(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液化石油ガスを液化天然ガスに混合する混合方法であって、気相状態の天然ガス流内に液化石油ガスを混合して両者の混合流を得た後、前記混合流を液化天然ガス流に合流し、液化石油ガスと液化天然ガスとを混合する混合方法。
【請求項２】
液化石油ガスと気相状態の天然ガスとを混合する場合に、前記天然ガスの流内に前記液化石油ガスを吸引して両者を混合する請求項１記載の混合方法。
【請求項３】
液化石油ガスを液化天然ガスに混合する混合設備であって、気相状態の天然ガス流内に液化石油ガスを混合する第１混合部を備えるとともに、第１混合部で得られた混合流を液化天然ガス流に合流させて混合する第２混合部を備えた混合設備。
【請求項４】
前記気相状態の天然ガスが流れ、下流側で前記第２混合部に接続される天然ガスラインを備え、前記天然ガスラインに前記第１混合部を備えた請求項３記載の混合設備。
【請求項５】
前記第１混合部が、前記液化石油ガスを前記気相状態の天然ガス流内に放散する石油ガスノズルを備えたベンチュリーミキサー部である請求項３、４に記載の混合設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液化石油ガス（ＬＰＧ）を液化天然ガス（ＬＮＧ）に混合する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種混合においては、従来、液−液混合方式が採用されている。
従来例に関して図面に基づいて説明すると、特開昭５８−８３０９４には、図３に示すように、ＬＮＧの流内にＬＰＧ混合用のノズルを設け、このノズルよりＬＰＧを供給して、両者を液−液混合する技術が示されている。
一方、特開昭６１−１９７８９７（特公平４−５４１１９）においては、図４に示すように、ＬＮＧにＬＰＧを混合する場合に、ＬＮＧに一旦、気相状態の天然ガス（ＮＧ）を混合し、ＬＮＧの昇温を行ってから、ＬＰＧを混合する構成が示されている。この昇温は、気化器において障害となるＬＰＧ中に含まれる微量成分の固化（閉塞物となる）を回避する目的で、これが行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術にあっては、これらの技術が、液−液混合を基礎をするため、以下のような問題があった。
１  液−液混合のため、混合が直ちに行われない。
即ち、ＬＮＧ中にＬＰＧの偏流が存在したり、液滴が偏在したりする。従って、気化するまでに混合器を設けて、混合流を機械的手段等により混合しておく必要がある。
２  さらに、上記、後者の先行技術においては、気化器において閉塞が発生しないように、ＬＮＧを混合する前に、ＬＮＧの温度をある程度上昇させてやる必要がある。
【０００４】
この問題に対して、本発明の目的は、必ずしも混合器を使用しなくても、簡便な方法で良好な混合状態で、ＬＰＧをＬＮＧに混合する技術を得ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するための本発明によるＬＮＧとＬＰＧの混合方法の特徴手段は、ＬＰＧをＬＮＧに混合する場合に、気相状態のＮＧ流内にＬＰＧを混合して両者の混合流を得た後（この混合をおこなう部位を第１混合部と呼ぶ）、この混合流をＬＮＧ流に合流させ（この合流をおこなう部位を第２混合部と呼ぶ）、ＬＰＧをＬＮＧに混合することにある。
この混合方法にあっては、第１混合部において、ＬＰＧをＮＧに混合し、この混合流を第２混合部において、ＬＮＧ流に合流されることによって、両者の混合が完了する。従って、この方法にあって、第１混合部における状態は、ＮＧの顕熱で気化したＬＰＧの部分が、ガス拡散によって天然ガス中に拡散、混合するものとなり、残余のＬＰＧも霧状の微細な液滴となって分散し、均一な混合状態が実現する。
次に、この混合流を、ＬＮＧ流に合流する。この段階では、ＮＧとＬＰＧの混合流が沸騰状態のＬＮＧ中に混入され、沸騰現象に伴う攪拌混合が発生する。従って、比較的狭い部位で短時間に、両者の良好な混合が達成される。
【０００６】
以下、第２混合部の混合について、さらに詳細に説明する。この混合は、模式的に図１に示されている。
第２混合部では、定常状態に達した時で考えると、混合流として供給される流れに含まれるＮＧが、ＬＮＧに凝縮潜熱を放出し、凝縮する現象が起きる。一方、定常状態に達するまでの現象を考えると、ＮＧがＬＮＧに接触した際、ＮＧが顕熱、潜熱を放出し、それと同時にその熱により、ＬＮＧの沸騰も起る。
