(57)【要約】【課題】  包接水和物を減圧環境下にする場合、エネルギー損失を抑えて効率良く包接水和物を取り出すことができる包接水和物の製造装置を提供する。【解決手段】  製造装置としての取り出しシステム２０は、所定の液体ＬＱが満たされ第１の圧力に設定されている下部ホッパ２２と、包接水和物が投入された下部ホッパ２２の液体ＬＱの少なくとも一部を下部ホッパ２２外に排出し下部ホッパ２２内を減圧する流路２７及び第３弁４３と、減圧された下部ホッパ２２から包接水和物を取り出す流路２５とを備えている。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
天然ガスと水とを反応させ天然ガスの包接水和物を生成する生成工程と、
前記生成工程で生成された包接水和物を、所定の液体が満たされ第１の圧力に設定されている容器に投入する投入工程と、
前記包接水和物が投入された前記第１の圧力に保持されている前記容器のうち該容器外部に通じる流路を塞止した状態で該容器内の液体の一部及び減圧により発生する該液体に溶存しているガスを該容器外に排出し該容器内を前記第１の圧力より低い第２の圧力に設定する減圧工程と、
前記第２の圧力に設定された前記容器から前記包接水和物を取り出す取り出し工程とを有することを特徴とする天然ガスの包接水和物の製造方法。
【請求項２】
前記取り出し工程は、前記容器に液体を供給しつつ取り出すことを特徴とする請求項１記載の天然ガスの包接水和物の製造方法。
【請求項３】
前記取し出し工程は、前記包接水和物とともに前記液体を取り出し、この取り出しの妨げにならない様に該取り出し容積に応じた容積の液体及び取り出し先であるスラリータンクの気相部分のガスを前記容器の上部に戻すことを特徴とする請求項１記載の天然ガスの包接水和物の製造方法。
【請求項４】
天然ガスと水とを反応させ天然ガスの包接水和物を生成する包接水和物生成装置と、
所定の液体が満たされ第１の圧力に設定されている収容装置と、
前記収容装置と前記第１の圧力に設定された包接水和物生成装置との間の流路を塞止弁で仕切り、前記包接水和物が投入された前記収容装置を独立した圧力系統にした状態で、該収容装置の液体の少なくとも一部または該液体に加えて該液体に溶存するガスを該収容装置外に排出し該収容装置内を前記第１の圧力より低い第２の圧力に設定する減圧装置と、
前記第２の圧力に設定された前記収容装置から前記包接水和物を取り出す取り出し装置とを備えることを特徴とする天然ガスの包接水和物の製造装置。
【請求項５】
前記収容装置に前記液体を供給して該収容装置の圧力を調整する加圧装置を備えることを特徴とする請求項４記載の天然ガスの包接水和物の製造装置。
【請求項６】
前記収容装置の上部に流路を介して接続する第２収容装置を備え、
前記液体は前記流路及び前記第２収容装置の一部に満たされていることを特徴とする請求項４又は５記載の天然ガスの包接水和物の製造装置。
【請求項７】
前記収容装置から液体または溶存ガスを該収容装置外部に排出し圧力を低下する場合において、この排出ガスを２段もしくは３段の圧力段階に分け、その各段階毎に準備した蓄圧槽に蓄積し、後に前記収容装置を加圧する際に、前記蓄圧槽に蓄積したガスを利用することを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項記載の天然ガスの包接水和物の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は天然ガスの包接水和物の製造方法及び製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
メタン等の炭化水素を主成分とする天然ガスを貯蔵・輸送する方法として種々の方法が提案されているが、近年、天然ガスを包接水和物（Clathrate Hydrate：ハイドレート）に変換して貯蔵・輸送する方法が提案されている。天然ガスの包接水和物は高圧低温環境下（例えば１〜１０ＭＰａ、０〜１０℃）で天然ガスと水とを反応させ、メタン等の分子が複数の水分子により形成された立体籠型の包接格子の中に入り込むことで生成される。生成された包接水和物は大気圧低温環境下（約０．１ＭＰａ、−１５℃〜−３０℃程度）に減圧された後、貯蔵・輸送される。前記大気圧低温環境下におけるある質量の天然ガスを含む包接水和物の体積はこれと同じ質量の気体状態の天然ガスの約１００〜１８０分の１であり、体積が小さいこと、化合物の安定に極低温を必要としないことから、包接水和物は貯蔵・輸送用の形態として有効である。
