JPS61140777A - 液体ｈ２及び気体天然ガスの製造方法 - Google Patents

液体ｈ２及び気体天然ガスの製造方法

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JPS61140777A
JPS61140777A JP59261331A JP26133184A JPS61140777A JP S61140777 A JPS61140777 A JP S61140777A JP 59261331 A JP59261331 A JP 59261331A JP 26133184 A JP26133184 A JP 26133184A JP S61140777 A JPS61140777 A JP S61140777A
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gas
lng
ortho
cooling
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哲也 大谷
佃　淳二
浅原　一彦
出野　栄一郎
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Kobe Steel Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液化天然ガス（ＬＮＧ）の寒冷を利用して液体
Ｈ２を製造するに尚た〕、■、液化コストの低減並びに
Ｈ１液化装置“の小型化を達成すると共にＬＮＧの気化
を行なって気体天然ガス（ＮＧ）を製造する方法に関す
るものである。
〔従来の技術〕
■、は安価で且つクリーンなエネルギであるから将来は
ジェット燃料等を中心として需要の増大が予想されてい
る。そこでこれに備えることの必要から製造能力の大き
なＨ１液化装置が要請されているが、この様な大能力Ｈ
２液化装置はどうしても装置規模が大きくなり設置スペ
ースや設備コストの点で問題がある。
即ち上記Ｈ７液化装置としては、Ｈｅ冷凍サイクルのＨ
ｅガスを冷媒として利用するものあるいはＨ，ガスを冷
媒とするり四−ズドサイクルを利用するもの等が例示さ
れるが、いずれにしても熱回収によって常温まで昇温さ
せた冷媒ガスを再圧縮するものであるから、圧縮機や熱
交換器内における冷媒ガス容積が大きくなって圧縮機や
熱交換器の内容積が必然的に大きくなシ装置規模の拡大
をまねかざるを得ない。又冷媒ガスを常温まで戻してし
まう方法であるから熱的損失が大きいと七も指摘されて
いる。
そこで圧縮機の圧縮過程にある冷媒ガスを液体Ｎ、で冷
却して等温状態を保持するどいう低温再圧縮方式が提案
されている。これによれば圧縮機や熱交換器内における
冷媒ガス容積を小さくすることができ、装置内容積を縮
小し、熱的損失を低減することができるとされている。
しかるにこの方法では液体Ｈｅ１Ｊを製造する為に６〜
７ノの液体Ｎ、が必要とされておシ、又該液体Ｈｅを用
いて液体Ｈ７を冷却する場合について換算すると液体Ｈ
，１１を製造する為に２１の液体Ｎ、が必要となる。従
って例えば大型の液体Ｈｅ製造装置〔液体Ｈ，製造量：
　１００ｔ／Ｄ（４Ｘ１０”Ｊ／ｈ）：］を取りあげる
と、８　Ｘ　１０”ｌ／ｈの液体Ｎ、が必要となシ、こ
の様な膨大な液体Ｎ、を消費し気体Ｎ！として単に大気
中へ放出するとなれば液体Ｈ１生産コストは極めて高い
ものになる。即ちＨ，ガスは安価であることが重要なメ
リットの１つと考えられているにもかかわらず貯蔵の為
の液化コストが高過ぎることになシ、結局全体として高
コストになシ経済性が失なわれてしまう。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明はこうした事情に着目してなされたものであって
、低温圧縮方式の採用によってＨ，液化装置の小型化を
達成するだけでなく、冷媒の選択を適正化することによ
りＨ１液化コストを実質上できる限シ低減しようとする
ものである。
〔問題点を解決する為の手段〕
上記目的を達成した本発明方法は、Ｈｅ　ガスを圧縮し
