BR9916213B1

BR9916213B1 - sistema e dispositivo de liquefação e armazenamento de gás para gás à base de metano.

Info

Publication number: BR9916213B1
Application number: BRPI9916213-0A
Authority: BR
Inventors: Kouetsu Hibino; Nobutaka Honma; Yukio Terashima; Tamio Shinozawa
Priority date: 1998-12-15
Filing date: 1999-12-14
Publication date: 2011-01-11
Also published as: CN1114784C; US6584780B2; CN1330750A; EP1148289A1; EP1148289A4; AR021688A1; US20030094002A1; BR9916213A; JP4127970B2; WO2000036335A1; RU2224171C2

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTEMA EDISPOSITIVO DE LIQUEFAÇÃO E ARMAZENAMENTO DE GÁS PARAGÁS À BASE DE METANO".

Campo Técnico

A presente invenção refere-se a um sistema melhorado de ar-mazenamento e liquefação de gás, e, especificamente, a um sistema para oarmazenamento de um gás cujo ingrediente principal é metano, misturando-se o gás com um outro hidrocarboneto (um solvente orgânico), para arma-zenamento.

Técnica Anterior

Até agora, houve vários métodos diferentes para o armazena-mento de metano ou de um gás, tal como gás natural, cujo ingrediente prin-cipal é metano. Por exemplo, o armazenamento do gás por compressão sobuma alta pressão ou por adsorção para um adsorvente é um método possí-vel. Além disso, foram propostos métodos, nos quais o metano é dissolvidoem um solvente de hidrogênio compósito, tal como propano, butano, etc. e,então, armazenado em um estado líquido. Por exemplo, a Patente US5.315.054 mostra um método de liquefação e armazenamento de metano.

A exposição da Patente US 5.315.054, contudo, descreve ape-nas que o metano poderia ser armazenado simplesmente dissolvendo-o emum solvente de hidrocarboneto. Este método não é suficiente para o arma-zenamento de metano com uma alta densidade.

Mais ainda, não há uma exposição de um método para descar-regar o metano, ou um gás cujo ingrediente principal seja metano, com umarelação constante de constituintes. Quando a relação dos constituintes dogás ou do líquido descarregado de um recipiente de armazenamento não éconstante, desvantagens, tais como uma variação da inflamabilidade e com-bustão instável em um motor de combustão interna ou similar, são experi-mentadas.

A presente invenção se dirige a esses problemas impostos coma técnica anterior, e seu objeto é prover um sistema de liquefação e de ar-mazenamento de gás, para um gás cujo ingrediente principal é metano, tor-nando possível armazenar metano com uma alta densidade e descarregar omaterial armazenado, enquanto se mantém uma relação constante de cons-tituintes.

Exposição da Invenção

Para atingir o objeto acima, a presente invenção provê um sis-tema de liquefação e de armazenamento de gás para um gás à base demetano (um gás cujo ingrediente principal é metano), para dissolver essegás em um solvente de hidrocarboneto, para o armazenamento em um reci-piente de armazenamento e descarregando o material armazenado do reci-piente de armazenamento, para uso. Este sistema é fornecido com um meiode ajuste de composição, para manter as taxas constantes dos constituintesde material armazenado sendo descarregados.

O meio de ajuste de composição incluído no sistema acimamantém as taxas constantes dos elementos constituintes do conteúdo dorecipiente de armazenamento.

Um solvente de hidrocarboneto, que é aplicado ao sistema aci-ma, é um hidrocarboneto que está líquido à temperatura ambiente.

Um solvente de hidrocarboneto, que também é aplicado ao sis-tema acima, é um solvente compósito de um hidrocarboneto, que não seliqüefaz prontamente à temperatura ambiente, e um hidrocarboneto, queestá líquido à temperatura ambiente.

O hexano é um solvente de hidrocarboneto aplicável ao sistemaacima.

Gasolina ou óleo leve também é um solvente de hidrocarbonetoaplicável ao sistema acima.

Éter de dimetila é aplicado ao sistema acima em vez de um sol-vente de hidrocarboneto.

No sistema acima, existe um estado supercrítico no recipiente dearmazenamento, pelo menos durante o período inicial de descarga do mate-rial armazenado.

No sistema acima, a relação dos elementos constituintes doconteúdo do recipiente de armazenamento pode ser tal que um hidrocarbo-neto de número de carbono igual a 3 ou mais está entre 7% e 45%, en-quanto um hidrocarboneto de um número de carbono igual a 2 ou menosestá entre 93% e 55%.

Em um outro aspecto do sistema acima, as relações dos ele-mentos constituintes do referido recipiente de armazenamento podem sertais que um hidrocarboneto de número de carbono igual a 3 ou mais estáentre 7% e 65%, enquanto um hidrocarboneto de um número de carbonoigual a 2 ou menos está entre 93% e 35%.

O butano é aplicável ao sistema acima como o ingrediente dehidrocarboneto principal, com um número de carbono de 3 ou mais.

O propano também é aplicável ao sistema acima como o ingre-diente de hidrocarboneto principal com um número de carbono de 3 ou mais.

No sistema acima, o recipiente de armazenamento pode ter atemperatura regulada, de modo que seu estado supercrítico interno sejamantido.

O sistema acima pode incluir, preferencialmente, um meio para adeterminação das condições no recipiente de armazenamento, de modo adeterminar a relação dos constituintes do hidrocarboneto e a quantidade dehidrocarboneto contida no recipiente de armazenamento; e um meio de con-trole de relação de suprimento, para calcular uma relação na qual o gás, cujoingrediente principal é metano, e o solvente de hidrocarboneto são supridospara o recipiente de armazenamento, com base no resultado da detecção eda execução acima do suprimento.

Este meio de controle de relação de suprimento pode calcularuma relação de suprimento, com base na quantidade de suprimento do gásportando metano como o ingrediente principal.

O meio acima para determinação das condições no recipiente dearmazenamento detectará pressão, temperatura e quantidade de solução desolvente no recipiente de armazenamento, e obterá as relações dos consti-tuintes de hidrocarboneto e a quantidade de hidrocarboneto a partir dessesparâmetros.

No sistema acima, o hidrocarboneto descarregado do referidorecipiente de armazenamento pode ser oxidado em um circuito, e o meiopara a determinação das condições no recipiente de armazenamento podeobter as relações dos constituintes de hidrocarboneto, com base na saída deum meio de determinação de relação ar-combustível, provido para o motorde combustão interna.

Em um outro aspecto do sistema acima, uma saída de fase devapor é provida no topo do recipiente de armazenamento, um detector dequantidade de líquido é instalado, par detectar a qualidade de solvente dehidrocarboneto líquido no recipiente de armazenamento, imediatamente an-tes da porção de fase de vapor do material armazenado no recipiente dearmazenamento ser exclusivamente descarregada através da saída de fasede vapor, e a quantidade de solvente de hidrocarboneto a ser suprida pararecarregamento é calculada, com base no resultado obtido pelo detector dequantidade de líquido.

Em um outro aspecto do sistema acima, um recipiente de retira-da é instalado, para receber o hidrocarboneto remanescente retirado do re-cipiente de armazenamento, e o hidrocarboneto retirado e o gás cujo ingre-diente principal é metano são supridos, após o solvente de hidrocarbonetoser suprido.

Em um outro aspecto do sistema acima, um recipiente de carre-gamento temporário é conectado ao recipiente de armazenamento, o sol-vente de hidrocarboneto é suprido para o recipiente de carregamento tempo-rário, antes do gás cujo ingrediente principal é metano, e os gases são su-pridos em conjunto para o recipiente de armazenamento.

Em um outro aspecto do sistema acima, um recipiente de carre-gamento temporário para uso exclusivo com solvente é instalado em umaconexão em paralelo com o recipiente de armazenamento, de modo a estarposicionado mais alto do que o nível de líquido no recipiente de armazena-mento, através de uma tubulação equipada com um meio de controle depassagem; o recipiente de carregamento temporário para uso exclusivo comsolvente é carregado com o solvente de hidrocarboneto, enquanto a passa-gem está fechada, e o solvente de hidrocarboneto entra no recipiente de ar-mazenamento quando a passagem estiver aberta.

Em um outro aspecto do sistema acima, um recipiente de arma-zenamento é instalado em um corpo móvel, e um recipiente de armazena-mento dedicado a solvente de hidrocarboneto, para o armazenamento ape-nas de solvente de hidrocarboneto, é conectado a este recipiente de arma-zenamento.

Em um outro aspecto do sistema acima, o material armazenadono gás é descarregado da porção de fase de vapor do recipiente de armaze-namento, e o solvente de hidrocarboneto em fase líquida é separado do gásdescarregado e retornado para o recipiente de armazenamento.

Em um outro aspecto do sistema acima, o material armazenadoem um líquido é descarregado da porção de fase líquida do recipiente dearmazenamento em uma pequena quantidade, de modo que nenhuma mu-dança substancial da pressão interna do referido recipiente de armazena-mento ocorra e que o líquido descarregado seja retornado para o recipientede armazenamento, após a vaporização do gás cujo ingrediente principal émetano do líquido.

No sistema acima, o hidrocarboneto de fase de vapor pode serdescarregado a partir do topo do recipiente de armazenamento, e o hidro-carboneto de fase líquida pode ser descarregado a partir do fundo do recipi-ente de armazenamento, em uma relação constante.

O recipiente de armazenamento no sistema acima pode ser for-necido com um detector de quantidade de líquido.

Em um outro aspecto do sistema acima, o material armazenadodescarregado do recipiente de armazenamento é oxidado em um motor decombustão interna, e o meio para determinação das condições no recipientede armazenamento obtém as relações dos constituintes de hidrocarbonetocom base na saída de um meio de determinação de relação ar-combustívelprovido para o motor de combustão interna.

No sistema acima, os hidrocarbonetos descarregados de fase devapor e de fase líquida podem ser aquecidos, para se misturarem.

No sistema acima, o hidrocarboneto descarregado de fase líqui-da pode ser vaporizado e, então, misturado com o hidrocarboneto descarre-gado de fase de vapor.

No sistema acima, o recipiente de armazenamento pode serresfriando, enquanto estiver sendo suprido com o referido gás.

Em um outro aspecto do sistema acima, o recipiente de armaze-namento é fornecido com uma pluralidade de portas de carregamento, posi-cionadas separadas umas das outras e, durante o carregamento com umgás cujo ingrediente principal é metano, uma porta de carregamento podeser usada, inicialmente, e, então, o carregamento pode ser alternado parauma outra porta de carregamento.

Em um outro aspecto do sistema acima, o recipiente de armaze-namento é fornecido com um meio de condução de calor, que cobre a su-perfície interna do recipiente de armazenamento e é conectado a uma portade carregamento para um gás cujo ingrediente principal é metano, a referidaporta de carregamento provida no recipiente de armazenamento.

Em um outro aspecto do sistema acima, o recipiente de armaze-namento é fornecido com uma pluralidade de portas de carregamento posi-cionadas espaçadas umas das outras, e a portas de carregamento podemser usadas ao mesmo tempo.

Em um outro aspecto do sistema acima, um elemento de exten-são de passagem, que se estende de uma porta de carregamento provida norecipiente de armazenamento e entrando no espaço interno do recipiente, éinstalado, e este elemento de extensão de passagem tem uma pluralidadede aberturas de liberação dispostas ao longo de sua direção longitudinal, demodo a serem adequadamente separadas das paredes internas do recipi-ente.

Estas aberturas de liberação podem ser inclinadas como saídasexternas de uma porta de carregamento provida no recipiente de armaze-namento.

No sistema acima, uma porta de carregamento pode estar posi-cionada na extremidade distante da área que mantém o solvente no recipi-ente de armazenamento.No sistema acima, um corpo poroso pode ser adaptado no reci-piente de armazenamento.

Com o sistema acima, o carregamento pode ser realizado demodo que o uso de uma porta de carregamento provida no fundo do referidorecipiente de armazenamento possa começar enquanto o gás estiver sendocarregado.

Em um outro aspecto do sistema acima, uma porção do solventede hidrocarboneto é vaporizada e liberada para fora do recipiente de arma-zenamento, antes do recipiente de armazenamento ser carregado com umgás cujo ingrediente principal é metano.

No sistema acima, o material armazenado pode ser liberadopara fora do recipiente de armazenamento através de uma passagem dedescompressão provida dentro ou na superfície do recipiente de armazena-mento.

Esta passagem de descompressão pode ser coberta com ummaterial regenerativo de calor.

O sistema acima pode ser carregado com um solvente de hidro-carboneto resfriado, antes de ser carregado com um gás cujo ingredienteprincipal é metano.

O recipiente de armazenamento no sistema acima pode ser for-necido com um meio de agitação.

Em um outro aspecto do sistema acima, o solvente de hidrocar-boneto pode ser descartado do recipiente de armazenamento para uso ur-gente.

Mais ainda, a invenção provê um dispositivo de liquefação e ar-mazenamento de gás, para um gás cujo ingrediente principal é metano, quecompreende um meio de determinação de informação de composição, paradeterminação das relações dos constituintes do material armazenado no re-cipiente de armazenamento, no qual um gás cujo ingrediente principal émetano é dissolvido em um solvente de hidrocarboneto e armazenado; e ummeio de envio, para enviar o resultado da detecção acima para o lado desuprimento a partir do qual o gás e o solvente de hidrocarboneto são supri-dos para o recipiente de armazenamento.

Mais ainda, a invenção provê um dispositivo de liquefação e ar-mazenamento de gás para um gás cujo ingrediente principal é metano, oreferido dispositivo compreendendo um recipiente de retirada, para a retiradado hidrocarboneto remanescente de um recipiente de armazenamento, noqual um gás cujo ingrediente principal é metano é dissolvido em um solventede hidrocarboneto e armazenado; um meio de detecção, para determinar asrazões dos constituintes do hidrocarboneto no recipiente de retirada; e ummeio de controle de relação de suprimento, para controlar a relação na qualo gás e o solvente de hidrocarboneto são supridos para o recipiente de ar-mazenamento, com base no resultado da determinação acima.

Mais ainda, a invenção provê um dispositivo de liquefação e ar-mazenamento de gás para um gás cujo ingrediente principal é metano,onde, em um estágio precedente, um recipiente de armazenamento, no qualum gás cujo ingrediente principal é metano é dissolvido em um solvente dehidrocarboneto e armazenado, um recipiente de carregamento temporáriopara uso exclusivo com solvente para carregamento no recipiente de arma-zenamento de um solvente de hidrocarboneto tendo uma pressão de equilí-brio inferior que a do gás, do qual principal ingrediente é metano e é instala-do via um meio para o controle da passagem entre o recipiente de armaze-namento e o recipiente de carregamento temporário, para uso exclusivo comsolvente.

Mais ainda, a invenção provê um dispositivo de liquefação e ar-mazenamento de gás, para um gás cujo ingrediente principal é metano,onde a fonte de suprimento desse gás e a fonte de suprimento de um sol-vente de hidrocarboneto são conectadas, através de respectivos meios decontrole, a um tanque de armazenamento temporário, que, por sua vez, éconectado a um recipiente de armazenamento, no qual um gás cujo ingredi-ente principal é metano é dissolvido no solvente de hidrocarboneto e arma-zenado.

Mais ainda, a invenção provê um dispositivo de liquefação e ar-mazenamento de gás, para um gás cujo ingrediente principal é metano, quecompreende um recipiente de armazenamento principal, no qual um gás cujoingrediente principal é metano é dissolvido em um solvente de hidrocarbo-neto e armazenado; e um recipiente de armazenamento dedicado a solventede hidrocarboneto, para o armazenamento apenas do solvente de hidrocar-boneto, onde o referido recipiente de armazenamento dedicado a solventede hidrocarboneto é conectado ao recipiente de armazenamento principalatravés de um meio de controle.

Mais ainda, a invenção provê um dispositivo de liquefação e ar-mazenamento de gás para um gás cujo ingrediente principal é metano, com-preendendo uma saída de fase de vapor, para o descarregamento do mate-rial armazenado gasoso, provida no topo de um recipiente de armazena-mento, no qual esse gás é dissolvido em um solvente de hidrocarboneto earmazenado; um separador de vapor e líquido, para a separação do líquidodo material armazenado gasoso descarregado; e uma passagem de retroa-limentação para retorno do líquido separado através do separador de vapore líquido para o recipiente de armazenamento.

Breve Descrição das Figuras

A Fig. 1 é uma vista que mostra as características de equilíbriode vapor - líquido de um compósito de propano e metano a 38°.

A Fig. 2 é uma vista que mostra as características de equilíbriode vapor - líquido de um compósito de um butano e um metano a 71 °C.

A Fig. 3 é uma vista que mostra as características de equilíbriode vapor - líquido de um compósito de um hexano e um metano a 100 °C.

A Fig. 4 é uma vista que mostra as características de equilíbriode vapor - líquido a 38 0C de um propano e de uma solução de hexano a10%, na qual o metano é dissolvido.

A Fig. 5 é uma vista que mostra as características de equilíbriode vapor - líquido a 71 0C de um butano e de uma solução de hexano a 10%,na qual o metano é dissolvido.

A Fig. 6 é uma vista que mostra as características de equilíbriode vapor - líquido a 71 0C de uma gasolina na qual o metano é dissolvido.

A Fig. 7 é uma seção transversal do equipamento, para a im-plementação de uma modalidade preferida 3 do sistema de liquefação e ar-mazenamento de gás para um gás cujo ingrediente principal é metano, deacordo com a presente invenção.

A Fig. 8 é uma seção transversal do equipamento para a imple-mentação de uma modalidade preferida 4 do sistema de liquefação e arma-zenamento de gás para um gás cujo ingrediente principal é metano, deacordo com a presente invenção.

A Fig. 9 é uma seção transversal do equipamento para a imple-mentação de uma modalidade preferida 5 do sistema de liquefação e arma-zenamento de gás para um gás cujo ingrediente principal é metano, deacordo com a presente invenção.

A Fig. 10 é uma vista que mostra as curvas de temperatura epressão de soluções mistas de metano e propano misturadas a relações di-ferentes.

A Fig. 11 é uma vista que mostra a densidade do metano arma-zenado nas soluções misturadas de metano e propano a 30 °C.

A Fig. 12 é uma vista que mostra as curvas de fase líquida detipos diferentes de soluções de hidrocarboneto para as quais a densidade demetano é de 80%.

A Fig. 13 é uma vista que mostra a densidade do metano arma-zenado nos pontos críticos dos tipos de solução de hidrocarboneto mostra-dos a Fig. 12.

A Fig. 14 é uma vista que mostra a densidade do metano arma-zenado nos tipos de solução de hidrocarboneto mostrados na Fig. 12 a35°C.

A Fig. 15 é uma vista que mostra as curvas de temperatura epressão para soluções com dois ingredientes e com três ingredientes, naqual o metano é dissolvido.

A Fig. 16 é uma vista que mostra a correlação de temperatura epressão de um compósito de metano e propano.

A Fig. 17 é uma vista que mostra a correlação de temperatura epressão de um compósito de metano e butano.A Fig. 18 é uma vista que mostra a correlação de temperatura epressão de um compósito de metano e pentano.

A Fig. 19 é uma vista que mostra a correlação de temperatura epressão de um compósito de metano e hexano.

A Fig. 20 é uma vista que mostra a densidade de metano e adensidade de propano, mudando conforme o metano é gradualmente adicio-nado ao solvente de propano.

A Fig. 21 é uma vista que mostra a transição da relação de molde metano e de densidade de energia para o caso mostrado na Fig. 20.

A Fig. 22 é uma vista que mostra a densidade de metano e adensidade de butano, mudando conforme o metano é gradualmente adicio-nado ao solvente de butano.

A Fig. 23 é uma vista que mostra a transição da relação de molde metano e a densidade de energia para o caso mostrado na Fig. 22.

A Fig. 24 é uma vista que mostra um exemplo de um recipientede armazenamento para mistura de metano em um hidrocarboneto de mnúmero de carbono de 3 ou mais.

A Fig. 25 é uma vista que mostra um caso de exemplo, onde umrecipiente de armazenamento de componente de corpo móvel é carregadocom hidrocarboneto portando metano a partir do recipiente de armazena-mento.

A Fig. 26 é uma vista que mostra um exemplo do método deresfriamento do recipiente de armazenamento.

A Fig. 27 é uma vista que mostra um caso de exemplo, onde ohidrocarboneto que porta metano é descarregado das fases de líquido e va-por do recipiente de armazenamento.

A Fig. 28 é uma vista que mostra um exemplo de uma modifica-ção no método da Fig. 27.

A Fig. 29 é uma vista que mostra um outro exemplo de modifica-ção no método da Fig. 27.

A Fig. 30 é uma vista que mostra um outro exemplo de modifica-ção no método da Fig. 27.A Fig. 31 é uma vista que mostra um outro exemplo de modifica-ção no método da Fig. 27.

A Fig. 32 é uma vista que mostra um exemplo do recipiente dearmazenamento usado para o sistema de liquefação e armazenamento degás para um gás cujo ingrediente principal é metano, de acordo com a pre-sente invenção.

A Fig. 33 é uma vista que mostra um exemplo de um recipientede armazenamento de metano que se apóia em sua borda.

A Fig. 34 é uma vista que mostra um exemplo de um recipientede armazenamento que é deixado sobre sua lateral.

A Fig. 35 é uma vista que mostra um exemplo do conjunto depás de agitação usado no recipiente mostrado na Fig. 34.

A Fig. 36 é uma vista que mostra um exemplo do sistema de li-quefação e armazenamento de gás para um gás cujo ingrediente principal émetano, de acordo com a presente invenção.

A Fig. 37 é uma vista que mostra um exemplo de uma modifica-ção para o sistema de liquefação e armazenamento de gás para um gás cujoingrediente principal é metano, de acordo com a presente invenção.

A Fig. 38 é a correlação de temperatura e pressão de um com-pósito de metano e butano.

A Fig. 39 é uma vista que mostra um processo de reformação dohidrocarboneto portando metano armazenado pelo sistema de liquefação earmazenamento de gás para um gás cujo ingrediente principal é metano, deacordo com a presente invenção.

A Fig. 40 é uma vista que compara a eficiência de três maneirasde suprimento de energia elétrica.

A Fig. 41 é uma vista que mostra um método de carregamentodo recipiente de armazenamento à baixa pressão com um hidrocarboneto deum número de carbono de 3 ou mais no sistema de liquefação e armazena-mento de gás para um gás cujo ingrediente principal é metano, de acordocom a presente invenção.

