(57)【要約】本開示は、多数のモジュールを含むモジュール式プロセスプラント構造システムであり、すべてＩＳＯ  １４９６によるＩＳＯ認証を受けており、モジュール全体内に少なくとも１つの化学（または非化学）生産プラント機器を保持することができ、個別に搬送または輸送することができる。モジュールは、鉛直、水平、または混合（鉛直および水平配置の両方）に積み重ねることができる。モジュールはオフサイトで事前に製造され、モジュール内の目的の機器で構築され、配管、計装、電気配線で事前に接続されてから、複数のモジュールがＩＳＯ  １４９６コンテナとして目的の場所にマルチモーダルで搬送され、組み立てられてプラントを形成する。概して、２つ以上のモジュールが一緒に接続されて完全なプラントを形成する。プラントは、任意のタイプ、例えば、化学的、機械的／生産、熱など、または任意のサイズ、例えば、生産、小規模、マイクロ、またはパイロットプラント規模であり得る。不要になったプラントは、分解して別の場所や施設で再利用することができる。【選択図】図１Ａ
2021516298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つのモジュールを備えるモジュール式プロセスプラント構造システムであって、
第１のフレームワークに付加された第１のコンポーネントを有する第１のモジュールと、
第２のフレームワークに付加された第２のコンポーネントを有する第２のモジュールと、
を備え、
前記少なくとも２つのモジュールは、ＩＳＯ  １４９６によるＩＳＯ認証を受けており、前記モジュール全体内に少なくとも１つの生産プラントの機器を保持することができ、組み立てのためにプラントサイトに個別に輸送することができ、
さらに、前記少なくとも２つのモジュールは、電気、配管、および制御計装のために事前搭載されており、前記第１および第２のモジュールは、互いに対して水平、鉛直、または両方の位置のいずれかで積み重ねた態様でコーナーフィッティングを介して一緒に固定することができる、
モジュール式プロセスプラント構造システム。
【請求項２】
前記第１および第２のモジュールが組み立てられるとき、前記第２のモジュールが前記第１のモジュールと動作可能に接続され、前記第１および第２のモジュールは、鉛直スタッキング構造と水平スタッキング構造との少なくとも一方で互いに水平に配置される、請求項１に記載のモジュール式プロセスプラント構造システム。
【請求項３】
前記第１および第２のフレームワークは、相互接続された縦フレーム部材、横フレーム部材、および垂直フレーム部材を含む、請求項１に記載のモジュール式プロセスプラント構造システム。
【請求項４】
前記第１および第２のフレームワークは、炭素鋼と亜鉛メッキ炭素鋼との材料から選択される、請求項１に記載のモジュール式プロセスプラント構造システム。
【請求項５】
前記第１および第２のモジュールは、ツイストロックコーナーコネクタによって接続される、請求項１に記載のモジュール式プロセスプラント構造システム。
【請求項６】
前記第１および第２のモジュールは、ブリッジクランプコネクタによって接続される、請求項１に記載のモジュール式プロセスプラント構造システム。
【請求項７】
前記２つ以上のモジュールは、生産プラントを形成するために互いに接続される、請求項１に記載のモジュール式プロセスプラント構造システム。
【請求項８】
化学製品製造プラントである、請求項７に記載のモジュール式プロセスプラント構造システム。
【請求項９】
ガスツーリキッド（ＧＴＬ）製造プラントである、請求項７に記載のモジュール式プロセスプラント構造システム。
【請求項１０】
メタノール製造プラントである、請求項７に記載のモジュール式プロセスプラント構造システム。
【請求項１１】
ガソリン製造プラントである、請求項１１に記載のモジュール式プロセスプラント構造システム。
【請求項１２】
ＤＭＥ製造プラントである、請求項７に記載のモジュール式プロセスプラント構造システム。
【請求項１３】
少なくとも長さ６．０９６メートル（２０フィート）、幅２．４３８４メートル（８フィート）、高さ２．４３８４メートル〜２．８９５６メートル（８〜９．５フィート）のモジュールフレームを有する、請求項１に記載のモジュール式プロセスプラント。
【請求項１４】
少なくとも長さ１２．１９２メートル〜１３．７１６メートル（４０〜４５フィート）、幅２．４３８４メートル（８フィート）、高さ２．４３８４メートル〜２．８９５６メートル（８〜９．５フィート）のモジュールフレームを有する、請求項１に記載のモジュール式プロセスプラント。
【請求項１５】
前記第１および第２のモジュールは、少なくとも１つの化学コンポーネントの機器をそれぞれ保持することができる、請求項１に記載のモジュール式プロセスプラント。
【請求項１６】
前記第１および第２のモジュールユニットは、少なくとも１つの非化学コンポーネントの機器を保持することができる、請求項１に記載のモジュール式プロセスプラント。
【請求項１７】
前記第１および第２のモジュールは、ＩＳＯ  １１６１コーナーフィッティングを有する、請求項１に記載のモジュール式プロセスプラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１８年３月２日に出願された「モジュール式プロセスプラント構造システム」と題された米国仮出願第６２／６３７，６５７号に基づいており、その優先権が主張され、その開示は参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、主に遠隔地に設置されたモジュール式プロセスプラント構造システムに関する。特に、本発明は、モジュール式化学プロセスプラント構造システム、およびモジュール式ユニットの範囲内で個々のプラントコンポーネントまたは機器を輸送する能力に関する。
【背景技術】
【０００３】
化学プロセスプラントの生産には、通常、設計および建設に、特定の場所、ならびにかなりの時間および資本リソースが必要である。多くの場合、場所は、原料の入手可能性や、水または電気／電力資源、プラント内外への製品および原材料の搬送を可能にする鉄道、道路を必要とするトラック、または水路などの輸送上の考慮事項に基づいて選択される。化学プラントの建設またはカスタマイズ中に、プラントの建設の遅れと同様に、生産コストの増加がしばしば見られる。カスタマイズされた化学プラントを遠隔地にて迅速かつコスト効率よく建設し、希望の場所に搬送して組み立てることが望まれる。
【０００４】
投資に対する許容できるリターンを達成するために、生産プラントは、一般に、大量生産で少なくとも２０〜３０年間稼働する必要がある。一般に、プラントは据え付けの固定ユニットとして構築され、一度構築されると、プラントを新しい場所、新しい精製所、または新しいガス生産エリアに移動することはできない。ストランデッド（Stranded）天然ガス、関連する天然ガス、または埋立地ガスを処理するためのガスツーリキッドのプラント（ＧＴＬ）の場合、ガス源があれば新しいＧＴＬプラントを建設する必要がある。ガス供給が枯渇したり、ガスパイプラインが建設されたりしても、通常、プラントは簡単に移転できない。特に既存のＧＴＬプラントを再利用のために経済的に移転できない場合、時間、材料、および労力の浪費につながる。
