DE2036105A1 - Gasverflussigungsverfahren - Google Patents

Gasverflussigungsverfahren

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DE2036105A1
DE2036105A1 DE19702036105 DE2036105A DE2036105A1 DE 2036105 A1 DE2036105 A1 DE 2036105A1 DE 19702036105 DE19702036105 DE 19702036105 DE 2036105 A DE2036105 A DE 2036105A DE 2036105 A1 DE2036105 A1 DE 2036105A1
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Ralph E Chicago 111 Peck (V St A)
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Institute of Gas Technology, Chica go, 111 (V St A )
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Description

DR. KURT-RUDOLF ElKENBERG
j ^ PATENTANWALT
• HANNOVCH · SCHACKtTRASSI 1 · TtLEPON «0811) «140·· 'KAlEL PATENTION HANNOVER
Institute of Gas i'eohnology 246/45
Gasverflüssigungsverfahren
Die Erfindung bezieht sich auf verbesserte' Verfahren zur Verflüssigung von Gasen.
Das erfindungsgemäße Verfahren-ist'-insbesondere geeignet zur Verflüssigung von Erdgas* äae meistens aue . Methan besteht» jedoch auch schwerere Kohlenwasserstoffe wie beispielsweise Äthan, Propan, Butan und dgl» enthalten kann. Aus der nachfolgenden .Beschreibung geht jedoch her-
10 08 US/
vor, daß das erfindungsgemäße Verfahren zur Verflüssigung eines großes .Bereiches von normalerweise gasförmigen Substanzen benutzt werden kann* in-dem die in diesem System, verwendeten KühlmittelkompotieDteii entsprechend ausgewählt werden.
Es ist allgemein bekannnt9 daß Übergang vom gasförmigen Zustand -in den stand um ungefähr 1/600 seines Volums atai:
das Naturgas im verflüssigten Zmstan' und gelagert werden kanaa Aue diesem liehe Anstreagiiögea uBttsaoraaea W2?d@aö um TerfaJiren aurv¥erflissigöag von latßE'gae zu vax?fe
ame me®& "ϊ㧮η0 Bsrso siae feasiert auf einam
spannen kanu« v?ob@i ei©Ja
der i'efflperatur 8IgIIt9 "bis @ia feucht< wobei der kondensiert® Teil fob d©m teoekeasa ßaariiekstand getrennt werden kanoo Das letgt©!?©1 kaaa den and mit Zusatsgas daroö, das Expaasioassystem Daa komprimierte Gae ei@3b.t üblieJatrw^is© im ¥äs®©austaia©bla mit einem Kühlmittel9 um &i® I@apr©i 'und das Gaa
ProzentBatz äes f«
schritt
Die andere Haupttype eines Gasverflüssigungssystems besteht in einem Kaskadensystem, das auf der Benutzung von Wärmeaustauschern basiert, die fortlaufend angeordnet sind, um die Temperatur des Gases auf eine Verflüssigungstemperatur zu reduzieren. Bei dieser Tempe-. ratur wird das gesamte Gas in eines flüssigen Zustand
■ überführt. Wärmeaustausch zur Abkühlung wird im allgemeinen ausgeführt, wehrend das Gas sich unter einem etwas höheren Druck als dem Atmosphärendruck befindet, wobei die Phasenumwandlung unter einem höheren und leichter zugänglichen 'i'emperaturniveäu auftritt. Bas komprimierte und verflüssigte Gas wird dann auf einen niedrigeren Druck gebracht,s der zur Speicherung und zum Transport geeignet ist. Während der Druckverminderung verdampft ein wenig der Flüssigkeit als Gas unter damit einhergehender Verminderung der Temperatur.
Die Auswahl eines Kaskadenkreislaufs oder eines Expansionskreislaufes für die Verflüssigung hängt von einer Anzahl von Paktoren ab wie beispielsweise &βτ Zusammensetzung des Gases, den Energieerfordernissen, dem für die Verflüssigungsanordnung zur Verfügung .stehenden-Raum, die.Kosten des Rohmaterials, den Typ der Verflüssigungsanlage und dgl.
j . Das erfindungsgemäße Verfahren entspricht vom Grundsatz her einem Kaskadensystem , es sind jedoch wesent-
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liehe Verbesserungen gegenüber dem klassischen Kaskadenkreislauf oder gegenüber dem neueren: >., sogenannten vereinigten Kaskadenkreielauf, der nur einen Kompressor verwendet, vorhanden. Bei dem !©tzeren Systam werden die KUhlmittelkomponenten wie Propan* Ä'than und Butan sowohl im Abkühlkreislauf dee Systems wie Tbei der Speicherung getrennt als individuelle Komponenten oder Ströme gehalten. Infolgedessen benötigt dieses System einen wesentlichen Energieaufwand zum Kondensieren dieser KUhlmittelkomponenten f um die Wirksamkeit des Systems aufrechtzuerhalten. Gemäß der vorliegende! Erfindung werden die Kühlmittelkomponenten miteinander vermischt und nach dem Komprimieren gemäß einer Ausführungsart dec Erfindung mit dem Naturgas in dem Verfahrensstrom gemischt« Danach werden die Kühlmittellomponenten in einzelne Ströme mit im wesentlichen reinen Komponenten getrennt, die dem System als Flüssigkeitsströme zugeführt werden« Gemäß einer zweiten Ausführung der Erfindung werden die Kühlmittelkomponentoa in individuelle Ströme mit verschiedener Mischung der Komponenten getrennt. Die Kühlung erfolgt durch aufeinanderfolgendes Verdampfen der, gekühlten, flüssigen Komponentenströme in einen Gasstrom, der nach der Verdampfung der einzelnen, gekühlten, flüssigen Komponentenströme (rein oder gemischt) in ihn hinein den gemischten Kühl*· mittelkomponentenstrom bildet und zu dem Kompressor zurückgeleitet wird. Mit dieser Anordnung ist lediglich ein einstufigr Kompressor notwendig, wobei die erforderliche Kompressionsenergie ungefähr 4O# niedriger liegt als die
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2 O 361O
Kompressionsenergie, die für einen klassischen Kaskadenkreislauf notwendig ist«
Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl für die anfängliche Verflüssigung von Naturgas an der Einspeisung, zur Speicherung oder zum Transport und zum Wiederverflüssigen von itfaturgasdämpfen benutzt werden, die während der Speicherung abdampfen. Grundsätzlich werden in der Kaskade und in dem enthaltenen Kaskadensystem das verdampfte Gas und das Spülgas entweder an die Atmosphäre herausgelassen, in einem zweiten Kompressor komprimiert oder als Brennstoff verwendet. Wenn es an die Atmosphäre herausgelassen oder als Brennstoff benutzt wird, kann das gespeicherte Gas einen übersohuß an schweren Kohlenwasserstoffen besitzen und nicht für eine allgemeine Verbreitung geeignet sein. Wenn es in einem aweiten Kompressor komprimiert und dem Speicher .wieder zugeführ t wird, werden sowohl die Anlage- als auch die Energiekosten höher. Mit dem System der vorliegenden Erfindung kann das verdampfte Gas und das Spülgas zurückgeführt und mit dem Speisestrom kombiniert werden und so wieder den Speichertanks zugeleitet werden, so daß keine zusätzlichen Anlagen erforderlich sind und die Konzentration des gespeicherten Gases im wesentlichen konstant gehalten wird.
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Entsprechend ist es ei η Ziel der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Yerflüssigiangsssebem für gasförmige Materials anzugebeoo
Ziel, ein verbessertes Yerflüssi
fltissigung oder Wiederverflüssiguaig voa naturgas vor-» zusehen.
! Ein anderes Ziel besteht daria9 ein verbessertes
; Yerflüssigungssyäem anzugebenf daß einfach . in seiner
j Konstruktion und wirtschaftlich und wirksam in seiner
: Arbeitsweise ist.