A Fig. 42 é uma vista que mostra as relações dos elementosconstituintes dos conteúdos da porção de fase de vapor do recipiente de ar-mazenamento no estado supercrítico e no estado de fases de vapor e líquidocoexistentes.

A Fig. 43 é uma vista que mostra as relações dos elementosconstituintes dos conteúdos de porção de fase de vapor do recipiente de ar-mazenamento no estado supercrítico e no estado de fases de vapor e líquidocoexistentes, quando o recipiente de armazenamento é carregado com ocompósito com as mesmas relações de seus constituintes que as relaçõesdos elementos constituintes da porção de fase de vapor do conteúdo do re-cipiente de armazenamento no estado de fases de vapor e de líquido coe-xistentes, mostrado na Fig. 42.

A Fig. 44 é uma vista que mostra a transição da relação deconstituinte de metano, quando um compósito de butano e metano armaze-nado a uma relação de 20:80 no recipiente de armazenamento é descarre-gado em seu estado supercrítico e quando este compósito é descarregadoda porção de fase de vapor no estado de fases de vapor e líquido coexis-tentes.

A Fig. 45 é um esquema de configuração de uma Modalidadepreferida 17 do sistema de liquefação e armazenamento de gás para um gáscujo ingrediente principal é metano, de acordo com a presente invenção.

A Fig. 46 é um exemplo de uma modificação do sistema de li-quefação e armazenamento de gás para um gás cujo ingrediente principal émetano, mostrado na Fig. 45.

A Fig. 47 é um esquema de configuração de uma Modalidadepreferida 18 do sistema de liquefação e armazenamento de gás para um gáscujo ingrediente principal é metano, de acordo com a presente invenção.

A Fig. 48 é um exemplo de uma modificação do sistema de li-quefação e armazenamento de gás para um gás cujo ingrediente principal émetano, mostrado na Fig. 47.

A Fig. 49 é um outro exemplo de uma modificação do sistema deliquefação e armazenamento de gás para um gás cujo ingrediente principal émetano, mostrado na Fig. 47.A Fig. 50 é uma configuração de uma Modalidade preferida 19do sistema de liquefação e armazenamento de gás para um gás cujo ingre-diente principal é metano, de acordo com a presente invenção.

A Fig. 51 é um exemplo de uma modificação do sistema de Ii-quefação e armazenamento de gás para um gás cujo ingrediente principal émetano, mostrado na Fig. 50.

A Fig. 52 é um outro exemplo de uma modificação do sistema deliquefação e armazenamento de gás para um gás cujo ingrediente principal émetano, mostrado na Fig. 50.

A Fig. 53 é um outro exemplo de uma modificação do sistema deliquefação e armazenamento de gás para um gás cujo ingrediente principal émetano, mostrado na Fig. 50.

A Fig. 54 é uma configuração de uma Modalidade preferida 20do sistema de liquefação e armazenamento de gás para um gás cujo ingre-diente principal é metano, de acordo com a presente invenção.

A Fig. 55 é um exemplo de uma modificação do sistema de li-quefação e armazenamento de gás para um gás cujo ingrediente principal émetano, mostrado na Fig. 54.

A Fig. 56 é um outro exemplo de uma modificação do sistema deliquefação e armazenamento de gás para um gás cujo ingrediente principal émetano, mostrado na Fig. 54.

A Fig. 57 é uma configuração de uma Modalidade preferida 21do sistema de liquefação e armazenamento de gás para um gás cujo ingre-diente principal é metano, de acordo com a presente invenção.

A Fig. 58 é uma vista que mostra a relação de constituinte desolvente de hidrocarboneto mudando, quando o material armazenado é des-carregado do recipiente de armazenamento, durante o estado supercrítico eo estado de fases de vapor e líquido coexistentes.

A Fig. 59 é uma vista que mostra a relação de constituinte desolvente de hidrocarboneto na saída de um separador de vapor e líquido,mostrado na Fig. 57.

A Fig. 60 é uma vista que mostra um exemplo do separador devapor e líquido mostrado na Fig. 57.

A Fig. 61 é uma vista que mostra um outro exemplo do separa-dor de vapor e líquido mostrado na Fig. 57.

A Fig. 63 é uma vista que mostra um esquema de configuraçãopara o descarregamento do material armazenado do recipiente de armaze-namento no sistema de liquefação e armazenamento de gás para um gáscujo ingrediente principal é metano, de acordo com a presente invenção.

A Fig. 64 é uma vista que mostra um outro esquema de configu-ração para o descarregamento do material armazenado do recipiente de ar-mazenamento no sistema de liquefação e armazenamento de gás para umgás cujo ingrediente principal é metano, de acordo com a presente invenção.

A Fig. 65 é uma vista que mostra a relação entre a quantidadeda solução remanescente no recipiente de armazenamento e a densidadede mol de metano no gás descarregado, quando o material armazenado édescarregado da porção de fase de vapor do recipiente de armazenamento.

A Fig. 66 é uma vista que mostra um outro esquema de configu-ração para o descarregamento do material armazenado do recipiente de ar-mazenamento no sistema de liquefação e armazenamento de gás para umgás cujo ingrediente principal é metano, de acordo com a presente invenção.

A Fig. 67A é uma vista que ilustra a condição interna do recipi-ente, quando um recipiente de armazenamento do tipo de cilindro é carrega-do com CNG.

A Fig. 67B é uma vista que ilustra a condição interna do recipi-ente, quando um recipiente de armazenamento do tipo de cilindro é carrega-do com CNG.

A Fig. 68 é uma vista que mostra um exemplo do recipiente dearmazenamento usado para o sistema de liquefação e armazenamento degás para um gás cujo ingrediente principal é metano, de acordo com a pre-sente invenção.

A Fig. 69 é uma vista que mostra um exemplo de modificaçãopara o recipiente de armazenamento mostrado na Fig. 68.

A Fig. 70 é uma vista que mostra um outro exemplo do recipi-ente de armazenamento usado para o sistema de liquefação e armazena-mento de gás para um gás cujo ingrediente principal é metano, de acordocom a presente invenção.

A Fig. 71 é uma vista que mostra um outro exemplo do recipi-ente de armazenamento usado para o sistema de liquefação e armazena-mento de gás para um gás cujo ingrediente principal é metano, de acordocom a presente invenção.

A Fig. 72 é uma vista que mostra um exemplo de modificaçãopara o recipiente de armazenamento mostrado na Fig. 71.

A Fig. 73 é uma vista que mostra um outro exemplo de modifica-ção para o recipiente de armazenamento mostrado na Fig. 71.

A Fig. 74 é uma vista que mostra um outro exemplo do recipi-ente de armazenamento usado para o sistema de liquefação e armazena-mento de gás para um gás cujo ingrediente principal é metano, de acordocom a presente invenção.

A Fig. 75 é uma vista que mostra um outro exemplo do recipi-ente de armazenamento usado para o sistema de liquefação e armazena-mento de gás para um gás cujo ingrediente principal é metano, de acordocom a presente invenção.

A Fig. 76 é uma vista que mostra um exemplo de modificaçãopara o recipiente de armazenamento mostrado na Fig. 75.

A Fig. 77 é uma vista que mostra um outro exemplo de modifica-ção para o recipiente de armazenamento mostrado na Fig. 75.

A Fig. 78 é uma vista que mostra um outro exemplo do recipi-ente de armazenamento usado para o sistema de liquefação e armazena-mento de gás para um gás cujo ingrediente principal é metano, de acordocom a presente invenção.

A Fig. 79 é uma vista que mostra um exemplo de modificaçãopara o recipiente de armazenamento mostrado na Fig. 78.

A Fig. 80 é uma vista que mostra um outro exemplo de modifica-ção para o recipiente de armazenamento mostrado na Fig. 78.

A Fig. 81 é uma vista que mostra um outro exemplo de modifica-ção para o recipiente de armazenamento mostrado na Fig. 78.

A Fig. 82 é uma vista que mostra um outro exemplo de modifica-ção para o recipiente de armazenamento mostrado na Fig. 78.

A Fig. 83 é uma vista que mostra um outro exemplo do recipi-ente de armazenamento usado para o sistema de liquefação e armazena-mento de gás para um gás cujo ingrediente principal é metano, de acordocom a presente invenção.

A Fig. 84 é uma vista que mostra um outro exemplo do recipi-ente de armazenamento usado para o sistema de liquefação e armazena-mento de gás para um gás cujo ingrediente principal é metano, de acordocom a presente invenção.

A Fig. 85 é uma vista que mostra um exemplo de modificaçãopara o recipiente de armazenamento mostrado na Fig. 84.

A Fig. 86 é uma vista que mostra um outro exemplo de modifica-ção para o recipiente de armazenamento mostrado na Fig. 84.

A Fig. 87 é uma vista que mostra um outro exemplo de modifica-ção para o recipiente de armazenamento mostrado na Fig. 84.

A Fig. 88 é uma vista que mostra um outro exemplo de modifica-ção para o recipiente de armazenamento mostrado na Fig. 84.

A Fig. 89 é uma vista que mostra um outro exemplo do recipi-ente de armazenamento usado para o sistema de liquefação e armazena-mento de gás para um gás cujo ingrediente principal é metano, de acordocom a presente invenção.

Melhor Modo de Realização da Invenção

As modalidades preferidas da presente invenção (a partir desteponto, referidas como modalidades) serão descritas abaixo, com referênciaàs figuras.

Modalidade 1

As Modalidades 1 a 9 do sistema de liquefação e armazena-mento de gás para um gás à base de metano, de acordo com a presenteinvenção, se referem à técnica de dissolução de metano ou de um gás cujoingrediente principal é metano, tal como um gás natural, em um sinal deajuste e ao armazenamento do gás à base de metano à alta densidade emum recipiente de armazenamento.

A Fig. 1 mostra as características de equilíbrio de vapor e líquidode uma solução mista de propano e metano a 38 °C. Na Fig. 1, a linha supe-rior é uma linha de fase líquida e a linha inferior é uma linha de fase de va-por. Como visto na Fig. 1, a solução mista de propano e metano permaneceem um estado líquido até que a relação de mol de metano se torne cerca de40%, a relação de mol na qual o metano entra em um estado de vapor.Quando o percentual de mol do metano excede o limite de 40%, acima doqual ele não mais permanece no estado líquido, a densidade do metano ar-mazenado diminui. Para armazenar o metano à alta densidade por uma am-pla faixa de temperaturas, portanto, a faixa mais ampla possível na qual ometano pode permanecer em um estado líquido é desejável.

A Fig. 2 mostra as características de equilíbrio de vapor e líquidode uma solução mista de butano e metano a 71 °C. Neste caso, pode servisto que o estado líquido do metano é mantido até que o percentual de molde metano na solução compósita se torne cerca de 60%.

Mais ainda, a Fig. 3 mostra as características de equilíbrio devapor e líquido de uma solução mista de hexano e metano a 100 °C. Nestecaso, pode ser visto que o metano pode permanecer no estado líquido atéque o percentual de mol do metano no líquido compósito se torne cerca de70%.

Como pode ser visto, um hidrocarboneto tendo mais carbonos(um número de carbono mais alto) ou, em outras palavras, um hidrocarbo-neto que esteja líquido à temperatura ambiente, pode manter melhor o esta-do líquido de metano dissolvido. Esta propriedade de um hidrocarboneto talcomo o hexano que está líquido à temperatura ambiente é mantida, mesmose ele for misturado com um outro hidrocarboneto que seja difícil de liqüefa-zer à temperatura ambiente, por exemplo, o propano ou o butano menciona-do acima.

A Fig. 4 mostra as características de equilíbrio de vapor e líquidoa 38°C de um solvente de hidrocarboneto que consiste em propano e hexa-no a 10%, no qual o metano é dissolvido. Como mostrado na Fig. 4, o estadolíquido de metano é mantido, antes do percentual de mol do metano se tor-nar cerca de 55%. Se comparada com a Fig. 1, onde o solvente de hidrocar-boneto consistindo em 100% de propano é usado, a Fig. 4 mostra uma faixamais ampla, na qual o metano dissolvido pode permanecer em um estadolíquido, e o solvente de hidrocarboneto incluindo o ingrediente de hexano(Fig. 4) indica uma pressão menor para um nível correspondente de densi-dade de metano. Isso é observado porque o hexano, o hidrocarboneto o qualestá líquido à temperatura ambiente, estabiliza o metano e o propano.

De modo similar, a Fig. 5 mostra as características de equilíbriode vapor e líquido a 71 0C de um solvente de hidrocarboneto que consisteem butano e hexano a 10%, no qual o metano é dissolvido. Neste caso, évisto que o estado líquido de metano é mantido, antes do percentual de moldo metano se tornar cerca de 70%. Se comparada com a Fig. 2, onde o sol-vente de hidrocarboneto consistindo em 100% de butano é usado, a Fig. 5mostra uma faixa mais ampla de relações molares de metano, na qual ometano pode existir em um estado líquido, indicando uma pressão menorpara um nível correspondente de densidade de metano. Assim, é evidenteque o solvente de hidrocarboneto incluindo hexano a 10% é mais estávelcomo líquido do que o solvente de hidrocarboneto de 100% de butano.

Como pode ser visto a partir do dito acima, usando-se um sol-vente de hidrocarboneto que inclui um hidrocarboneto que está líquido àtemperatura ambiente, tal como o hexano, o estado líquido do metano podeser mantido por uma faixa de temperatura mais ampla e por uma faixa maisampla de relações molares de metano. Portanto, um metano à alta densida-de pode ser armazenado, o que pode aumentar a quantidade de metano quepode ser armazenada. Conseqüentemente, um metano estável pode ser ar-mazenado em uma grande quantidade, mesmo se ele for usado por umafaixa de temperatura ampla, por exemplo, para a aplicação em um veículomotor.

Na descrição acima, os solventes de hidrocarboneto consistindoem dois ingredientes foram explicados como exemplos, embora solventes dehidrocarboneto consistindo em três ou mais ingredientes possam ser usadosadequadamente. Os exemplos de hidrocarbonetos que não liqüefazemprontamente à temperatura ambiente incluem o propano, o butano e seme-lhantes, como mencionados acima. Por exemplo, como outros solventes or-gânicos, éter de dimetila também pode ser usado.

Modalidade 2

O sistema de liquefação e armazenamento de gás para um gásà base de metano, de acordo com a presente invenção, pode ser aplicado aum veículo motor, caso em que seria vantajoso se a gasolina ou um óleoleve, que é normalmente usado como combustível no veículo, pudesse serusado como o solvente de hidrocarboneto para o metano liqüefeito. Issopermitiria, por exemplo, o uso da infra-estrutura de suporte existente paraveículos motores. Um outro bom ponto é que, para veículos motores comdois combustíveis com um motor, obviamente, a gasolina ou o óleo levepode ser usado como combustível. A gasolina é um líquido compósito dehidrocarbonetos de C5 a C8. O óleo leve também é um líquido compósito dehidrocarbonetos de C7 a C12. Os presentes inventores verificaram que agasolina ou o óleo leve permanece líquido e pode liqüefazer suficientementeo metano por uma faixa de temperaturas nos ambientes nos quais é aplicado.

A Fig. 6 mostra as características de equilíbrio de vapor e líquidoa 71 0C de gasolina, na qual metano é dissolvido. Como pode ser visto apartir da Fig. 6, o estado líquido do metano é mantido até que o percentualde mol de metano se torne cerca de 80%. Como o solvente de hidrocarbo-neto para a liquefação e o armazenamento de metano, portanto, a gasolinaou um óleo leve pode ser considerado altamente preferível.

Modalidade 3

A Fig. 7 mostra uma seção transversal do equipamento para aimplementação de uma Modalidade preferida 3 do sistema de liquefação earmazenamento de gás para um gás à base de metano, de acordo com apresente invenção. Como mostrado na figura 7, um recipiente de armaze-namento 10 é fornecido com uma saída de fase de vapor 14, para descarre-gar o metano de uma porção de fase de vapor 12 do recipiente e uma saídade fase líquida 18 para descarregar o solvente de hidrocarboneto de umaporção de fase líquida 16 do recipiente. A saída de fase líquida 18 está loca-lizada no fundo do recipiente de armazenamento 10.

O equipamento é projetado para receber gasolina ou óleo levecomo o solvente de hidrocarboneto na porção de fase líquida 16, mostradana Fig. 7, e armazenar o metano dissolvido no solvente. Assim, o equipa-mento pode armazenar gasolina ou óleo leve e metano ao mesmo tempo, emanter uma alta densidade de energia no recipiente de armazenamento 10.Além disso, devido ao fato de apenas um único recipiente de armazena-mento 10 ser requerido para o armazenamento de combustível, esta modali-dade é benéfica para uma aplicação em veículos motores.

Devido ao fato de o metano ser armazenado dissolvendo-o emgasolina ou em óleo leve, o metano de fase líquida pode ser armazenadosob uma pressão menor, por exemplo, do que a pressão na qual um gásnatural comprimido (CNG) pode ser armazenado. Quando a pressão reque-rida para comprimir o gás natural comprimido (CNG) é assumida como sen-do de 200 MPa, a pressão definida nas normas japonesas, e a mesma pres-são for aplicada, uma quantidade maior de energia de densidade mais altapode ser armazenada pelo método de acordo com esta modalidade.

Quando o metano armazenado no recipiente de armazenamento10 de acordo com esta modalidade é usado, um gás portando cerca de 90%de metano com uma relação de constituintes sendo geralmente constante,existindo na porção de fase de vapor 12 do recipiente de armazenamento10, é descarregado através da saída de fase de vapor 14. Devido ao fato deo metano ter sido dissolvido no solvente de hidrocarboneto contido na por-ção de fase líquida 16, quando o gás é descarregado da porção de fase devapor 12, parte do metano dissolvido vaporiza na porção de fase de vapor12. Quando o metano dissolvido na porção de fase líquida 16 tiver sido usa-do, o recipiente é recarregado com metano, forçando-se o metano a fluirpara a porção de fase de vapor 12.

Um aspecto notável desta modalidade é que o solvente de hi-drocarboneto na porção de fase líquida 16 pode ser descarregado atravésda saída de fase líquida 18. Isso permite o uso imediato da gasolina ou doóleo leve como combustível, provendo uma seleção flexível dentre os tiposde combustível em uso.

5 Modalidade 4

A Fig. 8 mostra uma seção transversal do equipamento para aimplementação de uma modalidade preferida 4 do sistema de liquefação earmazenamento de gás para um gás à base de metano, de acordo com apresente invenção. Como mostrado na Fig. 8, o recipiente de armazena-mento 10 é fornecido com uma entrada de metano 20, através da qual o gásmetano é forçado para a porção de fase de vapor 12, e uma entrada de sol-vente 22, através da qual o solvente de hidrocarboneto flui para a porção defase líquida 16. Além disso, um agitador 24, para agitar o solvente na porçãode fase líquida 16, é instalado.

Após o solvente de hidrocarboneto ser suprido através da entra-da de solvente 22, entrando no recipiente de armazenamento 10 e formandoa porção de fase líquida 16, e metano ser suprido através da entrada demetano 20 para a porção de fase de vapor 12, o metano começa a ser dis-solvido no solvente de hidrocarboneto na porção de fase líquida 16. Contu-do, o metano pode não ser suficientemente dissolvido na porção de fase lí-quida 16 simplesmente aumentando-se a pressão do suprimento de metano.Para melhorar a solubilidade do metano, bolhas podem ser injetadas no sol-vente, forçando-se o metano diretamente na porção de fase líquida 16.

Contudo, resultados experimentais revelam que este método ainda não pro-vê uma solubilidade suficiente do metano. Conseqüentemente, nesta moda-lidade, um agitador 24 é instalado no recipiente de armazenamento 10.Quando o metano é suprido através da entrada de metano 20, o agitador 24pode agitar o solvente de hidrocarboneto na porção de fase líquida 16. Osresultados experimentais mostram um melhoramento significativo da solubi-Iidade do metano.

A Tabela 1 lista os resultados de solubilidade do metano paratrês casos, onde o metano comprimido é forçado para o recipiente, enquantoo solvente é agitado, de acordo com o método da presente modalidade; ometano comprimido é forçado para o recipiente, mas o solvente não é agita-do (suprido a partir de cima do nível de líquido); e metano comprimido é for-çado diretamente na porção de fase líquida 16, através da formação de bolhas.

Tabela 1

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Como pode ser visto prontamente a partir da Tabela 1, quando ometano é forçado no recipiente enquanto o solvente na porção de fase líqui-da 16 é agitado pelo agitador 24, como de acordo com o método da presentemodalidade, a solubilidade do metano no solvente de hidrocarboneto é signi-ficativamente melhorada.

Por exemplo, mesmo para a Modalidade 3, na qual o metano édissolvido em gasolina ou óleo leve, a quantidade de metano a ser armaze-nada pode ser aumentada instalando-se o agitador 24 no recipiente de ar-mazenamento 10, como nesta modalidade, e agitando-se o solvente na por-ção de fase líquida 16, enquanto se liqüefaz o metano.

Modalidade 5

A Fig. 9 mostra uma seção transversal do equipamento para aimplementação de uma Modalidade preferida 5 do sistema de liquefação earmazenamento de gás para um gás cujo ingrediente principal é metano, deacordo com a presente invenção.

Como mostrado na Fig. 9, o recipiente de armazenamento 10mantém um material poroso orgânico 26. Este material poroso orgânico 26pode, por exemplo, ser uma esponja feita de material orgânico. De acordocom esta modalidade, através da entrada de solvente 22, o solvente de hi-drocarboneto entra no recipiente de armazenamento 10, no qual o materialporoso orgânico 26 está instalado, enquanto o metano é suprido através daentrada de metano 20. O material poroso orgânico 26 ocupa a porção defase de vapor 12 e a porção de fase líquida 16 do recipiente de armazena-mento 10, desse modo permitindo que mais metano seja liqüefeito e arma-zenado com menos solvente de hidrocarboneto. Isso é possível porque aliquefação de metano por dissolução no solvente de hidrocarboneto é atri-buída à propriedade de as moléculas de metano serem atraídas para molé-culas de hidrocarboneto. Portanto, quando o recipiente de armazenamento10 mantém um material poroso orgânico 26, uma porção das moléculas demetano também é atraída para as moléculas do material poroso orgânico 26.Isso facilita a liquefação do metano, e a quantidade de solvente de hidrocar-boneto, portanto, pode ser diminuída.

