭＭＢｔｕ／ｈ（約１４７７０７８ＭＪ／ｈ（ＭＷ））との間である。
【００１０】
蒸気ストリームの第２の部分における作動用流体の量と、蒸気ストリームの第１の部分における作動用流体の量との比は調節可能である。蒸気ストリームの第２の部分における作動用流体の量と、蒸気ストリームの第１の部分における作動用流体の量との比は０．１と０．３との間である。蒸気ストリームの第２の部分における作動用流体の量と、蒸気ストリームの第１の部分における作動用流体の量との比は１である。
【００１１】
第１のタービン及び発電機は、少なくとも４０ＭＷの電力を発生するように構成されている。第２のタービンは１ＭＷと２ＭＷとの間の電力を発生するように構成されている。
【００１２】
エネルギー変換システムは、作動用流体を、１１．５ｂａｒ（１．１５ＭＰａ）と１２．５ｂａｒ（１．２５ＭＰａ）との間の圧力へ加圧するように構成されたポンプを含む。
【００１３】
このシステムは、蓄積タンクを含み、加熱用流体ストリームは、蓄積タンクから、廃熱回収交換器を通り、改良型ゴスワミサイクルエネルギー変換システムを通って、蓄積タンクへ戻るように流れる。
【００１４】
廃熱回収熱交換器は、ガス処理プラントの入口領域におけるスラグキャッチャからの蒸気ストリームとの交換により加熱用流体ストリームを加熱するように構成されている。廃熱回収熱交換器は、ガス処理プラントにおけるジグリコールアミン（ＤＧＡ）ストリッパからの出力ストリームとの交換により加熱用流体ストリームを加熱するように構成されている。廃熱回収熱交換器は、ガス処理プラントにおけるスイートガスストリーム及びセールスガスストリームのうちの１つ以上との交換により加熱用流体ストリームを加熱するように構成されている。廃熱回収熱交換器は、ガス処理プラントにおけるガス処理プラントのプロパン冷凍ユニット内のプロパンヘッダーとの交換により加熱用流体ストリームを加熱するように構成されている。
【００１５】
一の態様において、方法は、廃熱回収熱交換器を介して、原油随伴ガス処理プラントにおける熱源との交換により加熱用流体ストリームを加熱するステップを含む。この方法は、改良型ゴスワミサイクルエネルギー変換システムにおいて電力及び冷却能力の一方又は両方を発生するステップを含む。改良型ゴスワミサイクルエネルギー変換システムにおいて電力及び冷却能力の一方又は両方を発生するステップは、第１群のエネルギー変換システム熱交換器を介して、加熱された加熱用流体ストリームとの交換により、アンモニアと水とを含む作動用流体の第１の部分を加熱するステップを含む。改良型ゴスワミサイクルエネルギー変換システムにおいて電力及び冷却能力の一方又は両方を発生するステップは、第２群のエネルギー変換システム熱交換器を介して作動用流体の第２の部分を加熱するステップを含み、このステップは、第１の熱交換器を介して、作動用流体の液体ストリームとの交換により作動用流体の第２の部分を加熱するステップと、第２の熱交換器を介して、加熱された加熱用流体ストリームとの交換により作動用流体の第２の部分を加熱するステップとを含む。改良型ゴスワミサイクルエネルギー変換システムにおいて電力及び冷却能力の一方又は両方を発生するステップは、作動用流体の加熱された第１の部分及び第２の部分を、作動用流体の蒸気ストリームと作動用流体の液体ストリームとに分離するステップと；第１のタービン及び発電機により、作動用流体の蒸気ストリームの第１の部分の膨張によって電力を発生するステップと；作動用流体の蒸気ストリームの冷却された第２の部分との交換により、低温化用流体ストリームを冷却するステップと；第２のタービンにより、作動用流体の液体ストリームから電力を発生するステップとを含む。
【００１６】
実施の形態は、以下の特徴の１つ以上を含むことができる。
【００１７】
第３のタービン及び発電機によって発電するステップは、少なくとも４０ＭＷを発生するステップを含む。
【００１８】
この方法は、エネルギー変換システムの作動中に、蒸気ストリームの第２の部分における作動用流体の量と、蒸気ストリームの第１の部分における作動用流体の量との比を調節するステップを含む。
【００１９】
低温化用流体ストリームを冷却するステップは、少なくとも２００ＭＭＢｔｕ／ｈ（約２１１０１１ＭＪ／ｈ（ＭＷ））のプラント内冷却容量を産生するように低温化用流体ストリームの少なくとも一部を冷却するステップを含む。低温化用流体ストリームを冷却するステップは、少なくとも７５ＭＭＢｔｕ／ｈ（約７９１２９ＭＪ／ｈ（ＭＷ））の外気冷却容量を産生するように低温化用流体ストリームの少なくとも一部を冷却するステップを含む。低温化用流体ストリームを冷却するステップは、少なくとも１２００ＭＭＢｔｕ／ｈ（約１６６０６７ＭＪ／ｈ（ＭＷ））の外気冷却容量を産生するように低温化用流体ストリームの少なくとも一部を冷却するステップを含む。
【００２０】
この方法は、作動用流体の蒸気ストリームの冷却された第２の部分の少なくとも一部の膨張により、第３のタービン及び発電機によって電力を発生するステップを含む。
【００２１】
この方法は、加熱用流体ストリームを、蓄積タンクから、廃熱回収交換器を通り、改良型ゴスワミサイクルエネルギー変換システムを通って、蓄積タンクへ戻るように流れるステップを含む。
【００２２】
この方法は、ガス処理プラントの入口領域におけるスラグキャッチャからの蒸気ストリームとの交換により加熱用流体ストリームを加熱するステップを含む。この方法は、ガス処理プラントにおけるＤＧＡストリッパからの出力ストリームとの交換により加熱用流体ストリームを加熱するステップを含む。この方法は、ガス処理プラントにおけるスイートガスストリーム及びセールスガスストリームのうちの１つ以上との交換により加熱用流体ストリームを加熱するステップを含む。この方法は、ガス処理プラントにおけるガス処理プラントのプロパン冷凍ユニット内のプロパンヘッダーとの交換により加熱用流体ストリームを加熱するステップを含む。
【００２３】
一の態様において、システムは、原油随伴ガス処理プラントにおける熱源との交換により加熱用流体ストリームを加熱するように構成された廃熱回収熱交換器と；加熱された加熱用流体ストリームとの交換により作動用流体を加熱するように構成されたエネルギー変換システム熱交換器と；タービン及び発電機を含むエネルギー変換システムとを含み、タービン及び発電機は加熱された作動用流体の膨張により電力を発生するように構成されている。
【００２４】
実施の形態は、以下の特徴の１つ以上を含むことができる。
【００２５】
このエネルギー変換システムは有機ランキンサイクルを含む。タービンと発電機は、少なくとも約６５ＭＷ（メガワット）の電力、例えば少なくとも約８０ＭＷの電力、を発生するように構成される。このエネルギー変換システムは、エネルギー変換流体を約１２ｂａｒ（１．２ＭＰａ）未満の圧力に加圧するように構成されるポンプを含む。作動用流体はイソブタンを含む。
【００２６】
このエネルギー変換システムはカリーナサイクルを含む。作動用流体はアンモニア及び水を含む。タービン及び発電機は、少なくとも約６５ＭＷの電力、例えば少なくとも約８４ＭＷの電力、を発生するように構成される。このエネルギー変換システムは、作動用流体を約２５ｂａｒ（２．５ＭＰａ）未満、例えば約２２ｂａｒ（２．２ＭＰａ）未満の圧力、に加圧するように構成されるポンプを含む。
【００２７】
このエネルギー変換システムは、改良されたゴスワミサイクルを含む。この改良されたゴスワミサイクルは、低温化用流体ストリームを冷却するチラーを含む。作動用流体の第１の部分はタービンに入り、作動用流体の第２の部分はチラーを通って流れる。チラーは、作動用流体の第２の部分との交換により低温化用流体ストリームを冷却するように構成される。冷却された低温化用流体ストリームは、ガス処理プラントでの冷却に用いられる。チラーは、少なくとも約２１０ＭＭＢｔｕ／時（毎時百万英熱単位（Ｂｔｕ））（約２２１５６２ＭＪ／ｈ（ＭＷ））のプラント内冷却容量を産生するように構成される。冷却された低温化用流体ストリームは外気の冷却に用いられる。冷却された低温化用流体ストリームは、ガス処理プラントにおける外気冷却に用いられる。チラーは、少なくとも約８０ＭＭＢｔｕ／時（約８４４０５ＭＪ／ｈ（ＭＷ））の外気冷却容量を産生するように構成される。冷却された低温化用流体ストリームは、ガス処理プラント外のコミュニティの外気冷却に用いられる。チラーは、少なくとも約１３００ＭＭＢｔｕ／時（約１３７１５７３ＭＪ／ｈ（ＭＷ））の外気冷却容量を産生するように構成されている。タービンを通って流れる作動用流体の量と、チラーを通って流れる作動用流体の量との比は、エネルギー変換システムの稼働中に調節可能である。その比をゼロとすることもできる。タービンと発電機は、少なくとも約５３ＭＷの電力を発生するように構成される。このエネルギー変換システムは、作動用流体を約１４ｂａｒ（１．４ＭＰａ）未満の圧力に加圧するように構成されるポンプを含む。作動用流体はアンモニアと水を含む。作動用流体は、気相でタービンに入る。タービンに入る作動用流体は、エネルギー変換サイクルの他の部分の作動用流体と比較して、アンモニアリッチである。このシステムは、液体の作動用流体から電力を発生するように構成される高圧回収タービンを含む。高圧回収タービンは、少なくとも約１ＭＷの電力を発生するように構成される。この高圧回収タービンに入る液体の作動用流体は、エネルギー変換サイクルの他の部分の作動用流体と比較して、アンモニアリーンである。
【００２８】
加熱用流体ストリームはオイルを含む。システムは蓄積タンクを含む。加熱用流体ストリームは、蓄積タンクから廃熱回収熱交換器を通り、エネルギー変換システム熱交換器を通って流れ、蓄積タンクへ戻る。
【００２９】
この廃熱回収熱交換器は、ガス処理プラントの入口領域でのスラグキャッチャからの蒸気ストリームとの交換により加熱用流体ストリームを加熱するように構成される。廃熱回収熱交換器は、ガス処理プラントにおけるジグリコールアミン（ＤＧＡ）ストリッパからのリーンＤＧＡストリームとの交換により加熱用流体ストリームを加熱するように構成される。廃熱回収熱交換器は、ガス処理プラントでのＤＧＡストリッパからの塔頂ストリームとの交換により加熱用流体ストリームを加熱するように構成される。廃熱回収熱交換器は、ガス処理プラントにおけるスイートガスストリームとの交換により加熱用流体ストリームを加熱するように構成される。廃熱回収熱交換器は、ガス処理プラントにおけるセールスガスストリームとの交換により加熱用流体ストリームを加熱するように構成される。廃熱回収熱交換器は、ガス処理プラントにおける、ガス処理プラントのプロパン冷凍ユニットのプロパンヘッダーとの交換により加熱用流体ストリームを加熱するように構成される。
【００３０】
一般的な態様において、方法は、ガス処理プラントにおける熱源との交換により加熱用流体ストリームを加熱するステップと；加熱された加熱用流体ストリームとの交換により作動用流体を加熱するステップと；加熱された作動用流体の膨張により、エネルギー変換システムにおいてタービンと発電機により電力を発生するステップとを含む。
【００３１】
実施の形態は、以下の特徴の１つ以上を含むことができる。
【００３２】
このエネルギー変換システムは有機ランキンサイクルを含む。電力を発生するステップは、少なくとも約６５ＭＷの電力、例えば少なくとも約８０ＭＷの電力、を発生するステップを含む。この方法は、作動用流体に約１２ｂａｒ未満の圧力をかけるステップを含む。
【００３３】
このエネルギー変換システムはカリーナサイクルを含む。電力を発生するステップは、少なくとも約６５ＭＷの電力、例えば少なくとも約８４ＭＷの電力、を発生するステップを含む。この方法は、作動用流体に、約２５ｂａｒ未満の圧力、例えば約２２ｂａｒ未満の圧力、をかけるステップを含む。
【００３４】
エネルギー変換サイクルは、改良されたゴスワミサイクルを含む。この方法は、チラーにおいて作動用流体との交換により低温化用流体ストリームを冷却するステップを含む。作動用流体の第１の部分はタービンに入り、作動用流体の第２の部分はチラーを通って流れる。この方法は、冷却された低温化用流体ストリームを、冷却のためにガス処理プラントへ提供するステップを含む。この方法は、冷却された低温化用流体ストリームを用いて少なくとも約２１０ＭＭＢｔｕ／時のプラント内冷却を産生するステップを含む。この方法は、冷却された低温化用流体ストリームを外気冷却に用いるステップを含む。この方法は、冷却された低温化用流体ストリームをガス処理プラントでの外気冷却に用いるステップを含む。この方法は、少なくとも約８０ＭＭＢｔｕ／時の外気冷却容量を産生するステップを含む。この方法は、冷却された低温化用流体ストリームをガス処理プラント外のコミュニティの外気冷却に用いるステップを含む。この方法は、少なくとも約１３００ＭＭＢｔｕ／時の外気冷却容量を産生するステップを含む。この方法は、タービンに入る作動用流体の量と、チラーを通って流れる作動用流体の量との比を調節するステップを含む。この比をゼロとすることもできる。電力を発生するステップは、少なくとも約５３ＭＷの電力を発生するステップを含む。この方法は、作動用流体を約１４ｂａｒ未満の圧力に加圧するステップを含む。この方法は、作動用流体が気相でタービンに入るようにするステップを含む。タービンに入る作動用流体は、エネルギー変換サイクルの他の部分の作動用流体と比較して、アンモニアリッチである。この方法は、液体の作動用流体を受け入れる高圧回収タービンによって電力を発生するステップを含む。この方法は、少なくとも約１ＭＷの電力を発生するステップを含む。高圧回収タービンに受け入れられる液体の作動用流体は、エネルギー変換サイクルの他の部分の作動用流体と比較して、アンモニアリーンである。
【００３５】
この方法は、ガス処理プラントにおける熱源との交換のために加熱用流体ストリームを蓄積タンクからガス処理プラントにおける廃熱回収交換器へ、そしてエネルギー変換流体との交換のためにエネルギー変換熱交換器へ流し、蓄積タンクへ戻すステップを含む。
【００３６】
この方法は、ガス処理プラントの入口領域におけるスラグキャッチャからの蒸気ストリームとの交換により加熱用流体ストリームを加熱するステップを含む。この方法は、ガス処理プラントにおけるＤＧＡストリッパからのリーンＤＧＡストリームとの交換により加熱用流体ストリームを加熱するステップを含む。この方法は、ガス処理プラントにおけるＤＧＡストリッパからの塔頂ストリームとの交換により加熱用流体ストリームを加熱するステップを含む。この方法は、ガス処理プラントにおけるスイートガスストリームとの交換により加熱用流体ストリームを加熱するステップを含む。この方法は、ガス処理プラントにおけるセールスガスストリームとの交換により加熱用流体ストリームを加熱するステップを含む。この方法は、ガス処理プラントにおけるガス処理プラントのプロパン冷凍ユニットでのプロパンヘッダーとの交換により加熱用流体ストリームを加熱するステップを含む。
【００３７】
ここで述べるシステムは、以下の利点の１つ以上を有する。このシステムは、原油随伴ガス処理プラントと統合されて、ガス処理プラントのエネルギー効率を高めたり、汚染を低減したり、又はその両方を達成することができる。ガス処理プラントからの低品位廃熱を無炭素発電に用いることができる。ガス処理プラントからの低品位廃熱を利用してプラント内の準外気冷却を提供し、よってガス処理プラントの燃料消費を減らすことができる。ガス処理プラントからの低品位廃熱を利用して、ガス処理プラントの工業コミュニティ又は近隣の非工業コミュニティにおける外気の空調または冷却を提供し、よってコミュニティのエネルギー消費削減に役立てることができる。
【００３８】
記載のエネルギー変換システムを、既存の原油随伴ガス処理プラントへ、改良として統合することができる、又は、新設のガス処理プラントへ統合することができる。既存のガス処理プラントに対する改良は、ここで説明するエネルギー変換システムによりもたらされる効率、発電、及び省燃料の利点を、少ない設備投資で享受できるようにする。エネルギー変換システムは、効率的な廃熱回収及び廃熱の発電用及び冷却用ユーティリティへの変換を可能としながらも、ガス処理プラントにおける既存の構造を利用できる。既存のガス処理プラントへのエネルギー変換システムの導入は、プラント特有の運転モードに対して一般化が可能である。
【００３９】
他の特徴及び利点は、以下の説明及び特許請求の範囲から明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】原油随伴ガス処理プラントの入口領域の図である。
【００４１】
【図２】原油随伴ガス処理プラントの高圧ガス処理領域の図である。
【００４２】
【図３】原油随伴ガス処理プラントの低圧ガス処理及び供給ガス圧縮の区画の図である。
【００４３】
【図４】原油随伴ガス処理プラントの液体回収及びセールスガス圧縮ユニットの図である。
【００４４】
【図５】原油随伴ガス処理プラントのプロパン冷媒区画の図である。
【００４５】
【図６】有機ランキンサイクルに基づく、廃熱の電力変換プラントの図である。
【００４６】
【図７Ａ】有機ランキンサイクルに基づく廃熱の冷却及び電力変換併合プラントの図である。
【図７Ｂ】有機ランキンサイクルに基づく廃熱の冷却及び電力変換併合プラントの図である。
【００４７】
【図８】エゼクタの図である。
【００４８】
【図９Ａ】改良型カリーナサイクルに基づく、廃熱の電力変換プラントの図である。
【図９Ｂ】改良型カリーナサイクルに基づく、廃熱の電力変換プラントの図である。
【００４９】
【図１０Ａ】改良型ゴスワミサイクルに基づく廃熱の冷却及び電力変換併合プラントの図である。
【図１０Ｂ】改良型ゴスワミサイクルに基づく廃熱の冷却及び電力変換併合プラントの図である。
【００５０】
【図１１Ａ】改良型ゴスワミサイクルに基づく廃熱の冷却及び電力変換併合プラントの図である。
【図１１Ｂ】改良型ゴスワミサイクルに基づく廃熱の冷却及び電力変換併合プラントの図である。
【００５１】
【図１２】改良型ゴスワミサイクルに基づく廃熱の冷却及び電力変換併合プラントの図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
原油随伴ガス処理プラントには、低品位廃熱回収ネットワークが統合されている。低品位廃熱回収ネットワークは、ガス処理プラントにおける様々な低品位源から廃熱を回収する、ガス処理プラントにおける熱交換器のネットワークを含むことができる。回収された廃熱を、エネルギー変換システム、例えば有機ランキンサイクル、カリーナサイクル、又は改良型ゴスワミサイクルに基づくエネルギー変換システムへ送ることができる。
【００５３】
エネルギー変換システムでは、回収された廃熱を無炭素電力への変換に利用できる。ある種のエネルギー変換システムによっては、回収された廃熱は、低温水の冷却に利用され、続いてこの低温水は処理プラントへ戻されてプラント内の準外気低温化に利用される、又は、ガス処理プラントにおいてガスストリーム（流れ）を直接冷却するために利用される。よって、ガス処理プラントの機械的冷凍又はプロパン冷凍に対する依存度は低下し、エネルギー効率が高まる。ある種のエネルギー変換システムによっては、回収された廃熱を利用してガス処理プラントの工業コミュニティ又は近隣の非工業コミュニティに対して外気空調又は冷却を提供することもできる。冷却に用いられる廃熱の量に対する発電に用いられる廃熱の量は、実情、例えば、環境条件や送電網からの需要に基づいてエネルギー変換システムの運転を最適化できるように、リアルタイムで柔軟に調節できる。例えば、熱い夏の日中は、発電を犠牲にして主に外気空調を提供するようにエネルギー変換システムを構成してもよく、冬には、発電量を多くするようにエネルギー変換システムを構成してもよい。
【００５４】
図１乃至５は、例えば、１日当たり約２０から２５億標準立方フィートの供給容量を有する大規模な原油随伴ガス処理プラントの一部を示す。場合によっては、ガス処理プラントとは、油井から得られる原油に随伴するガスである「随伴ガス」を処理するためのプラント、又は天然ガス井から直接得られるガスである「天然ガス」を処理するためのプラントのことである。
【００５５】
低品位廃熱回収ネットワークと準外気冷却システムとが、原油ガス処理プラントに対する改良として図１乃至５の原油随伴ガス処理プラントに統合されている。原油随伴ガス処理プラントに統合された熱交換器のネットワークが、ガス処理プラントにおける様々な低品位源から廃熱を回収する。回収された廃熱は、エネルギー変換システムへ送られ、そこで、回収廃熱が無炭素電力へ変換される。エネルギー変換システムにおいて、回収廃熱を利用して、プラント内の準外気低温化のためにガス処理プラントへ戻される低温水を冷却することができ、よって、ガス処理プラントが冷却に用いるエネルギー消費を低減することもできる。場合によっては、回収廃熱を利用してガス処理プラントの工業コミュニティ又は近隣の非工業コミュニティに対する外気空調又は冷却を提供することもできる。
【００５６】
図１乃至５に示すような原油随伴ガス処理プラントは、ここで述べる低品位廃熱回収ネットワーク及び準外気冷却システムを改良して導入する以前は、例えば空気クーラーを通じて低品位廃熱（例えば、約２３２°Ｆ（約１１１℃）未満の廃熱）を環境へ廃棄していた。一の例ではあるが、このようなプラントは、約３２５０ＭＭＢｔｕ／時（約３４２８９３２ＭＪ／ｈ（ＭＷ））の低品位廃熱を環境へ廃棄している。加えて、このようなプラントは、改良の導入以前は、液体回収領域４００（図４）を稼動させるための準外気冷却に約５００ＭＭＢｔｕ／時（約５２７５２８ＭＪ／ｈ（ＭＷ））を消費していた。ここで述べる低品位廃熱回収ネットワーク及び準外気冷却システムを導入することにより、環境へ放出される低品位廃熱量を削減し、液体回収領域の稼動に伴う準外気冷却負荷を減らすことができる。
