(57)【要約】  天然ガスなど少なくとも２つの炭化水素流を処理する方法であり、（ａ）少なくとも第１及び第２の炭化水素流（２０、２０ａ）を得る工程；（ｂ）第１の炭化水素流（２０）を１個以上の第１熱交換器（１２、１４）に通して第１の冷却された炭化水素流（３０）を得る工程；及び（ｃ）第２の炭化水素流（２０ａ）を１個以上の第２熱交換器（１２ａ、１４ａ）に通して第２の冷却された炭化水素流（３０ａ）を得る工程を少なくとも含み、冷媒回路（１００）が第１熱交換器（１２、１４）と第２熱交換器（１２ａ、１４ａ）を冷却する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの天然ガス流など少なくとも２つの炭化水素流を液化する方法であって、
（ａ）少なくとも第１の炭化水素流と第２の炭化水素流とを得る工程；
（ｂ）前記第１の炭化水素流を１個以上の第１熱交換器に通して第１の冷却された炭化水素流を得る工程；
（ｃ）前記第２の炭化水素流を１個以上の第２熱交換器に通して第２の冷却された炭化水素流を得る工程；及び
（ｄ）次に前記第１の冷却された炭化水素流と前記第２の冷却された炭化水素流とを液化する工程；
を少なくとも含み、工程（ｂ）の前記１個以上の第１熱交換器と工程（ｃ）の前記１個以上の第２熱交換器とに別々の冷媒流を通し、その後に前記冷媒流を圧縮し、圧縮された冷媒流を１個以上の共通冷却器において共に冷却することによって、冷媒回路が前記１個以上の第１熱交換器と前記１個以上の第２熱交換器とを冷却する、炭化水素を液化する方法。
【請求項２】
工程（ｂ）が前記第１の炭化水素流を２、３、４又は５個の第１熱交換器、好ましくは２個の第１熱交換器に通すことを含み、工程（ｃ）が前記第２の炭化水素流を２、３、４又は５個の第２熱交換器、好ましくは２個の第２熱交換器に通すことを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記その後に前記冷媒流を圧縮する工程が夫々の各冷媒流を別々に圧縮することからなる、請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項４】
別々に圧縮された冷媒を、前記１個以上の共通冷却器において共に冷却する前に結合することを更に含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
工程（ｂ）と工程（ｃ）が第１の冷却段階の一部を形成し、工程（ｄ）が前記第１の冷却された炭化水素流と前記第２の冷却された炭化水素流とを第２の冷却段階において更に冷却することを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
工程（ｄ）の前記第１の冷却された炭化水素流と前記第２の冷却された炭化水素流とを別々の流れとして液化する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の炭化水素流と前記第２の炭化水素流が供給原料流であり、好ましくは１つの供給原料流から得られる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
少なくとも２つの天然ガス流など少なくとも２つの炭化水素流を液化するための装置であって、
第１の炭化水素流を冷却して第１の冷却された炭化水素流を得るための１個以上の第１熱交換器；
第２の炭化水素流を冷却して第２の冷却された炭化水素流を得るための１個以上の第２熱交換器；
前記第１の冷却された炭化水素流と前記第２の冷却された炭化水素流とを液化するよう構成された少なくとも１個の液化システム；及び
一方の冷媒流が前記１個以上の第１熱交換器を冷却し、もう一方の冷媒流が前記１個以上の第２熱交換器を冷却する少なくとも２つの別々の冷媒流と、前記冷媒流を圧縮するための少なくとも１個の圧縮機と、圧縮された冷媒流を共に冷却するための１個以上の共通冷却器とを備えた冷媒回路；
