▶ レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロードの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-10-07
(54)【発明の名称】圧縮及び分離装置並びに圧縮プロセス
(51)【国際特許分類】
F25J 3/06 20060101AFI20220930BHJP
F25J 3/08 20060101ALI20220930BHJP
F04D 25/16 20060101ALI20220930BHJP
C01B 3/00 20060101ALI20220930BHJP
【ＦＩ】
F25J3/06
F25J3/08
F04D25/16
C01B3/00 Z
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022504062
(86)(22)【出願日】2020-07-20
(85)【翻訳文提出日】2022-01-21
(86)【国際出願番号】 FR2020051310
(87)【国際公開番号】W WO2021014086
(87)【国際公開日】2021-01-28
(31)【優先権主張番号】1908371
(32)【優先日】2019-07-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR
(31)【優先権主張番号】1911369
(32)【優先日】2019-10-14
(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR
(31)【優先権主張番号】1913329
(32)【優先日】2019-11-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】591036572
【氏名又は名称】レール・リキード－ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード
(74)【代理人】
【識別番号】100108855
【弁理士】
【氏名又は名称】蔵田 昌俊
(74)【代理人】
【識別番号】100179062
【弁理士】
【氏名又は名称】井上 正
(74)【代理人】
【識別番号】100199565
【弁理士】
【氏名又は名称】飯野 茂
(74)【代理人】
【識別番号】100153051
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 直樹
(74)【代理人】
【識別番号】100162570
【弁理士】
【氏名又は名称】金子 早苗
(72)【発明者】
【氏名】レ ボット、パトリック
【テーマコード（参考）】
3H130
4D047
4G140
【Ｆターム（参考）】
3H130AA12
3H130AA28
3H130AB27
3H130AB42
3H130AB62
3H130AB69
3H130AC01
4D047AA07
4D047AB07
4D047BA03
4D047BB00
4D047BB03
4D047BB08
4D047DA01
4G140AB01
(57)【要約】
少なくとも１つの第１の圧縮段（Ｃ２）及び１つの第２の圧縮段（Ｃ３）を有する動圧縮機における圧縮プロセスにおいて、１０ｇ／ｍｏｌ未満の第１の分子量を有する第１のガス（１）は、圧縮され、５０ｇ／ｍｏｌより大きい第２の分子量を有する少なくとも１つの第２の流体（２１）は、１０ｇ／ｍｏｌより大きい分子量を有する、圧縮される第３のガス（３）を形成するために第１のガスと混合され、第３のガスは、第１の圧縮段（Ｃ２）に送られ、第３のガスは、第３のガスが部分的に凝縮される、第１の圧縮段の下流の第１の熱交換器（Ｒ１）で冷却され、部分的に凝縮された第３のガスは、第３のガス（９）より低い分子量を有する第４のガス及び第３のガスより高い分子量を有する第１の凝縮液体（１１）を形成するために、第１の相分離装置（Ｐ１）に送られ、第４のガスは、第１の相分離装置から第２の圧縮段（Ｃ３）に送られ、第２の圧縮段で圧縮された第４のガスは、第４のガスが部分的に凝縮する第２の熱交換器（Ｒ２）で冷却するために送られ、及び部分的に凝縮された第４のガスは、第４のガスより低い分子量を有する第５のガス（１３）を生成するために、第２の相分離装置（Ｐ２）に送られる。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