【００５７】
稼動時に、加熱用流体は、熱交換器１から７（以下の段落に記載）を介して流される。熱交換器１から７のそれぞれの入口へ流入する加熱用流体の入口温度は実質的に同じであり、例えば、約１３０°Ｆ（約５４．４℃）と約１５０°Ｆ（約６５．６℃）との間の温度、例えば約１４０°Ｆ（約６０℃）、約１５０°Ｆ、約１６０°Ｆ（約７１．１℃）、又は別の温度、である。各熱交換器１から７は、加熱用流体を入口温度よりも高いそれぞれの温度に加熱する。熱交換器１から７からの加熱された加熱用流体は合流して、発電システムを通って流れ、そこで、加熱された加熱用流体からの熱が発電システムの作動用流体を加熱することで、作動用流体の圧力と温度が高まる。
【００５８】
図１を参照すると、原油随伴ガス処理プラントの入口領域１００において、入口ガスストリーム１０２、例えば３相の油井流体供給ストリームが、受入れスラグキャッチャ１０４、１０６へ流れる。スラグキャッチャ１０４、１０６は、油井ストリーム炭化水素（ＨＣ）コンデンセート、ガス、及びサワーウォータ（濃縮廃液）の第１段の３相分離器である。
【００５９】
スラグキャッチャ１０４、１０６それぞれからの油井ストリームＨＣコンデンセート１２４、１２６は、フラッシング及び更なる分離のためにそれぞれ３相分離器１２８、１２９へ流れる。３相分離器１２８、１２９において、ガスは液体から分離され、ＨＣ液は、凝縮水から分離される。塔頂ガス１３２、１３４は低圧（ＬＰ）ガス分離器１１８へ流れる。サワーウォータ１３６、１３８は、サワーウォータストリッパ予フラッシュドラム１１２へ流れる。ＨＣコンデンセート１４０、１４２は３相分離器コンデンセートクーラー１４４を通って流れ、１つ以上のコンデンセートポンプ１４６によって未精製注入ヘッダー１４８へ圧送される。
【００６０】
スラグキャッチャ１０４、１０６それぞれからの高温蒸気１１４、１１６。熱交換器１は、加熱用流体１９４、例えばオイル、水、有機流体、又は別の流体、との交換により、蒸気１１４、１１６から廃熱を回収する。例えば、熱交換器１は、約５０ＭＭＢｔｕ／時（約５２７５３ＭＪ／ｈ（ＭＷ））と約１５０ＭＭＢｔｕ／時（約１５８２５８ＭＪ／ｈ（ＭＷ））との間の廃熱、例えば、約５０ＭＭＢｔｕ／時、約１００ＭＭＢｔｕ／時（約１０５５０６ＭＪ／ｈ（ＭＷ））、約１５０ＭＭＢｔｕ／時、又は別の熱量の廃熱、を回収できる。熱交換器１は、加熱用流体１９４の温度を、例えば、入口温度から、例えば、約１８０°Ｆ（約８２．２℃）と約２００°Ｆ（約９３．３℃）との間の温度、例えば、約１８０°Ｆ、約１９０°Ｆ（約８７．８℃）、約２００°Ｆ、又は別の温度、へ高める一方で、スラグキャッチャ１０４、１０６からの塔頂蒸気１１４、１１６を冷却する。熱交換器１を出た加熱用流体１９４は、加熱された加熱用流体を、例えば、発電ユニット又は冷却及び発電併合プラントへ運ぶ加熱用流体システムヘッダーへ送られる。
【００６１】
熱交換器１での廃熱回収に続き、蒸気１１４、１１６は、スラグキャッチャ蒸気クーラー１２２で冷却される。蒸気クーラー１２２の運転は季節によって変わり得る。例えば、夏期には、流入してくる蒸気１１４、１１６の温度は冬期よりも高くなることがあり、蒸気クーラー１１２は、夏期には冬期よりも低い熱デューティで稼動し、夏期には冬期よりも高い温度まで蒸気１１４、１１６を冷却できる。熱交換器１の存在は、クーラー１２２の熱デューティを、熱交換器１がない場合と比較して低下させることができる。例えば、クーラー１２２の熱デューティを、例えば、約２０ＭＭＢｔｕ／時（約２１１０１ＭＪ／ｈ（ＭＷ））と約４０ＭＭＢｔｕ／時（約４２２０２ＭＪ／ｈ（ＭＷ））との間の熱デューティ、例えば、約２０ＭＭＢｔｕ／時、約３０ＭＭＢｔｕ／時（約３１６５２ＭＪ／ｈ（ＭＷ））、約４０ＭＭＢｔｕ／時、又は別の熱デューティ、へ低下させることができるが、熱交換器１がない場合のクーラー１２２の熱デューティは、夏期には約１２０ＭＭＢｔｕ／時（約１２６６０７ＭＪ／ｈ（ＭＷ））と約１４０ＭＭＢｔｕ／時（約１４７７０８ＭＪ／ｈ（ＭＷ））との間、冬期には約１９０ＭＭＢｔｕ／時（約２００４６１ＭＪ／ｈ（ＭＷ））と約２１０ＭＭＢｔｕ／時との間になる。
【００６２】
スラグキャッチャ蒸気クーラー１２２からの冷却されたサワーガスの出力ストリーム１８０は、２つの部分に分割される。冷却されたサワーガスの第１の部分１３０は、高圧ガス処理区画２００（図２）へ流れる。冷却されたサワーガスの第２の部分１２３は、ＬＰガス分離器１１８、１２０へ流れ、そこで、蒸気１１４、１１６の同伴水分が全て除去される。ＬＰガス分離器１１８、１２０の塔頂からのサワーガス１５０、１５２は、液体同伴に対する更なる保護を提供するデミスタパッド（不図示）を通過して流れ、低圧ガス処理区画３００（図３）へ送られる。ＬＰガス分離器１１８、１２０からのＨＣ液１５４、１５６は、ＨＣコンデンセートサージドラム注入ヘッダー１５８又は未精製注入ヘッダー１４８へ送られる。
【００６３】
各スラグキャッチャ１０４、１０６は、サワーウォータ１０８、１１０がそれぞれサワーウォータストリッパ予フラッシュドラム１１２へ送られる前に塩分を含むサワーウォータを集める、同伴沈降物を沈殿させるための水ブートを有する。予フラッシュドラム１１２において、サワーウォータは、溶解している硫化水素（Ｈ２Ｓ）及び炭化水素をサワーウォータから抜き取り、サワーウォータを廃棄する前に処理されてサワーウォータから同伴油分が全て除去処理される。予フラッシュドラム１１２からの頂部酸性ガス１６０は、硫黄回収ユニット１６２へ送られる。予フラッシュドラム１１２からのサワーウォータ１６４は、サワーウォータストリッパ塔１６６の塔頂区画部に送り込まれる。サワーウォータは、ストリッパ塔１６６の充填区画部を流下して通過し、そこで、サワーウォータは、ストリッパ塔１６６の充填区画部の下側に注入される低圧スチーム１６８と接触する。スチーム１６８は、サワーウォータからＨ２Ｓを抜き取る。Ｈ２Ｓ１７０は、ストリッパ塔１６６の塔頂から硫黄回収ユニット１６２へ流れる。Ｈ２Ｓを含まない水１７２は、ストリッパ塔１６６の塔底からサワーウォータ流出物クーラー１７４、例えば空気クーラーを通ってサワーウォータ環流ポンプ１７６の吸引側へ流れる。環流ポンプ１７６は環流水を吐出して、これをストリッパ塔１６６へ戻す、又は、ガスプラント油分混じり水下水システム、例えば蒸発池１７８、へ送る。
【００６４】
図２を参照すると、ガス処理プラントの高圧ガス処理区画２００はガス処理領域２０２と脱水ユニット２０４とを含む。高圧ガス処理区画２００は、ガス処理プラントの入口区画（図１）から受け入れた高圧サワーガス１３０を処理する。ガス処理領域２０２は、例えばジグリコールアミン（ＤＧＡ）を用いてサワーガス１３０を処理して不純物、例えば硫化水素（Ｈ２Ｓ）及び二酸化炭素（ＣＯ２）を除去し、湿性スイートセールスガス２５０を生成する。スイートガスはＨ２Ｓを取り除いたガスである。スイートガスは、ガスストリーム中に少量のＨ２Ｓ、例えば約１０ＰＰＭ（百万分の一）未満のＨ２Ｓ、を含む場合がある。
【００６５】
サワー供給ガス１３０は、１つ以上の熱交換器又はチラー２０６によって冷却することができる。例えば、チラー２０６は、サワー供給ガス１３０を冷却する間欠負荷チラーとすることができる。チラー２０６から、サワー供給ガス１３０が供給ガスフィルタ分離器２０８へ流れる。このフィルタ分離器２０８内の廃棄フィルタが、サワーガス１３０から固体粒子、例えば泥又は硫化鉄、を除去する。フィルタ分離器２０８内のベーンデミスタによりサワーガス１３０中の同伴液体が分離する。
【００６６】
ろ過されたサワーガス１３１は、フィルタ分離器２０８を出てジグリコールアミン（ＤＧＡ）接触器２１０の塔底に入る。サワーガスは、ＤＧＡ接触器内を上昇し、液体、即ちＤＧＡ接触器２１０のカラムを流れ下るリーンＤＧＡストリーム２３２（以下の段落で考察）からのリーンＤＧＡと接触する。ＤＧＡ接触器２１０内のリーンＤＧＡは、サワーガスからＨ２ＳとＣＯ２を吸収する。湿性スイートセールスガス２５０は、ＤＧＡ接触器の塔頂を出て、以下の段落で考察する脱水ユニット２０４へ入る。Ｈ２ＳとＣＯ２とを多く含む液体ＤＧＡであるリッチＤＧＡ２１４は、ＤＧＡ接触器２１０の塔底を出て、リッチＤＧＡフラッシュドラム２１６へ流入する。セールスガスはメタンを主体とするガスであり、それよりも重いガス、例えば少量のエタンと極少量のプロパン、を含む。セールスガスは、約９００と１０８０ＢＴＵ／ＳＣＦ（標準立方フィート当たりの英熱単位）との間の工業及び非工業用の発熱量を呈する。
【００６７】
リッチＤＧＡフラッシュドラム２１６では、ガスが液体リッチＤＧＡから分離される。ガスは、フラッシュドラム２１６の塔頂からフラッシュガス２１８として放出され、例えば、ボイラで利用できるように、燃料ガスヘッダー２１４に合流する。
【００６８】
液体リッチＤＧＡ２２０は、フラッシュドラム２１６の塔底を出て、リーン／リッチＤＧＡクーラー２１９を介してＤＧＡストリッパ２２２へ流れる。液体リッチＤＧＡは、ＤＧＡストリッパ２２２の塔を流れ下り、そこでストリッパ塔底リボイラストリーム２２４からカラムを通って上昇する酸性ガス及びスチームと接触する。ストリッパ塔底リボイラストリーム２２４は、交換器２２６において、低圧スチーム（ＬＰＳ）２２８との交換によって加熱される。Ｈ２ＳとＣＯ２はＤＧＡと水との混合物と共に放出され、ストリッパ塔底リボイラストリーム２２４は、２相流としてＤＧＡストリッパ２２２へ戻る。
【００６９】
酸性ガスは、ＤＧＡストリッパ２２２のカラムを通って上昇し、凝縮したサワーウォータを含み得る酸性ガスストリーム２３０としてＤＧＡストリッパ２２２の塔頂を出る。酸性ガスストリーム２３０は、ＤＧＡストリッパ塔頂凝縮器２３８へ流れ、次いで、酸性ガスとサワーウォータとを分離するＤＧＡストリッパ環流ドラム２４０へ流れる。酸性ガス２４２は上昇し、環流ドラム２４０の塔頂を出て、そこから酸性ガス２４２は、例えば、硫黄回収ユニット１６２又は酸フレアへ導かれる。サワーウォータ（不図示）は、環流ドラム２４０の塔底を出て、ストリッパ環流ポンプ（不図示）によってＤＧＡストリッパ２２２の塔頂トレイへ搬送され、塔頂環流ストリームとして作用する。
【００７０】
リーンＤＧＡ溶液２３２は、ＤＧＡストリッパ２２２の塔底から流れ、１つ以上のＤＧＡ循環ポンプ２３４により圧送されてリーン／リッチＤＧＡクーラー２１９、熱交換器２、及びリーンＤＧＡ溶液クーラー２３６を通る。熱交換器２は、加熱用流体２９４との交換により廃熱を回収する。例えば、熱交換器２は、約２００ＭＭＢｔｕ／時（約２１１０１１ＭＪ／ｈ（ＭＷ））と約３００ＭＭＢｔｕ／時（約３１６５１７ＭＪ／ｈ（ＭＷ））との間の廃熱、例えば約２００ＭＭＢｔｕ／時、約２５０ＭＭＢｔｕ／時（約２６３７６４ＭＪ／ｈ（ＭＷ））、約３００ＭＭＢｔｕ／時、又は別の熱量の廃熱、を回収できる。熱交換器２は、加熱用流体２９４の温度を、例えば、入口温度から例えば、約２１０°Ｆ（約９８．９℃）と約２３０°（約１１０℃）Ｆとの間の温度、例えば約２１０°Ｆ、約２２０°Ｆ（約１０４℃）、約２３０°Ｆ、又は別の温度、に上昇させる一方で、リーンＤＧＡストリーム２３２を冷却する。熱交換器２を出た加熱用流体２９４は、加熱された加熱用流体を、例えば、発電ユニット又は冷却及び発電併合プラントへ運ぶ加熱用流体システムヘッダーへ送られる。
【００７１】
熱交換器２の存在により、リーンＤＧＡクーラー２３６の熱デューティの低下が可能になる。例えば、リーンＤＧＡクーラー２３６の熱デューティを、例えば、以前の値である約２５０ＭＭＢｔｕ／時と約３００ＭＭＢｔｕ／時との間から約３０ＭＭＢｔｕ／時と約５０ＭＭＢｔｕ／時との間の熱デューティ、例えば、約３０ＭＭＢｔｕ／時、約４０ＭＭＢｔｕ／時、又は約５０ＭＭＢｔｕ／時、又は別の熱デューティ、に下げることができる。
【００７２】
ガススイートニングプロセスにおいて、リーンＤＧＡと不純物との副反応によって複雑な生成物が形成される可能性がある。こうした副反応は、リーンＤＧＡの吸収プロセス効率を低下させる可能性がある。場合によっては、再生器（不図示）を用いてこうした複雑な生成物を変換してＤＧＡに戻すことができる。複雑な生成物を含有するリーンＤＧＡの流れは、複雑な生成物をＤＧＡに変換するために、ＤＧＡストリッパ２２２から、スチーム、例えば２５０ｐｓｉｇのスチーム、を用いてリーンＤＧＡの流れを加熱する再生器へ送ることができる。リーンＤＧＡ蒸気は、再生器の塔頂を出てＤＧＡストリッパ２２２へ戻る。再生されたＤＧＡは、再生器の塔底からＤＧＡ再生器貯留槽へ流れる。環流水の側ストリームを用いて再生器内の再生温度を制御できる。
【００７３】
脱水領域２０４において、ＤＧＡ接触器２１０からの塔頂物である湿性スイートセールスガス２５０が処理されてガスストリームから水蒸気が除去される。湿性スイートセールスガス２５０は、トリエチレングリコール（ＴＥＧ）接触器２５２の塔底に入る。湿性スイートセールスガス２５０は、ＴＥＧ接触器２５２内を上昇し、液体、即ちＴＥＧ接触器２５２のカラムを流下するリーンＴＥＧストリーム２８０（以下の段落で考察）からのリーンと接触する。場合によっては、ＴＥＧ以外の吸湿性液体を用いることができる。ＴＥＧ接触器２５２内のリーンＴＥＧは、スイートセールスガスから水蒸気を除去する。乾燥スイートセールスガス２５４は、ＴＥＧ接触器２５２の塔頂からセールスガスノックアウト（ＫＯ）ドラム２５６へ流れる。セールスガスＫＯドラム２５６からの塔頂物２５８は、ガスグリッド２６１へ送られる。
【００７４】
リッチＴＥＧ２５９は、ＴＥＧ接触器２５２の塔底からリッチＴＥＧフラッシュドラム２６０へ流れる。セールスガスＫＯドラム２５６からの塔底物２６３も、リッチＴＥＧフラッシュドラム２６０へ流れる。フラッシュドラム２６０の塔頂から、ガスがフラッシュガス２６２として放出され、例えば、ボイラで利用するために燃料ガスヘッダー２１４に合流する。
【００７５】
液体リッチＴＥＧ２６４は、フラッシュドラム２６０の塔底を出て、リーン／リッチＴＥＧ交換器２６６を介してＴＥＧストリッパ２６８へ流れる。ＴＥＧストリッパ２６８において、ＴＥＧストリッパリボイラ（不図示）によって生成される温蒸気によって水蒸気が液体リッチＴＥＧから抜き取られる。塔頂オフガス２７０は、ＴＥＧストリッパ２６８の塔頂から塔頂凝縮器２７２を通ってＴＥＧストリッパオフガス環流ドラム２７４へ流れる。環流ドラム２７４は、コンデンセートからオフガスを分離する。オフガス２７６は、環流ドラム２７４の塔頂を出て、例えば、ボイラで利用するために燃料ガスヘッダー２１４に合流する。ＴＥＧストリッパ環流ポンプ（不図示）は、コンデンセート２７８を環流ドラム２７４の塔底から未精製注入ヘッダー１４８へ圧送すると共に、水（不図示）を廃水ストリッパへ圧送する。
【００７６】
ＴＥＧストリッパ２６８の塔底からのリーンＴＥＧ２８０は、１つ以上のリーンＴＥＧ循環ポンプ２８２によってリーン／リッチＴＥＧ交換器２６６へ、次いで、リーンＴＥＧクーラー２８４へ圧送され、その後、ＴＥＧ接触器２５２の塔頂へ戻される。
【００７７】
図３を参照すると、ガス処理プラントの低圧ガス処理及び供給ガス圧縮区画３００は、ガス処理領域３０２と、供給ガス圧縮領域３０４とを含む。ガス処理及び圧縮区画３００は、ガス処理プラントの入口区画１００（図１）から受け入れたサワーガス１５０、１５２を処理する。
【００７８】
ガス処理領域３０２は、スイートガス３５０を生成するために、サワーガス１５０、１５２（集合的にサワーガス供給ストリーム３０６と称する）を処理して不純物、例えばＨ２Ｓ及びＣＯ２、を除去する。サワーガス供給ストリーム３０６は、供給ガスフィルタ分離器３０８へ流れ込む。フィルタ分離器３０８内の廃棄フィルタが、サワーガス供給ストリーム３０６から固体粒子、例えば泥又は硫化鉄、を除去する。フィルタ分離器３０８内のベーンデミスタにより、サワーガス供給ストリーム３０６中の同伴液体が分離される。
【００７９】
ろ過されたサワーガス供給ストリーム３０７は、フィルタ分離器３０８を出てＤＧＡ接触器３１０の塔底に入る。サワーガスは、ＤＧＡ接触器３１０内を上昇し、ＤＧＡ接触器のカラムを流れ下るリーンＤＧＡストリーム３３２（以下の段落で考察）からのリーンＤＧＡに接触する。ＤＧＡ接触器３１０内のリーンＤＧＡは、サワーガスからＨ２ＳとＣＯ２を吸収する。スイートガス３５０は、ＤＧＡ接触器３１０の塔頂から出て、以下の段落で考察する供給ガス圧縮領域３０４に入る。リッチＤＧＡ３１４は、ＤＧＡ接触器３１０の塔底を出て、リッチＤＧＡフラッシュドラム３１６へ流入する。
【００８０】
リッチＤＧＡフラッシュドラム３１６は、リッチＤＧＡ３１４の圧力を下げて液体リッチＤＧＡからガスを分離する。ガスは、フラッシュドラム３１６の塔頂からフラッシュガス３１８として放出され、例えば、ボイラで利用するために燃料ガスヘッダー２１４（図２）に合流する。
【００８１】
液体リッチＤＧＡ３２０は、フラッシュドラム３１６の塔底を出て、クーラー（不図示）を介してＤＧＡストリッパ３２２へ流れる。液体リッチＤＧＡは、ＤＧＡストリッパ３２２のカラムを流れ下り、ストリッパ塔底リボイラストリーム３２４からカラムを通って上昇する酸性ガス及びスチームに接触する。ストリッパ塔底リボイラストリーム３２４は、交換器３２６において、低圧スチーム（ＬＰＳ）３２８との交換によって加熱される。Ｈ２ＳとＣＯ２が、ＤＧＡと水との混合物と共に放出され、ストリッパ塔底リボイラストリーム３２４は、２相流としてＤＧＡストリッパ３２２へ戻る。
【００８２】
酸性ガスは、ＤＧＡストリッパ３２２のカラムを通って上昇し、酸性ガスストリーム３３０としてＤＧＡストリッパ３２２の塔頂を出る。酸性ガスストリーム３３０は、凝縮されたサワーウォータを含む場合がある。第３の廃熱回収交換器５は、ＤＧＡストリッパ３２２からの酸性ガスストリーム３３０を冷却する。熱交換器５は、加熱用流体３８４との交換により廃熱を回収する。例えば、熱交換器５は、約３００ＭＭＢｔｕ／時と約４００ＭＭＢｔｕ／時（約４２２０２２ＭＪ／ｈ（ＭＷ））との間の廃熱、例えば、約３００ＭＭＢｔｕ／時、約３５０ＭＭＢｔｕ／時（約３６９２７０ＭＪ／ｈ（ＭＷ））、約４００ＭＭＢｔｕ／時、又は別の熱量の廃熱、を回収できる。熱交換器５は、加熱用流体３８４の温度を、例えば、入口温度から例えば、約１９０°Ｆと約２１０°Ｆとの間の温度、例えば約１９０°Ｆ、約２００°Ｆ、約２１０°Ｆ、又は別の温度、へ上昇させる一方で、酸性ガスストリーム３３０を冷却する。加熱された加熱用流体３８４は、加熱された加熱用流体を、例えば発電ユニット又は冷却発電併合プラントへ運ぶ加熱用流体システムヘッダーへ送られる。
【００８３】
熱交換器５の存在により、ＤＧＡストリッパ塔頂凝縮器３３８の迂回が可能になる。熱交換器５がない場合、ＤＧＡストリッパ塔頂凝縮器３３８が酸性ガスストリーム３３０の温度を下げ、水を凝結させる。ＤＧＡストリッパ塔頂凝縮器３３８は、約３００ＭＭＢｔｕ／時と約４００ＭＭＢｔｕ／時との間の熱デューティ、例えば、約３００ＭＭＢｔｕ／時、約３５０ＭＭＢｔｕ／時、約４００ＭＭＢｔｕ／時、又は別の熱デューティ、を有することができる。しかし、酸性ガスストリーム３３０が熱交換器５によって冷却され、そのためにＤＧＡストリッパ塔頂凝縮器３３８の全熱デューティが節約される場合、ＤＧＡストリッパ塔頂凝縮器３３８は使用されない（例えば、ＤＧＡストリッパ塔頂凝縮器３３８の熱デューティがゼロまで低減される）。
【００８４】
冷却された酸性ガスストリーム３３０は、分離器として作用するＤＧＡストリッパ環流ドラム３４０に入る。酸性ガス３４２は上昇し、環流ドラム３４０の塔頂から出て、そこから酸性ガス３４２は、例えば、硫黄回収ユニット１６２又は酸フレアへ導かれる。サワーウォータ３４４は環流ドラム３４０の塔底を出て、ストリッパ環流ポンプ３４６によってＤＧＡストリッパ３２２の塔頂トレイへ移送され、塔頂環流ストリームとして作用する。
【００８５】
リーンＤＧＡ溶液３３２は、ＤＧＡストリッパ３２２の塔底から流れ、１つ以上のＤＧＡ循環ポンプ３３４によりＤＧＡストリッパ３２２からのリーンＤＧＡストリーム３３２を冷却する廃熱回収交換器４を通って圧送される。熱交換器４は、加熱用流体３９８との交換により廃熱を回収する。例えば、熱交換器４は、約１２００ＭＭＢｔｕ／時（約１２６６０６７ＭＪ／ｈ（ＭＷ））と約１３００ＭＭＢｔｕ／時との間の廃熱、例えば、約１２００ＭＭＢｔｕ／時、約１２５０ＭＭＢｔｕ／時（約１３１８８２０ＭＪ／ｈ（ＭＷ））、約１３００ＭＭＢｔｕ／時、又は別の熱量の廃熱、を回収できる。熱交換器４は、加熱用流体３９８の温度を、例えば、入口温度から、例えば、約２６０°Ｆ（約１２７℃）と約２８０°Ｆ（約１３８℃）との間の温度、例えば、約２６０°Ｆ、約２７０°Ｆ（約１３２℃）、約２８０°Ｆ、又は別の温度、に上昇させる一方で、リーンＤＧＡストリーム３３２を冷却する。加熱された加熱用流体３９８は、加熱された加熱用流体を、例えば、発電ユニット又は冷却及び発電併合プラントへ運ぶ加熱用流体システムヘッダーへ送られる。冷却されたリーンＤＧＡ溶液３３２は、ＤＧＡ接触器３１０の塔頂へ供給される。
【００８６】
熱交換器４の存在により、１つ以上のリーンＤＧＡ溶液クーラー３３６の迂回が可能になる。熱交換器４がない場合、リーンＤＧＡ溶液３３２は、約１２００ＭＭＢｔｕ／時と約１３００ＭＭＢｔｕ／時との間の熱デューティ、例えば、約１２００ＭＭＢｔｕ／時、約１２５０ＭＭＢｔｕ／時、約１３００ＭＭＢｔｕ／時、又は別の熱デューティ、を有することができるリーンＤＧＡ溶液クーラー３３６によって冷却される。しかし、リーンＤＧＡ溶液３３２が熱交換器４によって冷却され、そのためにリーンＤＧＡ溶液クーラー３３６の全熱デューティが節約される場合、リーンＤＧＡ溶液クーラー３３６は使われない（例えば、リーンＤＧＡ溶液クーラー３３６の熱デューティがゼロまで低減される）。
【００８７】