を少なくとも含む装置。
【請求項９】
供給原料流を少なくとも前記第１の炭化水素流と前記第２の炭化水素流とに分割するためのストリームスプリッタを更に備える、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
個々の冷媒流の各々に少なくとも１個の独立した圧縮機を更に備える、請求項８又は請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記独立した圧縮機の下流で且つ前記１個以上の共通冷却器の上流に配置され、圧縮された個々の冷媒流を結合するための結合器を更に備える、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
少なくとも２つの天然ガス流など少なくとも２つの炭化水素流を液化する方法であって、
（ａ）少なくとも第１の炭化水素流と第２の炭化水素流とを得る工程；
（ｂ）前記第１の炭化水素流を１個以上の第１熱交換器に通して第１の冷却された炭化水素流を得る工程；
（ｃ）前記第２の炭化水素流を１個以上の第２熱交換器に通して第２の冷却された炭化水素流を得る工程；及び
（ｄ）次に前記第１の冷却された炭化水素流と前記第２の冷却された炭化水素流とを液化する工程；
を少なくとも含み、工程（ｂ）の前記１個以上の第１熱交換器と工程（ｃ）の前記１個以上の第２熱交換器とに別々の冷媒流を通し、個々の冷媒の各々をそれぞれ前記少なくとも１個の第１熱交換器と前記少なくとも１個の第２熱交換器に通した後に別々に圧縮し、圧縮された個々の冷媒流を結合することによって、冷媒回路が前記１個以上の第１熱交換器と前記１個以上の第２熱交換器とを冷却する、炭化水素を液化する方法。
【請求項１３】
少なくとも２つの天然ガス流など少なくとも２つの炭化水素流を液化するための装置であって、
第１の炭化水素流を冷却して第１の冷却された炭化水素流を得るための１個以上の第１熱交換器；
第２の炭化水素流を冷却して第２の冷却された炭化水素流を得るための１個以上の第２熱交換器；
前記第１の冷却された炭化水素流と前記第２の冷却された炭化水素流とを液化するよう構成された少なくとも１個の液化システム；及び
一方の冷媒流が前記１個以上の第１熱交換器を冷却し、もう一方の冷媒流が前記１個以上の第２熱交換器を冷却する少なくとも２つの別々の冷媒流と、個々の冷媒流の各々における少なくとも１個の独立した圧縮機と、前記独立した圧縮機の下流に配置され、圧縮された個々の冷媒流を結合するための結合器とを備えた冷媒回路；
を少なくとも含む装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は少なくとも２つの炭化水素流、例えば少なくとも２つの天然ガス流を液化する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
天然ガス流を液化して液化天然ガス（ＬＮＧ）を得る方法が複数知られている。いくつかの理由により、天然ガス流は液化するのが望ましい。例として、天然ガスを貯蔵したり長距離輸送する場合、ガスの状態よりも液体とする方が容易に行うことができる。液体の方が、占有する体積が小さく、高圧で貯蔵する必要もないからである。
【０００３】
通常、主にメタンを含んだ天然ガスを高圧にてＬＮＧプラントに入れて前処理し、低温での液化に適した純化された供給原料を生成する。この純化されたガスを、熱交換器を用いる冷却段階により処理し、液化が達成されるまでその温度を漸次下げる。次にこの液体天然ガスを１以上の膨張段階により更に膨張させ冷却し、最終的に貯蔵及び輸送に適した大気圧にする。各膨張段階で蒸発した蒸気は、プラント燃料ガスの供給源として使用できる。
【０００４】
