JP2000309785A - ガスハイドレートの製造装置および製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水と天然ガスのようなメタンを主成分とする
ガスからメタンハイドレートを工業的に連続して製造す
ることができる装置および製法を提供することにある。 【解決手段】 冷却手段を有する筒状容器と、該筒状容
器内にメタンを主成分とするガスを原料兼駆動媒体とし
て、水または不凍液を噴射するエジェクターと、前記筒
状容器内で水とメタンとの反応によって生成したメタン
ハイドレートを外部へ排出する手段とを有するガスハイ
ドレートの製造装置。 【効果】 メタンを主成分とするガスと水または不凍液
とを連続的に反応させ、メタンハイドレートを工業的に
製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はガスハイドレートの
製造装置および製法に関し、さらに詳しくは天然ガスの
ようなメタンを主成分とするガスと水からメタンハイド
レート（またはガスハイドレート）を工業的に製造する
ガスハイドレートの製造装置および製造法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、クリーンなエネルギー源や各種構
成原料として天然ガス等のメタンを主成分とするガスが
注目され、その貯蔵または輸送に利用する目的で天然ガ
ス等をガスハイドレートにする研究が行われている。メ
タンハイドレートは、水とメタンとからなるもので、そ
の生成には例えば温度３０３°Ｋで約８０ＭＰａ以上と
いう高圧を必要とする。しかもメタンハイドレートは、
その構造上不安定な物質であり、例えばメタンハイドレ
ートの水／メタン比（水和数）は、分子レベルの構造に
対するガス分子の占有率により決定される水和数（理論
上メタン分子１に対し水分子５．７５）と、マクロな非
結合水を含む水／メタン比のみかけの水和数を有してい
る。従来、メタンハイドレートは、圧力容器を用いてメ
タンと水を高圧、低温下で反応させる方法が行われてい
るが、この方法はあくまでも実験室的な方法であり、工
業的に連続して製造する方法は知られていなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、水と
天然ガスのようなメタンを主成分とするガスからメタン
ハイドレートを工業的に連続して製造することができる
装置および製造法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本願で特許請求される発明は以下の通りである。 （１）冷却手段を有する筒状容器と、該筒状容器内に、
メタンを主成分とするガスを原料兼駆動媒体として、水
または不凍液を噴射するエジェクターと、前記筒状容器
内で水とメタンとの反応によって生成したメタンハイド
レートを外部へ排出する手段とを有するガスハイドレー
トの製造装置。 （２）前記生成メタンハイドレートの排出手段は、前記
筒状容器の側部に水または不凍液の排出口と、該排出口
に生成メタンハイドレートをかき寄せる手段である
（１）記載のガスハイドレートの製造装置。 （３）（１）または（２）記載の装置を用い、エジェク
ターに供給する原料ガスの温度および圧力を１〜４℃、
１〜２１気圧（ゲージ圧）、水または不凍液の温度およ
び圧力を１〜４℃、０〜２０気圧（ゲージ圧）、および
筒状容器内の温度、圧力を１〜４℃、０〜２０気圧（ゲ
ージ圧）とし、メタンと水との配合割合を重量比で１：
４〜１０としてメタンハイドレートを合成することを特
徴とするガスハイドレートの製造法。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面により詳細に
説明する。図１は、本発明のメタンハイドレートの製造
装置の一実施例を示す説明図である。

【０００６】図１において、この装置は、冷却手段とし
て冷却ジャケット３を有する筒状容器１と、該筒状容器
の上部に設けられたエジェクター２８と、該エジェクタ
ーに駆動媒体兼原料ガスとしてメタンを主成分とするガ
ス源８から前記エジェクター２８へ該ガスを供給するラ
イン２５と、該ガスにより同伴される水または不凍液を
エジェクター２８に供給するライン２１と、該筒状容器
１内に貯留される水または不凍液５と、該水または不凍
液の一部を抜き出し、ポンプ３１を介して前記エジェク
ター２８へ循環させるライン４と、筒状容器１内の原料
ガスを圧縮機２６により昇圧して前記エジェクター２８
に再循環させるライン３０と、該筒状容器１の側部に設
けられたメタンハイドレート９を含む水または不凍液の
排出口７と、生成したメタンハイドレート９を排出口７
へ移動させる手段であるかき寄せ機１４とからなる。な
お、図中、６は冷媒の供給ライン、２は冷媒の出口ライ
ンである。

