DE102016003588A1 - Verfahren zum Verflüssigen einer Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Verflüssigen einer Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion (A), insbesondere Erdgas, beschrieben, bei dem – die Kohlenwasserstoff-reiche Fraktion (A) gegen wenigstens einen Gemischkältekreislauf abgekühlt, verflüssigt und unterkühlt wird (E1, E2, E3), – das verdichtete Kältemittel in eine erste höhersiedende (3) und eine erste tiefersiedende Kältemittelfraktion (2) aufgetrennt wird (D3), und – die erste höhersiedende Kältemittelfraktion (3) der Vorkühlung und die erste tiefersiedende Kältemittelfraktion (2) der Verflüssigung und Unterkühlung der Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion (A) dient. Erfindungsgemäß erfolgen Vorkühlung, Verflüssigung und Unterkühlung der Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion (A) in separaten gewickelten Wärmetauschern (E1, E2, E3), wobei die gegen die Kohlenwasserstoff-reiche Fraktion (A, B, C) zu verdampfenden Kältemittelfraktionen in den gewickelten Wärmetauschern (E1, E2, E3) mantelseitig geführt werden.

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 wird,
    • – das in dem Gemischkältekreislauf zirkulierende Kältemittel wenigstens zweistufig verdichtet wird,
    • – das verdichtete Kältemittel in eine erste höhersiedende und eine erst tiefersiedende Kältemittelfraktion aufgetrennt wird,
    • – die erste höhersiedende Kältemittelfraktion der Vorkühlung und die erste tiefersiedende Kältemittelfraktion der Verflüssigung und Unterkühlung der Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion dient,
    • – die erste höhersiedende Kältemittelfraktion abgekühlt und kälteleistend entspannt wird,
    • – die tiefersiedende Kältemittelfraktion partiell kondensiert und in eine zweite höhersiedende Kältemittelfraktion, die der Verflüssigung der Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion dient, und eine zweite tiefersiedende Kältemittelfraktion, die der Unterkühlung der Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion dient, aufgetrennt wird, und
    • – die zweite höhersiedende Kältemittelfraktion und die zweite tiefersiedende Kältemittelfraktion abgekühlt und kälteleistend entspannt werden.
  • 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 Verflüssigen 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. Da im Regelfall der Kältemittelstrom, der dem Unterkühler zugeführt wird, an dessem warmen Ende zweiphasig vorliegt, wird üblicherweise eine Aufstellung des Unterkühlers oberhalb des Verflüssigers gefordert; gleiches gilt für die Anordnung des Verflüssigers und des Vorkühlers.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Verflüssigen einer Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion anzugeben, bei dem die maximale Bauhöhe aller Komponenten, insbesondere der Wärmetauscher minimiert wird, um die Transportfähigkeit zu verbessern und auch den Schwerpunkt der Verflüssigungsanlage abzusenken. Ein niedriger Schwerpunkt ist insbesondere bei Installation einer Verflüssigungsanlage auf einem Schwimmkörper (Schiff, Barge, Offshore-Plattform, etc.) anzustreben.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren zum Verflüssigen einer Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass
    • – Vorkühlung, Verflüssigung und Unterkühlung der Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion in separaten gewickelten Wärmetauschern erfolgen,
    • – wobei die gegen die Kohlenwasserstoff-reiche Fraktion zu verdampfenden Kältemittelfraktionen in den gewickelten Wärmetauschern mantelseitig geführt werden,
    • – die zweite tiefersiedende Kältemittelfraktion nach ihrer partiellen Verdampfung in dem der Unterkühlung der Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion dienenden Wärmetauscher gegen die zu unterkühlende Kohlenwasserstoff-reiche Fraktion gemeinsam mit der entspannten zweiten höhersiedenden Kältemittelfraktion einem zweiten Abscheider zugeführt wird,
    • – die in dem zweiten Abscheider anfallenden Gas- und Flüssig-Anteile getrennt dem der Verflüssigung der Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion dienenden Wärmetauscher zugeführt, in diesem vereint und gegen die zu verflüssigende Kohlenwasserstoff-reiche Fraktion angewärmt und partiell verdampft werden,
    • – die in dem der Verflüssigung der Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion dienenden Wärmetauscher angewärmten und partiell verdampften Gas- und Flüssig-Anteile gemeinsam mit der entspannten ersten höhersiedenden Kältemittelfraktion einem ersten Abscheider zugeführt werden,
    • – die in dem ersten Abscheider anfallende Gas- und Flüssig-Anteile getrennt dem der Vorkühlung der Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion dienenden Wärmetauscher zugeführt, in diesem vereint und gegen die vorzukühlende Kohlenwasserstoff-reiche Fraktion angewärmt und vollständig verdampft werden, und
    • – die in dem der Vorkühlung der Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion dienenden Wärmetauscher angewärmten und vollständig verdampften Gas-Anteile der Verdichtung zugeführt werden,
    • – wobei die Zuführung der Flüssig-Anteile aus dem ersten und dem zweiten Abscheider in die entsprechenden Wärmetauscher mittels jeweils wenigstens einer Pumpe erfolgt oder unterstützt wird.