ガススイートニングプロセスにおいて、リーンＤＧＡと不純物との副反応によって複雑な生成物が形成される可能性がある。こうした副反応は、リーンＤＧＡの吸収プロセス効率を低下させる可能性がある。場合によっては、再生器（不図示）を用いてこうした複雑な生成物を変換してＤＧＡに戻すことができる。複雑な生成物を含有するリーンＤＧＡの流れを、複雑な生成物をＤＧＡへ変換するために、ＤＧＡストリッパ３２２から、スチームを用いてリーンＤＧＡの流れを加熱する再生器へ送ることができる。リーンＤＧＡ蒸気は、再生器の塔頂を出てＤＧＡストリッパ３２２へ戻る。再生されたＤＧＡは、再生器の塔底からＤＧＡ再生器貯留槽へ流れる。環流水の側ストリームを用いて、再生器内の再生温度を制御できる。
【００８８】
供給ガス圧縮領域３０４において、ＤＧＡ接触器３１０からの塔頂物であるスイートガス３５０は、圧縮され冷却される。スイートガス３５０は、ＤＧＡ接触器３１０から、ガス処理領域３０２と供給圧縮機吸引洗浄機３５２との間の配管で凝縮する水を除去する吸引洗浄機３５２へ流入する。例えば、吸引洗浄機３５２は、水除去用のワイヤーメッシュデミスタパッドを有することができる。吸引洗浄機３５４内に集まる液体３５６は、ＤＧＡフラッシュドラム（不図示）へ戻される。乾燥ガス３５８は、吸引洗浄機３５４の塔頂を出て、例えば、４段遠心圧縮機とすることができる供給圧縮機３６０の吸引側へ流れる。場合によっては、供給圧縮機３６０は、多数の供給ガス圧縮トレインを有することができる。供給圧縮機３６０の供給ガス圧縮トレインのそれぞれからの吐出は、単一ヘッダー３６２に合流する。
【００８９】
供給圧縮機３６０の後、ヘッダー３６２は廃熱回収交換器３によって冷却され、続いてクーラー３６４によって冷却される。熱交換器３は、加熱用流体３９４との交換により廃熱を回収する。例えば、熱交換器３は、約２５０ＭＭＢｔｕ／時と約３５０ＭＭＢｔｕ／時との間の廃熱、例えば、約２５０ＭＭＢｔｕ／時、約３００ＭＭＢｔｕ／時、約３５０ＭＭＢｔｕ／時、又は別の量の廃熱、を回収できる。熱交換器３は、加熱用流体３９４の温度を、例えば、入口温度から、例えば、約２６０°Ｆと約２８０°Ｆとの間の温度、例えば、約２６０°Ｆ、約２７０°Ｆ、約２８０°Ｆ、又は別の温度、に上昇させる一方、ヘッダー３６２の吐出ガスを冷却する。加熱された加熱用流体３９４は、加熱された加熱用流体を、例えば、発電ユニット又は冷却及び発電併合プラントへ運ぶ加熱用流体システムヘッダーへ送られる。冷却されたヘッダー３６２は、液体回収ユニット４００（図４）内の低温化区画へ流れる。
【００９０】
熱交換器３の存在は、クーラー３６４の後の圧縮機の熱デューティを下げることを可能にする。例えば、クーラー３６４の後の圧縮機の熱デューティを、例えば、以前の値の約３００ＭＭＢｔｕ／時と約４００ＭＭＢｔｕ／時との間の熱デューティから、約２０ＭＭＢｔｕ／時と約４０ＭＭＢｔｕ／時との間の熱デューティ、例えば、約２０ＭＭＢｔｕ／時、約３０ＭＭＢｔｕ／時、約４０ＭＭＢｔｕ／時、又は別の熱デューティへ下げることができる。
【００９１】
図４は、低圧ガス処理及び供給ガス圧縮区画３００から受け入れたヘッダー３６２（供給ガス３６２とも言う）を冷却し圧縮する、ガス処理プラントの液体回収及びセールスガス圧縮ユニット４００を示す。液体回収及びセールスガス圧縮ユニット４００は、第１の低温化トレイン４０２、第２の低温化トレイン４０４、第３の低温化トレイン４０６、及び脱メタン塔区画部４０８を含む。液体回収及びセールスガス圧縮ユニット４００は、プロパン冷媒区画５００（図５）及びエタン冷媒区画（不図示）を更に含む。
【００９２】
液体回収及びセールスガス圧縮ユニット４００は、水チラー１０、１２を含む低温水ネットワークを含む。水チラー１０、１２は、冷却及び発電併合プラント（例えば、図１０Ａ乃至図１０Ｂ、図１１Ａ乃至図１１Ｂ、図１２に示すような）において産生される低温水を用いて改良型液体回収ユニット４９０内の供給ガスを冷却する。水チラー１０、１２に供給される低温水の温度は、例えば、約３５°Ｆ（約１．６７℃）と約４５°（約７．２２℃）Ｆとの間の温度、例えば、約３５°Ｆ、約４０°Ｆ（約４．４４℃）、約４５°Ｆ、又は別の温度（これらの温度を初期温水温度ということがある）、とすることができる。水チラー１０、１２は、液体回収ユニット４００（図４）で用いるプロパン冷凍又は機械的冷凍に置き換わる。
【００９３】
低圧ガス処理及び供給ガス圧縮区画３００からの供給ガス３６２は、供給ガス３６２を冷却する第１の低温化トレイン４０２に入る。供給ガス３６２は、以下の段落で考察する高圧残留ガス４５４との交換により供給ガス３６２を冷却する第１の残留／供給交換器４１０を通って流れる。供給ガス３６２は水チラー１０で更に冷却される。水チラー１０の冷却デューティは、例えば、約５０ＭＭＢｔｕ／時と約１５０ＭＭＢｔｕ／時との間の冷却デューティ、例えば、約５０ＭＭＢｔｕ／時、約１００ＭＭＢｔｕ／時、約１５０ＭＭＢｔｕ／時、又は別の冷却デューティである。水チラー１０は、低温水４８２の温度を、例えば、初期低温水温度から約９０°Ｆ（約３２．２℃）と約１１０°Ｆ（約４３．３℃）との間の温度、例えば、約９０°Ｆ、約１００°Ｆ（約３７．８℃）、約１１０°Ｆ、又は別の温度に上昇させる一方で、供給ガス３６２を冷却する。
【００９４】
水チラー１０がない場合、供給ガス３６２は、第１のプロパン供給チラーのシェル側でプロパン冷媒を気化させることにより供給ガス３６２を冷却する第１のプロパン供給チラーにおいて更に冷却できる。第１のプロパン供給チラーの熱デューティは、例えば、約５０ＭＭＢｔｕ／時と約１５０ＭＭＢｔｕ／時との間の熱デューティ、例えば、約５０ＭＭＢｔｕ／時、約１００ＭＭＢｔｕ／時、約１５０ＭＭＢｔｕ／時、又は別の熱デューティとすることができる。しかし、供給ガス３６２が水チラー１０によって冷却され、そのために第１のプロパン供給チラーの全熱デューティが節約される場合、第１のプロパン供給チラーは使われない。
【００９５】
水チラー１０からの供給ガス３６２は、供給ガス３６２を、炭化水素供給ガス４１６と、凝縮炭化水素４１８と、水４２０との３相に分離する第１の低温化分離器４１４を通って流れる。水４２０は分離器ブートに流入し、プロセス水回収ドラムへ送られ、そこから水を、ガス処理ユニットにおいて、例えば補給水として利用できる。
【００９６】
第１の低温液４１８とも言う凝縮炭化水素４１８は、１つ以上の液体脱水機供給ポンプ４２４によって第１の低温化分離器４１４から圧送される。第１の低温液４１８は、脱メタン塔供給コアレッサ４２６を通して圧送され、例えば、下流の脱水機の損傷を回避するために、第１の低温液４１８に随伴する遊離水が除去される。除去された水４２８は、コンデンセートサージドラム（不図示）へ流れる。残りの第１の低温液４１９は、１つ以上の液体脱水機４３０、例えば一対の液体脱水機、へ圧送される。液体脱水機４３０における乾燥は、一方の液体脱水機を再生している間に他方の液体脱水機内の活性アルミナ床に第１の低温液４１９を通過させることにより達成できる。アルミナは、第１の低温液４１９の条件で、水に対して強い親和性を有する。第１の液体脱水機内のアルミナが飽和したら、第１の液体脱水機をオフラインで取り出し、第２の液体脱水機に第１の低温液４１９を通過させている間に再生する。脱水された第１の低温液４２１は液体脱水機４３０を出て脱メタン塔のカラム４３２へ送られる。
【００９７】
第１の低温化分離器４１４からの炭化水素供給ガス４１６は、デミスタ（不図示）を通って乾燥用の１つ以上の供給ガス脱水機４３４、例えば３つの供給ガス脱水機、へ流れる。３つのガス脱水機のうちの２つは、第３のガス脱水機が再生又は待機している間に、いつでも稼動状態にすることができる。ガス脱水機４３４での乾燥は、分子篩床に炭化水素供給ガス４１６を通すことによって達成できる。篩は、供給ガス４１６の条件で水に対して強い親和性がある。ガス脱水機のうちの１つの篩が飽和したら、そのガス脱水機を再生のためにオフラインで取り出し、それまで待機状態にあったガス脱水機を稼動状態にする。
【００９８】
脱水された供給ガス４１７は、供給ガス脱水機４３４を出て、供給ガスを冷却する第２の低温化トレイン４０４に入る。第２の低温化トレイン４０４において、脱水された供給ガス４１７は、水チラー１２で冷却される。水チラー１２冷却デューティは、例えば、約５０ＭＭＢｔｕ／時と約１５０ＭＭＢｔｕ／時との間の冷却デューティ、例えば、約５０ＭＭＢｔｕ／時、約１００ＭＭＢｔｕ／時、約１５０ＭＭＢｔｕ／時、又は別の冷却デューティ、である。水チラー１２は、低温水４８４の温度を、例えば、初期低温水温度から、約５５°Ｆ（約１２．８℃）と約７５°Ｆ（約２３．９℃）との間の温度、例えば約５５°Ｆ、約６５°Ｆ（約１８．３℃）、約７５°Ｆ、又は別の温度、に上昇させる一方、供給ガス４１６を冷却する。水チラー１０、１２からの加熱された低温水４８２、４８４は冷却及び発電併合プラントへ戻る。
【００９９】
水チラー１２を経て冷却され、脱水された供給ガス４１７は、脱メタン塔リボイラ４３６のチューブ側に入る。脱メタン塔のカラム４３２の第１のトレイ上に捕捉された液体４３８は、脱メタン塔リボイラポンプ４４１によって脱メタン塔リボイラ４３６のシェル側に圧送される。脱水された供給ガス４１７は、脱メタン塔リボイラ４３６内の液体４３８を加熱し、液体４３８の少なくとも一部を気化させる。加熱された液体４３８は、トリムリボイラ４４３を介して脱メタン塔のカラム４３２へ戻る。脱水された供給ガス４１７は、液体４３８との交換により冷却される。
【０１００】
【０１０１】
水チラー１２がない場合、脱水された供給ガス４１７は、第２のプロパン供給チラーにおいて、低温プロパンとの交換により更に冷却される。第２のプロパン供給チラーは、例えば、約５０ＭＭＢｔｕ／時と約１５０ＭＭＢｔｕ／時との間の熱デューティ、例えば、約５０ＭＭＢｔｕ／時、約１００ＭＭＢｔｕ／時、約１５０ＭＭＢｔｕ／時、又は別の熱デューティ、を有することができる。しかし、脱水された供給ガス４１７が水チラー１２によって冷却され、そのために第２のプロパン供給チラーの全熱デューティが節約される場合、第２のプロパン供給チラーは使われない。
【０１０２】
低温の脱水された供給ガス４１７は、次いで、高圧残留ガス４５４との交換により低温の脱水された供給ガス４１７を冷却する第２の残留／供給ガス交換器４４２へ送られる。以下の段落で考察する第３の残留／供給ガス交換器４４６からの冷却媒体４４４（例えば非凝縮ガス）は、第２の残留／供給ガス交換器４４２のシェル側を通って流れ、脱水された供給ガス４１７の温度を下げる。脱水された供給ガス４１７は、次いで低温プロパンとの交換により、脱水された供給ガス４１７を更に冷却する第３のプロパン供給チラー４４８を通過する。
【０１０３】
第３の供給チラー４４８からの脱水された供給ガス４１７及び凝縮炭化水素液は、第２の低温化分離器４５０に入る。第２の低温化分離器４５０において、炭化水素液４５２（第２の低温化液体４５２とも言う）は、供給ガス４２３から分離される。第２の低温化液４５２は、脱メタン塔のカラム４３２、例えば、脱メタン塔のカラム４３２のトレイ１０へ流れを絞って送られる。供給ガス４２３は、第３の低温化トレイン４０６の中の第３の残留／供給ガス交換器４４６へ流れる。
【０１０４】
第３の低温化トレイン４０６は供給ガス４２３を２段階で冷却する。第１段階において、第２の低温化分離器４５０からの供給ガス４２３は、第３の残留／供給ガス交換器４４６のチューブ側に入る。第３の残留／供給ガス交換器４４６は、第３の残留／供給ガス交換器のシェル側の高圧残留ガス４５４との交換により供給ガス４２３を冷却する。
【０１０５】
第３の低温化トレイン４０６の第２段階において、供給ガス４２３は、エタン冷媒を用いて供給ガス２３の温度を下げる最終の供給チラー４５６を通過する。最終の供給チラー４５６からの供給ガス４２３凝縮炭化水素液は、第３の低温化分離器４５８に入る。第３の低温化分離器４５８は、供給ガス４５４から炭化水素液４６０（第３の低温化液４６０とも言う）を分離する。第３の低温化液４６０は、脱メタン塔のカラム４３２へ送り込まれる。
【０１０６】
高圧残留ガス４５４とも言う、第３の低温化分離器４５８からの供給ガス４５４は、第３の残留／供給ガス交換器において、入ってくる脱水された供給ガス４１７を冷却するために用いられる一方、それ自体は加熱される。高圧残留ガス４５４は、第２の残留／供給ガス交換器４４２を通って流れ、そこで、脱水された供給ガス４１７は冷却され、高圧残留ガス４５４は加熱される。次いで、高圧残留ガス４５４は、第１の残留／供給ガス交換器４１０を通って流れ、そこで、供給ガス３６２は冷却され、高圧残留ガス４５４は加熱される。
【０１０７】
脱メタン塔区画４０８は、低温化トレイン４０２、４０４、４０６において供給ガスから凝縮した炭化水素からメタンを除去する。脱メタン塔４３２は、４つの主供給ストリームを受け入れる。脱メタン塔４３２、例えば、脱メタン塔４３２のトレイ４、への第１の供給ストリームは、第１の低温化分離器４１４からの第１の低温化液４１８を含む。第１の供給ストリームは、１つ以上の脱メタン塔リボイラポンプからの最小流量循環を含むことができる。脱メタン塔４３２、例えば脱メタン塔４３２のトレイ１０、への第２の供給ストリームは、第２の低温化分離器４５２からの第２の低温化液４５２を含む。脱メタン塔４３２、例えば脱メタン塔４３２のトレイ１９、への第３の供給ストリームは、第３の低温化分離器４５８からの第３の低温化液体４６０を含む。脱メタン塔４３２への第４の供給ストリーム（不図示）は、プロパンサージドラム５２６（図５）からの排出口、プロパン凝縮器からの排出口、脱メタン塔底ポンプ４６２からの排出口及び最小流量管路、並びに天然ガス液（ＮＧＬ）サージ域からのサージ排気管路、からのストリームを含むことができる。脱メタン塔の塔底物４６８は、脱メタン塔の塔底物ポンプ４６２によってＮＧＬサージ域４７０へ圧送される。
【０１０８】
脱メタン塔４３２からの塔頂低圧（ＬＰ）残留ガス４６４は、脱メタン塔４３２の塔頂からエタン・サブクーラー４６６のチューブ側へ流れる。エタン・サージドラム（不図示）を出た凝縮エタンはエタン・サブクーラー４６６のシェル側を通って流れる。エタン・サブクーラー４６６において、ＬＰ残留ガス４６４は凝縮エタンから熱を回収して温度を上げる一方、凝縮エタンを冷却する。エタン・サブクーラー４６６を出たＬＰ残留ガス４６４はプロパン・サブクーラー（不図示）のチューブ側へ流れる。プロパン・サージドラム５２６（図５）を出た凝縮プロパンは、プロパン・サブクーラーのシェル側を通って流れる。プロパン・サブクーラーにおいて、ＬＰ残留ガス４６４は凝縮プロパンから熱を回収し、凝縮プロパンとの交換により温度を上げる。加熱されたＬＰ残留ガス４６４は、燃料ガス圧縮機４７２において圧縮され、燃料ガス圧縮機アフタークーラー４７４によって冷却されてから、セールスガス圧縮機４７６で圧縮される。
【０１０９】
廃熱回収交換器６は、セールスガス圧縮機４７６における圧縮後のＬＰ残留ガス４６４を冷却する。熱交換器６は、加熱用流体４９４との交換により廃熱を回収する。例えば、熱交換器６は、約１００ＭＭＢｔｕ／時と約２００ＭＭＢｔｕ／時との間の廃熱、例えば約１００ＭＭＢｔｕ／時、約１５０ＭＭＢｔｕ／時、約２００ＭＭＢｔｕ／時、又は別の量の廃熱、を回収できる。熱交換器６は、加熱用流体４９４の温度を、例えば、入口温度から例えば、約２６０°Ｆと約２８０°Ｆとの間の温度、例えば約２６０°Ｆ、約２７０°Ｆ、約２８０°Ｆ、又は別の温度に上げる一方で、ＬＰ残留ガス４６４を冷却する。加熱された加熱用流体４９４は、加熱された加熱用流体を、例えば、発電ユニット又は冷却及び発電併用プラントへ運ぶ加熱用流体システムヘッダーへ送られる。圧縮され冷却されたＬＰ残留ガス４６４は、セールスガス・パイプライン４８０へ流れる。熱交換器６の存在は、クーラー４７８後のセールスガス圧縮機の迂回を可能とし、そのため、クーラー４７８後のセールスガス圧縮機の全熱デューティを節約する。
【０１１０】
図５を参照すると、プロパン冷媒区画５００は、プロパン冷媒を低温化トレイン４０２、４０４、４０６（図４）に供給する３段閉ループシステムである。このプロパン冷媒システム５００において、圧縮機５０２は、３つのプロパンストリーム５０４、５０６、５０８からのガスを圧縮して共通プロパンガスヘッダー５１０と成す。圧縮機５０２による圧縮前に、吸引洗浄機５１２によってプロパンストリーム５０４、５０６、５０８から液体が除去される。プロパンストリーム５０４、５０６、５０８は、ＬＰエコノマイザ５１４、高圧（ＨＰ）エコノマイザ５１５、及びプロパンチラー２０６、４４０、４４８からプロパン蒸気を受け入れる。
【０１１１】
廃熱回収交換器７は、プロパンガスヘッダー５１０を冷却する。熱交換器７は、加熱用流体５９４との交換により廃熱を回収する。例えば、熱交換器７は、約７００ＭＭＢｔｕ／時（約７３８５３９ＭＪ／ｈ（ＭＷ））と約８００ＭＭＢｔｕ／時（約８４４０４５ＭＪ／ｈ（ＭＷ））との間の廃熱、例えば、約７００ＭＭＢｔｕ／時、約７５０ＭＭＢｔｕ／時（約７９１２９２ＭＪ／ｈ（ＭＷ））、約８００ＭＭＢｔｕ／時、又は別の量の廃熱、を回収できる。熱交換器７は、加熱用流体５９４の温度を、例えば、入口温度から、例えば、約１８０°Ｆと約２００°Ｆとの間の温度、例えば約１８０°Ｆ、約１９０°Ｆ、約２００°Ｆ、又は別の温度、に上昇させる一方で、プロパンガスヘッダー５１０を冷却する。加熱された加熱用流体５９４は、加熱された加熱用流体を、例えば、発電ユニット又は冷却及び発電併合プラントへ移送する加熱用流体システムヘッダーへ送られる。
【０１１２】
熱交換器７がない場合、プロパンガスヘッダー５１０は、例えば、約７５０ＭＭＢｔｕ／時と約８５０ＭＭＢｔｕ／時（約８９６７９７ＭＪ／ｈ（ＭＷ））との間の熱デューティ、例えば、約７５０ＭＭＢｔｕ／時、約８００ＭＭＢｔｕ／時、約８５０ＭＭＢｔｕ／時、又は別の熱デューティ、を有することができるプロパン凝縮器５２２で冷却される。しかし、プロパンガスヘッダー５１０が熱交換器７で冷却され、そのためにプロパン凝縮器５２２の全熱デューティが節約される場合には、プロパン凝縮器５２２は使われない。
【０１１３】
熱交換器７に続き、冷却されたプロパンガスヘッダー５１０は、１つ以上のプロパンサージドラム５２４へ流れる。プロパンサージドラム５２４を出た液体プロパン５２６は、第１のプロパン・サブクーラーと第２のプロパン・サブクーラー（集合的にプロパン・サブクーラー５２８として図示する）のシェル側を通過する。図４では第１の供給チラー４１２（訳注：図４に「412」はありません。）として示されている第１のプロパン・サブクーラーは、エタン・サブクーラー４６６（図４）を出たＬＰ残留ガス４６４との熱交換により液体プロパン５２６の温度を下げる。第２のプロパン・サブクーラーは、例えば、ＮＧＬサージ域４７０からのＮＧＬ生成物との熱交換により液体プロパン５２６の温度を更に下げる。第２のプロパン・サブクーラーは、再生ガス空気クーラーと、湿性再生ガスチラー（不図示）とを含む。
【０１１４】
プロパン・サブクーラー５２８を出た冷却された液体プロパン５２６は、ＨＰ  ＤＧＡユニット及びＨＰエコノマイザ５１５におけるチラー２０６（図２）のシェル側へフラッシングされる。ＨＰエコノマイザ５１５は、プロパン・サブクーラー５２８から受け入れたプロパンを貯蔵する。ＨＰエコノマイザからの塔頂蒸気は、吸引洗浄機５１２へ戻る第３のプロパンガスストリーム５０８へ出て行く。ＨＰエコノマイザ５１５は更に、プロパンを、ＬＰエコノマイザ５１４、第２の供給チラー４４０、及び脱エタン等の塔頂凝縮器へ送る。ＬＰエコノマイザ５１４は、ＨＰエコノマイザ５１５からの液体プロパンを貯蔵する。ＬＰエコノマイザからの塔頂蒸気は、吸引洗浄機５１２へ戻る第２のプロパンガスストリーム５０６へ出て行く。ＬＰエコノマイザ５１２内のプロパン液体は、第３のプロパン供給チラー４４８で、以下で考察する（不図示）エタン圧縮機下流のエタン凝縮器に対して用いられる。
【０１１５】
液体回収ユニット４００は、エタン冷媒を最終の供給チラー４５６（図４）へ供給する単段の閉ループシステムであるエタン冷媒システム（不図示）を含む。このエタン冷媒システムは、最終の供給チラー４５６から受け入れたエタン蒸気からエタン液体を除去する吸引洗浄機を含む。エタン蒸気は、吸引洗浄機からエタン圧縮機へ流れる。エタン圧縮機を出た圧縮されたエタン蒸気は、エタン凝縮器のチューブ側を通過し、そこで、蒸気は、エタン凝縮器のシェル側を通って流れるプロパン冷媒によって凝縮される。
【０１１６】
エタン凝縮器のチューブ側からの凝縮したエタンの流れは、エタンサージドラム内に蓄積する。エタンサージドラムからの凝縮したエタンは、エタン・サブクーラー４６６のチューブ側のＬＰ残留ガス４６４を冷却媒体として用いて、凝縮したエタンの温度を下げるエタン・サブクーラー４６６（図４）のシェル側を通過する。エタン・サブクーラー４６６を出たエタン液体は最終の供給チラー４５６のシェル側に流入し、そこで冷却される。
【０１１７】
ガス処理プラントへの負荷は、需要変動に因り季節変化するため、熱交換器１から７のうちの１つ以上への負荷は、例えば、季節ごとに変化し得る。熱交換器１から７は、熱交換器が作動可能な全負荷よりも熱交換器１から７のデューティが小さい部分負荷運転モードで稼動することができる。
【０１１８】
加熱用流体を熱交換器１から７を通して流すための加熱用流体回路は、手動又は自動で操作可能な複数の弁を含むことができる。例えば、ガス処理プラントは、加熱用流体流パイプ及び弁を取り付けることができる。オペレータは、回路内の各弁を手動で開いて加熱用流体が回路を通って流れるようにすることができる。例えば、修理若しくはメンテナンスなどを行うために、又は他の理由で廃熱回収を停止するために、オペレータは、回路内の各弁を手動で閉じることができる。代替として、制御システム、例えば、コンピュータ制御の制御システムを回路内の各弁に接続することができる。制御システムは、例えば、回路の様々な場所に設置されたセンサ（例えば、温度センサ、圧力センサ又は他のセンサ）からのフィードバックに基づいて、自動的に弁を制御することが可能である。オペレータが制御システムを操作することもできる。