【０００３】
上述したように、天然ガスの包接水和物の生成工程は高圧環境下で行われ、生成された包接水和物は貯蔵・輸送されるに際し大気圧環境下まで減圧される。ここで、急速な減圧処理は包接水和物の分解を招くおそれがあるため、生成された包接水和物の雰囲気圧力を制御しつつ減圧する必要がある。下記文献には、タンクにガス（天然ガス）を高圧に充填し、このタンクに包接水和物を投入した後、タンク内のガスを排出することにより包接水和物を減圧環境下とする技術が記載されている。
【非特許文献１】Proceeding of 2nd International Conferencence of Natural Gas Hydrates June   2-6,1996,Toulouse,P415-422
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した従来技術には以下に述べる問題が生じる。
包接水和物をタンク内に投入する際にガスを用いてタンクを高圧に設定しようとすると、ガスは圧縮性流体であるため多量のガスを必要とする。例えば、タンクを高圧にするために必要なガスはタンクの容積の数十倍であり、多大なガス圧縮動力を必要とし、タンクに多量のガスを充填して高圧にするための設備（大型ポンプなど）が必要となる。そして、高圧のタンクを減圧する際には、多量のガスをタンクから排出することになり、エネルギー損失が大きくなる。用いられるガスは通常、包接水和物の生成工程と同じ天然ガスであり、システム全体として効率が低くなる。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、生成した包接水和物を減圧環境下にする場合、エネルギー損失を抑えて効率良く包接水和物を取り出すことができる天然ガスの包接水和物の製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明の天然ガスの包接水和物の製造方法は、天然ガスと水とを反応させ天然ガスの包接水和物を生成する生成工程と、前記生成工程で生成された包接水和物を、所定の液体が満たされ第１の圧力に設定されている容器に投入する投入工程と、前記包接水和物が投入された前記第１の圧力に保持されている前記容器のうち該容器外部に通じる流路を塞止した状態で該容器内の液体の一部及び減圧により発生する該液体に溶存しているガスを該容器外に排出し該容器内を前記第１の圧力より低い第２の圧力に設定する減圧工程と、前記第２の圧力に設定された前記容器から前記包接水和物を取り出す取り出し工程とを有することを特徴とする。
本発明の天然ガスの包接水和物の製造装置は、天然ガスと水とを反応させ天然ガスの包接水和物を生成する包接水和物生成装置と、所定の液体が満たされ第１の圧力に設定されている収容装置と、前記収容装置と前記第１の圧力に設定された包接水和物生成装置との間の流路を塞止弁で仕切り、前記包接水和物が投入された前記収容装置を独立した圧力系統にした状態で、該収容装置の液体の少なくとも一部または該液体に加えて該液体に溶存するガスを該収容装置外に排出し該収容装置内を前記第１の圧力より低い第２の圧力に設定する減圧装置と、前記第２の圧力に設定された前記収容装置から前記包接水和物を取り出す取り出し装置とを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、容器（収容装置）に充填する流体を非圧縮性流体である液体としたことにより、容器に満たす液体の量を容器の容積に対して僅かに（容器の容積に対して数％）増やすだけで、すなわち、わずかな動力エネルギーで高圧にすることができる。そして、この高圧にした容器に包接水和物を投入後、容器から僅かの量の液体を排出するだけで減圧することができる。したがって、エネルギー損失を抑えて効率良く包接水和物を取り出すことができる。
【０００８】
ここで、用いる液体は、天然ガスの包接水和物の分解性状に影響が無いもの、つまり包接水和物を分解する特性を有さないものが好ましい。また、低温下で扱われるため低凝固点（例えば−３０℃以下）である物質が好ましい。更に、天然ガスの溶存量が少ない（天然ガスが溶け込みにくい）物質、つまり高分子量な物質が好ましい。また、蒸発して天然ガスと同伴しないように高沸点な物質が好ましい。このような観点から、用いる液体としては、例えばケロシンが好ましい。
