(57)【要約】メタンに富むガス状原料（２０）を主熱交換器（１）中、蒸発する冷媒で冷却し、液化して液化流（２３）を得た後、該液化流（２３）を液化製品（８０）として貯蔵用に送る。本方法は、１セットの制御変数の少なくとも１つを制御しながら、１セットのパラメーターの少なくとも１つを最適化するため、１セットの操作変数に対して同時の制御動作を決めるモデル予測制御に基づく高度処理制御器を用いて、冷媒の組成及び量を調節する工程及び前記液化法を制御する工程を含む。ここで前記操作変数のセットには、重質冷媒フラクション（５２）の質量流量、軽質冷媒フラクション（５９）の質量流量、冷媒成分組成（２６）の量、冷媒の取出し（５４）量、冷媒圧縮機（３０、３２）の処理能力、及びメタンに富む原料（２０）の質量流量が含まれ、前記制御変数のセットには、主熱交換器（１）の暖端部（３）の温度差、液化天然ガス（２３）の温度に関する変数、分離器（４５）に入る冷媒の組成、主熱交換器（１）のシェル内の圧力、分離器（４５）内の圧力、及び分離器（４５）内の液体水準が含まれ、かつ前記最適化すべき変数のセットには、液化製品（８０）の生産量が含まれる。
2006516715.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）メタンに富むガス状原料を高圧で主熱交換器の暖端部に供給し、該ガス状原料を、蒸発する冷媒により冷却し、液化し、更に過冷却して、液化流とした後、主熱交換器の冷端部から液化流を取り出し、該液化流を液化製品として貯蔵用に送る工程、
（ｂ）蒸発した冷媒を主熱交換器のシェル側の暖端部から取り出す工程、
（ｃ）該蒸発した冷媒を少なくとも１つの冷媒圧縮機で圧縮して、高圧冷媒を得る工程、
（ｄ）該高圧冷媒を一部凝縮し、この一部凝縮した冷媒を分離器で液体重質冷媒フラクション及びガス状軽質冷媒フラクションに分離する工程、
（ｅ）該重質冷媒フラクションを主熱交換器の第二管側で過冷却して、過冷却重質冷媒流とし、該重質冷媒流を減圧下で主熱交換器のシェル側の中央点に導入し、更に該重質冷媒流をシェル側で蒸発させる工程、及び
（ｆ）該軽質冷媒フラクションの少なくとも一部を、主熱交換器の第三管側で冷却し、液化し、更に過冷却して、過冷却軽質冷媒流とし、該軽質冷媒流を減圧下で主熱交換器のシェル側の冷端部に導入し、更に軽質冷媒流をシェル側で蒸発させる工程、
を含む、メタンに富むガス状原料を液化して液化製品を得る方法において、１セットの制御変数の少なくとも１つを制御しながら、１セットのパラメーターの少なくとも１つを最適化するため、１セットの操作変数に対して同時の制御動作を決めるモデル予測制御に基づく高度プロセス制御器を用いて、冷媒の組成及び量を調節する工程及び該液化方法を制御する工程を更に含むことを特徴とし、該操作変数のセットは、重質冷媒フラクションの質量流量、軽質冷媒フラクションの質量流量、冷媒成分組成物の量、冷媒の取出し量、冷媒圧縮機の処理能力、及びメタンに富む原料の質量流量を含み、該制御変数のセットは、主熱交換器の暖端部の温度差、液化天然ガスの温度に関する変数、工程（ｄ）の分離器に入る冷媒の組成、主熱交換器のシェル内の圧力、工程（ｄ）の分離器内の圧力、及び工程（ｄ）の分離器内の液体水準を含み、かつ該最適化すべき変数のセットは、液化製品の生産量を含む該液化方法。
【請求項２】
前記制御変数のセットが、更に第一中央点温度差を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記制御変数のセットが、更に第二中央点温度差を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記制御変数のセットが、第一管側の中央点で液化されるガスの温度を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記液化天然ガスの温度に関する変数が、主熱交換器から取り出された液化天然ガスの温度であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記液化流の圧力を低下させて、貯蔵及び排ガスのため送られる液化製品を得る工程を更に含み、前記液化天然ガスの温度に関する変数が、該排ガスの量であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記冷媒量の調節工程が、ガス状冷媒の排気工程を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記冷媒量の調節工程が、液体冷媒の排出工程を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記冷媒が、窒素及びプロパンを含み、前記最適化すべき変数のセットが、更に冷媒の窒素含有量及び冷媒のプロパン含有量を含み、窒素含有量が最小化されると共に、プロパン含有量が最大化されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記制御変数のセットが、更に冷媒圧縮機の駆動に必要な動力を含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記冷媒圧縮機の操作変数処理能力が、冷媒圧縮機の速度、冷媒圧縮機の入口案内羽根又はその両方であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記高圧冷媒の一部凝縮が、少なくとも１つの熱交換器において、好適圧力で蒸発する補助冷媒との間接熱交換により行われ、蒸発した補助冷媒が、少なくとも１つの補助冷媒圧縮機中で圧縮されると共に、外部冷却液との熱交換により凝縮され、前記操作変数のセットが、補助冷媒圧縮機の処理能力を更に含み、また制御変数のセットが、補助冷媒圧縮機の駆動に必要な動力を更に含むことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記補助冷媒圧縮機の操作変数処理能力が、補助冷媒圧縮機の速度、補助冷媒圧縮機の入口案内羽根の角度、又はその両方であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メタンに富むガス状原料を液化して液化製品を得る方法に関する。この液化製品は、普通、液化天然ガスと呼ばれている。特に本発明は、この液化方法の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
前記液化方法は、
（ａ）メタンに富むガス状原料を高圧で主熱交換器の暖端部に供給し、該ガス状原料を、蒸発する冷媒により冷却し、液化し、更に過冷却して、液化流とした後、主熱交換器の冷端部から液化流を取り出し、該液化流を液化製品として貯蔵用に送る工程、
（ｂ）蒸発した冷媒を主熱交換器のシェル側の暖端部から取り出す工程、
（ｃ）該蒸発した冷媒を少なくとも１つの冷媒圧縮機で圧縮して、高圧冷媒を得る工程、
（ｄ）該高圧冷媒を一部凝縮し、この一部凝縮した冷媒を分離器で液体重質冷媒フラクション及びガス状軽質冷媒フラクションに分離する工程、
（ｅ）該重質冷媒フラクションを主熱交換器の第二管側で過冷却して、過冷却重質冷媒流とし、該重質冷媒流を減圧下で主熱交換器のシェル側の中央点に導入し、更に該重質冷媒流をシェル側で蒸発させる工程、及び
（ｆ）該軽質冷媒フラクションの少なくとも一部を主熱交換器の第三管側で冷却し、液化し、更に過冷却して、過冷却軽質冷媒流とし、該軽質冷媒流を減圧下で主熱交換器のシェル側の冷端部に導入し、更に軽質冷媒流をシェル側で蒸発させる工程、
を含む。
【０００３】
