Система для хранения растворенного газа на основе метана

Система для хранения растворенного газа на основе метана

Реферат

 

Система для хранения газа на основе метана состоит из контейнера для хранения углеводородного растворителя для хранения растворенного газа, образующего жидкую и паровую фазы, и средство регулирования композиции для поддержания заранее определенного соотношения фаз. Средство регулирования обеспечивает одновременное извлечение жидкой и паровой фаз из контейнера для хранения и смешивания и выпуск извлеченных жидкой и паровой фаз при поддержании заранее определенного соотношения в процессе выпуска. В другом варианте система содержит контейнер для хранения диметилового эфира для растворения и хранения газа. В другом варианте устройство содержит информационное средство для определения состава композиции и передающее средство для передачи результата определения к стороне подачи. Устройство может содержать контейнер для извлекаемых остатков углеводорода, детектирующее средство для определения соотношения фаз в нем и средство управления соотношениями при подаче в контейнер для хранения. Устройство может содержать временно загруженный контейнер только для растворителя, установленный при помощи средства управления проходом между контейнером для хранения и временно загруженным контейнером. Использование изобретения позволит обеспечить выпуск хранящегося материала при поддержании постоянного соотношения составляющих. 8 с. и 41 з.п. ф-лы, 89 ил., 2 табл.

Настоящее изобретение касается улучшенной системы для сжижения и хранения газа, и особенно системы для хранения газа, основным компонентом которого является метан, посредством смешивания с другим углеводородом (органическим растворителем) для хранения.

Уровень техники До настоящего времени, существовало несколько различных способов хранения метана или газа, такого как природный газ, основным компонентом которого является метан. Например, возможны способы хранение газа посредством сжатия под высоким давлением, и посредством адсорбции адсорбентом. Кроме того, были предложены способы, в которых метан растворяли в композиционном водородном растворителе, таком как пропан, бутан и т.д., а затем хранили в жидком состоянии. Например, патент США 5,315,054 описывает такой способ сжижения и хранения метана.

Патент США 5,315,054, однако, только описывает, что метан можно хранить посредством просто его растворения в углеводородном растворителе. Этот способ не является достаточным для хранения метана высокой плотности.

Кроме того, нет описания способа выпуска метана или газа, основным компонентом которого является метан, с постоянным соотношением составляющих. Когда соотношение составляющих газа или жидкости, выпускаемой из контейнера для хранения, не является постоянным, возникают недостатки, такие как изменение воспламеняемости и неустойчивое горение в двигателе внутреннего сгорания или т.п.

Ближайшим аналогом заявленного изобретения является система для хранения газа на основе метан, содержащая контейнер для хранения углеводородного растворителя для растворения и хранения газа на основе метана, образующего жидкую фазу и паровую фазу хранящегося материала, и средство регулирования композиции для поддержания заранее определенного соотношения фаз в хранящемся материале (см. патент JP 9-087645, кл. C 10 L 3/10, 1997).

Настоящее изобретение решает задачи, существующие в предшествующем уровне техники, и его задача заключается в обеспечении системы для сжижения и хранения газа, основным компонентом которого является метан высокой плотности, и для выпуска хранимого материала при поддержании постоянного соотношения составляющих.

Краткое описание изобретения Для достижения поставленной задачи, согласно настоящему изобретению создана система для хранения газа на основе метана, содержащая контейнер для хранения углеводородного растворителя для растворении и хранений газа на основе метана, образующего жидкую фазу и паровую фазу хранящегося материала, средство регулирования композиции для поддержания заранее определенного соотношения фаз в хранящемся материале, при этом средство регулирования композиции обеспечивает одновременное извлечение жидкой фазы и паровой фазы из контейнера для хранения и смешивание и выпуск извлеченных жидкой фазы и паровой фазы при поддержании заранее определенного соотношения в процессе выпуска.

В системе сверхкритическое состояние существует в контейнере для хранения по меньшей мере в течение начального периода выпуска хранимого материала.

В системе соотношение составляющих элементов содержимого контейнера для хранения может быть таким, что углеводород с углеродным числом 3 или выше составляет между 7% и 45%, тогда как углеводород с углеродным числом 2 или ниже, составляет между 93% и 55%.