【０００５】
全体として、パイプラインアクセスができない孤立した場所にある大量の関連した天然ガス（年間１，０００億立方メートル）は、関連ガスを輸送が容易な液体製品に変換するための経済的に実行可能な選択がないため、世界中で燃え上がっている。関連する天然ガスおよびストランデッド天然ガスを使用可能な液体製品に処理するための小規模（＜毎年３００キロトン）な石油化学（例：メタノールおよびアンモニア）および燃料（例：ＴＩＧＡＳ天然ガスからガソリン、ＤＭＥ、およびＦＴ液体）生産プラントは、一般に、それらの構築と維持のための実行可能な経済性を持っていない。経済性の低さは、１）ストランデッドガスの場所が離れていることが多いため、現場での建設コストが高い、２）容量１トンあたりの資本コストが高い（規模の経済がない）、３）遠隔地に搬送される設備および建設資材の輸送コストが高い、４）容量１トンあたりの労働人件費が高い（規模の経済がない）といった、要因の組み合わせによる。多くの発明者が小規模プラント、特に実行可能な経済性を備えた小規模メタノール生産ユニット、関連するガスを処理し、燃焼を排除するために遠隔地に建設および運用できるプラントの製造を試みてきた。マイクロプラント（＜年間３００トン）の生産は、一般に約１〜３のＩＳＯ搬送コンテナに収まるプロセスであると考えられており、このアプローチは化学プラントのマイクロスケールプロセスの構築においても当てはめられている。
【０００６】
独国特許ＤＥ１０２０１３１１１８９７号は、ＧＴＬプロセスのためのポータブル生産ユニットを開示している。コンテナに埋め込まれたＧＴＬプラントが開示されている。ＧＴＬプラントには、合成反応器、コンプレッサー、冷却器、および制御ユニットが含まれる。ＧＴＬプラントは、フレアガスを原料として受け取り、合成ガスを生成し、合成ガスから炭化水素を合成する。コンテナの寸法は、標準ＩＳＯ寸法である。これにより、コンテナを搬送して現場に輸送することができる。
【０００７】
米国特許出願２０１０／００００１５３号は、遠隔地の天然ガス源の近くにある生産施設からメタノールを抽出するマイクロスケールのＧＴＬシステムを開示している。マイクロスケールＧＴＬシステムは、フレアガスからフィッシャートロプシュ液体を製造するためにフィッシャートロプシュ合成を利用する。マイクロスケールＧＴＬシステムは、目的容量に応じて、１つまたは複数のモジュールで製造され得る。さらに、１つまたは複数のモジュールが、遠隔地の天然ガス源で輸送および操作され得ることが開示されている。
【０００８】
米国特許第９，３２２，１９０号は、動物飼料プレミックスを生産するためのモジュール式ユニットを有するモジュール式生産プラントを開示している。生産プラントの鉛直なユニットを形成するために、積み重ねられた水平モジュールが開示されている。水平モジュール式ユニットは上下に積み重ねられ、生産プラントの鉛直構造を形成する。各モジュール式ユニットは、生産プラントの特定の部分を囲み、生産プロセスの個々のシーケンスを実行する。モジュール式ユニットは標準サイズで製造される。ＵＳ’１９０のモジュールは鉛直配向に設計されておらず、鉛直配置で荷重を処理できなかった。当技術分野では、現在のＩＳＯ認証コンテナは鉛直配向にすることができず、耐荷重能力を維持できないことが知れている。ＵＳ’１９０は、コンテナと装置を別々に搬送し、その後、所望の場所で適切に組み合わせて組み立てることを開示している。このようにして、コンポーネントとモジュールとは、標準の２０フィートの輸送用コンテナ内で輸送できる（６列、３行）。
【０００９】
ジョージア州カントンのＨｙｄｒｏ−ＣｈｅｍのＫｙｌｅ  Ｆｉｎｌｅｙは、テキサス州オースティンで開催されたＨｙｄｒｏｐｒｉｍｅモジュール式プラントの１５ＡＩＣＨＥ２０１５会議で、モジュール式プラント設計を介して水素を供給する未公開の論文を発表した。提示された設計は、ＩＳＯ  １４９６コンテナの標準寸法を満たさなかった。
【００１０】
マイクロスケールおよび小規模の生産プラントの主な欠点は、生産の容量出力である。マイクロスケールの生産プラントの容量出力は、コンテナ内に配置できるコンポーネントの数と容量によって制限される。生産プラントが輸送および操作のために標準コンテナに配置されるように設計されている場合、コンポーネントの体積容量は、それらの小型な寸法のために減少する。これにより、生産プラントの生産量が減少し、生産プラントの経済性に悪影響を及ぼす。このように、それらの設計により、マイクロスケールの生産プラントは、大量出力を生産することができず、一般に経済性が低くなる。
【００１１】
当技術分野で知られているモジュール式生産プラントのプロセスモジュールは、水平方向にのみ積み重ねられるように設計される。高さが標準コンテナの高さ（最大８フィート（２．４３８４メートル）、またはハイキューブコンテナの場合は９．５フィート（２．８９５６メートル））を超えるコンポーネントを輸送するには、コンポーネントを複数のモジュール式セクションに分割する必要がある。なお、各セクションはモジュールとして輸送され、現場で水平方向に組み立てられる。コンポーネントの各セクションの高さは、コンテナの高さによって制限される。したがって、反応器や蒸留塔などの背の高いコンポーネントのセクションを輸送するために多数のモジュールが必要とされ、モジュール式生産ユニットのセクションの輸送および設置のための材料および人件費が増加する。
【００１２】
上記に照らして、効率的な方法で輸送、組み立て、および分解することができる、化学物質またはその他のモジュール式の生産プラントが求められている。さらに、モジュール式構造システムの要件としては、プロセスプラントのすべての生産コンポーネントを輸送するだけでなく、プロセスプラントモジュールを道路、鉄道、海上の経路で、及びこれらの輸送形態間の移行も含み、国際的に輸送できるようにするために、ＩＳＯ  １４９６コンテナ仕様を満たすべきである。海運業界は、鉛直コンテナ輸送ではなく水平コンテナ輸送向けに設計されているため、ＩＳＯ  １４９６コンテナ規格および耐荷重規格を満たす鉛直スタッキングモジュールは、現在業界で知られていない。
【発明の概要】
【００１３】
本開示は、多数のモジュールを含むモジュール式プロセスプラント構造システムであり、すべてＩＳＯ  １４９６認証を受けてマルチモーダル（multi-modal）輸送を可能にしており、モジュール全体内に化学プロセスユニットの少なくとも１つのコンポーネント（少なくとも１つの機器とも呼ばれる）を保持することができる。本発明は、化学製造施設に関連して説明されているが、本発明のシステムは、化学的または非化学的（例えば、物理的混合または配合）製造プロセスに使用することができ、化学製造は、便宜上、本明細書で使用されることを理解されたい。開示は、２種類の構造フレームであり、主要な構造部材は２００ｍｍおよび３００ｍｍのＩビームである。概して、鉛直配向のモジュールは、より大きな風荷重に対応し、より太いＩビームを有するように設計される。モジュールは、典型的にＩＳＯ搬送コンテナと共に、および搬送機器に取り付けるために使用される、ツイストロックコネクタなどを介してコーナーフィッティングで接続される。さまざまな寸法のＩビームを使用することができる。ツイストロックコネクタを使用することにより、モジュールをさまざまな選択方向で一緒にロックできる。たとえば、上下、左右、端と端、またはラッシングロッド（ツイストロックなし）で船に固定できる。ツイストロックコネクタは、複数のモジュールをプロセスプラント構造に最初にすばやく組み立てるためにも使用される。モジュールフレームは、ボルトプレートで設計されており、ツイストロックコネクタに加えて使用し、モジュールフレームを強力で安全なプロセスプラント構造に固定することができる。