１０ｇ／ｍｏｌ、又はさらに７．５ｇ／ｍｏｌ未満、又はさらに５ｇ／ｍｏｌ未満の第１の分子量を有する第１のガス（１）を圧縮するための第１及び第２の圧縮段（Ｃ２、Ｃ３）を有する動圧縮機を含む圧縮及び分離装置であって、ｉ．第１のガスのための入口と、
ｉｉ．１０ｇ／ｍｏｌより大きい分子量を有する、圧縮される第３のガス（３）を形成するために、５０ｇ／ｍｏｌより大きい第２の分子量を有する少なくとも１つの第２の流体（２１）を前記第１のガスと混合するための手段と、
ｉｉｉ．前記第３のガスを前記第１の圧縮段（Ｃ２）に送るための手段、前記第３のガスを部分的に凝縮するために、前記第１の圧縮段の下流の前記第３のガスを冷却するための第１の熱交換器（Ｒ１）、第１の相分離装置（Ｐ１）、前記第３のガスより低い分子量を有する第４のガス（９）及び前記第３のガスより高い分子量を有する第１の凝縮液体（１１）を形成するために、前記部分的に凝縮された第３のガスを前記第１の相分離装置に送るための手段と、
ｉｖ．前記第４のガスを前記第１の相分離装置から前記第２の圧縮段（Ｃ３）に送るための手段、前記第２の圧縮段の下流の第２の熱交換器（Ｒ２）、前記圧縮された第４のガスを前記第２の圧縮段に送り、且つ前記第４のガスを部分的に凝縮するために前記第４のガスを前記第２の熱交換器で冷却するための手段、第２の相分離装置（Ｐ２）並びに前記第４のガスより低い分子量を有する第５のガス（１３）及び前記第４のガスより高い分子量を有する第２の凝縮液体（１５）を生成するために、前記部分的に凝縮された第４のガスを前記第２の相分離装置に送るための手段と、
ｖ．分離装置並びに１０ｇ／ｍｏｌ未満、又はさらに７．５ｇ／ｍｏｌ未満、又はさらに５ｇ／ｍｏｌ未満の分子量を有するガス生成物（２３）及び５０ｇ／ｍｏｌより大きい分子量を有する任意の成分の１０ｐｐｍ未満、又はさらに５ｐｐｍ未満、又はさらに１ｐｐｍ未満の組成物を生成するために、その中で分離される前記第５のガス又は前記第５のガスに由来するガスを前記分離装置（Ａ）に送るための手段と
を含む圧縮及び分離装置。
【請求項2】
前記第１の凝縮液体（１１）及び／又は前記第２の凝縮液体（１５）を回収するための手段であって、任意選択的に共通リザーバ（Ｓ）を含む手段と、任意選択的に気化後、前記第１及び／又は第２の凝縮液体を前記第１のガスと混合するための手段とを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項3】
前記第１及び／又は第２の凝縮液体（１１、１５）を少なくとも部分的に気化するための手段（Ｈ）と、第２の流体として前記気化部分を少なくとも部分的に再利用するための手段とを含む、請求項２に記載の装置。
【請求項4】
前記第１及び／又は第２の凝縮液体を気化するために、圧縮（Ｃ２、Ｃ３）によって発生した熱の一部を使用するための手段（Ｈ、Ｒ１、Ｒ２）を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項5】
前記第１及び／又は第２の相分離装置（Ｐ１、Ｐ２）は、周囲空気から断熱されていない、請求項１～４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項6】