  • Unter dem Begriff „Vorkühlung” sei das Abkühlen der zu verflüssigenden Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion auf eine Temperatur zwischen –20 und –70°C, unter dem Begriff „Verflüssigung” das Abkühlen der Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion auf eine Temperatur zwischen –50 und –100°C und unter dem Begriff „Unterkühlung” das Unterkühlen der verflüssigten Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion auf eine Temperatur zwischen –130 und –165°C zu verstehen.
  • Der besseren Lesbarkeit halber werden die drei erfindungsgemäß vorzusehenden gewickelten Wärmetauscher, die der Vorkühlung, der Verflüssigung und der Unterkühlung der zu verflüssigenden Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion dienen, nachfolgend als „Vorkühler” (Bezugszeichen E1), „Verflüssiger” (Bezugszeichen E2) und „Unterkühler” (Bezugszeichen E3) bezeichnet.
  • Zusätzlich zu diesen drei gewickelten Wärmetauschern sind erfindungsgemäß zwei zusätzliche Abscheider sowie zwei zusätzliche Pumpen vorgesehen, die – wie nachfolgend beschrieben wird – eine gleichmäßige Verteilung der zweiphasigen Kältemittel am kalten Ende des Vorkühlers und des Verflüssigers erreichen, indem jeweils dem kalten Ende dieser beiden Wärmetauscher beide Phasenanteile getrennt aufgegeben werden.
  • Der mantelseitige Kältemittelstrom ist in der Regel zwischen dem warmen Ende des Unterkühlers und dem kalten Ende des Verflüssigers sowie dessen warmen Ende und dem kalten Ende des Vorkühlers nicht rein gasförmig, sondern zweiphasig. Im Falle einer Anordnung der drei gewickelten Wärmetauscher nebeneinander, insbesondere auf gleicher Höhe, kann die Strömung der mantelseitigen Niederdruck-Kältemittel zwischen dem Unterkühler und dem Verflüssiger sowie zwischen dem Verflüssiger und dem Vorkühler nicht mehr alleine durch die Schwerkraft gewährleistet werden. Um eine gleichmäßige Verteilung der zweiphasigen Kältemittel am kalten Ende der Wärmetauscher, insbesondere des Vorkühlers und des Verflüssigers zu gewährleisten, werden erfindungsgemäß beide Phasenanteile getrennt aufgegeben. Zu diesem Zweck wird der Kältemittelstrom vom warmen Ende des Verflüssigers gemeinsam mit der entspannten ersten höhersiedenden Kältemittelfraktion einem ersten Abscheider zugeführt. Die in diesem Abscheider anfallenden Gas- und Flüssigphasen werden getrennt dem kalten Ende des Vorkühlers zugeführt, wobei die Zuführung der Flüssigphase durch eine Pumpe unterstützt bzw. realisiert wird. Dieselbe Verfahrensführung wird analog für die Kältemittelverteilung am kalten Ende des Verflüssigers angewendet. Am kalten Ende des Unterkühlers kann auf einen externen Niederdruck-Kältemittelabscheider in der Regel verzichtet werden, da diese Funktion ohne maßgeblichen Einfluss auf die Bauhöhe des Unterkühlers in das obere Ende des Mantels des Unterkühlers integriert werden kann.
