JP2013536392A - 一体化された液体貯蔵器 - Google Patents

Abstract

気体の液化装置及び液化工程であって、供給流れを暖式の膨張器及び低温の膨張器を少なくとも有する液化装置へと供給することと、液化装置において供給流れを供給流れの臨界圧力より高い圧力へ加圧し、加圧された供給流れを高圧の濃密相流れを形成するために供給流れの臨界温度より低い温度へ冷却することと、高圧の濃密相流れを液化装置から移動させ、混成二相流れを形成するために膨張装置において高圧の濃密相流れの圧力を下げ、次いで混成二相流れを貯蔵タンクへと直接供給することと、蒸気が混合された流れを形成するため、混成二相流れのフラッシュ部を貯蔵タンクの液体から蒸発した蒸気と混合することと、を含み、高圧の濃密相流れの温度が、低温の膨張器の吐出流れの温度より低い液化装置及び液化工程。

Description

窒素液化装置は、技術的に公知であり、例えば窒素生成器又は空気分離ユニット（ＡＳＵ）と概して接続されている。液化装置は、例えばＡＳＵから低圧気体窒素を液化するために使用されてもよい。液化装置は、目的物を液化するため、高圧及び／又は極低温のＡＳＵからの供給の少なくとも一部であってもよい。

公知の液化工程において、高圧の窒素は、濃密相流体（例えばその臨界温度より低く且つその臨界圧力より高い圧力）を形成するため極低温へと冷却されると共に、次いで概してバルブ又は高密度流体膨張器の使用により圧力を下げられることによって、いくらかのフラッシュ蒸気を含む略液体を形成する。次いでこの２つの相の混合が、分離器へと供給される。概して低温の膨張器は、蒸気又はわずかに液化された流れを更に分離器へと吐出する。その工程において、分離器からの蒸気が、周囲温度へと再び温められ、再循環される一方で、液体は、例えば断熱された液体貯蔵タンクへと供給される前に過冷却される。この過冷却はより低い圧力で、第２の分離器の減圧によって実行されてもよく、又は、間接的に、低圧で沸騰する流体に対する熱交換による過冷却器における減圧によって実行されてもよい。過冷却器の使用は、例えばポンプを使用せずに貯蔵器へと輸送するための十分な圧力が液体中に保持されることを可能とする。

液化装置内で生成された液体の一部は、例えば後の使用のために断熱された液体貯蔵タンクにおいて貯蔵されてもよく、又は、タンク自動車によって輸送されてもよく、一方で液体の他の部分は、例えば冷却するためにＡＳＵへと戻されてもよい。

第２の分離器が使用されるとき、付加的なポンプを使用しない場合には、第２の分離器は、貯蔵タンクの高さより上に配置されなければならない。

しかしながら、断熱された液体貯蔵タンクにおける液体の貯蔵は、簡易な解決策ではない。熱は、例えば不完全な断熱のため、最終的には周囲から断熱された液体貯蔵タンクへと漏れる。更に、断熱された液体貯蔵タンクに貯蔵された液体の一部は、蒸発し、この損失を補填するための付加的な液体の生成を必要とする。従来技術において、断熱された液体貯蔵タンクにおける液体の蒸発の結果として形成された低温の蒸気は、断熱された液体貯蔵タンクの圧力が上昇するのを避けるため、大気へと放出される。

従って、ＡＳＵプラントに接続された前述した窒素液化装置は、様々な理由のため問題があった。第一に、断熱された液体窒素タンクからのフラッシュ蒸気又は低温蒸発した蒸気の回収は、低温のブロワーの使用を必要とする。低温のブロワーは、タンクからのフラッシュ蒸気又は低温蒸発した蒸気を、加圧し、十分な圧力で液化装置又はＡＳＵへと送り戻して冷却が回収されることを可能とするために使用されていた。しかしながら、ブロワーの動力は、最終的に熱として蒸発した蒸気の低温流れに加えられるため、ブロワーが使用されたとき、冷却の一部のみが回収され得る。更に、ブロワーは、不便であり、設置及び保持が高価であり、これらの装置及び工程に更なる複雑さを付加するため、ブロワーの使用は、非経済的となる。