従って、第２混合部では、先ず、沸騰、凝縮による激しい乱流、攪拌状態が発生する。そして、ＬＮＧの流れが下流側に移動する間に、徐々に、この乱流状態が収まり定常状態の液相に収束する。結果、第２混合部においては、この沸騰攪拌現象を利用して良好な混合をおこなうことができる。
よって、本願のように、予めＮＧとＬＰＧとの混合流を得て、この混合流をＬＮＧ流に合流させると、先に説明したの沸騰攪拌状態の部位を通過させることで、ＬＰＧを均一にＬＮＧに混合することができる。
これにより、第２混合部より下流側のＬＮＧ（即ち熱量調整されたＬＮＧ）に対して、さらに攪拌、混合を行う混合器を設置する必要がなくなり、設備の簡素化を図ることができる。
又、この構成にあっては、混合状態が良くなるので、例えば、製造された都市ガスの発熱量変動が小さい、安定した物性を有するガスを得ることができ、このような製品の供給が可能となる。
さらに、ＬＮＧの温度状態について述べると、第１混合部でＬＰＧを混合したＮＧの温度は、ＬＮＧの温度より高いため、第２混合部より後流で定常流となっているＬＮＧの温度の制御が可能となる。即ち、主に、第１混合部を経て第２混合部に導かれるＮＧ流量と、第２混合部に導かれるＬＮＧ流量との混合比を制御することにより、第２供給部より後流側の熱量調整されたＬＮＧの温度の制御をおこなうことができる。従って、第２混合部後流の定常流となったＬＮＧの温度状態を、先に述べた凝固物の生成の無い温度とすることが可能となり、この点からも、本願手法は非常に有利である。
【０００７】
さて、ＬＰＧとＮＧとを混合する場合に、ＮＧの流内に前記ＬＰＧを吸引して両者を混合することがこのましい。
所謂、ベンチュリーミキサーを用いて、ＮＧ流の流速が上昇した部位を設ける等の構成により、ＬＰＧを吸引して、ＬＰＧのＮＧへの拡散、混合を良好に発生させることが可能となる。また、ＬＰＧは液相状態にあり、ＮＧは気相状態にあるため、吸引形式での散布、噴霧等の構成も考えられる。このように吸引構成とすると、ＬＰＧ側に特に動力を設ける必要はなくなる。
【０００８】
以上が、本願の方法の構成であるが、ＬＮＧとＬＰＧとの混合設備としては、以下の構成を取るものとなる。
即ち、混合設備を構成するに、ＮＧ流内にＬＰＧを混合する第１混合部を備え、この第１混合部で得られた混合流をＬＮＧ流に合流させて混合する第２混合部を備えるのである。
この設備においては、第１混合部において、ＮＧへのＬＰＧの混合が行われ、これらの混合流が形成される。そして、この混合流が第２混合部でＬＮＧ流に合流され、混合をおこなうことができる。
従って、第２混合部の後流側に設置する混合器を省略した場合にあっても、良好な混合状態を得ることができ、第２混合部に於けるＮＧとＬＰＧとの混合量比の調整により適切な温度制御を行って、発熱量調整済のＬＮＧ内における閉塞物等の発生を無くすることができる。
【０００９】
この構成の場合は、中間に第１混合部を備えたＮＧラインを、ＬＮＧのラインに対して備え、これらの合流部として第２混合部を設けるだけで、本願の構成を実現できる。
【００１０】
さて、第１混合部の構成としては、これを、ＬＰＧをＮＧ流内に放散する石油ガスノズル（ＬＰＧガスノズル）を備えたベンチュリーミキサー部として構成することが好ましい。
ＮＧ流の加速を伴って、その加速部にＬＰＧを吸引噴霧させることで、良好な混合状態を実現できるためである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本願の実施の形態を、以下、図面に基づいて説明する。
図１は、本願の方法及び設備の構成において主要部である第１混合部１と第２混合部２を含む部位の詳細構造が示している。
一方、図２は、本願のＬＮＧとＬＰＧの混合設備３を採用した都市ガス製造設備４の概略構成を示している。
【００１２】
図２に示すように、本願の都市ガス製造設備４は、製品ガスとして得られる熱量調整済のＮＧａを得るための設備であり、ＬＮＧｂを主原料とし、このＬＮＧｂに熱量調整用のＬＰＧｃを添加することにより、前記熱量調整済のＮＧａを得るためのものである。この場合、ＬＮＧｂに対するＬＰＧｃの割合は、目的とする発熱量に応じて適切に制御する。
