JP2000503108A - 液化天然ガスの保存・輸送方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 主に窒素およびメタンからなる液化天然ガス（ＬＮＧ）を、ＬＮＧデコクションをタンク２内に保存し、保存したまま輸送する方法である。デコクションをタンク２から取出し、デコクションの圧力を高くした後、デコクションをメタンおよび窒素の凝縮温度の間にある温度まで冷却器２０において冷却しする。凝縮されたメタンのみをタンク２に戻す。また、この方法の実施装置でもある。

Description

【発明の詳細な説明】 液化天然ガスの保存・輸送方法および装置 本発明は、窒素および主にメタンなどの他のガス（以下単にメタンと呼ぶ）か らなる液化天然ガス（以下ＬＮＧと呼ぶ）を、ＬＮＧが沸騰し、ガス状のＬＮＧ （以下デコクションと呼ぶ）を発生するタンク内に保存し、輸送する方法に関す る。 また、本発明は、この方法の実施装置にも関する。 ほぼ大気圧に相当する圧力でＬＮＧ（液化天然ガス）を保存したり、輸送する と、このＬＮＧの一部が沸騰し、ガスに変わる。 ＬＮＧ輸送船では、推進のための燃料としてデコクションを使用している。と いうのは、この種の輸送に使用できるより経済的な代替燃料がないからである。 ところが、輸送船の航行費が結果として高くなる。なぜなら、蒸気を発生し、輸 送船を推進する例えばジーゼルモーターよりも効率の低い蒸気タービンを運転す るために、ガスを使用しているからである。 一方、共通の解決策として、天然ガスを再液化し、これをタンクに導入するこ とがあるが、これはエネルギーの消費量がきわめて大きい。 本発明の目的は、液化天然ガスの保存コストおよび輸送コストを削減する方法 および装置を提供することである。 本発明方法および装置の特徴については、特許請求の範囲における特徴項に記 載した通りである。 以下、本発明を添付図面について詳しく説明する。なお、図１は本発明装置に よって、ＬＮＧを保存または輸送するシステムまたはプラントの実施態様を示す 概略配管図である。 図１に示すように、システムのタンク２にＬＮＧ４（液面は参照数字６で示す ）を装入する。この液面６上のタンク空間は、パイプライン８を介して、モータ ー１４によって駆動される第１コンプレッサー１２を有する第１コンプレッサー 装置１０の入り口に連絡する。 このコンプレッサー装置１０の出口は、パイプライン１６を介して、第１冷却 器または第１熱交換器２０の第１流路１８の入り口に連絡する。そして、この流 路１８の出口は気液分離器２２の入り口に連絡する。 冷却器２０の第２流路の入り口には、パイプライン３０を介してそれ自体は標 準的な冷却プラント２６から冷却した冷却液を供給する。そして、その出口がパ イプ２８を介して冷却プラント２６に加熱された冷却液を戻す。 分離された液体が流れ出す気液分離器２２の出口は、パイプライン３２を介し て、ポンプ３４の入り口に接続する。一方、分離されたガスは分離器２２からパ イプライン３６を介して周囲雰囲気に流れ出す。 ポンプ３４の出口は、 パイプライン３７を介してパイプライン１６の導入点 ３６に、 パイプライン４０を介してタンク２内のＬＮＧ液面下部のタンク空間に、そし て パイプライン４２を介してタンク２内のＬＮＧ液面上の空間に連絡する。 タンク２内のパイプライン４２の終点にノズル装置４４を設ける。 また、パイプライン４０、４２には、それぞれ逆止めノズル４６、４８を設け てもよい。 導入点３８と冷却器２０における第１流路１８の入り口との間で、パイプライ ン１６に、電気ケーブル５２を介して電気作動式逆止め弁５４に接続することが できる温度センサー５０を接続する。 ここで使用する冷却プラント２６は、公知形式のもので、モーター６０によっ て駆動される第２コンプレッサー５８を有する第２コンプレッサー装置５６を備 えている。第２コンプレッサー５６の下流側には、中間冷却器６２を設け、その 下流側に第３コンプレッサー６４を設ける。 第２コンプレッサー５８の入り口は、パイプライン７０を介して、第２冷却器 または熱交換器６８の第３流路の出口に連絡する。