【０００９】
本発明の天然ガスの包接水和物の製造方法において、前記取り出し工程は、前記容器に液体を供給しつつ取り出すことを特徴とする。これによれば、容器内は供給された液体により洗浄されることになるので、容器内における包接水和物の残存を抑えることができる。
【００１０】
本発明の天然ガスの包接水和物の製造方法において、前記取し出し工程は、前記包接水和物とともに前記液体を取り出し、この取り出しの妨げにならない様に該取り出し容積に応じた容積の液体及び取り出し先であるスラリータンクの気相部分のガスを前記容器の上部に戻すことを特徴とする。これによれば、容器から取り出された取り出し物とほぼ同量の液体あるいはガスを容器に供給することにより、包接水和物を円滑に取り出すことができる。すなわち、容器の上部にガスを供給しなければ、容器の上部は容器内の液柱にかかる重力による減圧・真空状態となり包接水和物（スラリー）の排出に必要な勢いの良い流れを得られなくなるが、容器の内容物の排出先であるスラリータンクの気相部分のガスを容器の上部に導くことにより、重力を最大限に利用した勢いの良い流れを実現できる。
【００１１】
本発明の天然ガスの包接水和物の製造装置において、前記収容装置に前記液体を供給して該収容装置の圧力を調整する加圧装置を備えることを特徴とする。これによれば、収容装置から液体が排出された後も、収容装置内を所定の圧力に設定できる。
【００１２】
本発明の天然ガスの包接水和物の製造装置において、前記収容装置の上部に流路を介して接続する第２収容装置を備え、前記液体は前記流路及び前記第２収容装置の一部に満たされていることを特徴とする。これによれば、流路を介して第２収容装置の下部に配置されている収容装置は液体で全部を完全に満たされ、実質的にガス相が存在しない状態となる。また、２つの収容装置を設けたことにより、上部の第２収容装置を包接水和物の生成工程と同じ第１の圧力に常時設定しておくことにより、この第２収容装置で生成装置からの包接水和物を常時受け取ることができる。そして、下部に設けられた収容装置の圧力を、第１の圧力と第２の圧力との間で圧力調整することにより、収容装置は、第２収容装置による包接水和物の受け取り動作とは独立した排出操作を効率良く行うことができる。
【００１３】
本発明の天然ガスの包接水和物の製造装置において、前記収容装置から液体または溶存ガスを該収容装置外部に排出し圧力を低下する場合において、この排出ガスを２段もしくは３段の圧力段階に分け、その各段階毎に準備した蓄圧槽に蓄積し、後に前記収容装置を加圧する際に、前記蓄圧槽に蓄積したガスを利用することを特徴とする。これによれば、蓄積しておいたガスを収容装置の加圧溶ガスとして利用することで外部からのガスの供給動力の節約を図ることができる。
【００１４】
なお、上記第１の圧力は包接水和物生成工程の圧力であり、第２の圧力は大気圧である。また、第２の圧力の設定は、大気に開放する動作を含む。
【発明の効果】
【００１５】
圧力容器（収容装置）に充填する流体を非圧縮性流体である液体としたことにより、容器に満たす液体の量を容器の容積に対して僅かに増やすだけで容器内を高圧に設定できる。そして、高圧に設定された容器に包接水和物を投入後、容器から僅かの量の液体を排出するだけで減圧処理できる。したがって、エネルギー損失を抑えて効率良く包接水和物を取り出すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の天然ガスの包接水和物の製造装置について図面を参照しながら説明する。図１は包接水和物の生成システム（包接水和物生成装置）を示す模式図、図２は生成された包接水和物を減圧して取り出す取り出しシステムを示す模式図である。
図１において、生成システム１は、天然ガス及び水を反応させる反応器２と、反応器２を冷却する冷却ジャケット３と、反応器２で生成された生成物を気相と液相・固相とに分離する気液分離槽４と、気液分離槽４で分離された液相・固相の分離物をさらに液相と固相とに分離する反応生成物分離槽５とを備えている。反応器２は円柱形状を有し、冷却ジャケット３は反応器２を取り囲む環筒形状を有している。反応器２内部には、天然ガス及び水を攪拌する攪拌装置及び反応器２の内壁に付着している生成物を掻き取る掻取装置が設けられている。
