JPH0147717B2 - - Google Patents

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JPH0147717B2
JPH0147717B2 JP55175681A JP17568180A JPH0147717B2 JP H0147717 B2 JPH0147717 B2 JP H0147717B2 JP 55175681 A JP55175681 A JP 55175681A JP 17568180 A JP17568180 A JP 17568180A JP H0147717 B2 JPH0147717 B2 JP H0147717B2
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gas
liquefied
heat exchanger
expansion
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Paradosukii Anri
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FURANSEEZU DECHUUDO E DO KONSUTORUKUSHION TEKUNITSUPU CO
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は流体を低温に冷却する方法並びに装置
に関し、特に本発明の主題として、流体を低温即
ち現在の好適値の−30℃よりも低い温度に冷却
し、例えばメタンに富む天然ガス又は合成ガスを
液化する方法においてエネルギを節約し設備費及
び原価を低減し得る方法並びに装置に関する。本
発明は上述の方法並びに装置の実施に際して各種
の大小の装置、設備、工場に適用可能である。 流体を冷却し特に低温ガスを液化する場合に、
流体を所要の熱交換器を通して高圧低温で天然又
は合成ガスの凝縮を生じさせ、液化したガスを高
圧で深冷し、膨脹弁を通して膨脹させて液化ガス
を低圧で貯留タンクに集める方法並びに装置は多
い。更に、冷却の場合に冷却流体即ち寒冷生成流
体を低温高圧で凝縮させ、液状冷却流体を低温高
圧で深冷した後に膨脹弁で膨脹させて低圧で気化
させることは既知である。 本発明の主目的はこの既知の装置において同じ
製品処理量について冷却流体用圧縮機の消費動力
を減少して処理費を低下することにある。 上述の目的を達成するために、本願発明におい
ては、天然ガス等の低沸点を有するガスを少なく
とも１つの冷却流体と熱交換させることによつて
冷却して液化するための方法であつて、前記液化
されるべきガスは開回路にしたがつて高圧で液化
され、この液化されたガスは深冷の後に低圧に膨
張され、前記冷却流体は異なつた数種の組成物の
混合物であり、該冷却流体は、閉ループの冷却サ
イクルにしたがい、気体状態における少なくとも
１回の圧縮、少なくとも部分的な高圧凝縮を伴う
少なくとも１回の予冷、１回の全液化、１回の深
冷、少なくとも１回の膨張およびその後の気化、
液体状態の冷却流体とこれと向流式に流れる気化
した冷却流体との間における冷却流体の自己冷却
およびガスの液化を伴う熱交換、をそれぞれ受
け、この再加熱された冷却流体の蒸気が最終的に
再循環されかつ再圧縮されるガス液化方法におい
て、液化されたガスあるいは液化された冷却流体
の前記膨張の少なくとも一方あるいは両方が単一
の液相に対して力学的に行い、この単一の液相は
この力学的な膨張に供された後にも全体として液
体であるようになしている。 また、本願発明によれば、天然ガス等の低沸点
を有するガスを少なくとも１つの冷却流体と熱交
換することによつて冷却して液化するために用い
られる液化ガス装置が提供され、この装置は、一
方に液化されるべきガスの開回路と、他方に数種
の組成を含む冷却流体の少なくとも１つの閉回路
と、を備え、液化されるべきガスの前記開回路
が、前記冷却流体が流過する少なくとも１つの熱
交換器の中の少なくとも１つの冷却されるべきガ
ス用の通路、および液化したガスを膨張させる少
なくとも１つの膨張手段を備えており、冷却流体
用の前記閉回路が、気体状態の冷却流体用の少な
くとも１つの圧縮機、および少なくとも１つの冷
却−凝縮器を備えており、前記熱交換器が、液化
した冷却流体用の少なくとも１つの流通路、およ
びこの流通路とは反対方向に伸びる気化した冷却
流体用の少なくとも１つの通路を備え、この通路
の上流側の端部は前記流通路の下流側の端部に連
結されており、また前記流通路は前記液化された
冷却流体を膨張させるための膨張手段および気化
した冷却流体用の前記通路の上流側の端部に挿入
され冷却流体を液化するためのスプレー手段を備
えており、また気化した冷却流体用の前記通路の
下流側の端部は前記圧縮機の吸入側に連結されて
おり、更に、液化したガスおよび液化した冷却流
体を膨張させるための前記膨張手段の少なくとも
一方あるいは両方が少なくとも１つの低温動力吸
収タービン機械からなり、このタービン機械は単
一の液相を力学的に膨張させこの単一の液相がこ
の力学的膨張に供された後にも全体として液体状
態で存在するようになされた少なくとも１つの流
体タービンを備えている。 すなわち、本願発明によれば、天然ガス等の低
沸点を有するガスを少なくとも１つの冷却流体と
熱交換することによつて冷却して液化するに際
し、「液化されたガスあるいは液化された冷却流
体又はその両方の膨張を力学的に行うとともに、
この膨張の前後において液化されたガスあるいは
流体を液体の状態に維持する」ことにより、ガス
あるいは冷却流体の膨張に伴うエネルギを利用し
てガス液化のためのコスト、すなわち単位液体ガ
ス量当たりの電気代、を低減し、更に、この膨張
流体をその膨張の前後にわたつて液体状態で行う
ことにより、例えば流体タービンにおけるキヤビ
テーシヨンを防止して、より効率的なガスの液化
を行うことを可能とするのである。 本発明による利点は次の通りである。 所要圧縮動力を減少する。即ち冷却流体用圧縮
機の吸収する動力を同じ量の液化流体について減
少する。天然ガス特にメタンの多い天然ガスを液
化する場合のこの利得は例えば約10％に達する。 低温膨脹液圧作動タービンを使用して発電機又
は他の補助回転機械を駆動し機械的エネルギを使
用したエネルギ回収を行ない得る。この回収エネ
ルギは圧縮機の消費するエネルギの約５％とな
る。 即ち、本発明によつて、冷却流体用圧縮機の吸
収する入力エネルギ総計の例えば約15％までの総
計エネルギ節約が得られる。 本発明はどんな型式の冷却流体系にも適用で
き、使用基準はその国又は他方のエネルギ節約規
範によつて定まる。本発明は主として地方的エネ
ルギ費用及び特にエネルギ供給価格によつて経済
性が変化する。即ち、エネルギ供給費の割合に応
じて、エネルギ費が比較的高価になる場合は著し
い低温が必要でない設備でも低温膨脹タービンを
使用するのが有利になる。 この点に関して、膨脹させるべき流体の膨脹前
の温度が低い程、膨脹タービンは膨脹弁よりも有
利になる。冷却流体圧縮の入力動力の利得は、冷
却サイクルの効率が悪い程液圧膨脹タービンの使
用による利得が大きい。冷却サイクルは比較的高
い圧力差で作動する場合となる。 使用する熱交換器、凝縮器はコイル型、プレー
ト型、フイン付きチユーブ等がある。 本発明の目的と利点とを明らかにするための例
示をした実施例並びに図面について説明する。各
図において同じ符号によつて同様の部分又は部品
を示す。圧力値はすべて絶対圧力である。 第１図に示す開回路１は液化すべき天然ガス
GNの液化回路を示し、閉回路２は主冷却流体の
回路を示す。両回路１，２は少なくとも１個の深
冷熱交換器３において熱的に結合されてガスの液
化を行う。 開回路１は熱交換器３に導く入口ダクト４を有
し、熱交換器３内のネスト型又はクラスタ型の巻
いた管群５を経てダクト６を通り、液圧作動膨脹
タービン７に入る。タービン７の出口は導管８を
経て液化天然ガスGNL貯留用タンク９に連結す
る。タービン７とタンク９との間に所要に応じて
膨脹弁１０を介挿する。タービン７の生ずる動力
を吸収する回転機械１１は例えば発電機とし、タ
ービン７と発電機１１とによつて発電機ユニツト
を形成する。 二点鎖線で囲んで示す閉回路２内の冷却流体は
数種のガスの混合物とし、主要部分は炭化水素と