【００１４】
現在のモジュールフレームの長さは概して１３．７１６メートル（４５フィート）であるが、６．０９６メートル（２０フィート）または１２．１９２メートル（４０フィート）の長さにしてもよい。モジュールフレームの幅と高さは、ＩＳＯ  １４９６規格を満たすために、幅２．４３８４メートル（８フィート）×高さ２．４３８４メートル（８フィート）、または幅２．４３８４（８フィート）×高さ２．８９５６メートル（９．５フィート）にすることができる。幅２．４３８４メートル（８フィート）、高さ２．８９５６メートル（９．５フィート）、長さ１３．７１６メートル（４５フィート）のＩＳＯ  １４９６の高立方体寸法により、モジュールの範囲内で最大のプロセス機器が可能になることがわかっている。米国特許’１９０で記載されているものとは異なり、現在のモジュールは、機器を収容するための一般的なものであり（つまり、任意の機器を内部に配置できる）、ＩＳＯ  １４９６認証モジュール内に任意のコンポーネントユニットを収めることができるように同じ構造を有する。
【００１５】
モジュールを接続してプラントを構築する場合、一連の第１および第２（またはそれ以上）のモジュールを含むモジュール式生産プラントを検討することができる。化学プラントの場合、本発明のモジュールの約５０〜１００以上を利用することは珍しいことではない。第１のモジュールは、１つ又は複数のコンポーネントを含み、これは、第１のモジュールフレームワーク内に付加された容器、熱交換器、配管などを含み得る。第２のモジュールには、第２のモジュールフレームワークに付加された更なるコンポーネントが含まれる。第１のモジュールと第２のモジュールとは水平配向で輸送される。第１および第２のモジュールを組み立てると、それぞれのコーナーを介して動作可能に接続される。さらに、それらが組み立てられるとき、第１および第２のモジュールは、水平配向または鉛直配向に置くことができる。本発明のモジュールは、特定のプロセスプラント設計のためにユーザーが必要に応じて、鉛直、水平、または混合して積み重ねることができる。したがって、モジュールが鉛直または水平に積み重ねられ、所与の機器またはその後に積み重ねられたモジュールの負荷容量を処理することができる、プロセスプラント構造設計のためのモジュール式スタッキングシステムが開示される。両方向に向けることができる構築モジュールにより、プラントの構築に柔軟性がもたらされる。プラントは、完全な生産プロセス、マイクロスモール、またはパイロットプラント規模で構築できる。鉛直配向のモジュールにより、鉛直配向のプロセス機器を配置でき、背の高い反応器や蒸留塔を備えた化学プラントにおいて役立つ。水平に積み重ねられたモジュールは、概して、熱交換器、水平容器、空冷式熱交換器、またはポンプなどの機器に役立つ。蒸留塔のような背の高い鉛直装置の場合、鉛直モジュールを一緒に積み重ねると、水平モジュールを積み重ねるよりも少ないモジュールの使用で済む。背の高い機器用に鉛直モジュールを積み重ねると、モジュール間のフランジ付き機器接続の数も減る。言い換えると、背の高い機器に必要な垂直モジュールは、同じ機器の水平モジュールよりも少なくて済む。標準（従来技術）の、たとえば１３．７１６メートル（４５フィート）の水平モジュールを横向きにして同じ目的で使用することはできない。これらの独創的なモジュールフレームはＩＳＯ  １４９６規格に適合するように設計されているが、ＩＳＯ  １４９６規格は、モジュールの鉛直配向と積み重ねを許容するほど強力ではない。これらの主題の独創的フレームは、構造部材の強度で設計されており、鉛直配向とモジュールの鉛直方向の積み重ねの両方を可能にするという点で、ＩＳＯ規格を超えている。
【００１６】
フレームは、容器、熱交換器、ポンプ、配管、バルブなどのプロセス機器で事前に組み立てて、モジュール内に所望のプロセス機器、電気配線、および計装を備えたプロセスユニットモジュールを形成することができる。ＩＳＯ  １４９６互換フレームで組み立てられたこれらのプロセスユニットモジュールは、標準のＩＳＯコンテナを低コストで世界中のどこにでも搬送できるのと同じように、トラック、鉄道、またはコンテナ船で搬送できる。プロセス機器は、すべてモジュールフレームにしっかりと取り付けられており、すべてモジュールフレーム内に含まれ、ＩＳＯ  １４９６互換フレームの外側に延在する機器はない。必要に応じて、モジュールフレームをシュリンクラップ（shrink-wrapped）して、フレーム内の機器を天候から保護してもよい。複数のプラントモジュールが、建設されるプラントの現場に到着したら、ＩＳＯコンテナ用に設計されたリーチスタッカーまたはＩＳＯコンテナ用に設計されたリフトスプレッダーバーを備えたクレーンを使用して、それらを所定の位置に持ち上げることができ、ツイストロックコネクタを使用して初期組み立てを迅速に行うことができる。初期組み立て後、モジュールフレームは、フレームに組み込まれているボルトプレートを使用して接続することもできる。後日、モジュール設計とＩＳＯ  １４９６互換モジュールフレームの搬送の容易さにより、プラントを効率的に分解および再配置できる。さらに、すべてのモジュラーユニットは、現場での建設リスク（天候および建設労働力の可用性）と遅延を最小限に抑えるために、店舗場所で製造してオフサイトで事前組み立てることができる。
【００１７】
添付の図面は、本発明のシステム、方法、および他の態様の様々な実施形態を示している。図示された要素境界（例えば、ボックス、ボックスのグループ、または他の形状）が境界の一例を表すことは当業者には明らかであろう。いくつかの例では、１つの要素が複数の要素として設計されてもよく、または複数の要素が１つの要素として設計されてもよい。いくつかの例では、ある要素の内部コンポーネントとして示されている要素が、別の要素の外部コンポーネントとして実装されてもよく、その逆もあり得る。
本発明の様々な実施形態は、一例として示されており、添付の図によって限定されるものではなく、同様の参照番号は類似の要素を示す。
【００１８】
本発明のさらなる適用可能領域は、以下に提供される詳細な説明から明らかになるであろう。例示的な実施形態の詳細な説明は、例示のみを目的としており、したがって、必ずしも本発明の範囲を限定することを意図するものではないことを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１Ａ】図１Ａは、モジュール式構造システムを使用するモジュール式メタノール製造プラントの２つの異なる有望なレイアウトの等角図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、モジュール式構造システムを使用するモジュール式メタノール製造プラントの２つの異なる有望なレイアウトの等角図である。
