DE102015004125A1 - Verfahren zum Verflüssigen einer Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Verfahren zum Verflüssigen einer Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion, insbesondere Erdgas, beschrieben, wobei die Kohlenwasserstoff-reiche Fraktion gegen wenigstens einen Gemischkältekreislauf abgekühlt, verflüssigt und unterkühlt, das in dem Gemischkältekreislauf zirkulierende Kältemittel wenigstens zweistufig verdichtet und das verdichtete Kältemittel in eine höhersiedende und eine tiefersiedende Kältemittelfraktion aufgetrennt wird, wobei die höhersiedende Kältemittelfraktion der Vorkühlung und die tiefersiedende Kältemittelfraktion der Verflüssigung und Unterkühlung der Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion dient. Erfindungsgemäß erfolgen die Vorkühlung (E1) und Verflüssigung (E2) der Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion (A) in einem gewickelten Wärmetauscher (W) und die Unterkühlung der verflüssigten Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion (B) in einem separaten Wärmetauscher (E3), wird die tiefersiedende Kältemittelfraktion (16) in dem gewickelten Wärmetauscher (W) gegen sich selbst partiell kondensiert und in eine Gas- (21) und eine Flüssigfraktion (20) aufgetrennt (D1), die Flüssigfraktion (20) kälteleistend entspannt (V2) und gegen die zu verflüssigende Kohlenwasserstoff-reiche Fraktion (A) vollständig verdampft (E1, E2) und die Gasfraktion (21) arbeitsleistend entspannt (X1) und gegen die zu unterkühlende und anschließend gegen die zu verflüssigende Kohlenwasserstoff-reiche Fraktion (A) angewärmt (E1, E2, E3).
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verflüssigen einer Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion, insbesondere Erdgas, wobei
- – die Kohlenwasserstoff-reiche Fraktion gegen wenigstens einen Gemischkältekreislauf abgekühlt, verflüssigt und unterkühlt,
- – das in dem Gemischkältekreislauf zirkulierende Kältemittel wenigstens zweistufig verdichtet und
- – das verdichtete Kältemittel in eine höhersiedende und eine tiefersiedende Kältemittelfraktion aufgetrennt wird,
- – wobei die höhersiedende Kältemittelfraktion der Vorkühlung und die tiefersiedende Kältemittelfraktion der Verflüssigung und Unterkühlung der Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion dient.
- Zur Verflüssigung Kohlenwasserstoff-reicher Gasfraktionen, insbesondere Erdgas, werden u. a. Verfahren mit einem Kältemittelgemisch bestehend aus leichten Kohlenwasserstoffen sowie Stickstoff verwendet, wobei das Kältemittelgemisch gegen Umgebung unter erhöhtem Druck zumindest teilweise kondensiert wird. Um das Erdgas zu verflüssigen, wird das flüssige Kältemittel anschließend unter reduziertem Druck im indirekten Wärmeaustausch mit dem Erdgas verdampft.
- Sollen die Investitionskosten für eine Erdgasverflüssigungsanlage niedrig gehalten werden, wird ausschließlich ein Gemischkreislauf der vorbeschriebenen Art für den gesamten Temperaturbereich zwischen Umgebungs- und LNG(Liquefied Natural Gas)-Produkttemperatur (ca. –160°C) verwendet. Auf den Einsatz eines gesonderten Vorkühlkreislaufes für den Temperaturbereich zwischen Umgebungstemperatur und etwa –50°C wird dabei verzichtet.
- Bei einer Verfahrensführung dieser Art, die üblicherweise als SMR(Single Mixed Refrigerant)-Prozess bezeichnet wird, steht also nur ein Kältemittel, bzw. dessen Teilströme, zur Verfügung, das eine gleitende Verdampfung aufweist. Ein derartiges Erdgas-Verflüssigungsverfahren ist bspw. aus der
deutschen Patentanmeldung 19722490 bekannt. - Bei LNG-Anlagen mittlerer Größe – diese weisen eine Verflüssigungskapazität von etwa 0,3 bis 1,5 mtpa auf – werden häufig gewickelte Wärmetauscher für SMR-Verfahren verwendet. Hierbei hat sich eine Verfahrensführung mit einem Vorkühler, einem Verflüssiger und einem Unterkühler, die innerhalb des gewickelten Wärmetauschers angeordnet sind, durchgesetzt, wobei das Kältemittel im gemeinsamen Mantel des gewickelten Wärmetauschers von oben nach unten durch Schwerkraft strömt. Diese Konfiguration hat sich als wirtschaftlich bewährt, hat jedoch den Nachteil einer großen Bauhöhe, die beim Transport oder auch am Aufstellungsort mit Nachteilen verbunden ist.