するのが好適である。 閉回路２を冷却流体の流れの方向に説明する。
ガス状冷却流体用の少なくとも１個の圧縮機１２
は例えば２段とし、低圧段１２ａと高圧段１２ｂ
とを別個に又は共通の原動機によつて駆動する。
圧縮機１２はガス状の冷却流体を圧縮し、低圧段
１２ａの圧縮流体出口は中間冷却器１３を経て高
圧段１２ｂの吸込口に連結する。中間冷却器１３
の冷却媒体は外部から供給され、例えば水又は空
気とする。高圧段１２ｂの出口ポートは最終冷却
器１５及び少なくとも１個の凝縮器１６を経て熱
交換器３の入口に連結する。最終冷却器１５は例
えば中間冷却器１３と同じ型式とし、冷却媒体は
外部から供給され、例えばプロパン又はプロピレ
ンとする。熱交換器３内で前述の管群５とほゞ同
じ方向に延長する内部通路１７の入口側に導管１
４を接続し、出口側はダクト１８を経て液圧作動
膨脹タービン１９に入る。タービン１９の出口は
ダクト２０を経て熱交換器３内の蒸発系に入る。
蒸発系は内部通路５，１７とほゞ平行として通路
５，１７の下流端から上流端に向けて延長する少
なくとも１本の通路とする。蒸発系の他の方法と
して図示のジエツトスプレ装置２１とし、熱交換
器３のケーシングの内部スペース内に直接開口し
て、スプレされた液は内部通路５，１７の出口側
から入口側に流下して通路５，１７を形成する管
外周に直接接触して蒸発し、通路５，１７内の流
体を冷却する。 タービン１９の出口と熱交換器３との間の導管
２０に少なくとも１個の膨脹弁２２を介挿するの
が好適である。タービン１９の出力軸は機械的に
回転機械２３の駆動軸に連結する。回転機械２３
は例えば回転機械１１と同様の発電機又は所要の
出力発生機械とする。 第１図に示す装置の作動は次の通りである。液
化すべき天然ガスGNをダクト４に圧力約40Kg／
cm2、温度約−35℃で供給する。このガスは熱交換
器３の内部通路５を流れて冷却流体と熱交換し、
液化し、過冷して熱交換器３を出る。この液は高
圧でダクト６を通り、温度は例えば約−150℃で
ある。液化ガスは膨脹タービン７を通つて約３
Kg／cm2の低圧となり、タービンを連続回転駆動し
て回転機械１１を駆動して外部仕事を行ない、工
業的効果を得る。タービン７を出た液化ガスは膨
脹弁１０を通つて更に低圧となりタンク９に液
GNLとして貯留される。 この間、冷却流体においては、完全にガス化し
て熱交換器３を出る冷却流体は圧力約27Kg／cm2、
温度約38℃で圧縮機１２の低圧圧縮段１２ａに入
り、中間圧力で中間冷却器１３を通つて高圧段１
２ｂに入り、約40Kg／cm2の高圧ガスとして導管１
４、最終冷却器１５を通り、凝縮器１６では上述
の高圧で温度約−35℃で部分的又は完全に液化す
る。この流体は熱交換器３の内部通路１７に入つ
てスプレ装置２１から流下する流体と熱交換して
更に冷却されて完全に液化する。この時の温度約
−150℃、圧力約38Kg／cm2で熱交換器３を出て導
管１８を経て液圧作動タービン１９に入つて約３
Kg／cm2、−150℃の低圧で導管２０を経て熱交換器
３に入る。膨脹弁２２で更に膨脹させることもで
きる。タービン１９内の膨脹によつて連続回転運
動を生じさせ、回転機械２３を駆動して外部仕事
を行なう。膨脹した冷却流体はジエツトスプレ装
置２１によつて熱交換器３のケーシング内に流入
し、内部通路５，１７内の流体と対向流熱交換し
て蒸発し、通路５，１７内の流体を強く冷却して
全部を液化し、更に冷却する。蒸発した冷却流体
は出力ポート２４から熱交換器３を出る。この時
の圧力約2.7Kg／cm2、温度約−38℃であり、ダク
ト２５を経て圧縮機１２の低圧段１２ａに流れ、
閉回路サイクルを完了する。開回路１に液化すべ
きガスの供給が続く間は閉回路２内のサイクルは
繰返される。本発明によつて、タービン７内で液
化ガスの圧力低下を生じさせることによつて簡単
な弁を通す場合よりも多量の冷却すべきガスを流
すことが可能となり、熱交換器３の冷却能力は大
になり、圧縮機１２の単位流量当り所要入力も減
少する。このため設備費は安価になる。通常の膨
脹弁に代えて本発明によつて液圧作動膨脹タービ
ンを採用することによつて、膨脹弁内で生ずる大
きな圧力差の損失を回収することができる。第１
図の装置は簡単な構造で高性能であり有利であ
る。 第２図に示す装置は第１図に比較して冷却流体
を通す閉回路２に関して改善されている。熱交換
器３は図示の例では２部分３ａ，３ｂに分割し、
共通のケーシングとせずに互に直列に接続した２
組の熱交換器とすることができる。熱交換器部分
３ａ内においては液化すべきガスの液化及び冷却
流体の液化が行われ、部分３ｂ内では部分３ａ内
で液化したガスの深冷が行われる。 熱交換器３の部分３ａと凝縮器１６との間に介
挿した相分離器２６は凝縮器１６の出力に連結
し、第１図に示す熱交換器内部通路１７は二部分
１７ａ、１７ｂに分ける。両部分１７ａ，１７ｂ
はほゞ平行に延長し、部分１７ａは熱交換器３の
両部分３ａ，３ｂ内を延長し、通路部分１７ｂは
熱交換器部分３ａ内のみを通る。通路１７ａの入
口端は導管１４ａを経て相分離器２６のガス相捕
集スペースに連結し、通路１７ｂの入口端は導管
１４ｂを経て相分離器２６の液相捕集スペースに
連結する。通路１７ａの下流端は導管１８ａを経
て液圧作動膨脹タービン１９ａの入口に連結す
る。タービン１９ａは回転機械２３ａに機械的に
連結する。タービン１９ａの出口は導管２０ａ、
所要に応じて膨脹弁２２ａを経て例えばジエツト
スプレー蒸発系２１ａに接続する。スプレ装置２
１ａは熱交換器部分３ｂの頂端は取付ける。内部
通路１７ｂの下流端は導管１８ｂを経て液圧作動
膨脹タービン１９ｂに接続し、タービン１９ｂの
軸は回転機械２３ｂに機械的に連結する。タービ
ン１９ｂの出口は導管２０ｂ、所要に応じて膨脹
弁２２ｂを経て例えばジエツトスプレ装置２１ｂ
に接続する。スプレ装置２１ｂは熱交換器３の中
間部即ち両部分３ａ，３ｂの間の部分に開口す
る。 第２図の装置の作動は次の通りである。 液化すべき天然ガスGNは例えば温度約−35
℃、圧力約45Kg／cm2のガス体で熱交換器３の部分
３ａ内の内部通路５に流入して液化し、液化した
ガスは熱交換器３の部分３ｂ内の内部通路５内で
深冷され、温度約−160℃、圧力約42Kg／cm2で熱
交換器を出てタービン７で膨脹して第１図と同様
にタンク９内に貯留される。 圧縮機１２内で高圧に圧縮された冷却流体は凝
縮器１６内で例えば温度約−35℃、圧力約40Kg／
cm2で部分凝縮してガスと液相との混合物となり、
相分離器２６内で夫々に分離される。ガス相はダ
クト１４ａを経て熱交換器３の部分３ａ内の内部
通路１７ａに流入して液化し、液化した流体は熱
交換器３の部分３ｂ内の内部通路１７ａ内で深冷
されて導管１８ａに温度約−160℃、圧力約38
Kg／cm2で入り、液圧タービン１９ａに入つて膨脹
する。この膨脹によつてタービン及び回転機械２
３ａを回転させて外部仕事を行なうと共に約−
163℃に冷却され圧力は約3.2Kg／cm2となる。この
膨脹した液は導管２０ａ、所要に応じて膨脹弁２
２ａを経てスプレ装置２１ａから熱交換器部分３
ｂ内に流入する。この液は熱交換器３のケーシン
グ内を流下し、内部通路５，１７ａ，１７ｂと対
向流熱交換して通路内流体を冷却して蒸発する。
分離器２６の液相部分は熱交換器３の内部通路１
７ｂを通つて更に冷却され、例えば温度約−120
℃、圧力約38Kg／cm2となつて熱交換器３を出てダ
クト１８ｂを経て液圧作動タービン１９ｂに入つ
て膨脹し、タービン及び回転機械２３ｂを駆動し
て外部仕事を行なう。この膨脹によつて更に冷却
して温度約−123℃、圧力約3.0Kg／cm2となりダク
ト２０ｂを経てスプレ装置２１ｂから熱交換器３
の部分３ａ内に流入し熱交換によつて蒸発する。
この蒸発部分は熱交換器部分３ｂから流下する蒸
発部分と混合して内部通路５，１７ａ，１７ｂを
流れる流体の方向に関して対向流熱交換を行な
う。熱交換器ケーシング内の冷却流体が通路５，
１７ａ，１７ｂの管外面に直接接触するため強い
熱交換が行われる。このため、熱交換器部分３ｂ
内の通路５，１７を流れる液化ガス及び液化冷却
流体の強い深冷が行われ、熱交換器部分３ａ内の
通路５，１７ａ内の流体の液化が行なわれ、熱交
換器部分３ａ内の通路１７ｂを通る液化冷却流体
の深冷が行なわれる。熱交換器３の出力ポート２
４からダクト２５に流れるガス状冷却流体は温度
