(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移送プロセスにおいて、低温液体炭化水素源のガス相への蒸発調節に従う周期的ガスサンプルを捕捉するための装置であって、
少なくとも第１直接供給ライン、第２速度ループライン、第３アキュムレータ供給ラインを各々取り入れている少なくとも第１および第２蒸発サンプル入力ラインと、
非複合ガスサンプルのオンラインでリアルタイムな周期的分析用のガス分析器に直接接続された前記第１および第２蒸発サンプル入力ラインの前記各第１直接供給ラインと、
圧力レギュレータと、高圧ポンプと、特定の処理間隔で得られた新たなガスサンプルを貯蔵するための複数非複合サンプルシリンダの制御充填用の複数ソレノイド制御バルブと、ボイルオフガスシステムへのアウトレットと、を有する速度ループに接続された前記各速度ループラインと、
少なくとも１つのソレノイド制御バルブと、複合ガスサンプルを作り出すべく多数の周期的選択体積ガスサンプルを受けるために、選択時間間隔で選択体積のガスサンプルを圧力レギュレータ、ソレノイド制御バルブ、ガスアキュムレータに通過させるアキュムレータラインと、高圧ポンプと、前記ガスアキュムレータからのバルブ制御アウトレットと、を含み、少なくとも１つの前記高圧ポンプが、前記ガスサンプルが露点を下回ることを防ぐために前記ガスアキュムレータ内で圧力を充分に保つ前記各アキュムレータラインと、
前記ガスアキュムレータから複合サンプルを受けるための複数のサンプル把持シリンダと、によって特徴づけられた装置。
【請求項２】
前記ソレノイドバルブと、フロー動作と、前記速度ループの新たな非複合サンプルの回収タイミングと、前記アキュムレータの複合ガスサンプルの保持と、を制御するための制御ユニットによって更に特徴づけられた請求項１に記載の装置。
【請求項３】
第３蒸発ガスサンプル入力ラインと、複数入力の同時サンプリングのために前記ガスアキュムレータに接続された第２複製アキュムレータラインと、によって特徴づけられた請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
サンプリング動作処理の完了に続く残留ガス除去システムによって特徴づけられた請求項１〜３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
前記残留ガス除去システムは、ガスパージシステムであって、前記ボイルオフガスシステムは、ボイルオフガスヘッダーを備えることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記残留ガス除去システムは、排気手段を含むことを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項７】
ヒーターおよび過圧排気口を含むハウジングキャビネットによって更に特徴づけられた請求項１〜６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
少なくとも１つのガス分析器を収容するあるハウジングキャビネットによって更に特徴づけられた請求項１〜７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
前記分析器は、ガスクロマトグラフであることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
少なくとも、前記高圧ポンプとガスアキュムレータとの間と、前記アキュムレータラインと前記速度ループラインとの間と、前記サンプル把持シリンダと前記ボイルオフガスシステムとの間とにおいて、それぞれ逆流を防ぐための第１，第２，第３チェックバルブによって更に特徴づけられた請求項１〜９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
前記ソレノイドバルブと、フロー動作と、前記アキュムレータへのサンプル導入と、を制御するための制御ユニットによって更に特徴づけられた請求項１〜１０のいずれかに記載の装置。
【請求項１２】
経時処理間隔である１／３荷重移送，１／２荷重移送，２／３荷重移送で得られた新たな非複合サンプルの貯蔵のための３つの非複合サンプルシリンダが存在することを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の装置。