【００１７】
反応器２には、天然ガスを反応器２内に供給する天然ガス供給管１１と、水を反応器２内に供給する水供給管１２と、反応器２から天然ガスの包接水和物、未反応の天然ガス、及び未反応の水の混合物を吐き出す吐出管１３とが設けられている。吐出管１３は気液分離槽４に接続している。気液分離槽４には、そこで分離された気体すなわち天然ガスを反応器２に供給する天然ガス戻し管１４と、分離された気体以外を反応生成物分離槽５に供給する配管１５とが設けられている。天然ガス戻し管１４の途中には未反応天然ガスを送り込む未反応天然ガス循環コンプレッサー１６が設けられている。
【００１８】
反応生成物分離槽５には、分離された液体すなわち水を反応器２へ供給する水戻し管１７と、分離された反応生成物である天然ガスの包接水和物を吐き出す反応生成物吐出管１８とが設けられている。水戻し管１７は反応器２に接続しており、水戻し管１７の途中には未反応水循環ポンプ１９が設けられている。また、天然ガス戻し管１４は天然ガス供給管１１と接続されており、水戻し管１７は水供給管１２と接続している。
【００１９】
次に、上記の構成からなる生成システム１の動作について説明する。
まず、冷却ジャケット３により反応器２の内部が一定の温度（例えば５℃）に保たれ、この状態で、天然ガスが天然ガス供給管１１から反応器２に供給されるとともに、水が水供給管１２から反応器２に供給される。この際、反応器２の内部が一定の圧力（例えば２ＭＰａ）となるように天然ガスの供給量が調整される。所定の温度及び圧力に保たれた反応器２内に天然ガス及び水が導入されることで天然ガスと水とが接触して反応し、包接水和物が生成される。
【００２０】
生成された包接水和物は、未反応の天然ガスと水とが混在した混合物として反応器２の外部へ吐き出される。吐き出された混合物は吐出管１３を介して気液分離槽４へ供給され、気液分離槽４は未反応天然ガスと未反応水及び天然ガスの包接水和物とに分離する。分離された未反応水及び天然ガスの包接水和物は配管１５を介して反応生成物分離槽５へと供給される。ここで、配管１５を搬送される物質は包接水和物と未反応水との混合物であるスラリー体である。以下、配管１５を搬送される分離物を「第１スラリー体」と称する。反応生成物分離槽５は供給された第１スラリー体を液相と固相とに分離する。反応生成物分離槽５で分離された液相は、未反応水として水戻し管１７により未反応水循環ポンプ１９を介して反応器２へと供給される。また、気液分離槽４で分離された未反応天然ガスは天然ガス戻し管１４により未反応天然ガス循環コンプレッサー１６を介して反応器２へ供給される。
【００２１】
一方、反応生成物分離槽５で分離された固相は、未反応水の中に懸濁した包接水和物のスラリー体であり、反応生成物吐出管１８に送られる。すなわち、反応生成物吐出管１８には未反応水を同伴した包接水和物が送られる。以下、反応生成物吐出管１８を搬送される分離物を「第２スラリー体」と称する。第２スラリー体には未反応水が例えば５０％程度含まれている。反応生成物吐出管１８の途中には濾過装置１９が設けられている。第２スラリー体に含まれる未反応水は濾過装置１９により分離される。濾過装置１９により第２スラリー体に含まれる未反応水は例えば１０％程度にまで低減される。なお、濾過装置の代わりに遠心分離器を設けてもよい。以下、濾過装置１９により未反応水を低減されたスラリー体を「第３スラリー体」と称する。第３スラリー体は不図示の反応器により、反応器２における水和反応と同じ条件で反応される。すなわち、第３スラリー体は不図示の反応器において天然ガス雰囲気の加圧下に置かれる。生成された水和物は混練されながら冷却され、高いレベルの天然ガス量を有する包接水和物として、吐出管８を介して、図２に示す取り出しシステム２０の上部ホッパ２１へ送られる。
【００２２】
