"Réfrigération à basse température'*
La présente invention est relative à des perfectionnements apportés à la réfrigération et concerne plus particulièrement, bien que non de façon limitative, un procédé de réfrigération perfectionné visant à liquéfier le méthane par
l'emploi d'azote initialement liquide.
La présente invention offre une utilité particulière
lorsqu'elle est appliquée à la liquéfaction du méthane par
l'azote. Pour cette raison, l'invention sera décrite en se
reportant de façon détaillée à ces fluides particuliers.
Il convient de noter toutefois que le procédé suivant l'invention n'est pas limité à l'emploi de ces fluides, mais peut
être mise en pratique pour divers autres fluides ayant entre
1 <EMI ID=1.1>
posage et (ou) du transport. Une réfrigération d'environ
398 B.T.U. (226,6 kcal) est nécessaire pour liquéfier chaque kilogramme de méthane à partir de cet état. L'azote liquide peut être employé avantageusement pour obtenir au moins une partie de cette réfrigération. L'azote liquide peut être obtenu à une pression voisine de la pression atmosphérique et
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la théorie en cours actuellement, la liquéfaction pourrait être réalisée par un simple échange thermique entre l'azote et le méthane, à la pression atmosphérique. Ce procédé permet de liquéfier le méthane; toutefois, on doit employer à cet effet ou bien environ 2,1 kilogrammes d'azote pour liquéfier chaque kilogramme de méthane, ou bien, un apport important de réfrigération externe, étant donné que le méthane exige une réfrigération de 398 B.T.U./lb. (226,6 kcal/kg), tandis que l'azote fournit seulement 186 B.T.U./lb. (93,03 kcal/kg).
La présente invention vise à établir un procédé pour liquéfier le méthane à l'aide de l'azote, procédé dans lequel un kilogramme de méthane peut être liquéfié par chaque kilogramme d'azote, en ne faisant appel qu'à un apport réduit
de frigories externes et où il y a production d'énergie mécanique, laquelle peut être utilisée pour assurer la réfrigération externe. L'invention préconise la mise sous pression de l'azote liquide et prévoit en outre deux stades d'échange de chaleur entre l'azote et un courant de méthane. Elle pré- <EMI ID=3.1>
entre la demande et l'apport de froid au cours du procédé.
Un but Important de la présente invention *et d'accroître le degré de réfrigération qui peut tire obtenu au moyen d'un réfrigérant initialement liquide.
Un autre objet de la présente invention est d'établir un procédé pour liquéfier un courant gazeux par réfrigération, procédé dans lequel les débits massiques de courant à réfrigérer et du réfrigérant sont sensiblement égaux.
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liquéfier un courant de gaz par réfrigération, où le réfrigérant produit de l'énergie mécanique au cours du procédé.
Un antre objet de la présente invention est d'établir un procédé économique pour liquéfier un courant de gaz, ce procédé
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équipement courant.
La présente invention a en outre pour objet d'établir un
<EMI ID=6.1>
gérant initialement liquide, procédé dans lequel le réfrigérant est amené à échanger de la chaleur avec le courant de gaz en deux passages de réfrigérant à travers des zones de température sensiblement égales.
Un autre objet de la présente invention est d'établir un procédé pour liquéfier un courant de gaz Moyennant échange de chaleur avec un réfrigérant et avec un réfrigérant complémentaire, procédé dans lequel les débits massiques de courant de gaz et de réfrigérant sont égaux entre eux, cependant que le réfrigérant fournit la majeure partie des frigories nécessaires.
La présente invention se propose en outre d'établir un procédé pour liquéfier un courant de gaz moyennant échange de chaleur arec un réfrigérant initialement liquide, procédé dans lequel le réfrigérant est refroidi en un point intermédiaire au cours du procédé, en vue d'un second échange de .chaleur avec le courant de gaz.
D'autres buts et avantages de l'invention ressortiront
de la description détaillée ci-après, qui doit être considérée conjointement avec le dessin annexé, qui met en évidence la présente invention.
L'unique figure de ce dessin représente un schéma de mar- ; che qui met en évidence la mise en application de la présente invention.
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comme étant un procédé pour réfrigérer un premier liquide, et qui comprend :
(a) l'acheminement d'un courant dudit premier fluide, de manière qu'il échange des calories, à contre-courant, avec
(b) un courant sous pression, initialement liquide, d'un * <EMI ID=8.1>
<EMI ID=9.1>
dudit premier fluide en ce même point,
(c) le maintien à une valeur sensiblement constante de la pression dudit second courant jusqu'à ce que sa température ait atteint une valeur telle que, lorsque ce dernier courant a été détendu jusqu'à une pression inférieure prédéterminée, il se présente essentiellement en phase gazeuse.