  • Aufgrund der erfindungsgemäßen Verfahrensweise können die drei gewickelten Wärmetauscher beliebig zueinander, insbesondere auf gleicher Höhe aufgestellt werden. Des Weiteren wird die vollständige Phasentrennung des mantelseitigen Kältemittelstroms des Vorkühlers und des Verflüssigers nicht mehr oberhalb, sondern vorzugsweise neben diesen realisiert. Hierdurch kann die Bauhöhe der Mäntel dieser Wärmetauscher weiter verringert werden. Durch die deutliche geringere Bauhöhe der gewickelten Wärmetauscher werden die Transporteigenschaften sowie die Schwerpunktslage erheblich verbessert. Aus diesen Gründen sind die zusätzlichen Kosten für die beiden vorzusehenden Pumpen und Behälter wirtschaftlich gerechtfertigt.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Verflüssigen einer Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion, die Gegenstände der abhängigen Patentansprüche darstellen, sind dadurch gekennzeichnet, dass
    • – die Entspannung von Verfahrensströmen in Ventilen und/oder Expandern, vorzugsweise hydraulischen Expandern erfolgt,
    • – wenigstens eine der Pumpen innerhalb des zugehörigen Abscheiders angeordnet ist,
    • – die Kohlenwasserstoff-reiche Fraktion zwischen ihrer Vorkühlung und Verflüssigung und/oder zwischen ihrer Verflüssigung und Unterkühlung einem Abtrennprozess, vorzugsweise der Abtrennung von höheren Kohlenwasserstoffen und/oder leichten Gasbestandteilen, insbesondere von Stickstoff und/oder Helium, unterworfen wird,
    • – die für die Verdichtung des Kältemittels des Gemischkältekreislaufs erforderlichen Verdichter in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind,
    • – die für die Verdichtung des Kältemittels des Gemischkältekreislaufs erforderlichen Verdichter in Topfbauweise mit vertikaler Trennfuge (Barrel Type) ausgeführt sind,
    • – die für die Verdichtung des Kältemittels des Gemischkältekreislaufs erforderlichen Verdichter von einer Gasturbine, einer Dampfturbine, einem Elektromotor oder einer Kombination zweier vorgenannter Antriebsarten angetrieben werden,
    • – das in dem Gemischkältekreislauf zirkulierende Kältemittel Stickstoff und wenigstens einen C1+-Kohlenwasserstoff enthält, und/oder
    • – die erste höhensiedende Flüssigfraktion durch eine auf einem Zwischendruck oder durch eine auf dem maximalen Kreislaufdruck anfallende Flüssigfraktion gebildet wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Verflüssigen einer Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen desselben seien anhand der in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
  • Bei den in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind die drei gewickelten Wärmetauscher E1, E2 und E3 nebeneinander angeordnet. Im gewickelten Wärmetauscher bzw. Vorkühler E1 wird die Kohlenwasserstoff-reiche Fraktion A vorgekühlt, anschließend über Leitung B dem Verflüssiger E2 zugeführt und in diesem verflüssigt. Die verflüssigte Fraktion C wird im Unterkühler E3 auf die gewünschte Temperatur unterkühlt; die unterkühlte Kohlenwasserstoff-reiche Fraktion D wird über das Entspannungsventil V5 ihrer weiteren Verwendung oder Zwischenspeicherung zugeführt.