約−38℃、圧力2.7Kg／cm2であり圧縮機１２に入
つて冷却回路を繰返す。 第３図に示す実施例の第２図との差異は液化す
べきガスの予冷を行なう点と、冷却流体の別の閉
回路即ち軽質主冷却流体回路２と重質補助冷却回
路３′とを有し、両冷却回路２，３′に共通の深冷
熱交換器として凝縮器１６′によつて熱的に結合
する。 液化すべきガスの回路１を熱交換器２７を通し
て予冷する。熱交換器２７は冷却すべきガス回路
１と主冷却流体回路２とに共通とする。熱交換器
２７は例えば板型とし通路２８，２９を有する。
通路２８は熱交換器３の前のダクト４に介挿し、
通路２９は熱交換器３の出口２４と圧縮機１２の
低圧吸引口との間に介挿する。熱交換器２７の出
口と熱交換器３の入口との間にガス処理装置３０
を介挿して重質成分を除去するのが好適である。 第３図の回路１の作動は次の通りである。 液化すべきガスGNはダクト４に入る時は例え
ば温度約＋20℃、圧力約40Kg／cm2として熱交換器
の通路２８に流入して予冷され、通路２９を通る
主冷却流体と熱交換して一部凝縮する。熱交換器
２７を出たガスは処理装置３０を流れて温度約−
50℃圧力約45Kg／cm2で熱交換器３の通路５に流入
し、完全に液化し深冷されて温度約−158℃圧力
約42Kg／cm2となつて熱交換器３を出る。液化した
ガスは前述の通り膨脹してタンク９内に温度約−
158.5℃、圧力約1.1Kg／cm2で貯留される。 主冷却流体回路２においては、凝縮器１６′は
深冷熱交換器を形成し、好適な例としてプレート
型であり、最終冷却器１５の出口と相分離器２６
の入口との間のダクト１４に介挿した内部通路３
１を有する。主冷却流体回路２の作動は次の通り
である。 圧縮機１２の後の最終冷却器１５を出る主冷却
流体は例えば温度約＋30℃、圧力約41Kg／cm2であ
つて凝縮器１６の通路３１を通り、冷却回路３を
通る補助冷却流体と熱交換して一部は凝縮する。
凝縮器１６′の出口の主冷却流体は例えば温度約
−50℃圧力約40Kg／cm2であり分離器２６で気相と
液相とに分離される。液相は熱交換器３内で深冷
されて温度約−130℃、圧力約38／cm2となり、前
述の通りに膨脹して温度約−133℃に冷却され、
圧力約35Kg／cm2に低下し次に熱交換器３内で蒸発
する。主冷却流体の分離器２６を出た気相は熱交
換器３内で液化し深冷されて例えば温度約−158
℃圧力約36Kg／cm2となる。この流は前述の通りに
膨脹して温度約−163℃に冷却され、圧力約3.7
Kg／cm2に低下し、熱交換器３内で蒸発する。熱交
換器３内で蒸発した主冷却流体の全量は熱交換器
３の出口ポート２４を例えば温度約−60℃圧力約
3.2Kg／cm2で熱交換器２７の通路２９を通路２８
内の液化すべきガスと対向流として流れて通路２
８内のガスを冷却する。熱交換器２７を出る主冷
却流体の温度は約＋７℃、圧力約３Kg／cm2であり
導管２５を経て圧縮機１２に流入する。 補助冷却流体回路３′は流体の流れの方向に圧
縮機３２を有する。圧縮機３２は２段圧縮機であ
り、低圧段圧縮機３２ａと高圧段圧縮機３２ｂと
から成る。第１段圧縮機３２ａの出口はダクト３
３を経て凝縮器３４の入口に接続する。凝縮器３
４は外部流体例えば水又は空気で冷却する。凝縮
器３４の出口は相分離器３５に接続し気相は導管
３６を経て第２段圧縮機３２の吸込口に接続す
る。圧縮機３２ｂの出力ポートは導管３７を経て
凝縮器３８′に接続する。凝縮器３８は外部冷却
媒体、例えば水又は空気で冷却する。分離器３５
の液相は導管３９に接続され循環ポンプ４０によ
つて第２段圧縮機３２の出口導管３７に合流点４
１で合流して凝縮器３８に入る。 凝縮器３８の補助冷却流体出口は熱交換器１
６′の内部通路４２に流入する。通路４２の出口
は導管４３によつて液圧作動膨脹タービン４４の
入口に接続する。液圧タービン４４の軸は機械的
に回転機械４５に連結する。タービン４４の出口
は導管４６を経て熱交換器１６′内の補助冷却流
体通路４７の上流端に接続する。通路３１，４
２，４７はほぼ同じ方向にほぼ平行に延長するが
互に熱交換を行なう。通路４７の下流端は熱交換
器１６′の出口４８、導管４９を経て第１段圧縮
機３２ａの入力ポートに接続する。 補助冷却流体回路３′の作動は次の通りである。
補助冷却流体はガス状で例えば温度約25℃圧力約
３Kg／cm2で第１段圧縮機３２ａに吸込まれ、中間
圧力で排出されて凝縮器３４を通り、圧縮された
補助冷却流体の一部は凝縮して気相液相の混合物
となり、相分離器３５内で分離される。気相は例
えば温度約30℃圧力約15Kg／cm2で第２段圧縮機３
２ｂに吸込まれ、高圧でダクト３７に流入する。
同じ中間圧力の液相はポンプ４０に吸込まれて第
２段圧縮機３２ｂの出口圧力に昇圧され、ダクト
３７を通るガス状冷却流体に合流点４１で合流す
る。高圧ガス液混合物は凝縮器３８内で完全に凝
縮し、温度約＋30℃圧力約25Kg／cm2で凝縮器を出
る。液状冷却流体は熱交換器１６′の内部通路４
２を通つて深冷され例えば温度約−50℃圧力約23
Kg／cm2で熱交換器１６′を出る。冷却された冷却
流体は液圧作動タービン４４を通つてタービン及
び回転機械４５を駆動し、流体温度は例えば約−
53℃に低下し、圧力は約33Kg／cm2に低下する。タ
ービン４４を出た膨脹冷却流体は更に膨脹弁５０
を必要に応じて通り、ダクト４６を経て熱交換器
１６′の内部通路４７を通路３１，４２内の流体
流と反対方向に流れ対向流熱交換を行なつて蒸発
する。蒸発した補助冷却流体は通路３１内の主冷
却流体との熱交換によつて主冷却流体を冷却して
部分的に凝縮させると共に、通路４２内を流れる
液状補助冷却流体を深冷する。熱交換器１６′の
出口４８では蒸発補助冷却流体は例えば温度25℃
圧力約３Kg／cm2であり、ガス状で第１段圧縮機３
２ａに流入する。かくして冷却回路３が繰返され
る。 説明のために、第３図に示す本発明の装置と、
第３図と同様の回路とし膨脹用にはタービンでな
く膨脹弁を使用した既知の装置との作動比較を次
に説明する。 両装置共に液化すべき天然ガスは次の条件とし
た。 温度：＋20℃ 絶対圧力：45Kg／cm2 質量流量：181500Kg／ｈ 化学分析、重量％ メタン：79.56 エタン：9.95 プロパン：7.29 イソブタン：1.60 ノルマルブタン：1.60 膨脹部材の出口における液化ガスの条件は次の
通り、 温度：−158.5℃ 絶対圧力：３Kg／cm2 質量流量：181150Kg／ｈ 化学分析は天然ガスと同じ。 液化した天然ガスは絶対圧力約1.10Kg／cm2でタ
ンクに貯留した。 熱交換器１６′，２７，３ａ，３ｂの熱交換面
の構造は等しくし、平均温度での各熱交換器の熱
伝達量は次の値とした。 熱交換器 熱伝達量 16′ 8500000Kcal／ｈ／℃ 27 1450000 〃 3a 9200000 〃 3b 1700000 〃 両装置の性能に比較は次の表に示す。
【表】
【表】 第１表に示す通り、圧縮機の全動力は3048KW
即ち約６％の利得となる。膨脹タービンの軸から
機械的エネルギとして回収された動力は1057KW
即ち全圧縮機動力の２％である。 液化天然ガスGNLの膨脹はタービン７のみで
行なう。主及び補助冷却流体の膨脹は２段で行な
う。即ち、 各膨脹タービン１９ａ，１９ｂ，４４で行なう
液相のみの膨脹。 タービンの下流の膨脹弁２２ａ，２２ｂ，５０
での気液相膨脹。 第３図の回路において、膨脹によつて次の圧力
低下が得られる。 タービン７での液化天然ガスGNLの膨脹、42
Kg／cm2から３Kg／cm2に、 タービン１９ａでの主冷却流体の膨脹、36Kg／
cm2から6.2Kg／cm2に 膨脹弁２２ａでの主冷却流体の膨脹、6.2Kg／
cm2から3.7Kg／cm2に、 タービン１９ｂでの主冷却流体の膨脹、38Kg／
cm2から７Kg／cm2に、 膨脹弁２２ｂでの主冷却流体の膨脹、７Kg／cm2
から3.5Kg／cm2に、 タービン４４での補助冷却流体の膨脹、23Kg／
cm2から4.3Kg／cm2に、 膨脹弁50での補助冷却流体の膨脹、4.3Kg／cm2
から3.3Kg／cm2に、 第１表の試験を行なう場合、本発明装置と既知
の装置との作動条件は同じにしたが、次の第２表
に示す差異があつた。
【表】 タービンを使用したことによる動力の利得は次
の第３表に示す。
【表】 第３表に示す通り、液圧膨脹タービンを使用す