第２コンプレッサー装置６８ の出口は、パイプライン７３を介して第２熱交換器６８の第４流路７２の入り口 に連絡し、そして第４流路７２の出口は膨張用タービン７４の入り口に連絡する 。このタービ ンの出口は、パイプライン３０を介して、第１熱交換器２０の第２流路２４の入 り口に接続する。第３コンプレッサー６４は膨張用タービン７４によって駆動さ れる。 本発明装置は次のように作動する。 タンク２のデコクションがパイプライン８により第１コンプレッサー装置１０ に流れると、圧縮され、これによって大きく過熱する。このコンプレッサー装置 １０から、デコクションが第１熱交換器２０の第１流路１８を流れると、メタン の凝縮温度と窒素の凝縮温度との間にある温度に冷却される。これによって、気 液混合物が分離器２２に流れ、ここで液体メタンが窒素ガスから分離され、窒素 ガスはパイプライン３６を介して大気中に流れ出る。 逆止め弁４６を開くと、液体メタンの第１部分がパイプライン４０を介してタ ンク２内のＬＮＧ液面下部に戻る。また、逆止め弁４８を開くと、液体メタンの 第２部分がパイプライン４２を介してタンク２に戻り、ノズル装置４４を介して デコクション、即ちＬＮＧ液面６上に広がるため、デコクションを冷却する。こ の結果、その一部がタンク内で凝縮するので、少なくともデコクションが減るこ とになる。 ＬＮＧをタンクに満パイにした状態で船舶輸送する場合、通常は、逆止め弁４ ８が閉じ、逆止め弁４６が開いているが、これら逆止め弁４６、４８、５４の位 置に関する組合せは上記に限定されず、任意の組合せが可能で ある。 第１コンプレッサー装置１０と第１熱交換器２０との間にあるパイプ１６中の デコクションの温度がある限界値を越えると、温度センサー５０が逆止め弁５４ に信号を送り、これを開く。特に、タンク内のＬＮＧ量が多くなく、従ってデコ クションの量がかなり少なくなった場合に信号送信が起きる。この場合、第１コ ンプレッサー装置が最適な作動状態にないと、効率が低下し、圧縮されたデコク ションの温度が比較的高くなる。この場合には、導入点３８を介してパイプライ ン１６に液体メタンの第３部分が送られるため、第１熱交換器２０に流入するデ コクションの温度を下げることができ、これによって第１熱交換器２０がデコク ション温度を必要な温度まで下げることができる。 メタンの第３部分を戻す場合も、熱交換器の成分を通常方法でアルミニウムか ら形成できる程度に、第１熱交換器２０に供給されるデコクションの温度を下げ ることができる。 デコクションがすべて完全に凝縮すると、エネルギー回収効率はほぼ２０％に なる。デコクションのごく一部が凝縮すると、即ち本発明に従ってメタンが一部 凝縮し、窒素がガス状態で雰囲気や大気中に放出されると、エネルギー回収効率 はほぼ３８％に達する。 当業者ならば、第１熱交換器と分離器とをタンクより高い位置に設置すると、 重力により液化メタンをタンク に戻すことができることを理解できるはずである。この場合には、一方、ポンプ によって、第１冷却器２０の入り口の前方にある戻り点に液化メタンを戻す必要 がある。 さらに、当業者ならば、本装置におけるコンプレッサー装置の数を多くし、こ れらを直列に相互接続し、これらの間に中間冷却器を設けることができることも 理解できるはずである。同様に、本発明装置には、それ自体が標準的な配管構成 成分、例えば逆止め弁やチェック弁を上記成分間に設置し、これらを上記と同様 にして作動させることも可能であることを理解できるはずである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９９年１月１８日（１９９９．１．１８） 【補正内容】 液化天然ガスの保存・輸送方法および装置 本発明は、窒素および主にメタンなどの他のガス（以下単にメタンと呼ぶ）か らなる液化天然ガス（以下ＬＮＧと呼ぶ）を、ＬＮＧが沸騰し、ガス状のＬＮＧ （以下デコクションと呼ぶ）を発生するタンク内に保存し、保存したまま輸送す るさいに、デコクションをタンクから取出し、デコクションの圧力を高くし、圧 力の高くなったデコクションを冷却器で冷却し、凝縮してから、タンクに戻すこ とからなる液化天然ガスの保存・輸送方法に関する。 