少なくとも１つの第１の圧縮段（Ｃ２）及び１つの第２の圧縮段（Ｃ３）を有する動圧縮機における圧縮プロセスであって、１０ｇ／ｍｏｌ未満、又はさらに７．５ｇ／ｍｏｌ未満、又はさらに５ｇ／ｍｏｌ未満の第１の分子量を有する第１のガス（１）は、圧縮され、５０ｇ／ｍｏｌより大きい第２の分子量を有する少なくとも１つの第２の流体（１９、２１）は、１０ｇ／ｍｏｌより大きい分子量を有する、圧縮される第３のガス（３）を形成するために前記第１のガスと混合され、前記第３のガスは、前記第１の圧縮段（Ｃ２）に送られ、前記第３のガスは、前記第３のガスが部分的に凝縮される、前記第１の圧縮段の下流の第１の熱交換器（Ｒ１）で冷却され、前記部分的に凝縮された第３のガスは、前記第３のガス（９）より低い分子量を有する第４のガス及び前記第３のガスより高い分子量を有する第１の凝縮液体（１１）を形成するために、－５０℃を上回る温度で動作する第１の相分離装置（Ｐ１）に送られ、前記第４のガスは、前記第１の相分離装置から前記第２の圧縮段（Ｃ３）に送られ、前記第２の圧縮段で圧縮された前記第４のガスは、前記第４のガスが部分的に凝縮する第２の熱交換器（Ｒ２）で冷却するために送られ、前記部分的に凝縮された第４のガスは、前記第４のガスより低い分子量を有する第５のガス（１３）及び前記第４のガスより高い分子量を有する第２の凝縮液体（１５）を生成するために、－５０℃を上回る温度で動作する第２の相分離装置（Ｐ２）に送られる、圧縮プロセス。
【請求項7】
前記第１の凝縮液体及び／又は前記第２の凝縮液体（１１、１５）は、任意選択的に共通リザーバ（Ｓ）において回収され、及び前記第１及び／又は第２の凝縮液体は、任意選択的に気化後、前記第１のガス（１）と混合される、請求項６に記載のプロセス。
【請求項8】
前記第１及び／又は第２の凝縮液体（１１、１５）は、少なくとも部分的に気化され、及び前記気化部分（１９）は、第２の流体として少なくとも部分的に再利用される、請求項７に記載のプロセス。
【請求項9】
前記第１のガスは、水素である、請求項６～８のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項10】
請求項６～９のいずれか一項に記載の圧縮プロセスを含む圧縮及び分離プロセスであって、前記第５のガス又は前記第５のガスに由来するガス（１３）は、分離装置（Ａ）に送られて、１０ｇ／ｍｏｌ未満、又はさらに７．５ｇ／ｍｏｌ未満、又はさらに５ｇ／ｍｏｌ未満の分子量を有するガス生成物（２３）及び５０ｇ／ｍｏｌより大きい分子量を有する任意の成分の１０ｐｐｍ未満、又はさらに５ｐｐｍ未満、又はさらに１ｐｐｍ未満の組成物を生成するために、その中で分離される、圧縮及び分離プロセス。
【請求項11】
前記分離装置（Ａ）は、１０ｇ／ｍｏｌより大きい、又はさらに７．５ｇ／ｍｏｌより大きい、又はさらに５ｇ／ｍｏｌより大きい分子量を有するガス（２５）及び５０ｇ／ｍｏｌより大きい分子量を有する任意の成分の１０ｐｐｍより大きい、又はさらに５ｐｐｍより大きい、又はさらに１ｐｐｍより大きい組成物も生成し、及び前記ガスは、前記圧縮機（Ｃ２、Ｃ３）の上流に送られて、前記第１のガス（１）とともにその中で圧縮される、請求項１０に記載のプロセス。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、特に水素ガスのための圧縮及び分離装置並びに特に水素ガスのための圧縮プロセスに関する。
【背景技術】
【0002】
水素は、非常に低分子量のガスである。したがって、使用される水素圧縮機の大部分は、容積式圧縮機であり、動圧縮機ではない。
【0003】
大容量の水素液化装置に必要とされる、水素の大きい体積流量の圧縮に関して、容積式圧縮は、複数の圧縮機を並列に必要とするために問題がある。これは、そのような圧縮機の容積が限られているためである。
【0004】
動圧縮機（例えば、遠心装置）は、非常に大きい容積を有し、所望の大きい体積流量の圧縮により適している。しかしながら、高圧力比を実現するために、直列の多くの圧縮段が必要である。
【0005】
単軸遠心圧縮機を使用して水素（モル質量２ｇ／ｍｏｌ）を６～２５ｂａｒに圧縮するには、直列の８つの圧縮段が必要である。比較すると、空気ガス（例えば、モル質量２８ｇ／ｍｏｌの窒素）を圧縮するには、同じ圧縮比を実現するために３つの段が必要である。
