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DE1551612B1 - Verfluessigungsverfahren fuer Gasgemische mittels fraktionierter Kondensation - Google Patents

Verfluessigungsverfahren fuer Gasgemische mittels fraktionierter Kondensation

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DE1551612B1
DE1551612B1 DE1967M0076733 DEM0076733A DE1551612B1 DE 1551612 B1 DE1551612 B1 DE 1551612B1 DE 1967M0076733 DE1967M0076733 DE 1967M0076733 DE M0076733 A DEM0076733 A DE M0076733A DE 1551612 B1 DE1551612 B1 DE 1551612B1
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Germany
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liquefied
gas
compressor
media
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DE1967M0076733
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Streich Dipl-Phys Martin
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Messer Griesheim GmbH
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Messer Griesheim GmbH
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Description

Erdgas gewonnenen Kreislauf medien auf einen ge- 15 Der größte Teilstrom wird im Ventil 12 entspannt meinsamen mittleren Druck entspannt, vermischt, auf und verdampft unter 5 bis 10 ata im Wärmeausden Druck des der Anlage zuströmenden Erdgases tauscher 8. Er gibt somit Kälte ab an den zweiten zurückkomprimiert und diesem wieder zugemischt Kreislauf und an das zu verflüssigende Erdgas. Über werden. Charakteristisch für dieses Verfahren ist, daß Leitung 13 gelangt er gasförmig zurück in den Turbodie einzelnen Kreislaufmedien auf den gemeinsamen 20 verdichter 5.
mittleren Druck entspannt werden. Das Verfahren Ein zweiter kleinerer Teilstrom wird durch Leierfordert eine weitgehende Aufteilung der Wärme- rung 14 in den Wärmeaustauscher 16 geführt, wo er austauscher. Als Folge davon ergibt sich eine kompli- unterkühlt wird. Er wird anschließend im Ventil 15 zierte Schaltung. entspannt und der Niederdruck-Kreislauffraktion zu-
Die Erfindung hat die Aufgabe, ein Verf lüssigungs- 25 gemischt. Der dritte Teilstrom ist sehr klein und fließt verfahren der genannten Art zu schaffen, welches bei ebenfalls über Leitung 14 in den Wärmeaustauscher einer einfachen Schaltung besonders auch für kleine 16. Er wird dann vom zweiten Teilstrom abgezweigt Verflüssigungsleistungen geeignet ist. und gelangt mittels Leitung 17 nacheinander in die
Dies wird dadurch erreicht, daß die Flüssigfraktion Wärmeaustauscher 18,19 und 20, wo er unterkühlt des ersten Abscheiders in zwei Teilströme aufgeteilt 30 und schließlich dem verflüssigten Erdgas zugemischt wird, von denen der erste, der den ersten Teilkreis- wird.
lauf bildet, nach Entspannung auf einen mittleren Das Kopfgas im Abscheider 10 besteht aus Stick-
Druck Kälte an das dem ersten Abscheider zuströ- stoff und leichten Kohlenwasserstoffen. Es gelangt mende Gemisch aus Kreislaufgas und zu verflüssigen- durch Leitung 27 in den Wärmeaustauscher 16 und dem Gasgemisch abgibt und dem Verdichter wieder 35 von dort in den zweiten Abscheider 21. Im Wärmezugeführt wird, während der zweite unterkühlt, auf austauscher 16 wird es soweit abgekühlt, daß bei der etwa atmosphärischen Druck entspannt und dem zum anschließenden Phasentrennung im zweiten Abschei-Verdichter zurückströmenden letzten Kreislauf- der 21 die gasförmige Fraktion etwa dieselbe Zumedium zugemischt wird, und daß mit den Flüssig- sammensetzung hat wie das zu behandelnde Erdgas, fraktionen etwa folgender weiterer Abscheider ent- 40 Das im zweiten Abscheider 21 anfallende Kondensat sprechend verfahren wird, wobei die Entspannung bildet das Kühlmedium des zweiten Kreislaufes. Es der ersten Teilströme ebenfalls auf den mittleren wird über Leitung 22 abgezogen, in den Wärmeaus-Druck erfolgt, bis schließlich die im letzten Abschei- tauschern 18 und 19 tiefgekühlt und im Ventil 23 auf der anfallende Flüssigfraktion nach Kühlung gegen etwa atmosphärischen Druck entspannt. Danach gibt sich selbst und Entspannung auf etwa atmosphäri- 45 es seine Kälte in den Wärmeaustauschern 18 und 19 sehen Druck Kälte an das zu verflüssigende Gas- an das zu verflüssigende Erdgas ab und gelangt weigemisch und die anderen abgetrennten Kreislauf- ter über die Wärmeaustauscher 16 und 8 in den medien abgibt und dem Verdichter wieder zugeführt Turboverdichter 5. Vor dem Wärmeaustauscher 19 wird. wird ihm zuvor noch das über Leitung 24 ankom-