Embora todo o volume do recipiente de armazenamento 10 es-teja preenchido com o material poroso orgânico 26 no exemplo mostrado naFig. 9, é adequado que o material poroso orgânico 26 seja adaptado apenasno espaço da porção de fase líquida 16 que recebe o solvente de hidrocar-boneto.

Se, por exemplo, butano for usado como o solvente de hidrocar-boneto e o metano for dissolvido no solvente a 140 atm e 5 °C, o percentualde mol de butano na solução compósita será de cerca de 20%. Contudo, seo material poroso orgânico 26 mencionado acima for adaptado no recipientede armazenamento 10, o percentual de mol do butano pode ser diminuídopara cerca de 14%, sob as mesmas condições.

Modalidade 6

As modalidades descritas acima usam um método de liquefaçãoe armazenamento de metano no qual o metano é dissolvido em um solventede hidrocarboneto, tal como propano, butano, pentano, hexano, gasolina ouéter de dimetila (DME). Quando o metano é dissolvido em qualquer solventede hidrocarboneto, a densidade do metano a ser armazenado pode ser maisaumentada, se a solução do solvente de hidrocarboneto com metano dissol-vido for colocada em um estado crítico.

A Fig. 10 mostra as curvas de temperatura e pressão de solu-ções mistas de metano e propano em relações diferentes. Como pode servisto a partir da Fig. 10, quando, por exemplo, metano comprimido é forçadono recipiente e dissolvido em uma solução de propano a 30 °C, enquanto apressão do suprimento de metano aumenta, o Iocus crítico é excedido a cer-ca de 93 atm, e a solução é colocada em um estado crítico. A Fig. 11 mostraa densidade do metano armazenado a pressões diferentes durante este pro-cesso. A densidade do metano armazenado é representada como a quanti-dade do metano dissolvido na solução mista de metano e propano. Comopode ser visto a partir da Fig. 11, a densidade do metano armazenado ge-ralmente sobe conforme a pressão aumenta, embora caia um pouco quandopróxima da pressão crítica. A partir das Fig. 10 e 11, assim, é visto que maismetano pode ser armazenado forçando-se o metano para o recipiente apressões de suprimento próximas das finais e atingindo a dissolução demetano no estado crítico.

Em seguida, descreve-se como o fator de temperatura afeta oprocesso de dissolução de metano em solventes de hidrocarboneto diferen-tes, quando o metano é forçado para um recipiente.

A Fig. 12 mostra as curvas de fase líquida de tipos diferentes desoluções de hidrocarboneto, nas quais 80% de metano são dissolvidos. Aextremidade de alta temperatura de cada curva indica o ponto crítico da so-lução de hidrocarboneto correspondente. Como pode ser visto a partir daFig. 12, os pontos críticos se deslocam para a temperatura e pressão maisaltas, conforme o número de carbono de cada hidrocarboneto aumenta. AFig. 13 mostra a densidade do metano armazenado nesses pontos críticos.Embora pareça que a densidade do metano armazenado diminui conforme onúmero de carbono aumenta na Fig. 13, isso é por causa de temperaturasdiferentes em pontos críticos diferentes.

Após a solubilidade do metano ser ajustada, a densidade dometano nessas soluções de hidrocarboneto a uma temperatura fixa de 35 0Cé mostrada na Fig. 14, onde o etano é omitido, porque ele não está maislíquido nesta temperatura, mesmo se a quantidade de metano dissolvido forreduzida. Como visto a partir da Fig. 14, a densidade do metano armazena-do com pentano e hexano é mais alta do que com outros hidrocarbonetos.Isso é devido ao fato e a temperatura crítica do pentano e do hexano sermais alta do que aquela do propano e do butano e de a densidade do meta-no armazenado no estado crítico poder ser mantida geralmente a 35 °C. Auma temperatura constante, particularmente em uma faixa de temperaturasaplicável a uma operação prática acima de 0 °C, o metano a uma densidademais alta pode ser armazenado, pelo uso de um hidrocarboneto com umatemperatura crítica mais alta, tal como o pentano e o hexano. O uso de umhidrocarboneto com características de temperatura tais que a diferença entrea temperatura de operação e a temperatura crítica seja pequena ou que atemperatura crítica seja mais alta do que a temperatura de operação é bené-fico, para aumentar a densidade do metano armazenado.

Embora a descrição acima caracterize soluções compreendendodois ingredientes, uma solução compreendendo três ou mais ingredientespode ser empregada.

A Fig. 15 mostra duas curvas de temperatura e pressão, umapara um líquido compósito compreendendo 20% de butano e 80% de meta-no, e a outra para um líquido compósito compreendendo 20% de butano,16% de etano e 64% de metano. Como pode ser visto a partir da Fig. 14, asolução compreendendo três ingredientes, incluindo um aditivo de 16% deetano, mostra uma temperatura crítica mais alta. Devido à mudança, os tiposde hidrocarboneto misturados com metano, assim, podem alterar as caracte-rísticas da solução compósita; a dissolução do metano pode ser ajustada deforma flexível, de acordo com a aplicação.

Modalidade 7

Se metano e um hidrocarboneto com um número de carbono de3 ou mais, tal como propano, butano, pentano e hexano (C3 a C6) foremmisturados, o metano é dissolvido no hidrocarboneto e liqüefeito pela potên-cia coesiva do hidrocarboneto. As Fig. 16 a 19 mostram, respectivamente, ascaracterísticas das misturas de metano e de cada um dos hidrocarbonetosacima, nos quais o metano é dissolvido a taxas diferentes em termos de cor-relação de temperatura e pressão. Como indicado nessas Figuras, a cadataxa de metano em cada mistura, existe um estado crítico, no qual nenhumaliquefação adicional ocorre, mesmo se a pressão subir.

Os presentes inventores descobriram que o armazenamento dometano nesse estado supercrítico pode aumentar a densidade do metanoarmazenado além de quando metano simples é armazenado como gáscomprimido (CNG). Em misturas de metano e hidrocarboneto, os átomos dehidrocarboneto diminuem a repulsão mútua de átomos de metano, e funcio-nam como amortecedores.

A Fig. 20 mostra as medições da densidade de metano e dadensidade de propano, que mudam conforme o metano é gradualmente adi-cionado ao solvente de propano a 35 °C. A Fig. 21 mostra a correlação entrea densidade de energia da mistura de metano e propano e a relação molarde metano (%), durante este processo. Nas Fig. 20 e 21, a pressão sobe,conforme o metano é gradualmente adicionado ao solvente de propano e afase líquida da mistura de metano e propano que existia antes da pressãoatingir 80 atm. Quando o metano é mais adicionado e a pressão excede a 80atm, a fase líquida da mistura termina e a mistura está mudando para o es-tado supercrítico. O percentual de mol do metano na fase líquida a 80 atmera de 35%. Em um domínio de subida de pressão de 80 para 100 atm, paraa adição de metano, a mistura de metano e propano era instável, e foi colo-cada no estado de transição de fase líquida para o estado supercrítico.

Como mostrado na Fig. 20, através dos estágios acima, a densi-dade do metano armazenado aumentou até 90 atm e diminui uma vez a 100atm, o ponto no qual se entrou no estado supercrítico completo. Então, apressão subiu conforme a relação de metano na mistura aumentou, e a den-sidade do metano armazenado também aumentou. A 200 atm, atingidos du-rante a adição de metano, a densidade do metano armazenado atingiu umataxa volumétrica de V/V (volume de gás armazenado sob pressão atmosféri-ca / volume armazenado) = 220, ao passo que a densidade do propano ar-mazenado tinha uma taxa volumétrica de V/V = 50. Em comparação com adensidade de CNG armazenado, que é de V/V = 200 a 200 atm, pode servisto que o metano pode ser armazenado a uma densidade mais alta do quequando armazenado em um estado supercrítico.

Como mostrado na Fig. 21, quando o percentual de mol de me-tano na mistura se tornou 35%, durante a adição de metano ao solvente depropano, isto é, a pressão atingiu 80 atm, a transição para o estado su-percrítico começou. Durante este estado de transição, a relação molar demetano aumentou rapidamente, e se tornou 55%, quando a pressão atingiu100 atm, e se entrou no estado supercrítico completo. Uma outra adição demetano aumentou o percentual de mol de metano e a pressão. O percentualde mol de metano de 81,5% e o percentual de mol de metano de 18,5% fo-ram medidos na pressão de 200 atm, atingida durante o processo de maisadição de metano. A mudança da densidade de energia da mistura duranteeste processo também é mostrada na Fig. 21, indicando que a densidade deenergia cai durante a transição para o estado supercrítico, mais baixa do queno estado de fase líquida. Após a mistura ter sido colocada no estado su-percrítico, sua densidade de energia permaneceu aproximadamente cons-tante, enquanto a pressão subiu ligeiramente. Esta densidade de energia,contudo, foi 1,6 vezes maior do que aquela do metano no estado de gásnatural comprimido (CNG), porque o constituinte de propano foi misturadocom metano.

O fenômeno acima é observado, de forma similar, quando umoutro hidrocarboneto de um número de carbono de 3 ou mais, outro além dopropano, é empregado. Isso também é verdadeiro se um compósito de me-tano e etano, cujo ingrediente principal seja metano e um hidrocarboneto deum número de carbono de 3 ou mais forem misturados, porque as proprie-dades do metano se aproximam daquelas do metano. Portanto, pela misturade metano ou de um hidrocarboneto de número de carbono 2 ou menor commetano sendo o ingrediente principal, com um hidrocarboneto de um númerode carbono de 3 ou mais, tal como propano, butano, etc., de modo que aquantidade do primeiro seja de 93% a 35%, e a quantidade do último de 7%a 65%, e pelo armazenamento da mistura resultante em um estado supercrí-tico, uma densidade mais alta de metano pode ser armazenada e uma den-sidade de energia mais alta obtida, como explicado acima. O estado su-percrítico, contudo, é instável durante a transição para aquele estado, du-rante a adição de metano a um hidrocarboneto de um número de carbono de3 ou mais. Assim, é desejável utilizar relações de constituintes nas quais oestado supercrítico seja prontamente estabilizado. Especificamente, a mistu-ra deve ser preparada de modo que a relação de um hidrocarboneto de umnúmero de carbono de 3 ou mais alta seja de 7% a 45% e a relação de me-tano ou de um hidrocarboneto de um número de carbono de 2 ou menos,portando metano como o ingrediente principal, será de 93% a 55%. Produ-zindo-se, assim, um compósito de metano e hidrogênio, misturado de acordocom as faixas de relação especificadas acima, e armazenando-o em um es-tado supercrítico, a densidade do metano armazenado e a densidade deenergia podem ser aumentadas.

Modalidade 8

Em uma Modalidade preferida 8 da presente invenção, o butanoé usado como o hidrocarboneto com um número de carbono de 3 ou mais. AFig. 22 mostra as mudanças na densidade de butano e na densidade demetano, conforme o metano é gradualmente adicionado ao solvente de bu-tano a 21 °C. A Fig. 23 mostra as transições da densidade de energia damistura de metano e butano e do percentual de mol do metano, durante esteprocesso. A fase líquida da mistura existe antes da pressão atingir 120 atm,conforme o metano é adicionado. Quando o metano é mais adicionado, amistura entra no estado de transição da fase líquida para o estado supercrí-tico, o qual é um domínio instável. Este estado de transição continua até quea pressão tenha subido para cerca de 130 atm. Como mostrado na Fig. 22,quando o metano é gradualmente adicionado ao solvente de butano, a den-sidade do metano armazenado aumenta, conforme a pressão sobe, sem serafetada muito pela mudança de fase da fase líquida para o estado de transi-ção, eventualmente para o estado supercrítico. A 200 atm de pressão, sob aqual o metano é mais adicionado para criar a mistura de metano e butano,após a mistura entrar no estado supercrítico, a densidade de metano arma-zenado atingida V/V = 300, ao passo que a densidade de butano armazena-da foi de V/V = 55.Como mostrado na Fig. 23, a 120 atm de pressão sob a qual ometano é adicionado para constituir a mistura de metano e butano, a faselíquida da mistura existe com o percentual de mol do metano sendo de 55%.

A 130 atm de pressão sob a qual o metano é adicionado mais, a mistura en-tra no estado supercrítico com o percentual de mol de metano sendo de73%. O estado interno do sistema se torna estável quando é colocado noestado supercrítico. Como para o caso em que o solvente de propano é usa-do, no solvente de butano misturado com metano, o percentual de mol demetano sobe rapidamente assim que a mistura entra no estado supercrítico,se aproximadamente da relação molar de metano como gás natural.

A densidade de energia da mistura de metano e butano, comomostrado na Fig. 23, diminui para menos do que aquela no estado de faselíquida, quando a mistura tiver mudado para o estado supercrítico. Após seuestado supercrítico ser fixado, contudo, sua densidade de energia permane-ce aproximadamente constante, independentemente da subida de pressão.

Quando o metano tiver sido adicionado sob uma pressão final de 200 atm, opercentual de mol de metano é de 84,5%, e o percentual de mol de butanosendo de 15,5%. Neste momento, a densidade de energia da mistura é decerca de 2,1 vezes aquela do gás natural comprimido.

Mesmo quando o butano é empregado como o solvente, arma-zenando o compósito de metano e butano no estado supercrítico pode au-mentar a densidade de metano armazenado e a densidade de energia.

Modalidade 9

Em uma modalidade preferida 9 da presente invenção, o propa-no é usado como um hidrocarboneto de um número de carbono de 3 oumais. A Fig. 16 mostra a correlação de temperatura e pressão de um com-pósito de metano e propano feito pela dissolução de metano em propano.

Como visto a partir da Fig. 16, para o percentual de mol de 80% de metano,sua curva de ponto de orvalho não se estende até o domínio de temperaturade 15 0C ou mais alta, qualquer que seja a pressão aplicada. Portanto, ocompósito de metano e propano não é liqüefeito sob qualquer que seja apressão, e pode ser descarregado do recipiente de armazenamento, com astaxas constantes de seus constituintes sendo mantidas em seu estado su-percrítico ou de gás.

Portanto, quando o propano é usado como um hidrocarbonetode um número de carbono de 3 ou mais alto, o combustível que não estáliqüefeito à temperatura ambiente pode ser usado.

Modalidade 10

A modalidade 10 e as modalidades subseqüentes do sistema deliquefação e armazenamento de gás para um gás à base de metano deacordo com a presente invenção se referem à técnica de manutenção derelações constantes dos constituintes do material armazenado, quando omaterial for descarregado do recipiente de armazenamento para uso.

Para misturar metano e um hidrocarboneto com um número decarbono de 3 ou mais alto, de acordo com as modalidades 7 a 9 descritasacima, o hidrocarboneto e o metano são supridos para um recipiente de ar-mazenamento 10, como mostrado na Fig. 24. No recipiente de armazena-mento 10, um hidrocarboneto de um número de carbono de 3 ou mais, talcomo propano, butano ou pentano, é primeiro suprido através de uma tubu-lação de carregamento 28, e, então, o metano comprimido é forçado para orecipiente, através da tubulação de carregamento 28. Devido ao fato de atubulação de carregamento 28 ser conectada ao fundo do recipiente de ar-mazenamento 10, como mostrado na Fig. 24, o metano borbulha através dohidrocarboneto líquido previamente suprido. Este borbulhamento produz umefeito de agitação e pode acelerar a transição do líquido para seu estadosupercrítico. Além do borbulhamento, um agitador 30 para agitar o materialarmazenado, sendo o hidrocarboneto portando metano no recipiente de ar-mazenamento 10, também pode ser instalado.

Inicialmente, uma fase líquida 16 e uma fase de vapor 12 exis-tem no recipiente de armazenamento 10. Quando se tiver entrado no estadosupercrítico enquanto se força o metano no hidrocarboneto de número decarbono de 3 ou mais, da maneira descrita acima, a fase líquida 16 termina.No estado supercrítico, as taxas dos elementos constituintes dos conteúdosdo recipiente de armazenamento 10 são reguladas constantes e, assim, omaterial armazenado compreendendo as taxas constantes dos constituintespode ser descarregado. O meio acima de colocação do conteúdo do recipi-ente de armazenamento 10 em um estado supercrítico é um exemplo de ummeio de ajuste de composição do sistema de liquefação e armazenamentode gás para um gás cujo ingrediente principal é metano, de acordo com apresente invenção.

A Fig. 25 mostra um caso de exemplo, onde um recipiente dearmazenamento de componente de corpo móvel montado em um corpo mó-vel, tal como um veículo motor, é carregado com o hidrocarboneto portandometano em um estado supercrítico, feito pelo método mostrado na Fig. 24.Na Fig. 25, de um tanque de hidrocarboneto 32 cheio de um hidrocarbonetode número de carbono 3 ou mais, o hidrocarboneto é suprido para um mistu-rador 34. Então, o metano acumulado em um acumulador de metano 38,após ter sido comprimido para até de 200 a 250 atm por um intensificador36, é liberado para soprar para o misturador 34. O misturador 34 é equipadocom um agitador específico, o qual não é mostrado. O hidrocarboneto por-tando metano feito, assim, pela mistura do metano e do hidrocarboneto denúmero de carbono 3 ou mais, e colocado em um estado supercrítico a cer-ca de 200 atm, é acumulado em um cilindro acumulador de gás compósito40. Um carregador 43 carrega o recipiente de armazenamento de compo-nente de corpo móvel com o h, no estado supercrítico acumulado no cilindroacumulador de gás compósito 40.

Deve ser notado que as presentes estações de carregamento decombustível, freqüentemente, têm um serviço de suprimento de gás, talcomo 13A (índice de Wobbe 12600 a 13800 (kcal/m3), velocidade de queimade 35 a 47 (cm/s), por exemplo, 88% de metano, 6% de etano, 4% de pro-pano, 0,8% de i-butano, 1,2% de n-butano), e de modo que esse gás podeser usado ao invés de metano.

Conforme o recipiente de armazenamento 10 mostrado na Fig.24 é gradualmente carregado com o hidrocarboneto portando metano, que éuma mistura de metano e de um hidrocarboneto de número de carbono 3 oumais alto, a temperatura do recipiente de armazenamento 10 sobe. Devidoao fato de a subida da temperatura do recipiente de armazenamento 10 fa-zer com que taxa prática de carregamento diminua, é necessário resfriar orecipiente de armazenamento 10.

A Fig. 26 mostra um exemplo do método de resfriamento do re-cipiente de armazenamento 10. Na Fig. 26, um tubo de resfriamento 44 éenvolvido em torno do recipiente de armazenamento 10, e um líquido deresfriamento é suprido a partir de um tubo de suprimento de líquido de res-friamento 46 para o tubo de resfriamento 44. Quando, por exemplo, um tan-que 1001 foi usado como o recipiente de armazenamento 10 e carregadocom gás compreendendo 83% de metano e 17% de butano a uma tempera-tura ambiente de 25 °C e uma temperatura de líquido de resfriamento de 10°C, a temperatura dentro do tanque subiu para 30 °C. Uma subida de tempe-ratura de no máximo 5 °C da temperatura ambiente foi observada. Por outrolado, quando o tanque foi carregado com gás natural comprimido (CNG) soba mesma condição, uma subida de temperatura dentro do tanque de cercade 25 °C acima da temperatura ambiente foi observada.

O hidrocarboneto portando metano feito de acordo com a pre-sente invenção, assim, produziu um efeito de resfriamento maior, mais pro-vavelmente como resultado da propriedade de hidrocarboneto que sua fasede líquido existe a uma pressão mais baixa e muda para um estado su-percrítico conforme a pressão sobe. Portanto, a fase líquida existente notanque sob a condição de pressão mais baixa, antes da transição para oestado supercrítico, resfria o tanque, produzindo um efeito de resfriamentoconsiderável.

Modalidade 11

A Fig. 17 acima mostra a correlação de temperatura e pressãode um compósito de metano e butano feito pela adição de metano ao sol-vente de butano. Como indicado na Fig. 17, para uma tinta metálica de 80%de metano, alguma pressão através de sua curva de ponto de orvalho é en-contrada a temperatura ambiente tal como 15 °C. Portanto, mesmo se ocompósito de metano e butano e seu estado supercrítico for inicialmente ar-mazenado no recipiente de armazenamento, o gás se liqüefará a uma certapressão, quando a pressão no recipiente diminuir conforme o metano arma-zenado é usado. Para a relação de metano acima, nenhuma pressão atravésda curva de ponto de orvalho é encontrada no domínio de temperatura de 600C ou mais alta, e isso indica que o metano se liqüefaz se a pressão circun-ferência abaixo dos critérios de aplicação geral.

Quando as fases de vapor e de líquido existem no recipiente dearmazenamento 10, como descrito acima, a densidade de metano em cadafase é diferente. Na fase de vapor, o metano é rico e, na fase líquida, o bu-tano é rico. Para descarregar esse hidrocarboneto portando metano, tal queas relações de seus constituintes correspondam às relações fixas quando amistura for descarregada em seu estado supercrítico, uma combinação docomponente de fase de vapor e do componente de fase líquida deve serdescarregada a uma relação constante ao mesmo tempo e, então, misturadaem conjunto, antes do uso. Por meio desta descarga paralela de ambas asfases de vapor e líquido, um combustível compreendendo a mesmas rela-ções de constituintes que o esperado em seu estado supercrítico pode serobtido, porque a taxa de metano como um todo no recipiente de armazena-mento 10 é a mesma que aquela no hidrocarboneto em seu estado supercrítico.

O meio acima de descarga do material armazenado no recipi-ente de armazenamento 10 por uma descarga paralela em ambas as fasesde vapor e de líquido e a fusão dos materiais descarregados são um exem-plo do meio de ajuste de composição incluído na presente invenção. Umexemplo de implementação deste meio será explicado, em seguida, abaixo.

A Fig. 27 mostra um caso de exemplo onde o hidrocarbonetoportando metano e descarregado das seções de fase líquida 16 e de fase devapor 12 do recipiente de armazenamento 10. Neste caso, devido ao fato dea densidade da fase líquida 16 ser mais alta do que aquela da fase de vapor12, o diâmetro de uma linha de tubulação de descarga 48 da fase líquida 16deve ser menor do que o diâmetro da outra linha da tubulação de descarga48 da fase de vapor 12, para compensar a diferença. O hidrocarboneto por-tando metano descarregado da fase líquida 16 e o que é descarregado dafase de vapor 12 são misturados na tubulação de descarga 48, com a pres-são regulada por meio de um regulador de pressão 50 são supridos para umoutro sistema, no qual ele é usado como combustível.

