METODO Y PLANTA PARA LA REGASIFICACION DE GNL.
Un método para la regasificación de GNL, método que comprende los pasos de
introducir gas natural y oxígeno sustancialmente puro en un quemador,
retirar un gas de escape que comprende principalmente CO2 y H2O del quemador,
transferir calor en un sistema cerrado de intercambio de calor del quemador al GNL para la evaporación del GNL,
enfriar y secar el gas de combustión para dar CO2 para exportación o deposición
Tipo: Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: W07000218NO.
Solicitante: AKER ENGINEERING & TECHNOLOGY AS.
Nacionalidad solicitante: Noruega.
Dirección: P.O. BOX 222,1326 LYSAKER.
Inventor/es: EIE,ROLF, VIGANDER,KJELL.
Fecha de Publicación: .
Fecha Concesión Europea: 14 de Octubre de 2009.
Clasificación Internacional de Patentes:
- F01K13/00 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA. › F01 MAQUINAS O MOTORES EN GENERAL; PLANTAS MOTRICES EN GENERAL; MAQUINAS DE VAPOR. › F01K PLANTAS MOTRICES A VAPOR; ACUMULADORES DE VAPOR; PLANTAS MOTRICES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR; MOTORES QUE UTILIZAN CICLOS O FLUIDOS DE TRABAJO ESPECIALES (plantas de turbinas de gas o de propulsión a reacción F02; producción de vapor F22; plantas de energía nuclear, disposición de motores en ellas G21D). › Disposición general o método general de funcionamiento de las instalaciones completas de plantas motrices a vapor.
- F01K15/00 F01K […] › Adaptaciones de las plantas motrices a vapor para usos especiales.
- F02C3/22 F […] › F02 MOTORES DE COMBUSTION; PLANTAS MOTRICES DE GASES CALIENTES O DE PRODUCTOS DE COMBUSTION. › F02C PLANTAS MOTRICES DE TURBINAS DE GAS; TOMAS DE AIRE PARA PLANTAS DE PROPULSION A REACCION; CONTROL DE LA ALIMENTACION DE COMBUSTIBLE EN PLANTAS DE PROPULSION A REACCION QUE CONSUMEN AIRE (estructura de turbinas F01D; plantas de propulsión a reacción F02K; estructura de compresores o ventiladores F04; aparatos de combustión en los que la combustión tiene lugar en un lecho fluidizado de combustible u otras partículas F23C 10/00; elaboración de productos de combustión a alta presión o gran velocidad F23R; utilización de turbinas de gas en plantas de refrigeración por compresión F25B 11/00; utilización de turbinas de gas en vehículos, véanse las clases apropiadas relativas a vehículos). › F02C 3/00 Plantas motrices de turbinas de gas caracterizadas por la utilización de productos de combustión como fluido energético (generado por combustión intermitente F02C 5/00). › siendo el combustible o el oxidante gaseoso a temperatura y presión normales (F02C 3/28 tiene prioridad).
- F17C9/04 F […] › F17 ALMACENAMIENTO O DISTRIBUCION DE GASES O LIQUIDOS. › F17C RECIPIENTES PARA CONTENER O ALMACENAR GASES COMPRIMIDOS, LICUADOS O SOLIDIFICADOS; GASOMETROS DE CAPACIDAD FIJA; LLENADO O DESCARGA DE RECIPIENTES CON GASES COMPRIMIDOS, LICUADOS O SOLIDIFICADOS (utilización de cámaras o cavidades naturales o artificiales para el almacenamiento de fluidos B65G 5/00; construcción o ensamblaje de depósitos almacenadores empleando las técnicas de la ingeniería civil E04H 7/00; gasómetros de capacidad variable F17B; máquinas, instalaciones o sistemas de refrigeración o licuefacción F25). › F17C 9/00 Métodos o aparatos para el vaciado de gases licuados o solidificados de recipientes no bajo presión. › Recuperación de la energía térmica.
- F22B1/18G
- F25J1/02 F […] › F25 REFRIGERACION O ENFRIAMIENTO; SISTEMAS COMBINADOS DE CALEFACCION Y DE REFRIGERACION; SISTEMAS DE BOMBA DE CALOR; FABRICACION O ALMACENAMIENTO DEL HIELO; LICUEFACCION O SOLIDIFICACION DE GASES. › F25J LICUEFACCION, SOLIDIFICACION O SEPARACION DE GASES O MEZCLAS GASEOSAS POR PRESION Y ENFRIAMIENTO (bombas criogénicas F04B 37/08; recipientes para almacenamiento de gas, gasómetros F17; llenado o descarga de recipientes con gases comprimidos, licuados o solidificados F17C; máquinas, instalaciones o sistemas de refrigeración F25B). › F25J 1/00 Procedimientos o aparatos de licuefacción o de solidificación de los gases o de las mezclas gaseosas. › requiriendo el empleo de refrigeración, p. ej. de helio, o hidrógeno.