【図２Ａ】図２Ａは、水平方向における２つのモジュールフレームの等角図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、モジュールフレーム内に鉛直方向のプロセス機器を備えた、鉛直方向における２つの積み重ねられたモジュールフレームの等角図である。
【図３】図３は、水平方向および鉛直方向の両方に配置されると共に水平方向および鉛直方向に積み重ねられた複数のモジュールの２つの等角図である。
【図４】図４は、鉛直方向に積み重ねられたモジュールの等角図である。
【図５】図５は、水平方向に積み重ねられたモジュールを備えた鉛直方向に積み重ねられたモジュールの等角図である。
【図６】図６は、ツイストロックコネクタで接続されたコーナーキャスティングを備えた２つの積み重ねられたモジュールを示す。
【図７】図７は、モジュール式プロセスプラント構造システムで構築された化学プラントを示す。
【図８】図８は、複数のモジュールとモジュールの外部のプロセス機器との間でプロセス機器を接続するために使用されるフランジ付き配管接続および配管スプール部品を示す。
【図９】図９は、水平方向に積み重ねられたモジュールの２つの層内のモジュールの最上層にある化学プロセスユニット用の空気冷却器を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
明細書および特許請求の範囲で使用されるように、単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈が明確に別段の指示をしない限り、複数形の参照を含む。例えば、「条項（ａｎ  ａｒｔｉｃｌｅ）」という用語は、文脈が明らかに他のことを指示しない限り、複数の条項を含み得る。
【００２１】
当業者は、図面における要素が単純さと明快さのために示されており、必ずしも一定の縮尺で描かれているわけではないことを理解するであろう。例えば、本発明の理解を向上させるために、図中のいくつかの要素の寸法は、他の要素と比較して誇張されている場合がある。
【００２２】
記載された図面の１つに示されていない、前述の適用に記載された更なる構成要素があり得る。そのような構成要素が説明されているが、図面に描かれていない場合、そのような図示がないことは、そのような設計が仕様から欠落していると見なされるべきではない。
【００２３】
本発明を詳細に説明する前に、本発明は、２つ以上が組み合わされるとモジュー式プロセスプラント構造システムを構成するＩＳＯ  １４９６に適用可能な構造フレームコンポーネントの組み合わせを利用することに留意されたい。したがって、コンポーネントと方法のステップとが示されているが、本開示の詳細が不明瞭とならないように本発明の理解に関連する特定の詳細のみを示しており、本開示は、本開示の利益を有する当業者に容易に理解されるものであることを留意されたい。
【００２４】
必要に応じて、本発明の詳細な実施形態が本明細書に開示される。しかしながら、開示された実施形態は、本発明の単なる例示であり、様々な形態で具体化することができることが理解されるべきである。したがって、本明細書に開示される特定の構造的および機能的な詳細は、限定されるものと解釈されるべきではなく、単に特許請求の範囲の基礎として、および事実上任意の適切な詳細構造で本発明を様々に実施できることを当業者に開示するための代表的な基礎として、解釈されるべきである。さらに、本明細書で使用される用語および記載は、限定することを意図するものではなく、むしろ本発明の理解可能な説明を提供することを意図している。
【００２５】
本発明のモジュール式プロセスプラント構造システムは、複数のモジュールであって、少なくとも２つを備え、各モジュールは、その個別のフレームワークを含む。フレームワークは、横フレーム部材と鉛直フレーム部材とによって堅固に接続された１つまたは複数の縦フレーム部材を含む。水平、鉛直、および横方向のフレーム部材の配置は、製造プロセス、配管、および／または電気制御機器の少なくとも１つの機器またはコンポーネントを支持できる個々のモジュールのフレームワークを作成する。フレームは、他のフレームの支持構造としてのみ使用することもでき、必ずしもプロセス機器を含まなくてもよい。概して、配管とワイヤは、各モジュール内で事前に配管され、事前に配線されている。コンポーネントはモジュール内で適合され、一連の入力を受け取り、予め定められたプロセスを実行して、目的の製品を生産する。各モジュールは水平方向に搬送でき、水平方向または鉛直方向のいずれかに設置することができる。さらに、第１のフレームワークを有する第１のモジュールは、第２のフレームワークを有する第２のモジュールと水平または鉛直に積み重ねることができる。水平スタッキング構成では、第１のフレームワークと第２のフレームワークとは、典型的に、２つのフレームの２．４３８４メートル（８フィート）×１３．７１６メートル（４５フィート）（または１２．１９２メートル（４０フィート）または６．０９６メートル（２０フィート））側で水平面で相互に接続される。
【００２６】
鉛直スタッキング構成では、第１のフレームワークと第２のフレームワークとが水平面で相互に接続されるが、フレームの２．４３８３メートル（８フィート）×９．５フィート（または２．４３８３メートル（８フィート）×２．８９５６メートル（８フィート））側である。さらに、第１および第２のモジュールは、水平または鉛直に積み重ねることができ、また、水平または鉛直の向きに配置することができる。モジュールは、鉛直方向と水平方向との両方の混合方向に積み重ねることもできる。一実施形態では、鉛直配向の第１のモジュールは、鉛直配向の第２のモジュールに鉛直に積み重ねられる。別の実施形態では、鉛直配向の第１のモジュールは、鉛直配向の第２のモジュールに水平に積み重ねられる。一緒に積み重ねることができるモジュールの数は無制限であり、目的の用途に基づく。完全な生産プロセスプラントでは、鉛直方向と水平方向の両方に積み重ねられた５０〜１００以上のモジュールが必要になることが考えられなくもない。
【００２７】
