[發明專利]生產液化氫的方法

在審

• 申請號: 202180074434.4
• 申請日: 2021-10-13
• 公開（公告）號: CN116507870A
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 杰弗里·弗雷德里克·斯金納
• 申請（專利權）人: 蓋斯康薩特有限公司
• 主分類號: F25J1/00
• 分類號: F25J1/00
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 孟媛;陳鑫

1.一種用于液化氫氣的方法，所述工藝包括：

-提供氫進料氣體流[1]；

-以1巴至50巴的壓力提供再循環氫氣流[2]；

-使流[1]和[2]進入氫壓縮機[A]，所述壓縮機具有合并排放流[3]，所述合并排放流的壓力介于10巴至200巴之間；

-在熱交換器[B]的第一熱通道中冷卻所述合并排放流[3]，所述熱通道具有出口流[4]；

-在熱交換器[C]的第一熱通道中冷卻所述流[4]，所述熱通道具有出口流[5]；

-在熱交換器[D]的第一熱通道中冷卻所述流[5]，所述熱通道具有出口流[6]；

-使流[6]進入氫液化器單元[E]，所述氫液化器單元包括一個或多個氫氣膨脹器、一個或多個熱交換器以及將鄰位氫催化轉化為對位氫的一個或多個級；氫液化器具有溫度介于-240℃至-255℃之間的液態氫出口流[7]和壓力介于1巴至20巴之間的氣態氫出口流[8]；

-在熱交換器[D]的第一冷通道中再加熱流[8]，所述冷通道具有出口流[9]，然后在熱交換器[C]的第一冷通道中再加熱所述流，所述冷通道具有出口流[10]，然后在熱交換器[B]的第一冷通道中再加熱所述流，來自熱交換器[B]的被再加熱的所述流形成上面所述的再循環氫氣流[2]；

-提供壓力為10巴至150巴的制冷劑氣體流[21]；

-將制冷劑氣體流[21]分成第一部分[22]和第二部分[25]；

-使所述第一部分[22]進入第一制冷劑氣體膨脹器[L]，來自所述第一制冷劑氣體膨脹器的出口流[23]具有介于5巴至50巴之間的壓力；

-在熱交換器[B]的第二冷通道中再加熱第一制冷劑氣體膨脹器出口流[23]以形成再加熱流[24]；

-在壓縮機[M]中將所述再加熱流[24]壓縮至10巴至150巴的壓力，以形成上面所述的制冷劑氣體[21]的第一組分；

-使所述制冷劑氣體的所述第二部分[25]進入熱交換器[B]的第二熱通道，所述第二熱通道具有出口流[26]；

-使制冷劑氣體[26]的冷卻的所述第二部分進入第二制冷劑氣體膨脹器[N]，來自所述第二制冷劑氣體膨脹器的出口流[27]具有介于3巴至50巴之間的壓力，并且包括蒸汽和液體的混合物；

-在蒸汽/液體分離器[O]中分離第二氣體膨脹器[N]的所述出口流[27]，以形成蒸汽流[28]和液體流[29]；

-在閥[P]中對所述液體流[29]進行減壓以形成壓力介于0.5巴至10巴之間的流[30]；

-在熱交換器(D)的第二冷通道中對流[30]進行蒸發和再加熱，以形成出口蒸汽流[31]；

-通過低壓制冷劑壓縮機[Q]將流[31]壓縮至與流[28]的壓力相同的壓力，所述低壓制冷劑壓縮機具有出口流[32]；

-合并流[28]和流[32]以形成流[34]；

-在熱交換器[C]的第二冷通道中再加熱流[34]以形成流[35]，然后在熱交換器[B]的第三冷通道中再加熱所述流以形成流[36]；

-在壓縮機[M]中將被再加熱的所述流[36]壓縮至10巴至150巴的壓力，以形成上面所述的制冷劑氣體[21]的第二組分。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，來自壓縮機[A]的合并排放流[3]具有介于20巴至100巴之間的壓力。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其中，所述流[30]的壓力介于1巴至3巴之間。

4.根據權利要求1至3所述的方法，其中，所述制冷劑氣體是甲烷或富含甲烷的氣體。

5.根據權利要求4所述的方法，其中，來自第二氣體膨脹器[N]的所述出口流[27]的壓力介于10巴至50巴之間。

6.根據權利要求1至3所述的方法，其中，所述制冷劑氣體是氮氣。

7.根據權利要求6所述的方法，其中，來自第二氣體膨脹器[N]的所述出口流[27]的壓力介于3巴至30巴之間。

8.根據權利要求1至3所述的方法，其中，所述制冷劑氣體是甲烷和氮氣的混合物。