第二に、低温端の液体窒素分離器の使用は、工程に複雑さを付加し、断熱された低温ボックス内に全て封印されなければならないため、実装がより高コストとする。大きくて複雑な低温ボックスは、こうした大きな仮断熱された貨物（例えば低温ボックス貨物）を特定の目的地まで運ぶのが、困難であり、又は、不可能でさえあるため、運搬経路を計画するときに検討が困難となる。

第三に、液化工程は、タンクで形成されるフラッシュガスを低減するための過冷却器を概して含む。こうした過冷却器は、工程に、望ましくないコスト及び複雑さを更に付加する。

更に、初期の液化装置（例えば今日従来的に使用されている液化装置より先に使用されていた液化装置）は、１つの膨張器を使用し、１つの分離装置のみ使用していたが、これらの初期の液化装置は、比較的効率がよかった。液化装置の効率を増すため、後の液化装置の設計は、複数の膨張器と、フラッシュ蒸気を中間圧力で回収するための複数の分離器と、を使用した。液体生成物が液体貯蔵タンクに入った結果として形成されたフラッシュ蒸気は、好適ではなく、従って貯蔵タンクの圧力を制御するために大気へと放出されてきたため、中間圧力におけるフラッシュ蒸気の回収は、長年且つまさに今日でも必要だと考えられている。こうした放出は、当然のことながらフラッシュ蒸気からの有効な冷却の損失となる。

従って、タンクフラッシュ蒸気及び蒸発した蒸気の回収の効率的利益があり、低温のブロワー、低温端分離器又は過冷却器の複雑さがない、簡易かつ低コストの液化工程が、産業ガスの産業において必要である。

説明された実施形態は、フラッシュ分離器としての液体貯蔵タンクを使用する簡易化された効率的な液化装置を提供することによって技術的に必要を満たし、フラッシュ蒸気及び蒸発した蒸気を、液化装置を通して貯蔵器から回収する。分離器及び過冷却器は、液化装置の設計及び工程から取り除かれてもよい。液化装置の低温部は、本質的には熱交換器及び配管のみであるため、直接断熱されると共に分離した低温ボックス構造は取り除かれてもよい。説明された実施形態は、効率的な液化装置の設計及び工程の構成のための従来の技術に対立する設計及び工程を実施する。

ＡＳＵプラントというよりはむしろ、分離液化装置における液体の生成は、要求によって、起動及び停止を容易にするといった操作的利点を有するが、高い資本コスト及び低い効率についての、分離工程ユニットに起因する顕著な不利な点を有する。概して、工程効率を上げると、資本コストを増加させ、効率を改善するには、資本コストは増加させなければならない。説明された工程及び装置は、効率の増加と同時にこの資本コストを低減させることを可能とする。

１つの実施形態において、気体の液化工程は、供給流れを暖式の膨張器及び低温の膨張器を少なくとも有する液化装置へと供給することと、液化装置において供給流れを供給流れの臨界圧力より高い圧力へ加圧し、加圧された供給流れを高圧の濃密相流れを形成するために供給流れの臨界温度より低い温度へ冷却することと、高圧の濃密相流れを液化装置から移動させ、混成二相流れを形成するために膨張装置において高圧の濃密相流れの圧力を下げ、次いで混成二相流れを貯蔵タンクへと直接供給することと、蒸気が混合された流れを形成するため、混成二相流れのフラッシュ部を貯蔵タンクの液体から蒸発した蒸気と混合することと、を含み、高圧の濃密相流れの温度が、低温の膨張器の吐出流れの温度より低いことを開示している。

１つの実施形態において、大気ガスの液化装置は、供給流れを受容するための第１の管路と、高圧の濃密相流れを形成するべく供給流れを加圧及び冷却するために第１の管路と流体接続された液化装置であって、少なくとも暖式の膨張器と低温の膨張器と供給流れを供給流れの臨界圧力より高い圧力へ加圧するためのコンプレッサーと加圧された供給流れを供給流れの臨界温度より低い温度へ冷却するための熱交換器とを有する液化装置と、液化装置から高圧の濃密相流れを受容するために液化装置と流体接続された第２の管路と、混成二相流れを形成するべく高圧の濃密相流れの圧力を下げるために第２の管路と流体接続された第１の膨張装置と、膨張された混成二相流れを受容するために第１の膨張装置と流体接続された第３の管路と、膨張された混成二相流れを受容し且つ貯蔵するために第３の管路と流体接続された貯蔵タンクと、を具備し、貯蔵タンクが、０．１５ＭＰａ（絶対圧）又は０．１５ＭＰａ（絶対圧）より低い圧力で操作するように設計される共に、熱交換器は、高圧の濃密相流れの温度が低温の膨張器の吐出流れの温度より低くなるように設計されたことを開示している。

