The purpose of this study is to optimize the operating conditions to maximize the profit of the natural gas liquefaction plant considering the prices of natural gas and liquefied natural gas. By establishing an optimization model of the operating conditions and investment costs of the refrigerant cycle necessary for liquefaction of natural gas, we were able to find the conditions to obtain the maximum profit at the desired liquefaction rate.The price case was selected using Henry Hub’s price information which is used for US natural gas spot transaction. Mathematical modeling was performed considering the lifetime of the equipment to predict investment cost, operating cost, and operating profit according to liquefaction ratio. As a result, it was found that the liquefaction rate which can maximize the profit in the structure in which natural gas is constantly supplied from the gas field was 93%, and the operating conditions were also confirmed.Existing energy and cost-based natural gas liquefaction plant optimization has been underway, but no profit-based research has been conducted. This study is expected to contribute to the development of models based on profit - based optimization and to the economic efficiency of natural gas liquefaction plants.
본 연구의 목적은 천연가스와 액화천연가스의 가격을 고려하여 천연가스 액화플랜트의 수익을 최대화 하기 위한 운전조건을 최적화하는 것이다. 천연가스 액화를 위해 필요한 냉매사이클의 운전조건과, 투자비용의 최적화 모델을 구축하여 원하는 액화율에서 최대의 수익을 얻는 조건을 찾을 수 있었다. 미국 천연가스 현물거래에 사용되는 Henry Hub의 가격정보를 활용하여 가격 Case를 선정하였고 액화율에 따른 투자비용, 운전비용, 운전수익을 예측하기 위해 장치 수명을 고려하여 수학적 모델링을 하였다. 그 결과 가스전에서 천연가스가 일정하게 공급되는 구조에서 수익을 최대화 할 수 있는 액화율이 93%인 것을 알 수 있었고 그 운전 조건 또한 확인 할 수 있었다.기존 에너지 및 비용기반의 천연가스 액화플랜트 최적화가 진행되어왔지만 수익 기반의 연구는 진행되지 않았다. 본 연구를 통해 수익기반 최적화로의 모델개발과 천연가스 액화플랜트 경제성향상에 기여 할 것으로 기대된다.