【0006】
より重いガスとの混合により圧縮されるガスのモル質量を増加させることにより、水素などの軽いガスを圧縮することが可能である。しかしながら、水素とともに最初から最後まで圧縮されるこのバラストガスは、同じ量の水素の圧縮に必要な電力を大幅に増加させる。
【0007】
例えば、水素（２ｇ／ｍｏｌ）は、ＣＯ２（４４ｇ／ｍｏｌ）と混合することができる。６０％のＣＯ２＋４０％のＨ２の混合物は、窒素のモル質量に類似したモル質量を有し、したがって同様に圧縮のために３つの圧縮段が必要である。
【0008】
しかしながら、消費は、バラストガスを追加しない圧縮よりも１／０．４＝２．５倍大きい。
【0009】
例えば、フレオン（登録商標）など、ＣＯ２よりさらに重い化合物の使用も知られている（特開平２－７５８８２号公報）。そのような化合物は、吸込圧力から最終段の排出まで軽いガスとともに完全に圧縮されるが、それらの高い分子量のため、加えられる量及びしたがって追加のエネルギーコストが最小化される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0010】
提案される本発明は、水素を圧縮するために、重いガスの使用と関連付けられるエネルギー損失を最小化しながら、動圧縮機を使用することを可能にする。
【0011】
本発明の１つの目的によると、１０ｇ／ｍｏｌ未満、又はさらに７．５ｇ／ｍｏｌ未満、又はさらに５ｇ／ｍｏｌ未満の第１の分子量を有する第１のガスを圧縮するための第１及び第２の圧縮段を有する動圧縮機を含む圧縮及び分離装置であって、
ｉ．第１のガスのための入口と、
ｉｉ．１０ｇ／ｍｏｌより大きい分子量を有する、圧縮される第３のガスを形成するために、５０ｇ／ｍｏｌより大きい第２の分子量を有する少なくとも１つの第２の流体を第１のガスと混合するための手段と、
ｉｉｉ．第３のガスを第１の圧縮段に送るための手段、第３のガスを部分的に凝縮するために、第１の圧縮段の下流の第３のガスを冷却するための第１の熱交換器、第１の相分離装置、第３のガスより低い分子量を有する第４のガス及び第３のガスより高い分子量を有する第１の凝縮液体を形成するために、部分的に凝縮された第３のガスを第１の相分離装置に送るための手段と、
ｉｖ．第４のガスを第１の相分離装置から第２の圧縮段に送るための手段、第２の圧縮段の下流の第２の熱交換器、圧縮された第４のガスを第２の圧縮段に送り、且つ第４のガスを部分的に凝縮するために第４のガスを第２の熱交換器で冷却するための手段、第２の相分離装置並びに第４のガスより低い分子量を有する第５のガス及び第４のガスより高い分子量を有する第２の凝縮液体を生成するために、部分的に凝縮された第４のガスを第２の相分離装置に送るための手段と、
ｖ．分離装置並びに１０ｇ／ｍｏｌ未満、又はさらに７．５ｇ／ｍｏｌ未満、又はさらに５ｇ／ｍｏｌ未満の分子量を有するガス生成物及び５０ｇ／ｍｏｌより大きい分子量を有する任意の成分の１０ｐｐｍ未満、又はさらに５ｐｐｍ未満、又はさらに１ｐｐｍ未満の組成物を生成するために、その中で分離される第５のガス又は第５のガスに由来するガスを分離装置に送るための手段と
を含む圧縮及び分離装置が提供される。
ｉ．第１のガスのための入口と、
ｉｉ．１０ｇ／ｍｏｌより大きい分子量を有する、圧縮される第３のガスを形成するために、５０ｇ／ｍｏｌより大きい第２の分子量を有する少なくとも１つの第２の流体を第１のガスと混合するための手段と、
ｉｉｉ．第３のガスを第１の圧縮段に送るための手段、第３のガスを部分的に凝縮するために、第１の圧縮段の下流の第３のガスを冷却するための第１の熱交換器、第１の相分離装置、第３のガスより低い分子量を有する第４のガス及び第３のガスより高い分子量を有する第１の凝縮液体を形成するために、部分的に凝縮された第３のガスを第１の相分離装置に送るための手段と、