図２は生成システム１で生成された包接水和物を取り出す取り出しシステムを示す模式図である。図２に示すように、取り出しシステム２０は、上部ホッパ（第２収容装置）２１と、上部ホッパ２１の下部に設けられた下部ホッパ（容器、収容装置）２２とを備えている。生成システム１で生成された包接水和物は上部ホッパ２１に接続する第１流路２３を介して上部ホッパ２１に供給される。また、上部ホッパ２１と下部ホッパ２２とは第２流路２４を介して接続されている。生成システム１から供給された包接水和物は、第１流路２３、上部ホッパ２１、及び第２流路２４を介して下部ホッパ２２に投入可能となっている。また、下部ホッパ２２の下部には第３流路２５が設けられており、第３流路２５の下部にはスラリータンク２６が配置されている。下部ホッパ２２内の包接水和物は第３流路２５を介してスラリータンク２６に供給可能となっている。
【００２３】
下部ホッパ２２の上部に設けられた第２流路２４には塞止弁としての第１弁４１が設けられており、下部ホッパ２２の下部に設けられた第３流路２５には塞止弁としての第２弁４２が設けられている。第１弁４１の開閉動作により第２流路２４における包接水和物の流通が制御され、第２弁４２の開閉動作により第３流路２５における包接水和物の流通が制御される。すなわち、第１弁４１を閉じることにより、生成システム１から供給される包接水和物は上部ホッパ２１に蓄えられる。一方、第１弁４１を開けて第２弁４２を閉じることにより、生成システム１から供給される包接水和物は上部ホッパ２１及び第２流路２４を介して下部ホッパ２２に蓄えられる。第２弁４２を開けることにより、下部ホッパ２２の包接水和物はスラリータンク２６に供給される。
【００２４】
下部ホッパ２２には、予め所定の液体ＬＱが満たされている。この液体ＬＱは、下部ホッパ２２の全部と、第２流路２４と、上部ホッパ２１の一部に配置されている。すなわち、空間的に連続する上部ホッパ２１、第２流路２４、及び下部ホッパ２２が予め液体ＬＱで満たされている。液体ＬＱには例えばケロシンまたはそれに類する媒体が用いられ、性状としては沸点が高く、蒸気圧が低く、流動点も低い分子量の大きい液状媒体が用いられる。この液体ＬＱには、生成システム１から投入される包接水和物の分解性状に対して影響が無いか、または影響が少ない物質が選定される。また、液体ＬＱとしては、低凝固点であるとともに、高分子量、高沸点な物質であり天然ガスの溶け込みが少ないことが望ましい。低温度で扱う限り、蒸発してその蒸気が天然ガスと同伴する量が支障をきたさない量であることが望ましい。更に、液体ＬＱは包接水和物より密度が小さい（包接水和物より比重が小さい）。したがって、包接水和物は液体ＬＱに沈降状態に保たれる。このため、ホッパを減圧するためにホッパ上部から液体及びガスを放出する際、包接水和物を同伴させることが無い。
【００２５】
下部ホッパ２２の上部（頂部）には放圧用流路（減圧装置）２７が設けられており、放圧用流路２７には放圧弁（減圧装置）としての第３弁４３が設けられている。そして、一端を下部ホッパ２２に接続している放圧用流路２７の他端は気液分離器（フラッシュドラム）２８に接続されている。
【００２６】
下部ホッパ２２に液体ＬＱ及び包接水和物が設けられている状態において、第３流路２５の第２弁４２を開けることにより、下部ホッパ２２中の液体ＬＱ及び包接水和物は第３流路２５を介してスラリータンク２６に供給される。ここで、スラリータンク２６にはスクリーン（フィルタ）２９が設けられており、包接水和物を濾し取るようにして、包接水和物と液体ＬＱとを分離する。分離された包接水和物はスラリータンク２６のスクリーン上部の空間２６Ａに配置され、分離された液体ＬＱはスラリータンク２６のスクリーン下部の空間２６Ｂに配置される。
【００２７】
スラリータンク２６の空間２６Ｂには流路３０の一端が接続されており、流路３０の他端は下部ホッパ２２に接続されている。流路３０の途中には、下部ホッパ２２に空間２６Ｂの液体ＬＱを供給して下部ホッパ２２を加圧する加圧ポンプ（加圧装置）３１が設けられている。また、流路３０の途中には、流路３０の液体ＬＱの流通を制御する第４弁４４が設けられている。なお、加圧ポンプ３１は不図示の液体供給部からの液体ＬＱを下部ホッパ２２に供給して加圧することができる。
【００２８】
また、スラリータンク２６の空間２６Ｂには流路３２の一端が接続されており、流路３２の他端は下部ホッパ２２に接続されている。流路３２の他端は下部ホッパ２２の上部に接続されている。流路３２の途中には、空間２６Ｂ、及び不図示の液体供給部より下部ホッパ２２に対して液体ＬＱを供給する液体補充ポンプ３３が設けられている。液体補充ポンプ３３の液体供給動作により、処理によってホッパ内の液体量が減少しても、このホッパ内（上部、下部ホッパ、及び第２流路を含む）の液体量は所定量に維持される。流路３２の途中には、流路３２の液体ＬＱの流通を制御する第５弁４５が設けられている。