液化天然ガス（ＬＮＧ）プラント又はシステムを建設し運転する費用は当然のことながら高く、そのかなりの部分が冷却構成に対するものである。プラント又はシステムのエネルギー所要量の削減は、費用上の有効な利益となる。冷却構成の費用の削減は特に有利である。
【０００５】
ＵＳ６，２７２，８８２Ｂ１は、ガス状のメタン富化供給原料を液化して液化生成物を得る方法に関するものである。この液化法はいくつかの工程を含み、その１つは、主熱交換器用の部分的に凝縮した冷媒を、液体の重質冷媒部分とガス状の軽質冷媒部分とに分離する工程である。液体冷媒部分の少なくとも一部を、主熱交換器の後で使用されるフラッシュ室から取り出されたオフガスで冷却、液化及び過冷する。ＵＳ６，２７２，８８２Ｂ１の方法は１「列」の液化を示す。
【０００６】
ＵＳ６，３８９，８４４Ｂ１は天然ガスの液化プラントに関する。具体的には、予冷されたデュアル熱交換器型のデュアル冷媒システムに関する。ＵＳ６，３８９，８４４Ｂ１のプラントの液化能力は、１液化列の液化能力より４０〜６０％高く、ＵＳ６，３８９，８４４Ｂ１のプラントは１個の予冷用熱交換器と、少なくとも２個の主熱交換器を備える。主熱交換器の各々が使用する主冷媒は、重質液体部分と軽質気体部分とに分離され、これらは膨張前に主熱交換器において冷却されるだけであると考えられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、処理プラント又は方法、特に液化プラント又は方法の効率を改善することである。
【０００８】
本発明の別の目的は、処理プラント又は方法、特に液化プラント又は方法のエネルギー所要量を削減することである。
【０００９】
本発明の別の目的は、炭化水素流を処理する代替の方法及び装置、特に炭化水素流を液化する代替の方法及び装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、少なくとも２つの天然ガス流など少なくとも２つの炭化水素流を液化する方法であって、
（ａ）少なくとも第１の炭化水素流と第２の炭化水素流とを得る工程；
（ｂ）前記第１の炭化水素流を１個以上の第１熱交換器に通して第１の冷却された炭化水素流を得る工程；
（ｃ）前記第２の炭化水素流を１個以上の第２熱交換器に通して第２の冷却された炭化水素流を得る工程；及び
（ｄ）次に前記第１の冷却された炭化水素流と前記第２の冷却された炭化水素流とを液化する工程；
を少なくとも含む方法を提供する。
【００１１】
工程（ｂ）の１個以上の第１熱交換器と工程（ｃ）の１個以上の第２熱交換器とに別々の冷媒流を通すことにより、冷媒回路が１個以上の第１熱交換器と１個以上の第２熱交換器とを冷却する。
【００１２】
個々の冷媒流は、それぞれ第１熱交換器（複数も可）と第２熱交換器（複数も可）に通し且つ／又はそれぞれの炭化水素流と熱交換した後、共に又は別々に圧縮してもよい。
【００１３】
次に、圧縮された冷媒流を１個以上の共通冷却器において共に冷却し得る。このようにして、必要な冷却器の個数を削減でき、資本コストとランニングコストが低減される。
【００１４】
別の態様では、本発明は、少なくとも２つの天然ガス流など少なくとも２つの炭化水素流を液化するための装置であって、
-  第１の炭化水素流を冷却して第１の冷却された炭化水素流を得るための１個以上の第１熱交換器；
-  第２の炭化水素流を冷却して第２の冷却された炭化水素流を得るための１個以上の第２熱交換器；
-  前記第１の冷却された炭化水素流と前記第２の冷却された炭化水素流とを液化するよう構成された少なくとも１個の液化システム；及び
-  一方の冷媒流が前記１個以上の第１熱交換器を冷却し、もう一方の冷媒流が前記１個以上の第２熱交換器を冷却する少なくとも２つの別々の冷媒流を含む冷媒回路；
を少なくとも備えた装置を提供する。
【００１５】
冷媒回路は、第１熱交換器及び第２熱交換器を冷却した後に、冷媒流を共に又は別々に圧縮するための少なくとも１個の圧縮機を更に備えてもよい。