支持構造としてのみ使用されるモジュールフレームを除いて、各モジュールには、フレームワークに固定された１つ又は複数のコンポーネントが含まれる。コンポーネントは、生産ユニットのものである。本明細書におけるコンポーネントは、生産プラントの機器として定義される。例えば、コンポーネントは、生産プラントで使用するための化学反応器、蒸留塔、または脱水機であり得る。１つ又は複数のプラントコンポーネントをモジュールフレーム内で組み立てることができ、モジュールをプラントの建設のためにプラントサイトに搬送することができる。機器またはコンポーネントは、その寸法のためにいくつかのモジュール内に収容する必要がある場合がある（たとえば、蒸留塔は、それに適合するためにいくつかの鉛直に積み重ねられたモジュールを必要とする場合がある）。この場合、蒸留塔は、鉛直配向のモジュール間にフランジ接続があるセクションに構築される。たとえば、高さ４８．７６８メートル（１６０フィート）の蒸留塔は、４つの１３．７１６メートル（４５フィート）のモジュールフレーム内に収まる４つのフランジセクションに構築され得る。タワーセクションは、計装と配管とともに、４つのモジュールフレームの内側に取り付けられる。蒸留塔のフランジ付きセクションを含む４つのモジュールのそれぞれは、ＩＳＯ  １４９６対応の輸送フレームであるため、タワーセクションは、ＩＳＯコンテナと同じように、トラック、鉄道、またはコンテナ貨物船で水平に輸送できる。モジュールフレームは、コンポーネントを輸送するためのコンテナとして機能する。コンポーネントは、フレームワークの設計、ボルト締め、溶接などの適切な手段によってフレームワーク内に保持される。さらに、フレームワークは、モジュールが水平配向と鉛直配向との両方にある場合にコンポーネントを支持する。一実施形態では、第１のモジュールは、水平配向で搬送され、鉛直配向で現場に設置される。フレームワークの寸法はＩＳＯ  １４９６規格に適合しており、これらの寸法を超えるプロセス機器はなく、プロセスプラントモジュールが標準のＩＳＯ搬送コンテナとして搬送されることを保証する。これにより、モジュールを一貫輸送（intermodally）で搬送できる。基礎が、モジュール式プロセスプラントをセットアップするために構築され、典型的に、原料供給の近く、または原料のパイプライン供給が使用される場合は、顧客の施設の近くに設置される（「オンサイト」設置とも呼ぶ）。基礎は、基礎が水平および／または鉛直配向のいずれかで設置されたモジュールを支持するように構築されている。
【００２８】
本発明のモジュールを使用して任意のタイプのプラントを構築することができるが、本明細書での参照を容易にするために、メタノールプラントを例示的なプラントとして説明する。図１Ａおよび図１Ｂを参照すると、本発明の実施形態による、モジュール式メタノール製造プラント１００（以下、「プラント１００」）の２つの異なる構成の等角図が示されている。プラント１００は、関連ガス（フレアガス）、ストランデッドガス、パイプライン天然ガス、または埋立地ガスからのメタノール生産のための構築済みモジュールを含む。１つ又は複数の構築済みモジュールが積み重ねられて、プロセスユニットが形成される。プラント１００は、複数の冷却ユニット１０２ａ〜１０２ｆ（まとめて冷却ユニット１０２と呼ぶ）と、ガス圧縮ユニット１０４と、蒸気−メタノール対流改質ユニット１０６と、炉１０８と、廃熱回収ボイラーおよびスタック１１０と、メタノール蒸留塔およびライトエンド除去塔１１２ａおよび１１２ｂ（まとめてメタノール精製ユニット１１２と呼ぶ）と、脱気装置１１４と、蒸気ドラム１１６と、を更に含む。各プロセスユニットは、１つ又は複数のモジュールを含み、特大の機器をモジュールの外部に設置することができる。例えば、合成ガス製造ユニットは、モジュールの外部に特大で設置された炉１０８および蒸気メタン対流改質ユニット１０６、ならびにモジュール内にある廃熱回収ボイラーおよびスタック１１０を含む。構造的支持のみに使用されるフレームを除いて、各モジュールには、フレームワーク内に固定されたプロセスユニットのコンポーネントが含まれる。典型的な実施形態では、各モジュールは、配管およびワイヤで事前に構築されている。
【００２９】
冷却ユニット１０２ａ〜１０２ｆのそれぞれは、１つ又は複数の冷却モジュールを含む。冷却ユニット１０２ｃおよび１０２ｄのそれぞれは、それぞれの冷却ユニットを形成するために一緒に水平に積み重ねられた複数の冷却モジュールを有する。冷却ユニット１０２ｃおよび１０２ｄは、他のプロセス機器を含むより低いレベルのモジュールによって支持されている。冷却ユニット１０２ｂ〜１０２ｄの冷却モジュールは、下部モジュールによって支持され、冷却モジュールは、図６に示されるように、最初にコーナーキャスティングにおいてツイストロックコネクタを使用して下部モジュールに接続される。ツイストロックコネクタは、冷却モジュールを相互に、および支持モジュールにロックする。ツイストロックコネクタを使用して最初に取り付けた後、ボルトとナットとをボルトプレートに使用して、すべてのフレームを恒久的に固定する。配管は、図８に示すように、コネクタまたはフランジによって冷却ユニットに接続される。グレードレベルで基礎に位置する冷却ユニット１０２ａ、１０２ｂを固定するためのコネクタ（図示せず）もある。各冷却モジュールには、フレームワークに取り付けられた冷却器が含まれる。一実施形態では、各冷却モジュールは、立方体形状である。別の実施形態では、冷却モジュールは、配管および電気配線で事前に構築されている。他のすべてのモジュールと同様に、フレームはＩＳＯ  １４９６規格に基づいて構築されているため、冷却モジュールは他のＩＳＯコンテナと同様にマルチモーダルで（multimodally）搬送できる。モジュールフレームは空気冷却器の製造元に搬送でき、冷却モジュールは冷却器、配管、配線、および計装で事前に組み立てることができる。
【００３０】
フレームワークは、コーナーおよび交差点で互いに接続された縦フレーム部材と、鉛直フレーム部材と、横フレーム部材とを有する。フレームワークまたはモジュールの上部と下部との両方の外側のコーナーには、コーナーキャスティング６３０および６４０と呼ばれることもある８つのＩＳＯ  １１６１コーナーフィッティングがある。これらのコーナーフィッティングは、ＩＳＯ  １１６１規格で定義された標準寸法の穴６６０および６７０を有する。コーナーフィッティングは、図６を参照し、ツイストロックコネクタ６５０を使用してモジュールフレームを一緒に接続できるように設計されている。また、ＩＳＯ  １１６１コーナーフィッティングでは、ラッシングロッドおよびブリッジフィッティングなどの他の方法を使用して、ＩＳＯ  １４９６互換フレームをコンテナ貨物船に固定することができる。モジュールアセンブリの一実施形態では、コネクタはロッキングボルトを含む。別の実施形態では、コネクタはツイストロックを含む。さらに別の実施形態では、ツイストロックとブリッジクランプコネクタとの組み合わせを使用して、基礎の現場に設置することができ、それにより、プラント１００を設置するのに必要な時間が短縮される。
【００３１】
フレアガスまたは供給ガスは、最初にガス圧縮ユニット１０４に送られ、そこでガスが圧縮され、続いて空気冷却器１０２ｆで冷却される。供給ガスの圧縮により、硫黄含有化合物の除去および重質炭化水素の分解のために、ガスを硫黄除去および予備改質セクションに供給することができる。調整された供給ガスは蒸気と混合され、蒸気−メタン対流改質装置１０６に流れ、そこで蒸気およびメタンが改質されて、一酸化炭素と水素の混合物である合成ガスが生成される。合成ガスは冷却および圧縮され、メタノール反応器ユニット７２０に送られ、そこで合成ガスはメタノールに変換される。メタノール生成物は、冷却器１０２ｃで凝縮され、次いで、メタノール蒸留ユニット１１２ａおよび１１２ｂに送られる。ライトエンドは、最初にライトエンド蒸留塔、ユニット１１２ｂで除去され、次にメタノールは、水、エタノール、およびより重アルコール（フーゼル油）の除去のために最終精製塔、ユニット１１２ａに送られる。ユニット１１２ａからのオーバーヘッドメタノール生成物は、冷却器１０２ｄで凝縮され、メタノール生成物貯蔵タンクに圧送される。
【００３２】