- Ein gattungsgemäßes Verfahren zum Verflüssigen einer Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion sei nachfolgend anhand des in der
1 dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. - Das zu verdichtende Kältemittel
10 des Gemischkältekreislaufes, der als Kältemittel üblicherweise Stickstoff und wenigstens einen C1+-Kohlenwasserstoff aufweist, wird in der ersten Verdichterstufe C1 auf einen Zwischendruck verdichtet. Anschließend wird das verdichtete Kältemittel11 im Nachkühler E4 partiell kondensiert und im Abscheider D3 in eine Gasfraktion13 und eine höhersiedende Flüssigfraktion12 aufgetrennt. Lediglich die Gasfraktion13 wird in der zweiten Verdichterstufe C2 auf den maximalen Kreislaufdruck verdichtet. Das verdichtete Kältemittel14 wird im Nachkühler E5 erneut partiell kondensiert und im Abscheider D4 in eine tiefersiedende Gasfraktion16 sowie eine Flüssigfraktion15 aufgetrennt. Die Flüssigfraktion15 wird über das Entspannungsventil V4 dem auf den Zwischendruck verdichteten Kältemittel11 zugeführt. - Während die höhersiedende Kältemittelfraktion
12 der Vorkühlung der zu verflüssigenden Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion A dient, dient die tiefersiedende Kältemittelfraktion16 der Verflüssigung und Unterkühlung der vorgekühlten Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion. Vorkühler E1', Verflüssiger E2' und Unterkühler E3' sind hierbei innerhalb eines gewickelten Wärmetauschers W' angeordnet. Nach Durchgang durch den gewickelten Wärmetauscher W' wird die verflüssigte Kohlenwasserstoff-reiche Fraktion C an dessen Kopf abgezogen. - Die der Vorkühlung der zu verflüssigenden Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion A dienende höhersiedende Kältemittelfraktion
12 wird im Vorkühler E1' abgekühlt, im Ventil V1 kälteleistend entspannt und anschließend gegen die vorzukühlende Kohlenwasserstoff-reiche Fraktion A vollständig verdampft. Die verdampfte Kältemittelfraktion19 wird zusammen mit den nachfolgend beschriebenen Kältemittelfraktionen17 /18 dem der ersten Verdichterstufe C1 vorgeschalteten Abscheider D2 zugeführt; dieser dient der Absicherung der Verdichterstufe C1, da in ihm ggf. mitgeführte Flüssiganteile abgetrennt werden. Die der Verflüssigung und Unterkühlung der zu verflüssigenden Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion A dienende tiefersiedende Kältemittelfraktion16 wird im Vorkühler E1' abgekühlt und im Abscheider D1' in eine Flüssigfraktion17 und eine Gasfraktion18 aufgetrennt. Die Flüssigfraktion17 wird im Verflüssiger E2' abgekühlt, im Ventil V2' kälteleistend entspannt und anschließend gegen die zu verflüssigende Kohlenwasserstoff-reiche Fraktion verdampft. Die Gasfraktion18 wird im Verflüssiger E2' sowie im Unterkühler E3' abgekühlt, im Ventil V3 kälteleistend entspannt und anschließend ebenfalls gegen die zu unterkühlende und zu verflüssigende Kohlenwasserstoff-reiche Fraktion verdampft. Bei der vorbeschriebenen Verfahrensführung ist der Kältemittelstrom, der dem Unterkühler E3' über das Ventil V3 zugeführt wird, am warmen Ende des Unterkühlers E3' zweiphasig. Daher wird in der Regel eine Aufstellung des Unterkühlers E3' oberhalb des Verflüssigers E2', wie bei dem in der1 dargestellten Ausführungsbeispiel, gefordert. - Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Verfahren zum Verflüssigen einer Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion anzugeben, das es ermöglicht, den für die Unterkühlung der verflüssigten Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion erforderlichen Wärmetauscher getrennt von dem für die Abkühlung und Verflüssigung der Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion erforderlichen Wärmetauscher anzuordnen bzw. aufzustellen.
- Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein gattungsgemäßes Verfahren zum Verflüssigen einer Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass
- – die Vorkühlung und Verflüssigung der Kohlenwasserstoff-reichen Fraktionin einem gewickelten Wärmetauscher und die Unterkühlung der verflüssigten Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion in einem separaten Wärmetauscher erfolgen,
- – die tiefersiedende Kältemittelfraktion in dem gewickelten Wärmetauscher gegen sich selbst partiell kondensiert und in eine Gas- und eine Flüssigfraktion aufgetrennt,
- – die Flüssigfraktion kälteleistend entspannt und gegen die zu verflüssigende Kohlenwasserstoff-reiche Fraktion vollständig verdampft und
- – die Gasfraktion arbeitsleistend entspannt und gegen die zu unterkühlende und anschließend gegen die zu verflüssigende Kohlenwasserstoff-reiche Fraktion angewärmt wird.
- Im Gegensatz zu den zum Stand der Technik zählenden Verflüssigungsverfahren erfolgen Vorkühlung und Verflüssigung der Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion nunmehr in einem gewickelten Wärmetauscher, während die Unterkühlung der verflüssigten Kohlenwasserstoff-reichen Fraktionen in einem separaten Wärmetauscher erfolgt. Dieser separate Wärmetauscher kann als Gegenstromer beliebiger Bauart, vorzugsweise als gewickelter Wärmetauscher oder Plattentauscher, ausgeführt werden.
- Zudem wird die tiefersiedende Kältemittelfraktion in dem gewickelten Wärmetauscher gegen sich selbst partiell kondensiert und anschließend in eine Gas- und eine Flüssigfraktion aufgetrennt. Während letztere kälteleistend entspannt und gegen die zu verflüssigende Kohlenwasserstoff-reiche Fraktion angewärmt wird, wird die Gasfraktion arbeitsleistend entspannt und dient als Kältemittel für die Unterkühlung der zu verflüssigenden Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion in dem separaten Wärmetauscher. Da diese Gasfraktion am Eintritt der arbeitsleistenden Entspannung gasförmig vorliegt, ist sichergestellt, dass sie nach der Entspannung und Wiederanwärmung in dem separaten Wärmetauscher ebenfalls ausschließlich gasförmig vorliegt. In vorteilhafter Weise ist hierbei die Temperatur der gegen die zu unterkühlende Kohlenwasserstoff-reiche Fraktion angewärmten Gasfraktion am Ausgang des separaten Wärmetauschers maximal 5°C, vorzugsweise maximal 3°C niedriger als die Temperatur in dem der Auftrennung in eine Gas- und eine Flüssigfraktion dienenden Abscheider.
- Aufgrund der vorbeschriebenen, gegenüber dem Stand der Technik geänderten Verfahrensführung ist das Vorliegen einer Zweiphasenströmung des Niederdruck-Kältemittels bzw. der arbeitsleistend entspannten Gasfraktion zwischen dem separaten Wärmetauscher und dem gewickelten Wärmetauscher hinreichend ausgeschlossen. Der der Unterkühlung dienende separate Wärmetauscher kann deshalb unabhängig von dem gewickelten Wärmetauscher aufgestellt werden, wodurch die eingangs beschriebenen Probleme gelöst werden.