て得た高圧Ｈ１をオルソ−パラ変換した後Ｈｅ冷凍サイ
クルを利用して冷却することによ浸液体Ｈ７を製造する
に当たり、Ｈｅ冷凍サイクルの低温圧縮機における等温
圧縮過程のＨｅガス冷却、オルソ−パラ変換部の冷却、
液体Ｈ１貯槽部の冷却の各々を行う為にＬＮＧまたはＬ
ＮＧで冷却された冷媒を用い、液体Ｈ７の製造及びＬＮ
Ｇのガス化を平行的に実施する点に要旨を有するもので
ある。
〔作用〕
液体Ｈ８を得るに当たっては常法に従いＨ，ガスを圧縮
して高圧Ｈ７を得、これをオルソ−パラ変換（後述）し
だ後Ｈｅ冷凍サイクルから得られる寒冷によって冷却し
必要によりジュールトムソン弁で膨張させる方法を採る
。この様にして液体Ｈ７を製造するに当たって低温再圧
縮方式によるＨｅ冷凍サイクルを利用する方法は、Ｈ！
液化系がジュールトムソン膨張サイクルのみで構成され
るという点で構造的にも簡素であシ、好ましい方法とい
うことができる。しかも低温圧縮機においては返送Ｈｅ
が等温圧縮される為循環Ｈｅの容積は常温再圧縮方式に
比べて約１／３に低減される。
従ってＨｅ　冷凍サイクルに介設される圧縮機及び熱交
換器の内容積も小さくて済み、ひいてはＨ７液化装置を
小型化することができる。ところで低温圧縮機の等温圧
縮過程においては元来Ｈｅを冷却する必要があシ、本発
明ではこの冷却用としてＬＮＧまたはＬＮＧで冷却され
た冷媒（但しＬＮＧで冷却される冷媒は閉鎖系に収納さ
れていることが望まれる）を用いる。ＬＮＧは相当の寒
冷を保有しておシ、その寒冷は冷熱発電用等として一部
利用されてはいるものの、大部分のＬＮＧは海水等との
熱交換によってＮＧ化されＬＮＧの寒冷は外界へ積極的
に棄て去られるものであったから冷熱の利用という点で
は誠にもったいないことであＩＣＬＮＧを冷熱源として
利用する方途を求めることはそれ自身有意義なことであ
る。本発明ではこの様なＬＮＧ又はＬＮＧで冷却した冷
媒（以下これらを一括してＬＮＧ等ということがある）
を用い、低温圧縮機内のＨｅガスを圧縮過程を通じて等
温に維持する様に構成している。
次にＨｅの液化においては下記の現象に留意する必要が
ある。即ち平衡状態における常温Ｈ２はオルソ−Ｈ（７
５チ）とパラ−Ｈ（２５チ）の混合物からなるが、液体
状態になって低温Ｈ７ではオルソロバラの平衡がパラ側
にずれてパラ−Ｈ（１００ｑ６）の単独物質となる。し
かるに液化速度は平衡移動速度を上回るのが一般的であ
るから常温Ｈ１をそのまま液化すると液体Ｈｅ中に多量
のオルソ−Ｈが残留し、液体Ｈｅ中においてオルソ−Ｈ
からパラ−■への変換反応が徐々に進行する。
ところがとのオルソからパラへの変換反応は発熱反応で
ある為液体Ｈ１となってからこの反応が進むと液体Ｈ，
が加温されて蒸発量が多くなシ、その結果液収率が悪化
する。そこでＨ２の液化に際しては気体Ｈ３を液化する
前に触媒を用いてオルソ−パラ変換するのが一般的とな
っている。もつとも気体段階でのオルソ−パラ変換であ
っても発熱が見られるのは同じであシ、この発熱によっ
て気体Ｈ７温度が上昇する。従ってオルソ−パラ変換反
応をできる限シ発熱の少ない状態で円滑に進める必要が
あり本発明においてはオルソ−パラ変換反応部分をＬＮ
Ｇ等によって保冷する。
又Ｈ１液化ライン、Ｈｅ冷凍サイクル、オルソ−パラ変
換部等は真空断熱容器内に収納されるが、本発明におい
てはこの様なＨ，液化装置内の真空断熱部をＬＮＧ等で
冷却しておシ、これによシ上記各構成部分を外気から熱
シールドすることができる。
更に上記Ｈ！液化ラインから得られた液体Ｈ７は液体Ｈ
１貯槽に貯留されるが、本発明においては例えば液体Ｈ
３貯槽の外周に液体Ｈ７貯槽を包む様にＬＮＧ等による
冷却槽を設け、これによって液体Ｈ１を外気から熱シー
ルドする。
一方上記の如く各種の冷却用途に使用されたＬＮＧ、ま
たは各種の冷却用途に適用された冷媒の冷却に使用され
たＬＮＧは昇温して蒸発するので、・本発明においては
Ｈｌの液化と同時に気体ＮＧが得られる。
〔実施例〕
第１図は本発明方法の実施態様を説明する為の７四−図
で、１はＨ７液化装置、２はＨｅ冷凍サイクル、３は低