国際特許出願公開Ｎｏ．９９／３１４４８は、この液化方法を制御することについて開示している。公知の制御法では、１セットの制御変数の少なくとも１つを制御しながら、１セットのパラメーターの少なくとも１つを最適化するため、１セットの操作変数に対して同時の制御動作を決めるモデル予測制御に基づく高度プロセス制御器が使用されている。ここで、操作変数のセットとしては、重質冷媒フラクションの質量流量、軽質冷媒フラクションの質量流量、及びメタンに富む原料の質量流量が含まれ、制御変数のセットには、主熱交換器の暖端部の温度差、主熱交換器の中央点の温度差が含まれ、また最適化すべき変数のセットには、液化製品の生産量が含まれる。
【０００４】
この公知の方法では、混合冷媒の嵩ばった組成は、液化製品の生産量を最適化するために操作されないので、有利であると考えられていた。しかし、出願人は、混合冷媒の嵩ばった組成を別途に制御するのは厄介であることを見い出した。
【特許文献１】国際特許出願公開Ｎｏ．９９／３１４４８
【非特許文献１】Ｐｅｒｒｙ’ｓ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒ’ｓ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ、第７版、８−２５〜８−２７頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、混合冷媒の嵩ばった組成の制御を含む代替法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的のため、メタンに富むガス状原料を液化して液化製品を得る方法は、１セットの制御変数の少なくとも１つを制御しながら、１セットのパラメーターの少なくとも１つを最適化するため、１セットの操作変数に対して同時の制御動作を決めるモデル予測制御に基づく高度プロセス制御器を用いて、冷媒の組成及び量を調節する工程及び該液化方法を制御する工程を更に含むことを特徴とし、該操作変数のセットは、重質冷媒フラクションの質量流量、軽質冷媒フラクションの質量流量、冷媒成分組成物（ｍａｋｅ−ｕｐ）の量、冷媒の取出し量、冷媒圧縮機の処理能力、及びメタンに富む原料の質量流量を含み、該制御変数のセットは、主熱交換器の暖端部の温度差、液化天然ガスの温度に関する変数、工程（ｄ）の分離器に入る冷媒の組成、主熱交換器のシェル内の圧力、工程（ｄ）の分離器内の圧力、及び工程（ｄ）の分離器内の液体水準を含み、かつ該最適化すべき変数のセットは、液化製品の生産量を含む。
【０００７】
明細書及び特許請求の範囲において、用語“操作変数”は、高度プロセス制御器で操作可能な変数を言うのに使用され、また用語“制御変数”は、高度プロセス制御器で所定の値（設定点）又は所定の範囲（設定範囲）に保持する必要がある変数を言うのに使用される。語句“変数を最適化する”は、変数を最大化又は最小化すること、及び変数を所定の値に維持することを言うのに使用される。
【０００８】
モデル予測制御又はモデルベースの予測制御は、周知技術で、例えばＰｅｒｒｙ’ｓ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒ’ｓ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ、第７版、８−２５〜８−２７頁参照。モデル予測制御の重要な特徴は、制御変数のモデル及び得られる測定値を用いて、将来のプロセス挙動を予測することである。制御器の出力は、性能指数を最適化するように計算される。性能指数は、予測された誤差及び計算された将来の制御動作の１次又は２次の関数である。サンプリングの都度、制御計算を繰り返し、現在の測定に基づいて予測を最新のものとする。好適なモデルは、制御変数に対する操作変数のステップ応答の効果を表わす経験的ステップ応答モデルのセットからなる。
【０００９】
最適化すべきパラメーターの最適値は、別途の最適化工程から得られ、或いは最適化すべき変数は、評価関数に含有できる。
モデル予測制御が適用可能になる前に、まず、最適化すべき変数及び制御変数に対する操作変数のステップ変化の効果を決める。その結果、１セットのステップ応答係数が得られる。このステップ応答係数セットは、液化方法のモデル予測制御の基礎を形成する。