- Das erfindungsgemäße Verfahren zum Verflüssigen einer Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen desselben seien anhand der in den
2 und3 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. - Bei den in den
2 und3 dargestellten Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgen Vorkühlen E1 und Verflüssigen E2 der Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion A nunmehr in einem gewickelten Wärmetauscher W. An dessen kaltem Ende wird die verflüssigte Kohlenwasserstoff-reiche Fraktion B abgezogen und in einem separaten Wärmetauscher E3 unterkühlt; der unterkühlte LNG-Produktstrom C wird anschließend seiner weiteren Verwendung oder Zwischenspeicherung zugeführt. - Wir bereits anhand des in der
1 dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert, dient die höhersiedende Flüssigfraktion12 lediglich der Vorkühlung E1 der zu verflüssigenden Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion A. - Im Unterschied zu dem in der
1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die tiefersiedende Gasfraktion16 nunmehr im Vorkühler E1 und Verflüssiger E2 partiell kondensiert. Im Abscheider D1 wird die dabei anfallende Flüssigfraktion20 abgetrennt, im Entspannungsventil V2 kälteleistend entspannt und anschließend gegen die zu verflüssigende Kohlenwasserstoff-reiche Fraktion im Verflüssiger E2 und Vorkühler E1 vollständig verdampft. Hierbei kann das Entspannungsventil V2 durch einen arbeitsleistenden Expander ersetzt werden. Die am Kopf des Abscheiders D1 anfallende Gasfraktion21 wird in einem Expander X1 arbeitsleistend entspannt und anschließend im separaten Wärmetauscher E3 gegen die zu unterkühlende, verflüssigte Kohlenwasserstoff-reiche Fraktion B angewärmt, bevor sie ebenfalls dem Mantelraum des gewickelten Wärmetauschers W zugeführt wird. - Die in der
3 dargestellte Verfahrensführung unterscheidet sich von der in2 dargestellten dadurch, dass die beiden Verdichterstufen C1 und C2 sowie der Expander X1 auf einer gemeinsamen Welle angeordnet beziehungsweise über ein Getriebe gekoppelt sind. Mittels dieser Verfahrensführung kann die bei der arbeitsleistenden Entspannung X1 der Gasfraktion21 freiwerdende Leistung für den Antrieb der Verdichterstufen C1 und C2 genutzt werden. Grundsätzlich kann der Expander X1 entweder mit der Verdichterstufe C1 oder der Verdichterstufe C2 oder mit beiden Verdichterstufen C1 und C2 durch ein Getriebe verbunden werden. Der verbleibende Leistungsbedarf kann durch einen elektrischen Motor M, durch eine Gasturbine oder eine Dampfturbine bereitgestellt werden. Des Weiteren kann der Expander X1 mit einem Generator, einem Verdichter für einen geeigneten Prozessstrom oder mit einer Ölbremse ausgerüstet werden, um die mechanische Leistung abzuführen. - Die in der
3 dargestellte Verfahrensführung zeigt zudem eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßem Verfahrens gemäß der ein Teilstrom22 der aus dem Abscheider D1 abgezogenen Flüssigfraktion20 in dem separaten Wärmetauscher E3 unterkühlt und anschließend der im Expander X1 arbeitsleistend entspannten Gasfraktion21 zugemischt wird. Mittels dieser Verfahrensführung kann die Kälteleistung in dem separaten Wärmetauscher E3 gesteigert werden, bis der in dem separaten Wärmetauscher E3 angewärmte Niederdruck-Kältemittelstrom21 den Taupunkt erreicht. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
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- DE 19722490 [0004]
Claims (6)
- Verfahren zum Verflüssigen einer Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion (A), insbesondere Erdgas, wobei – die Kohlenwasserstoff-reiche Fraktion gegen wenigstens einen Gemischkältekreislauf abgekühlt, verflüssigt und unterkühlt (E1, E2, E3), – das in dem Gemischkältekreislauf zirkulierende Kältemittel wenigstens zweistufig verdichtet (C1, C2) und – das verdichtete Kältemittel in eine höhersiedende (
12 ) und eine tiefersiedende Kältemittelfraktion (16 ) aufgetrennt wird, – wobei die höhersiedende Kältemittelfraktion (12 ) der Vorkühlung (E1) und die tiefersiedende Kältemittelfraktion (16 ) der Verflüssigung (E2) und Unterkühlung (E3) der Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion dient, dadurch gekennzeichnet, dass – die Vorkühlung (E1) und Verflüssigung (E2) der Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion (A) in einem gewickelten Wärmetauscher (W) und die Unterkühlung der verflüssigten Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion (B) in einem separaten Wärmetauscher (E3) erfolgen, – die tiefersiedende Kältemittelfraktion (16 ) in dem gewickelten Wärmetauscher (W) gegen sich selbst partiell kondensiert und in eine Gas- (21 ) und eine Flüssigfraktion (20 ) aufgetrennt (D1), – die Flüssigfraktion (20 ) kälteleistend entspannt (V2) und gegen die zu verflüssigende Kohlenwasserstoff-reiche Fraktion (A) vollständig verdampft (E1, E2) und – die Gasfraktion (21 ) arbeitsleistend entspannt (X1) und gegen die zu unterkühlende und anschließend gegen die zu verflüssigende Kohlenwasserstoff-reiche Fraktion (A) angewärmt wird (E1, E2, E3). - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der gegen die zu unterkühlende Kohlenwasserstoff-reiche Fraktion angewärmte Gasfraktion (
21 ) am Ausgang des separaten Wärmetauschers (E3) maximal 5°C, vorzugsweise maximal 3°C niedriger ist als die Temperatur in dem der Auftrennung in eine Gas- (21 ) und eine Flüssigfraktion (20 ) dienenden Abscheider (D1). - Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der separate Wärmetauscher (E3) als gewickelter Wärmetauscher oder Plattentauscher ausgeführt ist.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die kälteleistende Entspannung der Flüssigfraktion (
20 ) in einem Entspannungsventil (V2) oder einem arbeitsleistenden Expander erfolgt. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teilstrom (
22 ) der Flüssigfraktion (20 ) in dem separaten Wärmetauscher (E3) unterkühlt und der arbeitsleistend entspannten (X1) Gasfraktion (21 ) zugemischt wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das in dem Gemischkältekreislauf zirkulierende Kältemittel Stickstoff und wenigstens einen C1+-Kohlenwasserstoff aufweist.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102016000394A1 (de) * | 2016-01-14 | 2017-07-20 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren zum Abkühlen eines Mediums |
| DE102016003588A1 (de) * | 2016-03-23 | 2017-09-28 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren zum Verflüssigen einer Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19722490C1 (de) | 1997-05-28 | 1998-07-02 | Linde Ag | Verfahren zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes |
| DE102006021620A1 (de) * | 2006-05-09 | 2007-11-15 | Linde Ag | Vorbehandlung eines zu verflüssigenden Erdgasstromes |
| DE102009008230A1 (de) * | 2009-02-10 | 2010-08-12 | Linde Ag | Verfahren zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes |
| DE102009016046A1 (de) * | 2009-04-02 | 2010-10-07 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren zum Verflüssigen einer Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion |
| DE102011109234A1 (de) * | 2011-08-02 | 2013-02-07 | Linde Ag | Verflüssigen eines Methan-reichen Gases |
| DE102012008961A1 (de) * | 2012-05-03 | 2013-11-07 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren zum Rückverflüssigen einer Methan-reichen Fraktion |
-
2015
- 2015-03-31 DE DE102015004125.8A patent/DE102015004125A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19722490C1 (de) | 1997-05-28 | 1998-07-02 | Linde Ag | Verfahren zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes |
| DE102006021620A1 (de) * | 2006-05-09 | 2007-11-15 | Linde Ag | Vorbehandlung eines zu verflüssigenden Erdgasstromes |
| DE102009008230A1 (de) * | 2009-02-10 | 2010-08-12 | Linde Ag | Verfahren zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes |
| DE102009016046A1 (de) * | 2009-04-02 | 2010-10-07 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren zum Verflüssigen einer Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion |
| DE102011109234A1 (de) * | 2011-08-02 | 2013-02-07 | Linde Ag | Verflüssigen eines Methan-reichen Gases |
| DE102012008961A1 (de) * | 2012-05-03 | 2013-11-07 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren zum Rückverflüssigen einer Methan-reichen Fraktion |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102016000394A1 (de) * | 2016-01-14 | 2017-07-20 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren zum Abkühlen eines Mediums |
| DE102016003588A1 (de) * | 2016-03-23 | 2017-09-28 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren zum Verflüssigen einer Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion |
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