【請求項１３】
４つの取り外し可能な受入複合サンプル把持シリンダが存在することを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
移送プロセスにおいて、液体炭化水素が蒸発器によって蒸発かつ調節された選択されたサンプリング低温液体炭化水素源のためのシステムであって、
ハウジングと、
前記ハウジング内に含まれたガスサンプリング動作を制御するためのコントローラと、
選択時間で選択体積の蒸発ガスサンプルを受けるために適合した第１，第２，第３ガス流れ供給ラインと、前記第１ガス流れ供給ラインに接続したガス分析器と、前記第２供給ラインに接続した速度ループと、を提供する蒸発ガスポートと、
前記蒸発器から選択時間で非複合の新たなサンプルを直接的に回収するために、前記速度ループに接続された複数の取り外し可能なサンプルシリンダと、
蒸発ガスの複合サンプルを作り出すために、ガスの選択体積を受けるための前記第３ガス流れに接続されたアキュムレータと、
前記蒸発ガスが露点を下回ることを防ぐために、あるレベルでアキュムレータ圧力を築く前記アキュムレータと関係した少なくとも１つのポンプと、
前記アキュムレータから複合蒸発ガスサンプルを受けるための複数の取り外し可能なサンプル把持シリンダと、
前記低温液体炭化水素の移送プロセスを伴う前記システムから残留ガスを除去するための残留ガス除去配列と、によって特徴づけられたシステム。
【請求項１５】
ガスサンプルシステムを用いて低温液体炭化水素液の蒸発ガスをサンプリングするための方法であって、
低温液体炭化水素の容器に接続した蒸発器から、第１選択時間間隔において選択された体積の第１蒸発ガスサンプルを得る工程と、
前記第１蒸発ガスサンプルの選択体積を第１サンプル把持シリンダへ通過させる工程と、
露点を下回ることを防ぐために充分な圧力下で、前記蒸発した第１ガスサンプルの第２選択体積を複合サンプルアキュムレータタンクへ送り出す工程と、
前記第１選択時間間隔とは異なる選択時間間隔において選択された体積の第２蒸発ガスサンプルを得る工程と、
前記第２蒸発ガスサンプルの第１選択体積を第２サンプル把持シリンダへ通過させる工程と、
複合ガスサンプルを得るべく露点を下回ることを防ぐために充分な圧力下で、前記蒸発した第２ガスサンプルの第２選択体積を前記複合サンプルアキュムレータタンクへ送り出す工程と、
前記アキュムレータタンクから前記複合蒸発サンプルを受けるための複数の取り外し可能な複合サンプル回収シリンダのうちで、選択した１つに前記複合ガスサンプルを通過させる工程と、
前記複合サンプルシリンダのうちで、前記選択した１つを取り外す工程と、
少なくとも前記第１サンプル把持シリンダを取り外す工程と、によって特徴づけられた方法。
【請求項１６】
前記複合サンプルシリンダおよび前記サンプル把持シリンダを取り外した後に、前記ガスサンプルシステムから残留ガスを除去する工程によって更に特徴づけられた請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記複合サンプルシリンダおよび前記サンプル把持シリンダを取り外した後に、前記ガスサンプルシステム内の残留ガスをパージする工程によって更に特徴づけられた請求項１５又は１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記取り外された複合サンプルシリンダおよび前記サンプル把持シリンダの中身を分析する工程によって更に特徴づけられた請求項１５〜１７のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本ＰＣＴ国際出願は、２０１４年３月１２日に出願した米国出願第１４／２０５，５２６号、および、２０１３年３月１５日に出願した米国仮出願第６１／７９４，２４０号の優先権を主張している。
【０００２】
本発明は、分析のために複合ガスサンプルを回収することに関し、特に、本出願人が保有し、ムスタングサンプリングシステムとして売られている米国特許第７，４８４，４０４号のＴｈｏｍｐｓｏｎで記載されたタイプのシステムによって低温ガスが調節された後の複合サンプル回収のためである。より具体的には、本複合サンプルシステムは、液体天然ガス、および／または、天然ガス液の調節された蒸発サンプルを回収するために採用されるガスサンプル調節蒸発器を補足している。