【００１０】
通常の操作中、制御変数の予測値は、多数の将来の制御動作について規則的に計算される。これら将来の制御動作について、性能指数が計算される。性能指数には、２つの項、即ち、各制御動作について予測誤差の将来の制御動作に亘る総和を表わす第一項及び各制御動作について操作変数の変化の将来の制御動作に亘る総和を表わす第二項が含まれる。各制御変数についての予測誤差は、制御変数の予測値と制御変数の基準値との差である。予測誤差には、重み係数を掛け、制御動作に対する操作変数の変化には、動作抑制係数を掛ける。ここで検討した性能指数は１次である。
【００１１】
或いはこれらの項は、二乗項の総和であってもよい。この場合、性能指数は２次である。
更に、操作変数、操作変数の変化、及び制御変数には、制約を設定できる。その結果、性能指数の最小化と同時に解決される別の１セットの等式が得られる。
【００１２】
最適化は、２つの方法で行える。第一の方法は、性能指数の最小化とは別途に最適化することである。第二の方法は、性能指数内で最適化することである。
最適化を別途に行う場合、最適化すベき変数は、各制御動作についての予測誤差中に制御変数として含まれ、最適化によって、制御変数についての基準値が得られる。
【００１３】
或いは最適化を性能指数の計算内で行うと、適切な重み係数を有する性能指数の第三の項が得られる。この場合、制御変数の基準値は、一定のままである所定の定常状態の値である。
【００１４】
性能指数は、将来の制御動作に対する操作変数値を得るため、制約を考慮して最小化する。しかし、次の制御動作だけは実行する。そうすると、将来の制御動作に対する性能指数の計算が再び始まる。
ステップ応答係数を有するモデル及びモデル予測制御に必要な等式は、液化方法の制御のために実行するコンピュータプログラムの役割である。モデル予測制御を取り扱えるようなプログラムを入れたコンピュータプログラムは、高度プロセス制御器と呼ばれる。このコンピュータプログラムは市販されているので、このようなプログラムは、詳細には検討しない。本発明は、更に変数の選択に向けたものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明を、天然ガスの液化用プラントのフロースキームを概略的に示す添付図面を参照して実施例により説明する。
天然ガスの液化用プラントは、暖端部３、冷端部５及び中央点７を持った主熱交換器１を有する。主熱交換器１の壁８は、シェル側１０の境界を定める。シェル側には、暖端部３から冷端部５まで延びる第一管側１３、暖端部３から中央点７まで延びる第二管側１５及び暖端部３から冷端部５まで延びる第三管側１６が配置されている。
【００１６】
通常の操作中、メタンに富むガス状原料は、高圧で、主熱交換器１の供給導管２０から暖端部３の所で第一管側１３に供給される。第一管側１３を通過する原料は、シェル側１０内で蒸発する冷媒により冷却され、液化され、更に過冷却される。得られた液化流は、主熱交換器１から冷端部５の所で導管２３経由で取り出される。この液化流は、貯蔵（図示せず）用に送り、ここで大気圧下に液化製品として貯蔵される。
【００１７】
蒸発した冷媒は、主熱交換器１のシェル側１０から暖端部３の所で導管２５経由で取り出される。嵩ばった冷媒組成を調節するため、窒素、メタン、エタン及びプロパンのような成分を、導管２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ経由で導管２５内の冷媒に添加できる。導管２６ａ〜２６ｄは、導管２５内への成分の流れを制御する好適なバルブ（図示せず）を備えている。冷媒は、混合冷媒又は多成分冷媒とも呼ばれている。
【００１８】
冷媒圧縮機３０では、蒸発した冷媒は圧縮されて、高圧冷媒となり、この高圧冷媒は、導管３２経由で取り出される。冷媒圧縮機３０は、好適なモーター、例えばスターター−ヘルパー（図示せず）を備えたガスタービン３５により駆動される。導管３２内の高圧冷媒は、空気冷却機４２で冷却され、更に熱交換器４３で一部凝縮され、一部凝縮した冷媒が得られる。空気冷却機４２は、海水で冷媒を冷却する熱交換器と取り替えできる。