る場合に温度が低い程利益が大きいことが明らか
である。 第３図の実施例において、主冷却流体補助冷却
流体用圧縮機１２，３２の所要総計動力は次の通
りである。 タービン７，１９ａ，１９ｂ，４４を使用せず：
53746KW タービンを使用：50698KW それ故、液圧膨脹タービンの使用によつて冷却
流体圧縮用動力の総計利得はこの実施例では
3048KWであり、タービン軸で回収される機械的
動力の総計は1057KWとなる。 第４図に示す装置は主即ち軽質冷却流体回路２
と、補助即ち重質冷却流体回路３′との構成を精
密にした回路を示す。第３図に示す凝縮器１６′
とした熱交換器に代えて２組の熱交換器ユニツト
１６′ａ，１６′ｂを使用し、夫々例えばプレート
型熱交換器として直列に接続する。２組のユニツ
トとすることもでき１組のユニツト内に２部分を
形成することもできる。 主冷却流体回路２において、最終冷却器１５の
出口をダクト１４によつて第１の凝縮熱交換器１
６′ａの内部通路３１ａの上流端に接続し、通路
３１ａの下流端は熱交換器１６′ａの出口で相分
離器５１に接続する。分離器５１の液相は導管５
２を経て熱交換器２７の内部通路５３の上流端に
接続する。内部通路５３は熱交換器２７の他の内
部通路２８，２９とほぼ平行に延長する。通路５
３の下流端は導管５４を経て液圧膨脹タービン５
５の入口に接続する。タービンの軸は機械的に回
転機械５６に連結する。タービンの出口は導管５
７、所要に応じて膨脹弁５８を経て、熱交換器３
の出口ポート２４と熱交換器２７の入口ポートと
の間のダクト２５に形成した合流点５９に接続す
る。 相分離器５１のガス相スペースは導管６０を経
て第２の凝縮熱交換器１６′ｂの内部通路３１ｂ
の上流端に接続し、通路３１ｂの下流端はダクト
を経て第３図について述べた相分離器２６に接続
する。 補助冷却流体回路３′においては、圧縮機装置
３２は冷却流体の流れの方向に第１段圧縮機３２
ａ１、第２段圧縮機３２ａ２、第３段圧縮機３２
ｂから成り、個別に夫々の原動機によつて駆動す
ることもでき、組合せて１個又は２個の原動機に
よつて駆動することもできる。同様にして前述の
実施例の圧縮機装置１２，３２についても各段圧
縮機を個別の原動機で駆動することもでき、共通
の１台の原動機で駆動することもできる。この場
合は両段圧縮機を機械的に互に連結する。 第１段圧縮機３２ａ１の出口ポートをダクト６
０中間冷却器３４′を経て第２段圧縮機３２ａ２
の吸込口に接続する。冷却器３４′は外部冷却媒
体、例えば水又は空気で冷却する。第２段圧縮機
３２ａ２、第３段圧縮機３２ｂは第３図に示した
第１第２段圧縮機３２ａ，３２ｂに相当し、相互
接続関係は同様である。 圧縮機３２の最終冷却器３８の出口は第１の凝
縮熱交換器１６′ａの内部通路４２ａの上流端に
接続し、通路４２ａの下流端は中間ダクト３７′
を経て第２の凝縮熱交換器１６′ｂの内部通路４
２ｂの上流端に接続する。通路４２ｂの下流端は
外部ダクト４３ｂを経て液圧作動膨脹タービン４
４ｂの入口に接続する。タービン４４ｂの軸は機
械的に回転機械４５ｂに連続する。タービン４４
ｂの出口はダクト４６ｂ、所要に応じて膨脹弁５
０ｂを経て第２の凝縮熱交換器１６′ｂの内部通
路４７ｂの上流端に接続し、通路４７ｂの下流端
は外部ダクト４９ｂを経て第１段圧縮機３２ａ１
の吸込口に接続する。中間ダクト３７′は分岐点
６１で分岐ダクト４３ａに分流して液圧膨脹ター
ビン４４ａの入口に接続する。タービン４４ａの
軸は回転機械４５ａに機械的に連結する。タービ
ン４４ａの出口は導管４６ａ、所要に応じて膨脹
弁５０ａを経て第１の凝縮熱交換器１６′ａの内
部通路４７ａの上流端に接続する。通路４７ａの
下流端は熱交換器１６′ａの出口４８ａであり、
外部ダクト４９ａを経て合流点６２で第１段圧縮
機３２ａ１の吐出口ダクト６０に合流して第２段
圧縮機３２ａ２の吸込口に接続される。 第４図に示す装置の作動は次の通りである。 回路１において、液化すべきガスGNは例えば
温度約＋20℃圧力約45Kg／cm2でダクト４を通り、
熱交換器２７の内部通路２８を通り、主冷却流体
と熱交換して温度約−70℃圧力約44Kg／cm2とな
る。冷却されたガスはガス処理装置３０を通つて
最も重質の成分を分離した後に熱交換器３を通つ
て順次液化され深冷されて温度約−160℃圧力約
41Kg／cm2となる。熱交換器３を出た液は前述の通
り膨脹させ貯留する。 主冷却流体回路２については、圧縮機１２の最
終冷却器１５を出たガス状流体は例えば温度約＋
30℃圧力約31Kg／cm2であり、第１の凝縮熱交換器
１６′ａの内部通路３１ａを通り補助冷却流体と
熱交換して一部が液化する。一部液化した主冷却
流体が第１の凝縮熱交換器１６′ａを出る時は温
度約−30℃圧力約30Kg／cm2となつて分離器５１に
入り液相と気相とに分離される。液相は熱交換器
２７の内部通路５３を流れて冷却され温度約−70
℃圧力約28Kg／cm2となつて液圧タービン５５で膨
脹しタービンと回転機械５６とを回転させる。こ
の膨脹によつて冷却されて温度約−75℃、圧力約
3.2Kg／cm2となる。この液相は更に膨脹弁５８を
通り、熱交換器３を出る主冷却流体の気相部分と
出口ポート２４で合流して全量が熱交換器２７の
内部通路２９を流れ完全に気化して圧縮機１２で
圧縮される。分離器５１で分離された気相は第２
の凝縮熱交換器１６′ｂの内部通路３１ｂを流れ
て補助冷却流体と熱交換して一部液化し、第２の
熱交換器１６′ｂを出る時は例えば温度約−70℃
圧力約29Kg／cm2となり前述の分離器２６に入る。
主冷却流体の以下の作動は第３図についての説明
と同様である。この回路部分において、主冷却流
体の深冷液部分が液圧作動タービン１９ｂに入る
時は例えば温度約−140℃、圧力約28Kg／cm2であ
りタービン１９ｂを出て膨脹した状態では例えば
温度約−143℃圧力約3.5Kg／cm2である。主冷却流
体の深冷液部分が液圧作動タービン１９ａに入る
時は例えば温度約−160℃圧力約27Kg／cm2とし、
タービン１９ｂを出て膨脹した状態では例えば温
度約−163℃圧力約2.7Kg／cm2となる。主冷却流体
が熱交換器３で完全に気化した後の熱交換器３の
出口ポート２４においては例えば温度約−75℃圧
力約3.2Kg／cm2であり、主冷却流体の膨脹した部
分がダクト５７を通つて合流点５７で合流する時
の温度圧力は同じ値とする。全量の主冷却流体は
前述した通り熱交換器２７の内部通路２９を通つ
て完全に気化し、熱交換器２７の内部通路２８，
５３を通る流体に対向流として熱交換し、通路２
８を通る液化すべきガスを冷却し、同時に通路５
８を通る主冷却流体の液部分を深冷する。気化し
た全量の主冷却流体は熱交換器２７内で加熱され
て温度約＋10℃圧力約３Kg／cm2となつて圧縮機１
２に吸込まれて圧縮される。第４図に示す実施例
においては主冷却流体は２部分に分け多量の部分
が熱交換器３を流れる。 補助冷却流体の閉回路３′の作動を説明する。
圧縮された補助冷却流体は完全に液化した状態で
凝縮器３８を出る。この時は例えば温度約＋30℃
圧力約40Kg／cm2であり、第１の熱交換器１６′ａ
の内部通路４２ａを流れて冷却され、例えば温度
約−30℃圧力約39Kg／cm2となる。第１の熱交換器
１６′ａを出た補助冷却流体はダクト３７′の分岐
点６１で２部分に分けられる。一方の部分は液圧
作動タービン４４ａを通つて膨脹し、タービンと
回転機械４５ａとを連続駆動する。タービン出口
で温度は約−33℃に低下し圧力は約142Kg／cm2と
なる。この部分は膨脹弁５０ａを通つて更に膨脹
して第１の熱交換器１６′ａの内部通路４７ａを
流れて内部通路３１，４２ａ内の流体と反対方向
に流れて冷却し、通路３１ａ内の主冷却流体の一
部を液化し通路４２ａ内の液状補助冷却流体を冷
却する。補助冷却流体の気化部分は第１の熱交換
器１６′ａ内で加熱され熱交換器１６′ａを出る時
は例えば温度約＋25℃圧力約10Kg／cm2となつて第
２段圧縮機３２ａ２に吸込される。ダクト３７′
内の液状補助冷却流体の他の部分は第２の熱交換
器１６′ｂの内部通路４２ｂを通つて更に冷却さ
れ、例えば温度約−70℃圧力約38Kg／cm2となつて
液圧作動タービン４４ｂを通つて膨脹しタービン
と回転機械４５ｂとを連続回転駆動する。タービ
ン４４ｂを出る流体は例えば温度約−73℃圧力約