一実施形態では、各蒸留塔は、それぞれが１つのモジュール内にある４つのフランジセクションからなるタワーを含む。タワーモジュールフレームは、水平配向で搬送されてから、鉛直配向に設置される。両方のタワー（１１２ａおよび１１２ｂ）の４つのタワーモジュールは鉛直配向に積み重ねられ、タワーセクションのフランジはボルトで固定されているため、高さが約４８．７６８メートル（１６０フィート）の蒸留タワーになる。メタノール反応器ユニット７２０は、水平に搬送されてから、鉛直配向に設置される。
【００３３】
プラント１００は、図７の左下隅に示される、モジュラー生産プラントのさまざまなプロセスを監視および制御する制御機器を備えた制御室ユニットをさらに含む。プラントは、オンサイトの制御室でローカルに操作することもでき、当技術分野で知られている１つ又は複数のプロトコルを使用してリモートで操作することもできる。プラントのローカルまたは遠隔操作を可能にする制御を備えたプロセスプラントは、当業者に周知である。
【００３４】
図２Ａおよび２Ｂには、本発明の実施形態による、プラント１００の廃熱ボイラーセクション、ユニット１１０が示されている。廃熱ボイラーセクションユニット１１０は、２つのガス予熱器と、ダクト燃焼セクションと、廃熱ボイラーと、選択的触媒還元ユニットと、煙道ガススタックとを含む。廃熱ボイラーセクションは、下部モジュール２０２に設置された熱交換器セクション２０８を含む。上部モジュール２０４は、煙道ガススタック２１０を含む。第１の廃熱ボイラーセクション、モジュール２０２は、第１の端部２１４と、第２の端部２１６と、平面２１８とを有する。廃熱ボイラー２０２の第１の端部２１４は、ツイストロックコネクタ用に設計された各コーナーに穴を備えた４つのＩＳＯ  １１６１コーナーフィッティング、２２０ａ〜２２０ｄのセットを有する。廃熱ボイラーモジュール２０２の第２の端部２１６もまた、４つのＩＳＯ  １１６１コーナーフィッティング、２２２ａ〜２２２ｄのセットを有する。廃熱ボイラーセクションモジュール２０４の第１の端部２２６はまた、４つのＩＳＯ  １１６１コーナーフィッティング、２３０ａ〜２３０ｄのセットを有する。
【００３５】
廃熱ボイラーセクション２０２および２０４の第１および第２のモジュールは、ＩＳＯ  １４９６規格の通常の配向である水平方向で搬送または輸送される。しかしながら、モジュールフレーム２０２および２０４は、プラント１００内で鉛直方向に設置および積み重ねることができるように構造強度の観点から設計されている。第１および第２のフレームワーク２０８および２１２は頑丈であり、排熱ボイラープロセス機器の静的荷重に耐えると共にモジュールとスタックの風荷重に耐えるように設計されている。典型的なＩＳＯ  １４９６コンテナは、これらのモジュールフレームのように鉛直位置に配置することはできない。
【００３６】
第１および第２の廃熱ボイラーモジュール２０２および２０４を組み立てるために、第１および第２の廃熱ボイラーセクションモジュール２０２および２０４は、鉛直配向に置かれなければならない。第２の廃熱ボイラーモジュール２０４の第３の端部２２６は、鉛直構成で第１の廃熱ボイラーモジュール２０２の第２の端部２１６に積み重ねられて、廃熱ボイラーユニット１１０を形成する。第２の改質器モジュール２０４のコーナーフィッティングのセット２３０ａ〜２３０ｄ（拡大されたコーナーフィッティングについての図６参照）は、対応するコーナーフィッティング２２２ａ〜２２２ｄのセット上に配置され、コーナーフィッティングの穴を通して第１の廃熱ボイラーモジュール２０２にツイストロックで固定される。
【００３７】
一実施形態では、第１および第２の廃熱ボイラーモジュール２０２および２０４は、モジュールを所定の位置に固定するのに適切な強度を有するブリッジクランプまたは他のコーナーコネクタを使用して固定およびロックすることができる。別の実施形態では、第１および第２の廃熱ボイラーモジュール２０２および２０４は、モジュール２０２および２０４の鉛直方向の積み重ねを固定するためにボルトおよびボルト締めプレートによって固定される。さらに、第１の廃熱ボイラーモジュール２０２の第１の端部１１４は、ボルト締めプレートおよび基礎ボルト、当技術分野で知られているコネクタを使用して、プラント１００の基礎に接続される。コーナーフィッティング２２４の第２のセットはツイストロックで固定され、モジュールはプラント１００の別のモジュールに水平に接続され得る。第１のフレームワーク２０８および第２のフレームワーク２１０は、廃熱ボイラーユニット１１０を水平方向に輸送することを可能にする。これにより、標準のＩＳＯ  １４９６コンテナとして輸送できるため、輸送コストが削減され、マルチモーダル輸送が可能になる。さらに、第１および第２の廃熱ボイラーモジュール２０２および２０４の第１および第２のフレームワーク２０８および２１０は、第１および第２の廃熱ボイラーモジュール２０２および２０４が鉛直でコネクタを介して所定の位置にロックされるように、端部をオンにすることができる。これにより、廃熱ボイラー部ユニット１１０の設置にかかる時間が短縮される。コーナーフィッティングは、搬送中にモジュールを輸送機器（船、トラック、鉄道車両など）に固定するためにも使用される。
【００３８】
別の実施形態では、モジュールフレームの設計は、マルチモーダル輸送を可能にする１３．７１６メートル（４５フィート）の高立方体コンテナ（長さ１３．７１６メートル（４５フィート）、幅２．４３８４メートル（８フィート）×高さ２．８９５６（９．５フィート））のＩＳＯ  １４９６規格に適合する。これにより、プラント１００の総輸送コストは、典型的なモジュール式プラントの輸送コストよりも少ない。
【００３９】
図３は、プロセス機器を収容するために積み重ねられた様々な水平な３２０ａ、３２０ｂ、および垂直な、３１０ａ、３１０ｂのモジュールの２つの等角図を示している。図は、水平モジュールと垂直モジュールとの交互の積み重ねを例示している。２つの等角図は、ＩＳＯ  １４９６互換フレームと、水平モジュールと垂直モジュールとの両方が積み重ねられてプロセス機器に適合するモジュール式プロセスプラント構造システムとを使用した可能性のあるプラントレイアウトを示している。
【００４０】
図４は、プラントの一部分を例示するために示された鉛直方向に積み重ねられたモジュールの等角図であり、中央の高い垂直に積み重ねられたモジュール４１０は、その中に長く高い機器を収容する。モジュール４２０は、短い鉛直スタッキングモジュールである。モジュール４２０は鉛直配向にあるが、隣接する積み重ねられた鉛直モジュール４１０にも接続されている。
【００４１】
図５は、その上に水平に積み重ねられた５２０のモジュールを備えた、鉛直に積み重ねられたモジュール５１０の等角図である。図は、プラントと、プラントのさまざまなプロセス機器に対応するためのモジュールのさまざまな配置に対応する必要性とを例示している。鉛直方向のモジュールは水平に積み重ねられ、水平配向のモジュールは鉛直に積み重ねられる。さらに、鉛直配向のモジュールは、水平配向のモジュールと鉛直に積み重ねられる。
【００４２】