ｉｖ．第４のガスを第１の相分離装置から第２の圧縮段に送るための手段、第２の圧縮段の下流の第２の熱交換器、圧縮された第４のガスを第２の圧縮段に送り、且つ第４のガスを部分的に凝縮するために第４のガスを第２の熱交換器で冷却するための手段、第２の相分離装置並びに第４のガスより低い分子量を有する第５のガス及び第４のガスより高い分子量を有する第２の凝縮液体を生成するために、部分的に凝縮された第４のガスを第２の相分離装置に送るための手段と、
ｖ．分離装置並びに１０ｇ／ｍｏｌ未満、又はさらに７．５ｇ／ｍｏｌ未満、又はさらに５ｇ／ｍｏｌ未満の分子量を有するガス生成物及び５０ｇ／ｍｏｌより大きい分子量を有する任意の成分の１０ｐｐｍ未満、又はさらに５ｐｐｍ未満、又はさらに１ｐｐｍ未満の組成物を生成するために、その中で分離される第５のガス又は第５のガスに由来するガスを分離装置に送るための手段と
を含む圧縮及び分離装置が提供される。
【0012】
他の任意選択的な態様によると、
・装置は、第１の凝縮液体及び／又は第２の凝縮液体を回収するための手段であって、任意選択的に共通リザーバを含む手段と、任意選択的に気化後、第１及び／又は第２の凝縮液体を第１のガスと混合するための手段とを含む。
・装置は、第１及び／又は第２の凝縮液体を少なくとも部分的に気化するための手段と、第２の流体として気化部分を少なくとも部分的に再利用するための手段とを含む。
・装置は、第１及び／又は第２の凝縮液体を気化するために、圧縮によって発生した熱の一部を使用する手段を含む。
・第１及び／又は第２の相分離装置は、周囲空気から断熱されていない。
・装置は、第１の凝縮液体及び／又は第２の凝縮液体を回収するための手段であって、任意選択的に共通リザーバを含む手段と、任意選択的に気化後、第１及び／又は第２の凝縮液体を第１のガスと混合するための手段とを含む。
・装置は、第１及び／又は第２の凝縮液体を少なくとも部分的に気化するための手段と、第２の流体として気化部分を少なくとも部分的に再利用するための手段とを含む。
・装置は、第１及び／又は第２の凝縮液体を気化するために、圧縮によって発生した熱の一部を使用する手段を含む。
・第１及び／又は第２の相分離装置は、周囲空気から断熱されていない。
【0013】
本発明の別の目的によると、動圧縮機が少なくとも１つの第１の圧縮段及び１つの第２の圧縮段を有する圧縮プロセスであって、１０ｇ／ｍｏｌ未満、又はさらに７．５ｇ／ｍｏｌ未満、又はさらに５ｇ／ｍｏｌ未満の第１の分子量を有する第１のガスは、圧縮され、５０ｇ／ｍｏｌより大きい第２の分子量を有する少なくとも１つの第２の流体は、１０ｇ／ｍｏｌより大きい分子量を有する、圧縮される第３のガスを形成するために第１のガスと混合され、第３のガスは、第１の圧縮段に送られ、第３のガスは、第３のガスが部分的に凝縮される、第１の圧縮段の下流の第１の熱交換器で冷却され、部分的に凝縮された第３のガスは、第３のガスより低い分子量を有する第４のガス及び第３のガスより高い分子量を有する第１の凝縮液体を形成するために、－５０℃を上回る温度で動作する第１の相分離装置に送られ、第４のガスは、第１の相分離装置から第２の圧縮段に送られ、第２の圧縮段で圧縮された第４のガスは、第４のガスが部分的に凝縮する第２の熱交換器で冷却するために送られ、部分的に凝縮された第４のガスは、第４のガスより低い分子量を有する第５のガス及び第４のガスより高い分子量を有する第２の凝縮液体を生成するために、－５０℃を上回る温度で動作する第２の相分離装置に送られる、圧縮プロセスが提供される。
【0014】
１つのガスは、蒸留、吸着又は浸透によってガスを分離することで、同一の組成を有する２つの部分にガスを分離することにより、別のガスに由来し得る。
【0015】
他の任意選択的な態様によると、
・第１の凝縮液体及び／又は第２の凝縮液体は、任意選択的に共通リザーバにおいて回収され、及び第１及び／又は第２の凝縮液体は、任意選択的に気化後、第１のガスと混合される。
・第１及び／又は第２の凝縮液体は、少なくとも部分的に気化され、及び気化部分は、第２の流体として少なくとも部分的に再利用される。