(d) la disposition consistant à amener ledit second courant à se détendre, jusqu'à ladite pression prédé- terminée, dans une zone de production d'énergie, dans laquelle sa température se réduit sensiblement, et ensuite
(e) l'acheminement dudit second courant, ainsi refroidi, de manière qu'il échange des calories à contre-courant, avec ledit premier courant.
Dans le dessin annexé, les chiffres de référence 2, 4 et 6 désignent trois échangeurs de chaleur disposés côte à côte. Le plus petit de ceux-ci, soit, l'échangeur 2, est traversé
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rant et du courant à liquéfier, respectivement, comme il sera décrit de façon plus détaillée dans la suite. L'échangeur de chaleur médian 4 est traversé par trois trajets de flux 12, 14,
<EMI ID=11.1>
soi que les échangeurs de chaleur 2, 4 et 6, sont représentés de façon schématique et que les divers trajets de flux peuvent être disposés d'une manière appropriée en vue d'assurer la réfrigération voulue, comme il sera décrit plus loin.
L'appareillage nécessaire pour la mise en pratique de la présente invention comprend également une source de froid ex-
<EMI ID=12.1>
geur de chaleur 6, pour assurer une réfrigération complémentaire du courant de méthane pendant les stades initiaux de
la réfrigération. Un compresseur 28 est en communication avec le trajet de flux 8 du plus petit échangeur de chaleur 2 et peut être d'un type approprié quelconque, qui soit à même de soumettre un courant, initialement liquide, à une pression importante.
Le courant de gaz à liquéfier (qui est ici du méthane) est conduit successivement à travers les trajets de flux de réfrigération 22, 16 et 10, à partir d'une conduite appropriée
30. Le réfrigérant (qui est ici de l'azote) est acheminé à travers le compresseur 28 et les trajets de flux 8, 14 et 20, à partir d'une conduite appropriée 32. D'autre part, la sortie du trajet de flux 20 du plus grand échangeur de chaleur 6 communique avec l'entrée du trajet de flux 12 de l'échangeur de chaleur mé-
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détente mécanique 36 est interposé dans la conduite 34, pour permettre la détente du réfrigérant, comme il sera décrit de façon plus détaillée dans la suite. Le dispositif de détente mécanique est de préférence une turbomachine à détente, afin que l'énergie utilisée puisse être engendrée par la détente du réfrigérant.
La capacité calorifique du méthane et de l'azote en divers points du procédé suivant l'invention, telle que représentée dans
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née d'après les documents suivants :
(a) pour le méthane Transactions of the American Institute of Chemical Engineers, 42, 55 (1946).
(b) pour l'azote : U.C. Bureau of Mines Technical Paper
424.
Comme indiqué plus haut, le méthane, avant sa liquéfaction, se présente fréquemment à l'état gazeux, à une pression voisine
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acheminement vers le plus grand échangeur de chaleur 6, le méthane est de préférence comprimé à une pression supérieure à sa pression critique, soit, à une pression absolue de 1.000 p.s.i. (70,3 kg/cm� comme il ressort du dessin annexé. Le méthane se présente alors à
<EMI ID=16.1>
sède une capacité calorifique de 388 B.T.U./lb. (215,09 kcal/kg) environ.
Suivant la présente invention, le méthane est acheminé successivement à travers les échangeurs de chaleur 6, 4 et 2
(dans l'ordre indique), dans le but d'abaisser la température du méthane et de réduire sa capacité calorifique, de sorte que le méthane quitte à l'état liquide le trajet de flux 10 de l'échangeur de chaleur 2. La pression absolue du méthane peut être maintenue à 1.000 p.s.i. (70,3 kg/cm<2>) pendant toute la durée de son passage à travers les divers échangeurs de chaleur, le méthane étant ensuite détendu à travers un détendeur approprié (non représenté) pour être amené à une pression voisine
de la pression atmosphérique. On conçoit que, en l'occurrence, le méthane quittant le plus petit échangeur de chaleur 2 se présente 4 l'état fluide, au-dessus de sa pression critique, plutôt qu'à l'état liquide. Toutefois, et vu Ci..Le la capacité calorifique du méthane à la pression absolue de 1.000 p.s.i.