В другом варианте выполнения системы соотношение составляющих элементов содержимого контейнера для хранения может быть таким, что углеводород с углеродным числом 3 или выше составляет между 7% и 65%, тогда как углеводород с углеродным числом 2 или ниже составляет между 93% и 35%.

Бутан является подходящим для системы в качестве основного углеводородного компонента с углеродным числом 3 или выше.

Пропан также является подходящим для системы в качестве основного углеводородного компонента с углеродным числом 3 или выше В системе температура в контейнере для хранения может регулироваться, так что будет поддерживаться его внутреннее сверхкритическое состояние.

Система может предпочтительно включать средство определения условий в контейнере для хранения, для определения соотношения газа и количества углеводородного растворителя, содержащегося в контейнере для хранения, и средство управления соотношениями при подаче для вычисления соотношения, при котором газ, основным компонентом которого является метан и углеводородный растворитель подаются в контейнер для хранения, основываясь на результате вышеупомянутого определения и осуществлении подачи.

Это средство управления соотношениями при подаче для определения условий в контейнере для хранения определяет давление, температуру и количество раствора растворителя в контейнере для хранения, обеспечивает соотношение углеводородных составляющих и количество углеводорода, исходя этих параметров.

В системе углеводород, выпускаемый из контейнера для хранения, может окисляться в двигателе внутреннего сгорания, и средство определения условий в контейнере для хранения может обеспечить получение соотношения углеводородных составляющих, на основе выходного сигнала средства определения соотношения воздух-топливо, необходимого для двигателя внутреннего сгорания.

В другом варианте выполнения системы, имеется парофазное выпускное отверстие в верхней части контейнера для хранения, детектор количества жидкости установлен в контейнере для хранения для определения количества жидкого углеводородного растворителя, при этом только паровая фаза хранимого мате риала в контейнере для хранения выпускается через парофазное вынускное отверстие, а количество углеводородного растворителя, подлежащего подаче для повторной загрузки, вычисляется на основе результата, полученного посредством детектора количества жидкости.

В другом варианте выполнения системы контейнер для извлекаемых остатков установлен для приема удаляемого оставшегося углеводорода из контейнера для хранения, а извлекаемый углеводород и газ, основным компонентом которого является метан, подается после подачи углеводородного растворителя.

В другом варианте выполнения системы временно загружаемый контейнер соединен с контейнером для хранения, углеводородный растворитель подается к этому временно загружаемому контейнеру перед подачей газа, основным компонентом которого является метан, и углеводородный растворитель и газ вместе подаются в контейнер для хранения.

В другом варианте выполнения системы временно загружаемый контейнер только для использования углеводородного растворителя, установлен в паралелльном соединении с контейнером для хранения, так чтобы он был расположен выше уровня жидкости в контейнере для хранения, посредством трубы, снабженной средством управления проходом, временно загружаемый контейнер только углеводородного растворителя загружается углеводородным растворителем, когда проход закрыт, и углеводородный растворитель поступает в контейнер для хранения, когда проход открыт.

В другом варианте выполнения системы контейнер для хранения установлен на подвижном корпусе, и контейнер, предназначенный только для хранения углеводородного растворителя, соединен с этим контейнером для хранения.

В другом варианте выполнения системы материал, хранимый в газообразной форме, выпускается из паровой фазы материала контейнера для хранения, а углеводородный растворитель в жидкой фазе отделяется от выпускаемого газа и возвращается в контейнер для хранения.

В другом варианте выполнения системы материал, хранимый в жидкой форме, выпускается из жидкой фазы материала контейнера для хранения в небольшом количестве, так что не возникает существенного изменения внутреннего давления контейнера для хранения, и выпускаемая жидкость возвращается в контейнер для хранения после испарения газа, основным компонентом которого является метан, из жидкости.

В системе углеводород в паровой фазе может выпускаться из верхней части контейнера для хранения, а жидкая фаза может выпускаться из нижней части контейнера для хранения при постоянном соотношении.

