(57)【要約】（ａ）水中パイプライン中のガス状炭化水素流１０を海上の炭化水素設備１８に供給する工程、（ｂ）１つ以上の冷却流４０で該ガス状炭化水素流１０を冷却して該ガス状炭化水素流１０から熱を除去し、こうして冷たい炭化水素流２０及び１つ以上の暖かい冷却流３０を供給する工程、（ｃ）暖かい冷却流３０のうちの少なくとも１つの熱を用いて、前記パイプライン１２中に供給されるガス状炭化水素流１０を加熱する工程を少なくとも含む天然ガス流のようなガス状炭化水素流１０の冷却方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）水中パイプライン中のガス状炭化水素流を海上の炭化水素設備に供給する工程、
（ｂ）１つ以上の冷却流で該ガス状炭化水素流から熱を除去することにより該ガス状炭化水素流を冷却して、冷たい炭化水素流及び１つ以上の暖かい冷却流を供給する工程、
（ｃ）暖かい冷却流のうちの少なくとも１つの熱を用いて、前記パイプライン中に供給されるガス状炭化水素流を加熱する工程、
を少なくとも含む天然ガス流のようなガス状炭化水素流の冷却方法。
【請求項２】
（ｂ）の冷却工程が、前記炭化水素流を０℃未満に冷却する冷却段階を含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
（ｂ）の冷却工程が、前記炭化水素流を液化すると共に、液化天然ガスのような液化炭化水素流を得る液化段階を含む請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記冷却工程が、前記１つ以上の冷却流を少なくとも１つの圧縮機で圧縮し、少なくとも１つの下流熱交換器中で前記１つ以上の冷却流から熱を除去する工程を含む請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記パイプラインを根源とするガス状炭化水素流用の工程（ｃ）における前記熱が、下流熱交換器のうちの少なくとも１つにより少なくとも部分的に供給される請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ガス状炭化水素流が、工程（ｂ）の前の工程（ａ）の下流で予備加熱され、該処理が酸ガスの除去工程を含み、かつパイプラインを根源とする前記ガス状炭化水素流用の熱は、該酸ガスの除去工程により少なくとも部分的に供給される請求項１〜５のいずれか１項以上に記載の方法。
【請求項７】
パイプラインを根源とする前記ガス状炭化水素流用の熱が、加熱水流の形態で該パイプラインに供給される請求項１〜６のいずれか１項以上に記載の方法。
【請求項８】
前記加熱水流の少なくとも一部が、水流又はその画分と、前記暖かい冷却流の少なくとも１つとの熱交換により用意される請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記加熱水流の少なくとも一部が、水流又はその画分と熱伝導流体間の熱交換により供給され、かつ該熱伝導流体は、前記暖かい冷却流の少なくとも１種から除去された熱の少なくとも一画分を運ぶ請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記パイプラインが、海底の１つ以上の坑口と海上の炭化水素設備間に渡る請求項１〜９のいずれか１項以上に記載の方法。
【請求項１１】
前記海上の炭化水素設備が、浮き容器である請求項１〜１０のいずれか１項以上に記載の方法。
【請求項１２】
ガス状炭化水素流を海上の炭化水素設備に供給するため、該炭化水素設備に向かう水中パイプライン、
該ガス状炭化水素流を１つ以上の冷却流で冷却して、冷たい炭化水素流及び１つ以上の暖かい冷却流を供給する冷却システム、及び
前記暖かい冷却流のうちの少なくとも１つの熱をパイプライン中の前記ガス状炭化水素流に通すための加熱用ライン、
を少なくとも備えた天然ガス流のような炭化水素流の冷却装置。
【請求項１３】