【００１６】
冷媒回路は、圧縮された冷媒流を共に冷却するための１個以上の共通冷却器を更に備えてもよい。
【００１７】
以下、限定するものではないが添付の概略図に関して単なる例として本発明の実施態様を説明する。
説明のため、１つの管路とその管路で運ばれる流れとに１つの参照番号を割り当てる。同じ参照番号は同種の構成要素、流れ又は管路を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の１実施態様による液化プラントの一部についての全体図である。
【図２】図１の液化プラントの詳細図である
【発明を実施するための形態】
【００１９】
ここに記載の方法及び装置では、冷媒の流れを１個以上の第１熱交換器に通し、別の冷媒流を１個以上の第２熱交換器に通し、続いて少なくとも１つの圧縮機を用いて個々の冷媒流を圧縮することにより、２つの炭化水素流を冷媒回路中の冷媒で冷却する。
【００２０】
（好ましくは１つの）冷媒回路を用いて第１熱交換器（複数も可）と第２熱交換器（複数も可）を冷却することにより、２つの炭化水素流用の種々の熱交換器に作用する１つの冷媒回路における要素及び機構の共通化によって資本コスト及びランニングコストを削減できる。
【００２１】
冷媒回路は、異なる炭化水素流を冷却するために、別個の冷媒管路又は冷媒流を任意数含んでもよいし、圧縮機、冷却器などを含めて共通の要素又は機構を任意数含んでもよい。いくつかの冷媒流を共通にし、いくつかの冷媒流を別々のものにしてもよい。
【００２２】
第１熱交換器と第２熱交換器を独立させてよく、既存の第１及び第２熱交換器の構成の変更を回避して本発明を実行できる。
【００２３】
本発明の実施態様は、２以上の圧縮された冷媒流を共に冷却することを含む。
【００２４】
１以上の共通冷却器により共に冷却するために、圧縮された冷媒流を結合してもよい。通常、共に冷却する又は結合して冷却することは、冷却回路の冷媒を凝縮させることを伴う。共に冷却することは、圧縮後における個々の冷媒流から共に熱除去することに等しい。独立した又は統合された１以上の他の冷却器を、当該技術において公知の圧縮機に包含又は結合させてもよい。
【００２５】
冷媒回路中の共通冷却のいくらか（好ましくは大部分）を用いることにより、本発明は炭化水素流を処理（特に液化）するための方法又はプラント又は装置の全エネルギー所要量を削減し、かつ／又は該方法、プラント又は装置を更に効率的にして以て更に経済的にすることができる。
【００２６】
冷媒回路の冷媒はプロパンなどの単一の成分とし得る。好ましくは冷媒は２種以上の成分に基づいた混合冷媒であり、該成分は好ましくは窒素、メタン、エタン、エチレン、プロパン、プロピレン、ブタン及びペンタンからなる群から選択される。
【００２７】
ここに記載の方法の工程（ｂ）では、第１の炭化水素流を１以上の第１熱交換器に通して第１の冷却された炭化水素流を得る一方、工程（ｃ）では第２の炭化水素流を１以上の第２熱交換器に通して第２の冷却された炭化水素流を得る。
【００２８】
本発明の実施態様では、工程（ｂ）及び（ｃ）の各々が、炭化水素流を２、３、４又は５個の第１及び第２熱交換器、好ましくは２個の第１熱交換器と２個の第２熱交換器に通すことを含む。
【００２９】
第１及び第２の冷却された炭化水素流を更に処理、例えば液化することができる。
【００３０】
好ましくは、第１及び第２の炭化水素流は供給原料流であり、好ましくは１つの供給原料流から得られる。第１及び第２の炭化水素流がこのように得られる場合、均等に分割してもよいし不均等に分割してもよい。好ましくは同じにする。供給原料流は、任意の適当な分割器、ストリームスプリッタ、又は当該技術において公知の類似物により分割できる。
【００３１】
