DE19920312A1 - Process for liquefying a hydrocarbon-rich stream comprises liquefying a partial stream against a stream from a cryogenic air decomposition plant on a corresponding temperature level - Google Patents
Process for liquefying a hydrocarbon-rich stream comprises liquefying a partial stream against a stream from a cryogenic air decomposition plant on a corresponding temperature levelInfo
- Publication number
- DE19920312A1 DE19920312A1 DE1999120312 DE19920312A DE19920312A1 DE 19920312 A1 DE19920312 A1 DE 19920312A1 DE 1999120312 DE1999120312 DE 1999120312 DE 19920312 A DE19920312 A DE 19920312A DE 19920312 A1 DE19920312 A1 DE 19920312A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- stream
- hydrocarbon
- liquefying
- rich stream
- rich
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 title claims abstract description 39
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims abstract description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 title abstract 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 46
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims description 22
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 19
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 13
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 9
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 6
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 6
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000000274 adsorptive effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims 1
- 239000003949 liquefied natural gas Substances 0.000 description 8
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 150000002829 nitrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
- F25J1/0228—Coupling of the liquefaction unit to other units or processes, so-called integrated processes
- F25J1/0232—Coupling of the liquefaction unit to other units or processes, so-called integrated processes integration within a pressure letdown station of a high pressure pipeline system
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/0002—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
- F25J1/0022—Hydrocarbons, e.g. natural gas
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
- F25J1/0221—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using the cold stored in an external cryogenic component in an open refrigeration loop
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
- F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
- F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
- F25J3/04521—Coupling of the air fractionation unit to an air gas-consuming unit, so-called integrated processes
- F25J3/04612—Heat exchange integration with process streams, e.g. from the air gas consuming unit
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
- F25J2205/60—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using adsorption on solid adsorbents, e.g. by temperature-swing adsorption [TSA] at the hot or cold end
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
- F25J2205/60—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using adsorption on solid adsorbents, e.g. by temperature-swing adsorption [TSA] at the hot or cold end
- F25J2205/66—Regenerating the adsorption vessel, e.g. kind of reactivation gas
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
- F25J2210/42—Nitrogen
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2220/00—Processes or apparatus involving steps for the removal of impurities
- F25J2220/60—Separating impurities from natural gas, e.g. mercury, cyclic hydrocarbons
- F25J2220/66—Separating acid gases, e.g. CO2, SO2, H2S or RSH
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2235/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure or for conveying of liquid process streams
- F25J2235/42—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure or for conveying of liquid process streams the fluid being nitrogen
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2290/00—Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
- F25J2290/62—Details of storing a fluid in a tank
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff reichen Stromes, insbesondere eines Erdgasstromes.The invention relates to a method and an apparatus for liquefying a Hydrocarbon rich stream, especially a natural gas stream.
Verfahren und Anlagen zur Verflüssigung von Kohlenwasserstoff reichen Strömen, insbesondere von Erdgas, gibt es zum einen als sehr große Einheiten, als sog. Baseload-Anlagen - wie sie beispielsweise aus der DE-OS 28 52 078 bekannt sind -, und zum anderen als mittelgroße Einheiten für den sog. Peak-shaving Betrieb. Klein- und Kleinstanlagen - d. h. bis zu einer Verflüssigungskapazität von ca. 10 m3 pro Tag - sind bisher nur in geringer Stückzahl gebaut worden, da der spezifische Preis für das Produkt sehr hoch ist. In jüngster Zeit mehren sich jedoch die Anzeichen für einen Bedarf an kleinen Anlagen, insbesondere LNG(Liquid Natural Gas)-Anlagen, die z. B. in der Einführungsphase von LNG als Kraftstoff benötigt werden.Processes and plants for the liquefaction of hydrocarbon-rich streams, in particular natural gas, exist on the one hand as very large units, as so-called baseload plants - as are known for example from DE-OS 28 52 078 - and on the other hand as medium-sized ones Units for the so-called peak-shaving operation. Small and very small plants - that is, up to a liquefaction capacity of approx. 10 m 3 per day - have so far only been built in small numbers, since the specific price for the product is very high. In recent times, however, there are increasing signs of a need for small plants, in particular LNG (Liquid Natural Gas) plants. B. are needed as fuel in the introductory phase of LNG.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff reichen Stromes, insbesondere von Erdgas, anzugeben, das bzw. die bei geringen Verflüssigungsmengen einen zu größeren Verfahren bzw. Vorrichtungen vergleichbaren spezifischen Preis für das verflüssigte Produkt ermöglicht.The object of the present invention is to provide a method and an apparatus for Liquefying a hydrocarbon-rich stream, especially natural gas, to indicate that one or too large in the case of small amounts of liquefaction Methods or devices comparable specific price for the liquefied Product enables.
Dies wird entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff reichen Stromes, insbesondere von Erdgas, dadurch erreicht, daß zumindest ein Teilstrom des zu verflüssigenden Kohlenwasserstoff reichen Stromes gegen einen auf einem entsprechenden Temperaturniveau befindlichen Strom einer kryogenen Luftzerlegungsanlage verflüssigt wird.This is in accordance with the inventive method for liquefying a Hydrocarbon rich electricity, especially natural gas, achieved in that at least a partial stream of the hydrocarbon-rich stream to be liquefied against a current at a corresponding temperature level cryogenic air separation plant is liquefied.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff reichen Stromes ist gekennzeichnet durch wenigstens einen Wärmetauscher, in dem ein indi rekter Wärmeaustausch zwischen zumindest einem Teilstrom des zu verflüssigenden Kohlenwasserstoff reichen Stromes und einem auf einem entsprechenden Temperatur niveau befindlichen Strom einer kryogenen Luftzerlegungsanlage erfolgt.The device according to the invention for liquefying a hydrocarbon is sufficient Electricity is characterized by at least one heat exchanger in which an indi right heat exchange between at least a partial flow of the liquefied Hydrocarbon rich electricity and one at an appropriate temperature level of a cryogenic air separation plant.
Hierbei erfolgt die Verflüssigung des Kohlenwasserstoff reichen Stromes vorzugsweise gegen einen Stickstoff-reichen Strom der kryogenen Luftzerlegungsanlage. Prinzipiell ist jedoch jeder Strom einer kryogenen Luftzerlegungsanlage, der im Hinblick auf den zu verflüssigenden Kohlenwasserstoff reichen Strom ein entsprechendes Temperatur niveau aufweist, verwendbar.Here, the liquefaction of the hydrocarbon-rich stream is preferably carried out against a nitrogen-rich stream of the cryogenic air separation plant. In principle However, any stream from a cryogenic air separation plant that the hydrocarbon to be liquefied is sufficient for electricity to have an appropriate temperature level, usable.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die bei der Verflüssigung störenden Komponenten - dies sind insbesondere der Wasserdampf sowie das Kohlendioxid - vor der Verflüssigung abgetrennt.According to a further embodiment of the method according to the invention and the The device according to the invention will be the ones that interfere with liquefaction Components - these are in particular water vapor and carbon dioxide - separated before liquefaction.
Hierzu eignen sich insbesondere adsorptive Prozesse, wie beispielsweise PSA- oder TSA-Prozesse, also Druck- oder Temperaturwechseladsorptionsprozesse. Die Abtren nung dieser Komponenten ist erforderlich, da diese ansonsten bei der Verflüssigung ausfrieren und zu Verlegungen in den Leitungen und/oder Ventilen führen können.Adsorptive processes such as PSA or are particularly suitable for this TSA processes, i.e. pressure or temperature swing adsorption processes. The entrances These components must be used, otherwise they will liquefy freeze out and lead to laying in the lines and / or valves.
Der verflüssigte Kohlenwasserstoff-reiche Strom wird nach erfolgter Verflüssigung vorzugsweise in wenigstens einem Speicherbehälter (zwischen)gelagert. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn keine diskontinuierliche Abgabe des verflüssigten Produkts - wie dies beispielsweise bei Erdgas-Tankstellen der Fall - möglich ist.The liquefied hydrocarbon-rich stream becomes after liquefaction preferably stored (at least) in at least one storage container. This is Particularly useful if there is no discontinuous delivery of the liquefied Product - as is the case with natural gas filling stations, for example.