Por exemplo, para um hidrocarboneto portando metano compre-endendo butano a uma taxa de mol de 17% e metano a uma taxa de mol de83%, uma separação de vapor e líquido ocorre a cerca de 21 0C e a 130atm. Para uma amostra como essa, o diâmetro de uma linha da tubulação dedescarga 48 da fase líquida 16 deve ser cerca de dois terços do diâmetro daoutra linha da tubulação de descarga 48 da fase de vapor 12. Então, as ta-xas dos constituintes do hidrocarboneto portando metano descarregado dorecipiente de armazenamento 10 serão equivalentes às taxas fixadas quan-do durante a descarga no estado supercrítico.

Uma válvula de retenção 49 está instalada em cada linha da tu-bulação de descarga 48, para impedir o combustível descarregado de retor-nar para o recipiente de armazenamento 10.

A Fig. 28 mostra um exemplo de modificação para o método dedescarga do hidrocarboneto portando metano do recipiente de armazena-mento 10. Na Fig. 28, um agitador 52 é instalado na tubulação de descarga48 ao longo da rota para um outro sistema. Com este agitador 52, o hidro-carboneto portando metano é descarregado da fase líquida 16 e aquele des-carregado da fase de vapor 12 podem ser misturados em conjunto, de modoque um combustível uniforme possa ser obtido. Uma estrutura possível deexemplo do agitador 52 seria um conjunto de pás instaladas em um eixo deapoio. Devido ao fato de este tipo de agitador girar pela pressão de descargado hidrocarboneto portando metano, nenhuma fonte de energia adicional érequerida.

A Fig. 29 mostra um outro exemplo de modificação para o méto-do de descarga do hidrocarboneto portando metano do recipiente de arma-zenamento 10. Na Fig. 29, uma câmara de aquecimento 54 é instalada natubulação de descarga na forma de um outro sistema. Nesta câmara deaquecimento 54, o hidrocarboneto portando metano misturado após a des-carga da fase líquida 16 e da fase de vapor 12 do recipiente de armazena-mento 10 e aquecido e misturado. Esta etapa pode vaporizar completamenteo líquido incluído no hidrocarboneto portando metano. Assim, o hidrocarbo-neto portando metano bem misturado com uma composição mesmo maisuniforme pode ser produzido.

A câmara de aquecimento 54 acima pode estar posicionadaacima ou abaixo do regulador de pressão 54. Como a fonte de calor destacâmara de aquecimento 54, um refrigerante de motor, por exemplo, pode serusado. É apropriado regular a temperatura dentro da câmara de aqueci-mento 54 para cair em uma faixa de 40 0C a 60 °C.

Mais ainda, a Fig. 30 mostra um outro exemplo de modificaçãopara o método de descarga do hidrocarboneto portando metano do recipi-ente de armazenamento 10. Na Fig. 30, o hidrocarboneto portando metanolíquido descarregado da fase líquida 16 é transportado para a câmara deaquecimento 54, onde é vaporizado. Fundindo-se o gás de vapor geradodessa forma e o hidrocarboneto portando metano gasoso descarregado dafase de vapor 12 a uma dada relação, um combustível com relações deconstituintes constantes pode ser suprido para um outro sistema, tal comoum motor, no qual ele é usado. Nesse caso, a relação do gás de vapor gera-do da câmara de aquecimento 54 para o hidrocarboneto portando metanogasoso descarregado da fase de vapor 12 do recipiente de armazenamento10 não é necessariamente de 1:1 quando sendo misturados, mas deve serregulado apropriadamente, com as taxas dos constituintes sendo levadasem consideração. Isso pode estabilizar as taxas dos constituintes do hidro-carboneto portando metano até um ponto maior.

O hidrocarboneto portando metano líquido descarregado da faselíquida 16, após seu volume de descarga ser ajustado por uma válvula 56, étransportado através de uma válvula de retenção 49 para a câmara de aque-cimento 54. A câmara de aquecimento 54, cuja temperatura é regulada paracair em uma faixa de 40 0C a 60 °C, por meio, por exemplo, de um refrige-rante de motor, vaporiza o hidrocarboneto portando metano líquido trans-portado nela. O hidrocarboneto vaporizado na câmara de aquecimento 54,após ter a pressão regulada por um regulador de pressão 50, é misturadocom o hidrocarboneto portando metano gasoso, o qual foi descarregado dafase de vapor 12 e também tem a pressão regulada por meio de um outroregulador de pressão 50. Com esses reguladores de pressão 50, a pressãopara se enviar o gás de vapor gerado a partir da câmara de aquecimento 54e o gás descarregado da fase de vapor 12 do recipiente de armazenamento10 deve ser regulada apropriadamente. Esses volumes de gás, assim, sãocontrolados a uma certa relação, como descrito acima, de modo que o gásde hidrocarboneto portando metano possa ser obtido com as mesmas taxasde seus constituintes, como esperado para todo o material no recipiente dearmazenamento 10. Além disso, o agitador 52 instalado na tubulação dedescarga 48 na forma para um outro sistema pode tornar a composição degás mais uniforme.

Mais ainda, a Fig. 31 mostra um outro exemplo de modificaçãopara o método de descarga do hidrocarboneto portando metano do recipi-ente de armazenamento 10. Na Fig. 31, uma bóia 55 é adicionalmente ins-talada, para permitir a detecção da fase líquida 16 no recipiente de armaze-namento 10. Devido ao fato de a bóia 55 flutuar na superfície do líquido, aquantidade no recipiente de armazenamento 10 pode ser determinada de-terminando-se o deslocamento vertical da bóia. Um sensor de posição 60detecta a posição da bóia 58 e extrai o valor para um elemento aritmético 62.A bóia 58, o sensor de posição 60 e o elemento aritmético 62, em conjunto,constituem um detector de quantidade de líquido incluído na presente invenção.

Além disso, um sensor de pressão 66 é afixado a um bocal deporção de fase de vapor 64, para descarregar o hidrocarboneto portandometano gasoso a partir da fase de vapor 12 do recipiente de armazenamento10. A saída deste sensor de pressão 66 também é introduzida no elementoaritmético 62.

Quando a fase líquida 16 é detectada detectando-se a posiçãoda bóia 58, o elemento aritmético 62 calcula a quantidade de líquido gerada,com base na saída do sensor de posição 60. Ao mesmo tempo, o sensor depressão 66 detecta a pressão na fase de vapor 12. Sua saída, em conjuntocom a temperatura detectada por um termômetro (não mostrado), é enviadapara o elemento aritmético 62, onde a quantidade do hidrocarboneto portan-do metano na fase líquida é calculada. A quantidade remanescente no reci-piente de armazenamento 10, assim, pode ser determinada com um altograu de precisão. Devido ao fato de as taxas dos constituintes do combustí-vel inicial no recipiente de armazenamento 10 serem conhecidas de ante-mão, as taxas dos constituintes na fase líquida 16 e na fase de vapor 12 po-dem ser calculadas a partir da temperatura na medição.

Com base nas taxas assim calculadas dos constituintes na faselíquida 16 e na fase de vapor 12, os hidrocarbonetos portando metano gaso-so e líquido são descarregados, respectivamente, a partir do bocal da porçãode fase de vapor 64 e do bocal da porção de fase líquida 68, a uma relaçãoapropriada. Fundindo-se estes hidrocarbonetos em conjunto, pode ser obtidoum combustível com as mesmas taxas de seus constituintes, como fixadoquando ele é descarregado em seu estado supercrítico.

O método acima explicou a hipótese de que a pressão no recipi-ente de armazenamento 10 diminui devido à descarga do hidrocarbonetoportando metano do recipiente 10, e, como resultado, o estado supercríticodo hidrocarboneto muda para a fase líquida 16. Contudo, para hidrocarbo-netos contendo uma taxa predeterminada de metano, tal como, por exemplo,aqueles mostrados nas Fig. 17, 18 e 19, a ou acima de uma certa temperatu-ra, os hidrocarbonetos não existem em uma fase líquida. Quando o recipi-ente de armazenamento 10 é aquecido permitindo-se, por exemplo, que orefrigerante de motor enviado do sistema do motor flua através do tubo deresfriamento 44 no recipiente 10, mostrado na Fig. 26, o estado supercríticopode ser mantido, mesmo quando a pressão no recipiente de armazena-mento 10 cair. O hidrocarboneto portando metano tendo taxas constantes deseus constituintes, assim, pode ser descarregado em seu estado supercríti-co, eliminando a necessidade de uma descarga separada do hidrocarbonetoda fase líquida 16 e da fase de vapor 12. Para regular a temperatura, demodo a manter o estado supercrítico no recipiente de armazenamento 10, ouso de um refrigerante de motor, como descrito acima, é preferível. Devidoao fato de a temperatura do refrigerante de motor enviado do sistema domotor, normalmente, ser de cerca de 90 °C, se butano for usado como o hi-drocarboneto, a faixa de 70 a 80% de tabelas de memória de metano per-mite a descarga do hidrocarboneto portando metano, impedindo que a faselíquida 16 ocorra.

O tubo de resfriamento 44 aplicado da maneira descrita acima éum exemplo do meio de ajuste de composição incluído na presente invenção.

Modalidade 12

A Fig. 32 mostra um exemplo do recipiente de armazenamento10, o qual pode ser usado no sistema de liquefação e armazenamento degás para um gás à base de metano, de acordo com a presente invenção. NaFig. 32, um hidrocarboneto específico e metano são supridos através de umtubo de carregamento 28 conectado ao fundo do recipiente de armazena-mento e misturados. Devido ao fato de o tubo de carregamento 28 ser afixa-do ao fundo do recipiente de armazenamento 10, o hidrocarboneto líquidodeve ser suprido primeiro. O metano comprimido ou o gás cujo ingredienteprincipal é metano borbulha, quando forçado para o hidrocarboneto, produ-zindo um efeito de agitação e facilitando a transição para um estado su-percrítico. Além disso, na junção do tubo de carregamento 28 e do recipientede armazenamento 10, um conjunto de pás de agitação 70 é instalado, quegira pela pressão liberada pelo sopro do metano ou do gás cujo ingredienteprincipal é metano, melhorando mais o efeito de agitação.

A Fig. 33 mostra um outro exemplo do recipiente de armazena-mento 10, que é usado para o sistema de liquefação e armazenamento degás para um gás à base de metano. No exemplo mostrado na Fig. 33, o re-cipiente de armazenamento 10 está apoiado em sua borda. Quando o hidro-carboneto líquido para dissolução do metano entra no recipiente de armaze-namento 10, portanto, o nível de líquido sobe logo, fazendo com que o soprode metano sopre as bolhas mais facilmente. Além disso, o conjunto de pásde agitação 70 pode ser instalado na junção do tubo de carregamento 28 edo recipiente de armazenamento 10, como mostrado na Fig. 32.O tubo de carregamento 28 acima e o conjunto de pás de agita-ção 70 são um exemplo de um meio de agitação incluído na presente invenção.

Devido ao fato de o tubo de carregamento 28 ser afixado ao fun-do do recipiente de armazenamento 10, ele também funciona como uma li-nha da tubulação de descarga 48 da fase líquida 16. No topo do recipientede armazenamento 10, a outra linha da tubulação de descarga 48 da fase devapor 12 também é conectada ao recipiente. Portanto, se o hidrocarbonetoportando metano em seu estado supercrítico armazenado no recipiente dearmazenamento 10 mudar para a fase líquida devido a uma diminuição depressão, os hidrocarbonetos gasoso e líquido podem ser descarregados,respectivamente, através da linha de topo e da linha de fundo da tubulaçãode descarga 48. Então, os hidrocarbonetos descarregados separação po-dem ser misturados em conjunto, de acordo com o método explicado na Mo-dalidade 11 acima, e o hidrocarboneto portando metano com taxas unifor-mes de seus constituintes pode ser obtido.

Quando o recipiente de armazenamento 10 é regulado para ficarsobre sua borda, como nesta modalidade, um espaço de instalação pode serusado mais eficientemente, tal como ele é instalado em um veículo motor.

A Fig. 34 mostra um outro exemplo do recipiente de armazena-mento usado para o sistema de liquefação e armazenamento de gás paraum gás cujo ingrediente principal é metano, de acordo com a presente in-venção. Na Fig. 34, o recipiente de armazenamento é um tanque deixadosobre sua lateral. Similar ao exemplo na Fig. 31, este recipiente de armaze-namento 10 é fornecido com o bocal da porção de fase líquida 68 para des-carga do hidrocarboneto portando metano líquido da fase líquida 16 e com obocal da porção de fase de vapor 64, para descarga do hidrocarboneto por-tando metano da fase de vapor 12. O bocal da porção de fase de vapor 64corresponde à linha superior da tubulação de descarga 48 mostrada na Fig.33, e o bocal da porção de fase líquida 68 corresponde à linha inferior datubulação de descarga 48 mostrada na Fig. 33. Quando o hidrocarbonetoportando metano em um estado supercrítico muda para a fase líquida 16, oshidrocarbonetos gasoso e líquido podem ser descarregados respectivamentea partir do bocal da porção de fase de vapor 64 do bocal da porção de faselíquida 68. Pela mistura apropriada dos constituintes, o hidrocarboneto por-tando metano pode ser obtido, com as mesmas taxas de seus constituintes,como fixado quando ele é descarregado em seu estado supercrítico.

O recipiente de armazenamento 10 deste exemplo é carregadocom um hidrocarboneto e metano, para permitir que eles entrem através dobocal da porção de fase líquida 68. Em primeiro lugar, um hidrocarbonetolíquido específico deve entrar no recipiente de armazenamento 10 atravésdo bocal da porção de fase líquida 68, e, então, um gás de metano compri-mido é forçado no recipiente de armazenamento 10, através do mesmo bo-cal 68. No vocal de fase líquida 68, conjuntos de pás de agitação 70 sãoinstalados nos jatos, para o jateamento de hidrocarboneto e metano. Quan-do o metano gasoso é forçado para o hidrocarboneto líquido, os conjuntosde pás de agitação 70 giram pela pressão liberada do metano comprimido,desse modo aumentando o efeito de agitação e facilitando a transição para oestado supercrítico. Também é apropriado instalar uma pluralidade de con-juntos de pás de agitação 70, como mostrado na Fig. 34.

A Fig. 35 mostra um exemplo do conjunto de pás de agitação 70mostrado na fig. 34. Na Fig. 35, o conjunto de pás de agitação 70 é um tipode mancai de esferas. Um mancai de esferas 76 é adaptado entre uma pistaexterna 72 e uma pista interna 74, de modo que essas pistas possam rolaruma em relação à outra. A pista interna 74 aloja um conjunto de pás, quegiram com a pista interna 74, quando o gás metano soprado bate contraelas. As pás 74 fornecidas na pista interna 74, assim, podem agitar sufici-entemente o líquido no recipiente de armazenamento 10, quando elas gira-rem pela liberação da pressão do metano comprimido. Nenhuma potênciaadicional para girar as pás é requerida, porque a pressão do metano com-primido é a potência para a rotação das pás.

Modalidade 13

A Fig. 36 mostra uma configuração para a implementação dosistema de liquefação e armazenamento de gás para um gás à base demetano, de acordo com a presente invenção. Na Flg. 36, um recipiente dearmazenamento estacionário 80 armazena um hidrocarboneto com um nú-mero de carbono de 3 ou mais e metano ou um hidrocarboneto de um núme-ro de carbono de 2 ou menos, contendo metano como o ingrediente princi-pal, em um estado supercrítico. Este recipiente de armazenamento estacio-nário 80 é instalado em uma estação estacionária, para o suprimento de hi-drocarbonetos portando metano para corpos móveis.

Um carregador 42 é conectado ao recipiente de armazenamentoestacionário 80, e, através do carregador, um recipiente de armazenamentode componente de corpo móvel 84 montado em um corpo móvel, tal comoum veículo motor, é carregado com o hidrocarboneto portando metano noestado supercrítico. O recipiente de armazenamento de componente de cor-po móvel 84, assim, pode ser carregado com esse hidrocarboneto em umestado supercrítico.

Conforme os recipientes de armazenamento de componente decorpo móvel 84 são carregados com hidrocarboneto portando metano, apressão no recipiente de armazenamento estacionário 80 diminui. Comomostrado nas Fig. 16 a 19 acima, hidrocarbonetos portando metano dife-rentes, cada um dos quais sendo produzido pela mistura de metano com umhidrocarboneto diferente, podem se liqüefazer a certas temperaturas e pres-sões, de acordo com o percentual de mol de metano. Quando no estado su-percrítico, a pressão diminui a uma dada temperatura, o nível de pressãointercepta a curva de ponto de orvalho a uma certa temperatura, na qual afase líquida começa. Quando, por exemplo, o butano e o metano são mistu-rados, o hidrocarboneto portando metano de percentual de mol de 80% per-manece em um estado supercrítico a 20 0C e 140 atm ou mais, mas entraem um estado líquido quando a pressão cai abaixo de 140 atm.

Para manter a mistura no recipiente de armazenamento estacio-nário 80 no estado supercrítico, quando algum hidrocarboneto portandometano no recipiente for usado para carregar um recipiente de armazena-mento de componente de corpo móvel 84, um novo suprimento pode serrequerido para o recipiente, para cobrir a falta correspondente. A estaçãoestacionária envolvida na presente invenção é fornecida com um misturador34 e um pistão 86 para carregar o recipiente de armazenamento estacionário80. Ao pistão 86, um tubo de suprimento de metano 88 e um tubo de supri-mento de butano 86 são conectados. O tubo de suprimento de butano 90não está limitado a butano, mas uma alternativa pode ser usada, que podesuprir um hidrocarboneto apropriado de um número de carbono de 3 oumais. Um agitador 92 é instalado no misturador 34.

Com o misturador 34 e o pistão 86, o hidrocarboneto portandometano em um estado supercrítico é suprido para o recipiente de armaze-namento estacionário 80 da maneira a seguir. Primeiro, o metano e o butanosão supridos para o pistão 86, através do respectivo tubo de suprimento demetano 88 e do tubo de suprimento de butano 90, e o pistão 86 força-ospara o misturador 34. Esta operação é repetida até que a pressão no mistu-rador se tome grande o suficiente para que a mistura de metano e butanoentre em um estado supercrítico, enquanto o agitador 92 agita o conteúdo domisturador 34, para acelerar a transição para o estado supercrítico. Em se-guida, o hidrocarboneto portando metano regulado em seu estado supercríti-co no misturador 34 é alimentado para o recipiente de armazenamento esta-cionário 80. Obviamente, é possível usar um outro hidrocarboneto de umnúmero de carbono de 3 ou mais, ao invés de butano.

Quando a pressão na qual o hidrocarboneto portando metano éarmazenado o recipiente de armazenamento de componente de corpo móvel84 está em torno de 200 atm, a pressão no recipiente de armazenamentoestacionário 80 deve ser mantida a cerca de 250 atm. Portanto, é importantesuprir o hidrocarboneto portando metano para o recipiente de armazena-mento estacionário 80, para cobrir a falta dos conteúdos, de modo que apressão acima seja mantida.

A Fig. 37 mostra um exemplo de modificação para o esquemaacima, para a implementação do sistema de liquefação e armazenamento degás para um gás cujo ingrediente principal é metano, de acordo com a pre-sente invenção. Na Fig. 37, o misturador 34 e o pistão 86 são integrados emuma unidade. Com esta configuração, o agitador 92 está localizado, nor-malmente, fora do misturador 34, e se retrai para o misturador 34, quandonecessário, para agitar o conteúdo do misturador 34. Enquanto o agitador 92está fora do misturador 34, um obturador 94 fecha a entrada para o agitador92. Um hidrocarboneto portando metano é suprido para o recipiente de ar-mazenamento estacionário 80 como se segue: metano e butano são, res-pectivamente, supridos através do tubo de suprimento de metano 88 e dotubo de suprimento de butano 90 para o misturador 34; o agitador 92 agita oconteúdo do misturador 34, e é retirado do misturador 34; e o pistão 86 em-purra o hidrocarboneto portando metano no estado supercrítico para o reci-piente de armazenamento estacionário 80. Além do butano, um outro hidro^carboneto de número de carbono de 3 ou mais poder ser empregado, prefe-rencialmente. Nesta modificação, a pressão no recipiente de armazena-mento estacionário 80 deve ser mantida a cerca de 250 atm.

Durante o processo em que a pressão sobe conforme o pistão86 comprime o hidrocarboneto portando metano, um certo nível de pressãopode interceptar a curva de ponto de orvalho, quando a fase líquida do hi-drocarboneto aparecer. A Fig. 38 mostra a correlação de temperatura epressão de um compósito de metano e butano, o qual corresponde àquelemostrado na Fig. 17. Na Fig. 38, quando a pressão aumenta a 30 °C, os ní-veis de pressão de 20 atm e 140 atm interceptam a curva de ponto de orva-lho. Assim, nesta temperatura, a fase líquida existe no domínio de 20 atmaté 240 atm. Este efeito adverso da liquefação do hidrocarboneto portandometano pode ser reduzido pela aplicação de dois estágios de compressãono gás de mistura de butano e metano. Primeiro, uma compressão rápida demenos de 20 atm, por exemplo, ponto A, até acima de 140 atm, por exem-plo, ponto B, deve ser realizada, e seguida por uma segunda compressão doponto B até 250 atm. Sofrendo dois ou mais estágios de compressão, o hi-drocarboneto portando metano pode ser mais rapidamente comprimido atéuma alta pressão. Isso pode ser realizado dispondo-se uma pluralidade depistões 86 na linha ao longo da qual o hidrocarboneto portando metano ésuprido para o recipiente de armazenamento estacionário 86.

Quando o recipiente de armazenamento de componente de cor-po móvel 84 montado em um corpo móvel 82, mostrado nas Fig. 36 e 37, écarregado com um hidrocarboneto portando metano, é necessário medir suaquantidade de carga. Contudo, como mostrado na Fig. 38, o hidrocarbonetoportando metano pode, dependendo da temperatura e da pressão, se Iique-fazer. Para obter medições corretas, a quantidade de carga deve ser medidano estado supercrítico; não deve haver nenhuma possibilidade de uma faselíquida ocorrer. É desejável controlar a temperatura e a pressão no carrega-dor 42, para impedir que a fase líquida ocorra no carregador 42. É preferívelque o carregador 42 seja fornecido com uma instalação de aquecimento(não mostrada), de modo que o estado supercrítico possa ser mantido,mesmo quando a pressão no carregador, a qual pode ser considerada comosendo equivalente à pressão no recipiente de armazenamento estacionário80, cair.