【０００７】図１の装置において、筒状容器１は圧力容
器からなり、容器内の圧力および温度は、メタンハイド
レートが生成する反応温度および圧力、１〜４℃、０〜
２０気圧（ゲージ圧、以下同じ）に保持される。エジェ
クター２８としては、原料ガスが駆動媒体である水また
は不凍液によって均一に噴射できるものであればよく、
例えば水または不凍液を供給する配管径が１０ｍｍの場
合、のど部の径が１ｍｍのものが用いられる。エジェク
ター２８に供給させる原料ガスと水の配合割合は、重量
比で約１：４〜１０が好ましい。筒状容器１内の温度お
よび圧力は、前記の所定の値に制御されるが、図中、こ
れらの制御手段は省略されている。不凍液としては、エ
チレングリコール等の不凍液のように水を含有する不凍
液であればどのようなものでもよい。

【０００８】原料ガスとして天然ガスをボンベ８からラ
イン２５を介してエジェクター２８に供給し、水または
不凍液と共に筒状容器１内に噴射し、例えば１〜４℃、
圧力０〜２０気圧（ゲージ圧）で水とメタンを反応させ
る。筒状容器内のガスはライン２７から抜き出し、圧縮
機２６で加圧し（ライン圧力１〜２１気圧）、ライン２
５からエジェクター２８に再循環する。消費された天然
ガスはボンベ８から適宜補充される。水または不凍液は
底部の抜き出しライン４から抜き出され、ポンプ３１に
より昇圧され、ライン２１からエジェクター２８に循環
される。生成したメタンハイドレートは、容器内を下方
に落下し、水または不凍液５の表層部に浮遊し、図１の
場合と同様にかき寄せ機１４により捕集され、排出口７
から排出される。以下、本発明の具体的な実施例を述べ
る。

【０００９】

【実施例】実施例１ 図１に示す装置（筒状容器の容量１５リットル）の天然
ガス供給ライン２５を天然ガスボンベ８に連結して天然
ガスを供給し、一方、水または不凍液５を配管２１から
供給し、天然ガスと水との供給割合を１：４〜１０とし
て、配管２１に連結されたエジェクター２８からこれら
を筒状容器１内に供給し、圧力を大気圧〜２０気圧、温
度を０〜５℃として水とメタンとを反応させ、メタンハ
イドレートを連続的に製造した。筒状容器内の水５は、
ライン４、ポンプ３１およびライン２１を介してエジェ
クター２８に循環使用し、天然ガスはライン２７、圧縮
機２６、およびライン３０、２５を介してエジェクター
２８に循環使用された。以下の表１にエジェクターの仕
様、製造条件および結果を示す。

【００１０】

【表１】 表１に示すように、メタンハイドレートを高収率で連続
的に製造することができた。

【００１１】

【発明の効果】本発明によれば、メタンを主成分とする
ガスと水または不凍液とを連続的に反応させ、メタンハ
イドレートを工業的に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のメタンハイドレートの製造装置の一実
施例を示す説明図。

【符号の説明】

１…筒状容器、２…冷媒出口、３…冷却ジャケット、４
…水または不凍液抜き出しライン、５…水または不凍
液、６…冷媒入口、７…メタンハイドレート排出口、８
…天然ガスボンベ、９…メタンハイドレート結晶、１４
…かき寄せ機、２１…水または不凍液供給ライン、２５
…天然ガス供給ライン、２６…圧縮機、２７…天然ガス
抜き出しライン、２８…エジェクター、３０…ガス循環
ライン、３１…ポンプ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷却手段を有する筒状容器と、該筒状容
   器内にメタンを主成分とするガスを原料兼駆動媒体とし
   て、水または不凍液を噴射するエジェクターと、前記筒
   状容器内で水とメタンとの反応によって生成したメタン
   ハイドレートを外部へ排出する手段とを有するガスハイ
   ドレートの製造装置。
2. 【請求項２】 前記生成メタンハイドレートの排出手段
   は、前記筒状容器の側部に水または不凍液の排出口と、
   該排出口に生成メタンハイドレートをかき寄せる手段で
   ある請求項１記載のガスハイドレートの製造装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の装置を用い、エ
   ジェクターに供給する原料ガスの温度および圧力を１〜
   ４℃、１〜２１気圧（ゲージ圧）、水または不凍液の温
   度および圧力を１〜４℃、０〜２０気圧（ゲージ圧）、
   および筒状容器内の温度、圧力を１〜４℃、０〜２０気
   圧（ゲージ圧）とし、メタンと水との配合割合を重量比
   で１：４〜１０としてメタンハイドレートを生成するこ
   とを特徴とするガスハイドレートの製造法。