Контейнер для хранения в системе может быть снабжен детектором количества жидкости.

В другом варианте выполнения системы хранимый материал, выпускаемый из контейнера для хранения, окисляется в двигателе внутреннего сгорания и средство определения условий в контейнере для хранения обеспечивает получение соотношения углеводородных составляющих, на основе выходного сигнала средства определения соотношения воздух-топливо, необходимого для двигателя внутреннего сгорания.

В системе выпускаемые углеводороды в паровой и жидкой фазе можно нагревать для смешивания вместе в выпускном трубопроводе.

В системе выпускаемый углеводород в жидкой фазе может выпариваться и затем смешиваться с выпускаемым углеводородом в паровой фазе.

В системе контейнер для хранения может охлаждаться при загрузке газом.

В другом варианте выполнения системы контейнер для хранения снабжен множеством входных отверстий, разнесенных друг от друга, и при загрузке газа, основным компонентом которого является метан, сначала можно использовать одно входное отверстие, а затем загрузку можно переключить на другое входное отверстие.

В другом варианте выполнения системы контейнер для хранения снабжен теплопроводящим средством, покрывающим внутреннюю поверхность контейнера для хранения и соединенным с входным отверстием для газа, основным компонентом которого является метан, причем входное отверстие выполнено на контейнере для хранения.

В другом варианте выполнения системы контейнер для хранения снабжен множеством входных отверстий, разнесенных друг от друга, и эти входные отверстия можно использовать одновременно.

В другом варианте выполнения системы установлен элемент для расширения прохода, проходящий от входного отверстия, выполненного на контейнере для хранения, и входящий во внутреннее пространство контейнера, при этом элемент для расширения прохода имеет множество выпускных отверстий, расположенных вдоль его продольного направления, так чтобы быть соответствующим образом отделенными от внутренних стенок контейнера.

Эти выпускные отверстия могут быть входными отверстиями для газа в внутреннее пространство контейнера для хранения, расположенными под углом так, что газ впрыскивается под углом.

В системе входное отверстие может быть расположено на конце контейнера при хранении, удаленном от жидкой фазы, удерживающей растворитель в контейнере для хранения.

В системе пористое тело может размещаться в контейнере для хранения.

В системе загрузка может осуществляться так, что использование входных отверстий, выполненных на дне контейнера для хранения, может начинаться при загрузке газа.

В другом варианте выполнения системы часть углеводородного растворителя испаряется и выпускается наружу из контейнера для хранения перед тем, как контейнер для хранения загружается газом, основным компонентом которого является метан.

В системе хранимый материал может выпускаться из контейнера для хранения через декомпрессионный проход, выполненный внутри или на поверхности контейнера для хранения.

Этот декомпрессионный проход может быть покрыт регенерирующим тепло материалом.

Система может загружаться охлажденным углеводородным растворителем перед загрузкой газа, основным компонентом которого является метан.

Контейнер для хранения в системе может быть снабжен перемешивающим средством.

В другом варианте выполнения системы углеводородный растворитель может выпускаться из контейнера для хранения для немедленного использования.

Кроме того, согласно изобретению создано устройство для сжижения и хранения газа, основным компонентом которого является метан, содержащее информационное средство определения состава композиции, для определения соотношений составляющих материала, хранимого в контейнере для хранения, в котором газ, основным компонентом которого является метан, растворяется в углеводородном растворителе, и хранится, и передающее средство для передачи результата определения к стороне подачи, от которой газ и углеводородный растворитель подаются к контейнеру для хранения.

Кроме того, согласно изобретению создано устройство для хранения и сжижения газа, основным компонентом которого является метан, причем устройство содержит контейнер для извлекаемых остатков, для извлечения оставшегося углеводорода из контейнера для хранения, в котором газ, основным компонентом которого является метан, растворяется в углеводородном растворителе и хранится, и детектирующее средство для определения соотношений составляющих углеводорода в контейнере для извлекаемых остатков жидкости, и средство управления соотношениями при подаче для управления соотношением, при котором такой газ и углеводородный растворитель подаются в контейнер для хранения, на основании результата определения.