O pistão 86 e o misturador 43 acima constituem o equipamentode injeção envolvido na presente invenção.

Modalidade 14

O metano armazenado em um estado supercrítico pelo sistemade liquefação e armazenamento de gás para um gás à base de metano ex-plicado acima pode ser usado para o suprimento de energia, por exemplo,para células de combustível. Devido ao fato de o método de armazenamentode metano, de acordo com a presente invenção, permitir que um metano dealta densidade seja armazenado, como explicado acima, a capacidade dotanque, por exemplo, para um veículo motor acionado por uma célula decombustível, pode ser tornado mais compacto, em virtude da construção desistema de combustível mais leve.

A Fig. 39 mostra o processo de reformação do hidrocarbonetoportando metano (butano portando metano) a ser usado para células decombustível, assumindo que o hidrocarboneto tenha sido preparado peladissolução de metano em butano. Na Fig. 39, no aparelho de reformação, ometano e o butano são separadamente decompostos, e o hidrogênio é ex-traído. Quando, por exemplo, um veículo motor acionado por célula de com-bustível percorre 600 km, 4 kg de hidrogênio são necessários, 4 moles dehidrogênio são derivados de 1 mol de metano e 13 moles de hidrogênio sãoderivados de um mol de butano. Para derivar 4 kg de hidrogênio do hidrogê-nio de butano portando metano com taxas dos elementos constituintes mos-tradas na Fig. 39 (metano V/V = 310, butano V/V = 70), 21 litros de hidrogê-nio em um estado supercrítico são requeridos. A Tabela 2 compara a quanti-dade calculada de metanol requerida para o veículo motor rodar 500 km e aquantidade correspondente de metano.

Tabela 2 - Comparação de tipos de tanque de combustível a serem monta-dos em um veículo motor

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Como visto a partir da Tabela 2, 41 litros de metanol são reque-ridos para que o veículo rode 500 km. Contudo, quando o compósito de bu-tano portando metano feito por dissolução de metano em butano e armaze-nado em seu estado supercrítico é usado como o combustível para célulasde combustível, o veículo pode rodar 500 km com apenas 21 litros de com-bustível. Assim, um tanque menor é suficiente para armazenar o combustívelde butano portando metano para a distância correspondente a percorrer.

No sistema de liquefação e armazenamento de gás de acordocom a invenção, o metano é armazenado após ser dissolvido em um hidro-carboneto de um número de carbono de 3 ou mais, tal como propano, buta-no, etc. Devido ao fato de um hidrocarboneto tal como propano e butano serdecomposto mais prontamente do que o metano, a reação de reformaçãopara a extração de hidrogênio pode ser realizada a uma temperatura maisbaixa. Por exemplo, um vapor de formação de metano requer uma tempe-ratura de cerca de 900 °C, ao passo que o metano dissolvido em butano earmazenado no estado supercrítico pode ser decomposto para reformação acerca de 700 °C. Para o último, portanto, a perda de calor de hidrogêniopode ser reduzida e a reformação realizada a uma eficiência mais alta.

Por causa da temperatura mais baixa para a reformação de va-por para o hidrocarboneto portando metano armazenado pelo sistema acimade acordo com a presente invenção, a água usada para a reformação podeser facilmente retirada, e a quantidade de água a ser suprida para a refor-mação de vapor pode ser reduzida até uma grande extensão.

A Fig. 40 mostra três maneiras de suprimento de energia elétricae sua eficiência total: geração de energia elétrica em estações de potência,tipicamente, uma planta de potência térmica, onde o gás natural é usadocomo a matéria prima, para gerar eletricidade; gás natural comprimido(CNG) é reformado e suprido para uma célula de combustível (FC); e gásnatural armazenado em um estado supercrítico pelo método de armazena-mento de acordo com a presente invenção é reformado e suprido para a FC.Como pode ser visto a partir da Fig. 40, a maneira de suprimento de célulasde combustível com o hidrocarboneto portando metano em estado supercrí-tico armazenado pelo método de armazenamento de metano de acordo coma presente invenção pode atingir a eficiência total mais alta de geração deenergia elétrica, porque o hidrocarboneto armazenado de acordo com a pre-sente invenção pode ser reformado a uma eficiência mais alta, como expli-cado acima.

Modalidade 15

A Fig. 41 mostra, como uma Modalidade preferida 15 da pre-sente invenção, um esquema de configuração do recipiente de armazena-mento 10 e do equipamento para o suprimento do recipiente de armazena-mento 10 com um hidrocarboneto de um número de carbono de 3 ou mais, eum metano ou um hidrocarboneto de número de carbono de 2 ou menos,que porta metano como o ingrediente principal. Na Fig. 14, uma câmara 96 éconectada ao recipiente de armazenamento 10 através de uma válvula deretenção 49. À câmara 96, dois tubos são conectados. Um desses é um tubode suprimento de solvente 98, para o suprimento de um hidrocarboneto deum número de carbono de 3 ou mais, e o outro é um tubo de suprimento demetano 100, para o suprimento de metano ou de um hidrocarboneto de umnúmero de carbono de 2 ou menos, e tendo metano como o ingredienteprincipal.

Quando, a partir do recipiente de armazenamento 10, o hidro-carboneto portando metano é suprido para um sistema de combustível deusuário, tal como células de combustível, o metano e o hidrocarboneto deum número de carbono de 3 ou mais no recipiente de armazenamento 10diminuem. Assim, o recipiente de armazenamento 10 deve ser recompletadocom metano e com um hidrocarboneto de um número de 3 ou mais. Porcausa de suas propriedades de alta pressão, mesmo se o metano ou umhidrocarboneto de um número de carbono de 2 ou menos, portando metanocomo o ingrediente principal, for comprimido até tão alto quanto 200 atm, demodo que o estado supercrítico interno do recipiente de armazenamento 10seja mantido, o recipiente 10 pode ser suficientemente carregado. Para umhidrocarboneto de um número de carbono de 3 ou mais, por outro lado, orecipiente de armazenamento 10 também pode ser carregado, se uma pres-são alta for aplicada a ele, mas com dificuldades, incluindo um problema deliquefação, são encontradas comumente, quando um hidrocarboneto tendomais carbonos é comprimido até uma alta pressão.

Na presente modalidade, portanto, a câmara 96 é primeiramentesuprida através do tubo de suprimento de solvente 98 com uma dada quan-tidade de hidrocarboneto de um número de carbono de 3 ou mais, sob umabaixa pressão. Então, o recipiente de armazenamento 10 é carregado com ometano altamente pressurizado através do tubo de suprimento de metano100 e através da câmara 96. Quando o recipiente de armazenamento 10 écarregado com metano, o hidrocarboneto com um número de carbono de 3ou mais, o qual foi previamente injetado na câmara 96, é carregado com ometano. Uma aplicação de alta pressão do hidrocarboneto, assim, pode serevitada, e o recipiente de armazenamento 10 pode ser facilmente carregado.

A câmara 96 acima corresponde a um recipiente de carrega-mento temporário incluído na presente invenção.Modalidade 16

Quando butano é usado como um hidrocarboneto de um númerode carbono de 3 ou mais, e gás natural tal como 13 A é dissolvido no butanoe colocado em um estado supercrítico, as relações dos elementos consti-tuintes do compósito são como mostrado no domínio supercrítico na Fig. 42.

Essas relações são as relações dos constituintes do gás a ser descarregadoa partir do recipiente de armazenamento 10. Quando o estado supercríticomuda para o estado no qual as fases de vapor e líquido coexistem (o domí-nio da fase líquida + fase de vapor, mostrado na Fig. 42), a mistura se tornarica em butano em uma fase líquida, e, conseqüentemente, o gás na porçãode fase de vapor consiste em mais metano e menos butano. O exemplomostrado na Fig. 42 explica o estado de fases coexistentes de vapor e delíquido a 21 °C, onde a taxa de n-butano é estável a 7%, mais ou menos.

Então, foi descoberto que, se a taxa de n-butano no recipiente de armaze-namento 10 for ajustada, inicialmente, para 7%, taxas aproximadamenteconstantes dos constituintes do gás podem ser mantidas, seja na porção defase de vapor durante o estado de coexistência de fases de vapor e líquidoou durante o estado supercrítico, como mostrado na Fig. 43. Portanto, épreferível regular as taxas dos constituintes do hidrocarboneto portandometano com o qual o recipiente de armazenamento 10 é carregado iguais àstaxas que existem na porção de fase de vapor, durante o estado de coexis-tência de fases de vapor e de líquido no recipiente. Desta forma, o hidrocar-boneto portando metano com taxas aproximadamente constantes de seusconstituintes pode ser descarregado da porção de fase de vapor do recipi-ente de armazenamento 10, durante o estado de coexistência de fases devapor e de líquido ou a partir do recipiente 10, durante o estado supercrítico.

Para o exemplo mostrado na Fig. 43, os constituintes do hidro-carboneto são 82,2% de CH4, 6% de C2H6, 4% de C3H8, 0,8% de Í-C4H10,e 7% de n-C4H10. Se no estado supercrítico ou no estado de coexistênciade fases de vapor e de líquido do recipiente de armazenamento 10, as taxasdos constituintes do material armazenado a ser descarregado a partir do re-cipiente 10 podem ser mantidas aproximadamente constantes, impedindoum efeito adverso nas características de combustão de um motor no lado deveículo do usuário.

Modalidade 17

A Fig. 44 mostra a mudança de taxa de constituinte de metanono combustível suprido do recipiente de armazenamento 10, no qual butanoe metano foram armazenados em uma relação de butano para metano de20:80, durante um período em que o combustível no estado supercrítico ésuprido para um sistema de combustível de usuário em um veículo, e o outroperíodo em que o hidrocarboneto portando metano é suprido como combus-tível da porção de fase de vapor 12 no estado de coexistência de estados devapor e de líquido. Durante o estado supercrítico, no qual o combustível ésuprido, a taxa de constituinte de metano no material armazenado descarre-gado do recipiente de armazenamento 10 é constante, e, assim, as relaçõesdos constituintes do hidrocarboneto portando metano permanecendo no re-cipiente de armazenamento também são mantidas constantes.

Por outro lado, quando o estado supercrítico muda para o estadode coexistência de estados de vapor e de líquido, como resultado de mu-danças de pressão e temperatura, e o material armazenado é suprido a par-tir da porção de fase de vapor 12 do recipiente de armazenamento 10, a re-lação de constituinte de metano pode se tornar tão alta quanto aquela mos-trada na Fig. 44. Como resultado, a taxa de metano no hidrocarboneto por-tando metano remanescente no recipiente de armazenamento 10 muda.Mesmo quando o recipiente de armazenamento 10, no qual a taxa de meta-no mudou, contiver um combustível com relações de constituintes constan-tes a uma relação de butano e metano de 20:80, as relações dos constituin-tes do combustível no recipiente de armazenamento 10 se tornam diferentesdaquelas na carga inicial. Conseqüentemente, surgem problemas, tais comoa taxa de metano no combustível suprido para o sistema de combustível deusuário não poder ser mantida constante, e um metano de alta densidadenão poder ser armazenado a uma taxa ótima no recipiente de armazena-mento 10.

Para considerar este efeito, as etapas a seguir podem ser em-pregadas: medir a quantidade e as taxas dos constituintes do hidrocarbonetoportando metano (combustível) remanescente no recipiente de armazena-mento 10: com base nos dados de medição, suprir o recipiente de armaze-namento 10 em uma estação de gás como uma instalação de suprimento decombustível com um solvente de hidrocarboneto, tal como butano e gás, talcomo um gás natural, cujo ingrediente principal é metano, de modo que asrelações dos constituintes do combustível no recipiente de armazenamento10 sejam iguais às relações inicialmente supridas.

A Fig. 45 mostra um esquema de configuração para a imple-mentação da Modalidade 17, na qual o recipiente de armazenamento 10pode ser suprido com metano e hidrocarboneto da maneira descrita acima.Na Fig. 45, quando o recipiente de armazenamento 10 no lado de veículo ésuprido com combustível a partir do lado de suprimento de combustível, ummeio para determinação das condições no recipiente de armazenamento102 mede as taxas dos constituintes do hidrocarboneto portando metanoarmazenado no recipiente de armazenamento 10 e da quantidade de sol-vente de hidrocarboneto, e envia os dados de medição para um meio decontrole de relação de suprimento 114 no lado de suprimento de combustí-vel. O meio para determinação das condições no recipiente de armazena-mento 102, assim, compreende um meio de determinação de informação decomposição para determinar as taxas dos constituintes do material armaze-nado no recipiente de armazenamento 10 e a quantidade de solvente de hi-drocarboneto, e um meio de envio, para enviar os resultados de detecçãopara o lado de suprimento a partir do qual um gás cujo ingrediente principalé metano e um solvente de hidrocarboneto são supridos para o recipiente dearmazenamento 10. Com base nos dados supridos, o meio de controle derelação de suprimento 114 calcula uma relação na qual um gás, tal comoCNG (gás comprimido natural), portando metano como o ingrediente princi-pal e um solvente de hidrocarboneto são supridos para o recipiente de ar-mazenamento 10. De acordo com o resultado de cálculo, o meio de controlede relação de suprimento 114 regula a abertura de válvula em uma fonte desuprimento de CNG 104 e uma fonte de suprimento de solvente 106, parasuprir um tanque de armazenamento temporário 108 com CNG e um sol-vente de hidrocarboneto a uma relação adequada para o veículo que usará amistura como combustível. Após serem reservados temporariamente, o CNGe o solvente de hidrocarboneto são supridos para o tanque de armazena-mento 10 no lado de veículo.

Durante este processo, o tanque de armazenamento temporário108 é primeiro carregado com o hidrocarboneto, então, com o CNG. Isso éporque o tanque 108 é difícil de carregar com o solvente de hidrocarbonetolíquido, se ele for previamente carregado com CNG, que, normalmente, estácomprimido a uma relação tão alta quanto 20 MPa.

A pressão, a temperatura e a quantidade de líquido no recipientede armazenamento 10 são introduzidas no meio para determinação dascondições no recipiente de armazenamento 102. A partir da pressão e datemperatura, o volume de gás atual do recipiente de armazenamento podeser calculado. A quantidade de solvente de hidrocarboneto no recipiente dearmazenamento 10 pode ser determinada a partir da posição da bóia ou dacapacitância eletrostática medida do recipiente de armazenamento 10. Alémdisso, usando-se uma tabela de taxas de constituintes, criada de antemão,as relações dos constituintes do combustível armazenado no recipiente dearmazenamento 10 podem ser calculadas a partir da pressão e da tempera-tura.

Então, o material armazenado no recipiente de armazenamento10 é oxidado em um motor de combustão interna tal como o motor 110. Nolado de uso de combustível, um meio de determinação de relação ar-combustível (A/F) 112 mede a relação ar-combustível e calcula as relaçõesdos constituintes do combustível consumido pelo motor 110, de modo queaquela quantidade de combustível a ser suprida para o motor possa ser cal-culada. Também é aplicável obter as relações de constituintes e a quantida-de do combustível consumido (hidrocarboneto) desta forma, e enviar estedado para o lado de suprimento de solvente. Desta maneira, relações apro-ximadamente constantes dos constituintes do material armazenado no reci-piente de armazenamento 10 podem ser mantidas, e um combustível comrelações de constituintes constantes pode ser suprido para o motor 110.

A Fig. 46 mostra um exemplo de modificação para o sistema deliquefação e armazenamento de gás para um gás cujo ingrediente principal émetano, de acordo com a presente modalidade. Na Fig. 46, o tanque de ar-mazenamento temporário 108 é instalado no lado de veículo, ao invés de nolado de suprimento de combustível. A instalação do tanque de armazena-mento temporário 108 no lado de suprimento de combustível, tal como esta-ções de gás, é agora considerada difícil, mas a instalação no lado de veícu-lo, como nesta modificação, é relativamente fácil. Esta maneira permite afácil mudança de veículos motores com gás cujo ingrediente principal é me-tano e um solvente de hidrocarboneto, sem requerer a construção de novasinstalações de suprimento de combustível.

Na descrição acima desta modalidade, é assumido que o recipi-ente de armazenamento 10 está completamente carregado. O recipientepode, contudo, ser carregado com uma quantidade específica de combustí-vel menos do que a capacidade completa do recipiente. Para permitir umcarregamento flexível do recipiente, o meio de controle de relação de supri-mento 114, nesta modalidade, calcula uma relação na qual um CNG e umsolvente de hidrocarboneto supridos, de acordo com a quantidade a ser su-prida do gás cujo ingrediente principal é metano. O recipiente de armazena-mento 10 no íado de veículo, assim, pode ser recarregado apropriadamentecom uma dada quantidade de combustível menos do que sua capacidadeplena.

Modalidade 18

A Fig. 47 mostra um esquema de configuração de uma Modali-dade preferida 18 do sistema de liquefação e armazenamento de gás paraum gás cujo ingrediente principal é metano, de acordo com a presente in-venção. Para o recipiente de armazenamento 10 instalado no lado de veí-culo, na Fig. 47, o conteúdo apenas de sua porção de fase de vapor 12 éexclusivamente descarregado através de uma saída de fase de vapor 14provida no topo do recipiente de armazenamento 10. A quantidade de líquidodo solvente de hidrocarboneto no recipiente de armazenamento 10 é detec-tada por meio de um detector de quantidade de líquido 116.

Com a descarga apenas da porção de fase de vapor 12 atravésda saída de fase de vapor 14 no topo do recipiente de armazenamento 10,relações aproximadamente constantes dos constituintes do material arma-zenado podem ser mantidas no recipiente de armazenamento 10, mesmoquando o material é descarregado. Portanto, a saída de fase de vapor 14 deacordo com esta modalidade é um exemplo do meio de ajuste de composi-ção incluído na presente invenção. De acordo com a presente modalidade,devido ao fato de apenas os conteúdos da porção de fase de vapor 12 se-rem descarregados a partir do recipiente de armazenamento, o consumo desolvente de hidrocarboneto no qual o metano é dissolvido pode ser reduzidoenquanto o consumo de metano continua.

Quando o recipiente de armazenamento 10 é recompletado comcombustível no lado de suprimento de combustível, como na modalidadeacima, normalmente, uma fonte de suprimento de CNG 104 supre apenasCNG. Neste momento, uma fonte de suprimento de solvente 106 supre umsolvente de hidrocarboneto, quando necessário, se o detector de quantidadede líquido 116 instalado no recipiente de armazenamento 10 detectar umadiminuição do líquido no recipiente de armazenamento 10. Embora traços desolventes de hidrocarboneto também sejam descarregados da porção defase de vapor 12 do recipiente de armazenamento, uma quantidade apropri-ada de solvente de hidrocarboneto a ser recompletada pode ser determinadaapenas pela quantidade de líquido no recipiente de armazenamento 10, de-tectada através do detector de quantidade de líquido 116.

A Fig. 48 mostra um exemplo de modificação do sistema de Ii-quefação e armazenamento de gás para um gás à base de metano, deacordo com esta modalidade. Na Fig. 48, um meio de retirada de solvente118 retira um traço de solvente de hidrocarboneto líquido incluído no gásdescarregado da porção de fase de vapor 12 do recipiente de armazena-mento 10, e o retorna para o recipiente de armazenamento 10. Isso ajudamais a impedir que o solvente de hidrocarboneto no recipiente de armaze-namento 10 diminua, de modo que as taxas dos constituintes do hidrocarbo-neto no recipiente de armazenamento 10 possam ser estabilizadas.

A Fig. 49 mostra um outro exemplo de modificação para o siste-ma de liquefação e armazenamento de gás para um gás cujo ingredienteprincipal é metano nesta modalidade. Na Fig. 49, o recipiente de armazena-mento 10 é instalado no lado de veículo ou, em outras palavras, no corpomóvel e para este recipiente 10, um recipiente de armazenamento dedicadoa solvente de hidrocarboneto 120, para o armazenamento apenas do sol-vente de hidrocarboneto é conectado. Um meio de controle, por exemplo,uma válvula de controle, é provido entre o recipiente de armazenamento 10e o recipiente de armazenamento dedicado a solvente de hidrocarboneto120. Desta maneira, a freqüência de recarregamento de combustível, du-rante a qual um solvente de hidrocarboneto é suprido a partir do lado de su-primento de combustível, tal como estações de gás, para o lado de veículo,pode ser reduzida.

Modalidade 19

A Fig. 50 mostra um esquema de configuração de uma Modali-dade preferida 19 do sistema de liquefação e armazenamento de gás paraum gás à base de metano, de acordo com a presente invenção. Na Fig. 50,um recipiente de retirada 122 é conectado ao recipiente de armazenamento10, para receber o combustível remanescente retirado do fundo do recipientee, quando o recipiente de armazenamento 10 é carregado com um solventede hidrocarboneto e com CNG, o combustível remanescente no recipientede armazenamento 10 é, primeiro, retirado e transportado para o recipientede retirada 122 acima. O meio para determinação das condições no recipi-ente de armazenamento 102, instalado no recipiente de retirada 122, detectaas taxas dos constituintes e a quantidade do combustível retirado. Então, asquantidades do solvente de hidrocarboneto e do CNG requeridas para o re-carregamento são calculadas. De acordo com o cálculo, uma dada quanti-dade de solvente de hidrocarboneto é suprida da fonte de suprimento desolvente de hidrocarboneto 106 para um recipiente de manutenção temporá-ria 124. Então, o combustível remanescente retirado contido no recipiente deretirada 122 também é suprido para o recipiente de manutenção temporária.Após isso, uma dada quantidade de CNG, de acordo com o cálculo acima, éinjetada na fonte de suprimento de CNG 104 para o recipiente de manuten-ção temporária 124, o qual intensifica a pressão no recipiente de manuten-ção temporária 124. Então, o material armazenado no recipiente de manu-tenção temporária 124 é liberado deste recipiente 124 e suprido para o reci-piente de armazenamento 10.

A configuração acima permite um fácil carregamento do recipi-ente de armazenamento 10 com o solvente de hidrocarboneto, mesmoquando a pressão no recipiente de armazenamento 10 estiver alta.