前記冷却システムが、前記ガス状炭化水素流を液化するための冷却段階及び液化段階を含む請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記海上炭化水素設備が浮き容器である請求項１２又は１３に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中パイプライン、特に海中パイプライン、更に特に海底坑井に至るパイプラインから供給される（ｓｏｕｒｃｅｄ）天然ガスのようなガス状炭化水素流の冷却方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水中又は海中の天然ガス貯留層のような炭化水素貯留層は、海中パイプライン経由で海上又は陸上の炭化水素設備に輸送するための炭化水素を抽出する海中坑井により開発できる。このような設備は、特に液化天然ガス（ＬＮＧ）を得るため、炭化水素流の加工、処理、及び／又は液化を含むことができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ＷＯ  ０２／２１０６０  Ａ１には液化プラントを備えた艀を有する天然ガスの液化用浮きプラントが記載されている。この液化プラントには、冷却水が端部開口の水取入れ導管経由で供給され、この冷却水は熱交換器から除去された後、容器の外殻（ｈｕｌｌ）内に延びる煙突中の排出導管から海に直接排出される。多くの場合、冷却水にはこのような環境中に排出できるが、液化方法に対し制約を加える特定の最高温度がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、
（ａ）水中パイプライン中のガス状炭化水素流を海上の炭化水素設備に供給する（ｓｏｕｒｃｉｎｇ）工程、
（ｂ）１つ以上の冷却流で該ガス状炭化水素流から熱を除去することにより該ガス状炭化水素流を冷却して、冷たい炭化水素流及び１つ以上の暖かい冷却流を供給する（ｐｒｏｖｉｄｅ）工程、
（ｃ）暖かい冷却流のうちの少なくとも１つの熱を用いて、前記パイプライン中に供給される（ｓｏｕｒｃｅｄ）ガス状炭化水素流を加熱する工程、
を少なくとも含む天然ガス流のようなガス状炭化水素流の冷却方法を提供する。
【０００５】
前記暖かい冷却流の熱は、パイプラインに供給されるガス状炭化水素流の加熱に使用されるので、この熱は海に付加されない。したがって、いかなる排出規格にも容易に適合し、冷却方法の設計及び操作上の制限を緩和する。
【０００６】
他の局面では本発明は、
ガス状炭化水素流を海上の炭化水素設備に供給する（ｓｏｕｒｃｉｎｇ）ため、該炭化水素設備に向かう水中パイプライン、
該ガス状炭化水素流を１つ以上の冷却流で冷却して、冷たい炭化水素流及び１つ以上の暖かい冷却流を供給する冷却システム、及び
前記暖かい冷却流のうちの少なくとも１つの熱をパイプライン中の前記ガス状炭化水素流に通すための加熱用ライン、
を少なくとも備えた天然ガス流のような炭化水素流の冷却装置を提供する。
【０００７】
以下、本発明を単なる例示の実施態様及び添付の非限定的図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施態様による海中パイプラインから供給された炭化水素流を冷却するための浮きプラントの全体図である。
【図２】本発明の各種実施態様図である。
【図３】図１の更に詳細な図である。
【０００９】
説明の目的で、ラインにも該ラインで運ばれる流れにも単一の参照番号を割り当てた。同一参照符号は同様な構成成分を言う。
【００１０】
海上の炭化水素設備にガス状炭化水素流を供給する水中パイプラインを有利に使用することが提案されている。この提案では、炭化水素冷却プロセスのうちの少なくとも１つの暖かい冷却流の熱をパイプライン中のガス状炭化水素流に加える。
【００１１】
本発明は、ガス状炭化水素流の冷却により供給される熱であって、この熱は環境を著しく撹乱することなく除去することは困難である可能性がある無駄な又は余分の熱かも知れないが、このような熱を水中、一般に海中のパイプラインに供給されるガス状炭化水素流の加熱に直接又は間接的に使用できると言う識見に基づいている。こうして、パイプライン中のガス水和物の形成を防止する助けとなる可能性がある。
【００１２】
暖かい冷却流の熱の少なくとも一部を除去するためガス状炭化水素流を使用すると、暖かい冷却流の熱は、海に加える際の可能な温度よりも高い温度で除去される。
【００１３】
本発明は、陸上ベース設備、他の容器、海上又は海中の他の容器又は構造、或いは海底の他の坑口への又はそこからの水中パイプライン中のガス状炭化水素流に熱を与えるために広がる。このようなパイプライン及びその他のいかなるライン又は導管及びそれらの絶縁体の配列（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）もここで説明するとおりである。
【００１４】