【０１１９】
上記に考察した熱交換器１から７のネットワークによって原油随伴ガス処理プラントから回収される廃熱は、発電、プラント内の準外気冷却、又は周辺の空調若しくは冷却に用いることができる。電力及び冷却用低温水を、エネルギー変換システム、例えば有機ランキンサイクル、カリーナサイクル、又は改良型ゴスワミサイクルに基づくエネルギー変換システムによって発生することができる。
【０１２０】
図６を参照すると、図１乃至５に示す熱交換器１から７のネットワークを通じて回収される、原油随伴ガス処理プラントからの廃熱を利用して、有機ランキンサイクルに基づく廃熱を電力に変換するプラント６００へ電力を供給できる。有機ランキンサイクル（ＯＲＣ）は、閉ループ配置構成において有機流体、例えばイソブタン、を用いるエネルギー変換システムである。廃熱を電力へ変換するプラント６００は、加熱用流体、例えば、オイル、水、有機流体、又は別の加熱用流体、を貯蔵する蓄積タンク６０２を含む。加熱用流体６０４は、加熱用流体循環ポンプ６０６によって蓄積タンク６０２から熱交換器１から７（図１乃至５）へ圧送される。例えば、加熱用流体６０４は、約１３０°Ｆと約１５０°Ｆとの間の温度、例えば約１３０°Ｆ、約１４０°Ｆ、約１５０°Ｆ、又は別の温度、とすることができる。
【０１２１】
熱交換器１から７のそれぞれからの加熱された加熱用流体（例えば、熱交換器１から７のそれぞれで、廃熱回収によって加熱された加熱用流体）は、合流して共通の高温流体ヘッダー６０８となる。高温流体ヘッダー６０８は、例えば、約２１０°Ｆと約２３０°Ｆとの間の温度、例えば、約２１０°Ｆ、約２２０°Ｆ、約２３０°Ｆ、又は別の温度、とすることができる。高温流体ヘッダー６０８における流体の体積は、例えば、約０．６ＭＭＴ／Ｄ（百万トン／日）と約０．８ＭＭＴ／Ｄとの間、例えば、約０．６ＭＭＴ／Ｄ、約０．７ＭＭＴ／Ｄ、約０．８ＭＭＴ／Ｄ、又は別の体積、とすることができる。
【０１２２】
加熱された加熱用流体からの熱はＯＲＣの作動用流体を加熱し、それによって、作動用流体の圧力と温度を上げ、加熱用流体の温度を下げる。次いで、加熱用流体は、蓄積タンク６０２に集められ、熱交換器１から７を通じて圧送されて元に戻って廃熱回収サイクルを再開する。廃熱を電力へ変換するプラント６００は、夏期よりも冬期に多く発電することができる。例えば、廃熱を電力へ変換するプラント６００は、冬期には、例えば、約７０ＭＷと約９０ＭＷとの間の電力、例えば、約７０ＭＷ、約８０ＭＷ、約９０ＭＷ、又は別の量の電力、を発生することができ、夏期には、約６０と約８０ＭＷとの間の電力、例えば約６０ＭＷ、約７０ＭＷ、約８０ＭＷ、又は別の量の電力、を発生することができる。
【０１２３】
ＯＲＣシステム６１０はポンプ６１２、例えばイソブタンポンプ、を含む。ポンプ６１２は、例えば、約４ＭＷと約５ＭＷとの間の電力、例えば、約４ＭＷ、約４．５ＭＷ、約５ＭＷ、又は別の量の電力、を消費することがある。ポンプ６１２は、イソブタン液体６１４を、例えば、約４ｂａｒ（０．４ＭＰａ）と約５ｂａｒ（０．５ＭＰａ）との間の開始圧力、例えば、約４ｂａｒ、約４．５ｂａｒ（０．４５ＭＰａ）、約５ｂａｒ、又は別の開始圧力、から、それよりも高い、例えば、約１１ｂａｒ（１．１ＭＰａ）と約１２ｂａｒとの間の出口圧力、例えば、約１１ｂａｒ、約１１．５ｂａｒ（１．５ＭＰａ）、約１２ｂａｒ、又は別の出口圧力、まで加圧できる。ポンプ６１２の大きさは、例えば、約０．１５ＭＭＴ／Ｄと約０．２５ＭＭＴ／Ｄとの間のイソブタン液体６１４、例えば、約０．１５ＭＭＴ／Ｄ、約０．２ＭＭＴ／Ｄ、約０．２５ＭＭＴ／Ｄ、又は別の量のイソブタン液体、を加圧できる大きさとすることができる。
【０１２４】
イソブタン液体６１４は、例えば、３０００ＭＭＢｔｕ／時（約３１６５１６８ＭＪ／ｈ（ＭＷ））と約３５００ＭＭＢｔｕ／時（約３６９２６９５ＭＪ／ｈ（ＭＷ））との間の熱デューティ、例えば約３０００ＭＭＢｔｕ／時、約３１００ＭＭＢｔｕ／時（約３２７０６７３ＭＪ／ｈ（ＭＷ））、約３２００ＭＭＢｔｕ／時（約３３７６１７９ＭＪ／ｈ（ＭＷ））、約３３００ＭＭＢｔｕ／時（約３４８１６８４ＭＪ／ｈ（ＭＷ））、約３４００ＭＭＢｔｕ／時（約３５８７１９０ＭＪ／ｈ（ＭＷ））、約３５００ＭＭＢｔｕ／時、又は別の熱デューティ、を有する蒸発器６１６を通して圧送される。蒸発器６１６において、イソブタン６１４は、高温流体ヘッダー６０８との交換により加熱されて蒸発する。例えば、蒸発器６１６は、イソブタン６１４を、例えば、約８０°Ｆ（約２６．７℃）と約９０°Ｆとの間の温度、例えば、約８０°Ｆ、約８５°Ｆ（約２９．４℃）、約９０°Ｆ、又は別の温度、から、例えば、約１５０°Ｆと約１６０°Ｆとの間の温度、例えば、約１５０°Ｆ、約１５５°Ｆ（約６８．３℃）、約１６０°Ｆ、又は別の温度、まで加熱できる。イソブタン６１４の圧力は、例えば、約１０ｂａｒ（１．０ＭＰａ）と約１１ｂａｒとの間の圧力、例えば、約１０ｂａｒ、約１０．５ｂａｒ（１．０５ＭＰａ）、約１１ｂａｒ、又は別の出口圧力、まで下がる。蒸発器６１６におけるイソブタンとの交換により、高温流体ヘッダー６０８は、例えば、約１３０°Ｆと約１５０°Ｆとの間の温度、例えば、約１３０°Ｆ、約１４０°Ｆ、約１５０°Ｆ、又は別の温度、に冷却される。冷却された高温流体ヘッダー６０８は蓄積タンク６０２へ戻る。
【０１２５】
加熱されたイソブタン６１４は、出力タービン６１８、例えばガスタービン、に動力を供給する。タービン６１８は、発電機（不図示）との組み合わせで、夏期よりも冬期に多く発電することができる。例えば、タービン６１８は、冬期には少なくとも約７０ＭＷ、例えば、約７０ＭＷと約９０ＭＷとの間の電力、例えば、約７０ＭＷ、約８０ＭＷ、約９０ＭＷ、又は別の量の電力、を発電できる。夏期には、少なくとも約６０ＭＷ、例えば、約６０ＭＷと約８０ＭＷとの間の電力、例えば、約６０ＭＷ、約７０ＭＷ、約８０ＭＷ、又は別の量の電力、を発電できる。イソブタン６１４は、タービン６１８に入るときの温度よりも低い温度でタービン６１８を出る。例えば、イソブタン６１４は、約１１０°Ｆと約１２０°Ｆ（約４８．９℃）との間の温度、例えば、約１１０°Ｆ、約１１５°Ｆ（約４６．１℃）、約１２０°Ｆ、又は他の温度、でタービン６１８を出ることができる。
【０１２６】
タービン６１８を出るイソブタン６１４は、クーラー６２０、例えば空気クーラー又は冷却水凝縮器、において、冷却水６２２との交換により更に冷却される。クーラー６２０は、例えば、約２５００ＭＭＢｔｕ／時（約２６３７６４０ＭＪ／ｈ（ＭＷ））と約３０００ＭＭＢｔｕ／時との間の熱デューティ、例えば約２５００ＭＭＢｔｕ／時、約２６００ＭＭＢｔｕ／時（約２７４３１４５ＭＪ／ｈ（ＭＷ））、約２７００ＭＭＢｔｕ／時（約２８４８６５１ＭＪ／ｈ（ＭＷ））、約２８００ＭＭＢｔｕ／時（約２９５４１５６ＭＪ／ｈ（ＭＷ））、約２９００ＭＭＢｔｕ／時（約３０５９６６２ＭＪ／ｈ（ＭＷ））、約３０００ＭＭＢｔｕ／時、又は別の熱デューティ、を有することができる。クーラー６２０は、年間の季節に応じて様々な温度にイソブタン６１４を冷却し、例えば、冬期には夏期よりも低い温度にイソブタン６１４を冷却する。冬期には、クーラー６２０は、イソブタン６１４を、約６０°Ｆ（約１５．６℃）と約８０°Ｆとの間の温度、例えば、約６０°Ｆ、約７０°Ｆ（約２１．１℃）、約８０°Ｆ、又は別の温度、に冷却する。夏期には、クーラー６２０は、イソブタン６１４を、約８０°Ｆと約１００°Ｆとの間の温度、例えば、約８０°Ｆ、約９０°Ｆ、約１００°Ｆ、又は別の温度、に冷却する。
【０１２７】
クーラー６２０へ流入する冷却水６２２の温度は、年間の季節に応じて様々である。例えば、冬期には、冷却水６２２の温度は約５５と約６５°Ｆとの間の温度、例えば、約５５°Ｆ、約６０°Ｆ、約６５°Ｆ、又は別の温度である。夏期には、冷却水６２２の温度は、例えば、約７０°Ｆと約８０°Ｆとの間の温度、例えば、約７０°Ｆ、約７５°Ｆ、約８０°Ｆ、又は別の温度である。冷却水６２２の温度は、クーラー６２０での交換によって、例えば、約５°Ｆ、約１０°Ｆ、約１５°Ｆ、又は別の温度分だけ、上昇し得る。クーラー６２０を通って流れる冷却水６２２の体積は、例えば、約２．５ＭＭＴ／Ｄと約３．５ＭＭＴ／Ｄとの間の体積、例えば、約２．５ＭＭＴ／Ｄ、約３ＭＭＴ／Ｄ、約３．５ＭＭＴ／Ｄ、又は別の体積、とすることができる。
【０１２８】
図７Ａ及び７Ｂを参照すると、図１乃至５に示す熱交換器１から７のネットワークを通じて回収される、原油随伴ガス処理プラントからの廃熱を利用して、有機ランキンサイクルに基づく廃熱で冷却し、廃熱を電力へ変換する併合プラント６５０、６５１にそれぞれ電力を供給することができる。廃熱で冷却し、廃熱を電力へ変換する併合プラント６５０、６５１は、加熱用流体、例えばオイル、水、有機流体、又は別の加熱用流体、を貯蔵する蓄積タンク６５２を含む。加熱用流体６５４は、加熱用流体循環ポンプ６５６によって蓄積タンク６５２から熱交換器１から７（図１乃至５）に圧送される。例えば、加熱用流体６５４は、約１３０°Ｆと約１５０°Ｆとの間の温度、例えば、約１３０°Ｆ、約１４０°Ｆ、約１５０°Ｆ、又は別の温度、とすることができる。
【０１２９】
熱交換器１から７のそれぞれからの加熱された加熱用流体（例えば、熱交換器１から７のそれぞれで廃熱回収によって加熱された加熱用流体）は、合流して共通の高温流体ヘッダー６５８となる。高温流体ヘッダー６５８の温度は、例えば、約２１０°Ｆと約２３０°Ｆとの間の温度、例えば、約２１０°Ｆ、約２２０°Ｆ、約２３０°Ｆ、又は別の温度、とすることができる。高温流体ヘッダー６５８における流体の体積は、例えば、約０．９ＭＭＴ／Ｄと約１．１ＭＭＴ／Ｄとの間の体積、例えば、約０．９ＭＭＴ／Ｄ、約１．０ＭＭＴ／Ｄ、約１．１ＭＭＴ／Ｄ、又は別の体積、とすることができる。
【０１３０】
加熱された加熱用流体からの熱はＯＲＣの作動用流体（例えばイソブタン）を加熱することによって、作動用流体の圧力と温度を上げ、加熱用流体の温度を下げる。次いで、加熱用流体は、集積タンク６５２に集められ、熱交換器１から７を通じて圧送されて元に戻って廃熱回収サイクルを再開する。加熱された作動用流体を用いてタービンへ動力を供給し、よってガス処理プラントからの回収廃熱から電力を発生する。場合によっては、作動用流体を用いてガス処理プラントにおいてガスストリームを冷却することによって、プラント内処理冷却を実現し、冷却水費用の節約を可能とする。場合によっては、作動用流体を利用して、ガス処理プラント又は近隣の工業コミュニティにおける周辺の空調又は冷却に用いられる冷却水のストリームを冷却する。
【０１３１】
場合によっては、廃熱で冷却し廃熱を電力へ変換する併合システム６５０は、例えば、約４０ＭＷと約６０ＭＷとの間の電力、例えば約４０ＭＷ、約５０ＭＷ、約６０ＭＷ、又は別の量の電力、を発生することができる。廃熱で冷却し、廃熱を電力へ変換する併合システム６５０は、ガスストリームのプラント内冷却を実現し、機械的冷凍若しくはプロパン冷凍、外気の空調若しくは冷却を提供するための冷却水の冷却、又はその両方を置き換えることもできる。例えば、約６０ＭＷと約８５ＭＷとの間の冷凍負荷又は空調負荷、例えば約６０ＭＷ、約７０ＭＷ、約８０ＭＷ、８５ＭＷ、又は別の量の負荷に置き換わる冷却能力を提供することができる。
【０１３２】
具体的に図７Ａを参照すると、有機ランキンサイクル６６０はポンプ６６２、例えばイソブタンポンプ、を含む。ポンプ６６２は、例えば、約４ＭＷと約５ＭＷとの間の電力、例えば、約４ＭＷ、約４．５ＭＷ、約５ＭＷ、又は別の量の電力、を消費し得る。ポンプ６６２は、イソブタン液体６６４を、例えば、約４ｂａｒと約５ｂａｒとの間の開始圧力、例えば、約４ｂａｒ、約４．５ｂａｒ、約５ｂａｒ、又は別の開始圧力、から、それよりも高い、例えば、約１１ｂａｒと約１２ｂａｒとの間の出口圧力、例えば、約１１ｂａｒ、約１１．５ｂａｒ、約１２ｂａｒ、又は別の出口圧力、に加圧できる。ポンプ６１２の大きさは、例えば、約０．１５ＭＭＴ／Ｄと約０．２５ＭＭＴ／Ｄとの間のイソブタン液体６１４、例えば約０．１５ＭＭＴ／Ｄ、約０．２ＭＭＴ／Ｄ、約０．２５ＭＭＴ／Ｄ、又は別の量のイソブタン液体６１４、を加圧できる大きさとすることができる。
【０１３３】
イソブタン液体６６４は、例えば、３０００ＭＭＢｔｕ／時と約３５００ＭＭＢｔｕ／時との間の熱デューティ、例えば、約３０００ＭＭＢｔｕ／時、約３１００ＭＭＢｔｕ／時、約３２００ＭＭＢｔｕ／時、約３３００ＭＭＢｔｕ／時、約３４００ＭＭＢｔｕ／時、約３５００ＭＭＢｔｕ／時、又は別の熱デューティ、を有する蒸発器６６６を通して圧送される。蒸発器６６６において、イソブタン６６４は、高温流体ヘッダー６５８との交換により加熱されて蒸発する。例えば、蒸発器６６６は、イソブタン６６４を、例えば、約８０°Ｆと約９０°Ｆとの間の温度、例えば、約８０°Ｆ、約８５°Ｆ、約９０°Ｆ、又は別の温度から、例えば、約１５０°Ｆと約１６０°Ｆとの間の温度、例えば、約１５０°Ｆ、約１５５°Ｆ、約１６０°Ｆ、又は別の温度、に加熱することができる。イソブタン６６４の圧力は、例えば、約１０ｂａｒと約１１ｂａｒとの間、例えば約１０ｂａｒ、約１０．５ｂａｒ、約１１ｂａｒ、又は別の出口圧力、に低下する。蒸発器６６６におけるイソブタンとの交換により、高温流体ヘッダー６５８は、例えば、約１３０°Ｆと約１５０°Ｆとの間の温度、例えば、約１３０°Ｆ、約１４０°Ｆ、約１５０°Ｆ、又は別の温度、に冷却される。冷却された高温流体ヘッダー６５８は蓄積タンク６５２へ戻る。
【０１３４】
加熱されたイソブタン６６４は、例えば、約２７％と約３８％との間の分割比で２つの部分に分割される。図７Ａの実施例では、分割比は２７％である。加熱されたイソブタン６６４の第１の部分６７６（例えば、約７３％）は、出力タービン６６８、例えばガスタービン、へ動力を供給する。タービン６６８は、発電機（不図示）との組み合わせで、少なくとも約５０ＭＷの電力、例えば５０ＭＷと約７０ＭＷとの間、例えば約５０ＭＷ、約６０ＭＷ、約７０ＭＷ、又は別の量の電力、を発生可能である。イソブタンストリーム６５９は、タービン６６８へ入るときの温度よりも低い温度及び圧力でタービン６６８を出る。例えば、イソブタンストリーム６５９は、約１１０°Ｆと約１２０°Ｆとの間の温度、例えば、約１１０°Ｆ、約１１５°Ｆ、約１２０°Ｆ、又は別の温度、及び約４ｂａｒと約５ｂａｒとの間の圧力、例えば、約４ｂａｒ、約４．５ｂａｒ、約５ｂａｒ、又は別の圧力、でタービン６６８を出ることができる。
【０１３５】
加熱されたイソブタン６６４の第２の部分６７８（例えば、約２７％）は、一次流ストリームとしてエゼクタ６７４へ流入する。冷却サブシステム６８５（以下の段落で考察）からのイソブタン蒸気６９６のストリームが二次流ストリームとしてエゼクタ６７４へ流入する。イソブタン６７７のストリームが、エゼクタ６７４を出てタービン６６８を出るイソブタンストリーム６５９と合流してイソブタンストリーム６８０を形成する。
【０１３６】
更に図８を参照すると、エゼクタ６７４は吸引チャンバ区画部８０を含み、そこを通って、加熱されたイソブタン６７８及びイソブタン蒸気６９６がエゼクタへ入る。加熱されたイソブタン６７８は、最小断面積がＡｔである狭い通路８４（スロート部）を有するノズル８２を通って流入する。低圧イソブタン蒸気６９６は、断面積がＡｅである低圧開口８５を通って流入する。２つのイソブタンストリームは、断面積がＡ３である定面積区画部８６において定圧力で混合される。混合されたイソブタンは、イソブタンストリーム６７７としてディフューザ区画部８８を介してエゼクタを出る。
【０１３７】
エゼクタ６７４の幾何学的形状は、エゼクタに入るイソブタンストリーム６７８、６９６におけるイソブタンガス圧力と、エゼクタを出て凝縮器６７０へ流入するイソブタンガスストリーム６７７の圧力とに基づいて選択される。タービン６６８手前の分割比が約２７％と約３８％との間であり、ポンプ６６２手前の分割比が約８％と約１０％との間である図７の実施例において、エゼクタ６７４は約３．５の同伴比を有することができる。ノズル８４の通路の断面積（Ａｔ）に対する定面積区画８６の断面積Ａ３の比（Ａ３：Ａｔ）は最大６．４である。ノズル８２の通路８４の断面積（Ａｔ）に対する低圧開口８５の断面積（Ａｅ）の比（Ａｅ：Ａｔ）は最大２．９である。
【０１３８】
エゼクタ６７４の幾何学的形状は、システム６５０におけるイソブタンのガス圧に応じて異なる。例えば、ガス処理施設用の、図７の冷却及び発電システムの実施例では、Ａ３：Ａｔの比は、約３．３と約６．４との間、例えば、約３．３、約４、約４．５、約５．０、約５．５、約６．０、約６．４、又は別の比、とすることができる。図７Ａの特定の実施例では、Ａｅ：Ａｔの比は、約１．３と約２．９との間、例えば、約１．３、約１．５、約２．０、約２．５、約２．９、又は別の比、とすることができる。同伴比は、約３と約５との間、例えば、約３、約３．５、約４、約４．５、約５、又は別の比、とすることができる。場合によっては、複数のエゼクタを並行に用いることができる。並行に用いるエゼクタの数は、ストリーム６７８、６９６におけるイソブタンの体積流量に依存し得る。
【０１３９】
再び図７Ａを参照すると、イソブタンストリーム６８０は約１１０°Ｆと約１２０°Ｆとの間の温度、例えば、約１１０°Ｆ、約１１５°Ｆ、約１２０°Ｆ、又は別の温度、を有することができる。イソブタンストリーム６８０は、クーラー６７０、例えば空気クーラー又は冷却水凝縮器、において冷却水６７２との交換により更に冷却される。クーラー６７０は、例えば、約３０００ＭＭＢｔｕ／時と約３５００ＭＭＢｔｕ／時との間の熱デューティ、例えば、約３０００ＭＭＢｔｕ／時、約３１００ＭＭＢｔｕ／時、約３２００ＭＭＢｔｕ／時、約３３００ＭＭＢｔｕ／時、約３４００ＭＭＢｔｕ／時、約３５００ＭＭＢｔｕ／時、又は別の熱デューティ、を有することができる。クーラー６７０は、年間の季節に応じて様々な温度にイソブタン６８０を冷却でき、例えば、冬期には夏期よりも低い温度にイソブタン６８０を冷却する。冬期には、クーラー６７０はイソブタン６８０を、約６０°Ｆと約８０°Ｆとの間の温度、例えば、約６０°Ｆ、約７０°Ｆ、約８０°Ｆ、又は別の温度、に冷却する。夏期には、クーラー６７０はイソブタン６８０を、約８０°Ｆと約１００°Ｆとの間の温度、例えば、約８０°Ｆ、約９０°Ｆ、約１００°Ｆ、又は別の温度、に冷却する。
【０１４０】
クーラー６７２へ流入する冷却水６７０の温度は、年間の季節に応じて様々である。例えば、冬期には、冷却水６７２は、約５５と約６５°Ｆとの間の温度、例えば、約５５°Ｆ、約６０°Ｆ、約６５°Ｆ、又は別の温度、を有することができる。夏期には、冷却水６７２は、例えば、約７０°Ｆと約８０°Ｆとの間の温度、例えば、約７０°Ｆ、約７５°Ｆ、約８０°Ｆ、又は別の温度、を有することができる。冷却水６７２の温度は、クーラー６７０での交換によって、例えば、約５°Ｆ、約１０°Ｆ、約１５°Ｆ、又は別の温度分だけ上昇し得る。クーラー６７０を通って流れる冷却水６７２の体積は、例えば、約２．５ＭＭＴ／Ｄと約３．５ＭＭＴ／Ｄとの間の体積、例えば約２．５ＭＭＴ／Ｄ、約３ＭＭＴ／Ｄ、約３．５ＭＭＴ／Ｄ、又は別の体積、とすることができる。
【０１４１】
冷却されたイソブタンストリーム６８０は、例えば、約８％と約１０％との間の分割比で、２つの部分に分割される。図示の実施例において、分割比は約８％である。ポンプ６６２によって圧送されるイソブタン液体６６４が第１の部分であり、例えば、約９２％の体積の冷却されたイソブタンストリームを含む。冷却されたイソブタンストリーム６８０の第２の部分６６５（例えば、約８％）は、冷却サブシステム６８５へ導かれる。イソブタンの第２の部分６６５は、イソブタンを更に冷却する降下弁６８２を通過する。降下弁６８２は、イソブタンを冷却し、例えば、約４５°Ｆと約５５°Ｆとの間の温度、例えば、約４５°Ｆ、約５０°Ｆ（約１０℃）、約５５°Ｆ、又は別の温度、及び、例えば、約２ｂａｒ（０．２ＭＰａ）と約３ｂａｒ（０．３ＭＰａ）との間の圧力、例えば、約２ｂａｒ、約２．５ｂａｒ（０．２５ＭＰａ）、約３ｂａｒ、又は別の圧力、とすることができる。
【０１４２】
降下弁６８２から放出される冷却されたイソブタンは、第１の部分６８４と第２の部分６８６に分割され、両方ともプラント内プロセス冷却に用いられる。第１の部分６８４及び第２の部分６８６の体積は、相対的に等しくすることができる。例えば、第１の部分６８４と第２の部分６８６の分割比を約５０％とすることができる。
【０１４３】
冷却されたイソブタンの第１の部分６８４はチラー６８８を通過する。チラー６８８は、例えば、約５０ＭＭＢｔｕ／時と約１５０ＭＭＢｔｕ／時との間の熱デューティ、例えば、約５０ＭＭＢｔｕ／時、約６０ＭＭＢｔｕ／時（約６３３０３ＭＪ／ｈ（ＭＷ））、約７０ＭＭＢｔｕ／時（約７３８５４ＭＪ／ｈ（ＭＷ））、約８０ＭＭＢｔｕ／時、約９０ＭＭＢｔｕ／時（約９４９５５ＭＪ／ｈ（ＭＷ））、約１００ＭＭＢｔｕ／時、約１１０ＭＭＢｔｕ／時（約１１６０５６ＭＪ／ｈ（ＭＷ））、約１２０ＭＭＢｔｕ／時、約１３０ＭＭＢｔｕ／時（約１３７１５７ＭＪ／ｈ（ＭＷ））、約１４０ＭＭＢｔｕ／時、約１５０ＭＭＢｔｕ／時、又は別の熱デューティ、を有することができる。チラー６８８は、イソブタンの第１の部分６８４を加熱する一方で、ガス処理プラントにおいてガスストリーム６９０を低温化する。場合によっては、チラー６８８によって冷却されたガスストリーム６９０を、上記の供給ガス３６２とすることができる。例えば、チラー６８８は、ガスストリーム６９０を、約１１０°Ｆと約１２０°Ｆとの間の温度、例えば、約１１０°Ｆ、約１１５°Ｆ、約１２０°Ｆ、又は別の温度、から、約７５°Ｆと約８５°Ｆとの間の温度、例えば、約７５°Ｆ、約８０°Ｆ、約８５°Ｆの温度、又は別の温度、に低温化できる。チラー６８８は、イソブタンの第１の部分６８４を、例えば、約８５°Ｆと約９５°Ｆ（約３５℃）との間の温度、例えば、約８５°Ｆ、約９０°Ｆ、約９５°Ｆ、又は別の温度、に加熱できる。