【背景技術】
【０００３】
液化天然ガスのサンプリングは、ＩＳＯ規格８９４３およびＧＩＩＧＮＬのＬＮＧ管理輸送便覧によって管理されている。ヨーロッパおよび世界の他の地域は、輸送されたＬＮＧの中身、特に、タンカー船から荷卸した中身の複合サンプリングの義務化などの追加的な要件を課している。当該規格は、船が荷卸しをしている間に、複合サンプリングが回収されることを要求する。サンプリングされたガス流れは、保管および連続的なオンライン分析の平均値の比較のための小さなシリンダサンプル容器に移送される。
【０００４】
液化天然ガス出荷車両の移送プロセスにおいては、荷卸したＬＮＧのエネルギー含量を検査するための正確なサンプリングを得ることが望しい。これは、テイクオフ蒸発器流れからの周期的な直接サンプリング、および／または、複合サンプリングなどの周知の技術を用いて達成することができる。直接サンプリングは、ガスクロマトグラフなどの適切な分析器による即時分析を可能にしつつ、選択された蓄積データを推定することのみで、全体の移送プロセスにおいて、車両から荷卸されたＬＮＧの中身の正確な描写を提供する。さらに、手動の直接サンプリングは、例えば、貨物船移送の１／４，１／２，３／４において、逐次的に採用することができる。自動複合サンプリングは、移送プロセスにおいて、選択的な周期間隔で蒸発したＬＮＧの特定の体積を得るために用いられる。しかしながら、典型的な複合サンプル中身の分析は、移送プロセスが完了した後にのみ利用可能である。
【０００５】
ＬＮＧ用の従来の複合サンプリング技術では、概して、ドームまたはフローティングピストンシステムの形態をとる。ドームシステムは、ブラダベースであり、回収ドームを周囲環境から隔離しかつ回収されたサンプルに対する圧力を維持するために、流体（通常は水）を要する。結果として抽出された複合サンプルは、分析および／または後の質的分析用の貯蔵のために、続いてドームからサンプルシリンダに移送される。ドームシステムは、随伴水の流体／水不足に依存するため、シールは、複合サンプルを汚染する。
【０００６】
フローティングピストンサンプラーは、ドームサンプラーより簡素な構造であり、シール方法として水／流体の導入を回避するが、メカニカルシールに依存する。それに応じて、フローティングピストンシステムは、複合天然ガスサンプルへの他の周囲ガス（例えば、酸素）の導入を最小限にすると信じられている。しかしながら、フローティングピストンシステムは、ピストンを加圧するための原動源を要することに加えて、多くの可動部およびシールを含む。これら可動部は、漏れなどによるサンプル汚染の原因をもたらすだけでなく、これらシステムは、循環中にサンプルチャンバーを空にするために、相対的により高い圧力を採用することが知られている。
【発明の概要】
【０００７】
本発明のある目的は、移送プロセスにおいて、調節された蒸発ガスのための新規なサンプルシステムおよび方法論を提供することである。
【０００８】
本発明の別の目的は、従来技術の従来構造に付随した上述の問題を解消することである。
【０００９】
本発明の別の目的は、現在のサンプル回収技術に伴う認知された問題を解消するための手段を提供することである。
【００１０】
本発明の更なる目的は、あらゆる特別な移送動作のためのサンプリング技術の選択および実行をカスタマイズする点において、より大きな柔軟性を提供することである。
【００１１】
さらに、本発明の別の目的は、分析のために、同時発生的な新たなガスと複合ガスサンプルの隔離を選択的に提供することである。
【００１２】
さらに、本発明の別の目的は、最小限の可動部で便利かつ統合された複合ガスサンプルシステムを提供することである。
【００１３】
これら目的およびその他の目的は、移送プロセスにおいて、低温液体炭化水素源のガス相への蒸発調節に従う周期的ガスサンプルを捕捉するための装置であって、
少なくとも第１直接供給ライン、第２速度ループライン、第３アキュムレータ供給ラインを各々取り入れている少なくとも第１および第２蒸発サンプル入力ラインと、
非複合ガスサンプルのオンラインでリアルタイムな周期的分析用のガス分析器に直接接続された前記第１および第２蒸発サンプル入力ラインの前記各第１直接供給ラインと、