２つ以上のパイプラインは、同じ坑口から、又は他の坑口から浮き容器に任意に用意できる。好適な配列又は集成装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）は、ピグ（ｐｉｇ）を海面から海底を通って海面まで戻る一方向に移動できるように、海底で互いにＵ状に巻いた複数対のパイプライン（或いは１つの単一パイプラインに一緒にした複数対の炭化水素運搬導管１２ａ）を用意するものである。
【００１５】
炭化水素流の冷却及び／又はいずれかの予備処理により供給された熱は、加熱用流体、好ましくは加熱水流の形態で水中パイプラインに運搬できる。
【００１６】
本発明の他の実施態様では、加熱用流体は、冷却により直接供給され、及び／又は流体、流れ、ユニット又はデバイス等との熱交換による予備処理により供給されるが、このような加熱用流体は、パイプライン中を通るガス状炭化水素流に熱を与えるため、例えば加熱用ライン中で直接使用できる。
【００１７】
代りの実施態様では、炭化水素流の冷却及び／又はいずれかの予備処理により供給された熱は、別の回路又はサイクル中の中間流体、例えば別の水流と熱交換され、次いでこのような中間流体は、パイプライン中を通る加熱用流体又流れと熱交換される。
【００１８】
本発明に含まれる暖かい冷却流、加熱流、加熱用流体及び／又は中間流体のいずれも１種以上の塩付着防止剤又は腐食防止剤等も含有してよい。
【００１９】
ガス状炭化水素流の源泉は、通常、海底又は海底内の１つ以上の貯留層から、海底又はその近くに配置した坑井又は坑口を通って抽出したもの（ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）である。次いでこの炭化水素流は、坑井又は坑口から好適なパイプラインに沿って浮き容器に入る。
【００２０】
図１は、海底１６の坑口１４と、海上の海面上炭化水素設備との間のパイプライン１２から供給される天然ガスのようなガス状炭化水素流１０を冷却する方法を示す。ここでは海面上炭化水素設備は、船１８のような浮き容器の形態で示す。パイプラインは、船自体に物理的に接続してはならず、或いはガス状炭化水素流１０は、パイプライン１２から直接、船１８に供給してはならない。炭化水素設備は、例えば船１８を係留できるタレット等を備えてよく、これによりガス状炭化水素流１０はタレット経由で船１８に供給される。
【００２１】
ガス状炭化水素流１０は、冷却される好適ないかなる炭化水素含有ガス流であってもよいが、通常は１つ以上の天然ガス又は石油貯留層から得られる天然ガス流である。通常、天然ガス流は実質的にメタンからなる。この炭化水素流は、メタンを好ましくは６０モル％以上、更に好ましくは８０モル％以上含有する。
【００２２】
１つ以上の海底貯留層から天然ガスのようなガス状炭化水素流１０の抽出法は、坑口１４の配列及び操作のように当該技術分野で知られている。
パイプライン１２は、当該技術分野で公知のいかなる好適な配列においても１つ以上のライン及び導管、並びに絶縁体を持ってよい。一例はガス状炭化水素流１０用の中央導管１２ａ、及びガス状炭化水素流用中央導管１２ａを囲むように平行配列した１つ以上の導管を有し、各導管は１つ以上の熱絶縁性材料中に埋込まれた加熱用ライン９０である。
【００２３】
パイプライン１２の長さは、当該技術分野で公知のように、水の深さ及び／又はパイプラインの所望の通路に従って変化できる。
パイプライン１２は、船１８の上又は中にガス状炭化水素流１０の根源を与え、ここでパイプライン１２から炭化水素流１０が放出される。図１に示す実施態様では、次いでこの炭化水素流は冷却システム２２に入る。
【００２４】
当該技術分野では冷却システム及び／又は液化システムは知られていて、通常、各冷却段階は１つ以上の熱交換器を有する１つ以上の冷却段階を含む。冷却システム及び／又は液化システムは、例えば圧縮熱を除去するため、専用の及び／又は標準の冷媒圧縮機及び下流熱交換器を備えた１つ以上の冷媒回路を持っていてよい。冷却システムは、ＬＮＧ生産設備のように、冷却段階及び続いてガス状炭化水素流を液化するための液化段階を含んでよい。ガス状炭化水素流の共通の冷却方法は、１つ以上の熱交換器中で該炭化水素流を、冷媒のような１つ以上の冷却用流体と熱交換することである。
【００２５】
当該技術分野では冷却用流体又は冷媒は知られていて、プロパン又は窒素のような単一成分冷媒、或いは窒素、メタン、エタン、エチレン、プロパン、プロピレン、ブタン、ペンタン及びＣ６＋炭化水素を含む群から選ばれた、通常、２種以上を含む混合冷媒が挙げられる。
【００２６】