Кроме того, согласно изобретению создано устройство для сжижения и хранения газа, основным компонентом которого является метан, в котором газ, основным компонентом которого является метан, растворяется в углеводородном растворителе и хранится, при этом временно загружаемый контейнер, используемый только для растворителя, для загрузки контейнера для хранения углеводородным растворителем, имеющим равновесное давление, ниже, чем газ, основным компонентом которого является метан, установлен при помощи средства управления проходом между контейнером для хранения и временно загружаемым контейнером, используемым только для растворителя.

Кроме того, согласно изобретению создано устройство для сжижения и хранения газа, основным компонентом которого является метан, причем источник подачи такого газа и источник подачи углеводородного растворителя соединены при помощи соответствующего средства управления, с временно загружаемым баком для хранения, который, в свою очередь, соединен с контейнером для хранения, в котором газ, основным компонентом которого является метан, растворяется в углеводородном растворителе и хранится.

Кроме того, согласно изобретению, создано устройство для сжижения и хранения газа, основным компонентом которого является метан, содержащее основной контейнер для хранения, в котором газ, основным компонентом которого является метан, растворяется в углеводородном растворителе и хранится, и контейнер, предназначенный для хранения только углеводородного растворителя, при этом контейнер, предназначенный для хранения углеводородного растворителя, соединен с основным контейнером посредством средства управления.

Кроме того, согласно изобретению, создано устройство для сжижения и хранения газа, основным компонентом которого является метан, содержащее выходное отверстие для паровой фазы, для выпуска материала, хранимого в газообразной форме, выполненное в верхней части контейнера для хранения, в котором такой газ растворяется в углеводородном растворителе и хранится, парожидкостной сепаратор для отделения жидкости от выпускаемого материала, который хранится в газообразной форме, и обратный проход для возвращения жидкости, отделенной посредством парожидкостного сепаратора, к контейнеру для хранения.

Краткое описание чертежей Фиг. 1 - вид, показывающий парожидкостные равновесные характеристики смеси пропана и метана при 38^oС.

Фиг. 2 - вид, показывающий парожидкостные равновесные характеристики смеси бутана и метана при 71^oС.

Фиг. 3 - вид, показывающий парожидкостные характеристики смеси гексана и метана при 100^oС.

Фиг.4 - вид, показывающий парожидкостные характеристики при 38^oС пропана и 10%-го раствора гексана, в котором растворяется метан.

Фиг. 5 - вид, показывающий парожидкостные характеристики при 71^oС бутана и 10%-го раствора гексана, в котором растворяется метан.

Фиг. 6 - вид, показывающий парожидкостные характеристики при 71^oС бензина, в котором растворяется метан.

Фиг. 7 - вид в сечении оборудования для осуществления предпочтительного варианта 3 выполнения системы для сжижения и хранения газа, основным компонентом которого является метан, согласно настоящему изобретению.

Фиг. 8 - вид в сечении оборудования для осуществления предпочтительного варианта 4 и выполнения системы для сжижения и хранения газа, основным компонентом которого является метан, согласно настоящему изобретению.

Фиг. 9 - вид в сечении оборудования для осуществления предпочтительного варианта 5 выполнения системы для сжижения и хранения газа, основным компонентом которого является метан, согласно настоящему изобретению.

Фиг. 10 - вид, показывающий кривые температуры-давления смешанных растворов метана и пропана, в различных соотношениях.

Фиг. 11 - вид, показывающий плотность хранимого метана в смешанных растворах метана и пропана при 30^oС.

Фиг. 12 - вид, показывающий кривые жидкой фазы различных типов углеводородных растворов, для которых плотность метана составляет 80%.

Фиг. 13 - вид, показывающий плотность хранимого метана в критических точках, для типов углеводородных растворов, показанных на Фиг.12.

Фиг.14 - вид, показывающий плотность хранимого метана в разных видах углеводородных растворов, показанных на Фиг.12 при 35^oС.

Фиг. 15 - вид, показывающий кривые температуры-давления для двухкомпонентных и трехкомпонентных растворов, в которых растворяется метан.

Фиг. 16 - вид, показывающий связь температуры и давления в смеси метан-пропан.