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung weiter bildend wird vorgeschlagen, daß der für die Verflüssigung des zu verflüssigenden Kohlenwasserstoff reichen Stromes verwendete Strom der kryogenen Luftzerlegungs anlage ebenfalls in wenigsten einem Speicherbehälter (zwischen)gelagert wird.The method according to the invention and the device according to the invention further it is proposed to form that for the liquefaction of the liquefied Hydrocarbon rich stream used cryogenic air separation stream system is also (at least) stored in at least one storage container.
Diese Ausgestaltung ermöglicht ist es, daß auch zu Zeiten, zu denen die kryogene Luftzerlegungsanlage nicht im Betrieb ist, daß für die Verflüssigung des zu verflüssi genden Kohlenwasserstoff reichen Stromes benötigte Medium zur Verfügung steht. Der Erdgasverflüssigungsprozeß sowie die kryogene Luftzerlegungsanlage müssen somit nicht zeitgleich in Betrieb sein. This configuration makes it possible that even at times when the cryogenic Air separation plant is not in operation that for the liquefaction of the liquefied The hydrocarbon rich stream required medium is available. The natural gas liquefaction process and the cryogenic air separation plant must therefore not be in operation at the same time.
Erfolgt die Abtrennung von unerwünschten Komponenten aus dem zu verflüssigenden Kohlenwasserstoff reichen Strom mittels wenigsten eines Adsorbers, so ist dieser in regelmäßigen Abständen zu regenerieren. Für die denkbaren Regenerierschritte - wie beispielsweise Spülen mit einem Inertgas, Verdrängen der am Adsorbens anhaftenden Komponenten, Überleiten eines Heißgases, etc. - eignet sich wiederum - wie im . folgenden noch erläutert werden wird - der oder ein Teilstrom des für die Verflüssigung verwendeten Stromes der kryogenen Luftzerlegungsanlage.Unwanted components are separated from those to be liquefied Hydrocarbon-rich electricity using at least one adsorber, this is in regenerate at regular intervals. For the imaginable regeneration steps - how for example purging with an inert gas, displacing those adhering to the adsorbent Components, transfer of a hot gas, etc. - is again suitable - as in. the following will be explained - the or a partial stream of the liquefaction used electricity of the cryogenic air separation plant.
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung ermögli chen die Verflüssigung eines Kohlenwasserstoff reichen Stromes, bei dem bzw. bei der der spezifische Preis für das Produkt - also den verflüssigten Kohlenwasserstoff- reichen Strom - mit demjenigen großer Verflüssigungsanlagen konkurrieren kann. Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung eignen sich daher insbesondere für Erdgas-Verflüssigungsanlagen wie sie bei Erdgas-Tankstellen benötigt werden. Für die Markteinführung von Erdgas als Kfz-Treibstoff, während der zunächst nur kleine Mengen an verflüssigtem Erdgas benötigt werden, stellt gerade der unverhältnismäßig hohe spezifische Preis die größte Barriere dar. Das erfindungs gemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff reichen Stromes beseitigen nunmehr diese Barriere.The method according to the invention and the device according to the invention enable Chen the liquefaction of a hydrocarbon rich stream, at which the specific price for the product - i.e. the liquefied hydrocarbon - rich electricity - can compete with that of large liquefaction plants. The The inventive method and the inventive device are suitable therefore especially for natural gas liquefaction plants like those at natural gas filling stations are needed. For the launch of natural gas as a motor vehicle fuel during the initially only small amounts of liquefied natural gas are required, he says disproportionately high specific price is the biggest barrier according method and the device according to the invention for liquefying a Hydrocarbon rich electricity is now removing this barrier.
Das erfindungsgemäße Verfahren, die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie weitere Ausgestaltungen des- bzw. derselben seien im folgenden anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The method according to the invention, the device according to the invention and others Embodiments of the same or the same are based on the in the figure illustrated embodiment explained in more detail.
In einer Hochdruck-Pipeline 1 wird ein Kohlenwasserstoff-reicher Strom, z. B. Erdgas, mit einem Druck zwischen 40 und 70 bar und bei Umgebungstemperatur gefördert.In a high-pressure pipeline 1 , a hydrocarbon-rich stream, e.g. B. natural gas, with a pressure between 40 and 70 bar and at ambient temperature.