Ebenso ist es ein weiteres Ziel ein verbessertes Verflüssigungssystem vorzusehen. in dem die Kühlmittelkomponenten einem Kompressor als gemischter' Strom zug©- führt werden, der nach Kompression in einzelne Ströme-aufgeteilt wird, die in das System.als.-Plüssigkeitsströme eintreten»
Ein noch anderes Ziel besteht in der Vorsehung eines verbesserten Verflüssigungssystems, in dem wesentlich weniger Kompressionsenergie als.bei ähnlichen'Systemen notwendig ist. , ....
Weitere Ziele und Merkmale der Erfindung sind teilweise offensichtlich and werdei zum-anderen Teil nachfolgend beschrieben werden»
, Die Erfindung umfaßt ! Schritte und die Beziehungen Schritte im Hinbliok auf dlo spielhaft erläutert werden..
©inen oder mehreren solcher anderen Schritt©» Dies wird bei1
torte-t/i-m-
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend
anhand der Zeichnungen in Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 ein eine Ausführungsform der Erfindung
darstellendes Strömungsdiagramm,
Fig. 2 und 3 Teile von Strömungsdiagrammen,
die Modifizierungen der Erfindung darstellen,
Fig. 4 ein eine zweite Ausgestaltung der
Erfindung darstellendes Strömungsdiagramm und
Fig. 5 einen Teil eines Strömungsdiagramms,
das eine Modifizierung der Ausgestaltung
gemäß Fig. 4 darstellt.
Gemäß Fig. 1 wird ein Naturgasstrom 56 unter einem j hohen Druck und bei einer Temperatur , die durch Wasserkühlung
erreichbar ist, In das System eingegeben. Vorzugsweise wird ' dieser Naturgasstrom einem Methanabscheider 21 eines Abstreifersj eingespeist, worin er mit einem kondensierten, gemischten - ■ Kühlmittelstrom 55 vereint wird, der, wie später näher ;
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beschrieben wird, νοίί einem Mehrstufenkompressor 30 abgeleitet wird. Alternativ dazu kann der Naturgas strom 36 jedoch,, wenn er .im wesentlichen aus reinem Methan besteht, direkt dem Eingang eines Wärmeaustauschers 10 eingegeben werden$ wie es durch den JJtromverlauf 26 angedeutet ist» In dem dargestellten Beispiel wird angenommen!, daß sowohl der Naturgasstrom 36 als auch der kondensierte, gemischte Kühlmittelstromm 55 unter einem Druck von 42<,2 kg/cm .a. steht und eine Temperatur von 21,1 0C besitzt« Es können jedoch nach Wunsch auch unterschiedliche Drucke und Temperaturen benutzt und das System entsprechend modifiziert werden»
Der Abstreifer 20 kann von einer konventionellen Art sein, wie sie für fraktionierte Destillation benutzt wird;, wobei eefewere Kohlenwasserstoffs in einem totalen zyklischen Rücklauf benutzt werden mit einer Wärmeabführung in dem. Rüeklsiifteosiclesisor jeder lolonn®■und einer Wärme zuführung im Aufkociier jeder Kolonne« Beim dargestellten Beispiel bestehen die verschiedenen Kolonnen des Abstreifers 20 aus dem Methanabscheider 21, einem Äthanabscheider 22 9 einem Propan-abscheider 23s» einem Butanabsohöid©r 24-und einem Pentan-iabscheider 25? wobei, jsdes- der Abscheider einen Rück= laufkondensor 68 und einen Aufkooher 69 besitzt»
Der Methanabscheider'21 streift das !©than von dem kondensierten» gemischten. Kühlmittelstrom 55 und ra den gleioh» zeitigen Bedingungen den Naturgas strom 36 aTbr so daß ©in im
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wesentlichen reiner, flüssiger Methanstrom 40 für den Verflüssigungszyklus geliefert wird. Die meisten der schweren Bestandteile in dem Naturgasstrom werden von dem Rücklaufstrom 62 der schweren Bestandteile aufgenommen, wobei die Kühlleistung für die Kondensation des im wesentlichen reinen, flüssigen Methanstroms 40 in dem Verflüssigungskreislauf herabgesetzt wird.
Der Methanstrom 40 wird progressiv im Verflüssigungskreislauf innerhalb der Wärmeaustauscher 10 bis 17 in einer Weise abgekühlt, daß er einen Druck von ungefähr 42,2 kg/cm a» und eine Temperaturvon -157 0C besitzt, wenn er aus dem Wärmeaustauscher 17 austritt. Dies wird später näher beschrieben. Er kann dann unter Druck in einen Vorratstank eingegeben werden, vorzugsweise wird er jedoch durch ein Drosselventil 41 auf einen Speicherdruck entspannt, der üblicherweise in der Nähe des atmosphärischen Druckes liegt und bei dem dargestellten Beispiel als 1,05 kg/cm a. angenommen wird, und in einen Flüssigkeitsstrom 42 , der in den Vorratstank 18 eingegeben wird, und in einen gasförmigen Methanstrom 43 aufgeteilt. Beide Ströme haben eine Eemperatur.von angenähert -162 0O.
Der gasförmige Methanstrom 43 wird mit dem nachfolgend beschriebenen flüssigen Äthanstrom 58 vereinigt, woraufhin diese beiden Ströme mit dem gemischten Kühlmittelstrom vereinigt werden, der durch jeden der Wärmeaustauscher 10 bis
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hindurch dem Mehre tufenkompressör 50 zugeführt xfird0 Letzten Ende« werden all© individuellen Kühlmittilkomponenten mit dem Strom 50 vereinigt^ bevor äi@str dem Sfetestufenkompressor 30 zugeführt wirdβ Jtemsufolge wird i©r Btroa 50 nachfolgend als gemischter Kühlmitteleteoia 50 bezeichnet." Der gasförmige Methanation 43 wirkt als Träger für die einzelnen Kühlmittel» komponenten;, die auf genommen werden 9 indem sie in den ge= mischten KühlmitteIgtrom 50 Ii ine inver dampft werdenο Der Kühl» ■mittelstrom 50 wirkt so al® wirksames Arbeitsmittel für di© Wärmeaustauscher d@s System® „ Es ist infolgedessen für ©ine sachdienliche Arbeitsweise ä@& Systems notwendige dai ein gasförmiger Methamstrom mit d©a gemischten Kühlmittelstrom 50 gekoppelt und-vereinigt wird«, Dieser gasförmige Methanstrom kann in ä©r otseiibeiotaiefeones Weise geführt werdeno Alternativ dazu kaam ei? j®äo©h ataoh dureh Koppeln des verdampfenden Bestandteiles aus dem Vorratstank 18 mit dem gemischten Kühlmittelste©!! stia© Amfgatxs ©rfülleno Έβ versteht sieh für den
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, den Wärmeaustauschern 1
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ist» Jeder iies©^ Ateühlix 1 flüssige Stihlmittelkompoa.
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dieser Kreisläufe so angelegt ist, daß er eine ^temperaturerniedrigung des flüssigen Methanstromes 40 in dem Gebiet bewirkt, in dem er mit der größten Wirksamkeit arbeiten kann.