Фиг. 17 - вид, показывающий связь температуры и давления в смеси метан-бутан.

Фиг. 18 - вид, показывающий связь температуры и давления в смеси метан-пентан.

Фиг. 19 - вид, показывающий связь температуры и давления в смеси метан-гексан.

Фиг. 20 - вид, показывающий плотность метана и плотность пропана, изменяющуюся при постепенном добавлении метана в пропановый растворитель.

Фиг. 21 - вид, показывающий переход мольного соотношения метана и плотности энергии для случая, показанного на Фиг. 20. Фиг.22 - вид, показывающий плотность метана и плотность бутана, изменяющуюся при постепенном добавлении метана в бутановый растворитель.

Фиг. 23 - вид, показывающий переход мольного соотношения метана и плотности энергии для случая, показанного на Фиг.22.

Фиг.24 - вид, показывающий пример контейнера для хранения для перемешивания метана в углеводород с углеродным числом 3 или выше.

Фиг.25 - вид, показывающий примерный случай, в котором подвижный корпусной компонентный контейнер для хранения загружается метан-несущим углеводородом из контейнера для хранения.

Фиг. 26 - вид, показывающий пример способа охлаждения контейнера для хранения.

Фиг. 27 - вид, показывающий примерный случай, в котором метан-несущий углеводород, выпускается как из жидкой, так и из паровой фаз контейнера для хранения.

Фиг. 28 - вид, показывающий пример модификации способа, показанного на Фиг.27.

Фиг.29 - вид, показывающий другой пример модификации способа, показанного на Фиг.27.

Фиг.30 - вид, показывающий еще один пример модификации способа, показанного на Фиг.27.

Фиг.31 - вид, показывающий другой пример модификации способа, показанного на Фиг.27.

Фиг.32 - вид, показывающий пример контейнера для хранения, используемого для системы для сжижения и хранения газа, основным компонентом которого является метан, согласно изобретению.

Фиг. 33 - вид, показывающий пример контейнера для хранения метана, который поставлен на его край.

Фиг.34 - вид, показывающий пример контейнера для хранения, который положен на его бок.

Фиг.35 - вид, показывающий пример перемешивающего лопастного устройства, используемого в контейнере, показанном на Фиг.34.

Фиг. 36 - вид, показывающий пример системы для сжижения и хранения газа, основным компонентом которого является метан, согласно изобретению.

Фиг. 37 - вид, показывающий пример модификации системы для сжижения и хранения газа, основным компонентом которого является метан, согласно изобретению.

Фиг.38 - связь температуры и давления в смеси метана и бутана.

Фиг. 39 - вид, показывающий процесс преобразования метан-несущего углеводорода, хранимого посредством системы для сжижения и хранения газа, основным компонентом которого является метан.

Фиг. 40 - вид, сравнивающий эффективность трех видов подачи электроэнергии.

Фиг. 41 - вид, показывающий способ загрузки контейнера для хранения, при низком давлении, углеводородом с углеродным числом 3 или выше, в системе сжижения и хранения газа, основным компонентом которого является метан, согласно изобретению.

Фиг. 42 - вид, показывающий соотношения составляющих элементов части паровой фазы содержимого контейнера для хранения, в сверхкритическом состоянии, и состояние совместно существующих паровой и жидкой фаз.

Фиг.43 - вид, показывающий соотношения составляющих элементов части паровой фазы содержимого контейнера для хранения, в сверхкритическом состоянии, и состояние совместно существующих паровой и жидкой фаз, когда контейнер для хранения загружается смесью с такими же соотношениями составляющих, как соотношения составляющих элементов части паровой фазы содержимого контейнера для хранения в состоянии совместного существования паровой и жидкой фаз, показанном на Фиг.42.

Фиг.44 - вид, показывающий переход соотношения составляющих метана, когда смесь бутана и метана, сохраняемая при соотношении 20:80 в контейнере для хранения выпускается в ее сверхкритическом состоянии, и когда эта смесь выпускается из парофазной части в состоянии совместного существования паровой и жидкой фаз.