前述した概要は、例示的実施形態の以下の詳細な説明と共に、添付の図面を参照しつつより理解される。実施形態を図示するため、例示的構成が図示されているが、本発明は、図中に開示された特定の方法及び手段に限定されない。

フラッシュ分離器として液体貯蔵タンクを使用すると共にフラッシュ蒸気及び蒸発した蒸気を、液化装置を通して貯蔵器から回収するための本発明に係る例示的工程のフロー図である。 様々な液化装置構成を組み込んでいる別の例示的工程のフロー図である。 図１に示されたものと同じ膨張器構成を備える先に開示された工程のフロー図であり、その工程は、低温端の分離器及び過冷却器を含むが、タンクからのフラッシュ蒸気回収又は蒸発した蒸気の回収を含まない。 図１の例示的工程を空気分離ユニットと統合するための様々な方法を示すフロー図であり、本発明に係る任意の他の工程は、類似の方法で空気分離ユニットと統合されてもよい。

図１は、液体貯蔵タンク１７０をフラッシュ分離器として使用すると共に液体貯蔵タンク１７０から液化装置１０１を通してフラッシュ蒸気及び蒸発した蒸気を回収するための例示的装置及び工程を示す。図１は、混合された流れ１０４を形成するために温められたタンクフラッシュ蒸気及び蒸発した蒸気の流れ１０２と混合される低圧の窒素供給流れ１００を開示する。低圧の供給流れ１００は窒素であってもよく、又は、別のガス、若しくは例えば、空気、酸素、アルゴン、一酸化炭素、ネオン、エチレン、ヘリウム又は水素が混合されたガスであってもよい。次いで混合された流れ１０４は、加圧された流れ１０８を形成するため、供給コンプレッサー１０６で約０．６ＭＰａ（絶対圧）まで加圧される。次いで加圧された流れ１０８は、冷却された流れ１１２を形成するため下流冷却器（aftercooler）１１０で冷却される。次いで冷却された流れ１１２は、流れ１１６を形成するため再循環流れ１１４と混合される。次いで流れ１１６は、再循環コンプレッサー１１８で約３．２ＭＰａ（絶対圧）まで加圧され、加圧された流れ１２０となる。次いで流れ１２０は、流れ１２４を形成するため下流冷却器１２２で冷却される。次いで流れ１２４は、流れ１２６及び１２８へと分流される。

流れ１２６は（選択的に）、流れ１３２を形成するため熱交換器１３０において冷却される。次いで流れ１３２は、温められ膨張された流れ１３６を形成するため、暖式の膨張器１３４において約０．６ＭＰａ（絶対圧）まで膨張される。

流れ１２８は、流れ１４０を形成するため暖式のコンパンダーコンプレッサー１３８で更に加圧される。次いで流れ１４０は、冷却された流れ１４４を形成するため、暖式のコンパンダー下流冷却器１４２で冷却される。次いで冷却された流れ１４４は、加圧された流れ１４８を形成するため低温のコンパンダーコンプレッサー１４６で約６．５ＭＰａ（絶対圧）まで再度加圧される。次いで加圧された流れ１４８は、高圧の流れ１５２を形成するため低温のコンパンダーコンプレッサー下流冷却器１５０で再度冷却される。この高圧の流れ１５２は、熱交換器１３０で１８２Ｋの中間温度へと冷却され、流れ１５４及び１５６を生成する。

流れ１５６は、吐出流れ１６０を形成するため低温の膨張器１５８で膨張される。吐出流れ１６０は、熱交換器１３０の低温端へと戻され、温められ、流れ１６２を形成するため暖式の膨張器１３４からの排出流れ１３６と混合される。流れ１６２は、再循環流れ１１４を形成するため熱交換器１３０で温められる。次いで再循環流れ１１４は、加圧された供給流れ１１２と混合されると共に再循環コンプレッサー１１８の吸引部に供給される。