(70,3 kg/cm ) (lorsqu'il quitte l'échangeur de chaleur 2) est sensiblement égale à la capacité calorifique du méthane liquide à la pression atmosphérique, le méthane peut être détendu jusqu'à la pression atmosphérique, sans une production appréciable de gaz et de réfrigération. Tout homme de métier conçoit
en outre que la pression du méthane sera réduite graduellement entre les échangeurs de chaleur successifs, afin d'obtenir du méthane liquide à la sortie du trajet de flux 10 du dernier échangeur de chaleur 2, aussi longtemps que de telles chutes
de pression ne bouleversent pas l'équilibre de l'apport et de la demande entre les courants échangeant leurs calories.
L'azote liquide est soumis, par le compresseur 26, à une pression élevée, de préférence supérieure à sa pression critique, soit, 90 atmosphères. L'azote a alors une température de <EMI ID=17.1> ron 10 B.T.U,/lb (5,54 kcal/kg). On notera que cette mise sous pression a lieu avant que l'azote ne participe � un échan-
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<EMI ID=19.1>
trajets de flux 8, 14 et 20, respectivement, de façon à obtenir une transmission de chaleur du méthane à l'azote, dans chacun
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ditions du procédé indiquées dans le dessin annexé, on remarquera qu'il existe, dans chacun de ces échangeurs de chaleur, une différence de température entre l'azote et le méthane, propre
<EMI ID=21.1>
Lorsque l'azote est délivré par le dernier échangeur de chaleur 6, il se présente à une température de SOIF (26,7*C) environ et une pression de 90 atmosphères environ. Ainsi, le premier trajet de l'azote à travers les échangeurs de chaleur est ac- compli à une pression élevés, sensiblement constante.
<EMI ID=22.1>
de la turboaachine à détente 36, à sa pression élevée. Lorsque l'azote se détend dans la turbomachine à détente 36, sa pression diminue jusqu'à la pression atmosphérique à peu près,
<EMI ID=23.1>
la turbomachine à détente et utilisée de la manière qui sera décrite dans la suite.
L'azote refroidi est ensuite amené à traverser les échangeurs de chaleur 4 et 6, en suivant les trajets de flux 12 et
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La température de l'azote qui s'est refroidi dans les trajets
<EMI ID=25.1>
de l'azote comprimé qui suit les trajets 14 et 20, respecti- vement, afin d'empêcher une transmission de chaleur entre les
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1 <EMI ID=27.1>
nière voulue.
Les divers calculs relatifs au procédé, indiqués dans le dessin annexé , ont été effectués en supposant 1* égalité des
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<EMI ID=29.1>
Il convient de noter que l'azote absorbe au total 245 B.T.U./lb.
<EMI ID=30.1>
dis que le méthane doit céder au total 370 B.T.U./lb (205,1 kcal/kg), pour être liquéfié. Pour cette raison, on doit faire appel à une réfrigération complémentaire pouvant absorber
125 B.T.U./lb. (69,3 kcal/kg) (du méthane). Cette réfrigération complémentaire est fournie par une source frigorifique externe 26, au moyen du trajet de flux 24 traversant le plus grand échangeur de chaleur 6. La nature du réfrigérant qui circule sur le trajet de flux 24 importe peu, sauf que ce réfrigérant doit être plus froid que le méthane, afin d'assurer un transfert de chaleur du trajet de flux 22 au trajet de flux
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température de l'azote qui suit les trajets de flux 18 et 20, afin d'empêcher une transmission de chaleur entre les deux
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la réfrigération complémentaire est obtenue à un niveau de température relativement élevé, de sorte que l'on peut employer des réfrigérants tout à fait courants.
<EMI ID=33.1>
<EMI ID=34.1>
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rifique externe 26. D'autre part, une partie de l'énergie <EMI ID=36.1>
Par conséquent, la majeure partie de l'énergie fournie par la turbomachine à détente 36 peut être utilisée pour la source frigorifique externe 26, de sorte qu'il suffit d'un complément d'énergie limité pour fournir la réfrigération complément aire qui emprunte le trajet de flux 24.
Le procédé suivant l'invention est destiné en premier lieu à un système dans lequel le méthane liquide est produit en un point, tandis que l'azote liquide est produit en un point distant, et où l'on désire échanger le méthane et l'azote entre eux. Le méthane liquide et l'azote liquide sont transportés de préférence par les mêmes navires, et, pour maintenir un système de transport économique, le méthane et l'azote liquides devraient être transportés par poids égaux. Pour cette raison, il a été spécifié ici que le procédé suivant l'invention emploie des débits massiques égaux de méthane et d'azote. Le méthane peut être liquéfié par l'emploi du seul azote, c'està-dire, sans réfrigération externe. Toutefois, il faut un complément de un demi-kilogramme environ d'azote pour liquéfier chaque kilogramme de méthane.