一般に、供給原料流（複数も可）は、それを少なくとも２つの冷却段階に通すことによって液化できる。任意数の冷却段階を使用でき、各冷却段階は１個以上の熱交換器、及び随意に１以上のステップ、レベル又はセクションを含み得る。各冷却段階は２個以上の熱交換器を直列又は並列又はそれらの組合せにて含んでもよい。
【００３２】
炭化水素流（例えば天然ガス）などの供給原料流を冷却し液化できる適当な熱交換器の構成は、当該技術において公知である。
【００３３】
１構成では、第１の冷却段階と第２の冷却段階とからなる２つの冷却段階を含み、第１の段階は好ましくは０℃未満に冷却するための予冷段階であり、第２の段階は好ましくは−１００℃未満に液化するための主低温段階である。
【００３４】
本発明の特定の実施態様では、炭化水素流を処理する方法が、第１の冷却段階を含み、供給原料流からの炭化水素流（例えば天然ガス）を液化する方法の一部であり、第１及び第２の冷却された炭化水素流を液化するための後続の第２の冷却段階が存在する。
【００３５】
炭化水素流は液化される任意の適当な炭化水素含有流でよいが、通常は天然ガス又は石油の貯蔵所から得られる天然ガス流である。その代わりとして、天然ガス流は、フィッシャー・トロプシュ法などの合成源も含めて別の供給源から得ることもできる。
【００３６】
通常、天然ガスは実質的にメタンから成る。好ましくは供給原料流は少なくとも６０モル％のメタン、さらに好ましくは少なくとも８０モル％のメタンを含む。
【００３７】
供給源に依存して、天然ガスは、芳香族炭化水素だけでなくエタン、プロパン、ブタン及びペンタンなどのメタンより重い炭化水素についても種々の量にて含有し得る。天然ガス流はまた、Ｈ２Ｏ、Ｎ２、ＣＯ２、Ｈ２Ｓなどの非炭化水素や他の硫黄化合物などを含有し得る。
【００３８】
必要なら、本発明において炭化水素流を用いる前にそれらを前処理してもよい。この前処理は、ＣＯ２やＨ２Ｓなどの不要な成分の除去、又は予冷、予備加圧などの他の工程を含み得る。これらの工程は当業者には周知であるので、ここでは更なる説明はしない。
【００３９】
本発明による方法は種々の炭化水素の供給原料流に適用できるが、液化される天然ガス流に特に適している。当業者ならば炭化水素流の液化の仕方を容易に理解するであろうから、ここではさらに詳細に説明しない。
【００４０】
また、当業者ならば、液化後に必要なら液化天然ガスをさらに処理できることを容易に理解するであろう。例として、得られたＬＮＧを、ジュール・トムソン弁又は低温ターボ膨張器によって減圧してもよい。
【００４１】
本発明は、例えば第１の冷却段階中に１以上の他の又は更なる冷媒回路を含んでもよいし、第１の冷却段階を通過する１以上の他の又は更なる冷媒回路を含んでもよい。適宜、任意の他の又は更なる冷媒回路を、第１及び第２の炭化水素流を冷却するための冷媒回路に連結し、かつ／又は該冷媒回路と共存させることができる。
【００４２】
図１は液化天然ガス（ＬＮＧ）プラントの一部についての全体構成を示す。図１は天然ガスを含有した最初の供給原料流１０を示す。通常、天然ガスは、メタンに加えて、いくらかの重質炭化水素及び不純物、例えば二酸化炭素、窒素、ヘリウム、水、及び非炭化水素酸性ガスを含む。通常は、これらの不純物をできるだけ分離し、低温での液化に適した純化された供給原料を得るために、供給原料流１０を予め処理しておく。
【００４３】
第１の冷却段階２の前に、供給原料流１０をストリームスプリッタ１５により分割し、第１の炭化水素流２０と第２の炭化水素流２０ａとを得る。供給原料流１０は任意数の炭化水素流に分割してもよく、図１は単に好ましい例として２つの炭化水素流への分割を示す。供給原料流１０の分割は、質量及び／又は体積及び／又は流量の任意の比に基づき得る。この比は、液化段階又はシステム又は装置の後続の部分のサイズ又は能力に基づいてもよいし、他の事項を考慮してもよい。この比の１例は、供給原料流の質量の均等な分割である。
【００４４】