流れ１５４は、高圧の濃密相流れ１６４を形成するため熱交換器１３０において更に冷却される。高圧の濃密相流れ１６４は、熱交換器１３０の低温端から約９６Ｋで吸引され、流れ１６８を形成するため１又は複数の膨張装置１６６を通って減圧され、流れ１６８は、液体貯蔵タンク１７０へと直接供給される。ここで使用されたように、「直接供給」という用語は、１又は複数の膨張装置１６６を出た後の所定の流れが、所定の流れの組成、温度又は圧力を変化させ得る更なる装置を通らずに管路を通して液体貯蔵タンク１７０に供給されることを意味する。更に、ここで使用されたように、「直接接続」は、第１の装置又は装置の組が、例えば第１の装置を第２の装置へと通る流れの組成、温度又は圧力を変化させ得る中間装置又は装置の組なしで、第２の装置又は装置の組に接続されていること意味する。

流れ１６８は、蒸気を含むほとんど液体のものを生成するため液体貯蔵タンク１７０へと放出される。流れ１６８からの流れは、液体貯蔵タンク１７０内に既に存在する液体に加えられ、フラッシュ蒸気は、液体貯蔵タンク１７０内に既に存在する蒸発した蒸気に混合される。フラッシュ蒸気及び蒸発した蒸気で構成される蒸気が混合された流れ１７２は、液体貯蔵タンク１７０から吸引され、通常操作中、流れ１７４として液化装置１０１の熱交換器１３０へと供給される。流れ１７４は、温められたタンクフラッシュ蒸気及び蒸発した蒸気１０２を形成するため熱交換器１３０で温められ、液化装置１０１の供給コンプレッサー１０６に入る混合された流れ１０４を形成するため低圧の供給１００と混合される。

液化装置１０１が操作していない場合、液体貯蔵タンク１７０の蒸発した蒸気は、蒸気が混合された流れ１７２、１７６が流れ１８０を形成するために１又は複数の膨張装置１７８を通って減圧され液体貯蔵タンク１７０の圧力を制御するために大気へと放出されるときに液体貯蔵タンク１７０から取り除かれ得る。

この装置構成の顕著な利点の１つは、簡易化された設計である。熱交換器１３０、膨張器１３４、１５８及び関連した配管は、例えば石綿、ポリウレタンフォーム、フォームグラス、「クリオゲル」、のような断熱材又は他の適した材料で分離して断熱されてもよく、あるいは、断熱された配管によって接続された近くの小さな低温ボックス内に設置されてもよい。低温ボックスのサイズを小さくする要求は、大きな仮断熱された貨物（例えば低温ボックス貨物）を特定の目的地まで運ぶのが、困難であり、又は不可能であるため、運搬経路を検討し、計画するときに特に重要となる。

更に、従来の考えとは異なり、液体貯蔵タンク１７０からの蒸発した蒸気の回収は、その低温が、大気へ直接放出されて無駄となるのではなく、部分的に生成物を冷却するために使用されて液化装置１０１に必要な動力を減ずるため、液化装置１０１及び貯蔵器装置の全体の効率を、（液体貯蔵タンク１７０及び液化装置１０１の相対的サイズとタンク断熱の品質によるが、）蒸発ガスが回収されない前述した設計と比較して約０．５％から１．０％驚くほどに向上させる。更に、必要な窒素供給流れは（前述したように放出された窒素が回収されるため）減らされるため、小さなＡＳＵを使用することができる。

液化装置１０１への低圧の窒素供給流れ１００が高圧で、低圧の窒素供給流れ１００を直接再循環コンプレッサー１１８の吸引部へと十分に提供できる場合、供給コンプレッサー１０６は取り除かれてもよく、その場合において、温められたタンクフラッシュ蒸気及び蒸発した蒸気の流れ１０２は、液体貯蔵タンク１７０の圧力を簡易的に制御するためバルブを通して大気へと放出されてもよい。

出願人が発見した驚くべき予期せぬ結果は、高圧の濃密相流れ１６４が熱交換器１３０内で回収された、蒸気が混合された流れ１７４に対し、間接的な熱交換によって吐出流れ１６０の温度より低い温度へと冷却される場合、高圧の濃密相流れ１６４の圧力の吐出流れ１６０の圧力への減圧は、顕著な量のフラッシュ蒸気を生じさせなないため、液化装置１０１の効率は、分離器及びその関連した構成要素を取り除くことによって低下しないとうことである。実際において、当業者は、この例示的実施形態には、分離器及び過冷却器（例えば図３の分離器３０４及び過冷却器３１０）の必要をなくする一方で、高レベルの効率を維持することを理解する。例えば、従来の装置及び工程は、高圧及び減らされた圧力でフラッシュ蒸気を回収するために２以上の分離器を使用してきたが、開示された装置及び工程は、かなり低減された資本コストで同じ結果を実現し、同等又はより高効率でありながら本質的輸送計画を実現する。

図２で示されたように、別の実施形態において、図１に類似した装置及び工程が開示されているが、この実施形態は、様々な膨張器構成を具備する。この装置／工程において、再循環コンプレッサー下流冷却器１２２からの流れ１２４は、並行して配列された暖式のコンパンダー２３８及び低温のコンパンダー２４６のコンプレッサー端部に供給する２つの流れ２２６及び２２８へと分流される。暖式のコンパンダー２３８及び低温のコンパンダー２４６の出口流れ２４０及び２４８は、流れ２４９へと混合され、流れ２５２として熱交換器１３０に供給される前に下流冷却器２５０で冷却される。流れ２５２は、流れ２３２及び２５３へと分流される前に熱交換器１３０で第１の中間温度へと冷却される。

流れ２３２は、流れ２３６を形成するため暖式の膨張器２３４で膨張され、熱交換器１３０の中間地点で流れ１６２を形成する温かい吐出流れ１６０と混合される。流れ２５３は、第２の中間温度へと更に冷却され、流れ２５６、２５４へと再度分流される。流れ２５６は、吐出流れ１６０を形成するため低温の膨張器２５８で膨張される。次いで吐出流れ１６０は、熱交換器１３０で温められる。流れ２５４は、膨張装置１６６を介して液体貯蔵タンク１７０に貯蔵される高圧の濃密相流れ１６４を形成するため熱交換器１３０で更に冷却される。

図３は、図１で示されたものと同じ膨張器構成を備える先に開示した先行技術工程のフロー図であるが、この工程は、タンクからのフラッシュ蒸気又は蒸発の回収を含まない。図３は、例示のために提供されており、図１の装置及び工程と比較するために使用されるためのものである。

図３で示されたように、低温端の分離器３０４及び過冷却器３１０が液化装置３０１に組み込まれており、液体貯蔵タンク１７０からのフラッシュ蒸気又は蒸発した蒸気の回収はない。熱交換器１３０の低温端からの高圧の濃密相流れ１６４は、１又は複数の膨張装置３００で減圧され、二相流れ３０２が、いくらかの液体を含み得る低温の膨張器吐出流れ１６０と共に分離器３０４へと供給される。分離器３０４からの蒸気流れ３０６は、熱交換器１３０で中間温度へと温められ、流れ１６２を形成するため暖式の膨張器排出流れ１３６と混合される。分離器３０４からの液体流れ３０８は、流れ３１２を形成するため過冷却器３１０において約７８Ｋへと過冷却される。過冷却された液体流れ３１２の一部３１６は、１又は複数の膨張装置３１８で減圧され、蒸気の流れ３２０を形成するために過冷却器３１０において蒸発させられると共に、流れ１０２を形成するために熱交換器１３０において再加熱される。過冷却された液体流れ３１２の残りの部分３１４は、流れ１６８を形成するため１又は複数の膨張装置１６６を介して液体貯蔵タンク１７０へと供給され、流れ１６８は、液体貯蔵タンク１７０へと供給される。液体貯蔵タンク１７０からのフラッシュ蒸気及び蒸発した蒸気は、タンク圧を制御するため、（大気へと放出される）流れ１８０を形成するため膨張装置１７８を通り流れ１７６を介して放出される。

図４は、図１の液化装置システム及び工程をＡＳＵ又は窒素生成器と統合するためのいくつかの例示的選択を示したフロー図である。例えば、ＡＳＵの暖式の端部からの低圧の窒素供給流れ１００は、１又は複数の別の供給流れ４００、４０４又は４０８によって完全に又は部分的に置き換えられてもよい。