Il est plus économique d'employer des débits massiques égaux et une réfrigération externe, car le tonnage nécessaire des navires transporteurs devrait être augmenté même si un excédent d'azote liquide était disponible aux points distants. Cette dernière constatation se vérifie parce que l'énergie fournie par la turbomachine à détente 36 est sensiblement suffisante peur couvrir
<EMI ID=37.1> <EMI ID=38.1>
sont à l'état liquide. Des exemples typiques de fluides de remplacement qui peuvent être utilisée dans le présent procédé sont donnés dans le tableau ci-après :
<EMI ID=39.1>
Il ressort de ce qui précède que la présente invention accroit la réfrigération pouvant être obtenue à l'aide d'un réfrigérant initialement liquide. En mettant sous pression le liquide réfrigérant on peut acheminer ce dernier de façon qu'il échange des calories avec le courant à liquéfier, en vue d'obtenir une série d'échelons de transmission de chaleur de ce courant au réfrigérant. Le réfrigérant réchauffé peut alors être amené à se détendre et à être refroidi en traversant une zone de production d'énergie, après quoi le réfrigérant peut être acheminé suivant un second trajet d'échange
'Low temperature refrigeration' *
The present invention relates to improvements made to refrigeration and relates more particularly, although not in a limiting manner, to an improved refrigeration process aimed at liquefying methane by
the use of initially liquid nitrogen.
The present invention offers particular utility
when applied to the liquefaction of methane by
nitrogen. For this reason, the invention will be described with reference to
referring in detail to these particular fluids.
It should be noted however that the method according to the invention is not limited to the use of these fluids, but can
be practiced for various other fluids having between
1 <EMI ID = 1.1>
installation and (or) transport. Refrigeration of about
398 B.T.U. (226.6 kcal) is needed to liquefy every kilogram of methane from this state. Liquid nitrogen can be used advantageously to obtain at least part of this refrigeration. Liquid nitrogen can be obtained at a pressure close to atmospheric pressure and
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the current theory, liquefaction could be carried out by a simple heat exchange between nitrogen and methane, at atmospheric pressure. This process makes it possible to liquefy methane; however, either approximately 2.1 kilograms of nitrogen must be used for this purpose to liquefy each kilogram of methane, or a large supply of external refrigeration, since the methane requires refrigeration of 398 B.T.U./lb. (226.6 kcal / kg), while nitrogen provides only 186 B.T.U./lb. (93.03 kcal / kg).
The present invention aims to establish a process for liquefying methane using nitrogen, in which process one kilogram of methane can be liquefied by each kilogram of nitrogen, using only a reduced input.
of external refrigeration and where there is production of mechanical energy, which can be used to provide external refrigeration. The invention recommends pressurizing liquid nitrogen and further provides for two stages of heat exchange between nitrogen and a methane stream. It pre- <EMI ID = 3.1>
between the demand and the supply of cold during the process.
An important object of the present invention is to increase the degree of refrigeration which can be achieved by means of an initially liquid refrigerant.
Another object of the present invention is to provide a method for liquefying a gas stream by refrigeration, in which method the mass flow rates of stream to be refrigerated and of the refrigerant are substantially equal.
<EMI ID = 4.1>
liquefying a gas stream by refrigeration, where the refrigerant generates mechanical energy during the process.
Another object of the present invention is to establish an economical process for liquefying a gas stream, this process
<EMI ID = 5.1>
current equipment.
A further object of the present invention is to establish a
<EMI ID = 6.1>
initially liquid manager, a process in which the refrigerant is caused to exchange heat with the gas stream in two passages of refrigerant through zones of substantially equal temperature.
Another object of the present invention is to establish a method for liquefying a gas stream by means of heat exchange with a refrigerant and with a complementary refrigerant, a method in which the mass flow rates of the gas stream and of the refrigerant are equal to each other, however, the refrigerant provides most of the necessary frigories.
The present invention further proposes to provide a method for liquefying a gas stream by heat exchange with an initially liquid refrigerant, wherein the refrigerant is cooled at an intermediate point during the process, with a view to a second. heat exchange with the gas stream.
Other objects and advantages of the invention will emerge.
of the following detailed description, which should be considered in conjunction with the accompanying drawing, which demonstrates the present invention.
