Journal of the Korean Institute of Gas (한국가스학회지)

The Korean Institute of GAS (한국가스학회)
권호 표지

Performance Characteristics of Natural Gas Liquefaction Process using Liquid-gas Heat Exchanger

액-가스 열교환기를 적용한 천연가스 액화공정 성능 특성

  • Published : 2009.12.31
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

In this paper, two different types of natural gas liquefaction cycle with 2 staged compression were designed and simulated to develop liquefaction process which is the core technology in the Industry of natural gas liquefaction plant. These include the cascade cycle with inter-cooler which is consisted of propane, ethylene and methane cycle. One of these is that liquid-gas heat exchanger is applied to between methane and ethylene cycles, and another is that liquid-gas heat exchanger is added to between ethylene and propane on the above process. Also, these cycles are compared with two staged cascade process using an inter-cooler. The COP of process2 is shown about 14.0% higher than that of process1, respectively. Also, the yield efficiency of LNG improved comparing with process1 with 11.5% lower specific power.

본 연구에서는 천연가스 액화 플랜트 산업에서의 핵심 기술인 액화공정 개발을 위해 두 가지 2단 압축 방식의 액화 사이클의 성능을 시뮬레이션 하였다. Process1은 케스케이드 액화공정을 기초로 하여 프로판, 에틸렌, 메탄 사이클 모두 인터쿨러가 적용된 것이다. Process 2는 위의 공정에 메탄과 에틸렌 사이클 사이에 액-가스 열교환기를 적용하였고, Process 3은 위의 공정에 에틸렌과 프로판 사이클 사이에 액-가스 열교환기를 추가로 적용하였으며, 인터쿨러를 적용한 케스케이드 공정과 성능을 비교하였다. Process 2의 COP는 Process 1보다 14.0%정도 높게 나타났고, LNG 단위 생산량 당 소비 동력은 11.5% 정도 낮게 나타났다.

Keywords

References

  1. 김용웅, 천연가스 이야기, 설비저널, Vol. 31, No. 9, pp. 27-30, 2002
  2. 오승택, 이호생, 윤정인, 이상규, LNG 액화사이클 개발현황, 설비저널, Vol. 38, No. 3, pp. 13-17, 2007
  3. D. L. Andress, The Phillips Optimized Cascade LNG Process a Quarter Century of Improvement, The Permission of the Institute of Gas Technology, 1996
  4. Yoshitugi Kikkawa et. al, Development of Liquefaction Process for Natural Gas, Journal of Chemical Engineering of Japan, Vol. 30, No. 4, pp. 625-630, 1997 https://doi.org/10.1252/jcej.30.625
  5. L. Terry, Comparison of Liquefaction Process, LNG Journal 21, No. 3, pp. 28-33, 1998
  6. Wen-sheng Cao et. al, Parameter Comparison of Two Small-scale Natural Gas Liquefaction Process in Skid-mounted Packages, Applies Thermal Engineering, No. 26, pp. 898-904, 2006
  7. 오승택, 김현우, 이호생, 이경범, 윤정인, 이상규, 2단 인터쿨러를 적용한 LNG 액화 사이클 시뮬레이션, 한국 가스학회 춘계 학술발표회 논문집, pp. 225-228, 2009
  8. H. S. Lee, S. T. Oh, H. W. Kim, J. I. Yoon, G. B. Yi, S. G. Lee, Analysis of Cryogenic Refrigeration Cycle using Two Stage Intercooler, 5th International Conference on Diffusion in Solids and Liquids, pp. 40-41, 2009
  9. 이호생, 오승택, 김현우, 최원재, 윤정인, 이상규, 팽창기를 적용한 초저온 액화공정 특성 비교, 한국 동력기계공학회 춘계학술대회 논문집, pp. 250-254, 2009
  10. 오승택, 이호생, 이경범, 윤정인, 이상규, 2단 압축 방식을 적용한 초저온 액화 사이클 특성, 대한 설비공학회 하계 학술발표대회 논문집, pp. 109, 2009