A Fig. 51 mostra um exemplo de uma modificação para o siste-ma de liquefação e armazenamento de gás nesta modalidade. Para a confi-guração mostrada na Fig. 51, o CNG é suprido para o recipiente de retirada122, ao invés de para o recipiente de manutenção temporária 124. Após ocombustível remanescente ser retirado do recipiente de armazenamento 10e levado para o recipiente de retirada 122, a pressão no recipiente de arma-zenamento 10 se torna baixa. Conseqüentemente, o recipiente de armaze-namento 10 pode ser diretamente carregado com o solvente de hidrocarbo-neto, sem a ajuda da pressão de CNG. Portanto, apenas o solvente de hi-drocarboneto é suprido para o recipiente de manutenção temporária 124 e,então, para o recipiente de armazenamento 10. Por outro lado, o CNG é su-prido para o recipiente de retirada 122, e o recipiente de armazenamento 10é carregado com ele em conjunto com o combustível remanescente retiradono recipiente de retirada 122. Além disso, parte do combustível remanes-cente pode ser levado do recipiente de retirada 122 para o recipiente de ma-nutenção temporária 124 e, então, suprido em conjunto com o solvente dehidrocarboneto para o recipiente de armazenamento 10.

A Fig. 52 mostra um outro exemplo de modificação para o siste-ma de liquefação e armazenamento de gás desta modalidade. Na Fig. 52, orecipiente de retirada 122 é instalado no lado de veículo, ao invés de no ladode suprimento de combustível. Isso pode eliminar a necessidade de seconstruir uma nova instalação no lado de suprimento de combustível.

Nesta modificação, o meio para determinação das condições norecipiente de armazenamento 102 determina, como na Fig. 50, as relaçõesde constituintes do combustível remanescente do recipiente de armazena-mento 10 e recebido pelo recipiente de retirada 122. O resultado desta de-terminação é enviado para o meio de controle de relação de suprimento 114no lado de suprimento de combustível, e o meio de controle de relação desuprimento 114 calcula uma relação na qual um CNG e um solvente de hi-drocarboneto são supridos na quantidade requerida para manter as taxasdos constituintes constantes no recipiente de armazenamento 10. De acordocom os resultados desta determinação, a fonte de suprimento de CNG 104 ea fonte de suprimento de solvente 106, respectivamente, suprem uma dadaquantidade de CNG e de solvente de hidrocarboneto para o recipiente dearmazenamento 10.

Por meio de uma bomba 126, o combustível remanescente reti-rado no recipiente de retirada 122 é retornado para o recipiente de armaze-namento 10.

Mais ainda, a Fig. 53 mostra um outro exemplo de modificaçãopara o sistema de liquefação e armazenamento de gás para um gás cujoingrediente principal é metano nesta modalidade. Também nesta modifica-ção, o recipiente de retirada 122 é instalado no lado de veículo. Para estamodificação, contudo, o combustível remanescente retirado contido no reci-piente de retirada 122 é retornado para o recipiente de armazenamento 10pela pressão de CNG que é primariamente usada para suprir o CNG para orecipiente de retirada 122 e, assim, a bomba 126 mostrada na Fig. 52 não érequerida.

Modalidade 20

Devido ao fato de um motor de combustão interna consumir ohidrocarboneto portando metano no recipiente de armazenamento 10 comocombustível, não pode ser evitado que traços de solventes de hidrocarbo-neto sejam supridos para o motor, mesmo quando o material armazenadofor descarregado apenas a partir da porção de fase de vapor 12 do recipi-ente de armazenamento 10. Portanto, além do combustível primário que éum gás cujo ingrediente principal é metano, solventes de hidrocarboneto nosquais o gás está dissolvido precisam ser supridos para o recipiente de arma-zenamento 10. O suprimento do solvente mantém taxas constantes dosconstituintes do material armazenado no recipiente de armazenamento 10 e,conseqüentemente, as taxas daqueles descarregados do recipiente de ar-mazenamento 10 também podem ser mantidas constantes.

Quando o recipiente de armazenamento 10 é recompletado comsolventes de hidrocarboneto, é encontrado um problema, pelo fato de umainjeção suave dos solventes ser difícil, devido à baixa pressão de equilíbriode solvente. Um método possível de resolução deste problema é misturarCNG e um solvente de hidrocarboneto, antes de se carregar o recipiente dearmazenamento 10. Contudo, pode ser difícil que esta mistura seja prepara-da no lado de suprimento de combustível, por causa de limitações de infra-estrutura.

A Fig. 54 mostra uma configuração de uma Modalidade preferida20 do sistema de liquefação e armazenamento de gás para um gás cujo in-grediente principal é metano, de acordo com a presente invenção, a qual écapaz de resolver o problema acima. Na Fig. 54, um recipiente de carrega-mento temporário para uso exclusivo com solvente 128 é instalado, de modoque seja posicionado mais alto do que o nível de líquido no recipiente dearmazenamento 10. Para recompletar o recipiente de armazenamento 10com os solventes de hidrocarboneto, o recipiente de carregamento temporá-rio para uso exclusivo com solvente 128 é, primeiramente, recompletadoapenas com os solventes, para cobrir a falta através de uma válvula (a) comuma pressão normal sendo regulada no recipiente 128. Então, a válvula (a) éfechada, e uma válvula (b), para controlar a passagem entre o tubo de car-regamento 28 e o recipiente de armazenamento 10 é aberta, e a pressãointerna dos dois recipientes é equalizada.

Como mostrado na Fig. 54, devido ao fato de o recipiente de car-regamento temporário para uso exclusivo com solvente 128 estar posiciona-do mais alto do que o nível de líquido do recipiente de armazenamento 10,como no estágio precedente, o nível da porção de fase líquida 16 no recipi-ente de carregamento temporário também está mais alto do que o nível delíquido do recipiente de armazenamento 10. Esta diferença de nível de líqui-do entre os dois recipientes faz com que o solvente de hidrocarboneto semova do recipiente de carregamento temporário para uso exclusivo com sol-vente 128 para o recipiente de armazenamento 10, quando a pressão inter-na de ambos os recipientes for igual.

O solvente de hidrocarboneto o recipiente de carregamento tem-porário para uso exclusivo com solvente 128 é suprido para o recipiente dearmazenamento 10 através do processo acima, mas o solvente de hidrocar-boneto gasoso ainda permanece no recipiente 128. Quando o motor é ativa-do, uma válvula (c) é aberta, e este solvente gasoso é usado, primeiramente,de modo que a pressão no recipiente de carregamento temporário para usoexclusivo com solvente 128 diminua. Então, o recipiente de carregamentotemporário para uso exclusivo com solvente 128 pode ser recarregado comsolventes gasosos.

Quando o recipiente de armazenamento 10 é carregado comCNG, uma válvula (d) para suprir CNG para o recipiente 10 é aberta. Parasuprir o motor com o material armazenado, o hidrocarboneto portando meta-no da porção de fase de vapor 12 do armazenamento, as válvulas (e) e (f)são abertas.

A Fig. 55 mostra um exemplo de modificação da configuração dosistema de liquefação e armazenamento de gás desta modalidade. Na Fig.55, a fonte de CNG, o gás cujo ingrediente principal é metano, é conectadaatravés da válvula (d) à linha através da qual os solventes de hidrocarbonetosão supridos para o recipiente de carregamento temporário para uso exclu-sivo com solvente 128. Esta configuração permite o recompletamento dosolvente de hidrocarboneto mantido no recipiente de carregamento temporá-rio para uso exclusivo com solvente 128 e que entre o recipiente de armaze-namento 10, como resultado da pressão do CNG.

Para esta modificação, o recipiente de armazenamento 10 é car-regado com CNG através do recipiente de carregamento temporário parauso exclusivo com solvente 128.

Em cada uma das configurações acima desta modalidade, o re-cipiente de carregamento temporário para uso exclusivo com solvente 128 éinstalado no lado de veículo. Por outro lado, a Fig. 56 mostra um outroexemplo de modificação, onde o recipiente de carregamento temporário parauso exclusivo com solvente 128 instalado no lado de suprimento de com-bustível é recompletado com solventes de hidrocarboneto, os quais são,eventualmente, supridos para o recipiente de armazenamento 10. Esses sol-ventes de hidrocarboneto são alimentados para o recipiente de armazena-mento 10, em conjunto com o CNG suprido, através da válvula de retenção 49.

Devido ao fato de uma pequena quantidade de solvente de hi-drocarboneto ser normalmente portada com o combustível de metano dorecipiente de armazenamento 10 para o motor, uma quantidade de carga desolvente de hidrocarboneto para recompletar o recipiente de armazenamento10 também é pequena. Assim, uma pequena capacidade do.recipiente decarregamento temporário para uso exclusivo com solvente 128 é suficiente.Conseqüentemente, mesmo se o recipiente de carregamento temporáriopara uso exclusivo com solvente 128 for instalado no lado de suprimento decombustível, os impedimentos relacionados a custos são reduzidos. Estamodificação é preferível, pelo fato de um sistema complexo não precisar serconstruído no lado de veículo.

Modalidade 21

A Fig. 57 mostra um esquema de configuração de uma Modali-dade preferida 21 do sistema de liquefação e armazenamento de gás deacordo com a presente invenção. Na Fig. 57, o recipiente de armazena-mento 10 mantém butano ou gasolina como o solvente de hidrocarboneto noqual um gás natural é dissolvido e armazenado como o gás cujo ingredienteprincipal é metano. Quando a gasolina é usada como o solvente de hidro-carboneto, um estado supercrítico ocorre no recipiente de armazenamento10, quando a pressão no recipiente 10 subiu para cerca de 17 MPa, durantea injeção de um sopro de gás natural à temperatura ambiente. Quando obutano é usado como o solvente de hidrocarboneto, um estado supercríticoocorre no recipiente de armazenamento 10, quando uma pressão de cercade 15 MPa tiver sido atingida durante a injeção de gás natural. O estado su-percrítico assim atingido no recipiente de armazenamento 10 dá frutos, comoexplicado acima, isto é, um metano a uma densidade mais alta pode ser ar-mazenado, e taxas constantes dos constituintes do material armazenado sãomantidas, quando o material é descarregado do recipiente de armazena-mento 10. Mais ainda, teoricamente, quando os hidrocarbonetos existem emum estado supercrítico no recipiente de armazenamento 10, nenhuma faselíquida pode existir.

Contudo, a gasolina inclui substâncias de mistura como consti-tuintes e algumas dessas, tais como aditivos aromáticos, supressores dechoque, etc., permanecem como uma camada de líquido no recipiente dearmazenamento 10, mesmo quando o estado supercrítico é atingido no reci-piente de armazenamento 10. Sob essas condições, quando o material ar-mazenado continua a ser descarregado do recipiente 10 e usado comocombustível, a camada de líquido acima gradualmente cresce no recipiente10. Quando o estado supercrítico eventualmente muda e a diminuição depressão no recipiente de armazenamento 10 causa a separação da porçãode fase de vapor 12 e da porção de fase líquida 16, como mostrado na Fig.57, a relação dos constituintes da gasolina formando a porção de fase líqui-da 16 difere da relação inicial, resultando em um problema de o combustíveldescarregado da porção de fase líquida 16, compreendendo as taxas dife-rentes dos constituintes daquelas da gasolina inicia, poder prejudicar a ope-ração do motor.

A Fig. 58 mostra a mudança de relações de constituinte de sol-vente de hidrocarboneto, quando o material armazenado é descarregado dorecipiente de armazenamento 10, sob um estado supercrítico e quando oestado é de coexistência de fases de vapor e de líquido. Para o estado decoexistência de fases de vapor e de líquido, o material armazenado é des-carregado a partir da porção de fase de vapor. Como visto a partir da Fig.58, a relação de solvente de hidrocarboneto no material armazenado sendodescarregado no estado supercrítico é de cerca de 20%, enquanto a taxaquando sendo descarregado da porção de fase de vapor no estado de coe-xistência de fases de vapor e de líquido diminui para cerca de 8%. Isso indi-ca que as relações dos constituintes do material armazenado flutuam atéuma grande extensão, dependendo de o estado supercrítico ou o estado decoexistência de fases de vapor e de líquido existir no recipiente de armaze-namento 10.

A configuração desta modalidade mostrada na Fig. 57 é projeta-da de modo que o material gasoso seja descarregado através da saída defase de vapor 14, provida no topo do recipiente de armazenamento 10, en-quanto uma quantidade de solvente de hidrocarboneto líquido incluído nomaterial descarregado é separada e retirada pelo separador de vapor e lí-quido 130. O solvente de hidrocarboneto retirado pelo separador de vapor elíquido 130 retorna para o recipiente de armazenamento 10, através de umapassagem de retroalimentação 131 equipada com uma válvula de retenção.Assim, a redução da quantidade de solvente de hidrocarboneto no recipientede armazenamento 10 pode ser suprimida. Mesmo quando o estado su-percrítico no recipiente de armazenamento 10 mudar para um de coexistên-cia de fases de vapor e de líquido, como implicado na Fig. 47, e quando omaterial armazenado for descarregado a partir da porção de fase líquida 16do recipiente 10, a gasolina pode ser descarregada próxima de sua relaçãoinicial de constituintes.

Mesmo durante o estado de coexistência de fases de vapor e delíquido no recipiente de armazenamento 10, os conteúdos da porção de fasede vapor são descarregados a partir da saída de fase de vapor 14 e algumainclusão de solvente de hidrocarboneto retorna para o recipiente de armaze-namento 10, após ser separada pelo separador de vapor e líquido 130. Issopode suprimir mais a redução do solvente de hidrocarboneto no recipientede armazenamento 10.

O gás separado do solvente de hidrocarboneto pelo separadorde vapor e líquido 130 é rico em CNG (gás natural) e pode ser usado comocombustível. Este gás rico em CNG tem uma composição estável e uma re-lação de constituintes que se aproxima daquela do gás natural dissolvido earmazenado no recipiente de armazenamento 10. A Fig. 59 mostra a taxa deconstituinte de solvente de hidrocarboneto na saída do separador de vapor elíquido 130, a qual muda durante o estado supercrítico e o estado de coe-xistência de fases de vapor e de líquido no recipiente de armazenamento 10.Como pode ser visto a partir da Fig. 59, a taxa de constituinte de solvente dehidrocarboneto no material armazenado descarregado do recipiente de ar-mazenamento 10, geralmente, é constante para um estado. Assim, a taxa dorestante do material armazenado, ou, especificamente, do gás natural, é ge-ralmente constante, quando sendo descarregado. O separador de vapor elíquido 130 funcionando como explicado acima é um exemplo do meio deajuste de composição incluído na presente invenção.

A Fig. 60 mostra um exemplo do separador de vapor e líquido130 mostrado na Fig. 57. Na Fig. 60, um resfriador 132 resfria o material ar-mazenado que entra no separador de vapor e líquido 130 a partir do recipi-ente de armazenamento 10, de modo que uma retirada do solvente possaser realizada mais eficientemente pela liquefação do solvente de hidrocarbo-neto, o qual tem um ponto de ebulição relativamente baixo. Como um refri-gerante para o resfriador 130, o refrigerante de um condicionador de ar deveículo motor pode ser usado, preferencialmente.

A Fig. 61 mostra um outro exemplo do separador de vapor e Ii-quido 130 mostrado na Fig. 57. Na Fig. 61, o material armazenado descarre-gado do recipiente de armazenamento 10 é descomprimido por um regula-dor 134, antes de entrar no separador de vapor e líquido 130. Devido ao fatode o material armazenado no recipiente de armazenamento 10 em um esta-do supercrítico se separar em vapor e líquido, devido à descompressão, aoperação do separador de vapor e líquido 130 pode ser acelerada. Assim, osolvente de hidrocarboneto pode ser retirado mais eficientemente.

Mais ainda, a Fig. 62 mostra um outro exemplo do separador devapor e líquido 130 mostrado na Fig. 57. Na Fig. 62, o regulador 134 é ins-talado dentro do separador de vapor e líquido 130. Quando o material arma-zenado descarregado do separador de vapor e líquido 130 é descomprimidopela expansão adiabática após entrar no regulador 134, a temperatura doregulador 134 também diminui. Portanto, o regulador 134 instalado dentro doseparador de vapor e líquido 130 pode resfriar o material armazenado queentra no separador de vapor e líquido 130, de modo que a retirada do sol-vente de hidrocarboneto possa ser realizada com uma eficiência mesmomaior.

Modalidade 22

A Fig. 63 mostra uma configuração para a descarga do materialarmazenado do recipiente de armazenamento no sistema de liquefação earmazenamento de gás para um gás à base de metano, de acordo com apresente invenção. Na Fig. 63, o recipiente de armazenamento 10 é forneci-do com uma entrada de metano 20, através da qual o gás cujo ingredienteprincipal é metano entra no recipiente, e com uma entrada de solvente 22,através da qual um solvente de hidrocarboneto para dissolução do gás entrano recipiente. O recipiente de armazenamento 10 também é fornecido comuma saída de solução 136, para descarga da solução do solvente de hidro-carboneto na qual o gás foi dissolvido. Como o solvente de hidrocarboneto,por exemplo, butano, pentano, hexano e gasolina podem ser usados.

Se a solução 138 acima for simplesmente descarregada atravésda saída de solução 136 do recipiente de armazenamento 10, um espaçopara uma porção de fase de vapor é formado no recipiente 10, e metano degrande volatilidade evapora e ocupa a porção de fase de vapor. Conse-qüentemente, a relação dos constituintes da solução 138 descarregada atra-vés da saída de solução 136 gradualmente muda e o teor de metano dimi-nui. Quando a relação dos constituintes da solução 138 do solvente de hi-drocarboneto no qual o metano foi dissolvido quando sendo descarregadoatravés da saída de solução 136 mudar, a capacidade de combustão da so-lução 138, quando usada como combustível, muda. Portanto, há um risco decombustão instável de um motor de combustão interna, que usa a soluçãocomo combustível.

Nesta modalidade o recipiente de armazenamento 10 é providocom um pistão 140, de modo que a solução 138 no recipiente 10 possa serdescarregada, enquanto a pressão interna do recipiente é mantida constan-te. O pistão 140 força a solução 138 para fora no recipiente de armazena-mento 10, enquanto mantém uma pressão interna constante no recipiente,desse modo impedindo que a porção de fase de vapor seja formada no reci-piente 10. Conseqüentemente, as relações dos constituintes no recipiente dearmazenamento podem ser mantidas constantes e uma solução 138 comrelações constantes dos constituintes pode ser descarregada a partir da saí-da de solução 136. Nesta modalidade, um medidor de pressão não mostradodetecta a pressão no recipiente de armazenamento 10, e o pistão 140 écontrolado, de modo que a pressão seja mantida constante.

O pistão 140 que funciona como explicado acima nesta modali-dade é um exemplo do meio de ajuste de composição incluído na presenteinvenção.

Modalidade 23

A Fig. 64 mostra uma outra configuração para descarga do ma-terial armazenado do recipiente de armazenamento no sistema de liquefação e armazenamento de gás de acordo com a presente invenção. Na Fig. 64, orecipiente de armazenamento 10 é fornecido com uma entrada de metano através da qual o metano entra o recipiente e com uma entrada de sol-vente 22, para a introdução de um solvente de hidrocarboneto, tal como bu-tano, pentano, hexano ou gasolina, para a dissolução do gás cujo ingrediente principal é metano. Nesta modalidade, o gás cujo ingrediente principal émetano é descarregado a partir da porção de fase de vapor do recipiente dearmazenamento 10, e é usado como combustível, e o recipiente 10 tambémé fornecido com uma saída de gás 142 para essa finalidade.

A Fig. 65 mostra o relacionamento entre a relação da solução138 remanescente no recipiente de armazenamento 10 e a densidade demol do metano no gás descarregado da porção de vapor se o recipiente dearmazenamento 10 mantiver a solução 138 de butano no qual metano compercentual de mol 82 é dissolvido como o material armazenado, e gás édescarregado de sua porção de fase de vapor. Como indicado na Fig. 65, a densidade de mol de metano no gás descarregado da porção de fase devapor é constante, antes da relação da solução 138 remanescente no recipi-ente de armazenamento 10 se tornar menor do que 60%. Nesta modalidade,portanto, antes de a taxa acima se tornar menor do que 60%, o gás metanoé descarregado como combustível através da saída de gás 142, enquanto asolução 138 remanescente no recipiente de armazenamento 10 é monitorada.

Desta forma, o gás cujo ingrediente principal é metano com umarelação constante de constituintes pode ser descarregado do recipiente dearmazenamento 10. Desta forma, uma combustão instável do gás quandousado em um motor de combustão interna pode ser evitada. Devido princi-palmente ao fato de o metano ser usado como combustível nesta modalida-de, o consumo de solvente de hidrocarboneto, o qual é um recurso naturallimitado, pode ser reduzido e o solvente pode ser reutilizado.

Contudo, quando o metano na solução 138 se vaporiza, parte dosolvente de hidrocarboneto se vaporiza junto com ele. Para considerar essadiminuição do solvente, parte do solvente de hidrocarboneto deve ser re-completado para o recipiente de armazenamento 10, antes do recipiente dearmazenamento 10 ser suprido com metano.

Modalidade 24

A Fig. 66 mostra uma outra configuração para descarga do ma-terial armazenado a partir do recipiente de armazenamento, no sistema deliquefação e armazenamento de gás para um gás à base de metano deacordo com a presente invenção. Na Fig. 66, ao recipiente de armazena-mento 10, uma câmara de desmetanização 144 é conectada, que recebe asolução 138 descarregada da porção de fase líquida do recipiente de arma-zenamento 10 e remove o gás cujo ingrediente principal é metano da solução.

Uma pressão interna baixa da câmara de desmetanização 144permite a desgaseificação da solução 138 descarregada do recipiente dearmazenamento 10, isto é, o gás cujo ingrediente principal é metano podeser removido da solução. A temperatura da solução 138 na câmara de des-metanização 144 diminui, como resultado do calor de evaporação do meta-no, o qual suprime a evaporação de hidrocarboneto que é concorrente com aevaporação da solução no gás cujo ingrediente principal é metano. Portanto,a quantidade do solvente de hidrocarboneto na solução remanescente nacâmara de desmetanização 144 pode ser mantida aproximadamente igualàquela descarregada do recipiente de armazenamento 10. Devido à tempe-ratura da solução 138 assim diminuir suficientemente, quando o gás cujoingrediente principal é metano é removido da solução na câmara de desme-tanização 144, a capacidade da câmara de desmetanização 144 deve seradequadamente menor do que aquela do recipiente de armazenamento 10.Esta capacidade deve ser regulada suficientemente pequena para que ne-nhuma mudança substancial da pressão interna do recipiente de armazena-mento 10 ocorra, mesmo quando uma quantidade de solução 138 igual àcapacidade da câmara for descarregada do recipiente de armazenamento 10.