Das erfindungsgemäße Verfahren benötigt, unab- 50 mende Verdampfungsgas zugemischt, hängig von dem Druck, unter dem das Gasgemisch Nachdem die Kreislauffraktionen abgetrennt sind,
zur Verfügung steht, nur einen Verdichter. Es ge- bildet das Kopfgas des zweiten Abscheiders 21 nun stattet also auch bei kleinen Verflüssigungsleistungen wieder das zu verflüssigende Erdgas. Es kann in den den Einsatz von Turboverdichtern in einem günsti- Wärmeaustauschern 18 und 19 verflüssigt werden, gen Arbeitsbereich. Dabei ist die Schaltung einfach 55 Falls jedoch — wie in diesem Ausführungsbeispiel und die Zahl der Wärmeaustauscher gering. Weitere angenommen — eine Abtrennung des Stickstoffs geVorteile sind aus dem Äusführungsbeispiel zu er- wünscht wird, ist eine Vorzerlegung erforderlich. Dasehen. zu wird es mittels Leitung 25 in den Wärmeaus-
Die Erfindung wird nun an Hand eines Ausfüh- tauscher 18 geführt, wo es teilverflüssigt wird. Darungsbeispiels näher erläutert. Das in der Zeichnung 60 nach gelangt es in einen dritten Abscheider 26 und dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt die Verflüssi- wird dort in eine stickstoffarme flüssige und in eine
stickstoffreiche gasförmige Fraktion getrennt, welche
beide nach Weiterabkühlung im Wärmeaustauscher
19 über die Leitungen 28 und 29 und die Ventile 31
65 und 32 in die Stickstoffkolonne 30 entspannt werden.
Dort erfolgt die Zerlegung in weitgehend stickstofffreies Erdgas im Kolonnensumpf und Stickstoff im
Kolonnenkopf. Das über Leitung 33 abgezogene Erd-
gung von Erdgas nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, bei dem außer der eigentüchen Erdgasverflüssigung noch eine Stickstoffabtrennung erfolgen
soll.
Von der Leitung 1 wird ein Teilstrom 2 des unter
mittlerem Druck stehenden Erdgases abgezweigt, der
verflüssigt und von Stickstoff befreit werden soll. In
gas enthält sehr wenig schwere Kohlenwasserstoffe. Diese werden ihm daher, wie oben beschrieben, mittels Leitung 17 über das Entspannungsventil 35 aus dem Kondensat des ersten Abscheiders 10 zugemischt. Der Stickstoff wird am Kopf der Kolonne 30 über Leitung 34 abgezogen und durch den Stickstoffkühler 36 geführt. Seine restliche Kälte gibt er dann nacheinander in den Wärmeaustauschern 20, 19, 18, 16 und 8 ab und gelangt mit Umgebungsdruck und -temperatur an die Anlagengrenze.
Das Ausführungsbeispiel zeigt, daß das erfindungsgemäße Verflüssigungsverfahren mit wenigen Unterteilungen der Wärmeaustauscher auskommt, die Schaltung somit einfach ist. Trotzdem läßt sich ein guter Wirkungsgrad erzielen. Weiterhin benötigt es nur einen Verdichter. Da dieser auch die Kreislauffraktionen verdichtet, lassen sich demnach auch bei kleinen Verflüssigungsleistungen Turboverdichter einsetzen, ohne daß sie in einem ungünstigen Arbeitsbereich betrieben werden müssen.
Das in den Kreisläufen zirkulierende Gas wird aus den Erdgaskomponenten in der richtigen Zusammensetzung gebildet, so daß keine besonderen Vorkehrungen für die anfängliche und laufende Bereitstellung des Kreislaufgases notwendig sind.
Das Verfahren läßt sich noch durch einen oder mehrere Kreisläufe erweitern. Die Kreislaufmedien würden dann auf Drücke entspannt, die zwischen dem Druck in der Leitung 13 und dem atmosphärischen Druck liegen. Diese Erweiterung verringert den Energiebedarf und empfiehlt sich bei der Verflüssigung von Gasgemischen mit relativ viel schweren Kohlenwasserstoffen.