冷却には、少なくとも１つの圧縮機及び少なくとも１つの下流熱交換器を含んでよく、これらの圧縮機及び熱交換器は、炭化水素流を冷却するための１つ以上の冷却回路の一部であってよい。冷媒は、通常、少なくとも１つの冷媒圧縮機及び圧縮流を冷却するための少なくとも１つの下流熱交換器を備えた冷媒回路を、通常、順々に回る。
【００２７】
冷却システム及び／又は液化システムは、機器からの熱は加熱用ラインに使用できる、ボイラー、タービン、凝縮器のような他の熱供給器又は熱発生機を備えてよい。このような熱は、ユニット自体、或いは排気又は廃棄流から出るものであってよい。例えばタービンの排気は、暖めた流れ又は加熱流を供給するための熱交換器に含有できる。
【００２８】
こうして、再び図１を参照すると、冷却システムは、ガス状炭化水素流１０を冷却して、冷却炭化水素流２０を得る（ｐｒｏｖｉｄｅ）ように適応させた、いかなる集成装置、装置、ユニット、デバイス、又はそれらの組合わせであってもよい。冷却炭化水素流２０は、以下に説明するように、精製及び／又は液化天然ガス流であってよい。
【００２９】
本発明の一実施態様では、炭化水素流の冷却は０℃未満までである。この冷却工程は、液化天然ガスのような液化炭化水素流の形態で、冷却炭化水素流２０を得るため、天然ガスのような炭化水素流の液化工程を含む。
【００３０】
冷却システム２２の１つ以上の部品、ユニット、完成品（ｉｔｅｍ）又は流れは、熱交換器２４を通る暖かい冷却流３０を供給し、またその戻りの冷却流４０は冷却システム２２内に戻る。
【００３１】
暖かい冷却流３０は、圧縮冷媒を含有してよい。或いは暖かい冷却流は、水及び任意に１種以上の他の熱成分を含有してよい。或いはライン３０は、暖かい冷却流自体の代りに、暖かい冷却流から除去された熱の少なくとも一画分を運ぶ伝熱用流体を運んでよい。
【００３２】
ライン３０中の前記水及び任意に１種以上の熱成分のような流れは、＞２０℃、好ましくは＞３０℃、＞４０℃又は＞５０℃を超える温度、更には例えば１５０℃又は２００℃のように１００℃を超える温度であってよい。
【００３３】
図１は、一般には船１８の周囲の海水からの水を、濾過システム２８を有する容器２６に入れる水取入れ導管５０も示す。濾過システム２８は、回転ドラム又はサイクロンのように、水を連続的に浄化するのに好適な濾過設備を備えることができる。
【００３４】
濾過システム２８は濾過水流６０を供給し、この濾過水流はポンプ３２によりポンプ送り水流７０を供給し、更にこの水流７０も熱交換器２４に入る。この方法で、暖かい冷却流３０の熱は、熱交換器２４中でポンプ送り水流７０に交換され、加熱水流８０が得られる。
【００３５】
パイプラインは、ガス状炭化水素流１０用の少なくとも１つの炭化水素導管１２ａ、及び暖かい冷却流の熱と平行して通る少なくとも１つの加熱用ライン９０を有することが好ましい。次いで加熱水流８０は、パイプライン１２の入口３４から直接、加熱用ライン９０に入ることができ、これにより加熱水流８０の熱は、ガス状炭化水素流１０を運ぶパイプライン１２の導管１２ａに熱を与える。
【００３６】
加熱用ライン９０は、パイプラインと平行して部分的に延びてよいが、船１８間のパイプライン１２を通って、坑口１４で又はその近くでパイプライン１２の端部に近接又は隣接する位置まで延びていることが好ましい。当業者ならばパイプライン１２及びその導管の詳細な構造又は配置構成（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）を変化できる。
【００３７】
坑口１４の近くでは加熱用ライン９０は、その流れ９０をパイプライン１２の出口に解放ライン１００（及び海に戻す）沿いに通すことができる。解放ラインの長さは当該技術分野でいかなる好適な長さであってもよい。出口３６を通る流れ９０の温度は好ましくは周囲の海温よりも高く、例えば＋３０℃である。入口３４を通る加熱水流８０の温度は、この加熱水流が加熱用ライン９０を経由しないで周囲の海に直接放出したと仮定した場合、許容される温度を超えてよい。こうして、水取入れ導管５０経由で取入れるのに必要な冷却水の流量は、加熱用ライン９０経由で放出することにより低下する。
【００３８】
加熱用ライン９０の流れは、パイプラインで運ばれるガス状炭化水素流１０に熱を与えて、パイプライン中、特に炭化水素導管１２ａ中で起こる恐れがある水和物の形成を低減し、好ましくは防止する。
【００３９】
全てでなければ殆どの炭化水素流体は、水和物の形成を防止するため、海中坑口からの炭化水素流の温度を２５℃より高く、更には３０℃より高く維持することが望ましい。海がそれよりも冷たいか、冷たい可能性があるならば、炭化水素流にグリコール化合物を、海水の温度及び炭化水素流中の水分の関数となる量、添加することが多い。