圧力レギュレータと、高圧ポンプと、特定の処理間隔で得られた新たなガスサンプルを貯蔵するための複数非複合サンプルシリンダの制御充填用の複数ソレノイド制御バルブと、ボイルオフガスシステムへの迂回アウトレットと、を有する速度ループに接続された前記各速度ループラインと、
少なくとも１つのソレノイド制御バルブと、複合ガスサンプルを作り出すべく多数の周期的選択体積ガスサンプルを受けるために、選択時間間隔で選択体積のガスサンプルを圧力レギュレータ、ソレノイド制御バルブ、ガスアキュムレータに通過させるアキュムレータラインと、前記ガスサンプルが露点を下回ることを防ぐために前記ガスアキュムレータ内で圧力を充分に保つための高圧ポンプと、前記ガスアキュムレータからのバルブ制御アウトレットと、を含む前記各アキュムレータラインと、
ソース処理の完了時に前記ガスアキュムレータから複合サンプルを受けるための複数のサンプル把持シリンダと、によって特徴づけられた装置によって満足される。
【００１４】
他の目的は、移送プロセスにおいて、液体炭化水素が蒸発器によって蒸発かつ調節された選択されたサンプリング低温液体炭化水素源のためのシステムであって、
ハウジングと、
前記ハウジング内に含まれたガスサンプリング動作を制御するためのコントローラと、
選択時間で選択体積の蒸発ガスサンプルを受けるために適合した第１，第２，第３ガス流れ供給ラインと、前記第１ガス流れ供給ラインに接続したガス分析器と、前記第２供給ラインに接続した速度ループと、を提供する蒸発ガスポートと、
前記蒸発器から選択時間で非複合の新たなサンプルを直接的に回収するために、前記速度ループに接続された複数の取り外し可能なサンプルシリンダと、
蒸発ガスの複合サンプルを作り出すために、ガスの選択体積を受けるための前記第３ガス流れに接続されたアキュムレータと、
前記蒸発ガスが露点を下回ることを防ぐために、あるレベルでアキュムレータ圧力を築く前記アキュムレータと関係した少なくとも１つのポンプと、
前記アキュムレータから複合蒸発ガスサンプルを受けるための複数の取り外し可能なサンプル把持シリンダと、
前記低温液体炭化水素の移送プロセスを伴う前記システムから残留ガスを除去するための残留ガス除去配列と、によって特徴づけられたシステムによって満足される。
【００１５】
更に他の目的は、ガスサンプルシステムを用いて低温液体炭化水素液の蒸発ガスをサンプリングするための方法であって、
低温液体炭化水素の容器に接続した蒸発器から、第１選択間隔において選択された体積の第１蒸発ガスサンプルを得る工程と、
前記第１蒸発ガスサンプルの選択体積を第１サンプル把持シリンダへ通過させる工程と、
露点を下回ることを防ぐために充分な圧力下で、前記蒸発した第１ガスサンプルの第２選択体積を複合サンプルアキュムレータタンクへ送り出す工程と、
前記第１選択間隔とは異なる選択間隔において選択された体積の第２ガスサンプルを得る工程と、
前記蒸発した第２ガスサンプルの第１選択体積を第２サンプル把持シリンダへ通過させる工程と、
複合ガスサンプルを得るべく露点を下回ることを防ぐために充分な圧力下で、前記蒸発した第２ガスサンプルの第２選択体積を前記複合サンプルアキュムレータタンクへ送り出す工程と、
前記アキュムレータタンクから前記複合蒸発サンプルを受けるための複数の取り外し可能な複合サンプル回収シリンダのうちで、選択した１つに前記複合ガスサンプルを通過させる工程と、
前記複合サンプルシリンダのうちで、前記選択した１つを取り外す工程と、
少なくとも前記第１サンプル把持シリンダを取り外す工程と、によって特徴づけられた方法によって満足される。
【００１６】
本発明のサンプルシステムは、サンプル調節システムによって液体サンプルが１以上の入力ガス流れからのガスに変換された後に、タイミングを計ったサンプルを取るように設計され、また、随伴ガスのクロマトグラフまたは即時分析用の直接的な供給を伴う他の分析器と、処理において選択時間間隔による次の分析用の新たなサンプルと、サンプル収集プロセス全体にわたるガス含量全体の代表的なものの次なる分析用の複合サンプルと、を提供するように設計されている。すなわち、例えば、船舶またはコンテナの荷物の積卸しが完了した後に、複合サンプルはアキュムレータ内に位置し、サンプラーは止められる。一般的に５００ｃｃの体積を有する付随したサンプルシリンダは、アキュムレータから充填される。サンプルシリンダが充填された後に、アキュムレータ内の残留ガスは排気され、当該システムは、ガスパージまたは真空などの使用によって清掃される。