  • Gemäß der in der 1 dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Verflüssigen einer Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion wird das zu verdichtende Kältemittel 21 des Gemischkältekreislaufes, der als Kältemittel vorzugsweise Stickstoff und wenigstens einen C1+-Kohlenwasserstoff aufweist, in der ersten Verdichterstufe C1 auf einen Zwischendruck verdichtet. Anschließend wird das verdichtete Kältemittel 1 im Nachkühler E4 partiell kondensiert und im Abscheider D3 in eine Gasfraktion 2 und eine erste höhersiedende Flüssigfraktion 3 aufgetrennt. Lediglich die Gasfraktion 2 wird in der zweiten Verdichterstufe C2 auf den maximalen Kreislaufdruck verdichtet. In vorteilhafter Weise sind die Verdichter bzw. Verdichterstufen C1 und C2 in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet und/oder in der sog. Topfbauweise mit vertikaler Trennfuge (Barrel Type) ausgeführt. Sie werden vorzugsweise von einer Gasturbine, einer Dampfturbine, einem Elektromotor M oder einer Kombination zweier vorgenannter Antriebsarten angetrieben.
  • Das auf den maximalen Kreislaufdruck verdichtete Kältemittel 4 wird im Nachkühler E5 erneut partiell kondensiert und im Abscheider D4 in eine erste tiefersiedende Gasfraktion 5 sowie eine Flüssigfraktion 6 aufgetrennt. Diese wird über das Entspannungsventil V4 dem auf den Zwischendruck verdichteten Kältemittel 1 zugeführt.
  • Die in der 2 dargestellte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Verflüssigen einer Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion unterscheidet sich von der in der 1 dargestellten lediglich dadurch, dass nicht die im Abscheider D3 anfallende Flüssigfraktion 6' die erste höhersiedende Flüssigfraktion bildet, sondern die im Abscheider D4 anfallende Flüssigfraktion 3'. Die im Abscheider D3 anfallende Flüssigfraktion 6' wird bei der in der 2 dargestellte Ausführungsform mittels der Pumpe P3 entweder, wie dargestellt, direkt dem Abscheider D4 zugeführt oder vor dem Nachkühler E5 der auf den maximalen Kreislaufdruck verdichteten Gasfraktion 4 zugeführt. Zwar ist diese Zuführung der gepumpten Flüssigfraktion 6' vor den Nachkühler E5 thermodynamisch vorteilhaft, jedoch ist sie in Bezug auf die Gleichverteilung im Nachkühler E5 schwieriger.
  • Während die erste höhersiedende Kältemittelfraktion 7 der Vorkühlung der zu verflüssigenden Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion A dient, dient die erste tiefersiedende Kältemittelfraktion 5 der Verflüssigung und Unterkühlung der Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion B/C. Die erste höhersiedende Kältemittelfraktion 7 wird im Vorkühler E1 unterkühlt, im Ventil V1 kälteleistend entspannt und anschließend einem ersten Abscheider D5 zugeführt.
  • Die der Verflüssigung und Unterkühlung der Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion B/C dienende erste tiefersiedende Kältemittelfraktion 5 wird im Vorkühler E1 partiell kondensiert. Über Leitung 9 wird sie dem Abscheider D1 zugeführt und in ihm in eine zweite höhersiedende Kältemittelfraktion 11, die der Verflüssigung der Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion dient, und eine zweite tiefersiedende Kältemittelfraktion 10, die der Unterkühlung der Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion dient, aufgetrennt. Die zweite höhersiedende Kältemittelfraktion 11 wird im Verflüssiger E2 unterkühlt, im Ventil V2 kälteleistend entspannt und über Leitung 12 einem zweiten Abscheider D6 zugeführt. Die zweite tiefersiedende Kältemittelfraktion 10 wird im Verflüssiger E2 und Unterkühler E3 verflüssigt und unterkühlt, im Ventil V3 kälteleistend entspannt und über Leitung 16 dem kalten Ende des Unterkühlers E3 mantelseitig zugeführt.
  • Die im Mantelbereich des Unterkühlers E3 gegen die zu unterkühlende Kohlenwasserstoff-reiche Fraktion C partiell verdampfte, zweite tiefersiedende Kältemittelfraktion 17 wird ebenfalls dem vorgenannten zweiten Abscheider D6 zugeführt. Die in diesem Abscheider anfallenden Gas- 18 und Flüssig-Anteile 13 werden dem kalten Ende des Verflüssigers E2 getrennt zugeführt, in dessen Mantelbereich vereint und gegen die zu verflüssigende Kohlenwasserstoff-reiche Fraktion B angewärmt und partiell verdampft. Die Zuführung der Flüssigphase 13 wird erfindungsgemäß durch die Pumpe P2 unterstützt bzw. realisiert.