Eine Niederdruck-Pipeline 2 dient der Förderung von Erdgas mit einem Druck zwischen 1 und 6 bar. Erdgas weist neben Methan noch Kohlendioxid - bis ca. 2% -, Wasserdampf - entsprechend der Temperatureinstellung - und Stickstoff auf.A low-pressure pipeline 2 is used to pump natural gas at a pressure between 1 and 6 bar. In addition to methane, natural gas also contains carbon dioxide - up to approx. 2% -, water vapor - depending on the temperature setting - and nitrogen.
Über Leitung 3 wird diejenige Menge an Erdgas, die verflüssigt werden soll, abgezogen und einem Adsorptionsprozeß - dargestellt durch die Adsorber A und A' - zugeführt. Der Übersichtlichkeit halber sind in der Figur lediglich zwei Adsorber A und A' darge stellt. In der Praxis können jedoch auch drei oder mehr Adsorber parallel geschaltet und betrieben werden. Die Adsorber sind mit einem Adsorptionsmittel bzw. Adsorbens befüllt, das die Entfernung von Kohlendioxid und Wasserdampf aus dem (noch gasförmigen) Erdgas ermöglicht. Im folgenden wird anhand des Adsorbers A der Adsorptionstakt erläutert werden, während der Adsorber A' der Erläuterung des Regenerierprozesses dient.The amount of natural gas that is to be liquefied is drawn off via line 3 and fed to an adsorption process — represented by adsorbers A and A ′. For the sake of clarity, only two adsorbers A and A 'are shown in the figure. In practice, however, three or more adsorbers can also be connected and operated in parallel. The adsorbers are filled with an adsorbent or adsorbent that enables the removal of carbon dioxide and water vapor from the (still gaseous) natural gas. In the following, the adsorption cycle will be explained with the aid of the adsorber A, while the adsorber A 'serves to explain the regeneration process.
Das adsorptiv gereinigte Erdgas wird anschließend über Leitung 4 einem Wärme tauscher bzw. Verflüssiger L zugeführt und in diesem gegen einen Verfahrensstrom der kryogenen Luftzerlegungsanlage, auf den im folgenden noch näher eingegangen werden wird, verflüssigt. Das verflüssigte Erdgas, das eine Temperatur von ca. -160°C aufweist, wird anschließend über Leitung 5 einem LNG(Liquid Natural Gas)-Speicher behälter S2 zugeführt. Aus diesem kann es kontinuierlich oder diskontinuierlich über Leitung 6 abgezogen und beispielsweise in entsprechende Transportfahrzeuge überführt werden.The adsorptively purified natural gas is then fed via line 4 to a heat exchanger or liquefier L and liquefied in this against a process stream of the cryogenic air separation plant, which will be discussed in more detail below. The liquefied natural gas, which has a temperature of approx. -160 ° C, is then fed via line 5 to an LNG (Liquid Natural Gas) storage tank S2. From this, it can be withdrawn continuously or discontinuously via line 6 and, for example, transferred to corresponding transport vehicles.
Der strichpunktiert umrahmte Bereich - der im wesentlichen den Wärmetauscher E1 umschließt - symbolisiert einen Teilbereich der sog. Cold-Box der kryogenen Luftzerlegungsanlage. In dieser fällt ein vorzugsweise Stickstoffreicher Strom 7 an, der im Wärmetauscher E1 gegen sich selbst unterkühlt wird. Er wird sodann über Leitung 8 einem Speicherbehälter S1 zugeführt und in diesem gegebenenfalls zwischengelagert. Die Entnahme des unterkühlten Stickstoff-reichen Stromes aus dem Speicherbehälter S1 und die Zuführung in den Wärmetauscher/Verflüssiger L, der vorzugsweise als gewickelter Wärmetauscher ausgebildet ist, erfolgt über die Leitung 9 in der eine Pumpe P vorgesehen ist.The dot-dashed area - which essentially encloses the heat exchanger E1 - symbolizes a partial area of the so-called cold box of the cryogenic air separation plant. A preferably nitrogen-rich stream 7 occurs in this, which is subcooled against itself in the heat exchanger E1. It is then fed via line 8 to a storage container S1 and, if appropriate, temporarily stored therein. The supercooled nitrogen-rich stream is removed from the storage container S1 and fed into the heat exchanger / condenser L, which is preferably designed as a wound heat exchanger, via the line 9 in which a pump P is provided.
