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天然气液化级联工艺

1877
  • Raoul Pictet
  • Louis Paul Cailletet
Historical laboratory showcasing the Gas Liquefaction Cascade Process with vintage cryogenic equipment.

(图片仅供参考)

这种由拉乌尔·皮克泰(Raoul Pictet)首创的气体液化工艺,利用一系列沸点逐渐降低的其他气体来液化目标气体。第一种气体通过以下方式液化: 压力 在环境温度下。然后利用其蒸发来冷却和液化第二种更易挥发的气体,而这种气体又反过来用于冷却和液化目标气体,从而形成“级联”冷却过程。

Raoul Pictet’s apparatus in 1877 was a landmark achievement. He used sulfur dioxide (SO2), which liquefies at -10 °C under pressure, as the first stage. By allowing the liquid SO2 to evaporate, he cooled carbon dioxide (CO2) below its critical temperature, allowing it to be liquefied. The evaporating liquid CO2, which boils at -78 °C, then provided the intense cold needed to cool oxygen gas below its critical temperature (-118 °C). By subjecting this cold oxygen gas to very high pressure, Pictet produced the first visible droplets of liquid oxygen. Louis Paul Cailletet achieved a similar result independently at the same time using a different method. The cascade method is thermodynamically efficient but complex, requiring multiple refrigeration circuits with different refrigerants. It was a crucial step before the development of more integrated systems like the Hampson-Linde cycle其原理仍然应用于现代多级制冷循环,尤其是在大规模液化天然气生产中。

UNESCO Nomenclature: 2212
– Thermodynamics

类型

化学过程

中断

重大的

用法

广泛使用

前体

  • Discovery of critical temperatures (Thomas Andrews)
  • Michael Faraday’s work on liquefying gases like chlorine and ammonia
  • Understanding of 潜热 of vaporization
  • 机械压缩机和泵的开发

应用程序

  • 大型工厂的天然气液化(LNG)
  • 氧气和氮气的早期液化
  • 需要多种科学研究 低温 温度阶段
  • industrial gas separation processes
  • 多级制冷系统

专利:

NA

潜在创新理念

  • 未来聚变反应堆的集成多级冷却系统
  • 利用原位资源的深空栖息地级联制冷
  • 用于分散生产医用氧气的模块化低温装置
  • 混合级联热电冷却器,实现静音、高效制冷
  • 采用级联相变材料的低温储能系统
  • 采用混合制冷剂回路的先进液化天然气工艺,是级联原理的演变
  • 生物组织器官超低温保存
  • 用于氢经济的液化氢级联系统
  • 用于分离复杂合金的低温回收工艺
  • compact cascade coolers for high-temperature superconductor applications
Related to: cascade process, liquefaction, Raoul Pictet, cryogenics, refrigeration cycle, boiling point, oxygen, phase change, multi-stage cooling, thermodynamics.

历史背景

天然气液化级联工艺

1869
1871
1876
1877
1880
1882-01-01
1884
1868
1870
1873
1877
1880
1882-01-01
1883
1884

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

第十年 周年纪念日

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