【００２９】
スラリータンク２６の空間２６Ａには流路３４が接続されており、流路３４の途中にはスラリーポンプ３５が設けられている。スラリータンク２６において分離され、空間２６Ａに配置されている包接水和物（スラリー）はスラリーポンプ３５により流路３４を介して、製品として取り出される。第３流路２５、第２弁４２、スラリータンク２６、及び流路３４に設けられたスラリーポンプ３５により、下部ホッパ２２から包接水和物を取り出す取り出し装置が構成される。
【００３０】
次に、上述した構成を有する取り出しシステム２０により、生成システム１で生成された包接水和物を減圧して製品として取り出す方法について説明する。
まず、第１弁４１が開けられ第２弁４２が閉じられた状態で、図２に示すように、下部ホッパ２２の全部、流路２４、及び上部ホッパ２１の途中位置まで液体ＬＱが満たされる。すなわち、上部ホッパ２１内において液体ＬＱの液面が形成される。そして、生成システム１において例えば１〜１０ＭＰａ、０〜１０℃環境下（本実施形態では２ＭＰａ、５℃環境下）で生成された包接水和物が第１流路２３を介して上部ホッパ２１に連続的あるいは間欠的に投入される。包接水和物が投入されるに際し、上部ホッパ２１及び下部ホッパ２２は、上記生成システム１の生成工程と同じ圧力（第１の圧力）、すなわち、１〜１０ＭＰａ程度（本実施形態では２ＭＰａ程度）の圧力環境下に予め設定されている。第１流路２３から投入された包接水和物は液体ＬＱ中を沈降し、上部ホッパ２１及び第２流路２４を移行後、下部ホッパ２２の下部に沈積する。こうして、液体ＬＱが満たされ第１の圧力に設定されている下部ホッパ２２に包接水和物が投入される（投入工程）。
【００３１】
次いで、下部ホッパ２２に所定量（例えば下部ホッパ２２の容積の６０〜７０％程度）の包接水和物が沈積された時点で、停止していた液体補充ポンプ３３が駆動される。この液体補充ポンプ３３の駆動は、後述する下部ホッパ２２の洗浄処理の準備である。このとき、第５弁４５は閉じられている。また、加圧ポンプ３１は停止している。なお、包接水和物を投入してから前記時点に達したかどうかは、包接水和物の単位時間あたりの生成量（生成速度）に基づいて判断される。下部ホッパ２２に所定量の包接水和物が沈積されたと判断されたら、第１弁４１が閉じられる。このとき、上部ホッパ２１は第１の圧力に維持される。ここで、生成システム１（第１流路２３）からは包接水和物が連続的に供給されており、この供給された包接水和物は上部ホッパ２１に蓄えられることになる。
【００３２】
第１弁４１が閉じられたら、第３弁４３が開けられる。ここで、第１弁４１を閉じてから第３弁４３を開けるまでの時間はほぼ同時あるいは可能な限り短時間であることが好ましい。これは、第１弁４１を閉じて下部ホッパ２２が密閉されると、下部ホッパ２２内の包接水和物は下部ホッパ２２の冷熱損失により温度上昇して分解し、これにより少量のガスが発生し、所望の圧力値より圧力が上昇するためである。減圧装置としての第３弁４３が開けられることにより、下部ホッパ２２内の液体ＬＱの少なくとも一部及び減圧によって分離した溶存ガスが流路２７を介して外部に排出される。液体ＬＱ及びその溶存ガスが下部ホッパ２２の外部に排出されることにより、下部ホッパ２２内は所定の圧力（第２の圧力）まで減圧される（減圧工程）。
【００３３】
ここで、第２の圧力はほぼ大気圧（約０．１ＭＰａ）である。このとき、液体ＬＱ又はその溶存ガスの単位時間あたりの排出量（排出速度）は第３弁４３の開放状態に基づいて制御可能である。したがって、下部ホッパ２２内の減圧速度（単位時間あたりの圧力下降値）が制御可能であるので、下部ホッパ２２（包接水和物）は急激に減圧されることがない。
【００３４】
また、流路２７は下部ホッパ２２の上部（頂部）に設けられており、下部ホッパ２２内の包接水和物は下部ホッパ２２の下部に沈積している。したがって、流路２７からは液体ＬＱ及び溶存ガスのみが排出され、包接水和物は流路２７からはほとんどあるいは全く排出されない。なお、下部ホッパ２２内には、包接水和物の分解により発生したガス、あるいは液体ＬＱに予め溶存していたガスが存在する場合があるが、このガスも流路２７から排出される。