Фиг. 45 - схема конфигурации предпочтительного варианта 17 выполнения системы для сжижения и хранения газа, основным компонентом которого является метан, согласно изобретению Фиг. 46 - пример модификации системы для сжижения и хранения газа, основным компонентом которого является метан, согласно Фиг.45.

Фиг.47 - схема конфигурации предпочтительного варианта 18 выполнения системы для сжижения и хранения газа, основным компонентом которого является метан, согласно изобретению.

Фиг. 48 - пример модификации системы для сжижения и хранения газа, основным компонентом которого является метан, показанной на Фиг.47.

Фиг.49 - другой пример модификации системы для сжижения и хранения газа, основным компонентом которого является метан, показанной на Фиг.47.

Фиг. 50 - конфигурация предпочтительного варианта 19 выполнения системы для сжижения и хранения газа, основным компонентом которого является метан, согласно изобретению.

Фиг. 51 - пример модификации системы для сжижения и хранения газа, основным компонентом которого является метан, показанной на Фиг.50.

Фиг.52 - другой пример модификации системы для сжижения и хранения газа, основным компонентом которого является метан, показанной на Фиг.50.

Фиг.53 - другой пример модификации системы для сжижения и хранения газа, основным компонентом которого является метан, показанной на Фиг.50.

Фиг. 54 - конфигурация предпочтительного варианта 20 выполнения системы для сжижения и хранения газа, основным компонентом которого является метан, согласно изобретению.

Фиг. 55 - пример модификации системы для сжижения и хранения газа, основным компонентом которого является метан, показанной на Фиг.54.

Фиг.56 - другой пример модификации системы для сжижения и хранения газа, основным компонентом которого является метан, показанной на Фиг.54.

Фиг. 57 - конфигурация предпочтительного варианта 21 выполнения системы для сжижения и хранения газа, основным компонентом которого является метан, согласно изобретению.

Фиг. 58 - вид, показывающий изменение соотношения составляющих углеводородного растворителя, когда хранимый материал выпускается из контейнера для хранения при сверхкритическом состоянии и в состоянии совместного существования паровой и жидкой фаз.

Фиг. 59 - вид, показывающий соотношение составляющих углеводородного растворителя в выходном отверстии парожидкостного сепаратора, показанного на Фиг.57.

Фиг. 60 - вид, показывающий пример парожидкостного сепаратора, показанного на Фиг.57.

Фиг.61 - вид, показывающий другой примет парожидкостного сепаратора, показанного на Фиг.57.

Фиг. 62 - вид - показывающий другой пример парожидкостного сепаратора, показанного на фиг.57.

Фиг. 63 - вид, показывающий схему конфигурации для выпуска хранимого материала из контейнера для хранения в системе для сжижения и хранения газа, основным компонентом которого является метан, согласно изобретению.

Фиг. 64 - вид, показывающий другую схему конфигурации для выпуска хранимого материала из контейнера для хранения в системе для сжижения и хранения газа, основным компонентом которого является метан, согласно изобретению.

Фиг.65 - вид, показывающий связь между количеством раствора, оставшегося в контейнере для хранения и молярной плотностью метана в выпускаемом газе, когда хранимый материал выпускается из парофазной части контейнера для хранения.

Фиг.66 - вид, показывающий другую схему конфигурации для выпуска хранимого материала из контейнера для хранения в системе для сжижения и хранения газа, основным компонентом которого является метан, согласно изобретению.

Фиг. 67А - вид, показывающий внутреннее состояние контейнера, когда контейнер для хранения в виде цилиндра загружается сжатым природным газом (CNG).

Фиг. 67В - вид, показывающий внутреннее состояние контейнера, когда контейнер для хранения в виде цилиндра загружается сжатым природным газом (CNG).

Фиг.68 - вид, показывающий пример контейнера для хранения, используемого для системы для сжижения и хранения газа, основным компонентом которого является метан, согласно изобретению.

Фиг. 69 - вид, показывающий пример модификации контейнера для хранения, показанного на Фиг.68.

Фиг. 70 - вид, показывающий другой пример контейнера для хранения, используемого в системе для сжижения и хранения газа, основным компонентом которого является метан, согласно изобретению.