【０１４４】
冷却されたイソブタンの第２の部分６８６はチラー６９２を通過する。チラー６９２は、例えば、約５０ＭＭＢｔｕ／時と約１５０ＭＭＢｔｕ／時との間の熱デューティ、例えば、約５０ＭＭＢｔｕ／時、約６０ＭＭＢｔｕ／時、約７０ＭＭＢｔｕ／時、約８０ＭＭＢｔｕ／時、約９０ＭＭＢｔｕ／時、約１００ＭＭＢｔｕ／時、約１１０ＭＭＢｔｕ／時、約１２０ＭＭＢｔｕ／時、約１３０ＭＭＢｔｕ／時、約１４０ＭＭＢｔｕ／時、約１５０ＭＭＢｔｕ／時、又は別の熱デューティ、を有することができる。チラー６９２は、ガスストリーム６９４をガス処理プラントにおいて、例えば、約７５°Ｆと約８５°Ｆとの間の温度、例えば、約７５°Ｆ、約８０°Ｆ、約８５°Ｆ、又は別の温度、から、約６０°Ｆと約７０°Ｆとの間の温度、例えば、約６０°Ｆ、約６５°Ｆ、約７０°Ｆの温度、又は別の温度、に低温化できる。場合によっては、チラー６９２によって冷却されたガスストリーム６９４を、上記の脱水された供給ガス４１７とすることができる。チラー６９２は、イソブタンの第２の部分６８４を、例えば、約６５°Ｆと約７５°Ｆとの間の温度、例えば、約６５°Ｆ、約７０°Ｆ、約７５°Ｆ、又は別の温度、に加熱できる。
【０１４５】
ガス処理プラントにおいて、チラー６８８、６９２を用いてガスストリームを部分的に冷却することで、ガス処理プラントにおける冷却負荷は軽減され、よって省電力が可能となる。例えば、チラー６８８によって冷却されるガスストリーム６９０が供給ガス３６２である場合、第１の低温化トレイン４０２（図４）の構成要素に対する冷却負荷を軽減できる。同様に、チラー６９２によって冷却されるガスストリーム６９４が脱水された供給ガス４１７である場合、第２の低温化トレイン４０４（図４）の構成要素に対する冷却負荷を軽減できる。
【０１４６】
加熱された第１及び第２の部分６８４、６８６は、再合流してイソブタンストリーム６９６となり、上記で考察したように、エゼクタ６７４へ流入する。イソブタンストリーム６９６は、例えば、約７５°Ｆと約８５°Ｆとの間の温度、例えば、約７５°Ｆ、約８０°Ｆ、約８５°Ｆ、又は別の温度、及び、例えば、約１．５ｂａｒ（０．１５ＭＰａ）と約２．５ｂａｒとの間の圧力、例えば、約１．５ｂａｒ、約２ｂａｒ、約２．５ｂａｒ、又は別の圧力、を有するイソブタン蒸気のストリームとすることができる。
【０１４７】
プラント内冷却容量の生成に寄与するエゼクタ６７４の使用にはいくつかの利点がある。例えば、エゼクタは、冷凍構成要素よりも資本コストが低い。エゼクタの使用は、ガス処理プラントにおけるそのような冷凍構成要素に対する負荷を軽減するので、より小型で安価な冷凍構成要素をガス処理プラントで使える。加えて、ガス処理プラントでの冷凍構成要素の稼動に使われる電力を節約したり、他で利用したりすることができる。
【０１４８】
場合によっては、廃熱で冷却し、廃熱を電力へ変換する併合プラント６５０は、異なる量の冷却容量を提供するように調節できる。例えば、ポンプ６６２手前の分割比、タービン６６８手前の分割比、又はその両方を大きくし、冷却サブシステム６８５へ供給するイソブタンの量を増やし、よって発電を犠牲にして冷却量を増やすことができる。分割比は、例えば、ガス処理プラントにおける冷却の必要性の高まりに応じて大きくすることができる。例えば、ガス処理プラントの冷却の必要性は季節によって変動し、冬期よりも夏期の方が、冷却負荷が高くなる可能性がある。
【０１４９】
分割比を調節する場合、エゼクタ６７４の幾何学的形状を、エゼクタ６７４へ流入するイソブタンの体積の変化に対応するように変更できる。例えば、ノズル８２の通路８４の断面積（Ａｔ）、低圧開口８５の断面積（Ａｅ）、又は定面積区画部８６の断面積（Ａ３）を調節できる。場合によっては、可変エゼクタを用いて、システムの分割比に基づき可変エゼクタの幾何学的形状を調節できる。場合によっては、複数のエゼクタを並列に接続し、システムの分割比に基づいてイソブタンストリーム６７８、６９６の流れを適切な幾何学的形状を有するエゼクタへ切り替えることができる。
【０１５０】
図７Ｂを参照すると、有機ランキンサイクル６６１は、ガス処理プラントにおける発電プラント内の準外気冷却、及び、例えば、ガス処理プラントで働く職員（ガス処理プラントの工業コミュニティとも言う）、近隣の非工業コミュニティ、又はその両方のための周辺の空気冷却又は空調を提供する。
【０１５１】
加熱されたイソブタン６６４は、タービン６６８手前で、例えば、約２７％と約３８％との間の分割比で２つの部分に分割される。図７Ｂの実施例では、分割比は３８％である。図７Ａについて先に説明したように、タービン６６８と発電機（不図示）によって電力を発生する。タービン６６８と発電機は、少なくとも約３０ＭＷの電力、例えば、約３０ＭＷと約５０ＭＷとの間、例えば、約３０ＭＷ、約４０ＭＷ、約５０ＭＷ、又は別の量の電力、を発生することができる。
【０１５２】
冷却容量は、クーラー６７０からイソブタンの第２の部分６６５を受け入れる冷却サブシステム６８７によって提供される。冷却されたイソブタン６８０の第２及び第１の部分６６５、６６４の分割比は、それぞれ約８％と約１０％との間とすることができる。図７Ｂの実施例では、分割比は約１０％である。イソブタンの第２の部分６６５はイソブタンを冷却して、例えば、約４５°Ｆと約５５°Ｆとの間の温度、例えば、約４５°Ｆ、約５０°Ｆ、約５５°Ｆ、又は別の温度、及び、例えば、約２ｂａｒと約３ｂａｒとの間の圧力、例えば、約２ｂａｒ、約２．５ｂａｒ、約３ｂａｒ、又は別の圧力、とする降下弁６８２を通過する。
【０１５３】
冷却サブシステム６８７において、降下弁６８２から放出される冷却されたイソブタンは、第１の部分６７３、第２の部分６７５、及び第３の部分６７１に分割される。イソブタンの第１の部分６７３及び第２の部分６７５は、上記のように、ガス処理プラントにおいてそれぞれチラー６８８、６９２を通過し、ガスストリーム６９０、６９４を低温化する。冷却されたイソブタンの第３の部分６７１は、チラー６７７を通過する。チラー６７７は、例えば、約５０ＭＭＢｔｕ／時と約１００ＭＭＢｔｕ／時との間の熱デューティ、例えば、約５０ＭＭＢｔｕ／時、約６０ＭＭＢｔｕ／時、約７０ＭＭＢｔｕ／時、約８０ＭＭＢｔｕ／時、約９０ＭＭＢｔｕ／時、約１００ＭＭＢｔｕ／時、又は別の熱デューティ、を有することができる。チラー６７７は、ガス処理プラントの工業コミュニティ又は近隣の非工業コミュニティの周辺の空気冷却又は空調を提供するために用いることができる低温水ストリーム６７９を低温化できる。チラー６７７は、低温水ストリーム６７９を、例えば、約５５°Ｆと約６５°Ｆとの間の温度、例えば、約５５°Ｆ、約６０°Ｆ、約６５°Ｆ、又は別の温度、から、約５０°Ｆと約６０°Ｆとの間の温度、例えば、約５０°Ｆ、約５５°Ｆ、約６０°Ｆの温度又は別の温度、に低温化できる。
【０１５４】
図７Ｂの例では、第１の部分６７３は、降下弁６８２から放出されるイソブタン６６５から３５％の体積を受け取り、第２の部分６７５は体積の３６％を受け取り、第３の部分６７１は２９％を受け取る。これらの体積比を調節して、冷却サブシステム６８７が提供する工業用冷却容量と周辺の空気冷却又は空調容量の相対量を調節できる。例えば、周辺の空気冷却又は空調の需要が高まる夏期には、第３の部分６７１が受け取るイソブタンの体積を増やすことにより、周辺の空気冷却又は空調容量を増やし、工業用冷却容量を減らすことができる。場合によっては、第３の部分６７１は、冷却サブシステム６８７が周辺の空気冷却又は空調の容量のみを提供するように、降下弁６８２から放出されるイソブタンの体積の１００％を受け取ることができる。場合によっては、第３の部分６７１は、冷却サブシステム６８７が流れを受け取らずに工業用冷却容量のみを提供するようにすることもできる。
【０１５５】
冷却サブシステム６８７を出ると、イソブタンの第１の部分６７３、第２の部分６７５、及び第３の部分６７１は、合流して上記のようにエゼクタ６７４へ流入する低圧イソブタン蒸気のストリーム６９６となる。ストリーム６９６は、例えば、約７０°Ｆと約８０°Ｆとの間の温度、例えば、約７０°Ｆ、約７５°Ｆ、約８０°Ｆ、又は別の温度、及び、例えば、約１．５ｂａｒと約２．５ｂａｒとの間の圧力、例えば、約１．５ｂａｒ、約２ｂａｒ、約２．５ｂａｒ、又は別の圧力、を有することができる。
【０１５６】
図９Ａ及び９Ｂを参照すると、熱交換器１から７のネットワーク（図１乃至５）を通じて回収される原油随伴ガス処理プラントからの廃熱を用いて、改良型カリーナサイクルに基づく廃熱を電力へ変換するプラント７００、７５０へ電力を供給できる。カリーナサイクルは、閉ループ配置構成においてアンモニアと水との混合物を用いるエネルギー変換システムである。図９Ａのプラント７００において、カリーナサイクルは約２０ｂａｒ（２．０ＭＰａ）で運転され、図９Ｂのプラント７５０において、カリーナサイクルは約２５ｂａｒで運転される。
【０１５７】
廃熱を電力へ変換するプラント７００、７５０はそれぞれ、加熱用流体、例えばオイル、水、有機流体、又は別の加熱用流体、を貯蔵する蓄積タンク７０２を含む。加熱用流体７０４は、加熱用流体循環ポンプ７０６によって蓄積タンク７０２から熱交換器１から７（図１乃至５）へ圧送される。例えば、加熱用流体７０４は、約１３０°Ｆと約１５０°Ｆとの間の温度、例えば、約１３０°Ｆ、約１４０°Ｆ、約１５０°Ｆ、又は別の温度、とすることができる。
【０１５８】
熱交換器１から７のそれぞれからの加熱された加熱用流体（例えば、熱交換器１から７のそれぞれで廃熱回収によって加熱された加熱用流体）は合流して、共通の高温流体ヘッダー７０８となる。高温流体ヘッダー７０８は、例えば、約２１０°Ｆと約２３０°Ｆとの間の温度、例えば、約２１０°Ｆ、約２２０°Ｆ、約２３０°Ｆ、又は別の温度、とすることができる。高温流体ヘッダー７０８における流体の体積は、例えば、約０．６ＭＭＴ／Ｄと約０．８ＭＭＴ／Ｄとの間、例えば、約０．６ＭＭＴ／Ｄ、約０．７ＭＭＴ／Ｄ、約０．８ＭＭＴ／Ｄ、又は別の体積、とすることができる。
【０１５９】
高温流体ヘッダー７０８からの熱を用いて、カリーナサイクルにおいてアンモニア・水混合物を加熱し、これを用いて出力タービンへ動力を供給し、よってガス処理プラントから回収される廃熱から電力を発生する。プラント７５０において、作動圧力（例えば、プラント７５０の場合は２５ｂａｒ、それに対しプラント７００の場合は２０ｂａｒ）が高いほどタービンでの発電量は増加するが、熱交換器コストは上昇する。例えば、プラント７５０における発電量は、プラント７００よりも約２ＭＷと約３ＭＷとの間分だけ多い量、例えば、約２ＭＷ分だけ多い量、約２．５ＭＷ分だけ多い量、約３ＭＷ分だけ多い量、又は別の分だけ多い量、であってよい。
【０１６０】
特に図９Ａを参照すると、廃熱を電力に変換するプラント７００は、カリーナサイクル７１０により、アンモニア約７０％と水３０％のアンモニア・水混合物７１２を用い、約２０ｂａｒで電力を産生する。例えば、プラント７００は、約８０ＭＷと約９０ＭＷとの間の電力、例えば、約８０ＭＷ、約８５ＭＷ、約９０ＭＷ、又は別の量の電力、を産生できる。
【０１６１】
カリーナサイクル７１０はポンプ７１４を含む。ポンプ７１４は、例えば、約３．５ＭＷと約４．５ＭＷとの間の電力、例えば、約３．５ＭＷ、約４ＭＷ、約４．５ＭＷ、又は別の量の電力、を消費し得る。ポンプ７１４は、アンモニア・水混合物７１２を、例えば、約７ｂａｒ（０．７ＭＰａ）と約８ｂａｒ（０．８ＭＰａ）との間の開始圧力、例えば、約７ｂａｒ、約７．５ｂａｒ（０．７５ＭＰａ）、又は約８ｂａｒの開始圧力、から、それよりも高い、例えば、約２０ｂａｒと約２２ｂａｒとの間の出口圧力、例えば、約２０ｂａｒ、約２１ｂａｒ（２．１ＭＰａ）、約２２ｂａｒ、又は別の出口圧力、に加圧できる。ポンプ７１４の大きさは、例えば、約０．１０ＭＭＴ／Ｄと約０．２０ＭＭＴ／Ｄとの間、例えば、約０．１０ＭＭＴ／Ｄ、約０．１５ＭＭＴ／Ｄ、約０．２０ＭＭＴ／Ｄ、又は別の量、のアンモニア・水混合物７１２を加圧できる大きさである。
【０１６２】
アンモニア・水混合物７１２は、加熱用流体７０４からの熱を用いてアンモニア・水混合物７１２の部分的な蒸発を共に達成する熱交換器７１６、７１８、７２０、７２２のネットワークへポンプ７１４によって圧送される。熱交換器７１６及び７２０は、例えば、約１０００ＭＭＢｔｕ／時（約１０５５０６０ＭＪ／ｈ（ＭＷ））と約１２００ＭＭＢｔｕ／時との間の熱デューティ、例えば、約１０００ＭＭＢｔｕ／時、約１１００ＭＭＢｔｕ／時（約１１６０５６１ＭＪ／ｈ（ＭＷ））、約１２００ＭＭＢｔｕ／時、又は別の熱デューティ、を有することができる。熱交換器７１８及び７２２は、例えば、約８００ＭＭＢｔｕ／時と約１０００ＭＭＢｔｕ／時との間の熱デューティ、例えば、約８００ＭＭＢｔｕ／時、約９００ＭＭＢｔｕ／時（約９４９５５０ＭＪ／ｈ（ＭＷ））、約１０００ＭＭＢｔｕ／時、又は別の熱デューティ、を有することができる。
【０１６３】
ポンプ７１４を出たアンモニア・水混合物７１２は、例えば、約８０°Ｆと約９０°Ｆとの間の温度、例えば、約８０°Ｆ、約８５°Ｆ、約９０°Ｆ、又は別の温度、を有することができる。ポンプ７１４からのアンモニア・水混合物７１２は、例えば、約５０％の分割比で２つの部分に分割される。ポンプ７１４からのアンモニア・水混合物７１２の第１の部分７２４は、熱交換器７１６、７１８において、加熱用流体７０８との交換により予熱され部分的に気化する。例えば、アンモニア・水混合物の第１の部分７２４は、約１８５°Ｆと約１９５°Ｆ（約９０．６℃）との間の温度、例えば、約１８５°Ｆ（約８５℃）、約１９０°Ｆ、約１９５°Ｆ、又は別の温度、に加熱される。ポンプ７１４からのアンモニア・水混合物７１２の第２の部分７３２は、熱交換器７２０において、液体アンモニア及び水７２８（以下の段落に記載する気液分離器７２６からの）との交換により予熱されて部分的に気化する。例えば、アンモニア・水混合物の第２の部分７３２は、約１５５°Ｆと約１６５°Ｆ（約７３．９℃）との間の温度、例えば、約１５５°Ｆ、約１６０°Ｆ、約１６５°Ｆ、又は別の温度、に加熱される。
【０１６４】
加熱された第２の部分７３２は、熱交換器７２２において、加熱用流体７０８との交換により更に加熱されて部分的に気化する。例えば、第２の部分７３２は、約１８５°Ｆと約１９５°Ｆとの間の温度、例えば、約１８５°Ｆ、約１９０°Ｆ、約１９５°Ｆ、又は別の温度、に更に加熱される。
【０１６５】
熱交換器７１６、７１８、７２２のネットワークを通って流れる加熱用流体７０８は、冷えて、蓄積タンク７０２へ戻る。例えば、熱交換器７１６、７１８、７２２のネットワークへ流入する加熱用流体７０８は、約２１０°Ｆと約２３０°Ｆとの間の温度、例えば、約２１０°Ｆ、約２２０°Ｆ、約２３０°Ｆ、又は別の温度、を有することができる。加熱用流体７０８は、約１３０°Ｆと約１５０°Ｆとの間の温度、例えば、約１３０°Ｆ、約１４０°Ｆ、約１５０°Ｆ、又は別の温度、で熱交換器のネットワークを出る。
【０１６６】
加熱され、部分的に気化した第１及び第２の部分７２４及び７３２は、アンモニア・水の蒸気から液体アンモニアと水を分離する気液分離器７２６に流入する。分離器７２４へ入った直後の第１及び第２の部分７２４及び７３２の圧力は、例えば、約１９ｂａｒ（１．９ＭＰａ）と約２１ｂａｒとの間、例えば、約１９ｂａｒ、約２０ｂａｒ、約２１ｂａｒ、又は別の圧力、とすることができる。純度の低いリーンストリームである液体アンモニアと水７２８は分離器７２６の塔底を出て、アンモニア・水の蒸気７３０は分離器７２６の塔頂を出る。
【０１６７】
純度の高いリッチストリームであるアンモニア・水の蒸気７３０は電力を発生させ（発電機（不図示）との組み合わせで）、場合によっては夏期と冬期で異なる量の電力を発生することができるタービン７３４へ流れる。例えば、タービン７３４は、夏期には少なくとも約６０ＭＷの電力、例えば夏期には、約６０ＭＷと約７０ＭＷとの間の電力、例えば、約６０ＭＷ、約６５ＭＷ、約７０ＭＷ、又は別の量の電力、を発生することができ、冬期には少なくとも約８０ＭＷの電力、例えば、冬期には、約８０ＭＷと約９０ＭＷとの間の電力、例えば、約８０ＭＷ、約８５ＭＷ、約９０ＭＷ、又は別の量の電力、を発生することができる。電力は、タービン７３４により、アンモニア・水の蒸気７３０の一定の体積、例えば、約０．０４ＭＭＴ／Ｄと約０．０６ＭＭＴ／Ｄとの間の一定の体積、例えば、０．０４ＭＭＴ／Ｄ、約０．０５ＭＭＴ／Ｄ、約０．０６ＭＭＴ／Ｄ、又は別の一定の体積、を用いて発生させる。タービン７３４は、アンモニア・水の蒸気７３０の圧力を、例えば、約７ｂａｒと約８ｂａｒとの間の圧力、例えば、約７ｂａｒ、約７．５ｂａｒ、約８ｂａｒ、又は別の圧力、に下げ、アンモニア・水の蒸気７３０の温度を、例えば、約１００°Ｆと約１１０°Ｆとの間、例えば、約１００°Ｆ、約１０５°Ｆ（約４０．６℃）、約１１０°Ｆ、又は別の温度、に下げる。
【０１６８】
液体アンモニアと水７２８は、熱交換器７２０を介して更なる発電のための高圧回収タービン（ＨＰＲＴ）７３６、例えば油圧液体タービン、へ流れる。ＨＰＲＴ７３６は、例えば、約１ＭＷと約２ＭＷとの間の電力、例えば、約１ＭＷ、約１．５ＭＷ、約２ＭＷ、又は別の量の電力、を発生することができる。ＨＰＲＴ７３６により、液体アンモニアと水７２８の一定の体積、例えば、約０．０５ＭＭＴ／Ｄと約０．１５ＭＭＴ／Ｄとの間の一定の体積、例えば、約０．０５ＭＭＴ／Ｄ、約０．１ＭＭＴ／Ｄ、約０．１５ＭＭＴ／Ｄ、又は別の一定の体積、を用いて電力を発生する。ＨＰＲＴ７３６は、液体アンモニアと水７２８の圧力を、例えば、約７ｂａｒと約９ｂａｒ（０．９ＭＰａ）との間、例えば、約７ｂａｒ、約７．５ｂａｒ、約８ｂａｒ、約８．５ｂａｒ（０．８５ＭＰａ）、約９ｂａｒ、又は別の圧力、に下げる。熱交換器７２０での交換後、液体アンモニアと水７２８は、例えば、約１００°Ｆと１１０°Ｆとの間の温度、例えば、約１００°Ｆ、約１０５°Ｆ、約１１０°Ｆ、又は別の温度、となる。
【０１６９】
アンモニア・水の蒸気７３０及び液体アンモニアと水７２８は、タービン７３４、７３６を出た後に合流してアンモニア・水混合物７１２となる。アンモニア・水混合物７１２は、クーラー７３８、例えば冷却水凝縮器又は空気クーラー、において冷却水７４０との交換により冷却される。クーラー７３８は、例えば、約２８００ＭＭＢｔｕ／時と約３２００ＭＭＢｔｕ／時との間の熱デューティ、例えば、約２８００ＭＭＢｔｕ／時、約２９００ＭＭＢｔｕ／時、約３０００ＭＭＢｔｕ／時、約３１００ＭＭＢｔｕ／時、約３２００ＭＭＢｔｕ／時、又は別の熱デューティ、を有することができる。クーラー７３８は、年間の季節に応じて様々な温度にアンモニア・水混合物７１２を冷却し、例えば、冬期には夏期よりも低い温度にアンモニア・水混合物７１２を冷却する。冬期には、クーラー７３８がアンモニア・水混合物７１２を、例えば、約６０°Ｆと約７０°Ｆとの間の温度、例えば、約６０°Ｆ、約６２°Ｆ（約１６．７℃）、約６４°Ｆ（約１７．８℃）、約６６°Ｆ（約１８．９℃）、約６８°Ｆ（約２０℃）、約７０°Ｆ、又は別の温度、に冷却する。夏期には、クーラー６２０は、イソブタン６１４を、約８０°Ｆと約９０°Ｆとの間の温度、例えば、約８０°Ｆ、約８２°Ｆ（約２７．８℃）、約８４°Ｆ（約２８．９℃）、約８６°Ｆ（約３０℃）、約８８°Ｆ（約３１．１℃）、約９０°Ｆ、又は別の温度、に冷却する。
【０１７０】
クーラー７３８へ流入する冷却水７４０は、年間の季節に応じて様々な温度を有することができる。例えば、冬期には、冷却水７４０は、約５５と約６５°Ｆとの間の温度、例えば、約５５°Ｆ、約６０°Ｆ、約６５°Ｆ、又は別の温度、を有することができる。夏期には、冷却水７４０は、例えば、約７０°Ｆと約８０°Ｆとの間の温度、例えば、約７０°Ｆ、約７５°Ｆ、約８０°Ｆ、又は別の温度、を有することができる。冷却水７４０の温度は、クーラー７３８での交換によって、例えば、約１５°Ｆ、約１８°Ｆ、約２０°Ｆ、又は別の温度、の分だけ上昇し得る。クーラー７３８を通って流れる冷却水７４０の体積は、例えば、約１．５ＭＭＴ／Ｄと約２．５ＭＭＴ／Ｄの間の体積、例えば、約１．５ＭＭＴ／Ｄ、約２ＭＭＴ／Ｄ、約２．５ＭＭＴ／Ｄ、又は別の体積、とすることができる。
【０１７１】
具体的には、図９Ｂを参照すると、廃熱を電力へ変換するプラント７５０は、カリーナサイクル７６０により、アンモニア約７８％と水２２％のアンモニア・水混合物７６２を用いて約２５ｂａｒで電力を産生する。例えば、プラント７５０は、約７５ＭＷと約９５ＭＷとの間の電力、例えば、約７５ＭＷ、約８０ＭＷ、約８５ＭＷ、約９０ＭＷ、又は別の量の電力、を産生できる。
【０１７２】
カリーナサイクル７６０はポンプ７６４を含む。ポンプ７６４は、例えば、約４．５ＭＷと約５．５ＭＷとの間の電力、例えば、約４．５ＭＷ、約５ＭＷ、約５．５ＭＷ、又は別の量の電力、を消費し得る。ポンプ７６４は、アンモニア・水混合物７１２を、例えば、約８．５ｂａｒと約９．５ｂａｒ（０．９５ＭＰａ）との間の開始圧力、例えば、約８．５ｂａｒ、約９ｂａｒ、又は約９．５ｂａｒの開始圧力、から、それよりも高い、例えば、約２４ｂａｒ（２．４ＭＰａ）と約２６ｂａｒ（２．６ＭＰａ）との間の出口圧力、例えば、約２４ｂａｒ、約２４．５ｂａｒ（２．４５ＭＰａ）、約２５ｂａｒ、約２５．５（２．５５ＭＰａ）ｂａｒ、約２６ｂａｒ、又は別の出口圧力、へ加圧できる。ポンプ７６４の大きさは、例えば、約０．１０ＭＭＴ／Ｄと約０．２０ＭＭＴ／Ｄとの間のアンモニア・水混合物７１２、例えば約０．１０ＭＭＴ／Ｄ、約０．１５ＭＭＴ／Ｄ、約０．２ＭＭＴ／Ｄ、又は別の量、を加圧できる大きさとすることができる。