O gás cujo ingrediente principal é metano gerado pela desgasei-ficação da solução na câmara de desmetanização 144 é alimentado para ummotor de combustão interna como combustível, e o solvente de hidrocarbo-neto remanescente é temporariamente reservado em um tanque para sol-vente 146. Pela repetição do processo acima, consistindo na descarga dasolução 138 do recipiente de armazenamento 10, uma remoção do gás cujoingrediente principal é metano na câmara de desmetanização 144, e reser-vando o solvente remanescente no tanque para solvente 146, o gás cujoingrediente principal é metano armazenado no recipiente de armazenamento10 pode ser usada como combustível. A taxa de reutilização do solvente dehidrocarboneto cuja quantidade estimada como recursos naturais é peque-na, assim, pode ser aumentada. Por exemplo, para o metano dissolvido embutano, esta modalidade proveu que a quantidade de butano remanescentepoderia aumentar cerca de 30%, se comparada com o caso em que a câma-ra de desmetanização 144 não foi usada.

De acordo com esta modalidade, como explicado acima, as ta-xas dos constituintes do material armazenado descarregado do recipiente dearmazenamento 10 podem ser mantidas constantes. A câmara de desmeta-nização 144 e o tanque para solvente 146, que funcionam como explicadoacima, são um exemplo do meio de ajuste de composição incluído na pre-sente invenção.

Quando o líquido no recipiente de armazenamento tiver sidousado, o procedimento a seguir é aplicado: o gás é completamente descar-regado do recipiente de armazenamento 10 e usado como combustível; osolvente de hidrocarboneto reservado no tanque para solvente 146 é ali-mentado de volta para o recipiente de armazenamento 10, através da entra-da de solvente 22; e metano é deixado entrar no recipiente de armazena-mento através da entrada de metano 20, de modo que ele se dissolva nosolvente de hidrocarboneto para armazenamento.

Modalidade 25

Para as Modalidades 23 e 24 acima, um método de descarre-gamento do gás cujo ingrediente principal é metano da porção de fase devapor do recipiente de armazenamento 10 ou um método de separação da-quele gás do solvente de hidrocarboneto na câmara de desmetanização 144é aplicado. Mesmo pela aplicação desses métodos, contudo, não é evitávelque parte do solvente de hidrocarboneto evapore e se misture com o gáscujo ingrediente principal é metano. Conseqüentemente, o solvente de hi-drocarboneto armazenado no recipiente de armazenamento 10 gradual-mente diminui conforme o gás cujo ingrediente principal é metano é usado.Portanto, o recipiente de armazenamento 10 precisa ser recompletado comum solvente de hidrocarboneto adicional. Para essa finalidade, é necessárioliqüefazer um hidrocarboneto que é usado como solvente, o que requer oresfriamento do tanque para o solvente de hidrocarboneto, mas este proces-so não é fácil. Além disso, a preparação de solventes de hidrocarbonetojuntamente com um gás cujo ingrediente principal é metano, tal como CNG,aumenta a carga nas estações de suprimento de combustível.

Nesta modalidade, uma quantidade de solvente de hidrocarbo-neto igual à diminuição antecipada é adicionada antes a um gás cujo ingre-diente principal é metano, de modo que o recipiente de armazenamento 10seja suprido com um gás e com um solvente de hidrocarboneto ao mesmotempo. Como resultado, não é necessário suprir o recipiente de armazena-mento 10 com um solvente de hidrocarboneto a partir de uma fonte em se-parado da fonte de metano. Desta maneira, a desvantagem descrita acimapode ser eliminada.

Quando, por exemplo, metano é dissolvido em butano a 140atm, a quantidade de butano que pode ser reutilizada é estimada em 70% daquantidade de butano inicialmente injetada no tanque. Para compensar estadiminuição, 5% de butano devem ser adicionados ao metano com o qual otanque é recarregado, o que permite que o tanque recupere o butano perdido.

Modalidade 26

Conforme o recipiente de armazenamento 10 é carregado comum gás cujo ingrediente principal é metano, tal como m gás natural (CNG), ocalor de compressão é gerado, porque o gás é comprimido no recipiente dearmazenamento 10. Quando o volume do recipiente de armazenamento 10,por exemplo, é de 50 litros, o calor gerado da compressão faz com que atemperatura dentro do recipiente de armazenamento 10 suba para cerca de60 0C a mais do que a temperatura ambiente.

As Fig. 67(a) e (b) ilustram as condições dentro de um recipien-te, sendo carregado com CNG, quando um recipiente tipo metralha é usadocomo o recipiente de armazenamento 10. Na Fig. 67(a), quando o recipientede armazenamento 10 é carregado com um CNG através da entrada demetano 20, calor é gerado no recipiente de armazenamento 10 próximo daextremidade oposta à entrada de metano 20. Quando o calor é gerado norecipiente de armazenamento 10, a quantidade de CNG a ser armazenadano recipiente 10 diminui, por causa da expansão térmica do gás.

Por outro lado, próximo à entrada de metano 20 do recipiente dearmazenamento 20, a temperatura diminui, por causa da expansão adiabáti-ca do CNG injetado. Portanto, como mostrado nas Fig. 67(a) e (b), o cilindrousado como o recipiente de armazenamento 10 é fornecido com duas entra-das de metano 20, que são localizadas espaçadas uma da outra. Por exem-pio, uma entrada está localizada na extremidade de topo e a outra na extre-midade de fundo. Quando do carregamento deste cilindro com CNG, o CNGé primeiramente injetado através de uma entrada de metano 20 localizadano topo do recipiente de armazenamento 10, como mostrado na Fig. 67(a),então, o carregamento com CNG é completado através da outra entrada demetano 22 na extremidade oposta, no fundo do recipiente 10. Nesta maneirade carregamento em dois estágios, a extremidade inicialmente aquecida dorecipiente é resfriada pela expansão adiabática do CNG injetado no segundoestágio do carregamento. Além disso, para a extremidade submetida a umageração de calor pela segunda injeção de CNG, a elevação de temperaturanão é tão grande, porque ela é resfriada pela expansão adiabática, durante aprimeira injeção de CNG.

Para um recipiente de armazenamento 10 provido com duas en-tradas de metano, como descrito acima, a elevação de temperatura de todaa unidade é suprimida, e, conseqüentemente, a densidade de CNG a serarmazenado pode ser aumentada. Mais ainda, uma distribuição de tempe-ratura não uniforme no recipiente de armazenamento 10 pode ser suprimida.

Devido ao fato de uma densidade estável do material armazenado no recipi-ente de armazenamento 10 poder ser atingida, uma estabilização da relaçãodos constituintes do material armazenado sendo descarregado do recipientede armazenamento 10 é facilitada. Portanto, é fácil manter taxas constantesdos constituintes do material descarregado do recipiente de armazenamento 10.

Modalidade 27

A Fig. 68 mostra um exemplo do recipiente de armazenamentousado para o sistema de liquefação e armazenamento de gás para um gáscujo ingrediente principal é metano, de acordo com a presente invenção. NaFig. 68, nas paredes internas do recipiente de armazenamento 10 é instala-do um meio de condução de calor 148, que cobre a superfície interna do re-cipiente de armazenamento 10 e é conectado à entrada de metano 20. Osexemplos de material adequado para o meio de condução de calor 148 in-cluem uma folha de cobre e alumínio.

Desse modo reforçando o recipiente de armazenamento 10 como meio de condução de calor 148, a condutividade térmica entre as seçõesinternas quentes e frias criadas quando o CNG é injetado através da entradade metano 20 é melhorada, e uma distribuição de temperatura mais uniformedentro do recipiente de armazenamento pode ser obtida. Temperaturas nãouniformes dentro do recipiente de armazenamento 10 podem ser eliminadas,e um material mais denso com relações de constituinte estáveis pode serarmazenado.

A Fig. 69 mostra um exemplo de uma modificação para o recipi-ente de armazenamento 10 aplicado a esta modalidade. O recipiente de ar-mazenamento 10 mostrado na Fig. 69 também é reforçado com o meio decondução de calor 148. Para esta modificação, além do meio de conduçãode calor 148, um tubo de calor 150 é conectado à extremidade oposta à en-trada de metano 20 do recipiente de armazenamento 10. O calor gerado norecipiente de armazenamento 10 é irradiado para o exterior através do tubode calor 150, e, conseqüentemente, a performance de resfriamento do reci-piente de armazenamento 10 pode ser melhorada.

Modalidade 28

A Fig. 70 mostra um outro exemplo de um recipiente de armaze-namento usado para o sistema de liquefação e armazenamento de gás paraum gás à base de metano, de acordo com a presente invenção. Na Fig. 70,o recipiente de armazenamento é fornecido com duas entradas de metano20, localizadas em extremidades opostas do recipiente. Nesta modalidade, orecipiente de armazenamento 10 é carregado com um gás cujo ingredienteprincipal é metano, tal como CNG1 através das duas entradas de metano 20simultaneamente. Esta maneira de carregamento causa um fenômeno de asseções internas do recipiente de armazenamento 10 em torno de uma ex-tremidade serem expostas a uma geração de calor, enquanto sendo resfria-das. Assim, a elevação de temperatura dentro do recipiente de armazena-mento 10 é suprimida, e a densidade do material armazenado pode ser es-tabilizada.

Modalidade 29

A Fig. 71 mostra um outro exemplo do recipiente de armazena-mento usado para o sistema de liquefação e armazenamento de gás paraum gás cujo ingrediente principal é metano, de acordo com a presente in-venção. Na Fig. 71, o recipiente de armazenamento é fornecido com uma 20e com um elemento de extensão de passagem 152, que se estende a partirda entrada de metano 20, entrando no espaço interno do recipiente de ar-mazenamento 10. O elemento de extensão de passagem 152 tem uma plu-ralidade de aberturas de liberação, para liberação do CNG injetado atravésda entrada de metano 20 para o espaço interno do recipiente de armazena-mento 10. Diâmetros menores dessas aberturas de liberação 154 causamuma expansão adiabática do CNG, quando jatos de CNG aparecem atravésdessas aberturas. Por meio desta expansão adiabática do CNG, o materialarmazenado no recipiente de armazenamento 10 pode ser resfriado.

De modo a reduzir a condução da baixa temperatura causadapela expansão adiabática do CNG liberado a partir das aberturas de libera-ção 154 para as paredes internas do recipiente de armazenamento 10, épreferível que haja uma folga adequada entre a parede interna do recipientede armazenamento 10 e uma abertura de liberação que é a mais próxima daparede interna (como indicado por uma folga X na Fig. 71). Portanto, a baixatemperatura acima diretamente resfria o material armazenado no recipientede armazenamento 10, provendo um resfriamento efetivo.

Mais ainda, pelo aumento do número de aberturas de liberação154 acima, mais pontos de resfriamento são providos, e a geração de calorpor todo o material armazenado no recipiente de armazenamento 10 podeser suprimida eficientemente.

A Fig. 72 mostra um exemplo de modificação para o recipientede armazenamento mostrado na Fig. 71. Na Fig. 72, o elemento de extensãode passagem 152 se estende até a outra extremidade oposta da entrada demetano 20, e é fixado à parede do recipiente de armazenamento 10. Estaestrutura impede danos, tais como fissuras, no elemento de extensão depassagem 152, mesmo se o recipiente de armazenamento 10 vibrar.

A Fig. 73 mostra um outro exemplo de modificação no recipientede armazenamento mostrado na Fig. 71. Na estrutura mostrada na Fig. 73, oelemento de extensão de passagem 152 é dividido em duas seções aproxi-madamente no seu centro. O diâmetro de uma seção é tornado menor doque aquele da outra seção, o que permite a conexão pela inserção 152; aextremidade da seção de diâmetro menor do elemento é inserida na extre-midade da seção de diâmetro maior do elemento. Mesmo se o deslocamentodo recipiente de armazenamento 10 diferir daquele do elemento de extensãode passagem 152, afetado pelo calor, a estrutura acima do elemento de ex-tensão de passagem 152 pode impedir a aplicação de uma tensão adicionalao recipiente de armazenamento 10.

Modalidade 30

A Fig. 74 mostra um outro exemplo de recipiente de armazena-mento usado para o sistema de liquefação e armazenamento de gás deacordo com a presente invenção. Na estrutura mostrada na Fig. 74, o recipi-ente de armazenamento 10 é fornecido com aberturas de liberação 154 co-nectadas à entrada de metano 20. As aberturas de liberação 154 são as en-tradas de gás para o espaço interno do recipiente 10, inclinadas de modoque o gás saia em jatos em um ângulo. Quando o CNG é injetado no recipi-ente de armazenamento 10 através da entrada de metano 20, um fluxo degás em espiral do CNG forma um jato através das aberturas de liberação154, como mostrado na Fig. 74, ocorre no recipiente de armazenamento 10.

Este fluxo de gás agita o espaço interno do recipiente de armazenamento10, e torna a distribuição interna de temperatura uniforme. Assim, um ajustemais preciso das taxas dos constituintes do material armazenado no recipi-ente de armazenamento pode ser obtido.

Modalidade 31

A Fig. 75 mostra um outro exemplo do recipiente de armazena-mento usado para o sistema de liquefação e armazenamento de gás paraum gás à base de metano, de acordo com a presente invenção. Na Fig. 75,um solvente volátil é injetado no recipiente de armazenamento 10, e forma aporção de fase líquida 16. A entrada de metano 20 é provida na extremidadedistante do recipiente de armazenamento 10 a partir da porção de fase Ifqui-da 16, que mantém o solvente. Quando o CNG é injetado através da entradade metano 20 na configuração acima, uma compressão do CNG gera calorna porção de fase líquida 16 que mantém o solvente, e este calor evapora osolvente na porção de fase líquida 16. O calor latente desta evaporaçãopode suprimir a elevação da temperatura interna e uma distribuição de tem-peratura não uniforme no recipiente de armazenamento 10. Conseqüente-mente, a densidade do material armazenado pode ser estabilizada, e umajuste mais preciso das taxas de seus constituintes pode ser obtido.

Como o solvente acima, são adequados éteres, tais como éterde dietila, hidrocarbonetos à base de parafina, tais como propano, butano,pentano, hexano e heptano, um álcool tal como álcool de metila, álcool deetila e álcool de propila, ou um compósito dessas substâncias, tal como, porexemplo, LPG, gasolina e óleo leve.

A Fig. 76 mostra um exemplo de modificação para o recipientede armazenamento 10 mostrado na Fig. 75. Na Fig. 76, o recipiente de ar-mazenamento é instalado em sua lateral para uso. Assim, uma área maiordo nível de líquido da porção de fase líquida 16 faz com que o solvente eva-pore mais rapidamente, e um efeito de resfriamento maior pode ser produzido.

A Fig. 77 mostra um outro exemplo de modificação para o reci-piente de armazenamento 10 mostrado na Fig. 75. Na Fig. 77, o recipientede armazenamento 10 é colocado em uma inclinação. Esta forma de instala-ção faz com que mais solvente seja coletado na área afetada pela geraçãode calor, quando o CNG for injetado através da entrada de metano 20. Con-seqüentemente, um maior efeito de resfriamento pode ser produzido pelocalor latente de evaporação.

Modalidade 32

A Fig. 78 mostra um outro exemplo do recipiente de armazena-mento usado para o sistema de liquefação e armazenamento de gás paraum gás à base de metano, de acordo com a presente invenção. Na Fig. 78,um corpo poroso 158 é adaptado ao recipiente de armazenamento 10. Comoexplicado acima para a Fig. 75, os solventes de hidrocarboneto são adsorvi-dos pelo corpo poroso 158. Quando o metano é injetado através da entradade metano 20 com os solventes sendo adsorvidos pelo corpo poroso 158, aárea superficial maior do líquido adsorvido pelo corpo poroso facilita a eva-poração. Conseqüentemente, o espaço interno do recipiente de armazena-mento 10 pode ser eficientemente resfriado, suprimindo mais uma distribui-ção de temperatura não uniforme no recipiente de armazenamento 10, des-se modo facilitando um ajuste mais efetivo e preciso das relações dos cons-tituintes no material armazenado.

A Fig. 79 mostra um exemplo de uma modificação para o recipi-ente de armazenamento 10 mostrado na Fig. 78. Na estrutura mostrada naFig. 79, um corpo de fibra de metal é usado como o corpo poroso. O corpode metal de fibra pode aumentar a área superficial do solvente de hidrocar-boneto adsorvido nele e, além disso, sua alta condutividade térmica podeproduzir um efeito de resfriamento mesmo maior.

Os materiais os quais podem ser usados para o corpo de metalde fibra incluem fibra de cobre, fibra de alumínio e similares.

A Fig. 80 mostra um outro exemplo de modificação para o reci-piente de armazenamento 10 mostrado na Fig. 78. Na estrutura mostrada naFig. 80, o corpo poroso 158 é fornecido com um orifício de ar 160. Esta es-trutura pode aumentar a área de contato entre o CNG e o solvente de hidro-carboneto adsorvido no corpo poroso 158, particularmente quando a pressãointerna do CNG do recipiente de armazenamento 10 subir e ficar excepcio-nalmente alta. Conseqüentemente, o solvente de hidrocarboneto pronta-mente se evapora e um maior efeito de resfriamento no recipiente de arma-zenamento 10 pode ser produzido.

Mais ainda, a Fig. 81 mostra um outro exemplo de modificaçãopara o recipiente de armazenamento 10 mostrado na Fig. 78. Na estruturamostrada na Fig. 81, o corpo poroso 159 compreende um corpo de fibra demetal 162 e um corpo poroso de resina 164. Como o corpo poroso de resina164, por exemplo, uma esponja pode ser usada. Desse modo, montando-seuma camada do corpo de fibra de metal 162 e uma camada do corpo porosode resina 164 no corpo poroso, a transmissão de calor é executada pelocorpo de fibra de metal 162, enquanto a evaporação do solvente de hidro-carboneto adsorvido é realizada pelo corpo poroso de resina 164. Além dis-so, o corpo poroso 158 pode ser feito mais leve.Mais ainda, a Fig. 82 mostra um outro exemplo de uma modifi-cação para o recipiente de armazenamento 10 mostrado na Fig. 78. Na es-trutura mostrada na Fig. 82, o ajuste do corpo poroso 158 no recipiente dearmazenamento 10 é feito de uma liga de memória de formato 166. O diâ-metro inicial (1) desta liga de memória de formato 166 deve ser menor doque aquele da entrada de metano 20, e, portanto, a liga de memória de for-mato 166 é facilmente inserida no recipiente de armazenamento 10. Depoisde inserida no recipiente de armazenamento 10, a liga de memória de for-mato 166 se expande por calor no recipiente de armazenamento 10 e se fixaexercendo a força de orientação na superfície interna do recipiente de arma-zenamento 10. Ao se fazer o corpo poroso 158 deste material, o processo defabricação do recipiente de armazenamento 10 pode ser simplificado, porqueo corpo poroso 158 pode ser inserido após o recipiente de armazenamento10 ser fabricado.

Modalidade 33

A Fig. 83 mostra um outro exemplo do recipiente de armazena-mento usado para o sistema de liquefação e armazenamento de gás paraum gás à base de metano, de acordo com a presente invenção. Na estruturamostrada na Fig. 83, após o recipiente de armazenamento 10 ser carregadocom um solvente de hidrocarboneto, uma injeção de CNG, de acordo com asmodalidades acima 26 a 32, é realizada, até que a pressão interna do recipi-ente de armazenamento 10 tenha atingido de 16 a 18 MPa, mais ou menos.Então, o CNG é injetado através da entrada de metano 20 na extremidadede porção de fase líquida 16 do recipiente de armazenamento 10, porquepouco calor é gerado após a pressão interna do recipiente de armazena-mento 10 atingir 16 MPa ou mais. Desta forma, pela aplicação do segundoestágio de carregamento do recipiente de armazenamento 10 com CNGatravés da entrada de metano 20 provida no fundo do recipiente 10, o CNGsopra bolhas na porção de fase líquida 16, enquanto sendo injetado no reci-piente 10. Como resultado, o CNG pode ser armazenado a uma densidademais alta.Modalidade 34

A Fig. 84 mostra um outro exemplo do recipiente de armazena-mento usado para o sistema de liquefação e armazenamento de gás paraum gás à base de metano, de acordo com a presente invenção. Na estruturamostrada na Fig. 84, antes do recipiente de armazenamento 10 ser carrega-do com o CNG1 o gás cujo ingrediente principal é metano e parte do solventede hidrocarboneto remanescente no recipiente de armazenamento 10 é des-carregado para fora através de uma válvula 168 e de uma câmara de des-compressão 170. O resfriamento pela expansão adiabática do gás descarre-gado na câmara de descompressão 170 e o calor latente da evaporação daporção de fase líquida 16 resfriam a porção de fase líquida 16. Conseqüen-temente, um CNG de densidade mais alta pode ser obtido. O material arma-zenado, assim descarregado é suprido para um motor, por exemplo, que usecombustível.

Para um recipiente que tem a estrutura de exemplo mostrada naFig. 84, o material armazenado é principalmente descarregado a partir daporção de fase de vapor 12 do recipiente de armazenamento 10. Contudo, osolvente de hidrocarboneto pode ser descarregado, principalmente, pelo po-sicionamento de um bocal 172 com sua ponta imersa no solvente de hidro-carboneto, como mostrado na Fig. 85. Isso permite o suprimento de com-bustível líquido para um motor, se um combustível tal como gasolina ou óleoleve for usado como o solvente de hidrocarboneto.

A Fig. 86 mostra um exemplo de modificação para o recipientede armazenamento 10 mostrado na Fig. 84. Na estrutura mostrada na Fig.86, uma válvula de redução de pressão 174 é instalada entre a válvula 168 ea câmara de descompressão 170. Esta estrutura pode aumentar a taxa deexpansão do gás descarregado da porção de fase de vapor 12 do recipientede armazenamento 10, e permite que a câmara de descompressão 170 pro-duza um efeito de resfriamento mesmo maior.