  • Die im Mantelbereich des Verflüssigers E2 gegen die zu verflüssigende Kohlenwasserstoff-reiche Fraktion B partiell verdampfte Kältemittelfraktion 14 wird dem vorgenannten ersten Abscheider D5 zugeführt. Die in diesem Abscheider anfallenden Gas- 19 und Flüssig-Anteile 8 werden dem kalten Ende des Vorkühlers E1 getrennt zugeführt, in dessen Mantelbereich vereint und gegen die vorzukühlende Kohlenwasserstoff-reiche Fraktion A angewärmt und im Normalbetrieb vollständig verdampft. Die Zuführung der Flüssigphase 8 wird erfindungsgemäß durch die Pumpe P1 unterstützt bzw. realisiert. Hierbei können die Pumpen P1 und P2, innerhalb des zugehörigen Abscheiders D5 und D6 als sog. In-Tank-Pumpen eingebaut werden, wodurch sich Bauhöhe und qAufstellungsplatzbedarf verringern.
  • Die verdampfte Kältemittelfraktion 20 wird aus dem Mantelbereich des gewickelten Wärmetauschers bzw. Vorkühlers E1 abgezogen und dem der ersten Verdichterstufe C1 vorgeschalteten Abscheider D2 zugeführt; dieser dient der Absicherung der Verdichterstufe C1, da in ihm ggf. zeitweise mitgeführte Flüssiganteile abgetrennt werden.
  • Die vorbeschriebenen kälteleistenden Entspannungen der Kältemittelfraktionen können auch in Expandern, vorzugsweise in hydraulischen Expandern erfolgen.
  • Bei den in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind die drei gewickelten Wärmetauscher E1, E2 und E3 stehend angeordnet, wobei ihr jeweiliges kaltes Ende oben angeordnet ist.
  • In vorteilhafter Weise kann die Kohlenwasserstoff-reiche Fraktion A, B und/oder C zwischen ihrer Vorkühlung E1 und Verflüssigung E2 und/oder zwischen ihrer Verflüssigung E2 und Unterkühlung E3 einem Abtrennprozess, vorzugsweise der Abtrennung von höheren Kohlenwasserstoffen und/oder leichten Gasbestandteilen, insbesondere von Stickstoff und/oder Helium, unterworfen werden.
  • 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
    • DE 19722490 [0004]

Claims (9)

  1. Verfahren zum Verflüssigen einer Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion (A), insbesondere Erdgas, wobei – die Kohlenwasserstoff-reiche Fraktion (A) gegen wenigstens einen Gemischkältekreislauf abgekühlt, verflüssigt und unterkühlt wird (E1, E2, E3), – das in dem Gemischkältekreislauf zirkulierende Kältemittel wenigstens zweistufig verdichtet wird (C1, C2), – das verdichtete Kältemittel in eine erste höhersiedende (3, 3') und eine erste tiefersiedende Kältemittelfraktion (2) aufgetrennt wird (D3), – die erste höhersiedende Kältemittelfraktion (3, 3') der Vorkühlung und die erste tiefersiedende Kältemittelfraktion (2) der Verflüssigung und Unterkühlung der Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion (A) dient, – die erste höhersiedende Kältemittelfraktion (3, 3') abgekühlt (E1) und kälteleistend entspannt wird (V1), – die tiefersiedende Kältemittelfraktion (2) partiell kondensiert und in eine zweite höhersiedende Kältemittelfraktion (11), die der Verflüssigung der Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion dient, und eine zweite tiefersiedende Kältemittelfraktion (10), die der Unterkühlung der Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion dient, aufgetrenntwird (D1), und – die zweite höhersiedende Kältemittelfraktion (11) und die zweite tiefersiedende Kältemittelfraktion (10) abgekühlt (E2, E3) und kälteleistend entspannt werden (V2, V3), dadurch gekennzeichnet, dass – Vorkühlung, Verflüssigung und Unterkühlung der Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion (A) in separaten gewickelten Wärmetauschern (E1, E2, E3) erfolgen, – wobei die gegen die Kohlenwasserstoff-reiche Fraktion (A, B, C) zu verdampfenden Kältemittelfraktionen in den gewickelten Wärmetauschern (E1, E2, E3) mantelseitig geführt werden, – die zweite tiefersiedende Kältemittelfraktion (16) nach ihrer partiellen Verdampfung in dem der Unterkühlung der Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion dienenden Wärmetauscher (E3) gegen die zu unterkühlende Kohlenwasserstoff-reiche Fraktion (C) gemeinsam mit der entspannten zweiten höhersiedenden Kältemittelfraktion (12) einem zweiten Abscheider (D6) zugeführt wird, – die in dem zweiten Abscheider (D6) anfallenden Gas- (18) und Flüssig-Anteile (13) getrennt dem der Verflüssigung der Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion dienenden Wärmetauscher (E2) zugeführt, in diesem vereint und gegen die zu verflüssigende Kohlenwasserstoff-reiche Fraktion (B) angewärmt und partiell verdampft werden, – die in dem der Verflüssigung der Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion dienenden Wärmetauscher (E2) angewärmten und partiell verdampften Gas- und Flüssig-Anteile (14) gemeinsam mit der entspannten ersten höhersiedenden Kältemittelfraktion (7) einem ersten Abscheider (D5) zugeführt werden, – die in dem ersten Abscheider (D5) anfallende Gas- (19) und Flüssig-Anteile (8) getrennt dem der Vorkühlung der Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion dienenden Wärmetauscher (E1) zugeführt, in diesem vereint und gegen die vorzukühlende Kohlenwasserstoff-reiche Fraktion (A) angewärmt und vollständig verdampft werden, und – die in dem der Vorkühlung der Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion dienenden Wärmetauscher (E1) angewärmten und vollständig verdampften Gas-Anteile (20) der Verdichtung (C1, C2) zugeführt werden, – wobei die Zuführung der Flüssig-Anteile (8, 13) aus dem ersten (D5) und dem zweiten Abscheider (D6) in die entsprechenden Wärmetauscher (E1, E2) mittels jeweils wenigstens einer Pumpe (P1, P2) erfolgt oder unterstützt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entspannung von Verfahrensströmen in Ventilen (V1–V5) und/oder Expandern, vorzugsweise hydraulischen Expandern erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Pumpen (P1, P2, P3) innerhalb des zugehörigen Abscheiders (D3, D5, D6) angeordnet ist.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenwasserstoff-reiche Fraktion (A, B, C) zwischen ihrer Vorkühlung (E1) und Verflüssigung (E2) und/oder zwischen ihrer Verflüssigung (E2) und Unterkühlung (E3) einem Abtrennprozess, vorzugsweise der Abtrennung von höheren Kohlenwasserstoffen und/oder leichten Gasbestandteilen, insbesondere von Stickstoff und/oder Helium, unterworfen wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die für die Verdichtung des Kältemittels des Gemischkältekreislaufs erforderlichen Verdichter (C1, C2) in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die für die Verdichtung des Kältemittels des Gemischkältekreislaufs erforderlichen Verdichter (C1, C2) in Topfbauweise mit vertikaler Trennfuge (Barrel Type) ausgeführt sind.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die für die Verdichtung des Kältemittels des Gemischkältekreislaufs erforderlichen Verdichter (C1, C2) von einer Gasturbine, einer Dampfturbine, einem Elektromotor oder einer Kombination zweier vorgenannter Antriebsarten angetrieben werden.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das in dem Gemischkältekreislauf zirkulierende Kältemittel Stickstoff und wenigstens einen C1+-Kohlenwasserstoff enthält.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste höhersiedende Flüssigfraktion (3, 3') durch eine auf einem Zwischendruck oder durch eine auf dem maximalen Kreislaufdruck anfallende Flüssigfraktion gebildet wird.
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