Zu denjenigen Zeiten, zu denen keine Verflüssigung von Erdgas im Wärmetauscher/ Verflüssiger L stattfindet, wird der unterkühlte Stickstoff-reiche Strom über die Leitung 11 wieder dem Wärmetauscher E1 der Cold-Box zugeführt, in diesem gegen sich selbst angewärmt und verdampft und anschließend über die Leitungen 12 und 13 an Verbraucher bzw. Kunden abgegeben. Das für die Verflüssigung des Erdgases benö tigte Medium wird somit nicht verworfen, sondern seinem eigentlichen Verwendungs zweck nach erfolgter Verflüssigung zugeführt.At those times when there is no liquefaction of natural gas in the heat exchanger / liquefier L, the supercooled nitrogen-rich stream is fed again via line 11 to the heat exchanger E1 of the cold box, in which it is warmed and vaporized against itself and then via the Lines 12 and 13 delivered to consumers or customers. The medium required for the liquefaction of the natural gas is therefore not discarded, but instead supplied to its actual intended use after liquefaction.
Immer dann, wenn in dem Wärmetaucher/Verflüssiger L eine Verflüssigung des Erdgases stattfindet wird ein Teil des dem Wärmetauscher/Verflüssiger L über Leitung 9 zugeführten unterkühlten Stickstoff-reichen Stromes verdampft. Diese gasförmige Fraktion wird aus dem Wärmetauscher/Verflüssiger L über die bereits erwähnte Leitung 13 abgezogen und den weiteren Anwendungen bzw. Kunden zugeführt.Whenever liquefaction of the natural gas takes place in the heat exchanger / condenser L, part of the supercooled nitrogen-rich stream supplied to the heat exchanger / condenser L via line 9 is evaporated. This gaseous fraction is withdrawn from the heat exchanger / condenser L via the line 13 already mentioned and supplied to further applications or customers.
Sobald während des Verflüssigungsprozesses der im Adsorptionstakt befindliche Adsorber A beladen ist und deshalb auf einen anderen Adsorber A' umgeschaltet werden muß, ist der beladene Adsorber A zu regenerieren. Zu diesem Zwecke erfolgt im Regelfall zunächst eine Entlastung des Adsorbers A, wobei aus diesem durch Druckabsenkung noch in ihm enthaltenes Erdgas über die Leitungen 4 und 14 der Leitung 5 beigemischt und/oder direkt in den LNG-Speicherbehälter S2 geleitet wird. Damit dieses noch gasförmige Erdgas in die im Speicherbehälter S2 befindliche Flüssigkeit einkondensiert, wird über Leitung 10 zumindest ein Teilstrom des unter kühlten Stickstoff-reichen Stromes dem in dem Speicherbehälter S2 angeordneten Wärmetauscher E3 zugeführt.As soon as the adsorber A in the adsorption cycle is loaded during the liquefaction process and must therefore be switched to another adsorber A ', the loaded adsorber A must be regenerated. For this purpose, the adsorber A is generally first relieved, natural gas still contained in it being added to it via lines 4 and 14 of line 5 and / or passed directly into the LNG storage container S2 by means of pressure reduction. So that this still gaseous natural gas condenses into the liquid in the storage container S2, at least a partial stream of the stream rich in cooled nitrogen is fed via line 10 to the heat exchanger E3 arranged in the storage container S2.