図６は、ツイストロックコネクタ６５０に接続されたＩＳＯ  １１６１規格コーナーフィッティング（コーナーキャスティング）をそれぞれ備えた２つのモジュール６１０、６２０を示している。コーナーフィッティングの楕円形の穴６６０、６７０は、ＩＳＯ  １１６１規格を満たし、ツイストロックコネクタ、ラッシングロッド、ブリッジ継手、および輸送用のモジュールを固定してプロセスプラントでモジュールを組み立てるときにモジュールを相互に接続するその他の方法が可能になる。
【００４３】
図７は、鉛直配向７４０および水平配向７３０の両方の積み重ねられたモジュールを有する化学プラントを示している。化学プラント７００は、モジュール式プロセスプラント構造システムを使用して構築されている。図は、水平配向と鉛直配向との両方に積み重ねられたモジュール内のプロセス機器を示している。この図のプロセスプラントは、水平に積み重ねられたモジュールと鉛直に積み重ねられたモジュールとの両方、および水平に積み重ねられたモジュール７３０を支持する鉛直モジュール７４０を利用する。左下隅は、典型的にプラントの制御ユニットを収容する２つのモジュール７０２を示す。モジュールに適合しない右下隅７０４の特大のガス圧縮装置は、事前の組み立ておよび輸送の容易さを可能にするためにスキッドマウントされている。制御ユニットに隣接するプラント７０６の低いレベルのモジュールは、通常、浄水ユニットと、空気圧縮ユニットと、窒素生成ユニットとを含む。制御ユニットに隣接するプラントの中間レベル７０８のモジュールには、典型的に、圧縮空気と圧縮窒素のための圧力容器を含む。制御ユニットに隣接するプラント７０９の高いレベルにあるモジュールは、空冷式熱交換器モジュールである。プラントの中央にある背の高いモジュール７１０は、概して、２つの蒸留塔と、水剥離塔と、フレアノックアウトポット（flare knock-out pot）と、フレアスタックと、改質煙道ガススタックとを含む。
【００４４】
モジュールは、鉛直位置と水平位置との両方でしっかりと相互接続されている。モジュールのフレームワークの設計は、垂直配向と水平配向とを意図したモジュール間でわずかに異なる。鉛直配向を意図としたモジュールフレームは３００ｍｍＩビームまたは２００ｍｍＩビームで構成されるが、水平配向を意図したモジュールフレームは２００Ｉビームで構成される。鉛直配向意図とした一部のモジュールフレームは、主に背の高い構造物の風荷重を処理するために、より強いＩビームを必要とする。水平フレームワークと鉛直フレームワークとの両方の設計は、ＩＳＯ  １１６１コーナーフィッティングを使用して、ＩＳＯ  １４９６規格に適合する。本明細書では２００ｍｍおよび３００ｍｍのＩビームが説明されているが、他のサイズがモジュールで使用することが可能であることが技工に理解される。メートル法の代わりに、アメリカの標準Iビーム寸法を使用することができる。また、Ｉビームの代わりに長方形または正方形の断面管をフレーム部材に使用することができる。
【００４５】
図８は、モジュール間で機器を接続すると共に化学プラントのモジュールの外側の自立型機器に接続するためのフランジを備えたパイプスプール部品を示している。図８に示されるフランジ付き配管接続８０１および８０２ならびに配管スプール部品８０３および８０４は、モジュールと炉などの自立型機器との間のプロセス機器を接続するために使用される。フランジ付き配管接続８０５および配管スプール部品８０６は、複数のモジュール間の接続の例である。
【００４６】
図９は、プラントのメタノール蒸留塔のオーバーヘッド凝縮器として機能する空気冷却器９０１ａ〜９０１ｄを示している。空気冷却器９０１ａ〜９０１ｄは、水平に積み重ねられたモジュール９１０および９２０の２つの層の上層内にある。左下のモジュール９２０は、プラントを支持するための電気スイッチギアを含む。モジュール式の設計により、プラントは効率的に分解および再配置できる。モジュールはＩＳＯ  １４９６規格であり、分解後、モジュールはコンテナ貨物船で、トラックの標準ＩＳＯトレーラーフレームで、または鉄道車両を使用して、新しい場所に輸送できる。一実施形態では、フレームワークは、好ましくは、輸送および作動中にフレームワークに収容されるプロセスユニットの負荷に耐える、炭素鋼、亜鉛メッキ鋼などを含む任意の適切な材料で作成される。このフレームワークにより、配管、計装、および電気配線が可能になり、モジュールに事前に配管して事前に配線することができる。さらに、モジュールを事前に組み立ててプロセスユニットを形成することができ、個々の機器が充填されたモジュールは、標準のＩＳＯ  １４９６認証コンテナとして搬送できる。これにより、遠隔地への搬送ロジスティクスが容易になり、搬送コストが削減される。さらに、モジュール設計によりモジュールの鉛直配向が可能であるため、高さが標準のＩＳＯコンテナの高さを超える鉛直プラントコンポーネントを、フランジ接続のセクションであって、個々のセクションが、現場へ標準コンテナとして（水平方向に）水平方向に輸送された複数のモジュールにおいて組み立てられる個々のセクションに分割し、現場で複数のモジュールを鉛直に積み重ね、フランジを接続して背の高いプロセス機器を再組み立てできる。モジュールフレームワークのこの設計により、背の高いプロセス機器を遠隔地に輸送する効率的な方法が可能になる。
【００４７】
モジュールは、プラント１００を遠隔操作できるように構成されている。これにより、プラント１００を監視および操作するためのオンサイト作業員の追加要求が排除される。プラント１００は、「プラグアンドプレイ」タイプの設置および操作で機能する。ここでの「プラグアンドプレイ」とは、モジュールが事前に配線され、モジュール製造工場で電力と計装との両方について事前に試験されていることを意味する。複数のモジュールがプラントサイトのプロセス構造に組み立てられる場合、各モジュールのジャンクションボックスからの電気および計装配線は、展開して隣接するモジュールのジャンクションボックスと相互接続するのみで済む。フランジ付きの相互接続配管スプール部品も、モジュール製造工場で事前に製造され、番号が付けられる。モジュール間の配管を接続するために、事前に製造された番号付き配管スプール部品がモジュール間に取り付けられ、フランジで接続される。これにより、プラントサイトでの建設と試運転の時間が最小限に抑えられる。
【００４８】
本発明のモジュール式製造プラントは、メタノール製造に限定されないことが当業者によって理解されるであろう。モジュール式の生産プラントは、遠隔地で必要とされるあらゆるガスから液体へのプロセスまたはその他の生産プロセスに使用され得る。一実施形態では、プラント１００は、１日あたり１７台のタンクローリーに相当する量のメタノールを生産する。遠隔操作が可能なため、プラントの運用コストが減少する。モジュール式生産プラントは、輸送の観点からもポータブルと考えられる。
【００４９】
本説明は遠隔地でのプラントの建設に焦点を合わせたが、計画された（非遠隔さえもあり得る）サイトに固定ユニットとして建設されてもよい。モジュール式生産プラントは、シンプルで費用効果の高い方法で、必要な任意の場所に簡単に構築できる。モジュール式の建設は、全体的な建設コストを下げ、現場での建設リスクを減らすことができる。背の高い機器のために鉛直モジュールを積み重ねると、モジュール間のフランジ付き機器接続の数も減少する。言い換えると、背の高い機器に必要な鉛直モジュールは、同じ機器の水平モジュールよりも少なくて済む。