・上記のような圧縮プロセスを含む圧縮及び分離プロセスにおいて、第５のガス又は第５のガスに由来するガスは、分離装置に送られて、１０ｇ／ｍｏｌ未満、又はさらに７．５ｇ／ｍｏｌ未満、又はさらに５ｇ／ｍｏｌ未満の分子量を有するガス生成物及び５０ｇ／ｍｏｌより大きい分子量を有する任意の成分の１０ｐｐｍ未満、又はさらに５ｐｐｍ未満、又はさらに１ｐｐｍ未満の組成物を生成するために、その中で分離される。
・分離装置は、１０ｇ／ｍｏｌより大きい、又はさらに７．５ｇ／ｍｏｌより大きい、又はさらに５ｇ／ｍｏｌより大きい分子量を有するガス及び５０ｇ／ｍｏｌより大きい分子量を有する任意の成分の１０ｐｐｍより大きい、又はさらに５ｐｐｍより大きい、又はさらに１ｐｐｍより大きい組成物も生成し、及びこのガスは、圧縮機の上流に送られて、第１のガスとともにその中で圧縮される。
・第１の凝縮液体及び／又は第２の凝縮液体は、任意選択的に共通リザーバにおいて回収され、及び第１及び／又は第２の凝縮液体は、任意選択的に気化後、第１のガスと混合される。
・第１及び／又は第２の凝縮液体は、少なくとも部分的に気化され、及び気化部分は、第２の流体として少なくとも部分的に再利用される。
・上記のような圧縮プロセスを含む圧縮及び分離プロセスにおいて、第５のガス又は第５のガスに由来するガスは、分離装置に送られて、１０ｇ／ｍｏｌ未満、又はさらに７．５ｇ／ｍｏｌ未満、又はさらに５ｇ／ｍｏｌ未満の分子量を有するガス生成物及び５０ｇ／ｍｏｌより大きい分子量を有する任意の成分の１０ｐｐｍ未満、又はさらに５ｐｐｍ未満、又はさらに１ｐｐｍ未満の組成物を生成するために、その中で分離される。
・分離装置は、１０ｇ／ｍｏｌより大きい、又はさらに７．５ｇ／ｍｏｌより大きい、又はさらに５ｇ／ｍｏｌより大きい分子量を有するガス及び５０ｇ／ｍｏｌより大きい分子量を有する任意の成分の１０ｐｐｍより大きい、又はさらに５ｐｐｍより大きい、又はさらに１ｐｐｍより大きい組成物も生成し、及びこのガスは、圧縮機の上流に送られて、第１のガスとともにその中で圧縮される。
【0016】
ここで、以下の特徴を有する、低分子量ガス（＜１０ｇ／ｍｏｌ、７．５ｇ／ｍｏｌ、５ｇ／ｍｏｌ）の多段圧縮が提案される。
・圧縮前に、高分子量成分又は成分の混合物（＞２５ｇ／ｍｏｌ、＞３５ｇ／ｍｏｌ、＞５０ｇ／ｍｏｌ）と混合し、１０ｇ／ｍｏｌより大きい分子量を有する、圧縮されるガスを形成する。
・動圧縮機におけるこのガスの多段圧縮は、少なくとも１つの中間冷却ステップを含む。
・中間冷却ステップ中、高分子量成分が豊富な凝縮相及び高分子量成分が枯渇したガス相を形成する。
・凝縮物の回収及び低分子量成分を富化された蒸気相の後段における圧縮。
・凝縮物の貯蔵及び圧縮機の上流での再利用。
・最後の圧縮段の出口において、最終的な冷却及び凝縮後、ガス相は、分離ユニットに送られ、分離ユニットでは以下の通りである。
・低分子量ガスは、圧力下において、１０ｐｐｍ未満（＜５ｐｐｍ、＜１ｐｐｍ）の高分子量成分の内容物とともに生成される。
・高分子量成分は、回収され、圧縮機の上流で再利用される。
・圧縮前に、高分子量成分又は成分の混合物（＞２５ｇ／ｍｏｌ、＞３５ｇ／ｍｏｌ、＞５０ｇ／ｍｏｌ）と混合し、１０ｇ／ｍｏｌより大きい分子量を有する、圧縮されるガスを形成する。
・動圧縮機におけるこのガスの多段圧縮は、少なくとも１つの中間冷却ステップを含む。
・中間冷却ステップ中、高分子量成分が豊富な凝縮相及び高分子量成分が枯渇したガス相を形成する。
・凝縮物の回収及び低分子量成分を富化された蒸気相の後段における圧縮。
・凝縮物の貯蔵及び圧縮機の上流での再利用。
・最後の圧縮段の出口において、最終的な冷却及び凝縮後、ガス相は、分離ユニットに送られ、分離ユニットでは以下の通りである。
・低分子量ガスは、圧力下において、１０ｐｐｍ未満（＜５ｐｐｍ、＜１ｐｐｍ）の高分子量成分の内容物とともに生成される。
・高分子量成分は、回収され、圧縮機の上流で再利用される。
【0017】