- F25J3/04K
Clasificación PCT:
- F17C9/04 F17C 9/00 […] › Recuperación de la energía térmica.
Fragmento de la descripción:
Método y planta para la regasificación de GNL.
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un proceso de regasificación para GNL que no es perjudicial para el medio ambiente. Más específicamente la invención se refiere a un método y una planta para la regasificación de GNL, que permite la regasificación de GNL sin impacto medioambiental, o sustancialmente reducido, tal como enfriamiento de agua marina y emisión de CO2 a la atmósfera.
Antecedentes técnicos
El gas natural licuado (GNL) es un método para transportar gas metano a través de distancias largas. El gas se licua antes del transporte de la localización de la producción de gas y se transporta como líquido enfriado en transportadores de GNL. Los vehículos cisterna entregan el GNL a una terminal de regasificación de GNL que comprende servicios de descarga de vehículos cisterna de GNL, depósitos de almacenamiento de GNL, unidades de regasificación y gaso- ducto(s) para exportar el gas.
El GNL se tiene que regasificar antes de que se pueda transmitir a través una red de distribución de gasoductos. La regasificación tiene lugar en la unidad de regasificación. Tradicionalmente, se usan dos tecnologías de vaporización en el proceso de regasificación. Estas son los vaporizadores de combustión sumergida (SCV, por sus siglas en inglés) que usan un quemador como fuente de calor y vaporizadores de panel abierto (ORV, por sus siglas en inglés) que usan agua de mar como la fuente de calor. Además, existen intercambiadores de calor para un sistema cerrado de medio de calentamiento en bucle, que usan agua de mar y/o recuperación de calor de sistemas de energía o aire como fuente de calor. La presión del gasoducto de exportación de gas en todas las unidades mencionadas se alcanza mediante bombas de alta presión en la fase líquida del GNL.
Un SCV consiste en un quemador de gas donde parte del quemador y de las conducciones del gas de combustión se sumergen en un lecho de agua. El vaporizador de GNL también se sumerge en el agua calentada. Un ventilador local unido al SCV suministra el aire de combustión necesario. Esto da una tasa de intercambio de calor muy alta y un intercambiador de calor compacto.
Un ORV es una batería de radiadores verticales por encima de un sumidero, donde el agua de mar fluye continuamente hacia abajo en las caras externas de los radiadores por gravedad, mientras el GNL de alta presión hierve en el interior. La cantidad de agua de mar necesaria depende de la caída de temperatura disponible (o permisible) de la descarga de agua caliente. Para un servicio de ORV los dos artículos que consumen más energía con mucho son las bombas de GNL y de agua de mar.
Se necesita una cantidad enorme de agua de mar con la caída de temperatura normalmente limitada que se permite en el agua de mar usada como la fuente de calor. Las entradas de agua de mar están equipadas con tamices de malla fina para limitar que el zooplancton y larvas de peces entren al sistema de agua de mar y vaporizador. El agua de mar se tiñe con hipoclorito para prevenir crecimiento marino en el sistema de conductos.
La salida del agua de mar se arregla con un difusor enorme para dispersar el agua enfriada en la masa de agua circundante, para prevenir mayores diferencias locales de temperatura. Sin embargo, en los últimos estudios los ecologistas han expresado objeciones tanto a la toma/cloración como a la salida/cambios de temperatura, ya que ambos tienen efectos indeseables sobre la vida marina. Además, el sistema de toma de agua de mar es grande, y por lo tanto caro ya que la velocidad de entrada de agua en los tamices se mantiene muy baja para limitar los efectos desfavorables en la vida marina.
Sin embargo, parece que en la mayoría de los casos se prefiere el ORV como el intercambiador principal de calor debido a consideraciones de seguridad y coste operacional más bajo incluso aunque la inversión es mayor. En algunos estudios se ha sugerido el SCV sólo como un intercambiador de reserva en caso de mantenimiento extraordinario, periodos de picos de demanda o en periodos cuando el agua de mar está demasiado fría para dar suficiente vaporización de gas.
La terminal de regasificación de GNL normalmente está impulsada por un moderno e industrializado motor a reacción derivado de un avión. Estos motores tienen quemadores de baja temperatura donde el nitrógeno no se oxida y funcionan con un exceso de aire para limitar la formación de CO. El resultado es un gas de combustión con solo cantidades mínimas de NOX, CO y hollín. La parte principal del gas de combustión es entonces nitrógeno y CO2.
Tal terminal se divulga en EP 0 580 910, considerado como la técnica anterior más cercana.