【００１９】
高圧冷媒は、入口装置４６を通って分離容器４５形態の分離器中に導入される。分離容器４５では、一部凝縮した冷媒は、液体重質冷媒フラクションとガス状軽質冷媒フラクションとに分離される。液体重質冷媒フラクションは、分離容器４５の底部から導管４７経由で取り出され、一方、ガス状軽質冷媒フラクションは、導管４８経由で取り出される。
冷媒の量を調節するため、重質冷媒フラクションは、バルブ４９ａを備えた導管４９経由で排出できる。
【００２０】
重質冷媒フラクションは、主熱交換器１の第二管側１５内で過冷却され、過冷却重質冷媒流となる。過冷却重質冷媒流は、主熱交換器１から導管５０経由で取り出され、膨張バルブ５１形態の膨張装置により膨張する。膨張した重質冷媒流は、減圧下、導管５２及びノズル５３を通って、主熱交換器１のシェル側１０内に中央点７の所で導入される。重質冷媒流は、減圧のシェル側１０中で蒸発し、これにより管側１３、１５、１６内の流体を冷却する。
冷媒の量を調節するため、ガス状軽質冷媒は、バルブ５４ａを備えた導管５４経由で排気できる。
【００２１】
導管４８経由で取り出されたガス状軽質冷媒は、主熱交換器１内の第三管側１６に通し、ここで冷却され、液化され、更に過冷却されて、過冷却軽質冷媒流となる。過冷却軽質冷媒流は、主熱交換器１から導管５７経由で取り出され、膨張バルブ５８形態の膨張装置により膨張する。膨張した軽質冷媒流は、減圧下、導管５９及びノズル６０を通って、主熱交換器１のシェル側１０内に冷端部５の所で導入される。軽質冷媒流は、シェル側１０中、減圧下に蒸発し、これにより管側１３、１５、１６内の流体を冷却する。
【００２２】
得られた液化流は、主熱交換器１から導管２３経由で取り出され、フラッシュ容器７０に通す。導管２３は、減圧にするため、膨張バルブ７１形態の膨張装置を備え、こうして、得られた液化流は、減圧下、フラッシュ容器７０内に入口装置７２経由で導入される。減圧は、好適には大気圧とほぼ同じである。膨張バルブ７１は、全体流も調整する。
【００２３】
フラッシュ容器７０からは、導管７５経由で排ガスが取り出される。排ガスは、末端フラッシュ圧縮機（図示せず）で圧縮して、高圧燃料ガスを得ることができる。
フラッシュ容器７０の底部からは、導管８０経由で液化製品が取り出され、貯蔵（図示せず）用に送られる。
第一の目的は、導管８０を流れる液化製品の生産量を最大化することであり、この導管は膨張バルブ７１により操作される。
【００２４】
この目的を達成するには、液化方法は、１セットの制御変数の少なくとも１つを制御しながら、液化製品の生産量を最適化するため、１セットの操作変数に対して同時の制御動作を決めるモデル予測制御に基づく高度プロセス制御器を用いて制御される。
この操作変数のセットには、導管５２（膨張バルブ５１）を流れる重質冷媒フラクションの質量流量、導管５７（膨張バルブ５８）を流れる軽質冷媒フラクションの質量流量、冷媒成分組成物（導管２６ａ〜２６ｄ経由で供給される）の量、導管４９経由で排出することにより、及び／又は導管５４経由で排気することにより、取り出した冷媒の量、冷媒圧縮機３０の処理能力及び導管２０（膨張バルブ７１により操作される）を通るメタンに富む原料の質量流量が含まれる。代りの一実施態様では、膨張バルブ７１の上流の導管２３に膨張タービン（図示せず）を配置できる。
【００２５】
これらの操作変数のうち、重質冷媒フラクションの質量流量、軽質冷媒フラクションの質量流量、冷媒成分組成物の量、及び排出及び／又は排気による冷媒の取出し量は、混合冷媒の残量（ｉｎｖｅｎｔｏｒｙ）又は量に関する操作変数である。
【００２６】