The only figure in this drawing represents a diagram of mar-; che which demonstrates the application of the present invention.
<EMI ID = 7.1>
as a process for refrigerating a first liquid, and which comprises:
(a) conveying a stream of said first fluid so that it exchanges calories, countercurrently, with
(b) a pressurized stream, initially liquid, of a * <EMI ID = 8.1>
<EMI ID = 9.1>
of said first fluid at this same point,
(c) maintaining the pressure of said second stream at a substantially constant value until its temperature has reached a value such that, when the latter stream has been expanded to a predetermined lower pressure, it essentially presents itself in gas phase.
(d) the arrangement of causing said second stream to expand, to said predetermined pressure, in an energy producing zone, in which its temperature is substantially reduced, and thereafter
(e) conveying said second stream, thus cooled, so that it exchanges heat against the current, with said first stream.
In the accompanying drawing, the reference numerals 2, 4 and 6 denote three heat exchangers arranged side by side. The smallest of these, i.e., interchange 2, is crossed
<EMI ID = 10.1>
rant and the stream to be liquefied, respectively, as will be described in more detail below. The middle heat exchanger 4 is crossed by three flow paths 12, 14,
<EMI ID = 11.1>
However, the heat exchangers 2, 4 and 6 are shown schematically and the various flow paths can be arranged in a suitable manner in order to provide the desired refrigeration, as will be described later.
The apparatus necessary for the practice of the present invention also comprises an ex-
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heat generator 6, to provide additional refrigeration of the methane stream during the initial stages of
refrigeration. A compressor 28 is in communication with the flow path 8 of the smaller heat exchanger 2 and may be of any suitable type which is capable of subjecting a stream, initially liquid, to significant pressure.
The stream of gas to be liquefied (which here is methane) is successively conducted through the refrigeration flow paths 22, 16 and 10, from a suitable pipe
30. The refrigerant (which here is nitrogen) is conveyed through the compressor 28 and the flow paths 8, 14 and 20, from a suitable pipe 32. On the other hand, the outlet of the flow path. flow 20 of the larger heat exchanger 6 communicates with the inlet of the flow path 12 of the heat exchanger m-
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Mechanical expansion 36 is interposed in line 34, to allow expansion of the coolant, as will be described in more detail below. The mechanical expansion device is preferably an expansion turbomachine, so that the energy used can be generated by the expansion of the coolant.
The heat capacity of methane and nitrogen at various points in the process according to the invention, as shown in
<EMI ID = 14.1>
born from the following documents:
(a) for Methane Transactions of the American Institute of Chemical Engineers, 42, 55 (1946).
(b) for nitrogen: U.C. Bureau of Mines Technical Paper
424.
As indicated above, methane, before its liquefaction, frequently occurs in the gaseous state, at a pressure close to
<EMI ID = 15.1>
routing to the larger heat exchanger 6, the methane is preferably compressed to a pressure greater than its critical pressure, that is, to an absolute pressure of 1,000 p.s.i. (70.3 kg / cm � as can be seen from the attached drawing. The methane then occurs at
<EMI ID = 16.1>
sedes a heat capacity of 388 B.T.U./lb. (215.09 kcal / kg) approximately.
According to the present invention, the methane is routed successively through the heat exchangers 6, 4 and 2
(in the order shown), with the aim of lowering the temperature of the methane and reducing its heat capacity, so that the methane leaves the flow path 10 of the heat exchanger 2 in a liquid state. absolute pressure of methane can be maintained at 1,000 psi (70.3 kg / cm <2>) throughout the duration of its passage through the various heat exchangers, the methane then being expanded through a suitable regulator (not shown) to be brought to a neighboring pressure
atmospheric pressure. It will be appreciated that, in this case, the methane leaving the smaller heat exchanger 2 is in the fluid state, above its critical pressure, rather than in the liquid state. However, and seen Ci..Le the heat capacity of methane at the absolute pressure of 1,000 p.s.i.
(70.3 kg / cm) (when it leaves heat exchanger 2) is substantially equal to the heat capacity of liquid methane at atmospheric pressure, the methane can be expanded to atmospheric pressure, without a production appreciable gas and refrigeration. Any tradesman designs
furthermore that the methane pressure will be gradually reduced between successive heat exchangers, in order to obtain liquid methane at the outlet of the flow path 10 of the last heat exchanger 2, as long as such drops
pressure do not upset the balance of supply and demand between the currents exchanging their calories.