2.2Kg／cm2である。この部分は更に膨脹弁５０ｂ
を通つて膨脹した後に第２の熱交換器１６′ｂの
通路４７ｂを流れて完全に気化し、内部通路３１
ｂ，４２ｂを流れる流体と反対方向に流れて熱交
換し、通路３１ｂ内の主冷却流体の一部を液化
し、通路４２ｂ内の液状補助冷却流体を深冷す
る。気化した補助冷却流体は第２の熱交換器１
６′ｂを通つて加熱され、通路４７ｂを通つて出
口ポート４８ｂを去る時は例えば温度約−33℃圧
力約２Kg／cm2となつてダクト４９ｂを通り、第１
段圧縮機３２ａ１の吸込口に入つて再び圧縮され
中間冷却器３４′を通つて冷却された後に、ダク
ト４９ａを通る第１の熱交換器１６ａから出る補
助冷却流体の気化部分と合流点６２において合流
し、補助冷却流体の全量はガス状で第２段圧縮機
３２ａ２によつて再び圧縮される。圧縮された補
助冷却流体の一部は凝縮器３４内で液化し例えば
温度約＋30℃圧力約20Kg／cm2で分離器３５に入
る。 回路２の内部通路２９、回路３の内部通路４７
ａ，４７ｂは冷却流体が密閉状態で完全に気化す
るが、熱交換器３で示すジエツトスプレ装置２１
ａ，２１ｂと同様な型式とすることもできる。 第５図に示す装置は１種の冷却流体を使用する
閉回路２を示し、冷却流体を４部分に分け、順次
冷却流体自身を冷却し、最終部分のみが液化すべ
きガスの液化及び深冷用として使用される。液化
すべきガスGNの回路１並びにこのガスの予冷、
液化、深冷を行なう冷却流体回路２の部分は特に
熱交換器３，２７に関しては第３図と同様であ
る。第５図の冷却流体回路２の特長部分は次の通
りである。 ガス状冷却流体用の圧縮機装置１２は３個の圧
縮機１２a1，１２a2，１２ｂから成り３段圧縮機
を形成し、夫々独立の原動機駆動とすることもで
き、２台以上の圧縮機を共通軸によつて連結して
１台又は２台の原動機で駆動することもできる。
第２段圧縮機１２a2の出口を導管６３を経て凝縮
器６４の入口に接続する。凝縮機６４は外部冷却
媒体例えば水又は空気で冷却する。凝縮器６４の
出口は相分離器６５に接続する。分離器６５の気
相スペースは導管６６を経て第３段圧縮機１２ｂ
の吸込ポートに接続する。圧縮機１２ｂの出口は
ダクト６７を経て凝縮器６８の入口に接続し、凝
縮器６８の出口は相分離器６９に接続する。分離
器６５の液相はダクト７０を経て循環加速ポンプ
７１吸込口に接続し吐出口は第３の圧縮機１２ｂ
の吐出ダクト６７と凝縮器６８の入口との間の合
流点７２に接続する。冷却流体用の２組の直列の
凝縮熱交換器７３ａ，７３ｂは２個の別ユニツト
とすることもでき、１個の本体７３の共通ケーシ
ング内に第５図に示す通りに組込むこともでき
る。 凝縮熱交換器７３ａは同じ方向にほゞ平行に延
長する少なくとも２種の内部通路７４，７５を有
する。通路７４，７５の上流端は夫々ダクト７
６，７７を経て分離器６９の気相スペースと液相
スペースとに夫々接続する。通路７５の下流端は
導管７８を経て低温液圧作動膨脹タービン７９の
入口に接続する。タービン７９の軸は機械的に回
転機械８０に連結する。タービン７９の出口は導
管８１、所要に応じて膨脹弁８２を経て配分装置
８３に接続する。配分装置８３は熱交換器７３の
ケーシング内で熱交換器７３ａの内部通路７４，
７５の下流端側端部に取付ける。配分装置８３は
例えばジエツトスプレ装置として通路７４，７５
に向けて熱交換器７３ａのケーシング内スペース
に直接開口する。内部通路７４の下流端はダクト
８４を経て熱交換器７３の外部で相分離器５１′
に接続し、気相及び液相スペースは夫々ダクト８
５，８６を経て熱交換器７３ｂ内をほゞ平行に同
方向に延長する内部通路８７，８８の上流端に接
続する。内部通路８７の下流端は導管８９を経て
前述の相分離器２６に接続する。内部通路８８の
下流端は導管９０を経て液圧作動膨脹タービン９
１の入口に接続する。タービン９１の軸は機械的
に回転機械９２に連結する。タービン９１の出口
は導管９３、所要に応じて膨脹弁９４を経て配分
装置９５に接続する。配分装置９５は例えば熱交
換器７３ｂの端部で内部通路８７，８８の下流端
側とする。配分装置９５は例えばジエツトスプレ
装置とし通路８７，８８に向けて両熱交換器７３
ａ，７３ｂの共通ケーシング７３の内部スペース
に開口する。ケーシング７３内部スペースは両熱
交換器７３ａ，７３ｂに共通である。熱交換器７
３の型式としてはネスト、クラスタ、管群型とす
ることもプレート型とすることもできる。この場
合配分装置８３，８５は内部通路７４，７５，８
７，８８にほゞ平行に延長する内部通路とするこ
ともできる。 ケーシング７３の形成する共通内部スペースに
連通させて内部通路７４，７５の上流端附近に取
付けたダクト９６を第２段圧縮機１２a2の吸込ポ
ートに接続する。熱交換器２７内の管群等とした
内部通路２９の上流端から延長するダクト２５は
第１段圧縮機１２a1の吸込ポートに接続し、出口
ポートはダクト９７、中間冷却器９８を経て第２
段圧縮機１２a2の吸込ポートに接続する。中間冷
却器９８は例えば外部冷却媒体例えば水又は空気
冷却とする。ケーシング７３の出口に接続したダ
クト９６は合流点９９においてダクト９７に接続
する。 液化すべきガスの回路１の作動は第３図につい
ての説明と同様であるが、温度圧力の値は例えば
次の値となる。 ダクト４の入口における液化すべきガスは温度
約＋20℃圧力約45Kg／cm2とする。 熱交換器３の入口におけるガスの温度は約−60
℃圧力約44Kg／cm2 熱交換器３の出口の深冷液化ガスの温度は約−
160℃圧力約41Kg／cm2 冷却流体の閉回路２について説明する。冷却流
体のガス化した全量は第２段圧縮機１２a2に吸込
まぜてガス状で再圧縮され凝縮器６４で一部液化
し、例えば温度約＋30℃圧力約20Kg／cm2となる。
この一部液化した流体は分離器６５内で気液分離
される。気相は第３段圧縮機１２ｂに吸込まれて
ガス状で再圧縮され、液相はポンプ７１に吸込ま
れて圧縮され圧縮機１２ｂの出口から吐出される
圧縮ガスに合流点７２で合流する。ガスと液との
混合物は凝縮器６８を流れて更に一部が液化し、
例えば温度約＋30℃圧力約35Kg／cm2で分離器６９
に入つて気液分離される。分離した液相は第１の
熱交換器７３ａの内部通路７５を流れて冷却流体
の気化部分と熱交換して冷却され、気相は熱交換
器７３ａの内部通路７４を流れて同じ気化部分と
熱交換して冷却され一部が液化する。内部通路７
５を出る冷却した液相は例えば温度約−20℃圧力
約34Kg／cm2となり液圧作動タービン７９によつて
膨脹し同時にタービンと回転機械８０とを連続回
転駆動する。膨脹した液は所要に応じて膨脹弁８
２を通つて更に膨脹して熱交換器７３ａの配分装
置８３に達し内部通路７４，７５内の流体流の方
向と反対方向に流下して気化して熱交換を行な
い、通路７４内のガスの一部を液化し、通路７５
内の液を冷却する。 内部通路７４を出た一部液化した流体は例えば
温度約−15℃圧力約35Kg／cm2であり、分離器５
１′内で気液相に分離され、夫々第２の熱交換器
７３ｂの内部通路８７，８８を流れる。通路８７
内で気相の一部は液化され、通路８８内で液相は
蒸発部分と熱交換して深冷される。深冷液部分は
通路８８を出た時に例えば温度約−60℃圧力約33
Kg／cm2であり次に液圧タービン９１を通つて膨脹
すると共にタービン及び回転機械９２を連続回転
駆動する。この膨脹によつて温度は約−63℃圧力
約72Kg／cm2に低下し、所要に応じて膨脹弁９４を
通つて熱交換器７３ｂの配分装置９５から流出
し、気化を続けると共に通路８７，８８内の流体
流の方向と反対方向に流れて流体と熱交換し、通
路８８内の液を深冷し通路８７内のガスの一部を
液化する。熱交換器７３ｂ内で気化した冷却流体
部分は熱交換器７３ａに流れて熱交換器７３ａ内
の冷却流体部分と混合する。熱交換器７３ａ，７
３ｂ内の冷却流体部分は分離器６９，５１′で分
離された液相であり、内部通路７４，７５，８
７，８８内の流体と熱交換して加熱され熱交換器
７３を出て、例えば温度約＋20℃圧力約6.8Kg／
cm2でダクト９６を流れる。 内部通路８７内の一部液化した冷却流体部分は
通路８７を出て、例えば温度約−60℃圧力約33
Kg／cm2でダクト８９を経て相分離器２６に入り、
第２，４図に示した実施例と同様の作動をする。
温度圧力は例示として次の値となる。 タービン１９ｂの入口の液は温度約−130℃圧
