[发明专利]气体液化方法

权利要求书

1、一种液化由氮或甲烷组成的永久气体流的方法，包括在提高压力时把永久气体流的温度降到它的临界温度以下，和至少进行两个氮工作流体的循环的步骤，以便至少提供部分必须的致冷，使永久气体的温度降到它的临界温度以下，每一个这样的氮工作流体循环包括压缩氮工作流体，并使它冷却，使被冷却的氮工作流体作功膨胀，使作功膨胀的氮工作流体与所述的氮气流进行逆向的热交换而加热，从而导致对永久气体流致冷，其中，至少一个氮工作流体循环中作功膨胀的起始温度高于至少另一个氮工作流体循环中作功膨胀的起始温度，其特征在于，在每一个工作流体循环中，在作功膨胀结束时，氮工作流体的温度与在其它工作流体循环中作功膨胀结束时氮工作流体的温度相同或基本相同。

2、按权利要求1所述的方法，其特征是，在所述的至少一个工作流体循环中，氮工作流体的温度在作功膨胀开始时要低于200°K。

3、按权利要求2所述的方法，其特征是，使所述的永久气体流从外界温度下降到所述的温度的致冷是直接或间接地用一个混合致冷剂循环来提供。

4、按上述权利要求中任何一项所述的方法，其特征是，在每一个工作流体循环中，工作流体被膨胀后的压力与在另一个或另几个循环中工作流体被膨胀后的压力一样。

5、按上述权利要求1至3中任何一项所述的方法，其特征是，在所述的至少一个工作流体循环中，作功膨胀开始的压力至少是75个大气压。

6、按权利要求5所述的方法，其特征是，通过所述的热交换把所述的永久气体流的温度降低到它的压力低于所述作功膨胀开始时的压力时的临界温度以下。

7、按上述权利要求1至3中的任何一项所述的方法，其特征是，在每一个氮工作流体循环中，在作功膨胀结束时氮处于饱和或近饱和状态。

8、按权利要求7所述的方法，其特征是，氮在作功膨胀结束时的温度在2°K或小于2°K范围内变化，处于接近饱和温度的它的较低的一端。

9、按上述权利要求1至3中的任何一项所述的方法，其特征是，所述的永久气体流的压力被提高到大于它的临界压力，同时经过与所述的氮工作流体进行热交换后，所述的永久气体流被膨胀到存贮的压力，致使产生的液体被收集，同时产生的气体与所述的永久气体流进行逆向热交换。

10、按上述权利要求1至3中的任何一项所述的方法，其特征是，在所述的至少一个氮工作流体循环中，流到作功膨胀装置入口处的工作流体中至少有一部分是在一个热交换器中由于热交换而冷却，这一个热交换器是与冷却永久气体的热交换器分开来的。