The liquid nitrogen is subjected, by the compressor 26, to a high pressure, preferably greater than its critical pressure, that is, 90 atmospheres. The nitrogen then has a temperature of <EMI ID = 17.1> ron 10 B.T.U, / lb (5.54 kcal / kg). It will be noted that this pressurization takes place before the nitrogen takes part � a sample
<EMI ID = 18.1>
<EMI ID = 19.1>
flow paths 8, 14 and 20, respectively, so as to achieve heat transfer from methane to nitrogen, in each
<EMI ID = 20.1>
ditions of the process indicated in the accompanying drawing, it will be noted that there is, in each of these heat exchangers, a temperature difference between nitrogen and methane, specific
<EMI ID = 21.1>
When the nitrogen is delivered by the last heat exchanger 6, it is present at a temperature of THIRD (26.7 ° C) approximately and a pressure of approximately 90 atmospheres. Thus, the first path of nitrogen through the heat exchangers is accomplished at a high, substantially constant pressure.
<EMI ID = 22.1>
of the trigger turboaachine 36, at its high pressure. When the nitrogen expands in the expansion turbine engine 36, its pressure decreases to approximately atmospheric pressure,
<EMI ID = 23.1>
the detent turbine engine and used in the manner which will be described below.
The cooled nitrogen is then passed through the heat exchangers 4 and 6, following the flow paths 12 and
<EMI ID = 24.1>
The temperature of the nitrogen which has cooled in the paths
<EMI ID = 25.1>
compressed nitrogen which follows paths 14 and 20, respectively, to prevent heat transfer between the
<EMI ID = 26.1>
1 <EMI ID = 27.1>
n wanted.
The various calculations relating to the process, indicated in the accompanying drawing, have been carried out assuming that the
<EMI ID = 28.1>
<EMI ID = 29.1>
It should be noted that nitrogen absorbs a total of 245 B.T.U./lb.
<EMI ID = 30.1>
say that methane must yield a total of 370 B.T.U./lb (205.1 kcal / kg), to be liquefied. For this reason, additional refrigeration that can absorb
125 B.T.U./lb. (69.3 kcal / kg) (from methane). This additional refrigeration is provided by an external refrigeration source 26, by means of the flow path 24 passing through the larger heat exchanger 6. The nature of the refrigerant which circulates on the flow path 24 does not matter, except that this refrigerant must be more. cooler than methane, to ensure heat transfer from the flow path 22 to the flow path
<EMI ID = 31.1>
temperature of the nitrogen which follows the flow paths 18 and 20, in order to prevent heat transfer between the two
<EMI ID = 32.1>
the additional refrigeration is obtained at a relatively high temperature level, so that quite common refrigerants can be employed.
<EMI ID = 33.1>
<EMI ID = 34.1>
<EMI ID = 35.1>
external rific 26. On the other hand, part of the energy <EMI ID = 36.1>
Therefore, most of the energy supplied by the expansion turbine engine 36 can be used for the external cooling source 26, so that only a limited additional energy is needed to provide the additional refrigeration which borrows the air. flow path 24.
The process according to the invention is intended primarily for a system in which liquid methane is produced at one point, while liquid nitrogen is produced at a distant point, and where it is desired to exchange methane and gas. nitrogen between them. Liquid methane and liquid nitrogen are preferably transported by the same ships, and, to maintain an economical transport system, liquid methane and nitrogen should be transported in equal weight. For this reason, it has been specified here that the process according to the invention employs equal mass flow rates of methane and nitrogen. Methane can be liquefied by using nitrogen alone, that is, without external refrigeration. However, it takes about half a kilogram of nitrogen to liquefy each kilogram of methane.
It is more economical to employ equal mass flow rates and external refrigeration, as the required tonnage of carrier vessels would have to be increased even if excess liquid nitrogen was available at remote points. This last observation is verified because the energy supplied by the detent turbine engine 36 is substantially sufficient to cover
<EMI ID = 37.1> <EMI ID = 38.1>
are in a liquid state. Typical examples of replacement fluids that can be used in the present process are given in the table below:
<EMI ID = 39.1>
It follows from the foregoing that the present invention increases the refrigeration obtainable using an initially liquid refrigerant. By pressurizing the refrigerant liquid, the latter can be conveyed so that it exchanges calories with the stream to be liquefied, with a view to obtaining a series of stages of heat transmission from this stream to the refrigerant. The reheated refrigerant can then be caused to expand and be cooled by passing through a power generation zone, after which the refrigerant can be routed along a second exchange path.