Die am Adsorbens des beladenen Adsorbers anhaftenden, bei der Verflüssigung unerwünschten Komponenten können durch Druckabsenkung im Adsorber entfernt werden; sie werden dabei beispielsweise über die Leitungen 17 und 16 über einen in der Figur nicht dargestellten Kamin aus dem Prozeß abgeführt. Nun kann sich ein Spülschritt anschließen, bei dem der zu regenerierende Adsorber, vorzugsweise mit einem Inertgas, gespült wird. Hierzu eignet sich insbesondere die aus dem Wärme tauscher/Verflüssiger L über Leitung 13 abgezogenen Stickstoff-reiche Gasfraktion, die dem zu regenerierenden Adsorber A' über die Leitung 4' zugeführt wird. Diese durch den Adsorber A' hindurchgeführte Stickstoff-reiche Gasfraktion kann nunmehr ebenfalls über Leitungen 17 und 16 aus dem Prozeß abgeführt oder aber über die Leitung 18 wieder der bereits beschriebenen Abgabeleitung 13 zugeführt werden.The components adhering to the adsorbent of the loaded adsorber, which are undesirable during liquefaction, can be removed by lowering the pressure in the adsorber; they are discharged from the process, for example, via lines 17 and 16 via a chimney, not shown in the figure. A rinsing step can now follow, in which the adsorber to be regenerated is rinsed, preferably with an inert gas. For this purpose, the nitrogen-rich gas fraction drawn off from the heat exchanger / liquefier L via line 13 is particularly suitable and is fed to the adsorber A 'to be regenerated via line 4 '. This nitrogen-rich gas fraction passed through the adsorber A 'can now also be discharged from the process via lines 17 and 16 or can be fed back via line 18 to the discharge line 13 already described.
Auch ist es möglich, indem beispielsweise ein Teilstrom der Stickstoff-reichen Gasfrak tion über die Leitungen 4', 17 und 19 durch den Adsorber A' im Kreis gefahren wird - was mittels des dafür vorgesehenen Verdichters V möglich ist -, den zu regenerieren den Adsorber A' aufzuheizen. Dazu ist in der Leitung 19 jedoch ein Wärmelieferant, wie z. B. ein Elektroerhitzer E2 vorzusehen.It is also possible, for example, by circulating a partial stream of the nitrogen-rich gas fraction via lines 4 ', 17 and 19 through the adsorber A' - which is possible by means of the compressor V provided - to regenerate the adsorber A 'to heat up. However, in the line 19 to a heat supplier such. B. to provide an electric heater E2.
Eine anschließende Entlastung des zu regenerierenden Adsorbers A' kann beispiels weise über die Leitungen 17 und 20 dadurch erfolgen, daß noch in ihm enthaltene Komponenten in die Niederdruck-Pipeline 2 abgegeben werden. Ergänzend oder alter nativ ist jedoch wiederum auch eine Abgabe über die Leitungen 17 und 16 möglich.A subsequent relief of the adsorber A 'to be regenerated can take place, for example, via lines 17 and 20 in that components still contained in it are discharged into the low-pressure pipeline 2 . In addition or as an alternative, delivery via lines 17 and 16 is also possible.
Bevor der zu regenerierende Adsorber A' wieder auf den Adsorptionstakt geschaltet wird, kann zum Zwecke der Abkühlung über die Leitungen 4', 17 und 18 ein Teilstrom der Stickstoff-reichen Gasfraktion durch ihn geführt werden. Ergänzend oder alternativ kann auch ein Teilstrom der aus dem Wärmetauscher/Verflüssiger L über Leitung 11 abgezogenen Stickstoff-reichen Flüssigfraktion über die Leitungen 15, 4', 17 und 18 durch den Adsorber A' geführt werden.Before the adsorber A 'to be regenerated is switched back to the adsorption cycle, a partial stream of the nitrogen-rich gas fraction can be passed through it for the purpose of cooling via lines 4 ', 17 and 18 . Additionally or alternatively, a partial stream of the nitrogen-rich liquid fraction drawn off from the heat exchanger / condenser L via line 11 can also be passed through lines 15 , 4 ', 17 and 18 through the adsorber A'.
Selbstverständlich sind neben den geschilderten Verfahrensschritten - insbesondere im Hinblick auf die Regenerierung eines beladenen Adsorbers - eine Vielzahl von Verfahrensmöglichkeiten denkbar.Of course, in addition to the described process steps - in particular with regard to the regeneration of a loaded adsorber - a variety of Process possibilities conceivable.