温圧縮機、４はオルソ−パラ変換部、６ａ〜６ｄは熱交
換器、７ａ　、７ｂは膨張機。
８はＪＴ弁、９は真空断熱部、１０はＬＮＧ貯槽。
１１は液体Ｈ７貯槽を夫々示す。尚Ｈｅ冷凍サイクルは
、低温圧縮機３で加圧したＨｅを膨張機７ａ。
７ｂで夫々断熱膨張させて寒冷を発生させ、該寒冷によ
ってＨｔガスを冷却するものである。
液体Ｈ１を製造するに当たっては％Ｈ２ガスカードル１
２から供給されるＨ７及び液体Ｈ２貯槽１１′の気相部
から抜き出されたＨｌあるいはガスバッグ２０に貯留さ
れたＨ、を圧縮機３によって加圧し、得られたＨ７をデ
オキソ塔５に供給し、０、分を除去した後オルソ−パラ
変換部４へ導入し、オルソ−パラ変換を行なう。次いで
該気体Ｈ３を熱交換器６ｂ〜６ｄの順に通す間にＨｅ冷
凍サイクル２から得た寒冷との間で熱交換を行なって冷
却する。こうして得た冷却Ｈ，ガスをジュールトムソン
弁８で膨張させると液体Ｈ，が得られるので、これを液
体Ｈ７貯槽１１に貯留する。そして液体Ｈ２は必要によ
シ液体Ｈ７貯槽１１から抜き出せばよい。
この様なＨ７液化装置において、第１図に示す実施態様
では液体Ｈ７貯槽１１の外周にこれを取シ囲む様にＬＮ
Ｇ貯槽１０を設は液体Ｈ，と外気の間の熱シールドを行
なっておプ、液体Ｈ７の蒸発を抑制している。又オルソ
−パラ変換部４はＬＮＧタンク１４内に浸漬されてお、
９．ＬＮＧの寒冷によジオルソーパラ変換反応を円滑に
進行せしめている。更に低温圧縮機３を収納する断熱ケ
ース１５内にはＬＮＧ貯槽１０から抜き出されたＬＮＧ
が通る吸熱部１６が配置され、低温圧縮機３内のＨｅガ
スを冷却しておシ、これによって等温圧縮状態が達成さ
れている。尚吸熱部１６を通過したＬＮＧはＬＮＧタン
ク１４に導入される。
又Ｈｅ冷凍サイクル等を収納する真空断熱部９内に紘吸
熱部１７を配置し、これにＬＮＧ貯槽１０から抜き出さ
れたＬＮＧを通すことによって真空断熱部９内を冷却し
ており、真空断熱部９内の各部と外気を熱的にシールド
している。
上記の様に本実施態様においてはＬＮＧの寒冷を利用し
て低温再圧縮方式Ｈ７液化装置内の各部を冷却するので
冷却コストが殆んどかからず、液体Ｈ７を経済的に得る
ことができる。又冷却に使用したＬＮ’ＧｔｉＨｔ等の
熱を受は入れて蒸発するので冷却と同時にＮＧを得るこ
とができる。
第２図は本発明の他の実施態様を示すフ胃−図であり、
■、液化ライン及びＨｅ冷凍サイクルについては第１図
と同様に構成されている。但し真空断熱部内各部の冷却
並びに外気との熱シールドはＬＮＧで冷却された液体Ｎ
、によシ行なっている。
即ちオルソ変換部変換塔４を浸漬するタンク１４ａ内に
は液体Ｎ、が充填されてお〕、オルソ−パラ変換部４の
冷却を行なっている。一方該タンク１４ａの気相部から
抜き出されたＮ、及び吸熱部１７（後述）から得られる
Ｎ！杖正圧縮機１８よシ加圧されて熱交換部１９へ導入
される。ここでＬＮＧ貯槽１０から供給されるＬＮＧと
の間で熱交換が行なわれ、冷却されたＮ、はジュールト
ムソン弁８ａにおいて液化し液体Ｎ、とガって吸熱部１
６　、１７へ供給される。そして吸熱部１６においては
、断熱ケース１５内殊に低温圧縮機内のＨｅガスの冷却
用として液体Ｎ、の寒冷が消費され、又吸熱部１７にお
いては真空断熱部９内と外気の熱シールド用として液体
Ｎ、の寒冷が消費される。一方熱交換部１９においてＮ
、を冷却したＬＮＧは蒸発してＮＧとなる。
上記実施態様においてはＬＮＧによシ冷却された液体Ｎ
！の寒冷を利用してお）前記と同様の効果を得ることが
できる。尚液体Ｎｔは閉鎖系で使用されるので液体Ｎ２
消費コストもかからない。
上記説明は気体Ｈ７の液化に関してであったが同じ様な
思想を他の気体についても適用することが可能であ〕、
例えば液体Ｈｅの製造とＬＮＧのガス化はその一例であ
る。
〔発明の効果〕
本発明は以上の様に構成されておシ、下記の効果を得る
ことができる。
（１）低温圧縮機の等温圧縮過程のＨｅガスをＬＮＧ等
によって冷却するので圧縮機や熱交換器等ひいてはＨ２
液化装置を小型化できる。又上記効果を低コストで得る
ことができる。
（２）　Ｈを液化装置の真空断熱部の冷却、オルソ−パ