加えられる高分子量成分の合理的な選択により、圧縮機の動作条件（Ｐｉｎｌｅｔ、Ｐｏｕｔｌｅｔ）などに応じて、エネルギー損失は、従来技術と比較して非常に大きく減少する。
【0018】
例：８つの段における１ｂａｒから２５ｂａｒへの水素の圧縮では、ＣＯ２サイクル（非凝縮性）による１５０％と比較して、ペナルティは、ＣＨ２Ｃｌ２を組み込むことによって２６％まで減少する。
【0019】
１００，０００のＮｍ３／ｈの水素を６ｂａｒから約５１ｂａｒまで圧縮するために、最終的な圧力値は、圧縮段のすべてに同一の前提を採用することによって計算することができる。すなわち、以下の通りである。
・断熱効率＝８５％
・各圧縮段間の圧力低下＝０．１ｂａｒ
・ポリトロープヘッド：１００ｋＪ／ｋｇ
・再凝縮温度：４０℃。
・断熱効率＝８５％
・各圧縮段間の圧力低下＝０．１ｂａｒ
・ポリトロープヘッド：１００ｋＪ／ｋｇ
・再凝縮温度：４０℃。
【0020】
従来技術の容積式圧縮機における圧縮と比較して、以下が分かる。
・純粋な水素のための遠心圧縮機は、非常に大きい段数（およそ３５）を有し、したがって非常にコストがかかり、非常に大きい専有面積を必要とする。
・１２ｇ／ｍｏｌの混合物を形成するために、非凝縮性の第２の流体４４ｇ／ｍｏｌのＣＯ２で重量を増加させることにより、５段で圧縮することができるが、大きいエネルギーペナルティを有する。
・本発明による部分的に凝縮されている（圧縮段入口において）１２ｇ／ｍｏｌの混合物を得るために、第２の流体で重量を増加させることにより、エネルギー損失を最小化することができる一方、圧縮段は、妥当な数以内のままである。
・本発明による部分的に凝縮されている（段入口において）１７ｇ／ｍｏｌの混合物を形成するために、第２の流体で重量を増加させることにより、ＣＯ２との１２ｇ／ｍｏｌの混合物によるものと同じ数の段で圧縮することができ、さらにエネルギー損失も最小化される。
・純粋な水素のための遠心圧縮機は、非常に大きい段数（およそ３５）を有し、したがって非常にコストがかかり、非常に大きい専有面積を必要とする。
・１２ｇ／ｍｏｌの混合物を形成するために、非凝縮性の第２の流体４４ｇ／ｍｏｌのＣＯ２で重量を増加させることにより、５段で圧縮することができるが、大きいエネルギーペナルティを有する。
・本発明による部分的に凝縮されている（圧縮段入口において）１２ｇ／ｍｏｌの混合物を得るために、第２の流体で重量を増加させることにより、エネルギー損失を最小化することができる一方、圧縮段は、妥当な数以内のままである。
・本発明による部分的に凝縮されている（段入口において）１７ｇ／ｍｏｌの混合物を形成するために、第２の流体で重量を増加させることにより、ＣＯ２との１２ｇ／ｍｏｌの混合物によるものと同じ数の段で圧縮することができ、さらにエネルギー損失も最小化される。
【0021】
表１は、Ｈ２／他の分離効率が１００％である場合及びこの効率が８０％まで低下している場合に対応する。「混合」液のエネルギー消費は、この効率によってペナルティを課されることが単に注目されるであろう（ここで、１／０．８＝１２５％である）。
【0022】
【表1】
【0023】
本発明は、図を参照してさらに詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【発明を実施するための形態】
【0025】
図１において、１０ｇ／ｍｏｌ未満、又はさらに７．５ｇ／ｍｏｌ未満、又はさらに５ｇ／ｍｏｌ未満の第１の分子量を有する第１のガス、例えば水素又はヘリウム１は、圧縮段Ｃ１で圧縮される。５０ｇ／ｍｏｌより大きい第２の分子量を有するガス２１と、任意選択的に、５０ｇ／ｍｏｌより大きい第２の分子量を有するガス２５とも混合された後、第１のガスは、１０ｇ／ｍｏｌより大きい第３の分子量を有するガス混合物を形成する。ガス２１は、例えば、ジクロロメタン（ＣＨ２Ｃｌ２）であり得る。
【0026】
ガス２１は、液体に置き換えることができる。この場合、液体２１は、エアロゾル形態で第１のガスに注入される。
【0027】