冷媒圧縮機３０（或いは２つ以上の冷媒圧縮機を用いた場合は、複数の冷媒圧縮機）の処理能力は、冷媒圧縮機の速度、冷媒圧縮機の入口案内羽根の角度、又は冷媒圧縮機の速度及び冷媒圧縮機の入口案内羽根の角度の両方によって決まる。したがって、冷媒圧縮機の操作変数処理能力は、冷媒圧縮機の速度、冷媒圧縮機の入口案内羽根の角度、又は冷媒圧縮機の速度及び冷媒圧縮機の入口案内羽根の角度の両方である。
【００２７】
制御変数のセットには、主熱交換器１の暖端部３の温度差（これは、導管２０内の流体の温度と導管２５内の温度との差である）が含まれる。
好適には、中央点７の所の温度差である追加の変数は、制御される。この温度差は、第一管側１３の中央点７の所で液化されるガスの温度と、主熱交換器１のシェル側１０の中央点７の所での流体の温度との差である。明細書及び特許請求の範囲では、この温度差は、第一中央点温度差と言う。
【００２８】
好適には、中央点７の所での温度差である追加の変数は、制御される。この温度差は、第一管側１３の中央点７の所で液化されるガスの温度と、導管５２経由で導入される重質混合冷媒流の温度との差である。明細書及び特許請求の範囲では、この温度差は、第二中央点温度差と言う。
【００２９】
好適には更なる制御変数は、第一管側１３の中央点７の所で液化されるガスの温度である。
制御変数のセットには、液化天然ガスの温度に関する変数も含まれる。更に制御変数のセットには、分離容器４５に入る冷媒の組成、主熱交換器１のシェル１０内の圧力、分離容器４５内の圧力、及び分離容器４５内の液体の水準８１が含まれる。
【００３０】
最適化すべき変数のセットには、液化製品の生産量が含まれる。
これらの変数を選択することにより、モデル予測制御に基づく高度のプロセス制御による主熱交換器１の制御が達成される。
出願人は、こうして液化製品の生産量を最適化し、主熱交換器での温度分布を制御し、かつ冷媒の組成及び量又は残量を制御する効率的で迅速な制御が達成できることを見い出した。
【００３１】
本発明に必要なのは、混合冷媒の組成及び残量は、液化製品の生産量を最適化することから分離できないと言う見識である。
制御変数の一つは、熱交換器１の暖端部３の所の温度差であり、この温度差は、導管２０内の流体の温度と、導管２５内の温度との差である。暖端部３の温度は、液体冷媒がシェル側１０から導管２５経由で確実に取り出されないようにするため、所定の限界間（最小限界値と最大限界値間）で維持される。
【００３２】
好適には、中央点７の所の温度差である追加の変数は制御される。この温度差は、第一管側１３の中央点７の所で液化されるガスの温度と、主熱交換器１のシェル側１０内の中央点７の所での流体の温度との差である。この第一中央点温度差は、所定の範囲に保持しなければならない。
【００３３】
好適には、中央点７の所での温度差である追加の変数は、制御される。この温度差は、第一管側１３の中央点７の所で液化されるガスの温度と、導管５３経由で導入される重質混合冷媒流の温度との差である。この第二中央点温度差は、所定の範囲に保持しなければならない。
【００３４】
好適には更なる制御変数は、第一管側１３の中央点７の所で液化されるガスの温度であり、この温度は所定値未満に保持しなければならない。
制御変数の一つは、液化天然ガスの温度に関する変数である。好適にはこれは、主熱交換器１から導管２３経由で取り出される液化天然ガスの温度である。或いは、液化天然ガスの温度に関する変数は、導管７５を流れる排ガスの量である。
【００３５】
好適には、最適化すべき変数のセットには、液化製品の生産量の他、冷媒の窒素含有量及び冷媒のプロパン含有量を含み、窒素含有量が最小化され、一方、プロパン含有量が最大化される。
【００３６】
冒頭で述べたように、最適化は、別途に行うことができるし、或いは性能指数の計算で行うことができる。後者の場合、最適化すべき変数は、所定の重み係数で荷重する。両方法とも、オペレーターは、生産量を最大化するか、或いは冷媒組成を最適化するか選択できる。
【００３７】