Speziell gesagt , umfaßt der Äthankreislauf den flüssigen Äthanstrom 58, der jeden .der Wärmeaustauscher 10 bis 17 von dem Äthanabscheider 22 des Abstreifers 20 aus durchläuft. Beim Durchgang durch diese Wärmeaustauscher wird der Druck des Äthanstromes 58 im wesentlichen auf einem konstanten Druck von 42,2 kg/cm a. gehalten, wobei er progressiv in den einzelnen Wärmeaustauschern auf -17,8 0C , -45,6 0O1 -56,7 0C, -73,7 0C, -95,6 0C, -107 °0, -118 0G und -157 0C abgekühlt wird. Nach dem Austritt aus dem Wärmeaustauscher 17 wird der gekühlte, flüssige Äthanstrom durch, das. Drosselventil 67 auf einen Druck von 1,05 kg/cm a. und eine 'Temperatur von -159 0G entspannt und mit dem gasförmigen Methanstrom 43 vereinigt. Wie bereits beschrieben ist, werden beide dieser Ströme mit j dem gemischten Kühlmittelstrom 50 vereinigt, bevor sie in den ' Wärmeaustauscher 17 eintreten. Die Verdampfungswärme des gekühlten, flüssigen Methans wird beim Verdampfen in den gemischten Kühlmittelstrom 50 absorbiert., wenn der letztere von -159 0O auf -118 0G in dem Wärmeaustauscher 17 aufgewärmt wird, und bewirkt die Abkühlung in dem Wärmeaustauscher 17. Sin Teil des kalten , flüssigen Äthanstromes 58 wird an den Ausgängen der Wärmeaustauscher 14» 15 und 16 mit dem gemischten Kühlmittels trom 50 gekoppelt und vereinigt. Der kalte» flüssige Äthanstrom 58 am Ausgang des Wärmeaustauschers 14
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besitzt einen Druck von 42,2 kg/cm a· und eine Temperatur von -95»6 0C, wobei der Teil dieses Stromes, der mit dem gemischten Kühlmittelstrom 50 gekoppelt ist, durch das Drossel-
ventil 70 auf einen Druck von 1,05 kg/cm a. entspannt wird. Dieser kalte, flüssige Äthanstrom, der mit dem gemischten Kühlmittelstrom 50 vereinigt ist, "bewirkt die Abkühlung des Wärmeaustauschers 14» wenn er in den gemischten Kühlmittelstrom verdampft und erwärmt sich von -95,6 0C auf -73,3 0C9 Ähnlich werden die Teile des kalten, flüssigen Äthanstromes,. die aus den Ausgängen der Wärmeaustauscher 15 und 16 austreten, durch die Drosselventile 71 und 72 au£ einen Druck von 1,05 kg/cm a. entspannt, bevor sie mit dem gemischten Kühlmittelstrom 50 vereinigt werden. Die Abkühlung dieser Wärmeaustauscher 15 und 16 wird durch Verdampfen des kalten, flüssigen Ithanstromes bewirktj, wobei sich dieser von. -107 0O auf-95i>6 0O und von »118 0O"auf -107 0O in diesen Wärmeaustauschern 15 und 16 erwärmt.
Der Propankreislauf umfaßt den flüssigen Propan-· strom 59» der von dem ' Propanabscheider· 23 des Abstreifers nur die Wärmeaustauscher 10 bis 13·durchläuft; Der flüssige ■ Propanstrom 59 wird in diesen Wärmeaustauschern 10 bis 13 progressiv auf -17,8 0G, -45,6 0G, -56,7 0G und -73,3 0O abgekühlt, während sein Druck im wesentlichen konstant bei
"42,2 kg/cm a. gehalten wird» Dieser gekühlte, flüssige Propanstrom 59 mit einer Temperatur τοπ -73»3 0O. wird durch
das Drosselventil 74 auf einen Druck von 1',05 kg/cm a. ent· spannt und. mit dem.gemischten Kühlmittelstrom-50 vereinigt. Wie im Pail des Äthanstromes 58 bewirkt dieser gekühlte flüssige Propaanstrom 59 die Abkühlung in dem Wärmeaustaueeher
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I . . ■ -13-
j »"■ ■ . ■■ .
I wenn er in den gemischten Kühlmittelstrom 50 verdampft und erwärmt sich dabei von -73,30O auf-56,70O.
Der Butankreislauf umfaßt den flüssigen Butanstrom 60, der von dem Butanabscheider 24 aus nur die ersten drei Wärmeaustauscher 10 bis 12 durchläuft. Dieser flüssige Butanstrom wird progressiv in den einzelnen Wärmeaustauschern 10 bis auf -17,80C, -45,60O und - 56,70O abgekühlt. Der Druck wird
, wiederum im wesentlichen konstant bei 42,2 kg/cm a. gehalten.
Ein {Teil des Butanstromes 60 wird am Ausgang des Wärmeaustauschers 11 mit dem gemischten Kühlmittelstrom 50 vereinigt,
■ nachdem er durch das Drosselventil 75 auf 1,05 kg/cm a. entspannt ist. Der Rest des Butanstromes 60 wird mit dem
! gemischten Kühlmittelstrom, vereinigt, nachdem er den Wärmeaustauscher 12 passiert hat und durch das Drosselventil 76 auf 1,05 kg/cm a. entspannt ist. Die Abkühlung für die Wärmeaustauscher 11 und 12 wird durch diesen expandierten Butanstrom bewirkt, wenn dieser in den gemischten Kühlmittelstrom 50 verdampft und sich dabei von -45,60O auf -17,80O und von-56,70C auf-45»60O in den Wärmeaustauschern 11 und
; erwärmt. ■
ι Der verbleibende Abkühlungskreislauf ist der Pentankreislauf. Bei ihm wird ein im wesentlichen reiner, flüssiger
Pentanstrom 61 bei einem Druck von 42,2 kg/cm a. und einer Temperatur von 2t,10O von dem Pentanabscheider 25 durch den Wärmeaustauscher 10 geleitet. Beim.Passieren des Wärmeaustauschers 10 wird der flüssig© Pentanstrom 61 auf
s -17,8° 0 abgekühlt und dann durch das Drosselventil 77 auf 1,05 kg/cm a. entspannt und mit dem gemischten Kühlmittelstrom 50 vereinigt. Dieser gekühlte Pentanstrom wird in
j den gemischten Kühlmittelstrom 50 verdampft und bewirkt bei einer Erwärmung von -17,80O auf 21,10C die Abkühlung des Wärmeaustauschers 10.
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-14.
Der . Pentanabscheider 25 kann nach-Wunsch auch zur Erzeugung eines Hexan-Iefeeostromes geeignet sein. Ein Produktstrom aus schweren Bestandteilen vom Boden des Pentanabscheiders 25 wird dem Rück-= laufstrom 62 der schwerea Bestaadteil® Diese schweren Bestandteil® werden mittels dar 63 einem Kühler 64 abgeleitet,, foq dem aie durch die leitung 65 dem Kopf der ersten Kolonne abscheiders 21 des Abstreift« 20 zugeleitet werden«, Di© se schweren Bestandteile fer@iaigen sich mit dem Maturgasstrom 36 und dem gemischtes Kühlmittelstrom. 55 aus dem Mehrstufenkompreseo.r 30. Darsufhia werden alls^diese Ströme wieder in dem Atssteeifer io des getrennt.
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mit einem Druck von 1,05 kg / cm a. und einer 'l'emperatür von 21,1° C aus. Der gemischte Kühlmittelstrom 50 wird in dem Mehrstufenkompressor 30, der die Kompres-' sorstufen 31 bis 34 umfaßt, auf einen Dr1UOk von 42,2 kg /cm a. komprimiert und in wassergekühlten Kondensoren 35 zwischen den einzelnen Kompressorstufen kondensiert. Der komprimierte, gemischte Kühlmittelstrom 55 aus dem Mehrstufenkompressor 30 -wird dem Kopf der ersten Kolonne bzw. dem Kopf des Methanabscheiders 21 des Abstreifers 20 zugeführt, injdem er in der beschriebenen Weise getrennt wird. ■
Die Zusammensetzung des dem Vorratstank 18 zugeführten flüssigen Methanstroms 42 kann durch die Entfernung der Mengen der schweren Bestandteile reguliert werden, die in den Wärmeaustauschern 10, 11 und 12 kondensiert werden. Diese getrennten Flüssigkeiten werden von dem Methanstrom 40 aus durch Leitungen 45 bis 47 mit dem gemischten Kühlmittelstrom 50 gekoppelt. Dabei sind in den Leitungen 45 und 46 Drosselventile ; und 52 {der Strom in der Leitung 47 wird durch das Drossel-• ventil 76 entspannt) zum Drosseln dieser schweren, flüs-
■
, sigen Komponenten auf einen Druck von annähernd 1,05 kg /cm a. j vorgesehen. Diese drei Ströme entfernen wirksam alles Propan, Butan , Pentan und alle schwereren Kohlenwasserstoffe von dem Methanstrom 40, obgleich die gesamte Menge : dieser schweren Bestandteile im allgemcL nen sehr gering ist.
