JPS5949479B2 - 液化ガスの出荷方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は低温液化ガスを出荷のため、貯蔵タンクから輸
送容器に充填する方法に関する。

更に詳しくは、中間の高圧タンクを必要とせず、コンデ
ンサーを備えて極めてコンパクトな充填装置を用いて、
液化ガスを輸送用容器に安全に充填する方法に関する。

低温液化ガスは、近年石炭コークスガスに代つて都市ガ
ス用等として広く用いられいるが、その全量を輸入に依
存している。

輸入された液化ガスは一失づ、輸入基地に設けた低温貯
蔵タンクに液態で貯蔵し、そこからタンクローリ−１内
航タンカー等の輸送用容器で使用場所に供給している。

一般に密閉容器に、その容器が保有するガスと同一組成
の液体を充填する場合には、充填により上部空間の容積
が減少して圧力が上昇するが、容器内でガス相と液相が
熱力学的平衡に達すれば、容器内圧力はその液体の蒸気
圧に等しくなる。

いまプロパンを例にとってみると５℃のプロパンを充填
した容器において、その容器内の圧力は５℃におけるプ
ロパンの蒸気圧、すなわち約５に！９／ｃｒ／Ｌとなる
。

しかしながらこのような気液の平衡に達するまでの時間
は、比較的長くこれに見合うように液体の充填速度を調
節することは現実的でない。

このため工業的には一般に容器にガスの流出口を設けて
これに対処している。

液化ガス輸送のために、貯蔵タンクから容器に液化ガス
を充填する場合にもこのような配慮がなされている。

具体的な方法としては、容器の上部空間からガスを抜き
出し貯蔵タンクに戻す方法がある。

しかしながら貯蔵タンクに戻す方法は、吸引されるガス
が着臭していたり、あるいはプロパン、ブタンの混合ガ
スとなっていたりするために品質管理上望ましくない。

また抜き出したガスをブロワ−で加圧して充填液ライン
に押し込む方法、あるいは充填液を駆動流体とするエダ
クタ−でガスを吸引する等動力を用いて充填液に混合液
化する方法等がある。

加圧して充填中の液流に戻す方法では取扱いの面倒なブ
ロワ−が必要であり、バッチ操作である液充填には好ま
しい方法ではない。

またエゼクタ−を利用する方法は、エゼクタ−の駆動々
力供給のためポンプ吐出圧を高める必要があり、容器の
安全管理の面から望ましくない。

またエゼクタ−（諷充填容器内の圧力が十分に低（ガス
を吸引する必要がない場合でも働いてしまう。

更に非凝縮性のガスが容器内にある場合には、このガス
までも吸引するが、このガスは液流に混合しても凝縮し
ないため充填液流が気液の二相液となり圧力損失が増大
し、著しい充填速度の低下を惹起する。

またエゼクタ−のガス吸引能力は駆動流体の流量のほぼ
２乗に比例するので不凝縮性ガスによりその能力を失い
、ガスラインに液が逆流することになり、最悪の場合は
、ポンプの最高圧力が容器にかかる恐れが多分にある。

更に容器側の配管が大きい場合もエゼクタ−は所定の吸
引能力を失い、ガスラインへの逆流が起り、容器に過大
な圧力がかかるためエゼクタ−の安全な運転範囲が限ら
れることとなる。

最も一般的に行われている方法は、貯蔵タンクから直接
輸送用容器に充填せずに、中間に設けた圧力タンクに一
時貯蔵した後充填する方法である。

この場合には前述のガスを貯蔵タンクにまで持込まず中
間タンクに戻せばよく品質管理上の問題も解決され、望
ましいが、圧力タンクの設置は、そのスペースはもとよ
り費用も膨大となり、また操作が繁雑となり好ましくな
い。

本発明は、液化ガスの輸送容器に充填する際に、中間の
高圧タンクを必要とせず、しかも充填圧力は貯蔵タンク
からの液体ガス汲出し用ポンプの圧力のみによって行う
極めて安全性の高い、しかも簡便な方法の開発に基づく
ものである。

即ち充填の際の容器内の圧力の上昇は、充填位置の上方
に設けたコンデンサーと、容器内のガス相とを単に均圧
ラインで結ぶことのみによって解決し、容器内から放出
されるガスはコンデンサー接触で液化して充填液に同伴
して再び充填することによってガスの容器内の圧力上昇
防止をはかったものである。

本発明の方法に於けるコンデンサーは回収されるガスを
接触液化するものであり、ガスをブロワ−やエゼクタ−
で吸引して、液と混合液化するため一切の動力を必要と
せずしかも輸送用容器内のガスの圧力が液充填によって
上昇するまでは充填には全く影響を与えず、容器内の圧
力が液充填によって上昇するとはじめて圧力の解圧に作
用する利点を有する。

・すなわち圧力が上昇すると熱力学的変化によってガス
温度は上昇し、コンデンサーにおいてコンデンサー内を
流れている充填液との直接々触によって冷却液化される
。

液化されたガスは充填液と共に再び容器に送られること
になる。

回収されるガス中に非凝縮性のガスが存在すると、非凝
縮性のガスはコンデンサー内部に徐々に蓄積して、容器
及びコンデンサーの圧力を上昇せしめることとなるが、
そのような場合にはコンデンサー上部に安全弁を設け、
ここからあらかじめ設定した安全な圧力でパージすれば
よい。