第１の冷却段階２では、第１の炭化水素流２０が２つの第１熱交換器１２、１４からなる第１セットを通過して第１の冷却された炭化水素流３０を得る。第２の炭化水素流２０ａは、第２熱交換器１２ａ、１４ａからなる第２セット（第１熱交換器１２、１４の第１セットと同じでもよいし違っていてもよい）を通過して第２の冷却された炭化水素流３０ａを得る。
【００４５】
第１熱交換器１２、１４と第２熱交換器１２ａ、１４ａは、第１の冷媒回路１００により冷却される。第１の冷媒回路１００は２つの冷媒流１０１及び１０１ａを有し、これらがそれぞれ第１熱交換器１２、１４と第２熱交換器１２ａ、１４ａを別々に冷却する。それらの冷却後、冷媒流１０１、１０１ａを１以上の別々の圧縮機３２、３２ａに通した後、共通熱除去のために圧縮された冷媒流１０１ｄ、１０１ｅを結合して単一流１０１ｆを得る。単一流１０１ｆは１以上の共通の水冷装置及び／又は空冷装置を通過する。図１にはこのうちの２つの冷却器３４、３４ａが示されている。（通常は）次に、凝縮された冷媒流１０１ｇを分割し、冷却用の個々の冷媒流１０１、１０１ａを得る。
【００４６】
第１の冷却段階２は各炭化水素流に対して任意数の熱交換器を含んでよく、供給原料流１０を２より多い炭化水素流に分割してもよい。
【００４７】
一般に、第１の冷却段階２は第１の炭化水素流２０と第２の炭化水素流２０ａを０℃未満の温度に冷却し、好ましくは−２０℃〜−６０℃の温度に冷却する。
【００４８】
図１では、第１の冷却された炭化水素流３０と第２の冷却された炭化水素流３０ａが第２の冷却段階４（ここでは２つの別個の液化システムにより液化され、その各々は一般に少なくとも１つの熱交換器をそれぞれ含む）を通過し、別々の液化流４０、４０ａをそれぞれ得る。液化システムと液化のプロセス条件は当該技術において周知であるから、ここでは更に説明しない。図１では、２つの液化システムが液化熱交換器１６及び１６ａにより象徴的に表されている。これらも熱交換器であるが、単に後に説明する第１及び第２熱交換器と（機能により）区別して識別するために、液化熱交換器と称する。
【００４９】
図１に示された例の第２の冷却段階４における液化熱交換器１６、１６ａの各々が冷媒回路を使用する。すなわち、第１の液化熱交換器１６が第１の冷媒回路１０２を使用し、第２の液化熱交換器１６ａが第２の冷媒回路１０３を使用する。これらの冷媒回路１０２、１０３の各々は、同じ冷媒を使用してもよいし、違う冷媒を使用してもよい。好ましくは、各々が同じ冷媒を使用し、更に好ましくは冷媒回路１０２、１０３の各々の冷媒が混合冷媒である。この混合冷媒は、好ましくは窒素、メタン、エタン、エチレン、プロパン、プロピレン、ブタン及びペンタンからなる群から選択された２種以上の成分に基づき得る。
【００５０】
一般に、第１の冷却された炭化水素流３０と第２の冷却された炭化水素流３０ａを第２の冷却段階４によって少なくとも−１００℃未満の温度に冷却する。
【００５１】
次に、液化流４０と液化流４０ａを結合する。これらは任意の公知の方法にて任意の公知の工程の組合せにて結合できる。このような液化流の結合は、液化流４０、４０ａの一方又は両方の膨張の前又は後に行ってもよい。液化流の結合では、次にガス／液体分離器に通すために完全な統合又は混合を要求しなくてもよい。好ましくは、ガス／液体分離器に通す前に液化流を結合する。
【００５２】
流れを結合するための構成は当業者には公知である。図１に示された構成例は、当該技術において公知の結合器１８を用いて液化流４０、４０ａを結合して、結合された液化炭化水素流５０を得るものである。結合器は任意の適当な構成でよく、一般にユニオン又は接合部又は配管又は導管を含み、適宜１個以上のバルブを含む。
【００５３】