Immer dann, wenn die Regenerier- und Abkühlphase länger als die Adsorptionsphase dauert, empfiehlt es sich, wenigstens drei Adsorber parallel zu schalten. Dann ist es möglich, einen Adsorber in der Adsorptionsphase, einen Adsorber in der Regenerier phase und einen Adsorber in der Abkühlphase zu betreiben.Whenever the regeneration and cooling phase is longer than the adsorption phase it is advisable to connect at least three adsorbers in parallel. Then it is possible, an adsorber in the adsorption phase, an adsorber in the regeneration phase and to operate an adsorber in the cooling phase.
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1999120312 DE19920312A1 (en) | 1999-05-03 | 1999-05-03 | Process for liquefying a hydrocarbon-rich stream comprises liquefying a partial stream against a stream from a cryogenic air decomposition plant on a corresponding temperature level |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1999120312 DE19920312A1 (en) | 1999-05-03 | 1999-05-03 | Process for liquefying a hydrocarbon-rich stream comprises liquefying a partial stream against a stream from a cryogenic air decomposition plant on a corresponding temperature level |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19920312A1 true DE19920312A1 (en) | 2000-11-09 |
Family
ID=7906822
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE1999120312 Withdrawn DE19920312A1 (en) | 1999-05-03 | 1999-05-03 | Process for liquefying a hydrocarbon-rich stream comprises liquefying a partial stream against a stream from a cryogenic air decomposition plant on a corresponding temperature level |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE19920312A1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10101295A1 (en) * | 2001-01-12 | 2002-07-18 | Linde Ag | Process for liquefying a hydrocarbon-rich stream, especially natural gas, comprises purifying the hydrocarbon-rich stream, cooling and partially condensing the purified stream, and removing higher hydrocarbons and carbon dioxide |
| DE10121339A1 (en) * | 2001-05-02 | 2002-11-07 | Linde Ag | Process for separating nitrogen from a nitrogen-containing hydrocarbon fraction |
| JP2004156899A (en) * | 2002-11-01 | 2004-06-03 | L'air Liquide Sa Pour L'etude & L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Combined plant for separating air and liquefying natural gas |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995012100A1 (en) * | 1993-10-27 | 1995-05-04 | Liquid Carbonic Corporation | Process to increase natural gas methane content |
| DE19620653C1 (en) * | 1996-05-22 | 1997-06-19 | Linde Ag | Separately storing liquefied gases |
| DE19511383C2 (en) * | 1995-03-28 | 1997-08-21 | Linde Ag | Process and plant for supplying customers with natural gas and cryogenic liquids |
| DE19641647C1 (en) * | 1996-10-09 | 1998-02-26 | Linde Ag | Method for supply to receivers of natural gas and cryogenic fluids |
| DE19645492C1 (en) * | 1996-11-05 | 1998-05-07 | Messer Griesheim Gmbh | System and method for maintaining or increasing pressure in a cryogenic tank |
| DE19705357A1 (en) * | 1997-02-12 | 1998-08-13 | Linde Ag | Liquid natural gas production method |
| DE19720451A1 (en) * | 1997-05-15 | 1998-11-19 | Linde Ag | Storage vessel for liquid air |
| DE19737521A1 (en) * | 1997-08-28 | 1999-03-04 | Messer Griesheim Gmbh | Plant for the low-temperature separation of air |
-
1999
- 1999-05-03 DE DE1999120312 patent/DE19920312A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995012100A1 (en) * | 1993-10-27 | 1995-05-04 | Liquid Carbonic Corporation | Process to increase natural gas methane content |
| DE19511383C2 (en) * | 1995-03-28 | 1997-08-21 | Linde Ag | Process and plant for supplying customers with natural gas and cryogenic liquids |
| DE19620653C1 (en) * | 1996-05-22 | 1997-06-19 | Linde Ag | Separately storing liquefied gases |
| DE19641647C1 (en) * | 1996-10-09 | 1998-02-26 | Linde Ag | Method for supply to receivers of natural gas and cryogenic fluids |
| DE19645492C1 (en) * | 1996-11-05 | 1998-05-07 | Messer Griesheim Gmbh | System and method for maintaining or increasing pressure in a cryogenic tank |