【００４０】
グリコール化合物の必要量は、特に非熱帯水域では多くても、非常に多くてもよく、例えば２０〜３０容量％であってよい。当該技術分野では海中パイプラインを絶縁又は加熱する方法が、グリコール化合物の添加必要量を低減するために各種固体及び液体絶縁材料の使用を含めて、数多く説明されている。しかし、先行技術では熱源は、別途の加熱設備からであると説明されているに過ぎない。
【００４１】
図１に示す集成装置は、ガス状炭化水素流１０の冷却システム２２により供給される熱を使用し、これにより組み合わせ操作の効率を向上することが可能である。この効率は、加熱用ライン９０を下る流体用の別個の加熱装置、ユニット又は設備を用意する資金及び／又は運転コストを低減すること、並びに熱を使用しなければ大気中に廃棄又は排気するかも知れないが、冷却システム２２により作った熱を使用することも意味している。
【００４２】
こうして、本発明は液化プラントの資金及び／又は運転コスト及び海中パイプラインの加熱を簡素化及び／又は低減できる。
本発明はパイプライン中のいずれの炭化水素導管及びいずれの加熱用ラインのいかなる配列によっても限定されない。パイプラインは、当該技術分野で公知の１つ以上の他のライン及び／又はいかなる静電気絶縁体も任意に含有してよい。
【００４３】
これに関連して、海中パイプライン自体は当該技術分野で知られ、またこのようなパイプライン用に使用され、提案された配列又は集成装置も多数ある。多くはガス状炭化水素流と並流及び／又は向流の他の流体の絶縁及び／又は通路を含んでいる。このような配列又は集成装置としては、同軸の複数の通路、複数の導管、複数のライン等、及び／又は複数の平行ライン等が挙げられる。また、このような配列には、１つのパイプラインケーシング内に多数のライン又は導管を“束ねること”も含まれる（例えばＷＯ  ０２／０５３８６９  Ａ１参照）。
【００４４】
ＵＳ  ２００４／００４０７１６  Ａ１には、パイプ中パイプ（ｐｉｐｅ−ｉｎ−ｐｉｐｅ）流ラインの環部に熱絶縁材料及び／又は部分的真空部を有する炭化水素輸送用パイプ中パイプ流ラインに含まれる炭化水素液体を、環部沿いに熱水を通すことによっても積極的に加熱する方法が記載されている。熱水は海面（ｓｕｒｆａｃｅ）上炭化水素プロセス設備から供給できる。しかし、ＵＳ  ２００４／００４０７１６  Ａ１は、炭化水素流の冷却方法を含まないし、或いは炭化水素冷却法からの余分なプロセス熱を取扱う問題に対処していない。
【００４５】
加熱用ライン又は各加熱用ライン９０は、加熱用ラインの熱が炭化水素導管への熱路を持つ限り、パイプラインの炭化水素導管に近いか、隣接するか、該導管内にあるか、或いは他のいずれかの近接関係、好ましくは密接関係にあることで、炭化水素導管又は各炭化水素導管の“そば（ａｌｏｎｇｓｉｄｅ）”にあることが好ましい。
【００４６】
加熱用ライン９０は、パイプライン中で熱を均等に又は不均等に運ぶように適応させた１つ以上のラインで構成してよい。
炭化水素導管１２ａは、パイプライン中でガス状炭化水素流を均等に又は不均等に運ぶように適応させた１つ以上の導管で構成してよい。
【００４７】
必要又は所望ならば、水和物の形成防止を助けるため、海底のパイプラインには、更にアルコール化合物、例えばメタノール、又はグリコール化合物、例えばＭＥＧ、ＰＥＧ及びＴＥＧのような、１種以上の水和物阻止流体を添加できる。
【００４８】
パイプラインの表面端部には導管１２ａからガス状炭化水素流を受取って、ガス状炭化水素を分離するため、気液分離器、例えばスラグ捕獲器を設けてよい。このガス状炭化水素は、同伴の凝縮物炭化水素、水相（恐らく水和物阻止剤を含有する）及び／又は固体からライン１０中に供給してよい。同様に、ライン１０中のガス状炭化水素流を予備処理するため、当業者に公知の設備を設けてよい。この予備処理は、必要に応じて、当業者に公知のように、脱水、酸成分、特にＣＯ２及びＨ２Ｓの除去、並びに水銀の除去の１つ以上を含んでよい。
【００４９】
本発明の一実施態様では、パイプライン１２中を流れるガス状炭化水素流１０用の熱は、冷媒回路の少なくとも１つの下流熱交換器により少なくとも部分的に供給される。冷媒回路は２つ以上の下流熱交換器を備えてよく、この熱交換器から本発明に熱が供給できる。
【００５０】
図２は、パイプライン中のガス状炭化水素流１０の加熱に使用される冷却システム２２からの２つの可能な熱源を示す。両配列とも、冷却システム２２の通過前に、アキュムレーター３８を通る冷却流４０、バルブ３９のような膨張器、及び充分気化した暖かい冷却流３０としての流出流（ｏｕｔｆｌｏｗ）を含む。ここで圧縮冷却器２４ａとして表した下流熱交換器を通る流出流の通過前に、暖かい冷却流３０は圧縮機３６を通る。圧縮機３６は、直列、並列又はそれらの組み合わせの１つ以上の圧縮機であってよい。圧縮冷却器２４ａは、直列、並列又はそれらの組み合わせの１つ以上の冷却器で構成してよい。
【００５１】
一集成装置では、第一水流７０ｂは１つ以上の圧縮冷却器２４ａを通って、圧縮した冷却流から熱を奪い、こうして加熱水流８０ｂを供給する。次いで加熱水流の熱は、パイプライン１２中の加熱用ライン９０に通すことができる。
【００５２】
第二の代りの及び／又は別の集成装置では、圧縮機３６を駆動するための駆動機３５がある。駆動機３５は、駆動機からの熱排気流用排気３７を有し、排気流の小道中では、排気流により恐らく１００℃より高温に加熱され、こうして第二加熱水流８０ａを供給する第二水流７０ａとなり得る。第二加熱水流８０ａは、パイプライン１２中の加熱用ライン９０に通すことができる。
【００５３】
こうして、図２に示す集成装置は、暖かい冷却流３０及び／又は駆動機３５熱排気流により供給される熱を使用し、これにより組み合わせ操作の効率を向上すると共に、熱を使用しなければ大気中に廃棄又は排気するかも知れない熱を使用することができる。
【００５４】
図３は図１の一層詳細な図を示す。同じ方法で、海底１６の坑口１４からのガス状炭化水素流１０は、パイプライン１２中の中央導管１２ａを通って船１８に供給される。同様に、取入れ水流５０は容器２６、濾過システム２８、及びポンプ送り水流７０を供給するためのポンプ３２経由で供給される。
【００５５】
図３は船１８の上又は中に３つのユニットを示し、各１つのユニット、又はそれらのいずれかの組合わせは、炭化水素流１０の冷却及び任意に予備処理に使用できる。こうして、図３に示す集成装置は、図示のユニットの組み合わせ、又は各ユニットにより得られる後述の熱集成装置に限定されない。
【００５６】
ガス状炭化水素流はその出所に依存して、メタンより重質の炭化水素、例えばエタン、プロパン、ブタン及びペンタン、並びに幾つかの芳香族炭化水素を種々の量含有する。ガス状炭化水素流は、Ｈ２Ｏ、Ｎ２、ＣＯ２、Ｈ２Ｓ及びその他の硫黄化合物等のような非炭化水素も含有してよい。
【００５７】
ガス状炭化水素流は、冷却前に予備処理してよい。予備処理は、例えば酸ガス除去システム又はユニットにより二酸化炭素及び任意に硫化水素及び／又はＣＯＳを除去するためである。当該技術分野ではガス状炭化水素流から二酸化炭素／酸ガスを低減するプロセス、方法及びシステムが、有機溶剤又は有機溶剤の水溶液、通常、化学溶剤及び物理溶剤の使用を含めて数多く知られている。ＷＯ  ０３／０５７３４８  Ａ１には、二酸化炭素及び任意に硫化水素及び／又はＣＯＳを含むガス流を水、スルホラン及びエタノールアミンから誘導される第二又は第三アミンを含む洗浄用水溶液で洗浄することにより該ガス流からこれらの化合物を除去する方法が記載されている。
【００５８】
このような酸ガス除去プロセス、システム及び方法では、システムのデバイス又はユニットに動力を供給するのに使用される１つ以上の発生機によるか、或いは周囲温度を超える二酸化炭素又は酸ガスの排気流のような加熱流を供給又は作ることで熱を発生できる。
このような熱は、パイプライン中の炭化水素流に直接又は間接的に熱を供給するのに使用できる。
【００５９】
こうして、他の一局面では本発明は、天然ガスのようなガス状炭化水素流の冷却及び／又は液化のための製造において、
（ａ）水中パイプラインから、任意に海底から、ガス状炭化水素流を、例えば浮き容器の形態の海上炭化水素設備に供給する工程、
（ｂ）該炭化水素流を処理して、炭化水素流から１種以上の成分を低減及び／又は除去すると共に、処理済み炭化水素流及び加熱流を供給する工程、
（ｃ）該加熱流の熱を用いて水中パイプライン中の該炭化水素流を加熱する工程、
を少なくとも含むガス状炭化水素流の予備処理方法を提供する。
【００６０】
前記処理は処理システムにより実施（ｐｒｏｖｉｄｅ）でき、ガス状炭化水素流の性質又は構成要素（ｃｏｎｓｔｉｔｕｅｎｃｙ）に影響を与えるため、いかなる物理的及び／又は化学的プロセス又はプロセスの組み合わせも含んでよい。このようなプロセスは、限定されるものではないが、ガス状炭化水素流の１種以上の成分の低減及び／又は除去を含む。
処理システムは、熱をガス状炭化水素流と交換するか、或いは熱を他の流れと交換するため、１つ以上の熱交換器も備えてよい。
【００６１】
炭化水素流の冷却及び／又はいずれかの予備処理は、熱を生成するか、或いは、発生機で発生する動力を含むエネルギーを必要とする１つ以上のユニット、装置又はデバイスを有してよい。このような発生機としては、電気、タービン及び当該技術分野で公知の、モーター及び駆動機を含むその他の発生機が挙げられる。このような発生機は、圧縮機、ポンプ、分離器等に作用でき、それらの操作は一般に熱を作る。冷却及び／又は予備処理も抽出するのに望ましい熱を有する別の流れを作るか、或いは供給する。これら熱源のいずれか又は全ては、本発明の加熱に直接又は間接的に使用できる。
【００６２】
図３において、ガス状炭化水素流１０は、まず酸ガス除去（ＡＧＲ）ユニット又はシステム５２を通って酸ガスが除去される。ＡＧＲシステム５２は、別個の又は専用のユニット、或いはこのユニットと１種以上の他のユニット又は装置とを一体化したものでもよい。ＡＧＲシステム５２は、当該技術分野で公知の方法、例えばＷＯ  ０３／０５７３４８  Ａ１に記載の１つ以上の方法に従って二酸化炭素及び硫化水素及び／又はＣＯＳを除去する方法を提供する。
【００６３】
ＡＧＲシステム５２は、処理済み流１１０を供給し、一方、ＡＧＲシステム５２中の１つ以上のユニット、デバイス又は熱交換器は、伝熱用流れ１２０により第一副熱交換器５４に入り得る熱を供給する。第一副熱交換器５４では、この熱は透明化海水のポンプ送り流の第一画分７０３に通し、これにより第一熱水流７０ｃが得られる。第一熱水流７０ｃは加熱水流８０の一部又は全部となり得るもので、このような加熱水流８０は、入口３４経由でパイプライン１２に入って、前述のような方法で加熱用ライン９０を下降できる。
【００６４】
次いで処理済み炭化水素流１１０は、第一冷却段６２に入り得る。第一冷却段６２は、冷却システム及び／又は液化システムの一部を構成してよい。第一冷却段６２は、並列及び／又は直列の１つ以上の熱交換器を備えてよく、処理済み炭化水素流１１０の温度を、好ましくは０℃未満、更に好ましくは−１０〜−７０℃の範囲の温度に低下させて、冷却炭化水素流１３０を供給できる。
【００６５】
第一冷却段６２は、当該技術分野で公知のいかなる構造又は配置構成であってもよく、一般に１種以上の冷媒を通して、冷たさ又は冷エネルギーを処理済み炭化水素流１１０に供給する１つ以上の冷媒回路を備える。一例の冷媒回路は、当該技術分野で公知のプロパン冷媒回路である。
【００６６】
図３は、冷媒回路１４０が通る第一冷却段６２を示す。第一冷却段６２からは、処理済み炭化水素流１１０を冷却後、膨張させた冷媒流が再度圧縮のため第一段圧縮機６６に入る。第一段圧縮機６６は、当該技術分野で公知の直列又は並列の１つ以上の圧縮機を備えてよい。冷媒を圧縮すると、通常、冷媒の温度は上昇するので、第一段圧縮機６６の下流にある１つ以上の下流熱交換器（図２の第二副熱交換器６４で表す）により冷媒は冷却される。下流熱交換器は、当該技術分野で公知の１つ以上の周囲水冷却器及び／又は周囲空気冷却器を備えてよい。
【００６７】
図３に示す配列又は集成装置では、ポンプ送り流又はその第二画分７０２も、第一段圧縮機６６からの圧縮流の熱を受取り、これにより少なくとも部分的に加熱されて、第二熱水流７０ｂが得られるように、第二副熱交換器６４に通す。第二熱水流７０ｂは、加熱用ライン９０に使用される加熱水流８０の一部又は全部になり得る。熱交換器６４からの冷媒は、第一冷却段６２に再度入る前に、バルブを通ることができる。
【００６８】
図３は、第二冷却段７２を通過する冷却炭化水素流１３０も示す。第二冷却段７２は、更に冷却した炭化水素流１５０、好ましくは液化天然ガスのような液化炭化水素流を得るため、並列及び／又は直列の１つ以上の熱交換器を備え、冷却炭化水素流１３０を更に冷却及び／又は液化するように設計されている。ＬＮＧのような更に冷却した炭化水素流１５０は、船１８の貯蔵所、例えば１つ以上の貯蔵槽（図示せず）に入れるか、或いは別のパイプライン又は導管（図示せず）経由で陸上ベース設備又は他の浮き容器のような、どこか他の所に設けた１つ以上の貯蔵槽に入れることができる。
【００６９】
第一冷却段６２と同様、第二冷却段７２は、冷却炭化水素流１３０を更に冷却するように適応させた冷媒を有する１つ以上の冷媒回路を備えてよい。一例の冷媒回路は混合冷媒であり、第二冷却段は、冷却炭化水素流１３０の温度を−１００℃未満、好ましくは−１５０℃未満に冷却できる。
【００７０】