【０１７３】
アンモニア・水混合物７６２は、ポンプ７６４によって、加熱用流体７０４からの熱を用いて共にアンモニア・水混合物７６２の部分的な蒸発を達成する熱交換器７６６、７６８、７７０、７７のネットワーク２へ圧送される。熱交換器７６６及び７７０は、例えば、約１０００ＭＭＢｔｕ／時と約１２００ＭＭＢｔｕ／時との間の熱デューティ、例えば、約１０００ＭＭＢｔｕ／時、約１１００ＭＭＢｔｕ／時、約１２００ＭＭＢｔｕ／時、又は別の熱デューティ、を有することができる。熱交換器７６８及び７７２は、例えば、約８００ＭＭＢｔｕ／時と約１０００ＭＭＢｔｕ／時との間、例えば、約８００ＭＭＢｔｕ／時、約９００ＭＭＢｔｕ／時、約１０００ＭＭＢｔｕ／時、又は別の熱デューティ、を有することができる。
【０１７４】
ポンプ７６４を出たアンモニア・水混合物７６２は、例えば、約８０°Ｆと約９０°Ｆとの間の温度、例えば約８０°Ｆ、約８５°Ｆ、約９０°Ｆ、又は別の温度、を有する。ポンプ７６４からのアンモニア・水混合物７６２は、例えば、約５０％の分割比で２つの部分に分割される。ポンプ７６４からのアンモニア・水混合物７６２の第１の部分７７４（例えば５０％）は、熱交換器７６６、７６８において、加熱用流体７０４との交換により予熱され部分的に気化する。例えば、アンモニア・水混合物の第１の部分７７２は、約１７０°Ｆ（約７６．７℃）と約１８０°Ｆとの間の温度、例えば、約１７０°Ｆ、約１７５°Ｆ（約７９．４℃）、約１８０°Ｆ、又は別の温度、に加熱される。ポンプ７６４からのアンモニア・水混合物７６２の第２の部分７８２（例えば５０％）は、熱交換器７２０において、液体アンモニアと水７２８（以下の段落に記載する気液分離器７２６からの）との交換により予熱され、部分的に気化する。例えば、アンモニア・水混合物の第２の部分７８２は、約１５５°Ｆと約１６５°Ｆとの間の温度、例えば、約１５５°Ｆ、約１６０°Ｆ、約１６５°Ｆ、又は別の温度、に加熱される。
【０１７５】
加熱された第２の部分７８２は、熱交換器７２２において、加熱用流体７０８との交換により更に加熱され、部分的に気化する。例えば、第２の部分７８２は、約１７０°Ｆと約１８０°Ｆとの間の温度、例えば、約１７０°Ｆ、約１７５°Ｆ、約１８０°Ｆ、又は別の温度、に更に加熱される。熱交換器のネットワークを通って流れる加熱用流体７０８は、冷えて蓄積タンク７０２へ戻る。例えば、熱交換器７１６、７１８、７２２のネットワークへ流入する加熱用流体７０８は、約２１０°Ｆと約２３０°Ｆとの間の温度、例えば、約２１０°Ｆ、約２２０°Ｆ、約２３０°Ｆ、又は別の温度、を有することができる。加熱用流体７０８は、約１３０°Ｆと約１５０°Ｆとの間の温度、例えば、約１３０°Ｆ、約１４０°Ｆ、約１５０°Ｆ、又は別の温度、で熱交換器のネットワークを出る。
【０１７６】
加熱され、部分的に気化した第１及び第２の部分７７４及び７８２は、アンモニア・水の蒸気から液体アンモニアと水を分離する気液分離器７７６へ流入する。分離器７７６へ流入した直後の第１及び第２の部分７７４及び７８２の圧力は、例えば、約２３ｂａｒ（２．３ＭＰａ）と約２５ｂａｒとの間の圧力、例えば約２３ｂａｒ、約２４ｂａｒ、約２５ｂａｒ、又は別の圧力、とすることができる。純度の低いリーンストリームである液体アンモニアと水７７８は、分離器７７６の塔底を出て、アンモニア・水の蒸気７８０は分離器７７６の塔頂を出る。
【０１７７】
純度の高いリッチストリームであるアンモニア・水の蒸気７８０は電力を発生させ（発電機（不図示）との組み合わせで）、場合によっては夏期と冬期で異なる量の電力を発生することができるタービン７８４へ流れる。例えば、タービン７３４は、夏期には約６５ＭＷと約７５ＭＷとの間の、例えば、約６５ＭＷ、約７０ＭＷ、約７５ＭＷ、又は別の量の電力を、冬期には約８５ＭＷと約９５ＭＷとの間の、例えば約８５ＭＷ、約９０ＭＷ、約９５ＭＷ、又は別の量の、電力を発生することができる。電力は、タービン７８４により、アンモニア・水の蒸気７８０の一定の体積、例えば、約０．０５ＭＭＴ／Ｄと約０．０６ＭＭＴ／Ｄの間の一定の体積、例えば、０．０５ＭＭＴ／Ｄ、約０．０６ＭＭＴ／Ｄ、約０．０７ＭＭＴ／Ｄ、又は別の体積、を用いて発生させる。タービン７８４は、アンモニア・水の蒸気７８０の圧力を、例えば、約８ｂａｒと約９ｂａｒとの間の圧力、例えば、約８ｂａｒ、約８．５ｂａｒ、約９ｂａｒ、又は別の圧力、に下げ、アンモニア・水の蒸気７８０の温度を、例えば、約８０°Ｆと約９０°Ｆの間の温度、例えば、約８０°Ｆ、約８５°Ｆ、約９０°Ｆ、又は別の温度、に下げる。
【０１７８】
液体アンモニアと水７７８は、熱交換器７７０を介して更なる発電のための高圧回収タービン（ＨＰＲＴ）７８６、例えば、液圧タービンへ流れる。ＨＰＲＴ７８２は、例えば、約１．５ＭＷと約２．５ＭＷとの間の電力、例えば約１．５ＭＷ、約２ＭＷ、約２．５ＭＷ、又は別の量の電力を発生することができる。電力は、ＨＰＲＴ７８６により、液体アンモニアと水７７８の一定の体積、例えば、約０．０５ＭＭＴ／Ｄと約０．１５ＭＭＴ／Ｄとの間の一定の体積、例えば約０．０５ＭＭＴ／Ｄ、約０．１ＭＭＴ／Ｄ、約０．１５ＭＭＴ／Ｄ、又は別の一定の体積、を用いて発生させる。ＨＰＲＴ７８６は、液体アンモニアと水７８２の圧力を、例えば、約８ｂａｒと約９ｂａｒとの間の圧力、例えば、約８ｂａｒ、約８．５ｂａｒ、約９ｂａｒ、又は別の圧力、に下げる。熱交換器７７０での交換後、液体アンモニアと水７７８の温度は、例えば、約９５°Ｆと約１０５°Ｆとの間の温度、例え、約９５°Ｆ、約１００°Ｆ、約１０５°Ｆ、又は別の温度、となる。
【０１７９】
アンモニア・水の蒸気７８０と、液体アンモニアと水７７８は、タービン７８４、７８６を出た後に合流してアンモニア・水混合物７６２となる。アンモニア・水混合物７６２は、クーラー７８８、例えば冷却水凝縮器又は空気クーラー、において冷却水７９０との交換により冷却される。クーラー７８８は、例えば、約２５００ＭＭＢｔｕ／時と約３０００ＭＭＢｔｕ／時との間の熱デューティ、例えば、約２５００ＭＭＢｔｕ／時、約２６００ＭＭＢｔｕ／時、約２７００ＭＭＢｔｕ／時、約２８００ＭＭＢｔｕ／時、約２９００ＭＭＢｔｕ／時、約３０００ＭＭＢｔｕ／時、又は別の熱デューティ、を有することができる。クーラー７８８は、年間の季節に応じて様々な温度にアンモニア・水混合物７６２を冷却し、例えば、冬期には夏期よりも低い温度にアンモニア・水混合物７６２を冷却する。冬期には、クーラー７８８は、アンモニア・水混合物７６２を、例えば、約６０°Ｆと約７０°Ｆとの間の温度、例えば、約６０°Ｆ、約６２°Ｆ、約６４°Ｆ、約６６°Ｆ、約６８°Ｆ、約７０°Ｆ、又は別の温度、に冷却する。夏期には、クーラー６２０は、イソブタン６１４を、約８０°Ｆと約９０°Ｆとの間の温度、例えば、約８０°Ｆ、約８２°Ｆ、約８４°Ｆ、約８６°Ｆ、約８８°Ｆ、約９０°Ｆ、又は別の温度、に冷却する。
【０１８０】
クーラー７８８へ流入する冷却水７９０は、年間の季節に応じて様々な温度を有することができる。例えば、冬期には、冷却水７９０は、約５５と約６５°Ｆとの間の温度、例えば、約５５°Ｆ、約６０°Ｆ、約６５°Ｆ、又は別の温度、を有することができる。夏期には、冷却水７９０は、例えば、約７０°Ｆと約８０°Ｆとの間の温度、例えば、約７０°Ｆ、約７５°Ｆ、約８０°Ｆ、又は別の温度、を有することができる。冷却水７４０の温度は、クーラー７３８での交換によって、例えば、約１５°Ｆ、約１８°Ｆ、約２０°Ｆ、又は別の温度、の分だけ上昇し得る。クーラー７３８を通って流れる冷却水７４０の体積は、例えば、約１．５ＭＭＴ／Ｄと約２．５ＭＭＴ／Ｄとの間の体積、例えば、約１．５ＭＭＴ／Ｄ、約２ＭＭＴ／Ｄ、約２．５ＭＭＴ／Ｄ、又は別の体積、とすることができる。
【０１８１】
カリーナサイクルには利点がある。カリーナサイクルは、アンモニア・水混合物の組成を調節できるという点で、ＯＲＣサイクルよりも自由度を一つ多くもたらす。この追加の自由度により、エネルギー変換及び熱伝達を改善又は最適化するために、カリーナサイクルを特定の運転条件、例えば特定の熱源又は特定の冷却用流体に適合させることができる。更に、アンモニアは分子量が水と同程度なので、アンモニア・水の蒸気は水蒸気と同様の挙動を示し、そのため、標準的な水蒸気タービン構成要素を用いることができる。同時に、２元流体の使用は、例えば、サイクル全体を通じて流体の組成を変え、蒸発器によりリッチな組成物を提供し、凝縮器によりリーンな組成物を提供することを可能にする。加えて、アンモニアは環境に優しい化合物であり、ＯＲＣサイクルでよく用いられるイソブタンなどの化合物よりも危険性が低い。
【０１８２】
図１０Ａ及び１０Ｂを参照すると、熱交換器７１６、７１８、７２２のネットワーク（図１乃至５）を通じて回収される、原油随伴ガス処理プラントからの廃熱を利用して、改良型ゴスワミサイクルに基づく廃熱を、冷却及び電力変換併合プラント８００、８５０へ電力供給することができる。ゴスワミサイクルは、閉ループ配置構成においてアンモニアと水、例えば、アンモニア５０％と水５０％の混合物を用いるエネルギー変換システムである。図１０Ａ及び１０Ｂの実施例では、それぞれの改良型ゴスワミサイクル８１０、８５５は、いずれも約１２ｂａｒで運転される。ゴスワミサイクルは、低熱源温度、例えば約２００℃未満の温度、を利用して発電できる。ゴスワミサイクルは、ランキンサイクルと吸収冷凍サイクルとを組み合わせて冷却と発電の複合化を実現する。ゴスワミサイクルのタービンでは、高濃度アンモニア蒸気が用いられる。高濃度アンモニアは、凝縮させずに膨張させて非常に低い温度とすることができる。次いで、この非常に低い温度のアンモニアを用いて、冷凍出力を提供できる。改良型ゴスワミサイクル８１０、８５５において、発電と冷却の両機能を提供することによって大量の冷却が可能になる。
【０１８３】
廃熱で冷却し、廃熱を電力へ変換する併合プラント８００、８５０はそれぞれ、加熱用流体、例えばオイル、水、有機流体、又は別の加熱用流体、を貯蔵する蓄積タンク８０２を含む。加熱用流体８０４は、加熱用流体循環ポンプ８０６によって蓄積タンク８０２から熱交換器１から７（図１乃至５）へ圧送される。例えば、加熱用流体８０４は、約１３０°Ｆと約１５０°Ｆとの間の温度、例えば約１３０°Ｆ、約１４０°Ｆ、約１５０°Ｆ、又は別の温度、とすることができる。
【０１８４】
熱交換器１から７のそれぞれからの加熱された加熱用流体（例えば、熱交換器１から７のそれぞれで廃熱の回収によって加熱された加熱用流体）は、合流して共通の高温流体ヘッダー８０８となる。高温流体ヘッダー８０８は、例えば、約２１０°Ｆと約２３０°Ｆとの間の温度、例えば、約２１０°Ｆ、約２２０°Ｆ、約２３０°Ｆ、又は別の温度、とすることができる。高温流体ヘッダー８０８における流体の体積は、例えば、約０．６ＭＭＴ／Ｄと約０．８ＭＭＴ／Ｄとの間の体積、例えば、約０．６ＭＭＴ／Ｄ、約０．７ＭＭＴ／Ｄ、約０．８ＭＭＴ／Ｄ、又は別の体積、とすることができる。
【０１８５】
高温流体ヘッダー８０８からの熱を利用して、改良型ゴスワミサイクル８１０、８５５においてアンモニア・水混合物を加熱する。加熱されたアンモニア・水混合物を用いてタービンへ動力を供給する。したがって、ガス処理プラントから回収された廃熱から電力を発生する。アンモニア・水混合物は、ガス処理プラントにおいてプラント内の準外気冷却に使われる低温水を冷却するためにも用いられ、よって冷却水費用を節約できる。例えば、廃熱で冷却し、廃熱を電力へ変換する併合プラント８００、８５０を、例えば、ガス処理プラントにおける準外気冷却のベース負荷の約４２％に充てることができる。
【０１８６】
具体的には、図１０Ａを参照すると、廃熱で冷却し、廃熱を電力へ変換する併合プラント８００は、アンモニア約５０％と水約５０％のアンモニア・水混合物８１２を用いる改良型ゴスワミサイクル８１０によって、電力と、低温水プラント内の準外気冷却容量とを産生できる。例えば、プラント８００は、約５０ＭＷと約６０ＭＷとの間の電力、例えば、約５０ＭＷ、約５５ＭＷ、約６０ＭＷ、又は別の量の電力、を産生できる。
【０１８７】
廃熱で冷却し、廃熱を電力へ変換する併合プラント８００における改良型ゴスワミサイクル８１０はポンプ８１４を含む。ポンプ８１４は、例えば、約２．５ＭＷと約３．５ＭＷとの間の電力、例えば、約２．５ＭＷ、約３ＭＷ、約３．５ＭＷ、又は別の量の電力、を消費し得る。ポンプ８１４は、アンモニア・水混合物８１２を、例えば、約３ｂａｒと約４ｂａｒとの間の開始圧力、例えば約３ｂａｒ、約３．５ｂａｒ、又は約４ｂａｒの開始圧力、から、それよりも高い、例えば、約１１．５ｂａｒと約１２．５ｂａｒ（１．２５ＭＰａ）との間の出口圧力、例えば、約１１．５ｂａｒ、約１２ｂａｒ、約１２．５ｂａｒ、又は別の出口圧力、へ加圧できる。ポンプ８１４の大きさは、例えば、約０．１５ＭＭＴ／Ｄと約０．２５ＭＭＴ／Ｄとの間の量のアンモニア・水混合物８１２、例えば、約０．１５ＭＭＴ／Ｄ、約０．２ＭＭＴ／Ｄ、約０．２５ＭＭＴ／Ｄ、又は別の量、のアンモニア・水混合物を加圧できる大きさとすることができる。
【０１８８】
アンモニア・水混合物８１２は、ポンプ８１４によって、加熱用流体８０４からの熱を用いてアンモニア・水混合物８１２の部分的な蒸発を共に達成する熱交換器８１６、８１８、８２０、８２２のネットワークへ圧送される。熱交換器８１６及び８２０は、例えば、約１３００ＭＭＢｔｕ／時と約１４００ＭＭＢｔｕ／時（約１４７７０７８ＭＪ／ｈ（ＭＷ））との間、例えば、約１３００ＭＭＢｔｕ／時、約１３５０ＭＭＢｔｕ／時（約１４２４３２５ＭＪ／ｈ（ＭＷ））、約１５００ＭＭＢｔｕ／時、又は別の熱デューティ、を有することができる。熱交換器８１８及び８２２は、例えば、約８５０ＭＭＢｔｕ／時と約９５０ＭＭＢｔｕ／時（約１００２３００ＭＪ／ｈ（ＭＷ））との間の熱デューティ、例えば、約８５０ＭＭＢｔｕ／時、約９００ＭＭＢｔｕ／時、約９５０ＭＭＢｔｕ／時、又は別の熱デューティ、を有することができる。
【０１８９】
ポンプ８１４を出たアンモニア・水混合物８１２は、例えば、約８０°Ｆと約９０°Ｆとの間の温度、例えば、８０°Ｆ、約８５°Ｆ、約９０°Ｆ、又は別の温度、を有する。アンモニア・水混合物８１２は、例えば、約５０％の分割比で２つの部分に分割される。ポンプ８１４からのアンモニア・水混合物８１２の第１の部分８２４（例えば５０％）は、熱交換器８１６、８１８において、加熱用流体８０８との交換により予熱され、部分的に気化する。例えば、アンモニア・水混合物の第１の部分８２４は、約１９０°Ｆと約２００°Ｆとの間の温度、例えば、約１９０°Ｆ、約１９５°Ｆ、約２００°Ｆ、又は別の温度、に加熱される。ポンプ８１４からのアンモニア・水混合物８１２の第２の部分８３２（例えば５０％）は、熱交換器８２０において、液体アンモニアと水８２８（以下の段落に記載する気液分離器８２６からの）との交換により予熱され、部分的に気化する。例えば、アンモニア・水混合物の第２の部分８３２は、約１６５°Ｆと約１７５°Ｆとの間の温度、例えば、約１６５°Ｆ、約１７０°Ｆ、約１７５°Ｆ、又は別の温度、に加熱される。
【０１９０】
加熱された第２の部分８３２は、熱交換器８２２において、例えば加熱用流体８０４との交換により更に加熱され、部分的に気化する。例えば、第２の部分８３２は、約１９０°Ｆと約２００°Ｆとの間の温度、例えば、約１９０°Ｆ、約１９５°Ｆ、約２００°Ｆ、又は別の温度、に更に加熱される。
【０１９１】
熱交換器８１６、８１８、８２２のネットワークを通って流れる加熱用流体８０８は、冷えて蓄積タンク８０２へ戻る。例えば、熱交換器８１６、８１８、８２２のネットワークへ流入する加熱用流体８０８は、約２１０°Ｆと約２３０°Ｆとの間の温度、例えば、約２１０°Ｆ、約２２０°Ｆ、約２３０°Ｆ、又は別の温度、を有することができる。加熱用流体８０８は、約１３０°Ｆと約１５０°Ｆとの間の温度、例えば、約１３０°Ｆ、約１４０°Ｆ、約１５０°Ｆ、又は別の温度、で熱交換器のネットワークを出る。
【０１９２】
加熱され、部分的に気化した第１及び第２の部分８２４及び８３２は、アンモニア・水の蒸気から液体アンモニアと水を分離する気液分離器８２６へ流入する。分離器８２６へ流入した直後の第１及び第２の部分８２４及び８３２の圧力は、例えば、約１０．５ｂａｒと約１１．５ｂａｒとの間の圧力、例えば約１０．５ｂａｒ、約１１ｂａｒ、約１１．５ｂａｒ、又は別の圧力、とすることができる。純度の低いリーンストリームである液体アンモニアと水８２８は、分離器８２６の塔底を出て、純度の高いリッチストリームであるアンモニア・水の蒸気８３０は分離器８２６の塔頂を出る。
【０１９３】
液体アンモニアと水８２８は、高圧回収タービン（ＨＰＲＴ）８３６、例えば、液圧タービンへ流れる。ＨＰＲＴ８３６は、例えば、約１ＭＷと約２ＭＷとの間の電力、例えば、約１ＭＷ、約１．５ＭＷ、約２ＭＷ、又は別の量の電力、を発生することができる。電力は、ＨＰＲＴ８３６により、液体アンモニアと水８２８の一定の体積、例えば、約０．１５ＭＭＴ／Ｄと約０．２ＭＭＴ／Ｄとの間一定の体積、例えば、約０．１５ＭＭＴ／Ｄ、約０．２ＭＭＴ／Ｄ、又は別の一定の体積、を用いて発生する。ＨＰＲＴ８３６は、液体アンモニアと水８２８の圧力を、例えば、約３ｂａｒと約４ｂａｒとの間の圧力、例えば、約３ｂａｒ、約３．５ｂａｒ（０．３５ＭＰａ）、約４ｂａｒ、又は別の圧力、に低下させる。熱交換器８２０での交換後、液体アンモニアと水８２８の温度は、例えば、約１１０°Ｆと約１２０°Ｆとの間、例えば、約１１０°Ｆ、約１１５°Ｆ、約１２０°Ｆ、又は別の温度、となる。
【０１９４】
アンモニア・水の蒸気８３０は、第１の部分８４０と第２の部分８４２とに分割される。第２の部分８４２に分割される蒸気８３０のパーセンテージである分割比は、例えば、約１０％と約２０％の間、例えば、約１０％、約１５％、約２０％、又は別の分割比、とすることができる。第１の部分８４０は、タービン８３４へ流れ、アンモニア・水の蒸気８３０の第２の部分８４２は、以下の段落で考察する水クーラー８５４へ流れる。タービン８３４は（発電機、（不図示）との組み合わせで）、例えば、少なくとも約５０ＭＷの電力、例えば、約５０ＭＷと約６０ＭＷとの間の電力、例えば、約５０ＭＷ、約５５ＭＷ、約６０ＭＷ、又は別の量の電力、を発生することができる。電力は、タービン８３４により、アンモニア・水の蒸気８３０の一定の体積、例えば、約０．０３ＭＭＴ／Ｄと約０．０５ＭＭＴ／Ｄの間の一定の体積、例えば、０．０３ＭＭＴ／Ｄ、約０．０４ＭＭＴ／Ｄ、約０．０５ＭＭＴ／Ｄ、又は別の一定の体積、を用いて発生する。タービン８３４は、アンモニア・水の蒸気８３０の圧力を、例えば、約３ｂａｒと約４ｂａｒとの間の圧力、例えば、約３ｂａｒ、約３．５ｂａｒ、約４ｂａｒ、又は別の圧力、に下げ、アンモニア・水の蒸気８３０の温度を、例えば、約１１５°Ｆと約１２５°Ｆ（約５１．７℃）との間の温度、例えば、約１１５°Ｆ、約１２０°Ｆ、約１２５°Ｆ、又は別の温度、に下げる。
【０１９５】
タービン８３４、８３６からのストリーム（アンモニア・水の蒸気の第１の部分８４０及び液体アンモニアと水８２８）は、クーラー８４６、例えば冷却水凝縮器又は空気クーラー、において冷却水８５０との交換により冷却されるタービン出力ストリーム８４８に合流する。クーラー８４６は、例えば、約２８００ＭＭＢｔｕ／時と約３２００ＭＭＢｔｕ／時との間の熱デューティ、例えば、約２８００ＭＭＢｔｕ／時、約２９００ＭＭＢｔｕ／時、約３０００ＭＭＢｔｕ／時、約３１００ＭＭＢｔｕ／時、約３２００ＭＭＢｔｕ／時、又は別の熱デューティ、を有することができる。クーラー８４６は、タービン出力ストリーム８４８を、例えば、約８０°Ｆと約９０°Ｆとの間の温度、例えば約８０°Ｆ、約８５°Ｆ、約９０°Ｆ、又は別の温度、に冷却する。
【０１９６】
クーラー８４６に流入する冷却水８５１は、約７０と約８０°Ｆとの間の温度、例えば、約７０°Ｆ、約７５°Ｆ、約８０°Ｆ、又は別の温度、を有することができる。冷却水８５１は、クーラー８４６での交換により、例えば、約９５°Ｆと約１１０°Ｆとの間の温度、例えば、約９５°Ｆ、約１００°Ｆ、約１０５°Ｆ、又は別の温度、に加熱できる。クーラー８４６を通って流れる冷却水８５１の体積は、例えば、約１ＭＭＴ／Ｄと約２ＭＭＴ／Ｄとの間の体積、例えば約１ＭＭＴ／Ｄ、約１．５ＭＭＴ／Ｄ、約２ＭＭＴ／Ｄ、又は別の体積、とすることができる。
【０１９７】
第２の部分８４２（リッチアンモニアストリーム８４２とも言う）は、クーラー８５２、例えば冷却水凝縮器又は空気クーラー、で冷却される。クーラー８５２は、例えば、約２００ＭＭＢｔｕ／時と約３００ＭＭＢｔｕ／時との間の熱デューティ、例えば、約２００ＭＭＢｔｕ／時、約２５０ＭＭＢｔｕ／時、約３００ＭＭＢｔｕ／時、又は別の熱デューティ、を有することができる。クーラー８５２は、リッチアンモニアストリーム８４２を、例えば、約８０°Ｆと約９０°Ｆとの間の温度、例えば、約８０°Ｆ、約８５°Ｆ、約９０°Ｆ、又は別の温度、に冷却する。冷却されたリッチアンモニアストリーム８４２は、リッチアンモニアストリーム８４２を更に冷却する降下弁８５６を通過する。例えば、降下弁８５６は、リッチアンモニアストリーム８４２を、約２５°Ｆ（約−３．８９℃）と約３５°Ｆ（約１．６７℃）との間の温度、例えば、約２５°Ｆ、約３０°Ｆ、約３５°Ｆ、又は別の温度、に冷却する。
【０１９８】
クーラー８５２に流入する冷却水８５４は、約７０°Ｆと約８０°Ｆとの間の温度、例えば、約７０°Ｆ、約７５°Ｆ、約８０°Ｆ、又は別の温度、を有することができる。冷却水８５４は、クーラー８５２での交換により、例えば、約８０°Ｆと約９０°Ｆのとの間の温度、例えば、約８０°Ｆ、約８５°Ｆ、約９０°Ｆ、又は別の温度、に加熱できる。クーラー８５２を通って流れる冷却水８５４の体積は、例えば、約０．２ＭＭＴ／Ｄと約０．４ＭＭＴ／Ｄとの間の体積、例えば、約０．２ＭＭＴ／Ｄ、約０．３ＭＭＴ／Ｄ、約０．４ＭＭＴ／Ｄ、又は別の体積、とすることができる。