Wenn der Äthanhestandteil des flüssigen Methanstromes 42 unter das Niveau des Methanstromes 40 gesenkt : werden soll, wird der Wärmeaustauscher 14, wie in Fig.
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gezeigt, in zwei getrennte Wärmeaustauscher 14 und 14' aufgeteilt Der erste Wärmeaustauscher 14 kühlt dann den Methanstrom 40 von -73,3° C auf -81,7° C. H^er kann ein äthanreicher Flüssigkeitsstrom 27 abgetrennt .werden, woraufhin dann der Methanstrom 40 auf -95f6° C in dem zweiten Wärmeaustauscher 14' abgekühlt wird* Dieser äthanreiche Flüssigkeitsstrom 27 kann auch mit dem 1thanstrom 58 kombiniert werden, bevor der letztere in den Wärmeaustauscher 15 eintritt« wodurch eine Kühlung auf die niedrigste i'emperatur erreicht wird.
Falls Helium aus dem Methanstrom 40 wiedergewonnen werden soll, wird ein Hochdruckseparator (nicht gezeigt) zwischen dem Ausgang des Wärmeaustauschers 17 und dem Drosselventil 41 vorgesehen. Das in diesem Wärmeaustauscher getrennte Gas enthält alles in dem Matsrgasstrom 36 vorhandene Helium» Dieses Helium kann als lischst wertvolles Nebenprodukt nur mit di eser Art des Kreislaufes gewonnen werden.
Wenn der Naturgasstrom 36 reich an schweren Kohlenwasserstoffen wie Äthan, Propan, Jßutan. . und dgl«. ist, kann ein Produktstrom diese wertvollen Flüssigkeiten von den einzelnen Kühlmittelkomopnentenstromes 58 bis 61 abgezogen werdenf wenn der Bestand jeder dieser Komponenten höher ist, ale er für das Verflüssigungssystem notwendig ist.
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- Ähnlich können Veränderungen in der Zusammensetzung des Naturgasstromes 36 den notwendigen Betrag jeder der einzelnen Kühlmittelkomponenten in dem Kühlkreislauf verändern, wobei diese Veränderungen innerhalb des Kreislaufes durch Wiedergewinnung der Komponente aus dem Naturgasstrom durchgeführt werden können.
Wie bereits angegeben, kann das verdampfte Gas aus dem Vorratstank 18 wieder in den Vorratstank zurückkehren, nachdem es durch das Kühlsystem hindurchgelaufen ist. Der Gasstrom .28 wird mit dem gasförmigen Methänstrom 43 vereinigt und danach dem gemischten Kühlmittelstrom zugeführt und in der beschrieben Weise durch den Kühlkreislauf geführt* Infolgedessen sind keine zusätzlichen Kompressoren notwendig, und es bleibt die Konzentration des gespeicherten Gases relativ konstant.
In Pigf 3 ist eine weitere Modifizierung dargestellt, die bei dem beschriebenen Verflüssigungskreislauf verwendet werden kann, umunterkühltes, flüssiges Naturgas, Naturgas in matschigem oder auch Naturgas in festem Zustand herzustellen. Diese Modifizierung sieht die Verwendung eines zusätzlichen Wärmeaustauschers 19 und von Separatoren vor. Die Kühlmittelzusammensetzung ist hier ebenfalls geändert, indem Stickstoff, Helium und/oder Wasserstoff und Kohlenwasserstoffe vorgesehen sind« Der kondensierte Speisestrom 40 von dem Wärmeaustauscher 17 tritt als Strom 80 aus, der aus einer Mischung von Gas. und Flüssigkeit besteht. Dieser Strom 30 wird In diesem
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=18«
Pall einem Separator 81 zugeführt. Der von dem Separator 81 kommende Gasstrom 82 enthält das meiste des Stickstoffes und Heliums des Speisestroms 40 und wird in dem Wärmeaustauscher 19 weiter abgekühlt.» Der von dem Separator 81 kommende Plüssigkeitsstrom wird ebenfalls in dem Wärmeaustauscher 19 weitergekühlt, dann durch das Drosselventil 84 auf Speisherdruck ent-P spannt und dem Vorratsgang 18 zugeführt«. Der flüssigkeitsstrom 85 kann entweder aus einer unterkühlten Flüssigkeit oder einer Mischung aus flüssigem oder festem Naturgas bestehen, also matsehförmige Koaeieteaz besitzen, irgendein gelöstes Gas, das bei der letzten Entspannung frei wirdt kann "benutzt wardens, umd.nen Druck über der Speieherflüseigkeit wobei überschüssiges ßas 86 durch des 19 zurückgeführt uird$ vq ®b dann, mit des Kühlmittelstrom 50 vereiaigt
82 tiisä Mittels ias Ifeosselt®Bfe ils
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Der Stickstoff und das Helium oder der Stickstoff und der Wasserstoff laufen in den Speisestrom 40 zurück und können in dem Separatur 81 wieder getrennt werden« Die Auwahl der Trennungstemperatur hängt dabei von der speziellen Mischung ab, die verwendet wird, und bezieht Bioh auf ein Phänomen, das als umgekehrte Löslichkeit bekannt ist, die bei Wasserstoff und Helium bei niedrigen !Temperaturen auftritt« Wenn der Methanspeisestrom 40 sich seinem Festigkeitspunkt nähert, sinkt der Betrag von Helium oder Wasserstoff, der gelöst werden kann, anstatt wie normal größer zu werden, und es ist möglich, bereits eine vollständige Trennung insbesondere bei Temperaturen unterhalb -157° C zu erreichen.
Der in Pig. 5 dargestellte Kreislauf kann ebenfalls dadurch modifiziert werden, daß das Drosselventil 84 den Strom auf einen ausgesuchten niedrigeren Druck von beispielsweise 21,1 kg / cm a. entspannt, und daß eine Ausströmleitung 100 und ein anderes Drosselventil 10V vorgesehen wird. Die Ausströmleitung 100 ist vor dem Anschluß des Drosselventiles 101 mit dem Auslaß des Drosselventils 84 verbunden, so daß Stickstoff, Wasserstoff oder Helium und Methangase bei dem geringeren Druck für andere Zwecke austreten können, falls dies gewünscht wird. Das Drosselventil 101 entspannt dann den Strom bis auf Speicherdruck, bevor ei? in den Vorratstank 18 geleitet wird.
Ibt Pig. 4 ist ein gemäß einer anderen, bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ausgebildeter Apparat zur Verflüssigung von Naturgas dargestellt. Das hier wieder-
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gegebene System benötigt im wesentlichen die gleiche Kühlenergie wie das vorher beschriebene System, seine vereinfachte und verringerte FraktionierungsanOrdnung bietet jedoch wesentliche wirtschaftliche Vorteile.
Bei diesem System besteht der zugefiihrte Naturgasstrom 125 im wesentlichen aus reinem Methan und wird dem System unter einem hohen Druck und einer Temperatur, die durch Wasserkühlung erreichbar ist, zugeführt. Druck und Temperatur liegen dabei beispielsweise bei 42,2kg / cm a. und 21,1° C. Dieser Naturgasstrom wird progressiv in den Wärmeaustauschern 130 bis 135 in einer solchen Weise gekühlt, daß er ungefähr .unter einem Druck von 42,2g / cm a. und mit einer Temperatur von 21,1° C ans dem Wärmeaustauscher 135 austritt. Dies ist im einzelnen weiter unten beschrieben. Der Naturgasstrom kann dann unter Druck in einen Vorratstank 136 eingegeben werd'en. Vorzugsweise wird er jedoch durch ein*Drosselventil 137 auf einen Speicherdruck entqpanntj der üblicherweise nahe dem Atmosphärendruck ist, und im dargestellten Beispiel bei 1,05 kg / cm a. liegen β)11. Er wird dann ebenfalls in einen Flüssigkeitsstrom 138, der dem Vorratstank 136 eingegeben wird, und -in / einen Gasstrom 139 getrennt. Beide diese Ströme haben eine Temperatur von ungefähr -162° G. Dieser Gasstrom 139 wird mit einem Gasstrom 140 vereinigt, der als Brennstoff für den Antrieb der (nicht gezeigten) Turbinen des Mehrstufenkompressor 141 dient.