また、本発明は、この方法の実施装置にも関する。 ほぼ大気圧に相当する圧力でＬＮＧ（液化天然ガス）を保存したり、輸送する と、このＬＮＧの一部が沸騰し、ガスに変わる。 ＬＮＧ輸送船では、推進のための燃料としてデコクションを使用している。と いうのは、この種の輸送に使用できるより経済的な代替燃料がないからである。 ところが、輸送船の航行費が結果として高くなる。なぜなら、蒸気を発生し、輸 送船を推進する例えばジーゼルモーターよりも効率の低い蒸気タービンを運転す るために、ガスを使用しているからである。 ＵＳ−Ａ−４６７５０３７によって、上記冒頭に記載した工程を含み、タンク からのすべてのデコクションを 凝縮し、タンクに戻す方法は公知である。ところが、この方法はエネルギーの消 費量がきわめて大きい。 本発明の目的は、液化天然ガスの保存コストおよび輸送コストを削減する方法 および装置を提供することである。 本発明方法および装置の特徴については、特許請求の範囲における特徴項に記 載した通りである。 以下、本発明を添付図面について詳しく説明する。なお、図１は本発明装置に よって、ＬＮＧを保存または輸送するシステムまたはプラントの実施態様を示す 概略配管図である。 図１に示すように、システムのタンク２にＬＮＧ４（液面は参照数字６で示す ）を装入する。この液面６上のタンク空間は、パイプライン８を介して、モータ ー１４によって駆動される第１コンプレッサー１２を有する第１コンプレッサー 装置１０の入り口に連絡する。 請求の範囲 １．窒素および主にメタンなどの他のガス（以下単にメタンと呼ぶ）からなる液 化天然ガス（以下ＬＮＧと呼ぶ）を、ＬＮＧが沸騰し、ガス状のＬＮＧ（以下デ コクションと呼ぶ）を発生するタンク２内に保存し、保存したまま輸送するさい に、デコクションをタンク２から取出し、デコクションの圧力を高くし、この圧 力の高くなったデコクションを冷却器２０で冷却し、凝縮し、タンクに戻すこと からなる液化天然ガスの保存・輸送方法において、 上記のデコクションを圧縮メタンおよび圧縮窒素の凝縮温度の間にある温度ま で冷却し、 凝縮されていないガス状窒素から凝縮されたメタンを分離し、 凝縮されたメタンをタンク２に戻し、そして 凝縮されていない窒素を大気中に放出することを特徴とする液化天然ガスの保 存・輸送方法。 ２．冷却器２０において冷却しないで、上記の凝縮されたメタンの一部を上記デ コクションに供給することを特徴とする請求項１の方法。 ３．窒素および主にメタンなどの他のガス（以下単にメタンと呼ぶ）からなる液 化天然ガス（以下ＬＮＧと呼ぶ）を、ＬＮＧが沸騰し、ガス状のＬＮＧ（以下デ コクションと呼ぶ）を発生するタンク２内に保存し、輸送す るさいに、第１コンプレッサー装置１０を使用して、タンク２からのデコクショ ンを圧縮し、そして入り口を第１コンプレッサー装置１０の出口に接続し、そし て圧縮されたデコクションを冷却する冷却器２０を有する凝縮装置を使用する方 法を実施する装置において、 冷却器２０を使用して、上記の圧縮されたデコクションを圧縮メタンと圧縮窒 素の凝縮温度の間にある温度まで冷却し、 さらに、この凝縮されたメタンからガス状の窒素を分離する分離器と、 凝縮されたメタンをタンク２に戻す第１配管構成４０、４２、４４、４６、４ ８と、そして 凝縮されていない窒素を大気中に放出する第２配管構成３６とを有することを 特徴とする装置。 ４．上記の凝縮されたメタンを分離器２２から第１配管構成にポンプ供給するポ ンプ３４をさらに有することを特徴とする請求項３の装置。 ５．上記の凝縮されたメタンを分離器２２から第３配管構成にポンプ供給して、 冷却器２０の入り口の上流側にある導入点３８にこの凝縮されたメタンを供給す るポンプ３４をさらに有することを特徴とする請求項３の装置。 ６．