力約31Kg／cm2であり、タービン１９ｂの出口では
温度約−133℃圧力約1.8Kg／cm2となる。 タービン１９ａの入口の液は温度約−160℃圧
力約30Kg／cm2であり、タービン１９ａの出口では
膨張した液は温度約163℃圧力約２Kg／cm2となる。 熱交換器２３のケーシングの出口ポート２４を
出る気化流体は温度約−65℃圧力約1.5Kg／cm2で
あり、熱交換器２７の内部通路２９を出る流体は
温度約＋10℃圧力約1.3Kg／cm2でダクト２５に入
り、この温度圧力で第１段圧縮機１２a1に吸込ま
れて圧縮される。 第１段圧縮機１２a1で圧縮されたガス状冷却流
体部分は中間冷却器９８を通り、ダクト９６を通
つて合流するガス状冷却流体部分と同じ圧力温度
条件で合流点９９で合流し、全量の冷却流体はガ
ス状で第２段圧縮機１２a2に吸込まれる。 第１〜５図に示した実施例の一部が本発明を形
成することは勿論である。 本発明を説明のための好適な例示とした実施例
について詳述した。本発明は種々の変型が可能で
あり、実施例並びに図面は例示であつて発明を限
定するものではない。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の第１の実施例として天然ガス
液化装置を示し１種の冷却流体を使用し１回の膨
脹を行なう配管系統図、第２図は第２の実施例を
示し冷却流体の２回の膨脹を行なう系統図、第３
図は第３の実施例を示し主冷却流体と補助冷却流
体を使用し液化すべきガスを予冷し補助冷却流体
が１回の膨脹を行なう系統図、第４図は第４の実
施例を示し主及び補助冷却流体を使用し主冷却流
体が３回補助冷却流体が２回の膨脹を行なう系統
図、第５図は第５の実施例を示し冷却流体を１種
とした系統図である。 １……開回路、２……冷却流体の閉回路、３′
……補助冷却流体の閉回路、３，３ａ，３ｂ，１
６′，２７，７３……熱交換器、７，１９，４４，
５５，７９，９１……液圧作動膨脹タービン、９
……タンク、１０，２２，５０，５８，８２，９
４……膨脹弁、１１，２３，４５，５６，８０，
９２……回転機械、１２，３２……圧縮機、１
３，９８……中間冷却器、１５……最終冷却器、
１６，３４，３８，６４，６８……凝縮器、２１
……ジエツトスプレ装置、２６，３５，５１，６
５，６９……相分離器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 天然ガス等の低沸点を有するガスを少なくと
    も１つの冷却流体と熱交換させることによつて冷
    却して液化するための方法であつて、 前記液化されるべきガスは開回路にしたがつて
    高圧で液化され、この液化されたガスは深冷の後
    に低圧に膨張され、 前記冷却流体は異なつた数種の組成物の混合物
    であつて、該冷却流体は、閉ループの冷却サイク
    ルにしたがい、気体状態における少なくとも１回
    の圧縮、少なくとも部分的な高圧凝縮を伴う少な
    くとも１回の予冷、１回の全液化、１回の深冷、
    少なくとも１回の膨張およびその後の気化、液体
    状態の冷却流体とこれと向流式に流れる気化した
    冷却流体との間における冷却流体の自己冷却およ
    びガスの液化を伴う熱交換、をそれぞれ受け、こ
    の再加熱された冷却流体の蒸気が最終的に再循環
    されかつ再圧縮されるガス液化方法において、液
    化されたガスあるいは液化された冷却流体の前記
    膨張の少なくとも一方あるいは両方が単一の液相
    に対して力学的に行われ、この単一の液相はこの
    力学的な膨張に供された後にも全体として液体で
    あることを特徴とするガス液化方法。 ２ 各々の力学的な膨張の後に外部機械仕事を生
    じない受動的な補助膨張が行われることを特徴と
    する特許請求の範囲第１項に記載のガス液化方
    法。 ３ 前記力学的な膨張が外部機械仕事を生ずるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項
    に記載のガス液化方法。 ４ 天然ガス等の低沸点を有するガスを少なくと
    も１つの冷却流体と熱交換することによつて冷却
    して液化するために用いられるガス液化装置であ
    つて、一方に液化されるべきガスの開回路と、他
    方に数種の組成を含む冷却流体の少なくとも１つ
    の閉回路と、を備え、 液化されるべきガスの前記開回路が、前記冷却
    流体が流過する少なくとも１つの熱交換器の中の
    少なくとも１つの冷却されるべきガス用の通路、
    および液化したガスを膨張させる少なくとも１つ
    の膨張手段を備えており、 冷却流体用の前記閉回路が、気体状態の冷却流
    体用の少なくとも１つの圧縮機、および少なくと
    も１つの冷却−凝縮器を備えており、 前記熱交換器が、液化した冷却流体用の少なく
    とも１つの流通路、およびこの流通路とは反対方
    向に伸びる気化した冷却流体用の少なくとも１つ
    の通路を備え、この通路の上流側の端部は前記流
    通路の下流側の端部に連結されており、また前記
    流通路は前記液化された冷却流体を膨張させるた
    めの膨張手段および気化した冷却流体用の前記通
    路の上流側の端部に挿入され冷却流体を液化する
    ためのスプレー手段を備えており、また気化した
    冷却流体用の前記通路の下流側の端部は前記圧縮
    機の吸入側に連結されており、 更に、液化したガスおよび液化した冷却流体を
    膨張させるための前記膨張手段の少なくとも一方
    あるいは両方が少なくとも１つの低温動力吸収タ
    ービン機械からなり、このタービン機械は単一の
    液相を力学的に膨張させこの単一の液相がこの力
    学的膨張に供された後にも全体として液体状態で
    存在するようになされた少なくとも１つの流体タ
    ービンを有することを特徴とするガス液化装置。 ５ 前記タービンからの排出流体が膨張弁に連結
    されることを特徴とする特許請求の範囲第４項に
    記載のガス液化装置。
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OA (1) OA06666A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0683640U (ja) * 1993-05-15 1994-11-29 株式会社タイショー グレンコンテナ
JP2000512724A (ja) * 1996-03-26 2000-09-26 フイリツプス ピトローリアム カンパニー 凝縮及びストリッピングによるメタンを主とした供給物からの芳香族及び（又は）重質物の除去

Families Citing this family (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4456459A (en) * 1983-01-07 1984-06-26 Mobil Oil Corporation Arrangement and method for the production of liquid natural gas
US4778497A (en) * 1987-06-02 1988-10-18 Union Carbide Corporation Process to produce liquid cryogen
US4970867A (en) * 1989-08-21 1990-11-20 Air Products And Chemicals, Inc. Liquefaction of natural gas using process-loaded expanders
FR2703762B1 (fr) * 1993-04-09 1995-05-24 Maurice Grenier Procédé et installation de refroidissement d'un fluide, notamment pour la liquéfaction de gaz naturel.
US5505232A (en) * 1993-10-20 1996-04-09 Cryofuel Systems, Inc. Integrated refueling system for vehicles