Die Fraktionieranordnung dieses Systems ist wesentlich vereinfacht worden im Vergleich zu dem Abstreifer 20 in dem in Fig. 1 dargestellten System. Dies
geht aus der nachfolgenden -Beschreibung hervor. Der gemischte Kühlmittelstrom 160 wird von dem Mehrstufenkompressor 141 einem Destillierapparat 142 bei einem Druck von 42/2 kg / cm a. zugeleitet. Am Kopf des Destillierapparates 142 wird ein vorwiegend aus Methan und Äthan bestehender Dampfstrom 161 bei einem Druck von 42,2 kg /cm a. und einer Temperatur von annähernd 6,67° C abgeleitet und dem Wärmeaustauscher 131 zugeführt. Nach dem Austritt aus dem Wärmeaustauscher besitzt der Dampfstrom 161 eine Temperatur von ungefähr - 14,4° C. Hier wird ein Strom 162 aus Methan und Δthan in einem Verhältnis von ungefähr 3 t 1 abgestreift und mittels einer Pumpe 163 zurück zum Kopf des Destillierapparates 142 geleitet, um diesen Kopf abzukühlen· Der Rest des Stromes 161, der nunmehr aus gleichen Teilen von Äthan und Methan besteht, passiert daraufhin die Wärmeaustauscher 132 bis 135 und besitzt beim Austritt aus dem Wärmeaustauscher 135. noch im wesentlichen den gleichen Druck von 42,2 kg /cm a., ist jedoch auf eine Temperatur von -157° C. abgekühlt. Der Strom 161 wird nun mittels des Drosselventiles 164 auf einen Druck von 1,05 kg / cm a» und eine temperatur von -162° C. entspannt und mit dem Kühlmittelstrom 160 vereinigt, der durch die wärmeaustauscher 135 bis 130 dem Mehrstufenkompressor zugeführt wird» Der Strom 161 ist ein gasförmiger Strom, der im wesentlichen aus gleichen Beträgen von Methan und Äthan besteht und wie der vorausgehend beschriebene gasförmige Methanstrom 43 als Träger für die einzelnen gemischten Kühlmittelströme dient, wie es weiter oben auoh bereits beschrieben 1st* Dieser gasförmige Strom sieht ebenfalls einen gasförmigen Strom vor, der für die Wirksamkeit der Wärmeaustauscher des Systemes sorgt. '
Der Sumpf des Destillierapparates 142 bestellt vorwiegend aus Ithan und wird als ein Strom 166 durch .einen Erhitzer 147'geleitet. Nach dem Austritt aus dem Erhitzer 147 "wird ein Teil des Stromes 166 über die Leitung 167 zurück in den Destillierapparat 142 geführt· Der restliche Teil des Stromes 166 besteht gruadeätslieli aus Äthan und Butan« Die e® gasförmige Mieohung wird eben«* " falle unter einem Draals vm 42,2 kg / on e· als Strom X68 einem Deetillitrappswat W
Die den Kopf des" Destillierapparates 145 verlassenden Dämpfe werden in einem Strom 16§_ einem Kühler 150 zugeleitet« in dem. ein Teil ä©s Stromes kondensiert uad als 'Strom 170 2SUrUeIi: in den Destillierapparat 143 läföfto Der bleibende Seil d@s Stroraea feesteht vorliegend aias wird als Strom 171 duroht die Wärmeasstaueoher 130 leitet, .in deoeii qt
aus dem Wärmeaustauscher 134 eine Temperatur won -95»6° 0e besitzt® Dieser gekühlt©9 nunmehr flüssig© Strom wird duroh das Drosselventil 189 auf eines "DsiiQk tob X5 Q§ kg / cm a. entspanat und mit dem g@mis©ht@s KÜhlmittelsteo® 160 vereinigt« Die Verdampfungswärm© des gekühlten Plüssigkeitastromes 171 wird fob dem- gemischten Kühlmittslsärom-' 160 beim Verdampfen aufgenosmeB,) wenn ä@g letistere .;voa-95t6 < auf-62,2° C. in dem Wärmeausteusehes1 134 erwärmt wird und liefert die Kühlleletung dieses Wärmeaustausohere*1?4·
Der Sumpf des Destillierapparates 143 besteht -verwiegend aus Pentan and Ärtaia sad wird eis Steoa 175 äurotl· i@o; Wärmeaustauscher 148 geleiteto Eia i'til d®e S1 zu dea Destillierapparat 14]
Der verbleibende Reste wird
einen Druck von 432
"68,4° 0. entspaant· -
Ein Teil dieses entspannten Stromes wird abgestreift und als Strom 179 durch einen Kühler 151 geleitet, der ihn auf ungefähr 26,7 0G abkühlt. Von dem Kühler 151 wird er durch den Wärmeaustauscher 130 geleitet. Dieser Flüssigkeitsstrom wird auf -6,67 °0 beim Durchgang durch den Wärmeaustauscher 130 ' gekühlt und danach mittels des Drosselventils 180 auf 1,05 kg/cm a. entspannt. Nach dem Entspannen wird der Flüssigkeitsstrom mit dem gemischten Kühlmittelstrom 160 vereinigt. Die Verdampfungswärme des gekühlten Flüssigkeitsstromes wird beim Verdampfen in den gemischten Kühlmittelstrom 160 absorbiert, wobei der letztere von -6,67 0C auf ^%θ%^·^^ in dem Wärmeaustauscher 130 erwärmt wird und die Kühlleistung des Wärmeaustauschers 130 erbringt. (^/v '£" Γ''1 ^v
Der verbleibende !Peil des Stromes 175 wird aufeinanderfolgend durch die Kühler 144 bis 146 geleitet. In dem Kühler 144 wird der Strom auf ungefähr 61,2 0G abgekühlt und nach dem Austritt aus dem Kühler wird ein anderer Strom 181, der j vorwiegend aus Butan besteht, abgestreift und durch einen j Kühler 141 geleitet, der ihiauf ungefähr 26,7 0C abkühlt. j Der Strom 181 wird daraufhin durch, die Wärmeaustauscher 130 j und 131 geleitet. Nach dem Austritt aus dem Wärmeaustauscher 131,' besitzt der Flüssigkeistsstrom 181 eine ungefähre Temperatur von -14t4 0C. Dieser gekühlte Flüssigkeitsstrom 181 wird dann mittels eines Drosselventiles 182 entspannt und mit dem gemischten Kühlmittelstrom 160 vereinigt. Dabei wird wiederum die Verdampfungswärme des gekühlten Stromes beim Verdampfen in den gemischten Kühlmittelstrom 160 absorbiert,wobei der
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letztere von -14»4 0O auf -6,67'0C In dem Wärmeaustauscher 131 erwärmt wird. Hierdurch ergibt sich die Kühlwirkung des · Wärmeaustauschers 151·
Ein noch anderer Strom 184 wird von dem Strom 175 abgestreift, nachdem dieser den Kühler 145 passiert hat und auf ungefähr 48,9 0C abgekühlt ist. Dieser Strom 184 besteht ebenfalls vorwiegend aus Butan, umfaßt Jedoch ein wenig Pentan . und einen geringen Betrag von Propan · und Hexan. Der Strom 184 wird ähnlich in einem Kühler 153 auf eine Temperatur von ungefähr 26,7 0C gekühlt, bevor er durch die Wärmeaustauscher 130 bis 132 geleitet wird . Beim Durchlaufen dieser Wärmeaustauscher wird der Strom 184 auf ungefähr -40 C gekühlt. Danach wird er mittels des Drosselventils
185 auf einen Druck von 1,05 kg/cm a. entspannt und mit dem genischten Kühlmittelstrom 160 vereinigt. In diesem Pail wird ebenfalls die Yerdampfungswärme des gekühlten Plüssigkeitsstromes beim Verdampfen in den gemischten Kühlmittelstrom 160 absorbiert, wobei sich dieser von -40 0C auf »14,4 0C in dem Wärmeaustauscher 132 erwärmt und dessen Kühlleistung bewirkt.