第３配管構成が、導入点３８と冷却器２０の入り口との間に設けられた温度 センサー５０と、上記ポンプを上記導入点に接続するパイプライン３７と、パイ プライン３７に設けられ、温度センサー５０によって制御され る第１逆止め弁５４とをさらに有することを特徴とする請求項５の装置。 ７．第１配管構成が、上記タンク内の終端に、タンク２の上部に設置されたノズ ル装置４４を設けた第１パイプライン４２有する請求項３〜６のいずれか１項の 装置。 ８．第１配管構成が、タンク２内の底部を終端とした第２パイプライン４０を有 することを特徴とする請求項３〜７のいずれか１項の装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，Ｍ Ｗ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，Ｅ Ｓ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＤ ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，Ｍ Ｇ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ， ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，Ｖ Ｎ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．窒素および主にメタンなどの他のガス（以下単にメタンと呼ぶ）からなる液 化天然ガス（以下ＬＮＧと呼ぶ）を、ＬＮＧが沸騰し、ガス状のＬＮＧ（以下デ コクションと呼ぶ）を発生するタンク２内に保存し、保存したまま輸送するさい に、デコクションをタンク２から取出し、デコクションの圧力を高くする液化天 然ガスの保存・輸送方法において、 上記の圧力の高いデコクションを圧縮メタンおよび圧縮窒素の凝縮温度の間に ある温度まで冷却器２０において冷却し、そして 凝縮されたメタンをタンク２に戻すことを特徴とする液化天然ガスの保存・輸 送方法。 ２．冷却器２０において冷却しないで、上記の凝縮されたメタンの一部を圧力の 高いデコクションに供給することを特徴とする請求項１の方法。 ３．冷却器２０で冷却されているが、まだ液化していない窒素を大気中に放出す る請求項１または２の方法。 ４．窒素および主にメタンなどの他のガス（以下単にメタンと呼ぶ）からなる液 化天然ガス（以下ＬＮＧと呼ぶ）を、ＬＮＧが沸騰し、ガス状のＬＮＧ（以下デ コクションと呼ぶ）を発生するタンク２内に保存し、輸送するさいに、第１コン プレッサー装置１０を使用して、タンク２からのデコクションを圧縮する方法を 実施する装 置において、 入り口を第１コンプレッサー装置１０の出口に接続し、そして圧縮されたデコ クションを圧縮メタンと圧縮窒素の凝縮温度の間にある温度まで冷却する冷却器 ２０と、凝縮されたメタンからガス状の窒素を分離する分離器とを有する凝縮装 置と、 凝縮されたメタンをタンク２に戻す第１配管構成４０、４２、４４、４６、４ ８とを有することを特徴とする装置。 ５．上記の凝縮されたメタンを分離器２２から第１配管構成にポンプ供給するポ ンプ３４をさらに有することを特徴とする請求項４の装置。 ６．上記の凝縮されたメタンを分離器２２から第２配管構成にポンプ供給して、 冷却器２０の入り口の上流側にある導入点３８にこの凝縮されたメタンを供給す るポンプ３４をさらに有することを特徴とする請求項４の装置。 ７．第２配管構成が、導入点３８と冷却器２０の入り口との間に設けられた温度 センサー５０と、上記ポンプを上記導入点に接続するパイプライン３７と、パイ プライン３７に設けられ、温度センサー５０によって制御される第１逆止め弁５ ４とをさらに有することを特徴とする請求項６の装置。 ８．第１配管構成が、上記タンク内の終端に、タンク２の上部に設置されたノズ ル装置４４を設けた第１パイプライン４２有する上記請求項のいずれか１項の装 置。 ９．第１配管構成が、タンク２内の底部を終端とした第２パイプライン４０を有 することを特徴とする上記請求項のいずれか１項の装置。