【０１９９】
降下弁８５６から放出されるリッチアンモニアストリーム８４２は、プラント内の準外気冷却に用いる低温水を生成するために用いられる。リッチアンモニアストリーム８４２の第１の部分８５８は、水チラー８６０を通過する。水チラー８６０は、例えば、約５０ＭＭＢｔｕ／時と約１５０ＭＭＢｔｕ／時との間の熱デューティ、例えば、約５０ＭＭＢｔｕ／時、約６０ＭＭＢｔｕ／時、約７０ＭＭＢｔｕ／時、約８０ＭＭＢｔｕ／時、約９０ＭＭＢｔｕ／時、約１００ＭＭＢｔｕ／時、約１１０ＭＭＢｔｕ／時、約１２０ＭＭＢｔｕ／時、約１３０ＭＭＢｔｕ／時、約１４０ＭＭＢｔｕ／時、約１５０ＭＭＢｔｕ／時、又は別の熱デューティ、を有することができる。水チラー８６０は、リッチアンモニアの第１の部分８５８を加熱する一方で、低温水のストリーム８６２を低温化する。例えば、水チラー８６０は、低温水のストリーム８６２を、約９５°Ｆと約１０５°Ｆとの間の温度、例えば、約９５°Ｆ、約１００°Ｆ、約１０５°Ｆ、又は別の温度、から、約３５°Ｆと約４５°Ｆとの間の温度、例えば、約３５°Ｆ、約４０°Ｆ、約４５°Ｆの温度、又は別の温度、に低温化できる。水チラー８６０は、リッチアンモニアの第１の部分８５８を、例えば、約８５°Ｆと約９５°Ｆとの間の温度、例えば、約８５°Ｆ、約９０°Ｆ、約９５°Ｆ、又は別の温度、に加熱できる。
【０２００】
リッチアンモニアストリーム８４２の第２の部分８６４は、水チラー８６６を通過する。水チラー８６６は、例えば、約５０ＭＭＢｔｕ／時と約１５０ＭＭＢｔｕ／時との間の熱デューティ、例えば、約５０ＭＭＢｔｕ／時、約６０ＭＭＢｔｕ／時、約７０ＭＭＢｔｕ／時、約８０ＭＭＢｔｕ／時、約９０ＭＭＢｔｕ／時、約１００ＭＭＢｔｕ／時、約１１０ＭＭＢｔｕ／時、約１２０ＭＭＢｔｕ／時、約１３０ＭＭＢｔｕ／時、約１４０ＭＭＢｔｕ／時、約１５０ＭＭＢｔｕ／時、又は別の熱デューティ、を有することができる。水チラー８６６は、低温水のストリーム８６８を、例えば、約６０°Ｆと約７０°Ｆとの間の温度、例えば、約６０°Ｆ、約６５°Ｆ、約７０°Ｆ、又は別の温度、から、約３５°Ｆと約４５°Ｆとの間の温度、例えば、約３５°Ｆ、約４０°Ｆ、約４５°Ｆの温度、又は別の温度、に低温化できる。
【０２０１】
低温水ストリーム８６２、８６８は、図１乃至５のガス処理プラントにおけるプラント内冷却に用いることができる。場合によっては、低温水ストリーム８６２、８６８は、例えば、約２００ＭＭＢｔｕ／時と約２５０ＭＭＢｔｕ／時との間の低温水の準外気冷却容量、例えば、約２００ＭＭＢｔｕ／時、約２１０ＭＭＢｔｕ／時、約２２０ＭＭＢｔｕ／時（約２３２１１２ＭＪ／ｈ（ＭＷ））、約２３０ＭＭＢｔｕ／時（約２４２６６３ＭＪ／ｈ（ＭＷ））、約２５０ＭＭＢｔｕ／時、約２５０ＭＭＢｔｕ／時、又は別の低温水の準外気冷却容量を産生できる。場合によっては、降下弁８５６から放出されるリッチアンモニアストリーム８４２は、低温水ストリーム８６２、８６８を緩衝液として用いることなくプラント内の準外気冷却に直接用いることができる。
【０２０２】
具体的には、図１０Ｂを参照すると、廃熱で冷却し、廃熱を電力へ変換する併合プラント８５０において加熱されたアンモニア・水混合物は、先の段落で説明したように、タービン８３４、８３６へ動力を供給するとともに、追加のタービン８７０へ動力を供給するために用いられる。アンモニア・水混合物は、ガス処理プラントにおいてプラント内の準外気冷却に用いられる低温水を冷却するためにも用いられ、よって冷却水費用を節約する。廃熱で冷却し、廃熱を電力へ変換する併合プラント８５０は、アンモニア約５０％と水約５０％のアンモニア・水混合物８１２を用いる改良型ゴスワミサイクル８５５によって、電力と、低温水プラント内の準外気冷却容量とを産生できる。例えば、プラント８５０は、約４５ＭＷと約５５ＭＷとの間の電力、例えば、約４５ＭＷ、約５０ＭＷ、約５５ＭＷ、又は別の量の電力、を産生できる。プラント８５０は更に、約２００ＭＭＢｔｕ／時と約２５０ＭＭＢｔｕ／時との間の低温水プラント内の準外気冷却容量、例えば約２００ＭＭＢｔｕ／時、約２１０ＭＭＢｔｕ／時、約２２０ＭＭＢｔｕ／時、約２３０ＭＭＢｔｕ／時、約２４０ＭＭＢｔｕ／時（約２５３２１３ＭＪ／ｈ（ＭＷ））、約２５０ＭＭＢｔｕ／時、又は別の準外気冷却容量、を産生できる。
【０２０３】
アンモニア・水の蒸気８３０は、第１の部分８７２と第２の部分８７４とに分割される。第２の部分８７４に分割される蒸気８３０のパーセンテージである分割比は、例えば、約２０％と約３０％との間、例えば約２０％、約２５％、約３０％、又は別の量、とすることができる。第１の部分８７２はタービン８３４へ流れ、第２の部分８７４は水クーラー８７６へ流れる。タービン８３４（発電機（不図示）との組み合わせで）は、アンモニア・水の蒸気８７２を用いて、例えば、少なくとも約４０ＭＷの電力、例えば約４０ＭＷ、約４２ＭＷ、約４４ＭＷ、約４６ＭＷ、又は別の量の電力、を発生できる。タービン８３４により、アンモニア・水の蒸気８７２の一定の体積、例えば、約０．０２５ＭＭＴ／Ｄと約０．０３５ＭＭＴ／Ｄとの間の一定の体積、例えば０．０２５ＭＭＴ／Ｄ、約０．０３ＭＭＴ／Ｄ、約０．０３５ＭＭＴ／Ｄ、又は別の一定の体積、を用いて電力を発生する。タービン８３４は、アンモニア・水の蒸気８７２の圧力を、例えば、約３ｂａｒと約４ｂａｒとの間、例えば、約３ｂａｒ、約３．５ｂａｒ、約４ｂａｒ、又は別の圧力、に下げ、アンモニア・水の蒸気８７２の温度を、例えば、約１１５°Ｆと約１２５°Ｆとの間、例えば、約１１５°Ｆ、約１２０°Ｆ、約１２５°Ｆ、又は別の温度、に下げる。
【０２０４】
タービン８３４からのアンモニア・水の蒸気の第１の部分８７２は、液体アンモニアと水８２８と合流してタービン出力ストリーム８４８となり、クーラー８７８、例えば冷却水凝縮器又は空気クーラー、において冷却される。クーラー８７８は、例えば、約２５００ＭＭＢｔｕ／時と約３０００ＭＭＢｔｕ／時との間の熱デューティ、例えば、約２５００ＭＭＢｔｕ／時、約２６００ＭＭＢｔｕ／時、約２７００ＭＭＢｔｕ／時、約２８００ＭＭＢｔｕ／時、約２９００ＭＭＢｔｕ／時、約３０００ＭＭＢｔｕ／時、又は別の熱デューティ、を有することができる。クーラー８７８は、タービン出力ストリーム８４８を、例えば、約８０°Ｆと約９０°Ｆとの間の温度、例えば、約８０°Ｆ、約８５°Ｆ、約９０°Ｆ、又は別の温度、に冷却する。
【０２０５】
クーラー８７８へ流入する冷却水８５１は、約７０°Ｆと約８０°Ｆとの間の温度、例えば、約７０°Ｆ、約７５°Ｆ、約８０°Ｆ、又は別の温度、を有することができる。冷却水８５１は、クーラー８４６での交換により、例えば、約９５°Ｆと約１０５°Ｆとの間の温度、例えば、約９５°Ｆ、約１００°Ｆ、約１０５°Ｆ、又は別の温度、に加熱できる。クーラー８４６を通って流れる冷却水８５１の体積は、例えば、約１ＭＭＴ／Ｄと約２ＭＭＴ／Ｄとの間の体積、例えば、約１ＭＭＴ／Ｄ、約１．５ＭＭＴ／Ｄ、約２ＭＭＴ／Ｄ、又は別の体積、とすることができる。
【０２０６】
第２の部分８７４（リッチアンモニアストリーム８７４とも言う）は、クーラー８７６で冷却される。クーラー８７６は、例えば、約２５０ＭＭＢｔｕ／時と約３５０ＭＭＢｔｕ／時との間、例えば、約２５０ＭＭＢｔｕ／時、約３００ＭＭＢｔｕ／時、約３５０ＭＭＢｔｕ／時、又は別の熱デューティ、を有することができる。クーラー８７６は、リッチアンモニアストリーム８７４を、例えば、約８０°Ｆと約９０°Ｆとの間の温度、例えば、約８０°Ｆ、約８５°Ｆ、約９０°Ｆ、又は別の温度、に冷却する。冷却されたリッチアンモニアストリーム８７４は、リッチアンモニアストリーム８７４中の液体８８４から蒸気８８２を分離するアンモニア／水分離器８８０へ流入する。蒸気８８２は、例えば、約６ＭＷと約７ＭＷとの間の電力、例えば、約６ＭＷ、約６．５ＭＷ、約７ＭＷ、又は別の量の電力、を（発電機（不図示）との組み合わせで）発生させるタービン８７０を通って流れる。液体８８４は、液体８８４を約２５と約３５の°Ｆとの間の温度、例えば、約２５°Ｆ、約３０°Ｆ、約３５°Ｆ、又は別の温度、に更に冷却する降下弁８８６を通って流れる。タービン８４３に加えてタービン８７０を用いると、電力変換プラント８５０が冷却水の温度の変動に対処する助けとなる。例えば、タービン８７０は、冷却媒体の温度が上昇した場合（例えば、夏期に）に発生し得る発電量の低下の埋め合わせに役立ち得る。
【０２０７】
クーラー８７６へ流入する冷却水８５４は、約７０と約８０°Ｆとの間の温度、例えば、約７０°Ｆ、約７５°Ｆ、約８０°Ｆ、又は別の温度、を有することができる。冷却水８５４は、クーラー８７６での交換により、例えば、約８０°Ｆと約９０°Ｆとの間、例えば、約８０°Ｆ、約８５°Ｆ、約９０°Ｆ、又は別の温度、に加熱できる。クーラー８５２を通って流れる冷却水８５４の体積は、例えば、約０．２ＭＭＴ／Ｄと約０．４ＭＭＴ／Ｄとの間の体積、例えば、約０．２ＭＭＴ／Ｄ、約０．３ＭＭＴ／Ｄ、約０．４ＭＭＴ／Ｄ、又は別の体積、とすることができる。
【０２０８】
蒸気８８２と液体８８４ストリームとは合流してリッチアンモニアストリーム８８８を形成する。リッチアンモニアストリーム８８８の第１の部分８９０は水チラー８６０を通過し、リッチアンモニアストリーム８８８の第２の部分８９２は水チラー８６６を通過する。水チラー８６０、８６６は、先の段落で説明したように、プラント内の準外気冷却を提供するために稼動する。場合によっては、リッチアンモニアストリーム８８８は、低温水ストリーム８６２、８６８を緩衝液として用いることなくプラント内の準外気冷却に直接用いることができる。
【０２０９】
場合によっては、先の段落に記載の廃熱で冷却し、廃熱を電力へ変換する併合プラント８００、８５０のパラメータ、例えば、アンモニア・水の蒸気８３０を第１及び第２の部分８４０及び８４２に分割するための分割比；作動圧力；アンモニア・水ストリーム８１２中のアンモニア・水濃度；温度；又は他のパラメータは、例えば、場所特有又は環境特有の特性、例えば冷却水の入手の容易さの変化、又は冷却水の供給温度若しくは戻り温度に対する制約；に基づいて変化させることができる。熱交換器の表面積とプラント内冷却に低温水を用いて達成される発電量又は省電力量との間にはトレードオフがある。
【０２１０】
図１１Ａ及び１１Ｂを参照すると、熱交換器１から７のネットワーク（図１乃至５）を通じて回収される原油随伴ガス処理プラントからの廃熱を用いて、改良型ゴスワミサイクルに基づく廃熱で冷却し、廃熱を電力へ変換する併合プラント９００、９５０へ電力を供給することができる。図１１Ａ及び１１Ｂの実施例では、改良型ゴスワミサイクル９１０、９６０は、アンモニア５０％と水５０％の混合物を用いて１２ｂａｒで運転される。
【０２１１】
廃熱で冷却し、廃熱を電力へ変換する併合プラント９００、９５０はそれぞれ、加熱用流体、例えばオイル、水、有機流体、又は別の加熱用流体、を貯蔵する蓄積タンク９０２を含む。加熱用流体９０４は、加熱用流体循環ポンプ９０６によって蓄積タンク９０２から熱交換器１から７（図１乃至５）へ圧送される。例えば、加熱用流体９０４は、約１３０°Ｆと約１５０°Ｆとの間の温度、例えば、約１３０°Ｆ、約１４０°Ｆ、約１５０°Ｆ、又は別の温度、とすることができる。
【０２１２】
熱交換器１から７のそれぞれからの加熱された加熱用流体（例えば、熱交換器１から７のそれぞれでの廃熱回収によって加熱された加熱用流体）は合流して共通の高温流体ヘッダー９０８となる。高温流体ヘッダー９０８は、例えば、約２１０°Ｆと約２３０°Ｆとの間の温度、例えば、約２１０°Ｆ、約２２０°Ｆ、約２３０°Ｆ、又は別の温度、とすることができる。高温流体ヘッダー９０８における流体の体積は、例えば、約０．６ＭＭＴ／Ｄと約０．８ＭＭＴ／Ｄとの間の体積、例えば、約０．６ＭＭＴ／Ｄ、約０．７ＭＭＴ／Ｄ、約０．８ＭＭＴ／Ｄ、又は別の体積、とすることができる。
【０２１３】
高温流体ヘッダー９０８からの熱を用いて改良型ゴスワミサイクル９１０、９６０においてアンモニア・水混合物を加熱する。加熱されたアンモニア・水混合物はタービンに動力を供給するために用いられ、よってガス処理プラントから回収された廃熱から電力を発生する。アンモニア・水混合物は、ガス処理プラントにおいてプラント内の準外気冷却に用いられる低温水の冷却にも用いられ、よって冷却水費用を節約できる。加えて、アンモニア・水混合物は、ガス処理プラントで働く職員（ガス処理プラントの工業コミュニティとも言う）、近隣の非工業コミュニティ、又はその両方のための空調又は空気冷却に用いられる。
【０２１４】
廃熱で冷却し、廃熱を電力へ変換する併合プラント９００、９５０は、ガス処理プラントにおける準外気冷却のためのベース負荷の一部、例えば、約４０％と約５０％との間のベース負荷の一部、例えば、約４０％、約４２％、約４４％、約４６％、約４８％、約５０％、又は別のベース負荷の一部、をまかなうことができる。廃熱で冷却し、廃熱を電力へ変換する併合プラント９００、９５０は、ガス処理プラントの工業コミュニティにおいて約２，０００人分の外気冷却を提供できる。場合によっては、廃熱で冷却し、廃熱を電力へ変換する併合プラント９００、９５０は、近隣の非工業コミュニティにおいて最大約４０，０００人分、例えば最大約３５，０００人、最大約３６，０００人、最大約３７，０００人、最大約３８，０００人、最大約３９，０００人、最大約４０，０００人、又は別の人数分の外気冷却を提供できる。場合によっては、例えば、発電を犠牲にして周辺の冷却負荷の増大又は増加（例えば、熱い夏の日に）を満たすために、廃熱で冷却し、廃熱を電力へ変換する併合プラント９００、９５０の構成に対してリアルタイムで調節できる。
【０２１５】
具体的には、図１１Ａを参照すると、廃熱で冷却し、廃熱を電力へ変換する併合プラント９００について示す構成において、アンモニア約５０％と水約５０％のアンモニア・水混合物９１２を用いる改良型ゴスワミサイクル９１０によって、電力と、プラント内の準外気冷却用低温水を産生できる。例えば、プラント９００は、約４５ＭＷと約５５ＭＷとの間の電力、例えば、約４５ＭＷ、約５０ＭＷ、約５５ＭＷ、又は別の量の電力、を産生できる。プラント９００は更に、約２００ＭＭＢｔｕ／時と約２５０ＭＭＢｔｕ／時との間の低温水プラント内の準外気冷却容量、例えば、約２００ＭＭＢｔｕ／時、約２１０ＭＭＢｔｕ／時、約２２０ＭＭＢｔｕ／時、約２３０ＭＭＢｔｕ／時、約２４０ＭＭＢｔｕ／時、約２５０ＭＭＢｔｕ／時、又は別の準外気冷却容量、を産生できる。廃熱で冷却し、廃熱を電力へ変換する併合プラント９００は更に、約７５ＭＭＢｔｕ／時（約７９１２９ＭＪ／ｈ（ＭＷ））と約８５ＭＭＢｔｕ／時（約８９６８０ＭＪ／ｈ（ＭＷ））との間の周辺空調又は空気冷却用低温水、例えば、約７５ＭＭＢｔｕ／時、約８０ＭＭＢｔｕ／時、約８５ＭＭＢｔｕ／時、又は別の量の周辺空調又は空気冷却用低温水を産生できる。この量の低温水は、例えば、ガス処理プラントで働く最大約２，０００人に役立てることができる。しかし、廃熱で冷却し、廃熱を電力へ変換する併合プラント９００の様々なパラメータを調節することにより、例えば、生み出す電力量を下げるのと引き換えに、周辺の空気冷却負荷を追加したり、増やしたりすることに充てられる。
【０２１６】
廃熱で冷却し、廃熱を電力へ変換する併合プラント９００における改良型ゴスワミサイクル９１０はポンプ９１４を含む。ポンプ９１４は、例えば、約２．５ＭＷと約３．５ＭＷとの間の電力、例えば、約２．５ＭＷ、約３ＭＷ、約３．５ＭＷ、又は別の量の電力、を消費し得る。ポンプ９１４は、アンモニア・水混合物９１２を、例えば、約３ｂａｒと約４ｂａｒとの間の開始圧力、例えば、約３ｂａｒ、約３．５ｂａｒ、又は約４ｂａｒの開始圧力、から、それよりも高い、例えば、約１１ｂａｒと約１３ｂａｒ（１．３ＭＰａ）との間の出口圧力、例えば、約１１ｂａｒ、約１２ｂａｒ、約１３ｂａｒ、又は別の出口圧力、へ加圧できる。ポンプ９１４の大きさは、例えば、約０．１５ＭＭＴ／Ｄと約０．２５ＭＭＴ／Ｄとの間の量のアンモニア・水混合物８１２、例えば、約０．１５ＭＭＴ／Ｄ、約０．２ＭＭＴ／Ｄ、約０．２５ＭＭＴ／Ｄ、又は別の量、を加圧できる大きさとすることができる。
【０２１７】
アンモニア・水混合物９１２は、ポンプ１４によって、加熱用流体９０４からの熱を用いてアンモニア・水混合物９１２の部分的な蒸発を共に達成する熱交換器９１６、９１８、９２０、９２２のネットワークへ圧送される。熱交換器９１６及び９２０は、例えば、約１３００ＭＭＢｔｕ／時と約１４００ＭＭＢｔｕ／時との間の熱デューティ、例えば、約１３００ＭＭＢｔｕ／時、約１３５０ＭＭＢｔｕ／時、約１５００ＭＭＢｔｕ／時（約１５８２５８４ＭＪ／ｈ（ＭＷ））、又は別の熱デューティ、を有することができる。熱交換器９１８及び９２２は、例えば、約８５０ＭＭＢｔｕ／時と約９５０ＭＭＢｔｕ／時との間の熱デューティ、例えば、約８５０ＭＭＢｔｕ／時、約９００ＭＭＢｔｕ／時、約９５０ＭＭＢｔｕ／時、又は別の熱デューティ、を有することができる。
【０２１８】
ポンプ９１４を出たアンモニア・水混合物９１２は、例えば、約８０°Ｆと約９０°Ｆとの間の温度、例えば、約８０°Ｆ、約８５°Ｆ、約９０°Ｆ、又は別の温度、を有する。アンモニア・水混合物９１２は、例えば、約５０％の分割比で２つの部分に分割される。ポンプ９１４からのアンモニア・水混合物９１２の第１の部分９２４は、熱交換器９１６、９１８において、加熱用流体９０８との交換により予熱され、部分的に気化する。例えば、アンモニア・水混合物の第１の部分９２４は、約１９０°Ｆと約２００°Ｆとの間の温度、例えば、約１９０°Ｆ、約１９５°Ｆ、約２００°Ｆ、又は別の温度、に加熱される。ポンプ９１４からのアンモニア・水混合物９１２の第２の部分９３２は、熱交換器９２０において、液体アンモニアと水９２８（以下の段落に記載する気液分離器９２６からの）との交換により予熱され、部分的に気化する。例えば、アンモニア・水混合物の第２の部分９３２は、約１６５°Ｆと約１７５°Ｆとの間の温度、例えば、約１６５°Ｆ、約１７０°Ｆ、約１７５°Ｆ、又は別の温度、に加熱される。
【０２１９】
加熱された第２の部分９３２は、熱交換器９２２において、加熱用流体９０８との交換により更に加熱され、部分的に気化する。例えば、第２の部分９３２は、約１９０°Ｆと約２００°Ｆとの間の温度、例えば、約１９０°Ｆ、約１９５°Ｆ、約２００°Ｆ、又は別の温度、に更に加熱される。
【０２２０】
熱交換器のネットワーク９１６、９１８、９２２を通って流れる加熱用流体９０８は、冷えて蓄積タンク９０２へ戻る。例えば、熱交換器のネットワーク９１６、９１８、９２２へ流入する加熱用流体９０８は、約２１０°Ｆと約２３０°Ｆとの間の温度、例えば、約２１０°Ｆ、約２２０°Ｆ、約２３０°Ｆ、又は別の温度、を有することができる。加熱用流体９０８は、約１３０°Ｆと約１５０°Ｆとの間の温度、例えば、約１３０°Ｆ、約１４０°Ｆ、約１５０°Ｆ、又は別の温度、で熱交換器のネットワークを出る。
【０２２１】
加熱され、部分的に気化した第１及び第２の部分９２４及び９３２は、アンモニア・水の蒸気から液体アンモニアと水を分離する気液分離器９２６へ流入する。分離器９２６へ流入した直後の第１及び第２の部分９２４及び９３２の圧力は、例えば、約１０．５ｂａｒと約１１．５ｂａｒとの間、例えば、約１０．５ｂａｒ、約１１ｂａｒ、約１１．５ｂａｒ、又は別の圧力、とすることができる。純度の低いリーンストリームである液体アンモニアと水９２８は、分離器９２６の塔底を出て、純度の高いリッチストリームであるアンモニア・水の蒸気９３０は分離器９２６の塔頂を出る。
【０２２２】
液体アンモニアと水９２８は、高圧回収タービン（ＨＰＲＴ）９３６、例えば、液圧タービン、へ流れる。ＨＰＲＴ９３６は、例えば、約１ＭＷと約２ＭＷとの間の電力、例えば、約１ＭＷ、約１．５ＭＷ、約２ＭＷ、又は別の量の電力、を発生することができる。電力は、ＨＰＲＴ９３６により、液体アンモニアと水９２８の一定の体積、例えば、約０．１５ＭＭＴ／Ｄと約０．２ＭＭＴ／Ｄとの間の一定の体積、例えば、約０．１５ＭＭＴ／Ｄ、約０．２ＭＭＴ／Ｄ、又は別の一定の体積、を用いることにより発生する。ＨＰＲＴ９３６は、液体アンモニアと水９２８の圧力を、例えば、約３ｂａｒと約４ｂａｒとの間の圧力、例えば、約３ｂａｒ、約３．５ｂａｒ、約４ｂａｒ、又は別の圧力、に下げる。熱交換器９２０での交換後、液体アンモニアと水９２８の温度は、例えば、約１１０°Ｆと約１２０°Ｆとの間、例えば、約１１０°Ｆ、約１１５°Ｆ、約１２０°Ｆ、又は別の温度、となる。
【０２２３】
アンモニア・水の蒸気９３０は、第１の部分９４０と第２の部分９４２とに分割される。第２の部分９４２に分割される蒸気９３０のパーセンテージである分割比は、例えば、約１０％と約２０％との間の分割比、例えば、約１０％、約１５％、約２０％、又は別の分割比、とすることができる。第１の部分９４０はタービン９３４へ流れ、第２の部分９４２は、以下の段落で考察するクーラー９５２へ流れる。第１の部分９４０は発電に用いられる。タービン９３４は（発電機（不図示）との組み合わせで）、約４５ＭＷと約５５ＭＷとの間の電力、例えば、約４５ＭＷ、約５０ＭＷ、約５５ＭＷ、又は別の量の電力、を発生することができる。タービン９３４により、アンモニア・水の蒸気９３０の一定の体積、例えば、約０．０３ＭＭＴ／Ｄと約０．０４ＭＭＴ／Ｄとの間の一定の体積、例えば０．０３ＭＭＴ／Ｄ、約０．０３５ＭＭＴ／Ｄ、約０．０４ＭＭＴ／Ｄ、又は別の一定の体積、を用いて電力を発生する。タービン９３４は、アンモニア・水の蒸気９３０の圧力を、例えば、約３ｂａｒと約４ｂａｒとの間、例えば、約３ｂａｒ、約３．５ｂａｒ、約４ｂａｒ、又は別の圧力に下げ、アンモニア・水の蒸気９３０の温度を、例えば、約１０５°Ｆと約１１５°Ｆとの間の温度、例えば、約１０５°Ｆ、約１１０°Ｆ、約１１５°Ｆ、又は別の温度に下げる。