Der Strom 175 wird nach dem Durchgang durch den Kühler 146 auf ungefähr 26,7 0O gekühlt -und dann als Strom 186 durch die Wärmeaustauscher 130 "bis 133 geleitet« Dieser Strom
186 besteht ebenfalls vorwiegend aus Butan, umfaßt jedoch einen deutlichen Betrag an Propan und kleinere Beträge an Äthan, Pentan und Hexan. Haoh dem Durchgang durch die Wärme-
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austauseher 130 bis 133 wird der Strom 186 auf ungefähr -62,2 0O gekühlt und dann mittels des Drosselventils 187 auf einen Druck 1,05 kg/cm a. entspannt und mit dem gemischten Kühlmittelstrom 160 vereinigt. Wie im lall der Ströme 171 , 179» 181 und 184 wird die Ve r dampfungswärme dieses gekühlten ITüssigkeitsstromes "beim-Verdampfen in den gemischten Kühlmittelstrom 160 absorbiert, wobei sich der letztere von -62,2 0C auf -40 0O in dem Wärmeaustauscher 133erwärmt und dessen Kühlleistung bewirkt.
Der gemischte Kühlmittelstrom 160 besitzt nach dem Austritt aus dem Wärmeaustauscher 130 einen Druck von 1,05 kg/cm a. und eine Temperatur von ungefähr 21,1 C* Der gemischte Kühlmittelstrom wird danach in dem Mehrstufenkompressor 141 auf einen Druck von 42,2 kg/cm a. komprimiert. Dieser Mehrstufenkompressor umfaßt die Kompressorstufen bis 193, zwischen denen sich Kondensoren 194 zum Kühlen des Kühlmittelstromes mit Wasser befinden. Der komprimierte, gemischte Kühlmittelstrom 160 wird von dem Mehrstufenkompressor 141 zu dem Destillierapparat 142 geleitet, in dem er in der beschriebenen Weise wieder getrennt wird. Zur" Verhinderung einer Zerstörung der Kompressorstufe 192 ist eine Febenleitung 196 vorgesehen zum Abstreifen von Flüssigkeit, die sich in den Kompressorstufen 190 und 191 bildet. Ebenso ist eine andere Nebenleitung 197 vorgesehen, durch die Flüssigkeit in dem gemischten Kühlmittelstrom abgestreift wird, wodurch eine Zerstörung der Kompressorstufe 193 verhindert wird.
»26«
Wird der Naturgasstrom 125 betrachtet, so kann erkannt werden, daß er aufeinanderfolgend τοη 21,1 0G auf -6,67 0Cj, -14,4 0C, -40 0C, -62,2 0O, -95»6 0O und -157 0G abgekühlt wird, wenn er die Wärm® atas taue ohe r 130 bis 155 durchläuft und dabei in einer Wärmeaustausohb®siehraig zu dam gemischten Kühlmittelstrom 160 steht« Während dieser Faturgasstrom gekühlt wird, werden einige der schwereren Komponenten wie Hexan, Pentän und Butan τοη ihm abgeatreift^wie durch die Ströme 198 bis 200 angedeutet ist, so daß im wesentlichen reines Methan dem Vorratstank 136 zugeleitet wird* Wi© oben ausgeführt ist, wird der Strom 125 nach dem Austritt aus dem Wärmeaustauscher 135 mittels des Drosselventils 137 auf einen in der Nähe des Atmosphärendruckes liegenden Speioherdruck entspannt· Das verdampfte Gas aus dem Vorratstank 136 kann, mit dem gas« förmigen Methanation 139 vereinigt werden, der nachfolgend mit dem Strom 140 vereinigt Wi^d5, falls di@s gewünscht wird»
Der gemischt© Kühlmittelstrom 160 besteht aus einer Mischung von Methan, Äthan „ Propan ., Butan, Pentaa und Hexan.» Diese Komponenten sind, jedoch mshr in Eons von gemischten Komponentenströmen 171» 179» 181, 1-84 und 186 vorhanden, als •daß sie wie ia Fall des1 PIg6 1 ale einseine Ströme von im wesentlichen reinen Komponenten vorliegen« Bei Benutzung der gemischten Komponentenströme anstatt der reinen Komponenten-Ströme und Vereinigung mit dem gemisohten KühlmittelstSOHj, ' : wobei jeder Strom rar Erreichim
die größte Wirksamkeit besitzen
! · : ■ -27-
Ökonomische Torteile im Hinblick auf die vereinfachte
Fraktionieranordnung auf.
Ee kann als Nebenprodukt auch Helium mit einem j
System gemäß Fig. 4 nach dem in Fig.5 gezeigten Schema ;
gewonnen werden. Aus dieser Figur ist ersichtlich, daß j das Helium durch einfaches Anbringen eines zusätzlichen Drossel-;
ventiles 202 in Reihe mit dem-Drosselventil 137 und Anbringung j
einer Auslaßleitung 203 zwischen den beiden Drosselventilen ,
137 und 202 gewonnen werden kann. . I
Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß
die in der Beschreibungseinleitung und in der Figurenbeschreibung angegebenen Ziele erreicht werden können, und daß
bestimmte Änderungen möglich sind, ohne daß dadurch der Rahmen ! der Erfindung verlassen würde. Dabei sollen die Zeichnungen ! und die Beschreibung nur Beispiele sein und keine Begrenzung
der Erfindung darstellen.
-Patentansprüche-
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Claims (18)

  1. Patentansprüche s
    iasverflüssigungsverfahren , ^kennzeichnet durch. Zuführen. Gases in einem Verfahrensstrom unter einem gehobenen Druck,. Zuführen eines kondensierten, gemischten Kühlmittelkomponentenstromes unter dem gleichen gehobenen Druck wie das Gas in dem Verfahrensstrom , Trennen des kondensierten , gemischten Kühlmittelkomponentenstromes zur Schaffung einer Mehrzahl von individuellen , flüssigen Kühlmittelkomponentenströmen, Kühlen jedes dieser individuellen , flüssigen Kühlmittelkomponentenströme, Vorsehen eines Kühlmittelgasstromes, der annähernd die gleiche Temperatur wie das Gas im Verfahrensstrom im verflüssigten Zustand "besitzt, Verdampfen jedes der individuellen, flüssigen Kühlmittelkomponentenströme in dem Kühlmittelgasstrom in einem Wärmeaustauschprozeß mit dem Verfahrensstrom , um das Gas im Verfahrens-strom in einen flüssigen Zustand abzukühlen, Komprimieren und Kühlen des Kühlmittelgasstromes, nachdem die flüssigen Kühlmittelkomponentenströme in ihn hinein verdampft sind, um den kondensierten,
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    gemischten Kühlmittelkomponentenstrom zu erhalten.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gemischte Kühlmittelkomponentenstrom dergestalt getrennt wird, daß eine Mehrzahl von individuellen,im wesentlichen
    j reinen, flüssigen Kühlmittelkomponentenströmen entsteht.
    j : ■■-■-■■■
    :
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ; der gemischte Kühlmittelkomponentenstrom dergestalt getrennt
    wird, daß eine Mehrzahl von individuellen , gesteuerten, ; flüssigen, gemischten Kühlmittelkomponentenströmen entsteht.
    j
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß '■ sowohl die Abkühlung jedes der Mehrzahl von individuellen , flüssigen Kühlmittelkomponentenströmen als auch die Abkühlung des Gases in dem Verfahrensstrom, um dieses zu verflüssigen, durch Verdampfen der Mehrzahl der individuellen, flüssigen Ktihlmittelkompönentenströme in den Kühlmittelgasstrom erfolgt.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas in dem Verfahrensstrom und der kondensierte, gemischte Kühlmittelgasstrom miteinander vermischt werden und danach die Mischung dergestalt getrennt wird, daß die Mehrzahl der individuellen , im wesentlichen reinen , flüssigen Kühlmittelkomponentenströme und ein Speisestrom entsteht, der danach verflüssigt wird.