第１のガスは、第１の主成分を有し、第２の流体は、任意選択的に、第２の主成分を有し、いずれの場合にも、主成分は、好ましくは、５０ｍｏｌ％、又はさらに８０ｍｏｌ％、又はさらに９０ｍｏｌ％、又はさらに９５ｍｏｌ％のガスを含む。
【0028】
第１のガスは、任意選択的に、ガス２５とも混合することができる。１０ｇ／ｍｏｌより大きい又はさらに１５ｇ／ｍｏｌより大きい分子量を有する混合物３は、圧縮ガス５を形成するために、動圧縮段Ｃ２で圧縮され、圧縮ガスは、部分的に凝縮するために冷却器Ｒ１で冷却される。部分的に凝縮された流れ７は、相分離装置Ｐ１で分離される。第１の主成分が富化され、任意選択的に第２の主成分が枯渇された、相分離装置Ｐ１からのガス９は、動圧縮段Ｃ３で圧縮されて、別の部分的な凝縮ステップのために冷却器Ｒ２で冷却される。部分的に凝縮された流れ１０は、相分離装置Ｐ２で分離される。
【0029】
第１の主成分が富化され、任意選択的に第２の主成分が枯渇された、相分離装置Ｐ２からのガス１３は、第１のガスと同じ主成分を有する生成ガス２３を生成するために分離され、この成分に関して第１のガスと同じ純度、この成分に関して第１のガスより高い純度又はこの成分に関して第１のガスより低い純度であり得る。ガス１３は、ガス１３と比較して及びガス１０と比較して第１の主成分が富化され、任意選択的に第２の主成分が枯渇される。
【0030】
第１のガス１及び生成されたガス２３は、少なくとも８０ｍｏｌ％、又はさらに少なくとも９０ｍｏｌ％、又はさらに少なくとも９５ｍｏｌ％の第１の成分を含有する。
【0031】
生成されたガス２３及び好ましくはガス１３又はさらにガス１０は、１０ｇ／ｍｏｌ未満、又はさらに７．５ｇ／ｍｏｌ未満、又はさらに５ｇ／ｍｏｌ未満の分子量を有する。
【0032】
装置１のガス２３の分離は、蒸留、吸収、吸着、浸透、スクラビング又はこれらの技術のいくつかの組合せなどの任意の好適な手段によって実行することができる。
【0033】
装置１によって生成されるガス２５は、第１のガス及び第２の流体の混合物を含み、２つの流体のいずれも失われないように、圧縮段Ｃ２の上流で再利用することができる。
【0034】
どのようなガスがガス１と混合されても、重要な態様は、圧縮段Ｃ２に入る混合物３がガス１より高い分子量を有することである。
【0035】
ガス１０と比較して第２の主成分が富化され、第１の主成分が枯渇された、相分離装置Ｐ２からの液体１５は、膨張され、貯蔵タンクＳに送られる。この貯蔵タンクは、ガス７と比較して第２の主成分が富化され、第１の主成分が枯渇された、第１の相分離装置Ｐ１からの膨張された液体１１も受け入れる。
【0036】
２つの相分離装置Ｐ１、Ｐ２は、－５０℃を上回る、又はさらに－２０℃を上回る、又はさらに０℃を上回る、又はさらに外気温を上回る温度で動作する。動作温度に応じて、それらは、断熱なしで露出させることができる。
【0037】
貯蔵タンクからの液体１７は、膨張され、気化するために加熱器Ｈによって加熱され、ガス１の分子量を変更するためにガス２１として送られる。貯蔵タンク１９からのヘッドガスも加熱器Ｈの下流で混合することができる。
【0038】
図２に示される別の可能性は、貯蔵タンクＳに蓄積された液体１１、１５を気化するために加熱器Ｈを貯蔵タンクＳに組み込むことであり、そのため、ガス１９は、ガス１と混合されるガス２１としてのみ再利用される。
【0039】
好ましくは、第１のガス１からの圧縮熱の少なくとも一部は、液体１１、１５を加熱するために回収される。したがって、加熱器Ｈ並びに冷却器Ｒ１及び／又はＲ２は、互いに接続することができるか、又はさらに単一の熱交換器の一部を形成することができる。
【0040】
段Ｃ２、Ｃ３又はさらにＣ１は、動的段又はさらに遠心圧縮段である。
【0041】
好ましくは、２つの図の貯蔵タンクＳは、－５０℃を上回る、又はさらに－２０℃を上回る、又はさらに０℃を上回る、又はさらに外気温を上回る温度で動作する。動作温度に応じて、それは、断熱なしで露出させることができる。
【図1】
【図2】
【国際調査報告】