【００３５】
下部ホッパ２２より排出され、流路２７を流通する液体ＬＱ及びガス成分は気液分離器２８に送られる。気液分離器２８は液体ＬＱとガス成分とを分離する。分離された液体ＬＱは流路３６を介してスラリータンク２６（空間２６Ｂ）に送られる。一方、分離されたガス成分は、大気に対するシール機構を有する不図示の流路を介して例えば生成システム１の生成器２などに送られる。
【００３６】
下部ホッパ２２が大気圧まで減圧されたら、流路３２の第５弁４５が開けられる。このとき、上述したように液体補充ポンプ３３は駆動しているので、流路３２を介して液体ＬＱが下部ホッパ２２内に供給される。これにより、後述する下部ホッパ２２の洗浄処理の準備が完了する。第３弁４３及び第５弁４５を開けた状態で液体補充ポンプ３３を駆動することにより、下部ホッパ２２内のガス成分（気泡）が流路２７より排出される。
【００３７】
下部ホッパ２２が大気圧まで減圧されたら、第３流路２５の第２弁４２が開けられる。これにより、下部ホッパ２２からは第３流路２５を介して包接水和物が液体ＬＱとともにスラリータンク２６に排出される。スラリータンク２６に排出された包接水和物及び液体ＬＱはスクリーン２９により分離され、分離された液体ＬＱは空間２６Ｂに流入し、包接水和物は空間２６Ａに留まり液体ＬＱの一部と混合したまま流路３４を介して製品として取り出される（取り出し工程）。
【００３８】
第２弁４２を開けて包接水和物及び液体ＬＱの排出処理を行っている間、下部ホッパ２２の上部からは液体補充ポンプ３３の駆動により流路３２を介して液体ＬＱが供給されている。すなわち、包接水和物は下部ホッパ２２に液体ＬＱを供給しつつ下部ホッパ２２より取り出される。これにより、下部ホッパ２２の内部は供給された液体ＬＱにより洗浄処理が施されている状態となるので、下部ホッパ２２内に包接水和物が残存することが抑えられる。
【００３９】
また、スラリータンク２６のガス成分は管路３６を上昇した後、気液分離器２８を経て、更に流路２７を通過して下部ホッパ２２の上部に供給される。供給されるガスは下部ホッパ２２からの包接水和物（スラリー）の取り出し容積に応じた量である。これにより、下部ホッパ２２から取り出されたスラリーとほぼ同量の液体あるいはガスが下部ホッパ２２に供給され、スラリーが円滑に取り出される。すなわち、下部ホッパ２２の上部にガスを供給しなければ、下部ホッパ２２の上部は下部ホッパ２２内の液柱にかかる重力による減圧・真空状態となり包接水和物（スラリー）の排出に必要な勢いの良い流れを得られなくなるが、下部ホッパ２２の内容物の排出先であるスラリータンク２６の気相部分のガスを下部ホッパ２２の上部に導くことにより、重力を最大限に利用した勢いの良い流れを実現できる。
【００４０】
下部ホッパ２２から包接水和物が排出されたら、第２弁４２が閉じられる。このとき、第５弁４５の開放及び液体補充ポンプ３３の駆動は維持されており、下部ホッパ２２には流路３２を介して液体ＬＱが供給される。やがて、下部ホッパ２２は液体ＬＱで満たされる。ここで、液体補充ポンプ３３より下部ホッパ２２に対して供給される液体ＬＱの量は、第３流路２５より取り出された包接水和物及び液体ＬＱ（取り出し物）の総量とほぼ同じである。これにより、下部ホッパ２２は液体ＬＱで完全に満たされる。下部ホッパ２２は液体ＬＱで再び満たされる。
【００４１】
下部ホッパ２２が液体ＬＱで満たされたら、第３弁４３が閉じられる。更に、第５弁４５が閉じられるとともに液体補充ポンプ３３の駆動も停止される。これにより、下部ホッパ２２は液体ＬＱを満たした状態で密閉される。このとき、下部ホッパ２２には実質的にガス相が存在しない。次いで、加圧ポンプ３１が駆動され、第４弁４４が開けられる。これにより、下部ホッパ２２には所定量の液体ＬＱが加えられ、これにより下部ホッパ２２内は前記第１の圧力まで加圧される（加圧工程）。
【００４２】
上部ホッパ２１と下部ホッパ２２との圧力差が許容範囲内になったら（圧力差がほぼ無くなったら）、第１弁４１が開けられる。このとき、不図示の流路を介して加圧ポンプ３１より液体ＬＱを上部ホッパ２１に供給し、上部ホッパ２１内の液面位置調整をしてもよい。第１弁４１が開けられることにより、上部ホッパ２１に蓄えられていた包接水和物が第２流路２４を介して下部ホッパ２２に沈降する。以下、同様の処理が繰り返される。