US5415001A (en) * 1994-03-25 1995-05-16 Gas Research Institute Liquefied natural gas transfer
GB9409754D0 (en) * 1994-05-16 1994-07-06 Air Prod & Chem Refrigeration system
US5505049A (en) * 1995-05-09 1996-04-09 The M. W. Kellogg Company Process for removing nitrogen from LNG
US5659205A (en) * 1996-01-11 1997-08-19 Ebara International Corporation Hydraulic turbine power generator incorporating axial thrust equalization means
US5755114A (en) * 1997-01-06 1998-05-26 Abb Randall Corporation Use of a turboexpander cycle in liquefied natural gas process
TW368596B (en) * 1997-06-20 1999-09-01 Exxon Production Research Co Improved multi-component refrigeration process for liquefaction of natural gas
AU1937999A (en) 1997-12-16 1999-07-05 Lockheed Martin Idaho Technologies Company Apparatus and process for the refrigeration, liquefaction and separation of gases with varying levels of purity
RU2151348C1 (ru) * 1999-04-13 2000-06-20 Военный инженерно-космический университет им. А.Ф. Можайского Комбинированная установка для сжижения газов и их хранения на основе криогенной холодильной машины стирлинга
RU2151978C1 (ru) * 1999-04-13 2000-06-27 Военный инженерно-космический университет им. А.Ф. Можайского Комбинированная стирлинг-система для сжижения газов и их долговременного хранения
US6308531B1 (en) * 1999-10-12 2001-10-30 Air Products And Chemicals, Inc. Hybrid cycle for the production of liquefied natural gas
RU2166709C1 (ru) * 1999-11-01 2001-05-10 Военный инженерно-космический университет им. А.Ф. Можайского Высокоэффективная комбинированная система по схеме кириллова для ожижения магистрального природного газа
TW480325B (en) * 1999-12-01 2002-03-21 Shell Int Research Plant for liquefying natural gas
US7219512B1 (en) 2001-05-04 2007-05-22 Battelle Energy Alliance, Llc Apparatus for the liquefaction of natural gas and methods relating to same
US20070107465A1 (en) * 2001-05-04 2007-05-17 Battelle Energy Alliance, Llc Apparatus for the liquefaction of gas and methods relating to same
US7637122B2 (en) * 2001-05-04 2009-12-29 Battelle Energy Alliance, Llc Apparatus for the liquefaction of a gas and methods relating to same
US20070137246A1 (en) * 2001-05-04 2007-06-21 Battelle Energy Alliance, Llc Systems and methods for delivering hydrogen and separation of hydrogen from a carrier medium
US7594414B2 (en) * 2001-05-04 2009-09-29 Battelle Energy Alliance, Llc Apparatus for the liquefaction of natural gas and methods relating to same
US7591150B2 (en) * 2001-05-04 2009-09-22 Battelle Energy Alliance, Llc Apparatus for the liquefaction of natural gas and methods relating to same
US6581409B2 (en) 2001-05-04 2003-06-24 Bechtel Bwxt Idaho, Llc Apparatus for the liquefaction of natural gas and methods related to same
US6742357B1 (en) * 2003-03-18 2004-06-01 Air Products And Chemicals, Inc. Integrated multiple-loop refrigeration process for gas liquefaction
EP1613909B1 (en) * 2003-03-18 2013-03-06 Air Products And Chemicals, Inc. Integrated multiple-loop refrigeration process for gas liquefaction
US7090816B2 (en) * 2003-07-17 2006-08-15 Kellogg Brown & Root Llc Low-delta P purifier for nitrogen, methane, and argon removal from syngas
RU2382962C2 (ru) * 2004-08-06 2010-02-27 Бп Корпорейшн Норт Америка Инк. Способ сжижения природного газа (варианты)
WO2006094969A1 (en) * 2005-03-09 2006-09-14 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method for the liquefaction of a hydrocarbon-rich stream
FR2884303B1 (fr) * 2005-04-11 2009-12-04 Technip France Procede de sous-refroidissement d'un courant de gnl par refroidissement au moyen d'un premier cycle de refrigeration et installation associee.