従って、設備は、主原料であるＬＮＧｂが流れるＬＮＧライン５を備えるとともに、このＬＮＧライン５に合流する、ＮＧｄとＬＰＧｃとの混合流ライン６を備えている。この合流部が、本願の第２混合部２である。
この第２混合部２において生成される発熱量調整済のＬＮＧｅは、気化器７に導かれて気化され、上記の製品（ＮＧａ）となる。
【００１３】
以上が、ＬＮＧライン５側の構成であるが、このライン５を流れるＬＮＧｂにＬＰＧｃを混合するにあたっては、本願においては、ＬＰＧｃとＮＧｄとの混合流が予め生成され、この混合流が、ＬＮＧｂに合流される。
この構成について説明すると、前記第２混合部２に下流側で接続するＮＧライン８（このＮＧライン８は、第１混合部１の下流側で混合流ライン６となっている）が備えられており、このＮＧライン８の中間部位（第２混合部２より上流側で、第２混合部２とは別個）に、ベンチュリーミキサー形式の第１混合部１が備えられている。この部位は、ＮＧｄ流を加速するとともに、流路拡大を伴って流れに乱れを発生して混合を促す絞り部９を備え、この絞り部９内のＮＧｄにＬＰＧｃを放散、供給する石油ガスノズル１０を備えている。
従って、この構成を採用することにより、ＬＰＧｃは、ＮＧｄ流内に分散吸引されるとともに、混合され、混合流となって、第２混合部２に導かれる。そして、先に説明したように、第２混合部２において、混合流がＬＮＧｂにその全量が合流され、気化器７に導かれて製品ガスを得ることとなる。
ここで、ＬＰＧｃの供給量は、当然、ＬＮＧｂの第２混合部２への供給量及び、この第２混合部２へ導かれるＮＧｄの供給量を考慮した状態で、所望の発熱量が得られるように、供給量制御されて供給される。また、ＮＧライン８の圧力、温度状態は、第２混合部２における混合流の押し込みが良好に行われる状態に維持される。
ＬＮＧｂに対するＬＰＧｃの重量比は、１：０．０２〜０．１５程度であり、ＬＰＧｃに対するＮＧｄの重量比は、１：１．０〜４．０程度である。
【００１４】
【実施例】
上記の設備の運転例について、以下、箇条書きで説明する。
１  ＮＧａに求められる条件
温度  （℃）                    １０
圧力  （ｋｇｆ／ｃｍ2)          ２８
発熱量（ｋｃａｌ／Ｎｍ3)  １１０００
生産量（ｔ／ｈ）              ５．５
２  原料ガスであるＬＮＧｂ条件
温度  （℃）                −１５５
圧力  （ｋｇｆ／ｃｍ2)          ３０
発熱量（ｋｃａｌ／Ｎｍ3)  １０５００
供給量（ｔ／ｈ）              ４．４
３  ＬＰＧ添加側の条件
ａ  ＬＰＧｃ関係
温度  （℃）                      ５
圧力  （ｋｇｆ／ｃｍ2)          ３１
発熱量（ｋｃａｌ／Ｎｍ3)  ２４３００
供給量（ｔ／ｈ）              ０．５
ｂ  ＬＰＧが混合されるＮＧｄ関係
温度  （℃）                    １０
圧力  （ｋｇｆ／ｃｍ2)          ２９
発熱量（ｋｃａｌ／Ｎｍ3)  １０５００
供給量（ｔ／ｈ）              ０．６
【００１５】
その他の設備条件
１  第１混合部１と第２混合部２の離間距離（Ｌ）
２  ｍ以上
この部位に於ける混合流の流速
１００ｍ／ｓｅｃ程度
この様な条件下で、良好に運転することができた。
【００１６】
〔別実施の形態例〕                                                      （イ）  上記の実施の形態にあっては、第１混合部の構造として、所謂、ベンチュリーミキサー構造のものを示したが、このような混合構造の他、スタティックミキサー、向流ノズル型ミキサー等の構成を採用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願設備の主要部の構成を示す図
【図２】発熱量調整された都市ガス製造設備の構成を示す図
【図３】従来のＬＮＧに対するＬＰＧの混合構造を示す図
【図４】従来のＬＮＧに対するＬＰＧの混合構造を示す図
【符号の説明】
１    第１混合部
２    第２混合部
８    天然ガスライン
１０  石油ガスノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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