本発明の別の目的は、圧縮機の利用を最大化することである。この目的には、圧縮機の制約に達するまで、液化天然ガスの生産量を最大化する。したがって、制御変数のセットには、更に、冷媒圧縮機３０の駆動に必要な動力、或いは２つ以上の冷媒圧縮機を使用した場合は複数の冷媒圧縮機が含まれる。
【００３８】
更に冷媒圧縮機の速度は、暖端部３の所での温度差の最大値が最大限界値に達するまで低下できる点で制御変数である。
熱交換器４３では、高圧冷媒は一部凝縮される。この熱交換器及び幾つかの他の熱交換器（図示せず）では、熱は、熱交換器（又は複数の熱交換器）のシェル側内で好適な圧力下に蒸発する補助冷媒（例えばプロパン）との間接熱交換により除去される。
【００３９】
蒸発した補助冷媒は、ガスタービン９２のような好適なモーターで駆動される補助圧縮機９０で圧縮される。補助冷媒は、空気を外部冷却剤とする空気冷却機９５で凝縮される。高圧で凝縮した補助冷媒は、膨張バルブ９９を備えた導管９７経由で熱交換器４３のシェル側に達する。この凝縮した補助冷媒は、低圧で蒸発し、更に、この蒸発した補助冷媒は、導管１００経由で補助圧縮機９２に戻される。２つ以上の補助圧縮機を並列又は直列に配列して使用できることは理解されよう。
【００４０】
空気冷却機９５は、冷媒を海水で冷却する熱交換器と取り替えできる。
補助冷媒のサイクル制御を主熱交換器１の制御と統合するため、操作変数のセットには、更に、補助冷媒圧縮機９０又は複数の補助冷媒圧縮機の処理能力が含まれ、また制御変数のセットには、更に、補助冷媒圧縮機９０又は複数の補助冷媒圧縮機を駆動するための動力が含まれる。
【００４１】
補助冷媒圧縮機（或いは２つ以上の補助冷媒圧縮機を用いた場合は、複数の補助冷媒圧縮機）の処理能力は、補助冷媒圧縮機の速度、補助冷媒圧縮機の入口案内羽根の角度、又は補助冷媒圧縮機の速度及び補助冷媒圧縮機の入口案内羽根の角度の両方により決まる。したがって、補助冷媒圧縮機の操作変数処理能力は、補助冷媒圧縮機の速度、補助冷媒圧縮機の入口案内羽根の角度、又は補助冷媒圧縮機の速度及び補助冷媒圧縮機の入口案内羽根の角度の両方である。
【００４２】
図に示した実施態様では、重質冷媒は、バルブ４９ａを備えた導管４９経由で排出でき、またガス状軽質冷媒は、バルブ５４ａを備えた導管５４経由で排気できる。或いは混合冷媒は、冷媒圧縮機３０の下流の導管３２から取り出せる。この方法では、冷媒の量も調節できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】天然ガスの液化用プラントのフロースキームを概略的に示す。
【符号の説明】
【００４４】
１      主熱交換器
３      暖端部
５      冷端部
７      中央点
１０    シェル側
１３    第一管側
１５    第二管側
１６    第三管側
２０    原料供給導管
２３    液化天然ガス流導管
２５    蒸発冷媒導管
２６ａ〜２６ｄ  調節用冷媒成分組成物導管
３０    冷媒圧縮機
３２    高圧冷媒導管
３５    ガスタービン
４２    空気冷却機
４３    熱交換器
４５    分離容器又は分離器
４６    入口装置
４７    液体重質冷媒フラクション導管
４８    ガス状軽質冷媒フラクション導管
５０    過冷却重質冷媒流導管
５１    膨張バルブ
５２    重質冷媒（フラクション）流導管
５４    ガス状軽質冷媒（フラクション）流導管
５９    膨張軽質冷媒流導管
７０    フラッシュ容器
７１    膨張バルブ
７２    入口装置
７５    排ガス導管
８０    液化製品導管
８１    液体水準
９０    補助冷媒圧縮機
９２    ガスタービン
９５    空気冷却機
９７    凝縮補助冷媒導管
９９    膨張バルブ
１００  蒸発補助冷媒導管
【図１】
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【国際調査報告】
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