A Fig. 87 mostra um outro exemplo de modificação para o reci-piente de armazenamento 10 mostrado na Fig. 84. Na estrutura mostrada naFig. 87, o gás descarregado do recipiente passa através da válvula de redu-ção de pressão 174 e de um tubo de resfriamento 176 enrolado em torno dorecipiente de armazenamento 10, sem passar através do recipiente de ar-mazenamento 10, antes de ser descarregado. Esta estrutura pode melhoraro efeito de resfriamento sobre o material armazenado no recipiente de arma-zenamento 10, particularmente quando o recipiente de armazenamento 10for feito de material, tal como aço com alta condutividade térmica.

Mais ainda, a Fig. 88 mostra um outro exemplo de modificaçãopara o recipiente de armazenamento 10 mostrado na Fig. 84. Na estruturamostrada na Fig. 88, a superfície externa da câmara de descompressão 170é coberta com um material regenerativo de calor 178. Com esta estrutura,uma vez que a temperatura da câmara de descompressão 170 tenha se tor-nado baixa por causa da descarga de gás, o material regenerativo de calor178 retém esta baixa temperatura, e, assim, o efeito de resfriamento podeser mantido por um longo tempo. Isso pode resolver o problema de que orecipiente de armazenamento 10 é internamente resfriado apenas duranteuma descarga de gás do recipiente 10, quando o motor estiver operando,mas o efeito de resfriamento está inativo durante a inatividade do motor,uma vez que a descarga de gás pára. Esta estrutura pode manter uma baixatemperatura do material armazenado no recipiente de armazenamento 10,permitindo que um CNG de alta densidade seja armazenado, mesmo quan-do o recipiente for carregado com CNG um certo tempo após ter decorrido,ao invés de imediatamente após o motor ser desligado.

Modalidade 35

A Fig. 89 mostra um outro exemplo do recipiente de armazena-mento usado para o sistema de liquefação e armazenamento de gás paraum gás cujo ingrediente principal é metano, de acordo com a presente in-venção. Na Fig. 89, o recipiente de armazenamento 10 pode ser recomple-tado com algum solvente de hidrocarboneto, para recuperar aquele perdido,se necessário, concorrentemente com ser carregado com CNG. Neste caso,o solvente de hidrocarboneto é resfriado por meio de um refrigerante de sol-vente 180, antes de ser suprido para o recipiente de armazenamento 10.Isso pode diminuir a temperatura do material armazenado no recipiente dearmazenamento 10, e permite que um CNG de densidade mais alta seja ar-mazenado.

Por exemplo, o refrigerante de solvente 180 acima pode serinstalado em um veículo e o refrigerante do condicionador de ar do veículopode ser usado para a realização do resfriamento. Se esta configuração formontada em um veículo, uma nova instalação de resfriamento não é reque-rida para o lado de suprimento de combustível e uma carga fácil com umCNG de alta densidade é possível.

Mais ainda, a configuração acima, na qual o refrigerante de sol-vente 180 resfria o solvente de hidrocarboneto para recompletamento, podeser combinado com um outro método de resfriamento, por exemplo, aquelemostrado na Fig. 84, no qual um resfriamento é realizado pela descarga domaterial armazenado no recipiente de armazenamento 10. Isso pode criarum efeito de resfriamento mesmo maior no recipiente de armazenamento 10.

Aplicabilidade Industrial

De acordo com a presente invenção, como explicado acima, omeio de ajuste de composição pode manter relações constantes dos consti-tuintes do material armazenado sendo descarregado a partir do recipiente dearmazenamento e estabilizar sua combustão em um circuito.

Devido ao fato de o gás cujo ingrediente principal é metano serdissolvido em um certo tipo de solvente de hidrocarboneto e armazenado,um metano de densidade mais alta pode ser armazenado.

Mais ainda, quando o gás cujo ingrediente principal é metano e osolvente de hidrocarboneto são colocados em um estado supercrítico e ar-mazenados no recipiente de armazenamento, o metano pode ser armazena-do com uma densidade ainda mais alta.

Quando o recipiente de armazenamento é recarregado, as rela-ções dos elementos constituintes do conteúdo do recipiente de armazena-mento são verificadas, e as relações dos constituintes do material a ser su-prido para o recipiente de armazenamento são ajustadas. Portanto, as rela-ções dos constituintes do conteúdo do recipiente de armazenamento podemser otimizadas, após o recipiente de armazenamento ser carregado. Conse-qüentemente, um metano de densidade mais alta pode ser armazenado e omaterial armazenado pode ser descarregado do recipiente de armazena-mento e suprido com uma relação de constituinte constante para um siste-ma, para uso.

Quando o material armazenado é suprido a partir da porção defase de vapor do recipiente de armazenamento, sempre suprido a partir dorecipiente de armazenamento para um sistema que o usa, a quantidade desolvente de hidrocarboneto pode ser reduzida. Pela determinação apenas daquantidade de líquido no recipiente de armazenamento, o recipiente de ar-mazenamento pode ser recompletado com uma quantidade apropriada desolvente de hidrocarboneto.

Quando o solvente de hidrocarboneto é suprido a partir de umrecipiente de armazenamento dedicado a solvente de hidrocarboneto insta-lado em um corpo móvel para o recipiente de armazenamento, a freqüênciade recompletamento do solvente de hidrocarboneto a partir do lado de su-primento de combustível para o corpo móvel pode ser reduzida.

Quando o solvente de hidrocarboneto em fase líquida é separa-do da parte gasosa do material armazenado descarregado do recipiente dearmazenamento e retornado para o recipiente de armazenamento, a quanti-dade de consumo do solvente de hidrocarboneto no recipiente de armaze-namento pode ser mais reduzida.

Quando o material armazenado é descarregado de ambas asporções de fase de vapor e de fase líquida do recipiente de armazenamentoa uma taxa constante e suprido do recipiente de armazenamento para umsistema onde ele é usado, ambas as relações dos constituintes do materialarmazenado no recipiente de armazenamento e do material suprido para osistema podem ser mantidas constantes.

Quando o recipiente de armazenamento é internamente resfria-do quando é carregado com um gás cujo ingrediente principal é metano, adensidade do material armazenado no recipiente de armazenamento é esta-bilizada, e um ajuste mais preciso das taxas dos constituintes do materialarmazenado pode ser obtido. Como resultado, as relações dos constituintesdo material armazenado sendo descarregado do recipiente de armazena-mento podem ser facilmente mantidas constantes.

Mais ainda, o espaço interno do recipiente de armazenamentopode ser resfriado eficientemente, através de uma expansão adiabática e docalor latente da evaporação, que ocorre quando o material armazenado édescarregado do recipiente de armazenamento.

Quando gasolina ou um óleo leve é usado como o solvente dehidrocarboneto com o qual o recipiente de armazenamento é carregado, osolvente em si pode ser usado como um combustível, em uma emergência.

Claims

1. Sistema de liquefação e armazenamento de gás para gás àbase de metano, caracterizado pelo fato de ser para a dissolução do referidogás em um solvente de hidrocarboneto, para armazenamento em um recipi-ente de armazenamento e descarregamento do material armazenado do re-cipiente de armazenamento para uso, e de ser fornecido com um meio deajuste de composição para manutenção de uma relação específica dosconstituintes do referido material armazenado sendo descarregado.

2. Sistema de liquefação e armazenamento de gás de acordocom a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido meio de a-juste de composição mantém uma relação constante dos elementos constitu-intes dos conteúdos do referido recipiente de armazenamento.

3. Sistema de liquefação e armazenamento de gás de acordocom a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o referido solven-te de hidrocarboneto é um hidrocarboneto que está líquido à temperaturaambiente.

4. Sistema de liquefação e armazenamento de gás de acordocom a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o referido solven-te de hidrocarboneto é um solvente compósito de um hidrocarboneto quenão se liqüefaz prontamente à temperatura ambiente e de um hidrocarbone-to que está normalmente líquido à temperatura ambiente.

5. Sistema de liquefação e armazenamento de gás de acordocom a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o referido solven-te de hidrocarboneto é hexano.

6. Sistema de liquefação e armazenamento de gás de acordocom a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o referido solven-te de hidrocarboneto é gasolina ou um óleo leve.

7. Sistema de liquefação e armazenamento de gás de acordocom a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o éter de dimetilaé usado em vez do referido solvente de hidrocarboneto.

8. Sistema de liquefação e armazenamento de gás de acordocom a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que existe um estadosupercrítico no referido recipiente de armazenamento, durante pelo menosum período inicial de descarga do referido material armazenado.

9. Sistema de liquefação e armazenamento de gás de acordocom a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a relação dos elemen-tos constituintes dos conteúdos do referido recipiente de armazenamento étal que, o conteúdo de um hidrocarboneto com um número de carbono de 3ou mais está entre 7% em mol e 45% em mol, e que um hidrocarboneto comum número de carbono de 2 ou menos está entre 93% em mol e 55% emmol.

10. Sistema de liquefação e armazenamento de gás de acordocom a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a relação dos elemen-tos constituintes dos conteúdos do referido recipiente de armazenamento étal que o conteúdo de um hidrocarboneto com um número de carbono de 3ou mais está entre 7% em mol e 65% em mol, e que um hidrocarboneto comum número de carbono de 2 ou menos está entre 93% em mol e 35% emmol.

11. Sistema de liquefação e armazenamento de gás de acordocom qualquer uma das reivindicações 8 a 10, caracterizado pelo fato de queo ingrediente principal do referido hidrocarboneto com um número de carbo-no de 3 ou mais é butano.

12. Sistema de liquefação e armazenamento de gás de acordocom qualquer uma das reivindicações 8 a 10, caracterizado pelo fato de queo ingrediente principal do referido hidrocarboneto com um número de carbo-no de 3 ou mais é propano.

13. Sistema de liquefação e armazenamento de gás de acordocom qualquer uma das reivindicações 8 a 12, caracterizado pelo fato de queo referido recipiente de armazenamento tem a temperatura regulada, de mo-do que um estado supercrítico seja mantido dentro do recipiente.

14. Sistema de liquefação e armazenamento de gás de acordocom a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:um meio para a determinação das condições no recipiente dearmazenamento, para determinar as relações dos constituintes do hidrocar-boneto e da quantidade de hidrocarboneto contida no referido recipiente dearmazenamento; eum meio de controle de relação de suprimento, para calcularuma relação na qual o referido gás e o referido solvente de hidrocarbonetodevem ser supridos para o referido recipiente de armazenamento, com baseno resultado da determinação acima, e para a execução do referido supri-mento.

15. Sistema de liquefação e armazenamento de gás de acordocom a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o referido meio decontrole de relação de suprimento calcula uma relação de suprimento combase na quantidade de suprimento do referido gás.

16. Sistema de liquefação e armazenamento de gás de acordocom a reivindicação 14 ou 15, caracterizado pelo fato de que o referido meiopara a determinação das condições no recipiente de armazenamento deter-minará a pressão, a temperatura e a quantidade de solução de solvente noreferido recipiente de armazenamento e obterá as relações de constituintesde hidrocarboneto e a quantidade de hidrocarboneto a partir desses parâmetros.

17. Sistema de liquefação e armazenamento de gás de acordocom a reivindicação 14 ou 15, caracterizado pelo fato de que o hidrocarbo-neto descarregado do referido recipiente de armazenamento é oxidado emum motor de combustão interna, e o referido meio para a determinação dascondições no recipiente de armazenamento determina as relações dos cons-tituintes de hidrocarboneto com base na saída de um meio de determinaçãode relação de ar - combustível, provido para o referido motor de combustãointerna.

18. Sistema de liquefação e armazenamento de gás de acordocom a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que uma saída defase de vapor é provida no topo do referido recipiente de armazenamento,um detector de quantidade de líquido é instalado, para detectar a quantidadede solvente de hidrocarboneto líquido no referido recipiente de armazena-mento, apenas a porção de fase de vapor do material armazenado no referi-do recipiente de armazenamento sendo descarregada através da referidasaída de fase de vapor, e a quantidade de solvente de hidrocarboneto a sersuprida para recarregamento sendo calculada com base no resultado da de-terminação realizada pelo referido detector de quantidade de líquido.

19. Sistema de liquefação e armazenamento de gás de acordocom qualquer uma das reivindicações 14 a 18, caracterizado pelo fato deque um recipiente de retirada é instalado para receber o hidrocarboneto re-manescente de retirada do referido recipiente de armazenamento, e o hidro-carboneto de retirada e o referido gás são supridos após o solvente de hi-drocarboneto ser suprido.

20. Sistema de liquefação e armazenamento de gás de acordocom qualquer uma das reivindicações 14 a 19, caracterizado pelo fato deque um recipiente de carregamento temporário é conectado ao referido reci-piente de armazenamento, o solvente de hidrocarboneto é suprido para oreferido recipiente de carregamento temporário antes do referido gás sersuprido, e o referido solvente de hidrocarboneto e o referido gás são supri-dos em conjunto para o referido recipiente de armazenamento.

21. Sistema de liquefação e armazenamento de gás de acordocom qualquer uma das reivindicações 14 a 19, caracterizado pelo fato deque:um recipiente de carregamento temporário para uso exclusivocom solvente é instalado, de modo a ser posicionado mais alto do que o ní-vel de líquido do referido recipiente de armazenamento em conexão em pa-ralelo com o referido recipiente de armazenamento através de uma tubula-ção equipada com um meio de controle de passagem;o referido recipiente de carregamento temporário para uso ex-clusivo com solvente é carregado com o solvente de hidrocarboneto enquan-to a referida passagem está fechada; eo solvente de hidrocarboneto entra no referido recipiente de ar-mazenamento quando a referida passagem estiver aberta.

22. Sistema de liquefação e armazenamento de gás de acordocom qualquer uma das reivindicações 14 a 21, caracterizado pelo fato deque o referido recipiente de armazenamento é instalado em um corpo móvel,e um recipiente de armazenamento dedicado a solvente de hidrocarbonetopara o armazenamento apenas do solvente de hidrocarboneto, é conectadoao referido recipiente de armazenamento.

23. Sistema de liquefação e armazenamento de gás de acordocom a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material armazenadoem uma forma gasosa é descarregado da porção de fase de vapor do referi-do recipiente de armazenamento e o solvente de hidrocarboneto em faselíquida é separado do gás descarregado e retornado para o referido recipien-te de armazenamento.

24. Sistema de liquefação e armazenamento de gás de acordocom a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material armazenadoem uma forma líquida é descarregado da porção de fase líquida do referidorecipiente de armazenamento em uma quantidade pequena o suficiente paraque nenhuma mudança substancial da pressão interna do referido recipientede armazenamento ocorra, e o líquido descarregado é retornado para o refe-rido recipiente de armazenamento, após a vaporização de um gás do referi-do líquido.

25. Sistema de liquefação e armazenamento de gás de acordocom a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o hidrocarbonetode fase de vapor é descarregado a partir do topo do referido recipiente dearmazenamento e o hidrocarboneto de fase líquida é descarregado a partirdo fundo do referido recipiente de armazenamento a uma relação constante.

26. Sistema de liquefação e armazenamento de gás de acordocom a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que o referido recipientede armazenamento é fornecido com um detector de quantidade de líquido.

27. Sistema de liquefação e armazenamento de gás de acordocom a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que o material armazena-do descarregado do referido recipiente de armazenamento é oxidado em umcircuito, enquanto a relação de constituintes no material descarregado per-manece constante, como resultado da manutenção de relações consistentesdos elementos constituintes dos conteúdos do referido recipiente de arma-zenamento, como determinado com base na saída de um meio de determi-nação de relação de ar - combustível provido para o referido motor de com-bustão interna.

28. Sistema de liquefação e armazenamento de gás de acordocom a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que os referidos hidrocar-bonetos de fase de vapor e de fase líquida descarregados são aquecidos, demodo que os hidrocarbonetos descarregados de fases diferentes se misturem.

29. Sistema de liquefação e armazenamento de gás de acordocom a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que o referido hidrocar-boneto de fase líquida descarregado é vaporizado e, então, misturado emconjunto com o referido hidrocarboneto de fase de vapor descarregado.

30. Sistema de liquefação e armazenamento de gás de acordocom a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o referido recipiente dearmazenamento é resfriado quando estiver sendo suprido com o referido gás.

31. Sistema de liquefação e armazenamento de gás de acordocom a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o referido recipiente dearmazenamento é fornecido com uma pluralidade de portas de carregamen-to posicionadas espaçadas umas das outras, uma das referidas portas decarregamento sendo inicialmente usada, e o carregamento sendo alternadopara uma outra porta de carregamento, enquanto o carregamento com o re-ferido gás continua.

32. Sistema de liquefação e armazenamento de gás de acordocom a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o referido recipiente dearmazenamento é fornecido com um meio de condução de calor, que cobrea superfície interna do referido recipiente de armazenamento e é conectadoa uma porta de carregamento para o referido gás provido no referido recipi-ente de armazenamento.

33. Sistema de liquefação e armazenamento de gás de acordocom a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o referido recipiente dearmazenamento é fornecido com uma pluralidade de portas de carregamen-to posicionadas espaçadas umas das outras e as referidas portas de carre-gamento são usadas ao mesmo tempo.

34. Sistema de liquefação e armazenamento de gás de acordocom a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que um elemento de ex-tensão de passagem é instalado, se estendendo a partir de uma porta decarregamento provida no referido recipiente de armazenamento e entrandono espaço interno do referido recipiente de armazenamento, e o referido e-Iemento de extensão de passagem tem uma pluralidade de aberturas de Ii-beração dispostas ao longo de sua direção longitudinal em pontos suficien-temente separados das paredes internas do referido recipiente de armaze-namento.

35. Sistema de liquefação e armazenamento de gás de acordocom a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que as aberturas de Iibera-ção são inclinadas como saídas internas de uma porta de carregamento pro-vida no referido recipiente de armazenamento.

36. Sistema de liquefação e armazenamento de gás de acordocom a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que uma porta de carre-gamento é posicionada na extremidade distante da área que mantém o sol-vente no referido recipiente de armazenamento.

37. Sistema de liquefação e armazenamento de gás de acordocom a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que um corpo poroso éinstalado no referido recipiente de armazenamento.

38. Sistema de liquefação e armazenamento de gás de acordocom qualquer uma das reivindicações 31 a 37, caracterizado pelo fato deque o carregamento é realizado de modo que o uso de uma porta de carre-gamento provida no fundo do referido recipiente de armazenamento comeceenquanto o gás estiver sendo carregado.

39. Sistema de liquefação e armazenamento de gás de acordocom a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que uma porção do solven-te de hidrocarboneto é vaporizada e liberada para fora do referido recipientede armazenamento, antes do referido recipiente de armazenamento ser car-regado com gás.

40. Sistema de liquefação e armazenamento de gás de acordocom a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o referido material ar-mazenado é liberado para fora do referido recipiente de armazenamento a-través de uma passagem de descompressão provida dentro ou na superfíciedo referido recipiente de armazenamento.

41. Sistema de liquefação e armazenamento de gás de acordocom a reivindicação 40, caracterizado pelo fato de que a referida passagemde descompressão é coberta com um material regenerador de calor.

42. Sistema de liquefação e armazenamento de gás de acordocom a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o referido sistema écarregado com um solvente de hidrocarboneto resfriado, antes de ser carre-gado com o referido gás.

43. Sistema de liquefação e armazenamento de gás de acordocom a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o referido recipiente dearmazenamento é fornecido com um meio de agitação.

44. Sistema de liquefação e armazenamento de gás de acordocom a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o solvente de hidro-carboneto pode ser descarregado para uso imediato a partir do recipiente dearmazenamento.

45. Dispositivo de liquefação e armazenamento de gás para umgás à base de metano, caracterizado pelo fato de que compreende:um meio de determinação de informação de composição, paradeterminar as relações dos constituintes do material armazenado em umrecipiente de armazenamento, no qual o referido gás é dissolvido em umsolvente de hidrocarboneto e armazenado; eum meio de envio, para enviar o resultado da determinação aci-ma para o lado de suprimento a partir do qual o referido gás e o referido sol-vente de hidrocarboneto são supridos para o referido recipiente de armaze-namento.

46. Dispositivo de liquefação e armazenamento de gás para umgás à base de metano, caracterizado pelo fato de que compreende:um recipiente de retirada, para a retirada do hidrocarboneto re-manescente de um recipiente de armazenamento, no qual o referido gás édissolvido em um solvente de hidrocarboneto e armazenado;um meio de determinação, para determinar as relações dosconstituintes do hidrocarboneto no referido recipiente de retirada; eum meio de controle de relação de suprimento, para controlaruma relação na qual o referido gás e o referido solvente de hidrocarbonetosão supridos para o referido recipiente de armazenamento, com base noresultado da referida determinação.

47. Dispositivo de liquefação e armazenamento de gás para umgás à base de metano, caracterizado pelo fato de que no estágio preceden-te, um recipiente de armazenamento, no qual o referido gás é dissolvido emum solvente de hidrocarboneto e armazenado, um recipiente de carrega-mento temporário para uso exclusivo com solvente, para carregamento norecipiente de armazenamento de um solvente de hidrocarboneto tendo umapressão de equilíbrio inferior ao gás do qual principal ingrediente é metano eé instalado via um meio para o controle de passagem entre o recipiente dearmazenamento e o recipiente de carregamento temporário para uso exclu-sivo com solvente.

48. Dispositivo de liquefação e armazenamento de gás para umgás à base de metano, caracterizado pelo fato de que a fonte de suprimentodo referido gás e a fonte de suprimento de um solvente de hidrocarbonetosão conectadas através de respectivos meios de controle, a um tanque dearmazenamento temporário, que, por sua vez, é conectado a um recipientede armazenamento no qual o referido gás é dissolvido no referido solventede hidrocarboneto e armazenado.

49. Dispositivo de liquefação e a armazenamento de gás paraum gás à base de metano, caracterizado pelo fato de que compreende:um recipiente de armazenamento, no qual o referido gás é dis-solvido em um hidrocarboneto e armazenado; eum recipiente de armazenamento dedicado a solvente de hidro-carboneto, para o armazenamento apenas do referido solvente de hidrocar-boneto, conectado ao referido recipiente de armazenamento através de ummeio de controle.

50. Dispositivo de liquefação e armazenamento de gás para umgás à base de metano, caracterizado pelo fato de que compreende:uma saída de fase de vapor, para o descarregamento do referidomaterial armazenado gasoso, provida no topo de um recipiente de armaze-namento, no qual o referido gás é dissolvido em um solvente de hídrocarbo-neto e armazenado;um separador de vapor e líquido, para a separação de líquido doreferido material armazenado gasoso; euma passagem de retroalimentação, para o retorno do líquidoseparado pelo referido separador de vapor e líquido para o referido recipien-te de armazenamento.