第２の冷却段階４により得られた結合された液化炭化水素流５０は、フラッシュバルブ（図示せず）を通過してエンド・フラッシュ室２２などのガス／液体分離器に達することができ、このガス／液体分離器において、一般に液体流が液化炭化水素の生成物流６０として回収され、蒸気がガス流７０として得られる。次に、液化された炭化水素流６０が１個以上のポンプ（図示せず）により貯蔵及び／又は輸送施設に送られる。
【００５４】
図２は図１に示された本発明の実施態様の詳細図を示す。供給原料流１０を第１の炭化水素流２０ａと第２の炭化水素流２０ｂに分割する。第１及び第２の炭化水素流２０ａ及び２０ｂは、別々の並列で同一のセットである第１熱交換器１２、１４及び第２熱交換器１２ａ、１４ａ（第１の冷却段階２）を通過する。
【００５５】
第１熱交換器１２、１４セットと第２熱交換器１２ａ、１４ａセットの両方とも、１つの冷媒回路１００により冷却される。第１の冷媒回路１００は２つの冷媒管路１０１及び１０１ａを有し、それぞれ別々に第１熱交換器１２、１４からなる第１セットを当該技術において公知の方法で２つの異なる圧力レベルにて冷却し、第２熱交換器１２ａ、１４ａからなる第２セットを当該技術において公知の方法で２つの異なる圧力レベルにて冷却する。
【００５６】
冷却後、冷媒流１０１及び１０１ａを圧縮機３６セット及び圧縮機３６ａセットにそれぞれ送る。圧縮された冷媒の各流れは、別々の水冷装置及び／又は空冷装置３８及び３８ａにそれぞれ通した後に結合して１つの冷媒流１０１ｆを形成する。個々の冷却器３８、３８ａはまた、それらの循環動作において圧縮機３６、３６ａを冷却する。
【００５７】
単一の冷媒流１０１ｆは次に大型の水冷装置及び／又は空冷装置３４を通過し、その際に冷媒中の熱の大部分が周囲への放出により捨てられ、冷媒の凝縮が生じる。次にこの冷媒を当該技術において公知のアキュムレータ４２に送る。冷媒流をアキュムレータ４２から通常は小型の最後の水冷装置及び／又は空冷装置３４ａに通した後に、２つの冷媒管路１０１及び１０１ａに分割する。
【００５８】
好ましくは、大型の冷却器３４は、２つの炭化水素流を冷却するのに従来用いられていた個々の冷媒回路における従来技術の冷却器と同じレベルで冷却する。
【００５９】
第１の冷媒回路１００中の冷媒の冷却がすべて大型の冷却器３４などの共通冷却装置（複数も可）により実行される或いはその必要があるとは限らないことに留意されたい。独立した冷却器３８及び３８ａは、それらの圧縮機３６及び３６ａに専用され当該技術における公知の方法にてガスを循環させることができるのであるが、いくらかの初期冷却を行う。単なる例として、圧縮機の冷却器３８及び３８ａの冷却力と比較して大型の（かつ共通の）冷却器３４の冷却力の比は、５：１〜２０：１或いはそれ以上とし得るが、好ましくはおよそ１０：１の比である。本発明の場合、少なくとも冷媒回路１００中の冷媒の冷却の大部分が、すべての個別の冷媒流の再結合の後（それらが関連の熱交換器における炭化水素流を冷却した後）共通の冷却器（複数も可）により行われる。
【００６０】
図１及び２中の第１の冷却回路１００の構成は、第１の冷却段階２又は任意の冷却段階、構成若しくは装置における１熱交換器又は熱交換器のいくつか若しくは熱交換器のすべてに行われる冷却を簡単にする。特に、図１及び２に示された構成により、第１の冷媒回路１００において必要とされる水冷及び／又は空冷装置並びにアキュムレータの個数が削減されるにもかかわらず、依然として個々の熱交換器セットに２つの冷媒流を与えることができる。第１の冷媒回路１００及び／又は第１の冷却段階２の資本コスト及びランニングコストを更に削減するために、冷却器、バルブ及び／又は圧縮機を更に結合することにより、第１の冷媒回路１００に関する要素数を更に削減できるかもしれない。
【００６１】
第１熱交換器１２、１４のうちの２番目の熱交換器１４の下流には、冷却された炭化水素流３０が存在する。次に、この流れ３０と、第１の冷却段階２における第２熱交換器１２ａ、１４ａからなる第２セットからの対応する冷却された炭化水素流３０ａとを、２つの並列で好ましくは同一の液化熱交換器１６、１６ａ（第２の冷却段階４を形成）に送る。