Las descargas a la atmósfera de la generación de energía y de los SCV tienen efectos desfavorables en la calidad del aire. Es atractivo localizar la terminal que recibe el GNL tan cerca como sea posible del mercado. El mercado normalmente está en áreas industrializadas y pobladas donde la actividad humana ya tiene un impacto importante en la calidad del aire. Muchas ubicaciones que de otra manera serían atractivas para una terminal receptora de GNL pueden de esta manera encontrarse no aceptables por motivos referentes a la calidad del aire.
Además, el foco creciente sobre las emisiones de CO2 es de gran preocupación. Según esto, existe una necesidad para un método y una planta de regasificación que haga posible reducir o incluso eliminar los problemas mencionados para las soluciones presentes.
Compendio de la invención
Según un primer aspecto la invención se refiere a un método para la regasificación de GNL, método en el que el gas natural se quema en un quemador para proporcionar calor para la evaporación de GNL y donde el calor se transfiere del quemador al GNL en un sistema cerrado de intercambio de calor, en donde se usa oxígeno sustancialmente puro en la combustión de gas natural, y se separa CO2 del gas de escape para la exportación o deposición. El uso de oxígeno sustancialmente puro para la combustión produce un gas de escape que comprende H2O y CO2, lo que hace posible separar el CO2 por medios sencillos, tales como enfriamiento del gas de escape y condensación del vapor de agua. Este CO2 se puede comprimir para deposición o licuar adicionalmente para exportación a granel.
Según una forma de realización, el gas de escape enfriado de la combustión se recircula a la combustión. La recirculación del gas de escape enfriado se usa principalmente para controlar la temperatura en la cámara de combustión pero también asegurará una combustión más completa de los hidrocarburos en la cámara de combustión.
Según otra forma de realización, el gas de escape de la combustión que principalmente comprende CO2 y H2O se seca, se comprime y se licua para ser separado y dar CO2 líquido para exportación o deposición. El secado del gas de escape elimina agua y deja CO2 sustancialmente puro. Licuar el CO2 es especialmente preferible cuando el CO2 se va a transportar a través de distancias largas por ejemplo para inyección en un campo lejos de la planta de regasificación.
Según otra forma de realización, el enfriamiento y licuación del CO2 para exportación se usa para proporcionar energía para la gasificación y calentamiento del GNL. Enfriando y licuando CO2 contra el GNL frio que se va a regasificar, se puede retirar incluso más energía del gas de escape, o más específicamente del CO2 antes de que se exporte.
Según un segundo aspecto, la presente invención proporciona una planta para la regasificación de GNL, planta que comprende un quemador encendido por gas para la generación de calor para la regasificación, un sistema cerrado de intercambio de calor para la transferencia de calor del quemador al GNL a ser vaporizado, en donde la planta además comprende una unidad de separación de aire para la generación de oxígeno sustancialmente puro que se va a alimentar al quemador.
Según una forma de realización, la planta comprende además medios para enfriar, secar y comprimir el CO2 generado en el quemador. La compresión y secado del CO2 hace posible usarlo para inyección en un pozo de gas o petróleo para la deposición en un pozo agotado o apoyo de presión para aumentar la producción en un pozo en producción.
Según una forma...
Reivindicaciones:
1. Un método para la regasificación de GNL, método que comprende los pasos de
- introducir gas natural y oxígeno sustancialmente puro en un quemador,
- retirar un gas de escape que comprende principalmente CO2 y H2O del quemador,
- transferir calor en un sistema cerrado de intercambio de calor del quemador al GNL para la evaporación del GNL,
- enfriar y secar el gas de combustión para dar CO2 para exportación o deposición.
2. El método según la reivindicación 1, en donde el oxígeno sustancialmente puro tiene un contenido de oxígeno de más del 90%.
3. El método según la reivindicación 1 ó 2, en donde el gas de combustión enfriado y seco se comprime y enfría contra GNL para dar CO2 líquido para exportación o deposición.
4. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el gas de escape enfriado se recircula al quemador.
5. Una planta para la regasificación de GNL, planta que comprende un quemador encendido por gas (14) para la generación de calor para la regasificación, un sistema cerrado de intercambio de calor (5, 17, 25) para la transferencia del calor del quemador al GNL que se va a vaporizar, caracterizada en que la planta comprende además una unidad de separación de aire (10) para la generación de oxígeno sustancialmente puro para alimentar al quemador (14) para producir un gas de escape que comprende principalmente H2O y CO2, y medios para enfriar y secar el gas de escape para dar CO2.
6. La planta según la reivindicación 5, en donde la planta comprende además medios para comprimir el CO2.
7. Una planta según la reivindicación 5 ó 6, caracterizada en que la planta comprende líneas de recirculación (22, 24) para la recirculación de gas de escape refrigerado al quemador para reducir la temperatura de combustión.
8. Una planta según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizada en que la planta también comprende una unidad de licuación de CO2 (19) para licuar CO2 para exportación desde la planta.
9. Una planta según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, caracterizada en que la planta comprende además medios para generar energía para la generación de energía eléctrica.
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