ラ変換部の冷却及び液体Ｈ７貯留部の冷却の為にＬＮＧ
等を用いるので冷却コストを大幅に節減することができ
Ｈ２液化コストを低減することができる。
（３）上記冷却用として使用されたＬＮＧは、昇温して
蒸発するので同時に気体ＮＧを得ることができる。従来
の如＜ＮＧガス化の為に特別の装置を使用する必要がな
い。
【図面の簡単な説明】
第１図及び第２図は本発明の実施態様を示すフロー図で
ある。 １・・・Ｈ６液化装置　　２・・・Ｈｅ冷凍サイクル３
・・・低温圧縮機　　　４・・・オルソ−パラ変換部６
ａ＝６ｄ・・・熱交換器　　７ａ、７ｂ・・・膨張機８
．８ａ・・・ジュールトムソン弁 ９・・・真空断熱部　　　１０・・・ＬＮＧ貯槽１１・
・・液体Ｈ７貯槽　　１２・・・Ｈ，ガスカードル旬・
・・Ｈ！ガスバッグ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. Ｈ＿２ガスを圧縮して得た高圧Ｈ＿２をオルソ−パラ変
    換の後Ｈｅ冷凍サイクルを利用して冷却し液体Ｈ＿２を
    製造するに当たり、Ｈｅ冷凍サイクルの低温圧縮機部分
    における等温圧縮過程のＨｅガス冷却、液体Ｈ＿２製造
    装置における真空断熱部の冷却、オルソ−パラ変換部の
    冷却並びに液体Ｈ＿２貯槽部の冷却の各々を行なう為に
    、液化天然ガスまたは液化天然ガスで冷却された冷媒を
    用いて液体Ｈ＿２の製造を行なうと共に液化天然ガスの
    ガス化を行なうことを特徴とする液体Ｈ＿２及び気体天
    然ガスの製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003002601A (ja) * 2001-06-15 2003-01-08 Air Liquide Japan Ltd 水素ガスの製造方法および水素ガスの製造設備
JP2005274127A (ja) * 2004-03-24 2005-10-06 Air Products & Chemicals Inc 水素を液化する方法及び装置
JP2009540259A (ja) * 2006-06-12 2009-11-19 リンデ アクチエンゲゼルシヤフト 水素液化法
FR3123420A1 (fr) * 2021-05-31 2022-12-02 Engie Procédé et installation de liquéfaction de l’hydrogène

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003002601A (ja) * 2001-06-15 2003-01-08 Air Liquide Japan Ltd 水素ガスの製造方法および水素ガスの製造設備
JP4619575B2 (ja) * 2001-06-15 2011-01-26 日本エア・リキード株式会社 水素ガスの製造方法および水素ガスの製造設備
JP2005274127A (ja) * 2004-03-24 2005-10-06 Air Products & Chemicals Inc 水素を液化する方法及び装置
JP2012237554A (ja) * 2004-03-24 2012-12-06 Air Products & Chemicals Inc 水素を液化する方法及び装置
JP2009540259A (ja) * 2006-06-12 2009-11-19 リンデ アクチエンゲゼルシヤフト 水素液化法
FR3123420A1 (fr) * 2021-05-31 2022-12-02 Engie Procédé et installation de liquéfaction de l’hydrogène
WO2022254132A1 (fr) 2021-05-31 2022-12-08 Engie Procede et installation de liquefaction de l'hydrogene

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