【０２２４】
タービン９３４、９３６からのストリーム（それぞれアンモニア・水の蒸気の第１の部分９４０及び液体アンモニアと水９２８）は、クーラー９４６、例えば冷却水凝縮器又は空気クーラー、において冷却水９５１との交換により冷却されるタービン出力ストリーム９４８に合流する。クーラー９４６は、例えば、約２５００ＭＭＢｔｕ／時と約３０００ＭＭＢｔｕ／時との間の熱デューティ、例えば、約２５００ＭＭＢｔｕ／時、約２６００ＭＭＢｔｕ／時、約２７００ＭＭＢｔｕ／時、約２８００ＭＭＢｔｕ／時、約２９００ＭＭＢｔｕ／時、約３０００ＭＭＢｔｕ／時、又は別の熱デューティ、を有することができる。クーラー９４６は、タービン出力ストリーム９４８を、例えば、約８０°Ｆと約９０°Ｆとの間の温度、例えば、約８０°Ｆ、約８５°Ｆ、約９０°Ｆ、又は別の温度、に冷却する。
【０２２５】
クーラー９４６に流入する冷却水９５１は、約７０と約８０°Ｆとの間の温度、例えば、約７０°Ｆ、約７５°Ｆ、約８０°Ｆ、又は別の温度、を有することができる。冷却水９５１は、クーラー９４６での交換により、例えば、約９５°Ｆと約１０５°Ｆとの間の温度、例えば、約９５°Ｆ、約１００°Ｆ、約１０５°Ｆ、又は別の温度、に加熱できる。クーラー９４６を通って流れる冷却水９５１の体積は、例えば、約１ＭＭＴ／Ｄと約２ＭＭＴ／Ｄとの間の体積、例えば、約１ＭＭＴ／Ｄ、約１．５ＭＭＴ／Ｄ、約２ＭＭＴ／Ｄ、又は別の体積、とすることができる。
【０２２６】
第２の部分９４２（リッチアンモニアストリーム９４２とも言う）は冷却に用いられる。リッチアンモニアストリーム９４２は、クーラー９５２、例えば冷却水凝縮器又は空気クーラー、において冷却される。クーラー９５２は、例えば、約３００ＭＭＢｔｕ／時と約４００ＭＭＢｔｕ／時との間の熱デューティ、例えば、約３００ＭＭＢｔｕ／時、約３５０ＭＭＢｔｕ／時、約４００ＭＭＢｔｕ／時、又は別の熱デューティを有することができる。クーラー９５２は、リッチアンモニアストリーム９４２を、例えば、約８０°Ｆと約９０°Ｆとの間の温度、例えば、約８０°Ｆ、約８５°Ｆ、約９０°Ｆ、又は別の温度、に冷却する。冷却されたリッチアンモニアストリーム９４２は、リッチアンモニアストリーム９４２を更に冷却する降下弁９５６を通過する。例えば、降下弁９５６は、リッチアンモニアストリーム９４２を、約２５°Ｆと約３５°Ｆとの間の温度、例えば、約２５°Ｆ、約３０°Ｆ、約３５°Ｆ、又は別の温度に冷却する。
【０２２７】
クーラー９５２に流入する冷却水９５４は、約７０°Ｆと約８０°Ｆとの間の温度、例えば、約７０°Ｆ、約７５°Ｆ、約８０°Ｆ、又は別の温度、を有することができる。冷却水９５４は、クーラー９５２での交換により、例えば、約８０°Ｆと約９０°Ｆとの間の温度、例えば、約８０°Ｆ、約８５°Ｆ、約９０°Ｆ、又は別の温度、に加熱できる。クーラー９５２を通って流れる冷却水９５４の体積は、例えば、約０．３ＭＭＴ／Ｄと約０．５ＭＭＴ／Ｄとの間の体積、例えば、約０．３ＭＭＴ／Ｄ、約０．４ＭＭＴ／Ｄ、約０．５ＭＭＴ／Ｄ、又は別の体積、とすることができる。
【０２２８】
降下弁９５６から放出されるリッチアンモニアストリーム９４２は、プラント内の準外気冷却、及びプラント内の空調又は空気の冷却に用いられる低温水を生成するために用いられる。リッチアンモニアストリーム９４２の第１の部分９５８及び第２の部分９６４は、プラント内の準外気冷却に用いられる。リッチアンモニアストリーム９４２の第１の部分９５８は、水チラー９６０を通過する。水チラー９６０は、例えば、約５０ＭＭＢｔｕ／時と約１５０ＭＭＢｔｕ／時との間の熱デューティ、例えば、約５０ＭＭＢｔｕ／時、約６０ＭＭＢｔｕ／時、約７０ＭＭＢｔｕ／時、約８０ＭＭＢｔｕ／時、約９０ＭＭＢｔｕ／時、約１００ＭＭＢｔｕ／時、約１１０ＭＭＢｔｕ／時、約１２０ＭＭＢｔｕ／時、約１３０ＭＭＢｔｕ／時、約１４０ＭＭＢｔｕ／時、約１５０ＭＭＢｔｕ／時、又は別の熱デューティ、を有することができる。水チラー９６０は、リッチアンモニアの第１の部分９５８を加熱する一方で、低温水のストリーム９６２を低温化することができる。例えば、水チラー９６０は、低温水のストリーム９６２を、約９５°Ｆと約１０５°Ｆとの間の温度、例えば、約９５°Ｆ、約１００°Ｆ、約１０５°Ｆ、又は別の温度、から、約３５°Ｆと約４５°Ｆとの間の温度、例えば、約３５°Ｆ、約４０°Ｆ、約４５°Ｆの温度、又は別の温度、へ低温化できる。水チラー９６０は、リッチアンモニアの第１の部分９５８を、例えば、約８５°Ｆと約９５°Ｆとの間の温度、例えば、約８５°Ｆ、約９０°Ｆ、約９５°Ｆ、又は別の温度、に加熱できる。
【０２２９】
リッチアンモニアストリーム９４２の第２の部分９６４は、水チラー９６６を通過する。水チラー８６６は、例えば、約５０ＭＭＢｔｕ／時と約１５０ＭＭＢｔｕ／時との間の熱デューティ、例えば、約５０ＭＭＢｔｕ／時、約６０ＭＭＢｔｕ／時、約７０ＭＭＢｔｕ／時、約８０ＭＭＢｔｕ／時、約９０ＭＭＢｔｕ／時、約１００ＭＭＢｔｕ／時、約１１０ＭＭＢｔｕ／時、約１２０ＭＭＢｔｕ／時、約１３０ＭＭＢｔｕ／時、約１４０ＭＭＢｔｕ／時、約１５０ＭＭＢｔｕ／時、又は別の熱デューティ、を有することができる。水チラー９６６は、低温水のストリーム９６８を、例えば、約６０°Ｆと約７０°Ｆとの間の温度、例えば、約６０°Ｆ、約６５°Ｆ、約７０°Ｆ、又は別の温度、から、約３５°Ｆと約４５°Ｆとの間の温度、例えば、約３５°Ｆ、約４０°Ｆ、約４５°Ｆの温度、又は別の温度、へ低温化できる。
【０２３０】
低温水ストリーム９６２、９６８は、図１乃至５のガス処理プラントにおけるプラント内冷却に用いることができる。場合によっては、低温水ストリーム９６２、９６８は、例えば、約２００ＭＭＢｔｕ／時と約２５０ＭＭＢｔｕ／時との間の低温水準外気冷却容量、例えば、約２００ＭＭＢｔｕ／時、約２１０ＭＭＢｔｕ／時、約２２０ＭＭＢｔｕ／時、約２３０ＭＭＢｔｕ／時、約２５０ＭＭＢｔｕ／時、約２５０ＭＭＢｔｕ／時、又は別の量の低温水準外気冷却容量、を産生できる。場合によっては、降下弁９５６から放出されるリッチアンモニアストリーム９４２は、低温水ストリーム９６２、９６８を緩衝液として用いることなくプラント内の準外気冷却に直接用いることができる。
【０２３１】
リッチアンモニアストリーム９４２の第３の部分９７０は、プラント内の空調又は空気冷却に用いられる。リッチアンモニアストリーム９４２の第３の部分９７０は、水チラー９７２を通過する。水チラー９７２は、例えば、約７５ＭＭＢｔｕ／時と約８５ＭＭＢｔｕ／時との間の熱デューティ、例えば、約８５ＭＭＢｔｕ／時、約８０ＭＭＢｔｕ／時、約８５ＭＭＢｔｕ／時、又は別の熱デューティ、を有することができる。水チラーは、リッチアンモニアの第１の部分９７０を加熱する一方で、低温水のストリーム９７４を低温化できる。例えば、水チラー９７２は、低温水のストリーム９７４を、約４０°Ｆと約５０°Ｆとの間の温度、例えば、約４０°Ｆ、約４５°Ｆ、約５０°Ｆ、又は別の温度、から、約３５°Ｆと約４５°Ｆとの間の温度、例えば、約３５°Ｆ、約４０°Ｆ、約４５°Ｆの温度、又は別の温度、へ低温化できる。水チラー９７２は、リッチアンモニアの第３の部分９７０を、例えば、約３０°Ｆと約４０°Ｆとの間の温度、例えば、約３０°Ｆ、約３５°Ｆ、約４０°Ｆ、又は別の温度、に加熱できる。低温水ストリーム９７４は、ガス処理プラントの工業コミュニティの空気冷却又は空調に用いられる。低温水ストリーム９７４は、例えば、約７５ＭＭＢｔｕ／時と約８５ＭＭＢｔｕ／時との間の空気冷却又は空調用低温水、例えば、約７５ＭＭＢｔｕ／時、約８０ＭＭＢｔｕ／時、約８５ＭＭＢｔｕ／時、又は別の量の低温水、を産生できる。
【０２３２】
場合によっては、例えば、追加又はより大きな冷却負荷をみたすために、アンモニア・水の蒸気９３０の第１の部分９４０と第２の部分との分割比を変更できる。例えば、分割比を、例えば、１０％、１５％、２０％、３０％、４０％、５０％、又は別の比とすることができる。例えば、夏期には周辺の温度の上昇による空気冷却要求の追加を充たすように分割比を大きくする一方で、周辺の冷却がさほど使われない冬期には、分割比を大きくすることができる。
【０２３３】
図１１Ｂを参照すると、冷却電力変換併合プラント９５０は、発電をほとんど又は全く伴わずに冷却のためだけに構成できる。冷却電力変換併合プラント９５０は、冷却電力変換併合プラント９００の運転とほぼ同様の運転を行う。しかし、アンモニア・水の蒸気９３０は全て、冷却目的のためにリッチアンモニアストリーム９４２へ導かれ、アンモニア・水の蒸気はタービン９３４には送られない。すなわち、分割比は１００％ということである。
【０２３４】
図示の構成において、廃熱で冷却し、廃熱を電力へ変換する併合プラント９５０は、アンモニア約５０％と水約５０％のアンモニア・水混合物９１２を用いる改良型ゴスワミサイクル９６０により、プラント内の準外気の冷却用低温水及び周辺空調又は空気冷却用低温水を産生できる。例えば、プラント９５０は、約２００ＭＭＢｔｕ／時と約２５０ＭＭＢｔｕ／時との間の低温水プラント内の準外気冷却容量、例えば、約２００ＭＭＢｔｕ／時、約２１０ＭＭＢｔｕ／時、約２２０ＭＭＢｔｕ／時、約２３０ＭＭＢｔｕ／時、約２４０ＭＭＢｔｕ／時（約２５３２１３ＭＪ／ｈ（ＭＷ））、約２５０ＭＭＢｔｕ／時、又は別の準外気冷却容量を産生できる。プラント９５０は更に、約１２００ＭＭＢｔｕ／時と約１４００ＭＭＢｔｕ／時との間の周辺空調又は空気冷却用低温水、例えば、約１２００ＭＭＢｔｕ／時、約１３００ＭＭＢｔｕ／時、約１４００ＭＭＢｔｕ／時、又は別の量の周辺空調又は冷却容量用の低温水、を産生できる。この量の低温水は、例えば、ガス処理プラントの工業コミュニティにおける最大約２，０００人分と近隣の非工業コミュニティにおける約３１，０００人分の冷却容量を提供できる。
【０２３５】
リッチアンモニアストリーム９４２は、クーラー９５３、例えば冷却水凝縮器又は空気クーラー、において冷却される。クーラー９５３は、例えば、約２０００ＭＭＢｔｕ／時（約２１１０１１２ＭＪ／ｈ（ＭＷ））と約２５００ＭＭＢｔｕ／時との間の熱デューティ、例えば、約２０００ＭＭＢｔｕ／時、約２１００ＭＭＢｔｕ／時（約２２１５６１７ＭＪ／ｈ（ＭＷ））、約２２００ＭＭＢｔｕ／時（約２３２１１２３ＭＪ／ｈ（ＭＷ））、約２３００ＭＭＢｔｕ／時（約２４２６６２８ＭＪ／ｈ（ＭＷ））、約２４００ＭＭＢｔｕ／時（約２５３２１３４ＭＪ／ｈ（ＭＷ））、約２５００ＭＭＢｔｕ／時、又は別の熱デューティ、を有することができる。クーラー９５３は、リッチアンモニアストリーム９４２を、例えば、約８０°Ｆと約９０°Ｆとの間の温度、例えば、約８０°Ｆ、約８５°Ｆ、約９０°Ｆ、又は別の温度、に冷却する。冷却されたリッチアンモニアストリーム９４２は、リッチアンモニアストリーム９４２を更に冷却する降下弁９５６を通過する。例えば、降下弁９５６は、リッチアンモニアストリーム９４２を、約２５°Ｆと約３５°Ｆとの間の温度、例えば、約２５°Ｆ、約３０°Ｆ、約３５°Ｆ、又は別の温度、に冷却できる。
【０２３６】
クーラー９５２に流入する冷却水９５４は、約７０と約８０°Ｆとの間の温度、例えば、約７０°Ｆ、約７５°Ｆ、約８０°Ｆ、又は別の温度、を有することができる。冷却水９５４は、クーラー９５３での交換により、例えば、約８０°Ｆと約９０°Ｆとの間の温度、例えば約８０°Ｆ、約８５°Ｆ、約９０°Ｆ、又は別の温度、に加熱できる。クーラー９５３を通って流れる冷却水９５４の体積は、例えば、約２ＭＭＴ／Ｄと約３ＭＭＴ／Ｄとの間の体積、例えば、約２ＭＭＴ／Ｄ、約２．５ＭＭＴ／Ｄ、約３ＭＭＴ／Ｄ、又は別の体積、とすることができる。
【０２３７】
降下弁９５６から放出されるリッチアンモニアストリーム９４２は、プラント内の準外気冷却、及びプラント内の空調又は空気冷却に用いられる低温水を生成するために用いられる。先の段落に記載したように、リッチアンモニアストリーム９４２の第１の部分９５８及び第２の部分９６４は、例えば、水チラー９６０、９６６における低温水ストリーム９６２、９６８との交換によりプラント内の準外気冷却に用いられる。場合によっては、低温水ストリーム９６２、９６８は、例えば、約２００ＭＭＢｔｕ／時と約２５０ＭＭＢｔｕ／時との間の低温水準外気冷却容量、例えば、約２００ＭＭＢｔｕ／時、約２１０ＭＭＢｔｕ／時、約２２０ＭＭＢｔｕ／時、約２３０ＭＭＢｔｕ／時、約２５０ＭＭＢｔｕ／時、約２５０ＭＭＢｔｕ／時、又は別の量の低温水準外気冷却容量、を産生できる。場合によっては、降下弁９５６から放出されるリッチアンモニアストリーム９４２は、低温水ストリーム９６２、９６８を緩衝液として用いることなくプラント内の準外気冷却に直接用いることができる。
【０２３８】
リッチアンモニアストリーム９４２の第３の部分９７０は、プラント内空調又は空気冷却に用いられる。リッチアンモニアストリーム９４２の第３の部分９７０は、水チラー９７３を通過する。水チラー９７３は、例えば、約１２００ＭＭＢｔｕ／時と約１４００ＭＭＢｔｕ／時との間の熱デューティ、例えば、約１２００ＭＭＢｔｕ／時、約１３００ＭＭＢｔｕ／時、約１４００ＭＭＢｔｕ／時、又は別の熱デューティ、を有することができる。水チラー９７３は、リッチアンモニアの第３の部分９７０を加熱する一方で、低温水ストリーム９７４を低温化できる。例えば、水チラー９７３は、低温水のストリーム９７４を、約４０°Ｆと約５０°Ｆとの間の温度、例えば、約４０°Ｆ、約４５°Ｆ、約５０°Ｆ、又は別の温度、から、約３５°Ｆと約４５°Ｆとの間の温度、例えば、約３５°Ｆ、約４０°Ｆ、約４５°Ｆの温度、又は別の温度、へ低温化できる。水チラー９７３は、リッチアンモニアの第３の部分９７０を、例えば、約３０°Ｆと約４０°Ｆとの間の温度、例えば、約３０°Ｆ、約３５°Ｆ、約４０°Ｆ、又は別の温度、に加熱できる。低温水ストリーム９７４は、ガス処理プラントの工業コミュニティの空気冷却又は空調に用いられる。低温水ストリーム９７４は、例えば、約１２００ＭＭＢｔｕ／時と約１４００ＭＭＢｔｕ／時との間の空気冷却又は空調用低温水、例えば、約１２００ＭＭＢｔｕ／時、約１３００ＭＭＢｔｕ／時、約１４００ＭＭＢｔｕ／時、又は別の量の空気冷却又は空調用低温水、を産生できる。この量の低温水は、例えば、ガス処理プラントの工業コミュニティで働く職員約２，０００人分と、隣接する非工業コミュニティで働く職員約３１，０００人分の冷却容量を提供できる。
【０２３９】
図１２を参照すると、熱交換器１から７のネットワーク（図１乃至５）を通じて回収される、原油随伴ガス処理プラントからの廃熱は、発電をほとんど又は全く伴わずに冷却のためだけに構成された改良型ゴスワミサイクルに基づく廃熱で冷却し、廃熱を電力へ変換する併合プラント９８０へ電力を供給するために用いることができる。冷却及び電力変換併合プラント９８０は、上記の冷却及び電力変換併合プラント９００、９５０の運転とほぼ同様の運転を行う。プラント９８０の構成は、アンモニア約５０％と水約５０％のアンモニア・水混合物９１２を用いる改良型ゴスワミサイクル９９０によって、プラント内の準外気冷却及び空調又は空気冷却用低温水を提供できる。例えば、プラント９８０は、約２００ＭＭＢｔｕ／時と約２５０ＭＭＢｔｕ／時との間の低温水プラント内の準外気冷却容量、例えば、約２００ＭＭＢｔｕ／時、約２１０ＭＭＢｔｕ／時、約２２０ＭＭＢｔｕ／時、約２３０ＭＭＢｔｕ／時、約２４０ＭＭＢｔｕ／時、約２５０ＭＭＢｔｕ／時、又は別の量の低温水プラント内の準外気冷却容量を産生できる。プラント９８０は更に、約１４００ＭＭＢｔｕ／時と約１６００ＭＭＢｔｕ／時（約１６８８０８９ＭＪ／ｈ（ＭＷ））との間の周辺空調又は空気冷却用低温水、例えば、約１４００ＭＭＢｔｕ／時、約１５００ＭＭＢｔｕ／時、約１６００ＭＭＢｔｕ／時、又は別の量の周辺空調又は冷却容量用の低温水、を産生できる。この量の低温水は、例えば、ガス処理プラントの工業コミュニティにおける約２，０００人分と、近隣の非工業コミュニティにおける約３５，０００人分の冷却容量を提供できる。
【０２４０】
プラント９８０では、精留塔９８２、例えば４トレイ（棚段）精留塔が分離器９２６（図１１Ａ及び１１Ｂ）に代えて用いられる。精留塔９８２は、アンモニア・水混合物の供給物９８４を受け入れる。供給物９８４は、例えば、約８０°Ｆと約９０°Ｆとの間の温度、例えば、約８０°Ｆ、約８５°Ｆ、約９０°Ｆ、又は別の温度、を有することができ、約１０ｂａｒと約１５ｂａｒ（１．５ＭＰａ）との間の圧力、例えば、約１０ｂａｒ、約１１ｂａｒ、約１２ｂａｒ、約１３ｂａｒ、約１４ｂａｒ、約１５ｂａｒ、又は別の圧力、とすることができる。精留塔９８２への供給物９８４の分割比は、例えば、アンモニア・水混合物９１２の最大約５％、例えば約１％、約２％、約３％、約４％、約％、又は別の分割比、とすることができる。残りのアンモニア・水混合物９１２は、第１及び第２の部分９２４及び９３２に均等に分割される。第１及び第２の部分９２４及び９３２と供給物９９４との分割比は、冷却負荷を決定し、例えば、冷却需要の変化において最大約１３％の柔軟性を与えることができる。
【０２４１】
高純度のアンモニアを含む、精留塔９８２からの塔頂排出物９８６は、水クーラー９５５へ流れ、そこから塔頂排出物９８６は、チラー９６０、９６６及び水チラー９７５へ冷却容量を提供する。水チラー９７５は、約１２００ＭＭＢｔｕ／時と約１６００ＭＭＢｔｕ／時との間の熱デューティ、例えば、約１２００ＭＭＢｔｕ／時、約１３００ＭＭＢｔｕ／時、約１４００ＭＭＢｔｕ／時、約１５００ＭＭＢｔｕ／時、約１６００ＭＭＢｔｕ／時、又は別の熱デューティ、を有することができる。水チラー９７５は、リッチアンモニアの第３の部分９７０を加熱する一方で、低温水ストリーム９７４を低温化できる。例えば、水チラー９７５は、低温水のストリーム９７４を、約４０°Ｆと約５０°Ｆとの間の温度、例えば、約４０°Ｆ、約４５°Ｆ、約５０°Ｆ、又は別の温度、から、約３５°Ｆと約４５°Ｆとの間の温度、例えば、約３５°Ｆ、約４０°Ｆ、約４５°Ｆの温度、又は別の温度、へ低温化できる。水チラー９７５は、リッチアンモニアの第３の部分９７０を、例えば、約３０°Ｆと約４０°Ｆとの間の温度、例えば約３０°Ｆ、約３５°Ｆ、約４０°Ｆ、又は別の温度に加熱できる。精留塔９８２からの塔底ストリーム９９０は、熱交換器９２０を介してタービン９３６へ流れる。
【０２４２】
場合によっては、先の段落に記載の廃熱で冷却し、廃熱を電力へ変換する併合プラント９００、９５０、９８０のパラメータ、例えばアンモニア・水の蒸気９３０を第１及び第２の部分９４０及び９４２に分割するための分割比；作動圧力；アンモニア・水ストリーム９１２中のアンモニア・水濃度；又は他のパラメータは、例えば、場所特有又は環境特有の特性、例えば冷却水の入手の容易さの変化又は冷却水の供給温度若しくは戻り温度に対する制約；に基づき変化させることができる。熱交換器の表面積とプラント内冷却に低温水を用いて達成される発電量又は省電力量との間にはトレードオフがある。
【０２４３】
上記の廃熱で冷却し、廃熱を電力へ変換する併合プラントにおいて、過剰な冷却容量が生成されることがある。過剰な冷却容量は、他の用途に用いられる冷却グリッドへ送ることができる。
【０２４４】
他の実装も、以下の特許請求の範囲の適用範囲内である。
【符号の説明】
【０２４５】
１〜７  熱交換器
１０４、１０６  スラグキャッチャ
１４６  コンデンセートポンプ
１６６  ストリッパ塔
１７６  サワーウォータ環流ポンプ
２００  高圧ガス処理区画
２０２  ガス処理領域
２０４  脱水ユニット
２２２、３２２  ＤＧＡストリッパ
２３４、３３４  ＤＧＡ循環ポンプ
２６８  ＴＥＧストリッパ
２８２  リーンＴＥＧ循環ポンプ
３００  低圧ガス処理区画
３０２  ガス処理領域
３０４  供給ガス圧縮領域
３４６  ストリッパ環流ポンプ
４００  液体回収ユニット
４０２  第１の低温化トレイン
４０４  第２の低温化トレイン
４０６  第３の低温化トレイン
４０８  脱メタン塔区画部
４２４  液体脱水機供給ポンプ
４４１  脱メタン塔リボイラポンプ
４６２  脱メタン塔底ポンプ
５００  プロパン冷媒区画
６００、７００、７５０  プラント
６０２、６５２、７０２、８０２、９０２  蓄積タンク
６０６、６５６、７０６、８０６、９０６  加熱用流体循環ポンプ
６１０  ＯＲＣシステム
６１２、６６２  ポンプ
６１６、６６６  蒸発器
６１８  タービン
６５０、６５１  併合プラント
６６０、６６１  有機ランキンサイクル
６７４  エゼクタ
７１０、７６０  カリーナサイクル
７１４、７６４、８１４、９１４  ポンプ
８００、８５０、９００、９５０、９８０  電力変換併合プラント
８１０、８５５、９１０、９６０  改良型ゴスワミサイクル
【図１】
0006608525.tif 000002
【図２】
0006608525.tif 000003
【図３】
0006608525.tif 000004
【図４】
0006608525.tif 000005
【図５】
0006608525.tif 000006
【図６】
0006608525.tif 000007
【図７Ａ】
0006608525.tif 000008
【図７Ｂ】
0006608525.tif 000009
【図８】
0006608525.tif 000010
【図９Ａ】
0006608525.tif 000011
【図９Ｂ】
0006608525.tif 000012
【図１０Ａ】
0006608525.tif 000013
【図１０Ｂ】
0006608525.tif 000014
【図１１Ａ】
0006608525.tif 000015
【図１１Ｂ】
0006608525.tif 000016
【図１２】
0006608525.tif 000017