RU2432534C2 (ru) * 2006-07-14 2011-10-27 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Способ для сжижения потока углеводородов и устройство для его осуществления
AU2007275118B2 (en) * 2006-07-21 2010-08-12 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method and apparatus for liquefying a hydrocarbon stream
AU2007306325B2 (en) * 2006-10-11 2010-06-10 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method and apparatus for cooling a hydrocarbon stream
US8899074B2 (en) * 2009-10-22 2014-12-02 Battelle Energy Alliance, Llc Methods of natural gas liquefaction and natural gas liquefaction plants utilizing multiple and varying gas streams
US9254448B2 (en) 2007-09-13 2016-02-09 Battelle Energy Alliance, Llc Sublimation systems and associated methods
US9217603B2 (en) 2007-09-13 2015-12-22 Battelle Energy Alliance, Llc Heat exchanger and related methods
US8061413B2 (en) 2007-09-13 2011-11-22 Battelle Energy Alliance, Llc Heat exchangers comprising at least one porous member positioned within a casing
US8555672B2 (en) * 2009-10-22 2013-10-15 Battelle Energy Alliance, Llc Complete liquefaction methods and apparatus
US9574713B2 (en) 2007-09-13 2017-02-21 Battelle Energy Alliance, Llc Vaporization chambers and associated methods
US20090145167A1 (en) * 2007-12-06 2009-06-11 Battelle Energy Alliance, Llc Methods, apparatuses and systems for processing fluid streams having multiple constituents
JP5465326B2 (ja) 2009-07-02 2014-04-09 ブルーウォーター・エナジー・サービスィズ・ベー・フェー ガス液化システムの運転停止後の圧力制御
US20110094261A1 (en) * 2009-10-22 2011-04-28 Battelle Energy Alliance, Llc Natural gas liquefaction core modules, plants including same and related methods
WO2012015546A1 (en) 2010-07-30 2012-02-02 Exxonmobil Upstream Research Company Systems and methods for using multiple cryogenic hydraulic turbines
DE102011010633A1 (de) * 2011-02-08 2012-08-09 Linde Ag Verfahren zum Abkühlen eines ein- oder mehrkomponentigen Stromes
EP2642228A1 (en) * 2012-03-20 2013-09-25 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method of preparing a cooled hydrocarbon stream and an apparatus therefor.
US10655911B2 (en) 2012-06-20 2020-05-19 Battelle Energy Alliance, Llc Natural gas liquefaction employing independent refrigerant path
DE102016003588A1 (de) * 2016-03-23 2017-09-28 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zum Verflüssigen einer Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion
CN105783420A (zh) * 2016-04-11 2016-07-20 中国海洋石油总公司 一种基于缠绕管式换热器的双冷剂循环天然气液化系统
WO2018182888A1 (en) 2017-03-31 2018-10-04 Exxonmobil Upstream Research Company Hydraulic turbine between middle and cold bundles of natural gas liquefaction heat exchanger
US20230272971A1 (en) * 2022-02-28 2023-08-31 Air Products And Chemicals, Inc, Single mixed refrigerant lng production process

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL196122A (ja) * 1951-11-30 1900-01-01
GB900325A (en) * 1960-09-02 1962-07-04 Conch Int Methane Ltd Improvements in processes for the liquefaction of gases
DE1626325B1 (de) * 1964-11-03 1969-10-23 Linde Ag Verfahren und Einrichtung zum Verfluessigen von tiefsiedenden Gasen
US3690114A (en) * 1969-11-17 1972-09-12 Judson S Swearingen Refrigeration process for use in liquefication of gases
US3735600A (en) * 1970-05-11 1973-05-29 Gulf Research Development Co Apparatus and process for liquefaction of natural gases
DE2049181B2 (de) * 1970-10-07 1978-06-08 Liquid Gas International Gmbh, 5480 Remagen-Rolandseck Verfahren zur Kälteerzeugung durch Kompression eines Gemisches von verschiedenen Kältemitteln mit unterschiedlichen Siedepunkten
DE2110417A1 (de) * 1971-03-04 1972-09-21 Linde Ag Verfahren zum Verfluessigen und Unterkuehlen von Erdgas
US4094655A (en) * 1973-08-29 1978-06-13 Heinrich Krieger Arrangement for cooling fluids
IT1019710B (it) * 1974-07-12 1977-11-30 Nuovo Pignone Spa Processo ed apparato per la produ zione di elevate percentuali di os sigeno e/o azoto allo stato liquido
FR2292203A1 (fr) * 1974-11-21 1976-06-18 Technip Cie Procede et installation pour la liquefaction d'un gaz a bas point d'ebullition
US4202678A (en) * 1975-08-25 1980-05-13 Air Products & Chemicals, Inc. Air separation liquefaction process
US4065278A (en) * 1976-04-02 1977-12-27 Air Products And Chemicals, Inc. Process for manufacturing liquefied methane
JPS5310605A (en) * 1976-07-17 1978-01-31 Tamotsu Ozawa Method of liquefying petroleum gas
JPS5486479A (en) * 1977-12-22 1979-07-10 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Method and apparatus for producing liquid air using cold source of liquefied natural gas

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0683640U (ja) * 1993-05-15 1994-11-29 株式会社タイショー グレンコンテナ
JP2000512724A (ja) * 1996-03-26 2000-09-26 フイリツプス ピトローリアム カンパニー 凝縮及びストリッピングによるメタンを主とした供給物からの芳香族及び（又は）重質物の除去

Also Published As

Publication number Publication date
IT8046912A0 (it) 1980-12-12
GB2065284B (en) 1984-02-08
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GB2065284A (en) 1981-06-24
AU6531780A (en) 1981-06-18
NL8006735A (nl) 1981-07-16
EG14745A (en) 1984-06-30
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BE886594A (fr) 1981-06-11
AU535685B2 (en) 1984-03-29
US4334902A (en) 1982-06-15
DE3046195A1 (de) 1981-09-03
FR2471567A1 (fr) 1981-06-19
ES497707A0 (es) 1981-11-01
FR2471567B1 (fr) 1986-11-28
ES8200470A1 (es) 1981-11-01
JPS56105260A (en) 1981-08-21
NO803742L (no) 1981-06-17
AR223743A1 (es) 1981-09-15
OA06666A (fr) 1981-09-30
IT1141749B (it) 1986-10-08
CA1142846A (en) 1983-03-15

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