ＡＳＵ又は窒素生成器の暖式の端部からの高圧窒素流れ４００は、流れ４０２を形成するため供給コンプレッサー下流冷却器１１０からの流れ１１２と混合されてもよく、次いで流れ４０２は、再循環コンプレッサー１１８に供給される流れ１１６を形成するため流れ１１４と混合されてもよい。それとは別に、流れ４００は、流れ１１４が流れ１１２と混合される箇所の下流で混合されてもよく、又は、供給コンプレッサー１０６また再循環コンプレッサー１１８の中間地点で混合されてもよい。

ＡＳＵの低温端における低圧のカラム又は過冷却器からの低圧の窒素流れ４０４は、流れ４０６を形成するために液体貯蔵タンク１７０から戻ってくる低圧の流れ１７４と混合されてもよく、次いで熱交換器１３０で加熱される。

ＡＳＵ又は窒素生成器の高圧カラム又はシングルカラム窒素生成器の１つのカラムからの低温の高圧窒素流れ４０８は、流れ４１０を形成するために低温の膨張器１５８からの吐出流れ１６０と混合されてもよく、次いで熱交換器１３０で加熱される。

更に、液化装置の低温端からの高圧の濃密相流れ１６４の分離された部分の流れ４１２は、冷却するためにＡＳＵ又は窒素生成器へと直接供給されてもよく、残りの部分４１４は、液体貯蔵タンク１７０へと供給されてもよい。ここで使用された、流れの「分離された部分」とは、その流れが取られた流れと同じ化学的組成を有することを意味する。分離された部分流れ４１２は、例えばＡＳＵの高圧の（ＨＰ）カラム、低圧の（ＬＰ）カラム、過冷却器又は熱交換器へと供給されてもよい。

表１及び表２は、図１及び図３の構成／工程の例示的流量、温度、圧力を提供する。図１に開示された構成／工程は、表１のデータの結果となり、一日３００トンの液体窒素が液体貯蔵タンク１７０で生成された。その構成／工程は、約５９５０ｋＷの電力を消費する。

図３で開示された構成／工程は、表２のデータの結果となり、一日３００トンの液体窒素が更に液体貯蔵タンク１７０で生成された。この構成／工程は、約６０００ｋＷの電力を消費する。

重要なことに、図１／表１の例示的工程は、同じ正味量（４４６ｋｍｏｌ／時）の液体窒素を液体貯蔵タンクで生成しているが、図３／表２の先に開示された工程より０．８％低い電力を使用しており、液体貯蔵タンクからのフラッシュ蒸気及び蒸発した蒸気の回収（１７４）及び大気へのタンク蒸発損失（流れ１７６）をなくすことにより３％低い供給流量（流れ１００）となり、分離器、第２の分離器又は過冷却器、及び、それに関連したバルブ、制御器及び断熱包装部をなくすことで顕著な資本コスト節減を提供する。液化装置の低温の部分は、本質的に１つの熱交換器及び関連した配管のみ具備するため、液化装置は直接断熱されてもよく、分離された低温ボックス構造は、第１の分離器、第２の分離器又は過冷却器を含み且つそれらからを断熱することを必要とし、それらの関連したバルブ、及び、制御部は取り除かれてもよく、従って、顕著に低温ボックスのサイズが縮小される。低温ボックスの必要サイズを縮小することは、大きな仮断熱された貨物（と問えば低温ボックス貨物）を特定の目的地まで運ぶのが、困難であり、又は、不可能でさえあるため、運搬経路を検討し、計画するときに特に重要である。

本発明に係る態様が、様々な図の好適な実施形態と共に説明されてきたが、そこから逸脱することなく本発明の同等な機能を実現するため、他の類似の実施形態が、使用されてもよく、変形されてもよく、且つ、説明された実施形態に付加されてもよいことに留意されたい。従って、特許請求された発明は、いかなる１つの実施形態にも限定されるべきではなく、むしろ添付された特許請求の範囲による幅及び範囲で解釈されるべきである。

Claims (15)

