はじめに
液化天然ガス（略してLNG）とは、常圧下で気体状の天然ガスを-162℃まで冷却して液化させる技術です。天然ガスの液化は、貯蔵・輸送スペースを大幅に節約できるだけでなく、発熱量が高く、性能も優れているため、都市部の負荷調整のバランスを保ちやすく、環境保護や都市汚染の軽減にも貢献するなど、多くの利点があります。
液化はLNG生産およびスキッドマウント型LNGプラントの中核をなす工程です。現在、成熟した天然ガス液化プロセスとしては、主にカスケード液化プロセス、混合冷媒液化プロセス、およびエキスパンダー付き液化プロセスが挙げられます。
カスケード式天然ガス液化プロセスは、常圧下における冷媒の沸点の違いを利用して、冷却温度を段階的に下げることで天然ガスの液化を実現する。
混合冷媒サイクル（MRC）とは、C1～C5炭化水素や窒素など5種類以上の多成分混合冷媒を作動流体として用い、段階的に凝縮、蒸発、膨張させることで、異なる温度レベルでの冷凍能力を得て、天然ガスを徐々に冷却・液化するプロセスです。混合冷媒液化プロセスは、様々な種類の冷凍サイクルに分類されます。
膨張機を用いた液化プロセスとは、高圧冷媒を用いて天然ガスを液化するプロセスであり、ターボ膨張機の断熱膨張による逆クロードサイクル冷凍を実現するものである。
プロセス構成は主に、供給ガス圧力調整・計量ユニット、天然ガス精製ユニット、天然ガス液化ユニット、冷媒貯蔵システム、冷媒循環圧縮システム、LNG貯蔵・積載ユニットから構成される。
設計パラメータ
LNGプラントスキッドを設計するには、以下のパラメータが必要です。
1) プラント設計の基本条件：
供給ガス流量
供給ガス圧力
供給ガス温度
供給ガスの遊離水含有量
2）供給ガスの詳細な組成（モル％）
3) 製品仕様：
液化天然ガス：
出口圧力
出口圧力下での過冷却温度
最大窒素含有量
最大二酸化炭素含有量