【００６２】
好ましくは、第２の冷却段階４の液化熱交換器１６、１６ａはスプール巻型又はスパイラル巻型の低温熱交換器であり、その動作は当該技術において公知であり、その冷却はそれぞれ第２の冷媒回路１０２及び第３の冷媒回路１０３によって行われる。
【００６３】
液化熱交換器１６、１６ａの各々が液化された炭化水素流４０、４０ａを与え、これらの流れ４０、４０ａを結合して結合された液化炭化水素流５０を得る。第３の熱交換器２４の通過後、結合され冷却された液化炭化水素流５０ａを膨張器に通し、当該技術において公知のエンドフラッシュ室２２であるガス／液体分離器に入れる。エンドフラッシュ室２２から、液化炭化水素の生成物流６０とガス流７０とが得られ、液化炭化水素の生成物流６０は、貯蔵及び／又は輸送すべくポンプ２６で送り出すことができ、ガス流７０は、何らかの熱交換後に燃料ガスとして使用し且つ／又はＬＮＧプラントの他の部分において使用してもよい。
【００６４】
図２に示された例では、第１、第２及び第３の冷媒回路１００、１０２、１０３において好ましくは混合冷媒を使用する。第２及び第３の冷媒回路１０２及び１０３では好ましくは同じ混合冷媒を使用する。
【００６５】
各冷媒回路の混合冷媒は、２種以上の成分に基づいて構成してよく、さらに好ましくは、窒素、メタン、エタン、エチレン、プロパン、プロピレン、ブタン及びペンタンからなる群から選択される。第１の冷媒回路１００中の冷媒の平均分子量は、第２及び第３の冷媒回路１０２及び１０３中の冷媒の平均分子量より大きいのが好ましい。
【００６６】
明確にするため、第２の冷媒回路１０２を以下で更に詳細に説明する。液化熱交換器１６から、気化した冷媒の流れ１０２ｅが得られ、これを２個の圧縮機と２個の水冷装置又は空冷装置によって圧縮、冷却し、冷却された冷媒流１０２ａを得る。この冷却された冷媒流１０２ａを第１の冷却段階２の一部である２個の熱交換器１２、１４セットに通し、第２の冷媒をいくらか冷却する。この更に冷却された冷媒流１０２ｂをガス／液体分離器４６に送る。分離器４６では軽質冷媒部分１０２ｃと重質冷媒部分１０２ｄとが得られる。これら両方とも、液化熱交換器１６に送り込み、液化熱交換器１６において当該技術において公知の方法にてそれらの冷たさのエネルギーを使用すべく冷却し、膨張させる。
【００６７】
表１は、図２の本発明のプロセス例における種々の部分での流れの温度、圧力及び流量についての代表的な実施例を示す。
【００６８】
【表１】
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【００６９】
当業者ならば、特許請求の範囲から逸脱することなく多くの様々な方法にて本発明を実行できることが分かるであろう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７０】
【特許文献１】ＵＳ６，２７２，８８２Ｂ１
【特許文献２】ＵＳ６，３８９，８４４Ｂ１
【符号の説明】
【００７１】
２    第１の冷却段階
４    第２の冷却段階
１０    供給原料流
１２    第１熱交換器
１２ａ  第２熱交換器
１４    第１熱交換器
１４ａ  第２熱交換器
１５    ストリームスプリッタ
１６    液化熱交換器
１６ａ  液化熱交換器
２０    第１の炭化水素流
２０ａ  第２の炭化水素流
２２    ガス／液体分離器
３２    圧縮機
３２ａ  圧縮機
３４    冷却器
３４ａ  冷却器
１００  第１の冷媒回路
１０２  第２の冷媒回路
１０３  第３の冷媒回路
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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