Фиг. 71 - вид, показывающий другой пример контейнера для хранения, используемого в системе для сжижения и хранения газа, основным компонентом которого является метан, согласно изобретению.

Фиг. 72 - вид, показывающий пример модификации контейнера для хранения, показанного на Фиг.71.

Фиг.73 - вид, показывающий другой пример модификации контейнера для хранения, показанного на Фиг.71.

Фиг. 74 - вид, показывающий другой пример контейнера для хранения, используемого в системе для сжижения и хранения газа, основным компонентом которого является метан, согласно изобретению.

Фиг. 75 - вид, показывающий другой пример контейнера для хранения, используемого в системе для сжижения и хранения газа, основным компонентом которого является метан, согласно изобретению.

Фиг. 76 - вид, показывающий пример модификации контейнера для хранения, показанного на Фиг.75.

Фиг.77 - вид, показывающий другой пример модификации контейнера для хранения, показанного на Фиг.75.

Фиг. 78 - вид, показывающий другой пример контейнера для хранения, используемого в системе для сжижения и хранения газа, основным компонентом которого является метан, согласно изобретению.

Фиг. 79 - вид, показывающий пример модификации контейнера для хранения, показанного на Фиг.78.

Фиг.80 - вид, показывающий другой пример модификации контейнера для хранения, показанного на Фиг.78.

Фиг.81 - вид, показывающий другой пример модификации контейнера для хранения, показанного на Фиг.78.

Фиг.82 - вид, показывающий другой пример модификации контейнера для хранения, показанного на Фиг.78.

Фиг. 83 - вид, показывающий другой пример контейнера для хранения, используемого в системе для сжижения и хранения газа, основным компонентом которого является метан, согласно изобретению.

Фиг. 84 - вид, показывающий другой пример контейнера для хранения, используемого в системе для сжижения и хранения газа, основным компонентом которого является метан, согласно изобретению.

Фиг.85 - вид, показывающий другой пример модификации контейнера для хранения, показанного на Фиг.84.

Фиг.86 - вид, показывающий другой пример модификации контейнера для хранения, показанного на Фиг.84.

Фиг.87 - вид, показывающий другой пример модификации контейнера для хранения, показанного на Фиг.84.

Фиг.88 - вид, показывающий другой пример модификации контейнера для хранения, показанного на Фиг.84.

Фиг. 89 - вид, показывающий другой пример контейнера для хранения, используемого в системе для сжижения и хранения газа, основным компонентом которого является метан, согласно изобретению.

Предпочтительные варианты выполнения изобретения Предпочтительные варианты выполнения настоящего изобретения (здесь упомянутые как варианты выполнения) будут описаны ниже со ссылкой на чертежи.

Вариант выполнения 1 Варианты выполнения 1-9 системы для сжижения и хранения газа на основе метана согласно изобретению, относятся к области растворения метана или газа, основным компонентом которого является метан, такого как природный газ, в углеводородном растворителе и хранения газа на основе метана при высокой плотности в контейнере для хранения.

На Фиг. 1 показаны парожидкостные равновесные характеристики смешанного растворителя пропана и метана при 38^oС. На Фиг.1, верхняя линия представляет собой линию жидкой фазы, а нижняя линия представляет собой линию паровой фазы. Как видно из Фиг.1, смешанный растворитель пропана и метана остается в жидком состоянии, пока мольное соотношение метана не составит 40%, мольное соотношение, при котором метан входит в паровое состояние. Когда молярный процент метана превышает границу 40%, выше которой он больше не остается в жидком состоянии, плотность хранимого метана снижается. Чтобы хранить метан высокой плотности в широком диапазоне температур, необходим как можно более широкий диапазон, в котором метан может оставаться в жидком состоянии.

На Фиг. 2 показаны парожидкостные равновесные характеристики смешанного растворителя бутана и метана при 71^oС. В этом случае, можно видеть, что жидкое состояние метана поддерживается до тех пор, пока молярный процент метана в композиционном растворителе не составит около 60%.

Кроме того, на Фиг.3 показаны парожидкостные характеристики смешанного растворителя гексана и метана при 100^oС. В этом случае, можно видеть, что метан может оставаться в жидком состоянии до тех пор, пока молярный процент метана в композиционной жидкости не составит около 70%.

Как видно, углеводород, имеющий больше атомов углерода (более высокое углеродное число), или, другими словами, углеводород, который является жидкостью при комнатной температуре, может лучше поддерживать жидкое состояние растворенного метана. Это свойство углеводорода, такого как гексан, который является жидкостью при комнатной температуре, поддерживается, даже если его смешивают с другими углеводородами, которые плохо сжижаются при комнатной температуре, например, пропан или бутан.

На Фиг.4 показаны парожидкостные характеристики при 38^oС углеводородного растворителя, состоящего из пропана и 10% гексана, в котором растворяется метан. Как показано на Фиг. 4, жидкое состояние метана поддерживается до того, как молярный процент метана составит около 55%. По сравнению с Фиг.1, где используют углеводородный растворитель, состоящий из 100% пропана, на Фиг. 4 показан более широкий диапазон, в котором растворенный метан может оставаться в жидком состоянии, а углеводородный растворитель, включающий гексановый компонент (Фиг. 4), указывает более низкое давление для соответствующего уровня плотности метана. Это может происходить, поскольку гексан, углеводород, который является жидкостью при комнатной температуре, стабилизирует метан и пропан.

Аналогично, на Фиг.5 показывает парожидкостные равновесные характеристики, при 71^oС, углеводородного растворителя, состоящего из бутана и 10% гексана, в котором растворяется метан. В этом случае, видно, что жидкое состояние метана поддерживается до того, как молярный процент метана составит около 70%. По сравнению с Фиг.2, где используется углеводородный растворитель, состоящий из 100% бутана, на Фиг.5 показан более широкий диапазон мольных соотношений метана, в котором метан может существовать в жидком состоянии, указывая более низкое давление для соответствующего уровня плотности метана. Таким образом, очевидно, что углеводородный растворитель, включающий 100% гексан является более стабильным в виде жидкости, чем 100%-ый бутановый углеводородный растворитель.

Таким образом, при использовании углеводородного растворителя, включающего углеводород, являющийся жидкостью при комнатной температуре, такой как гексан, жидкое состояние метана можно поддерживать в более широком диапазоне температур, и более широком диапазоне мольных соотношения метана. Поэтому, может храниться метан более высокой плотности, что может увеличить количество метана, который можно хранить. Следовательно, стабильный метан может храниться в большем количестве, даже если он используется в более широком диапазоне температур, например, для использования в моторном транспортном средстве.

Углеводородные растворители, состоящие из двух компонентом были описаны в качестве примеров, где подходящим образом можно использовать углеводородные растворители, состоящие из трех или более компонентом. Примеры углеводородов, которые не легко сжижаются при комнатной температуре, включают пропан, бутан и т.п. В качестве других органических растворителей, например, также можно использовать диметиловый эфир.

Вариант выполнения 2 Систему для сжижения и хранения газа на основе метана согласно изобретению можно использовать в моторном транспортном средстве, и в этом случае, предпочтительно, если бензин или легкое масло, которое обычно используется в качестве топлива в транспортном средстве, могли использоваться в качестве углеводородного растворителя для сжижения метана. Это позволит, например, использовать существующую вспомогательную инфраструктуру для моторных транспортных средств. Другим преимуществом является то, что для моторных транспортных средств с двигателем, работающем на двух видах топлива, конечно, бензин или легкое масло можно использовать в качестве топлива. Бензин представляет собой композиционную жидкость из углеводородов С5-С8. Легкое масло также представляет собой композиционную жидкость с углеводородами С7-С12. Было проверено, что бензин или легкое масло остается жидким и может достаточно сжижать метан в диапазоне температур в окружающей среде, в которой его используют.

На Фиг.6 показаны парожидкостные равновесные характеристики при 71^oС бензина, в котором растворяется метан. Как видно из Фиг.6, жидкое состояние метана поддерживается до тех пор, пока молярный пр