| DE19705357A1 (en) * | 1997-02-12 | 1998-08-13 | Linde Ag | Liquid natural gas production method |
| DE19720451A1 (en) * | 1997-05-15 | 1998-11-19 | Linde Ag | Storage vessel for liquid air |
| DE19737521A1 (en) * | 1997-08-28 | 1999-03-04 | Messer Griesheim Gmbh | Plant for the low-temperature separation of air |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10101295A1 (en) * | 2001-01-12 | 2002-07-18 | Linde Ag | Process for liquefying a hydrocarbon-rich stream, especially natural gas, comprises purifying the hydrocarbon-rich stream, cooling and partially condensing the purified stream, and removing higher hydrocarbons and carbon dioxide |
| DE10121339A1 (en) * | 2001-05-02 | 2002-11-07 | Linde Ag | Process for separating nitrogen from a nitrogen-containing hydrocarbon fraction |
| JP2004156899A (en) * | 2002-11-01 | 2004-06-03 | L'air Liquide Sa Pour L'etude & L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Combined plant for separating air and liquefying natural gas |
| EP1435497A3 (en) * | 2002-11-01 | 2005-04-20 | L'AIR LIQUIDE, Société Anonyme à Directoire et Conseil de Surveillance pour l'Etude et l'Exploitation des | Combined air separation and natural gas liquefaction plant |
| US7143606B2 (en) | 2002-11-01 | 2006-12-05 | L'air Liquide-Societe Anonyme A'directoire Et Conseil De Surveillance Pour L'etide Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Combined air separation natural gas liquefaction plant |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE102014005936A1 (en) | Process for liquefying a hydrocarbon-rich fraction | |
| DE69328922T2 (en) | Compressed gas oxygen production process and apparatus | |
| DE4440401A1 (en) | Process for liquefying natural gas | |
| EP2027423A2 (en) | Process for liquefying hydrogen | |
| DE102007007581A1 (en) | Carbon dioxide product producing method for gas analysis process, involves producing two-phase material-mixture by releasing fluid phase by throttle element, and vaporizing and heating fluid phase against application gas | |
| DE19612173C1 (en) | Procedure for liquefaction of hydrocarbon rich process flow, especially natural gas | |
| DE19511383C2 (en) | Process and plant for supplying customers with natural gas and cryogenic liquids | |
| DE4440406C1 (en) | Process for liquefying a pressurized hydrocarbon-rich fraction | |
| DE2009401A1 (en) | Process for liquefying low-boiling gases | |
| DE19920312A1 (en) | Process for liquefying a hydrocarbon-rich stream comprises liquefying a partial stream against a stream from a cryogenic air decomposition plant on a corresponding temperature level | |
| DE19620653C1 (en) | Separately storing liquefied gases | |
| DE102013012656A1 (en) | A method of separating unwanted components from a helium stream | |
| WO2016015855A1 (en) | Obtaining xenon from ethane-rich liquids and gases | |
| DE102007006370A1 (en) | Process for liquefying a hydrocarbon-rich stream | |
| DE19821242A1 (en) | Liquefaction of pressurized hydrocarbon-enriched stream | |
| DE19641647C1 (en) | Method for supply to receivers of natural gas and cryogenic fluids | |
| DE102006021620B4 (en) | Pretreatment of a liquefied natural gas stream | |
| DE102020130946B4 (en) | Cryogenic process for recovering valuable substances from a hydrogen-rich feed gas | |
| DE19622692C1 (en) | Liquefaction of hydrocarbon-rich gas stream containing aromatic and heavy hydrocarbon(s) | |
| DE19707476C2 (en) | Method and device for liquefying a hydrocarbon-rich stream | |
| DE19707475A1 (en) | Liquefaction of hydrocarbon-rich stream, esp. natural gas | |
| DE102004028052A1 (en) | Process to liquefy natural gas by first-stage introduction of hydrocarbon-enriched fraction | |
| DE19540142C1 (en) | Method for liquefying or part-liquefying pressurised gas or gas mixtures, especially natural gas | |
| EP1999420A1 (en) | Method for liquefying natural gas | |
| DE10101295A1 (en) | Process for liquefying a hydrocarbon-rich stream, especially natural gas, comprises purifying the hydrocarbon-rich stream, cooling and partially condensing the purified stream, and removing higher hydrocarbons and carbon dioxide |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |