DE102006021620A1 - Vorbehandlung eines zu verflüssigenden Erdgasstromes - Google Patents
Vorbehandlung eines zu verflüssigenden Erdgasstromes Download PDFInfo
- Publication number
- DE102006021620A1 DE102006021620A1 DE102006021620A DE102006021620A DE102006021620A1 DE 102006021620 A1 DE102006021620 A1 DE 102006021620A1 DE 102006021620 A DE102006021620 A DE 102006021620A DE 102006021620 A DE102006021620 A DE 102006021620A DE 102006021620 A1 DE102006021620 A1 DE 102006021620A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- hydrocarbon
- cooling
- liquefaction
- liquefied
- refrigerant mixture
- 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.)
- Granted
Links
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 title claims abstract description 30
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims abstract description 30
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 29
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 23
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 46
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 title claims description 23
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims abstract description 42
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 33
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims abstract description 16
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 230000000274 adsorptive effect Effects 0.000 claims description 21
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 16
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 12
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 9
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 4
- 239000003949 liquefied natural gas Substances 0.000 description 11
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 206010016352 Feeling of relaxation Diseases 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 230000002631 hypothermal effect Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000012432 intermediate storage Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000012716 precipitator Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing 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
- F25J1/0002—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
- F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
- F25J1/0047—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle
- F25J1/0052—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle by vaporising a liquid refrigerant stream
- F25J1/0055—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle by vaporising a liquid refrigerant stream originating from an incorporated cascade
-
- 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
- F25J1/0211—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 a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle
- F25J1/0212—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 a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a single flow MCR cycle
-
- 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
- F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
- F25J1/0279—Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
- F25J1/0291—Refrigerant compression by combined gas compression and liquid pumping
-
- 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
- F25J2220/00—Processes or apparatus involving steps for the removal of impurities
- F25J2220/60—Separating impurities from natural gas, e.g. mercury, cyclic hydrocarbons
- F25J2220/68—Separating water or hydrates
Abstract
Es
wird ein Verfahren zur Verflüssigung
eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes, insbesondere eines Erdgasstromes,
wobei der Kohlenwasserstoff-reiche Strom vor seiner Verflüssigung
zumindest einer adsorptiven Wasserabtrennung unterworden wird und
die Verflüssigung
des Kohlenwasserstoff-reichen Stromes durch indirekten Wärmetausch
mit dem Kältemittelgemisch eines
Kältemittelgemischkreislaufes
erfolgt, wobei das Kältemittelgemisch
zwei- oder mehrstufig verdichtet und in wenigstens eine tiefersiedende
und wenigstens eine höhersiedende
Kältemittelgemischfraktion
aufgetrennt wird, beschrieben.
Erfindungsgemäß ist der adsorptiven Wasserabtrennung (A1) wenigstens eine Abkühlung (E) des zu verflüssigenden Kohlenwasserstoff-reichen Stromes (1) vorgeschaltet, wobei die Abkühlung (E) des zu verflüssigenden Kohlenwasserstoff-reichen Stromes (1) gegen einen Teilstrom (18, 20) der tiefersiedenden Kältemittelgemischfraktion erfolgt und das dabei kondensierte Wasser vor der adsorptiven Wasserabtrennung (A1) abgetrennt wird (D).
Erfindungsgemäß ist der adsorptiven Wasserabtrennung (A1) wenigstens eine Abkühlung (E) des zu verflüssigenden Kohlenwasserstoff-reichen Stromes (1) vorgeschaltet, wobei die Abkühlung (E) des zu verflüssigenden Kohlenwasserstoff-reichen Stromes (1) gegen einen Teilstrom (18, 20) der tiefersiedenden Kältemittelgemischfraktion erfolgt und das dabei kondensierte Wasser vor der adsorptiven Wasserabtrennung (A1) abgetrennt wird (D).
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verflüssigung eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes, insbesondere eines Erdgasstromes, wobei der Kohlenwasserstoff-reiche Strom vor seiner Verflüssigung zumindest einer adsorptiven Wasserabtrennung unterworfen wird und die Verflüssigung des Kohlenwasserstoff-reichen Stromes durch indirekten Wärmetausch mit dem Kältemittelgemisch eines Kältemittelgemischkreislaufes erfolgt, wobei das Kältemittelgemisch zwei- oder mehrstufig verdichtet und in wenigstens eine tiefersiedende und wenigstens eine höhersiedende Kältemittelgemischfraktion aufgetrennt wird.
- Ein gattungsgemäßes Verfahren zur Verflüssigung eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes ist beispielsweise aus der deutschen Patentanmeldung 197 22 490 bekannt; mit der Zitierung dieses Dokuments sei dessen Offenbarungsgehalt zur Gänze in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Patentanmeldung integriert.
- Im Regelfall ist vor der Verflüssigung eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes – im Folgenden als Erdgasstrom bezeichnet – eine Vorbehandlung des zu verflüssigenden Erdgasstromes erforderlich. Diese dient zur Entfernung derjenigen Erdgaskomponenten, wie beispielsweise H2O und Kohlendioxid, die bei der Erdgasverflüssigung als Feststoffe ausfallen können und somit die Verflüssigung des Erdgases behindern würden. Ferner sind diejenigen Stoffe, wie beispielsweise Quecksilber, aus dem zu verflüssigenden Erdgasstrom zu entfernen, die das Material der in der Erdgasverflüssigungsanlage gewählten Apparate beschädigen können.
- Die Entfernung von H2O aus einem zu verflüssigenden Erdgasstrom erfolgt üblicherweise mittels eines adsorptiven Trennverfahrens, das dem eigentlichen Verflüssigungsprozess vorgeschaltet ist. Um die hierfür erforderliche Abtrenneinheit so klein als möglich dimensionieren zu können, wird durch eine Abkühlung des Erdgasstromes in einer Kälteanlage, die ihrerseits mittels Kühlluft oder Kühlwasser gekühlt wird, ein Kondensieren und Abscheiden von Wasser realisiert. Dies hat zur Folge, dass die Abmessungen sowie Investitions- und Betriebskosten der Adsorber-Abtrenneinheit verringert werden können. Üblicherweise wird diese Vorkühlung des zu verflüssigenden Erdgasstromes mittels einer C3-Kälteanlage, die bei einer Vielzahl von Verflüssigungsprozessen bereits vorhanden ist, realisiert.
- Bei kleinen und mittelgroßen Erdgasverflüssigungsanlagen – hierunter seien Verflüssigungsanlagen zu verstehen, deren Verflüssigungsrate weniger als 100.000 Nm3/h beträgt – werden oftmals Gemischkreisläufe zur Verflüssigung eingesetzt. Aufgrund des daraus resultierenden Fehlens einer C3-Kälteanlage wird im Regelfall auf eine Vorkühlung mit anschließender Wasserabscheidung vor der Adsorber-Abtrenneinheit verzichtet, was zur Folge hat, dass diese Abtrenneinheit entsprechend größer dimensioniert werden muss und folglich höhere Investitions- und Betriebskosten verursacht.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Verfahren zur Verflüssigung eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes anzugeben, das diesen Nachteil vermeidet.
- Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren zur Verflüssigung eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der adsorptiven Wasserabtrennung wenigstens eine Abkühlung des zu verflüssigenden Kohlenwasserstoff-reichen Stromes vorgeschaltet ist, wobei die Abkühlung des zu verflüssigenden Kohlenwasserstoff-reichen Stromes gegen einen Teilstrom der tiefersiedenden Kältemittelgemischfraktion erfolgt und das dabei kondensierte Wasser vor der adsorptiven Wasserabtrennung abgetrennt wird.
- Erfindungsgemäß wird nunmehr ein Teilstrom der tiefersiedenden Kältemittelgemischfraktion, der im Wesentlichen aus C1- bis C5-Kohlenwasserstoffen, also bspw. CH4, C2H6 oder C2H4, C3H8, I-C4H10 oder N-C4H10 und C5H12, besteht, dazu verwendet, den zu verflüssigenden Erdgasstrom vor seinem Eintritt in die adsorptive Wasserabtrennung abzukühlen. Von Nachteil bei der erfindungsgemäßen Verfahrensweise ist jedoch, dass aufgrund der erfindungsgemäßen Verfahrensweise der Betriebsmittelverbrauch des Gesamtverflüssigungsprozesses ansteigt. Da dieser Anstieg jedoch nur ca. 3% beträgt, kann er angesichts der mit ihm erzielbaren Vorteile toleriert werden. Die mittels der erfindungsgemäßen Verfahrensweise realisierte Abtrennung hat zur Folge, dass die adsorptiv arbeitende Abtrenneinheit für Wasser kleiner dimensioniert werden kann und geringere Investitions- und Betriebskosten aufweist.
- Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Verflüssigung eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes sind dadurch gekennzeichnet, dass
- a) der Teilstrom der tiefersiedenden Kältemittelgemischfraktion vor der Abkühlung des zu verflüssigenden Kohlenwasserstoff-reichen Stromes entspannt wird,
- b) der Teilstrom der tiefersiedenden Kältemittelgemischfraktion nach seiner Entspannung in eine Gas- und eine Flüssigfraktion aufgetrennt und lediglich die Flüssigfraktion für die Abkühlung des zu verflüssigenden Kohlenwasserstoff-reichen Stromes herangezogen wird, und
- c) der adsorptiven Wasserabtrennung eine adsorptive Kohlendioxidabtrennung vor- oder nachgeschaltet ist.
- Die unter b) angeführte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Verflüssigung eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes macht insbesondere dann Sinn, wenn die Temperaturabsenkung vergleichsweise gering sein kann und dennoch eine ausreichende Abtrennung des Wasseranteils ermöglicht. Diese Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht eine Vereinfachung der für die Wasserabtrennung erforderlichen Apparate und führt dadurch zu einer Kosteneinsparung.
- Das Vorsehen einer adsorptiven Kohlendioxid-Abtrennung, die der adsorptiven Wasserabtrennung vorzugsweise nachgeschaltet ist, macht insbesondere bei geringen Kohlendioxid-Gehalten, vorzugsweise bei Kohlendioxid-Gehalten von weniger als 1 Mol-%, Sinn, da in diesem Falle eine adsorptive Abtrennung wirtschaftlicher ist als die Kohlendioxid-Abtrennung mittels eines chemischen Waschprozesses. Da aufgrund der erfindungsgemäß vorzusehenden Vorkühlung die Temperatur des zu verflüssigenden Erdgasstromes am Eintritt der adsorptiven Kohlendioxid-Abtrennung geringer ist als bei einer Verfahrensweise, die auf eine derartige Abkühlung verzichtet, kann auch die vorzusehende Kohlendioxid-Abtrenneinheit kleiner dimensioniert werden, woraus auch eine Verringerung der Investitions- und Betriebskosten für die Kohlendioxid-Abtrenneinheit resultiert.
- Das erfindungsgemäße Verfahren zur Verflüssigung eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes sowie weitere Ausgestaltungen desselben, die die Gegenstände der abhängigen Patentansprüche darstellen, seien im Folgenden anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
- Das in der Figur dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt u. a. einen Kältemittegemischkreislauf, wie er bereits in der deutschen Patentanmeldung 197 22 490 beschrieben ist.
- Der zu verflüssigende Erdgasstrom wird über Leitung
1 einem Wärmetauscher E zugeführt und in diesem gegen einen Teilstrom20 der tiefersiedenden Kältemittelgemischfraktion, auf den im Folgenden noch näher eingegangen werden wird, um ca. 10°C abgekühlt. Im dem Wärmetauscher E nachgeschalteten Abscheider D wird das dabei kondensierte Wasser abgetrennt und über Leitung2 aus dem Sumpf des Abscheiders D abgezogen. - Der zu verflüssigende Erdgasstrom wird nach erfolgter Abtrennung des kondensierten Wassers über Leitung
3 der adsorptiv arbeitenden Wasser-Abtrenneinheit A1 zugeführt. Das in ihr aus dem zu verflüssigenden Erdgasstrom abgetrennte Wasser wird über Leitung4 abgezogen. Der adsorptiven Wasser-Abtrenneinheit A1 ist eine adsorptive Kohlendioxid-Abtrenneinheit A2 nachgeschaltet; das in ihr von dem zu verflüssigenden Erdgasstrom abgetrennte Kohlendioxid wird über Leitung5 aus der Abtrenneinheit A2 abgezogen. - Der dergestalt vorbehandelte, zu verflüssigende Erdgasstrom wird nunmehr über Leitung
6 einem ersten Wärmetauscher E1 zugeführt. In diesem erfolgt eine Vorkühlung des zu verflüssigenden Erdgasstromes gegen die Kältemittelgemischfraktion in der Leitung30 , auf die im Folgenden noch näher eingegangen werden wird. Anschließend wird der vorgekühlte Erdgasstrom über die Leitung7 einem zweiten Wärmetauscher E2 zugeführt und in diesem gegen die Kältemittelgemischfraktion in der Leitung29 , auf die ebenfalls im Folgenden noch näher eingegangen werden wird, abgekühlt sowie verflüssigt. Zuletzt wird der verflüssigte Erdgasstrom über Leitung8 einem dritten Wärmetauscher E3 zugeführt und in diesem gegen die in der Leitung28 geführte Kältemittelgemischfraktion, auf die im Folgenden noch näher eingegangen werden wird, unterkühlt. - Der verflüssigte und unterkühlte Erdgasstrom wird anschließend über Leitung
9 seiner weiteren Verwendung, wie beispielsweise einer Zwischenlagerung – die der Übersichtlichkeit halber in der Figur nicht dargestellt ist – zugeführt. - Die Kreislaufverdichtereinheit des für die Abkühlung, Verflüssigung und Unterkühlung des Erdgasstromes verwendeten Kältemittelgemischkreislaufes besteht aus drei Verdichterstufen C1, C2 und C3. Der Übersichtlichkeit halber sind in der Figur die den einzelnen Verdichterstufen C1, C2 bzw. C3 nachgeschalteten Kühler nicht dargestellt.
- Das in der ersten Verdichterstufe C1 verdichtete Kältemittelgemisch wird über Leitung
11 einem zweiten Abscheider b zugeführt. Die in ihm gewonnene gasförmige Fraktion wird über Leitung12 der zweiten Verdichterstufe C2 zugeführt und nach erfolgter Verdichtung über Leitung13 einem dritten Abscheider c zugeführt. Die aus dem Sumpf des zweiten Abscheiders b abgezogene Flüssigfraktion wird über Leitung14 einer Pumpe P zugeführt, mittels dieser auf den Druck der zweiten Verdichterstufe C2 gepumpt und ebenfalls dem vorgenannten dritten Abscheider c zugeführt. Aus dem Sumpf des dritten Abscheiders c wird über Leitung31 eine höhersiedende Kältemittelgemischfraktion abgezogen, im Wärmetauscher E1 gegen sich selbst abgekühlt und anschließend im Ventil x kälteleistend entspannt, bevor sie der in der Leitung30 geführten Kältemittelgemischfraktion, auf die im Folgenden noch näher eingegangen werden wird, zugemischt wird. - Am Kopf des dritten Abscheiders c wird über Leitung
15 eine tiefersiedende Kältemittelgemischfraktion abgezogen und in der dritten Verdichterstufe C3 auf den gewünschten End- bzw. Maximaldruck des Kältemittelgemischkreislaufes verdichtet. Über Leitung16 wird diese tiefersiedende Kältemittelgemischfraktion einem vierten Abscheider d zugeführt und in eine im Wesentlichen Stickstoff, CH4- und C2H6-Kohlenwasserstoffe enthaltende Gasfraktion sowie eine im Wesentlichen CH4-, C2H6-, C3H8-, I-C4H10- oder N-C4H10- und C5H12-Kohlenwasserstoffe enthaltende Flüssigfraktion aufgetrennt. - Letztere wird über Leitung
18 aus dem Sumpf des vierten Abscheiders d abgezogen und zum Großteil der im Wärmetauscher E realisierten Abkühlung des zu verflüssigenden Erdgasstromes in der Leitung1 zugeführt. Vor der Zuführung in den Wärmetauscher E erfolgt jedoch eine Entspannung und eine zumindest teilweise Verdampfung dieser Flüssigfraktion im Ventil v, bevor diese über Leitung20 dem Wärmetauscher E zugeführt wird. - Die Temperatur der im Ventil v entspannten Kältemittegemischfraktion kann über die Wahl des Verdampfungsdruckes derart eingestellt werden, dass in dem abzukühlenden Erdgasstrom in der Leitung
1 ein Ausfrieren von Wasser und die Bildung von Gashydranten sicher vermieden werden können. - Die im Wärmetauscher E gegen den abzukühlenden und zu verflüssigenden Erdgasstrom in der Leitung
1 angewärmte, zumindest teilweise verdampfte Kältemittelgemischfraktion wird nunmehr über Leitung21 dem zweiten Abscheider b zugeführt. - Mittels der Leitung
19 , die eine Verbindung zwischen der Leitung18 und dem Eingang des dritten Abscheiders c schafft, kann eine (beliebige) Aufteilung der über Leitung18 aus dem Sumpf des vierten Abscheiders d abgezogenen Flüssigfraktion entsprechend der gewünschten bzw. erforderlichen Kältemittelgemischverteilung auf den Kältekreislauf sowie den Vorkühlkreislauf realisiert werden. - Die am Kopf des vierten Abscheiders d gewonnene gasförmige Fraktion wird über Leitung
17 dem Wärmetauscher E1 zugeführt und in ihm abgekühlt. Anschließend wird diese Fraktion über Leitung22 einem Abscheider e zugeführt und in ihm in eine Gas- sowie eine Flüssigfraktion aufgetrennt. Letztere wird über Leitung23 dem Wärmetauscher E2 zugeführt, in ihm abgekühlt und anschließend über Leitung24 dem Ventil y zugeführt. In diesem erfolgt eine kälteleistende Entspannung, bevor die entspannte Fraktion der in der Leitung29 geführten Kältemittelgemischfraktion zugespeist wird. - Die am Kopf des Abscheiders e gewonnene gasförmige Fraktion wird ebenfalls im Wärmetauscher E2 abgekühlt und anschließend über Leitung
25 einem weiteren Abscheider f zugeführt. Die in diesem gewonnene Flüssig-26 sowie Gasfraktion27 werden im Wärmetauscher E3 abgekühlt, anschließend wieder vereinigt und über Leitung28 dem Ventil z zugeführt. In diesem erfolgt eine kälteleistende Entspannung, die der Bereitstellung der erforderlichen Spitzenkälte dient. Die derart entspannte Kältemittelgemischfraktion wird anschließend über die Leitungsabschnitte29 ,30 und10 nacheinander durch die Wärmetauscher E3, E2 und E1 geführt – wobei die vorbeschriebenen, entspannten Kältemittelgemischströme in den Leitungen24 und31 zwischen den Wärmetauschern E3 und E2 bzw. E2 und E1 zugemischt werden – und zuletzt dem ersten Abscheider a, der der ersten Verdichterstufe C1 vorgeschaltet ist, zugeführt. - Die im Wärmetauscher E realisierte Vorkühlung des zu verflüssigenden Erdgasstromes
1 wirkt sich grundsätzlich positiv auf die eigentliche Verflüssigung des Erdgasstromes aus, da sich der Energieaufwand für die Verflüssigung aufgrund der im Wärmetauscher E realisierten Vorkühlung des zu verflüssigenden Erdgasstromes1 verringert; diese Verringerung des Energieaufwandes resultiert aus einer Verringerung der Enthalpiedifferenz zwischen dem zu verflüssigenden und dem verflüssigten Erdgasstrom. Daraus erklärt sich auch die – gegenüber einem wie in der deutschen Patentanmeldung 197 22 490 beschriebenen Erdgasverflüssigungsverfahren – lediglich geringfügige Erhöhung des Leistungsverbrauchs der Verdichtereinheit C1/C2/C3. - Alternativ zu der in der Figur dargestellten Verfahrensweise kann die entspannte, in der Leitung
20 geführte Kältemittelgemischfraktion vor ihrer Zuführung in den Wärmetauscher E auch einem Abscheider zugeführt und in diesem in eine Gas- sowie eine Flüssigfraktion aufgetrennt werden. In diesem Falle wird lediglich die Flüssigfraktion dem Wärmetauscher E zugeführt und in diesem (teil)verdampft, während die im Abscheider gewonnene Gasfraktion nach dem Wärmetauscher E mit der (teil)verdampften Kältemittelgemischfraktion vermischt wird. Der vereinigte Kältemittelgemischstrom wird anschließend dem ersten oder dem zweiten Abscheider a bzw. b zugeführt. Im Falle einer Zuführung in den ersten Abscheider a ist eine in der Figur nicht dargestellte Leitung zwischen dessen Sumpf und dem zweiten Abscheider b sowie eine in dieser Leitung angeordnete Pumpe vorzusehen, mittels derer die im ersten Abscheider a anfallende Flüssigfraktion dem zweiten Abscheider b zugeführt werden kann. - Diese vorbeschriebene Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Temperaturabsenkung vergleichsweise gering sein kann und dennoch eine ausreichende Abtrennung des Wasseranteils ermöglicht. Diese Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht eine Vereinfachung der für die Wasserabtrennung erforderlichen Apparate und führt dadurch zu einer Kosteneinsparung.
- Gemäß einer weiteren, alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die im Ventil v entspannte Kältemittelgemischfraktion wiederum einem Abscheider zugeführt und in diesem in eine Gas- sowie eine Flüssigfraktion aufgetrennt. Nunmehr wird ebenfalls lediglich die Flüssigfraktion dem Wärmetauscher E zugeführt und in diesem zumindest teilweise verdampft, bevor die (teil)verdampfte Kältemittelgemischfraktion wiederum dem vorerwähnten Abscheider zugeführt wird. Die am Kopf des Abscheiders gewonnene gasförmige Kältemittelgemischfraktion wird – wie bereits oben beschrieben – dem ersten oder dem zweiten Abscheider a bzw. b zugeführt. Bei dieser Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Abscheider und Wärmetauscher E vorzugsweise derart angeordnet, dass ein natürlicher Umlauf des beschriebenen Flüssigkeitsstromes realisiert werden kann. Ggf. kann die Funktion des Abscheiders sowie des Wärmetauschers E auch in einem einzigen Apparat realisiert werden.
Claims (4)
- Verfahren zur Verflüssigung eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes, insbesondere eines Erdgasstromes, wobei der Kohlenwasserstoff-reiche Strom vor seiner Verflüssigung zumindest einer adsorptiven Wasserabtrennung unterworfen wird und die Verflüssigung des Kohlenwasserstoff-reichen Stromes durch indirekten Wärmetausch mit dem Kältemittelgemisch eines Kältemittelgemischkreislaufes erfolgt, wobei das Kältemittelgemisch zwei- oder mehrstufig verdichtet und in wenigstens eine tiefersiedende und wenigstens eine höhersiedende Kältemittelgemischfraktion aufgetrennt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der adsorptiven Wasserabtrennung (A1) wenigstens eine Abkühlung (E) des zu verflüssigenden Kohlenwasserstoff-reichen Stromes (
1 ) vorgeschaltet ist, wobei die Abkühlung (E) des zu verflüssigenden Kohlenwasserstoff-reichen Stromes (1 ) gegen einen Teilstrom (18 ,20 ) der tiefersiedenden Kältemittelgemischfraktion erfolgt und das dabei kondensierte Wasser vor der adsorptiven Wasserabtrennung (A1) abgetrennt wird (D). - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilstrom (
18 ,20 ) der tiefersiedenden Kältemittelgemischfraktion vor der Abkühlung (E) des zu verflüssigenden Kohlenwasserstoff-reichen Stromes (1 ) entspannt wird (v). - Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilstrom (
18 ,20 ) der tiefersiedenden Kältemittelgemischfraktion nach seiner Entspannung (v) in eine Gas- und eine Flüssigfraktion aufgetrennt und lediglich die Flüssigfraktion für die Abkühlung (E) des zu verflüssigenden Kohlenwasserstoff-reichen Stromes (1 ) herangezogen wird. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der adsorptiven Wasserabtrennung (A1) eine adsorptive Kohlendioxidabtrennung (A2) vor- oder nachgeschaltet ist.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102006021620.2A DE102006021620B4 (de) | 2006-05-09 | 2006-05-09 | Vorbehandlung eines zu verflüssigenden Erdgasstromes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102006021620.2A DE102006021620B4 (de) | 2006-05-09 | 2006-05-09 | Vorbehandlung eines zu verflüssigenden Erdgasstromes |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102006021620A1 true DE102006021620A1 (de) | 2007-11-15 |
| DE102006021620B4 DE102006021620B4 (de) | 2019-04-11 |
Family
ID=38579891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102006021620.2A Expired - Fee Related DE102006021620B4 (de) | 2006-05-09 | 2006-05-09 | Vorbehandlung eines zu verflüssigenden Erdgasstromes |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102006021620B4 (de) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102748919A (zh) * | 2012-04-26 | 2012-10-24 | 中国石油集团工程设计有限责任公司 | 单循环混合冷剂四级节流制冷系统及方法 |
| DE102015002822A1 (de) * | 2015-03-05 | 2016-09-08 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren zum Verflüssigen einer Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion |
| DE102015004125A1 (de) * | 2015-03-31 | 2016-10-06 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren zum Verflüssigen einer Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion |
| DE102016003588A1 (de) * | 2016-03-23 | 2017-09-28 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren zum Verflüssigen einer Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion |
| WO2023225476A3 (en) * | 2022-05-16 | 2023-12-21 | Chart Energy & Chemicals, Inc. | System and method for cooling fluids containing hydrogen or helium |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1291467A (en) | 1969-05-19 | 1972-10-04 | Air Prod & Chem | Combined cascade and multicomponent refrigeration system and method |
| US4445916A (en) | 1982-08-30 | 1984-05-01 | Newton Charles L | Process for liquefying methane |
| US4504296A (en) | 1983-07-18 | 1985-03-12 | Air Products And Chemicals, Inc. | Double mixed refrigerant liquefaction process for natural gas |
| US4755200A (en) | 1987-02-27 | 1988-07-05 | Air Products And Chemicals, Inc. | Feed gas drier precooling in mixed refrigerant natural gas liquefaction processes |
| DE19722490C1 (de) | 1997-05-28 | 1998-07-02 | Linde Ag | Verfahren zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes |
| US6662589B1 (en) | 2003-04-16 | 2003-12-16 | Air Products And Chemicals, Inc. | Integrated high pressure NGL recovery in the production of liquefied natural gas |
-
2006
- 2006-05-09 DE DE102006021620.2A patent/DE102006021620B4/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102748919A (zh) * | 2012-04-26 | 2012-10-24 | 中国石油集团工程设计有限责任公司 | 单循环混合冷剂四级节流制冷系统及方法 |
| DE102015002822A1 (de) * | 2015-03-05 | 2016-09-08 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren zum Verflüssigen einer Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion |
| WO2016138978A1 (de) * | 2015-03-05 | 2016-09-09 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren zum verflüssigen einer kohlenwasserstoff-reichen fraktion |
| CN107407519A (zh) * | 2015-03-05 | 2017-11-28 | 林德股份公司 | 用于液化富烃馏出物的方法 |
| RU2705130C2 (ru) * | 2015-03-05 | 2019-11-05 | Линде Акциенгезельшафт | Способ сжижения богатой углеводородами фракции |
| DE102015004125A1 (de) * | 2015-03-31 | 2016-10-06 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren zum Verflüssigen einer Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion |
| DE102016003588A1 (de) * | 2016-03-23 | 2017-09-28 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren zum Verflüssigen einer Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion |
| WO2023225476A3 (en) * | 2022-05-16 | 2023-12-21 | Chart Energy & Chemicals, Inc. | System and method for cooling fluids containing hydrogen or helium |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102006021620B4 (de) | 2019-04-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69908531T2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung von Rückgewinnung von Kohlendioxyd | |
| EP2386814B1 (de) | Stickstoff-Abtrennung aus Erdgas | |
| DE102010044646A1 (de) | Verfahren zum Abtrennen von Stickstoff und Wasserstoff aus Erdgas | |
| DE19938216B4 (de) | Verflüssigungsverfahren | |
| DE4440401A1 (de) | Verfahren zum Verflüssigen von Erdgas | |
| DE102010011052A1 (de) | Verfahren zum Verflüssigen einer Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion | |
| DE102007010032A1 (de) | Verfahren zum Abtrennen von Stickstoff aus verflüssigtem Erdgas | |
| DE10018200A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Druckstickstoff durch Tieftemperaturzerlegung von Luft | |
| DE102008007925A1 (de) | Verfahren zur Helium-Gewinnung | |
| DE102006021620B4 (de) | Vorbehandlung eines zu verflüssigenden Erdgasstromes | |
| WO2006136269A1 (de) | Verfahren zum verflüssigen eines kohlenwasserstoff-reichen stromes | |
| WO2006050913A1 (de) | Verfahren zum verflüssigen eines kohlenwasserstoff-reichen stromes | |
| DE102009008230A1 (de) | Verfahren zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes | |
| DE19612173C1 (de) | Verfahren zum Verflüssigen eines kohlenwasserstoffreichen Einsatzstromes | |
| WO2007020252A2 (de) | Verfahren und anlage zum verflüssigen eines kohlenwasserstoffreichen stroms | |
| WO2008052776A2 (de) | Verfahren und vorrichtung zur zerlegung von synthesegas mittels methanwäsche | |
| WO2010094396A2 (de) | Verfahren zum abtrennen von stickstoff | |
| WO1999058917A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum verflüssigen eines kohlenwasserstoff-reichen stromes | |
| DE102004032710A1 (de) | Verfahren zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes | |
| DE102011113262A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Drucksauerstoff durch Tieftemperaturzerlegung von Luft | |
| WO2016155863A1 (de) | Verfahren zum abtrennen von stickstoff aus einer kohlenwasserstoff-reichen fraktion | |
| WO2005111522A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum verflüssigen eines kohlenwasserstoff-reichen stromes | |
| DE102004036708A1 (de) | Verfahren zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes | |
| DE102010055448A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft | |
| DE102011115987B4 (de) | Erdgasverflüssigung |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: LINDE AG, 80807 MUENCHEN, DE |
|
| R012 | Request for examination validly filed |
Effective date: 20130409 |
|
| R016 | Response to examination communication | ||
| R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
| R020 | Patent grant now final | ||
| R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: LINDE GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: LINDE AG, 80331 MUENCHEN, DE |
|
| R082 | Change of representative |
Representative=s name: KUDLEK GRUNERT & PARTNER PATENTANWAELTE MBB, DE |
|
| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |