Abstract
Natural gas, one of the cleanest fossil fuel, is liquefied to reduce its volume for the long distance transportation. Small size floating liquefied natural gas plant has small area that safe issue is highly considered. However, Dual Mixed Refrigerants (DMR) process has fire potential by using flammable refrigerants and N2 Expander process has low compressed energy efficiency which has high inherent process safety. Therefore, safe process with high compressed energy efficiency is constantly needed. This study suggested an alternative refrigerants to existing DMR process by using Hydrofluorocarbon which has high safety due to its non-flammable properties. As a result, it showed 34.8% lower compressed energy efficiency than DMR process that contains fire potential whereas 42.6% improved compressed energy efficiency than Single N2 Expander process. In conclusion, this research proposed safe process for small size floating liquefied natural gas plant while having high efficiency.
가장 깨끗한 화석연료 가운데 하나인 천연가스는 장거리 수송 시 부피를 줄이기 위해 액화된다. 그 중 소형 해양 천연가스 액화 플랜트는 면적이 작기 때문에 안전문제가 크게 대두된다. 하지만, 기존에 쓰이는 DMR (Dual Mixed Refrigerants) 공정은 가연성 냉매를 사용함으로써 화재의 위험이 있으며, N2 Expander 공정은 안전하지만 압축 에너지 효율이 낮다는 문제점이 있다. 따라서 안전하면서도 압축 에너지 효율 또한 높은 공정의 개발이 지속적으로 요구되는 상황이다. 본 연구에서는 DMR 공정에 비가연성 냉매인 Hydrofluorocarbon을 사용하여 안전성을 높임으로써 기존 공정들에 대한 대안을 제시하였다. 그 결과, 화재위험이 있는 DMR 공정보다 34.8% 낮은 압축에너지 효율을 보였으나, Single N2 Expander 공정보다 42.6% 향상된 압축 에너지 효율을 나타내었다. 결론적으로 이 연구에서는 안전하면서도 높은 에너지 효율을 내는 소형 해양 천연가스 액화 플랜트 공정을 설계하였다.