Claims (4)

Patentansprüche: 35
1. Verfahren zum Verflüssigen von Gasgemischen durch mindestens zwei offene Teilkreisläufe mit unterschiedlichen Siedebereichen, bei dem das Gasgemisch, welches zuvor mit den Kreislaufmedien vermischt und durch einen Verdichter auf erhöhten Druck gebracht wurde, einer fraktionierten Kondensation unterworfen wird, wobei die Kreislauf medien und die schwerer siedenden Gemischbestandteile als Flüssigfraktionen in Abscheidern anfallen, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigfraktion des ersten Abscheiders (10) in zwei Teilströme aufgeteilt wird, von denen der erste, der den ersten Teilkreislauf bildet, nach Entspannung auf einen mittleren Druck Kälte an das dem ersten Abscheider (10) zuströmende Gemisch aus Kreislaufgas und zu verflüssigendem Gasgemisch abgibt und dem Verdichter (5) wieder zugeführt wird, während der zweite unterkühlt, auf etwa atmosphärischen Druck entspannt und dem zum Verdichter (5) zurückströmenden letzten Kreislaufmedium zugemischt wird, und daß mit den Flüssigfraktionen etwa folgender weiterer Abscheider entsprechend verfahren wird, wobei die Entspannung der ersten Teilströme ebenfalls auf den mittleren Druck erfolgt, bis schließlich die im letzten Abscheider (21) anfallende Flüssigfraktion nach Kühlung gegen sich selbst und Entspannung auf etwa atmosphärischen Druck Kälte an das zu verflüssigende Gasgemisch und die anderen abgetrennten Kreislaufmedien abgibt und dem Verdichter (5) wieder zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von einem oder mehreren der aus den Flüssigfraktionen gebildeten ersten Teilströme ein weiterer Teilstrom abgezweigt, unterkühlt, entspannt und dem verflüssigten Gasgemisch zugemischt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zu verflüssigende Gasgemisch Erdgas ist und die Kreislaufmedien aus überwiegend schwerer siedenden Kohlenwasserstoffen bestehen.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem letzten Abscheider (21) abgezogene gasförmige Fraktion nach weiterer Abkühlung und Teilverflüssigung zwecks Stickstoffabtrennung in einem zusätzlichen Abscheider (26) einer Vorzerlegung unterworfen wird, bevor sie weiter abgekühlt und in eine Stickstoffkolonne (30) entspannt wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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DE1967M0076733 1967-12-27 1967-12-27 Verfluessigungsverfahren fuer Gasgemische mittels fraktionierter Kondensation Pending DE1551612B1 (de)

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