【００４３】
ところで、減圧工程において、下部ホッパ２２から液体ＬＱを排出する際、例えば流路３７を介して接続されている蓄圧槽３８（図では１つであるが、蓄圧槽３８は例えば３つ設けられている）に、下部ホッパ２２から生じるガスを蓄え、この蓄えたガスを加圧工程において活用するようにしてもよい。具体的には、下部ホッパ２２内の液体ＬＱを排出する際に、この液体ＬＱに溶存していたガス成分を含むガスを、圧力の減少に応じて複数の圧力段階（例えば２段もしくは３段階）に分けて放出し、この圧力段階毎の放出ガスを複数の蓄圧槽３８に順次注入して蓄積し、後に下部ホッパ２２を加圧する際に、蓄圧槽３８に蓄積しておいたガスを利用することができる。蓄えておいたガスを下部ホッパ２２の加圧用ガスとして利用することで外部からのガスの供給動力の節約を図ることができる。
【００４４】
以上説明したように、この包接水和物の分解性状に実質的に影響しない液体ＬＱを満たした実質的にガス相が存在しないホッパ２２に、生成システム１で生成した包接水和物を投入・充填し、その後、液体ＬＱの一部（及び減圧により放出される液体ＬＱに溶存していたガスを含む）をホッパから放出するようにしたので、僅かな動力エネルギーで包接水和物を減圧環境下とすることができる。
【００４５】
減圧工程後、第３流路２５から包接水和物及び液体ＬＱを取り出す際、排出される液体ＬＱ及び包接水和物の単位時間当たりの総体積流量に相当する体積の流体を下部ホッパ２２の頂部に供給する必要から、その一部を流路３２を介して液体補充ポンプ３３で下部ホッパ２２の洗浄用として液体ＬＱの供給で賄い、残りをスラリータンク２６の気相部分からガスを導入することで賄うようにすることで、第３流路２５から包接水和物及び液体ＬＱを円滑に排出することができる。更に、流路３２を介して下部ホッパ２２に液体ＬＱを供給する際、下部ホッパ２２内のガス成分を流路２７より自然に排出できるので、下部ホッパ２２内部を実質的に液体ＬＱのみで満たすことができる。したがって、この後、加圧ポンプ３１の動作により加圧用液体を注入する際には、僅かな量の液体を注入するだけで下部ホッパ２２内を加圧することができる。
【００４６】
上部ホッパ２１と下部ホッパ２２とを第２流路２４を介して接続し、下部ホッパ２２を液体ＬＱで満たすとともに、上部ホッパ２１内に液面が形成されるように途中の高さ位置まで液体ＬＱを設けるようにしたので、生成システム１で生成された包接水和物を上部ホッパ２１に対して連続的に投入可能であるとともに、上部ホッパ２１に対する投入動作とは独立して、下部ホッパ２２において減圧動作ができるので、包接水和物に対する処理を効率良く行うことができる。
【００４７】
上部ホッパ２１には液面が存在し、この液面を介して液体ＬＱ中にガス成分が多量に溶解する場合があり、ガス成分が溶存する液体ＬＱを下部ホッパ２２に注入して減圧した際、圧力低下に応じたガスが放出される。そこて、この放出ガスを複数段（例えば２段もしくは３段）の圧力段階に分けて放出し、この圧力段階毎の放出ガスを複数の蓄圧槽３８のそれぞれに蓄えておき、下部ホッパ２２を加圧する工程において蓄圧槽３８に蓄えておいたガス成分を利用することにより、加圧ガスの外部からの供給を低減でき、消費動力エネルギーを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の天然ガスの包接水和物の製造装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明の天然ガスの包接水和物の製造装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００４９】
１…生成システム（包接水和物生成装置）、２０…取り出しシステム（製造装置）
２１…上部ホッパ（第２収容装置）、２２…下部ホッパ（容器、収容装置）、
２４…第２流路、２５…第３流路（取り出し装置）、
２６…スラリータンク（取り出し装置）、２７…流路（減圧装置）、４１…第１弁、
４２…第２弁（取り出し装置）、４３…第３弁（減圧装置）、
３１…加圧ポンプ（加圧装置）、３４…流路（取り出し装置）、
３５…スラリーポンプ（取り出し装置）、ＬＱ…液体
【図１】
2005075950.tif 000003
【図２】
2005075950.tif 000004