【００１７】
本発明で実施される様々なプロセスの制御のためには、常駐のプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）を使用することが好ましい。ＰＬＣは、所望の増分のサンプリングを行うために、複合サンプルポンプおよびガスラインバルブの連続的な動作およびタイミングを制御する。さらに、余剰のまたは多数のガス流れおよびポンプが利用されるとき、それらは全て本システム用に評価された共通のアキュムレータに流れ込むことを本発明は期待する。
【００１８】
進歩的な本システムは、体積測定のみに依存しないだけでなく、既知の時間間隔で別個のサンプル蓄積に基づいて制御された周期的サンプリングも容易にする。すなわち、サンプルシリンダを充填するための連続的なサンプリングプロセスは、サンプルガスフロー単独というよりもサンプル蓄積の選択タイミングに依存することによって、サンプル回収へのより技術的な取り組みに基づいたより正確な結果を提供する。静的構造（可動部なし）を取り扱うことで相対的に低い圧力を維持し、それゆえ漏れと汚染のリスクを最小限にしつつ、サンプルを得るために機能するサンプルシステムについて、本発明は期待している。さらに、本発明を使用することによって、ジュールトムソン冷却、および、分析中のサンプルの正確性に悪影響を与える汚染された炭化水素の露点降下のリスクが実質的に減少する。
【００１９】
定義的な目的のために、ここで用いられる「接続された」は、直接または間接的に、物質的に貼り付けられ、または、調節可能に固定されることを含む。例えば、複合サンプルシステムは、蒸発器に接続され、速度ループラインは、サンプル把持シリンダおよびバイパスに接続される。そのため、特定されない限り、「接続された」は、あらゆる作動的に機能する接続を包含することを意図している。
【００２０】
ここで用いられる「移送プロセス」は、船舶、鉄道車両、トラックなどのあらゆる大型な低温液体天然ガスコンテナから、または、それに対してだけでなく、従来的な意味において、ある場所から別の場所へ低温液体を移動させることに関するあらゆるプロセスを意味する。
【００２１】
ここで用いられる「実質的に」、「一般的に」、および、その他の度合いの語句は、大きく変更された特徴の許容バリエーションを示すことを意図した相対的な修飾語句である。変更する絶対値や特徴に限定される意図ではなく、むしろその反対に、物理的または機能的特徴を一層処理し、また好ましくは、これら物理的または機能的特徴などを近づけまたは近似することを意図している。
【００２２】
以下の記載では、参照番号が添付の図面に振られているが、それらは、本発明が実施される場合がある特定の形態の説明手段として示されている。以下の説明された形態は、当業者が本発明を実施することができるために、充分詳細に記載されている。その他の形態も利用されてよく、また、現在知られた構造的および／または機能的に同等なものに基づいた構造的変化は、本発明の範囲から逸脱することなく成されてよいことは、理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明のある形態に従った複合サンプルシステムの鮮明な描写である。
【図２】図２は、図１の形態の模式図である。
【図３】図３は、本発明のマルチストリームでマルチサンプルな回収の模式図である。
【図４】図４は、移送プロセスの完了の際に、システムから残留ガスを除去するためのブラダなしアキュムレータおよび真空ユニットを備えた本発明のある形態の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１に描写された本形態は、ハウジング１１に収容された複合サンプルシステム１０を含む。システム１０は、ある期間にわたって、非常に小さなサイズのサンプルを取り入れる代表的なガス組成物サンプルを提供する。システム１０は、システムの状態を監視するだけでなく、バルブ、ソレノイド、およびシステム動作用表示灯を制御するための遠隔通信設備と接続されたプログラムロジックコントローラ（ＰＬＣ）１２を含む。コントローラ１２に加えて、サンプリングシステム１０のハウジング１１は、サンプルポンプ１４と、複数の取り外し可能なアキュムレータ把持サンプルシリンダ１６（描写されたシステムでは、４つのシリンダが使用されている）と、移送処理中に特定の間隔（例えば、１／３荷重移送、１／２荷重移送、２／３荷重移送）で各ガスサンプルをそれぞれ受けるための複数の未使用サンプルシリンダ１８と、を含む。