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  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» daß ' ί das verflüssigte Gas in dem Verfahrensstrom auf einen niedrigeren Druck entspannt Wird, so daß ein flüssiger Gasstrom und j ein kalter, gasförmiger Strom von einem Teil des verflüssigten j Gases entsteht, das nach der Entspannung verdampft, wobei der kalte , gasförmige Strom den Kühlmitte!strom bildet.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 5» .dadurch^gekennzeiohnet ?ιι daß das verflüssigte Gas in dem Verfahrensstrom auf einen niedrigeren Druck expandiert wird8 e© daß ein verflüssigter Gasstrom und ein kalter gasförmiger Strom von einem Seil des. verflüssigten Gases entstohts, das nach dar Expansion abdampft,, wobei der kalte, gasförmige Strom den Kühlaitte!gasstrom bildet, der verflüssigte Gasstrom ©ine® Speicher-zugeführt-wird, und das abgedampfte Gas von äem gespeicherten^ verflüssigten Gas mit dem kalten, gasförmigen Strom τβv&inigt wird,, ■
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 29 dadurch gekennzeichnet,, daß : das Gas in dem Verfahrens strom dureh ©in®' Mehr sah! von ■ Wärmeaustauschern geführt wird, um das G-as in dem Verfahrens» strom auf einen flüssigen Zustand a"bEUküBleas.-das verflüssigte Gas in dem Verfahrensstrom auf ®iaea niedrigeren Druck entspannt wird, um einen verflüssigtem Gasstrom für Speicher-und Transportzweoke und einen gasförmig®» Strom von ©inem Seil '■ des verflüssigten Gases in dem Varfahrensstrom su erhalten8 der nach der Expansion abdampft» der kalt@9 gasförmig® Strom den Kühlmittelgasstrom bildet 9 jeder dar individuellen^ -
    im wesentlichen reinen, flüssigen Eühlmittelkomponentenströme
    durch vorbestimmte der Mehrzahl der Wärmeaustauscher geführt j
    wird, durch die das Gas in dem Verfahrensstrom hindurchge- j
    leitet wird, um die individuellen, im wesentlichen reinen, ! flüssigen Kühlmittelkomponentenströme zu kühlen, jeder der
    individuellen, im wesentlichen reinen flüssigen Kühlmittel- |
    komponentenströme auf einen niedrigen Druck entspannt und in ;
    den Kühlmittelgasstrom in einem Wärmeaustauschprozeß mit !
    dem Verfahrens strom entspannt wird, um die Abkühlung sowohl j
    für die Verflüssigung des Gases in dem Verfahrensstrom als j auch für die individuellen , im wesentlichen reinen, flüssigen Kühlmittelkomponentenströme zu erhalten.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
    das Gas in dem Verfahrensstrom und der kondensierte, gemischte Kühlmittelgasstrom miteinander vermischt und danach diese Mischung getrennt wird, um die Mehrzahl der einzelnen, im wesentlichen reinen flüssigen Kühlmittelkomponentenströme und einen Speisestrom zu erhalten, der danach verflüssigt wird.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das von dem verflüssigten, gespeicherten Gas abgedampfte Gas mit dem kalten, gasförmigen Strom vereinigt wird.
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    -52-
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 8, ,dadurch gekennzeichnet« daß die individuellen, im wesentlichen reinen, flüssigen Kühlmittelkomponentenströme entspannt und in den Kühlmittelgasstrom an einem Punkt des Abkühlkreislaufes verdampft werden, an dem jeder von ihnen die größte Wirksamkeit für die gewünschte Abkühlung besitzt.
  12. 12. Verfahren nach Anspruch 8f dadurch gekennzeichnetf daß von dem Gas in dem Verfahrensstrom die schweren Komponenten entfernt werden, die in vorbestimmten von der Mehrzahl der Wärmeaustauscher kondensiert werden und entspannt werden und in den Kühlmittelgasstrom verdampft werden.
  13. 13» Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung des kondensierten, gemischten Kühlmittelkomponentenstromes Stickstoff und Helium umfaßt, das Gas in dem Verfahrensstrom an einem vorbestimmten Zwischenpunkt des Abkühlkreislaufes auf einen niedrigeren Druck entspannt wird, der Stickstoff und das Helium von dem Gas in dem Verfahrensstrom nach der Herabsetzung des Druckes des Verfahrensstromes getrennt wird, das Gas in dem Verfahrenss.trom auf eine niedrigere !Temperatur abgekühlt wird, das weiter gekühlte Gas in dem Verfahrensstrom auf einen reduzierten Druck entspannt und in einen Vorratstank eingegeben wird, das von dem Gas in dem Verfahrens-^ strom getrennte Stickstoff und Helium gekühlt wird, dieses weitergekühlte Stickstoff und Helitsnauf einen reduzierten Druck entspannt wird, das.unterkühlte, flüssige Gas aus dem Vorratstank mit dem entspannten Stickstoff und Helium
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    vereinigt wirdf die entstehende Meohung mit dem Kühlmittelgasstrom im Wärmeaustausch sowohl mit dem von dem Gas im Verfahrensstrom getrennten Stickstoff und Helium als auch dem Gas im Verfahrensstrom, nach dem das Helium und Stickstoff von ihm getrennt ist,verdampft wird,
  14. 14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung des kondensierten, gemischten Kühlmittelkomponentenstroms Stickstoff und Wasserstoff umfaßt, das Gas in dem Verfahrensstrom an einem vorbestimmten Zwischenpunkt · des Abkühlungskreislaufes auf;. einen reduzierten Druck entspannt wird, der Stickstoff und den Wasserstoff von dem Gas in dem Verfahrensstrom nach der Druckverminderung des Verfahrensstromes getrennt werden, das Gas in dem Verfahrensstrom auf eine niedrigere Temperatur gekühlt wird, das weiter abgekühlte Gas in dem Verfahrensstrom auf einen reduzierten Druck entspannt nnd in einen Vorratstank geleitet wird, der Stickstoff und der Wasserstoff von dem Gas in dem Vjr?-
    "■■■β-".
    fahrensetrom getrennt werden, der weitergekühlte Stickstoff und Wasserstoff auf einen reduzierten Druck entspannt werden, das unterkühlte, flüssige Gas aus dem Vorratstank mit dem entspannten Stickstoff und Wasserstoff vereinigt wird, die entstandene Mischung mit dem Kühlmittelgasstrom im Wärmeaustausch sowohl mit dem Stickstoff und dem Wasserstoff, das von dem Gas in dem Verfahrensetrom getrennt 1st, und dem letzteren nach der Abtrennung des Stickstoffe und des Wasserstoffs verdampft wird· ,
    2Q361Q5
  15. 15·" Verfahren nach Ansprach 3, daauroh^^gekennzeiohnetL daß der gemischte Kühlmitteletrom g®tr®aat wird* um einen ersten und ssweiten gesteuert©»!? flüssigen9 g©~ mischten Strom unter hohem Be1UCk zu ©ehalten, der erst© gesteuerte, flüssige, gemischt© Strom gekühlt »Bd. danach auf einen niedrigeren Druck entspannt wird* um alnen· kalten, gasförmigen Strom zu eshalt©B9 ^jofoei dieser kalte» gasförmige Strom den -Xuhlmittelgasetrom bildet? der zweite* gesteuerte, flüssige» gemischt® St3?©» weitezjgetrBnnt wird* um dne Vielzahl von indiVIdEeIIeQ9 gesteuerten $, flüssigen, gemischten Klihlmittelkoißf®Q8ßt©aBt.r§mea m erhalten-» dereo jeder gekühlt und auf eines ©!©feig®® B^ia©k expaodiest in άβΏ Kiihlmittelgasaisröm im ¥äsa®©B®tiifö®oh - alt dem fahrensstrom veräanpft wirä9 um di© Abkühlua-g sowohl füi? die Verflüssigung dee Gaaea is ä®m TtEfstegasstgffla als auch für das Kühlen ier iadifidsüllisai, g©gt®m®gt@a9 flP,ssigen* gemischten IiaiHitt©12s@®f ostatiaitsia©· ata bewirken«
  16. 16. !erfahren naeä Anspruoh 15s .fiacUa daß der sswe&t®, gesteuert© 9 flissig®9
    der i'renQung einen" ersten flüssigenf gemischten dritten gestetterteBf der auf einen dee entspannten *
    Stromes eiaöi zweites eL©2> iiIi¥£iE©li©a0 eigent geaiseiitei! Kühlfflittiilife^a© Tbili©t
    Seil
  17. 17· Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet« daß jeder der individuellen, gesteuerten, flüssigen, gemischten Kühlmittelkomponentenströme entspannt und in den Kühlmittelgasstrom an einem Punkt des Kühlkreislaufes verdampft wird, an dem die erwünschte Kühlung . mit der größten Wirksamkeit erhalten wird.