1. 気体の液化工程であって、
   供給流れを暖式の膨張器及び低温の膨張器を少なくとも有する液化装置へと供給することと、
   該液化装置において前記供給流れを該供給流れの臨界圧力より高い圧力へ加圧し、加圧された前記供給流れを高圧の濃密相流れを形成するために前記供給流れの臨界温度より低い温度へ冷却することと、
   前記高圧の濃密相流れを前記液化装置から移動させ、混成二相流れを形成するために膨張装置において前記高圧の濃密相流れの圧力を下げ、次いで前記混成二相流れを貯蔵タンクへと直接供給することと、
   蒸気が混合された流れを形成するため、前記混成二相流れのフラッシュ部を前記貯蔵タンクの液体から蒸発した蒸気と混合することと、を含み、
   前記高圧の濃密相流れの温度が、前記低温の膨張器の吐出流れの温度より低い液化工程。
2. 前記蒸気が混合された流れの少なくとも一部を周囲温度へと加熱することを更に含む請求項１に記載の液化工程。
3. 温められた前記蒸気が混合された流れを、再循環するために前記供給流れと混合することを更に含む請求項２に記載の液化工程。
4. 前記貯蔵タンクの圧力を制御するために温められた前記蒸気が混合された流れを大気へ放出することを更に含む請求項２に記載の液化工程。
5. 前記貯蔵タンクの圧力が０．１５ＭＰａ（絶対圧）より低い請求項２に記載の液化工程。
6. 前記蒸気が混合された流れの少なくとも一部を前記貯蔵タンクから移動させることと、低圧の蒸気が混合された流れを形成するために１又は複数の膨張装置において前記蒸気が混合された流れの圧力を下げることと、前記貯蔵タンクの圧力を制御するために前記低圧の蒸気が混合された流れを大気へ放出することと、を更に含む請求項１に記載の液化工程。
7. 前記供給流れが、空気分離ユニットの暖式の端部からの低圧の窒素供給流れである請求項１に記載の液化工程。
8. 加熱前に、空気分離ユニットの低圧のカラム又は過冷却器からの低圧の窒素の流れを、前記貯蔵タンクからの前記蒸気が混合された流れと混合することを更に含む請求項１に記載の液化工程。
9. 前記液化装置から前記高圧の濃密相流れの一部を分流させることと、前記高圧の濃密相流れの前記分流された部分を冷却するために直接空気分離ユニット又は窒素生成器に供給することと、を更に含む請求項１に記載の液化工程。
10. 前記高圧の濃密相流れの前記分流された部分が、減圧され、高圧の（ＨＰ）カラム、低圧の（ＬＰ）カラム、過冷却器、又は、前記空気分離ユニットの主要熱交換器に供給される請求項９に記載の液化工程。
11. 大気ガスの液化装置であって、
    供給流れを受容するための第１の管路と、
    高圧の濃密相流れを形成するべく前記供給流れを加圧及び冷却するために前記第１の管路と流体接続された液化装置であって、暖式の膨張器と低温の膨張器と前記供給流れを該供給流れの臨界圧力より高い圧力へ加圧するためのコンプレッサーと加圧された前記供給流れを該供給流れの臨界温度より低い温度へ冷却するための熱交換器とを少なくとも有する液化装置と、
    前記液化装置から前記高圧の濃密相流れを受容するために前記液化装置と流体接続された第２の管路と、
    混成二相流れを形成するべく前記高圧の濃密相流れの圧力を下げるために前記第２の管路と流体接続された第１の膨張装置と、
    膨張された前記混成二相流れを受容するために前記第１の膨張装置と流体接続された第３の管路と、
    膨張された前記混成二相流れを受容し且つ貯蔵するために前記第３の管路と流体接続された貯蔵タンクと、を具備し、
    前記貯蔵タンクが、０．１５ＭＰａ（絶対圧）又は０．１５ＭＰａ（絶対圧）より低い圧力で操作するように設計される共に、前記熱交換器は、前記高圧の濃密相流れの温度が前記低温の膨張器の吐出流れの温度より低くなるように設計された液化装置。
12. 前記貯蔵タンクが前記第３の管路に直接接続されると共に、前記第１の膨張装置が前記第２の管路に直接接続された請求項１１に記載の液化装置。
13. 前記混成二相流れのフラッシュ蒸気の部分と前記貯蔵タンク内の液体からの蒸発した蒸気の部分とを含む蒸気が混合された流れを受容するための前記貯蔵タンクと流体接続された第４の管路を更に具備する請求項１１に記載の液化装置。
14. 前記第４の管路が前記熱交換器及び前記第１の管路と流体接続された請求項１３に記載の液化装置。
15. 前記貯蔵タンクの圧力を制御するために前記蒸気が混合された流れの圧力を下げるように前記第４の管路と流体接続された第２の膨張装置を更に具備する請求項１３に記載の液化装置。

Images