【００５０】
フレームは、容器、熱交換器、ポンプ、配管、およびバルブなどのプロセス機器で事前に組み立てて、モジュール内に所望のプロセス機器、電気配線、および計装を備えたプロセスユニットモジュールを形成できる。ＩＳＯ  １４９６互換フレームで組み立てられたこれらのプロセスユニットモジュールは、標準のＩＳＯコンテナを低コストで世界中のどこにでも搬送できるのと同じように、トラック、鉄道、またはコンテナ船で搬送できる。プロセス機器、ならびに電気および計装は、すべてモジュールフレームにしっかりと取り付けられており、モジュールフレーム内にすべて含まれ、ＩＳＯ  １４９６互換フレームの外側に延在する機器がない。必要に応じて、モジュールフレームをシュリンクラップ（shrink-wrapped）して、フレーム内の機器を天候から保護してもよい。複数のプラントモジュールが、建設されるプラントの現場に到着したら、ＩＳＯコンテナ用に設計されたリーチスタッカーまたはＩＳＯコンテナ用に設計されたリフティングスプレッダーバーを備えたクレーンを使用して、それらを所定の位置に持ち上げることができ、ツイストロックコネクタを使用して初期組み立てを迅速に行うことができる。初期組み立て後、モジュールフレームは、フレームに組み込まれているボルトプレートを使用して接続することもできる。後日、モジュール設計とＩＳＯ  １４９６互換モジュールフレームの搬送の容易さにより、プラントを効率的に分解および再配置できる。さらに、すべてのモジュラーユニットは、現場での建設リスク（天候および建設労働力の可用性）と遅延を最小限に抑えるために、店舗場所で製造してオフサイトで事前組み立てることができる。構築されたプラントは、任意選択で、当技術分野で知られている手段を介して遠隔操作することができる。
【００５１】
本発明は、特定の用途のための特定の実施形態を参照して本明細書に記載されている。選択された実施形態が詳細に例示および説明されてきたが、様々な置換および変更が可能であることが理解されよう。当業者は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、特許請求の範囲によって定義されるように、追加の様々な置換および変更も可能であることを認識することができる。
【図１Ａ】
2021516298.tif 000003
【図１Ｂ】
2021516298.tif 000004
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2021516298.tif 000009
【図６】
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【図７】
2021516298.tif 000011
【図８】
2021516298.tif 000012
【図９】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年3月9日(2020.3.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
製造プラントを建設するための少なくとも２つのモジュールを備えるモジュール式プロセスプラント構造システムであって、
第１のフレームワークに付加された第１のコンポーネントを有する第１のモジュールと、
第２のフレームワークに付加された第２のコンポーネントを有する第２のモジュールと、
を備え、
前記少なくとも２つのモジュールは、ＩＳＯ  １４９６によるＩＳＯ認証を受けており、前記モジュール全体内に少なくとも１つの生産プラントの機器の一部を保持し、組み立てのためにプラントサイトに個別に輸送することができ、
さらに、前記少なくとも２つのモジュールは、電気、配管、および制御計装のために事前搭載されており、前記第１および第２のモジュールは、互いに対して水平、鉛直、または両方の位置のいずれかで積み重ねた態様でコーナーフィッティングを介して一緒に固定され、分解可能で新しい場所へ移動することができる製造プラントを形成する、
モジュール式プロセスプラント構造システム。
【請求項２】
前記第１および第２のモジュールが組み立てられるとき、前記第２のモジュールが前記第１のモジュールと動作可能に接続され、前記第１および第２のモジュールは、鉛直スタッキング構造と水平スタッキング構造との少なくとも一方で互いに水平に配置される、請求項１に記載のモジュール式プロセスプラント構造システム。
【請求項３】
前記第１および第２のフレームワークは、相互接続された縦フレーム部材、横フレーム部材、および垂直フレーム部材を含む、請求項１に記載のモジュール式プロセスプラント構造システム。
【請求項４】
前記第１および第２のフレームワークは、炭素鋼と亜鉛メッキ炭素鋼との材料から選択される、請求項１に記載のモジュール式プロセスプラント構造システム。
【請求項５】
前記第１および第２のモジュールは、ツイストロックコーナーコネクタによって接続される、請求項１に記載のモジュール式プロセスプラント構造システム。
【請求項６】
前記第１および第２のモジュールは、ブリッジクランプコネクタによって接続される、請求項１に記載のモジュール式プロセスプラント構造システム。
【請求項７】
前記２つ以上のモジュールは、生産プラントを形成するために互いに接続される、請求項１に記載のモジュール式プロセスプラント構造システム。
【請求項８】
化学製品製造プラントである、請求項７に記載のモジュール式プロセスプラント構造システム。
【請求項９】
ガスツーリキッド（ＧＴＬ）製造プラントである、請求項７に記載のモジュール式プロセスプラント構造システム。
【請求項１０】
メタノール製造プラントである、請求項７に記載のモジュール式プロセスプラント構造システム。
【請求項１１】
ガソリン製造プラントである、請求項１１に記載のモジュール式プロセスプラント構造システム。
【請求項１２】
ＤＭＥ製造プラントである、請求項７に記載のモジュール式プロセスプラント構造システム。
【請求項１３】
少なくとも長さ６．０９６メートル（２０フィート）、幅２．４３８４メートル（８フィート）、高さ２．４３８４メートル〜２．８９５６メートル（８〜９．５フィート）のモジュールフレームを有する、請求項１に記載のモジュール式プロセスプラント。
【請求項１４】
少なくとも長さ１２．１９２メートル〜１３．７１６メートル（４０〜４５フィート）、幅２．４３８４メートル（８フィート）、高さ２．４３８４メートル〜２．８９５６メートル（８〜９．５フィート）のモジュールフレームを有する、請求項１に記載のモジュール式プロセスプラント。
【請求項１５】
前記第１および第２のモジュールは、少なくとも１つの化学コンポーネントの機器をそれぞれ保持することができる、請求項１に記載のモジュール式プロセスプラント。
【請求項１６】
前記第１および第２のモジュールユニットは、少なくとも１つの非化学コンポーネントの機器を保持することができる、請求項１に記載のモジュール式プロセスプラント。
【請求項１７】
前記第１および第２のモジュールは、ＩＳＯ  １１６１コーナーフィッティングを有する、請求項１に記載のモジュール式プロセスプラント。
【国際調査報告】
2021516298.tif 000014