  18. 18. Verfahren nach Anspruoh 1, dadurch gekennzeichnet« daß das Gas in dem Verfahrensstrom eine-. Mehrzahl von Wärmeaustauschern durchläuft,um es auf seim η flüssigen Zustand abzukühlen, das verflüssigte Gas in dem Verfahrensstrom auf einen niedrigeren Druck entspannt wird, um einen verflüssigten Gasstrom für Speicher und üiransport- !'■ zwecke zu erhalten, ein. gesteuerter, flüssiger, gemischter Strom von hohem Druck vorgesehen wird, der auf einen niedrigeren Druck entspannt wird, um einen kalten, gasförmigen Strom zu erhalten, der den Kühlmittelgasstrom bildet, jeder der individuellen, gesteuerten, flüssigen, gemischten Kühlmittelkomponentenströme durch vorbestimmte der Wärmeaustauscher geleitet wird, durch die das Gas in dem Ver- | fahrensstrom geführt wird, um die individuellen, gesteuerten, ■ gemischten, flüssigen, Kühlmittelkomponentenströme zu kühlen, , jeder der individuellen, gesteuerten, flüssigen, gemischten j Kühlmittelkomponentenströme auf einen niedrigeren Druck j entspannt wird und sie im Wärmeaustausch mit dem Verfahrens- : strom in den Kühlmittelgasstrom verdampft werden, um die Abkühlung sowohl für die Verflüssigung des Gases in dem Verfahrensstrom als auch für die Kühlung der individuellen, j gesteuerten, flüssigen, gemischten Kühlmittelkomponentenströme au bewirken. ι
    bm/kä/bö ' V !
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Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1279088A (en) * 1968-11-29 1972-06-21 British Oxygen Co Ltd Gas liquefaction process
US3763658A (en) * 1970-01-12 1973-10-09 Air Prod & Chem Combined cascade and multicomponent refrigeration system and method
US3884044A (en) * 1970-02-09 1975-05-20 Exxon Research Engineering Co Mixed refrigerant cycle
US3884045A (en) * 1970-02-09 1975-05-20 Exxon Research Engineering Co Mixed refrigerant cycle
DE2333757A1 (de) * 1973-07-03 1975-01-23 Babcock & Wilcox Ag Waermetauscher mit wendelfoermig gebogenen rohrbuendeln aus rippenrohren
US4430103A (en) 1982-02-24 1984-02-07 Phillips Petroleum Company Cryogenic recovery of LPG from natural gas
US4680041A (en) * 1985-12-30 1987-07-14 Phillips Petroleum Company Method for cooling normally gaseous material
DZ2534A1 (fr) * 1997-06-20 2003-02-08 Exxon Production Research Co Procédé perfectionné de réfrigération en cascade pour la liquéfaction du gaz naturel.
US6158240A (en) * 1998-10-23 2000-12-12 Phillips Petroleum Company Conversion of normally gaseous material to liquefied product
US6347532B1 (en) * 1999-10-12 2002-02-19 Air Products And Chemicals, Inc. Gas liquefaction process with partial condensation of mixed refrigerant at intermediate temperatures
US6347531B1 (en) * 1999-10-12 2002-02-19 Air Products And Chemicals, Inc. Single mixed refrigerant gas liquefaction process
US6298688B1 (en) * 1999-10-12 2001-10-09 Air Products And Chemicals, Inc. Process for nitrogen liquefaction
NO20051315L (no) * 2005-03-14 2006-09-15 Hamworthy Kse Gas Systems As System og metode for kjoling av en BOG strom
US20070283718A1 (en) * 2006-06-08 2007-12-13 Hulsey Kevin H Lng system with optimized heat exchanger configuration
MY146380A (en) * 2006-08-29 2012-08-15 Shell Int Research Method and apparatus for generating a gaseous hydrocarbon stream from a liquefied hydrocarbon stream
AU2008322798B2 (en) * 2007-11-16 2011-05-12 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method and apparatus for liquefying a hydrocarbon stream and floating vessel or offshore platform comprising the same
DE102011013345A1 (de) * 2011-03-08 2012-09-13 Linde Aktiengesellschaft Kälteanlage
GB2486036B (en) * 2011-06-15 2012-11-07 Anthony Dwight Maunder Process for liquefaction of natural gas
WO2014150024A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-25 Conocophillips Company Mixed-reflux for heavies removal in lng processing
CN103868322B (zh) * 2014-03-06 2016-04-20 中国海洋石油总公司 一种用于海上天然气开采的预冷式重烃回收系统及工艺
CN103868323B (zh) * 2014-03-06 2016-04-20 中国海洋石油总公司 一种适用于海上的天然气膨胀重烃回收系统及工艺
RU2701018C2 (ru) * 2014-09-30 2019-09-24 Дау Глоубл Текнолоджиз Ллк Способ увеличения выхода этилена и пропилена на установке получения пропилена
US9759480B2 (en) * 2014-10-10 2017-09-12 Air Products And Chemicals, Inc. Refrigerant recovery in natural gas liquefaction processes
FR3038964B1 (fr) 2015-07-13 2017-08-18 Technip France Procede de detente et de stockage d'un courant de gaz naturel liquefie issu d'une installation de liquefaction de gaz naturel, et installation associee
US20180214841A1 (en) * 2015-07-31 2018-08-02 Shell Oil Company Method and apparatus for partially solidifying a methane comprising stream
FR3045797A1 (fr) * 2015-12-17 2017-06-23 Engie Procede de liquefaction du gaz naturel a l'aide d'un cycle a melange refrigerant avec colonne a distiller du refrigerant munie d'un rebouilleur
JP6815213B2 (ja) * 2017-01-30 2021-01-20 株式会社神戸製鋼所 ボイルオフガス回収システム
WO2020106394A1 (en) * 2018-11-20 2020-05-28 Exxonmobil Upstream Research Company Poly refrigerated integrated cycle operation using solid-tolerant heat exchangers

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3205669A (en) * 1960-08-15 1965-09-14 Phillips Petroleum Co Recovery of natural gas liquids, helium concentrate, and pure nitrogen
FR80294E (fr) * 1961-06-01 1963-04-05 Air Liquide Procédé de refroidissement d'un mélange gazeux à basse température
FR86485E (fr) * 1961-06-01 1966-02-18 Air Liquide Procédé de refroidissement d'un mélange gazeux à basse température
US3364685A (en) * 1965-03-31 1968-01-23 Cie Francaise D Etudes Et De C Method and apparatus for the cooling and low temperature liquefaction of gaseous mixtures
GB1135871A (en) * 1965-06-29 1968-12-04 Air Prod & Chem Liquefaction of natural gas

Also Published As

Publication number Publication date
US3581511A (en) 1971-06-01
GB1310707A (en) 1973-03-21
FR2051743B1 (de) 1974-02-01
GB1310706A (en) 1973-03-21
JPS4930241B1 (de) 1974-08-12
NL7010309A (de) 1971-01-19
FR2051743A1 (de) 1971-04-09

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