把持シリンダ１６は、複合サンプルを伝達するための適切なチューブを介して、アキュムレータ２０と接続している。アキュムレータ２０は、露点を下回ることを防ぐために維持された状態（圧力および温度）において、予め設定した時間間隔（すなわち、１秒）で、例えば０．５ｃｃといった特定の小さな体積の多数サンプルを受ける。同様に、サンプルアキュムレータ２０から複合ガスを各把持サンプルシリンダに供給するときは、関連のポンプは、露点を下回ることを防ぐために当該ガスの圧力を維持しなければならない。システムの安定性の維持のために、キャビネット１１の内部は、高められたレベルで温度を維持するための電気ハウジングヒーター２２を含む。
【００２５】
作動中においては、本発明に係る複合サンプルシステムは、０．５ｃｃの新たなサンプルを毎秒掴み、それを関連の把持シリンダ１６に移送すべくアキュムレータ２０に貯蔵し、移送動作が終わる。複合サンプルは、取り除かれ、次の分析のための実験室または分析場所に移送されることができる。
【００２６】
本発明では、次の工程動作のためにシステムをリセットすべく、荷卸しまたは移送工程の終わりで残留サンプルガスの除去について検討する。図２は、タンク２４からシステムに供給される窒素ガスに基づいたガスパージサブシステムを描写している。パージ動作は、完全に自動化できるが、半手動（窒素レギュレータは、ＰＬＣがパージのためにシステムバルブを開くように指令されたときに、手動で開かれる）であってもよい。
【００２７】
また、図３で描写される形態は、多数同時入力用のマルチパスでマルチ蒸発器のテイクオフシステムを描写している。この形態では、速度ループ２４も提供するが、これは、直接的に蒸発器から１以上の選択回収シリンダへの蒸発ガス用の代わりの供給ラインを提供し、および／または、アキュムレータ２０に付随したガスポンプ１４から溢れ出る。特定の配置は、ＢＯＧ（ボイルオフガス）回収／ヘッダーシステムのための排気口を提供するだけでなく、いずれかの回収シリンダセットが非複合サンプル用に使用可能とすることによって、システムユーザーに最大限の柔軟性を提供する。
【００２８】
システムをリセットする別の選択肢が、図４に描写されている。図４では、真空発生ユニット２６がシステムに即して配置され、全てのバルブが開いたＰＬＣ１２によって活性化されている。これは、ネガティブシステム圧力を作り出し、残留ガスを排気口などへ押し出すため、すなわち、タンク２３から例えばヘリウムなどの上述したポジティブ圧力パージガスを用いて、残留ガスをＢＯＧヘッダー２８などの適切なアウトレットに移動させるためである。一旦取り除かれると、システムは効果的にリセットされ、次のサンプリング動作へ準備が整う。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明のサンプルシステムは、移送車両、および、特に渡洋するＬＮＧタンカー船からのＬＮＧの移送において有用である。本システムは、液体から多数入力ガス流れのガスに変換した後に、サンプル条件システムから蒸発したサンプルを取り入れるように設計され、また、分析器、直接的な周期サンプル、移送動作からの蓄積した複合サンプルにサンプル供給を提供する。異なる入力から回収された各ガスサンプルの分析は、移送動作の終わりに比較され、選択サンプルは、その後のエネルギー検査又は議論のために保存される。
【００３０】
本発明は、前述の明細書において開示された。本発明の多くの改変および形態は、前述の記載や関連図面で描写された教示の利益を有しつつ、当業者が本発明に関係する範囲で想到するであろうことは理解されたい。それゆえ、本発明は、ここで開示された特定の形態に限定されず、本発明の多くの改変および他の形態が、本発明の範囲内に含まれることを意図することは理解されたい。さらに、特定の用語がここで採用されているが、それらは、一般的で記載的な意味においてのみ使用されており、本発明の記載を限定する目的では使用されていない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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