図３は、第二冷媒回路１６０を示す。この冷媒回路では第二冷却段７２からの膨張冷媒は、第二段圧縮機７６（並列又は直列の１つ以上の圧縮機を備えてよい）を通り、次いで、得られた圧縮流は、通常、１つ以上の下流熱交換器、例えば図３において第三副熱交換器７４で表される周囲水冷却器及び／又は周囲空気冷却器により冷却される。次いで第二冷媒回路１６０中の冷媒流は、当該技術分野で公知の方法でバルブに達して膨張し、更に第二冷却段７２で再使用する前に、当該技術分野で公知の方法で第一冷却段６２、任意に更に冷却するため第二冷却段を通る第一通路（図示せず）を通過する。
【００７１】
第三副熱交換器７４は、ポンプ送り流７０又はその第三画分７０１を受取って、その圧縮前に第二冷媒回路１６０の冷媒流（第三副熱交換器７４中）の熱を受容し、第三の熱い冷却流７０ａを供給できる。
【００７２】
加熱流８０を作るためのポンプ送り流７０に供給される熱は、ＡＧＲシステム５２の１つ以上、又はＡＧＲシステム５２、第一冷却段６２及び第二冷却段７２のいずれかの組み合わせにより供給してもよく、図３に示す集成装置に限定されない。
したがって、最終の加熱流８０は、熱流７０ａ、７０ｂ及び７０ｃの１つ以上で得られる。
【００７３】
ＡＧＲシステム５２の１つ以上並びに第一及び第二冷却段６２、７２は、例示にすぎないが、第一及び第二圧縮機６６、７６のような１つ以上のデバイス、ユニット又は分離器を駆動するためのガスタービンのような１つ以上の発生機を有してよい。このような発生機は、ポンプ送り流７０又はその画分に熱の少なくとも若干も直接又は間接的に供給できる。
【００７４】
また図３では加熱水流８０は、引続きパイプライン１２中の入口３４経由で加熱用ライン９０に直接入れることができ、これにより加熱水流８０中の熱は、坑口１４からのガス状炭化水素１０を運ぶパイプライン１２中の導管１２ａに熱を供給する。図３に示す集成装置は、ＡＧＲシステム５２の１つ以上並びに第一及び第二冷却段６２、７２により供給された熱を使用し、これにより組み合わせ操作の効率を向上すると共に、熱を使用しなければ大気中に廃棄又は排気するかも知れない熱を使用することができる。
【００７５】
当業者ならば、付属の特許請求の範囲を逸脱しない限り、本発明を多くの各種方法で実施できることは理解している。
【符号の説明】
【００７６】
１０      ガス状炭化水素流
１２      パイプライン
１２ａ    ガス状炭化水素流用中央導管
１４      坑口
２０      冷却炭化水素流
２２      冷却システム
２４      熱交換器
２４ａ    圧縮冷却器
２６      容器
２８      濾過システム
３０      暖かい冷却流
３４      入口
３５      駆動機
３６      圧縮機
３８      アキュムレーター
３９      膨張器としてのバルブ
４０      戻りの冷却流
５０      水取入れ導管又は取入れ水流
５２      酸ガス除去（ＡＧＲ）ユニット又はシステム
５４      第一副熱交換器
６０      濾過水流
６２      第一冷却段
６４      第二副熱交換器
６６      第一段圧縮機
７０      ポンプ送り流
７０ａ    第二水流、第三の熱い冷却流又は熱流
７０ｂ    第一水流、第二熱水流又は熱流
７０ｃ    第一熱水流又は熱流
７２      第二冷却段
７４      第三副熱交換器
７６      第二段圧縮機
８０      加熱水流
８０ａ    第二加熱水流
９０      加熱用ライン
１１０    処理済み流又は処理済み炭化水素流
１２０    伝熱用流れ
１３０    冷却炭化水素流
１４０    冷媒回路
１５０    更に冷却した炭化水素流
１６０    第二冷媒回路
７０１    ポンプ送り流の第三画分
７０２    ポンプ送り流の第二画分
７０３    ポンプ送り流の第一画分
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７７】
【特許文献１】ＷＯ  ０２／２１０６０  Ａ１
【特許文献２】ＷＯ  ０２／０５３８６９  Ａ１
【特許文献３】ＵＳ  ２００４／００４０７１６  Ａ１
【特許文献４】ＷＯ  ０３／０５７３４８  Ａ１
【図１】
2010535314.tif 000003
【図２】
2010535314.tif 000004
【図３】
2010535314.tif 000005
【国際調査報告】
2010535314.tif 000006
2010535314.tif 000007
2010535314.tif 000008