このようにしてパージされるガスは充分冷却されている
ため液化ガスの含有量は極めて少なく、液化ガスのロス
は問題にならない程度の量である。

また液化ガスの充填速度も、安全弁の作動とは全く無関
係に行われる。

このようにコンデンサーは輸送用容器の圧力の上昇に応
じて解圧し、さらに発生するガスの液化に有効に作用し
、しかも非凝縮性のガスを液中に混合することもなく、
常時ガスの吸引、液化あるいは再挿入に別途動力を必要
とする従来法に比べ、作業の安全性、経済性の全ての面
において優れた方法ということができる。

また、コンデンサーは容器内のガスのうち非凝縮性のガ
ス、例えば窒素等は吸収除去しないが、従来の吸引法等
では非凝縮性のガスまでも全て混合循環し、しかも容器
内の圧力変動とは全く無関係に連続して混合が行われる
ため不必要な、しかも安全上好ましくない動力が余計に
かかる上にイナートガス吸引に伴なう能力低下や、ガス
ラインへの逆流が見込まれることが大きな欠点となって
いる。

本発明の目的に使用するコンデンサーは液流によってガ
スを凝縮する密閉型のいわゆるダイレクト・コンタクト
・コンデンサーであれば特に型式に制限はない。

即ちセグメント型あるいはディスク・アンド・ドーナツ
型等のバッフルタイプ；スプレータイプ；充填塔タイプ
等何れも有効である。

コンデンサーは、運転用の動力を必要とせず、しかもガ
スと液の温度差が太き（なるほど、つまり容器圧が高（
なるほど、有効に働らく。

１例をプロパン液を例に説明すると、充填液は通常５℃
程度に調節されであるので、容器内の圧力が４．５ ｋ
ｙ／ｃ！Ｇまでは自由に上昇し、コンデンサーに流れる
ガスは殆んどない。

容器内の圧力が４、５ｋｇ／ａ／ｌＧを越えると、ガス
は均圧ラインを通ってコンデンサーに流れる。

その際コンデンサーに流れるプロパンの温度は５℃以上
となるたあコンデンサーによるガスの凝縮が起り、コン
デンサーの能力が十分であれば容器の圧力が４．５ｋｇ
／ｆｆ１Ｇをわずかに越えたところで平衡に達する。

容器内の圧力は、結局コンデンサーの能力に支配される
こととなるが、貯蔵タンクからの汲出用ポンプの最高圧
力以上となることは全くない。

従って汲出用ポンプの吐出圧を輸送用容器の耐圧設計圧
力と等しくするか、またはそれ以下で設計すれば極めて
安全に充填できることになる。

次に本発明の方法を図面により説明する。

貯蔵タンク１からポンプ２で汲上げられた液化ガスは、
ヒーター３によって約−５℃〜約５℃に加熱された後、
充填に必要な高さにまで汲上げる。

ここから安全弁７を付帯したコンデンサー４を通じて輸
送用容器５に充填される。

液化ガスの充填によって容器５内の圧力が上昇しはじめ
ると、容器５から均圧ライン６を通ってコンデンサー４
にガスの移動が起り、圧力が平衡を保とうとする。

圧力の上昇によってガス温度は熱力学的に上昇するため
コンデンサー４における温度差が増大してガスが液化さ
れる。

ガスが液化するとその容積が著しく減少するため、コン
デンサー内の圧力が低下し、更に容器からコンデンサー
えのガス流れが生じる。

このようにして容器内の圧力はコンデンサー内の圧力を
わずかに越えるだけで液化ガスが充填される。

例えばプロパンは通常−４２℃で貯蔵されているため、
先づヒーターで約５℃まで加熱される。

５℃におけるプロパンの蒸気圧は第２図に示すように４
．５ｋｇ／ｆｆ１Ｇであり、容器内の圧力力４．５ ｋ
ｇ／ｆｆ１Ｇに達するまではコンデンサーは全く影響な
く充填が行われる。

圧力が４．５ ｋｇ／ｃｙｙｆＧより高くなると、容器
内のガスはコンデンサーに流れ、コンデンサー内で充填
液と接触して冷却液化が始まるが容器圧力は上昇をつづ
ける。

そして例えば６ｋｇ／ｃｒｌまで圧力が上昇したとすれ
ばガス温度は約１５℃となるため、コンデンサー内で気
液の温度差が１０ｄｅｇ’Ｃとなり更に１０ｋｇ／ｃｒ
／Ｌになったとすれば温度差は２５ ｄｅｇ’Ｃとなる
。

すなわち容器の圧力上昇と共にコンデンサーでの温度差
が、大きくなり伝熱量が増大する。

結局コンデンサーの能力見合で適当な圧力につり合って
充填が行なわれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる方法の１例をフローシートとし
て示したものであり、第２図は液化ガスの温度と蒸気圧
との関係を示した図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 低温貯蔵タンクから液化ガスを輸送用容器に充填す
   る方法において、充填場所の上方にコンデンサーを設置
   しポンプで汲出した液化ガスを介り℃〜約５℃に調整し
   て、該コンデンサーを通してヘッド差により該容器に充
   填すると共に、該コンデンサーと該容器のガス相とを均
   圧ラインによって連結し、該ガス相を該コンデンサーに
   導入してコンデンサーを流下する液と直接接触させ液化
   させて該容器にもどすことを特徴とする輸送用容器にそ
   の耐圧圧力以下の圧力で液化ガスを充填する方法。