DE102018101946A1 - Generation of liquefied gas in a gas storage - Google Patents
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Abstract
Es wird insbesondere ein Verfahren, durchgeführt von einer oder mehreren Vorrichtungen offenbart, das Verfahren umfassend: Reduzierung eines Drucks von in einem Gasspeicher gespeicherten Erdgas, wobei nach der Reduzierung das Erdgas einen vorbestimmten konstanten Druck aufweist; Reinigung von in einem Gasspeicher gespeicherten Erdgas; und Erzeugung von Flüssiggas basierend auf dem gereinigten Erdgas, wobei die Erzeugung des Flüssiggases im Rahmen der Ausspeicherung von in dem Gasspeicher gespeicherten Erdgas in ein mit dem Gasspeicher verbundenes Gasnetz durchgeführt wird. Ferner werden eine Vorrichtung und ein System offenbart.In particular, there is disclosed a method performed by one or more devices, the method comprising: reducing a pressure of natural gas stored in a gas reservoir, wherein after the reduction, the natural gas has a predetermined constant pressure; Cleaning of natural gas stored in a gas storage; and generation of liquefied gas based on the purified natural gas, wherein the generation of the liquefied gas in the context of the withdrawal of natural gas stored in the gas storage is carried out in a gas network connected to the gas storage. Furthermore, an apparatus and a system are disclosed.
Description
Gebietarea
Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung betreffen die Erzeugung von Flüssiggas in einem Gasspeicher.Exemplary embodiments of the invention relate to the generation of LPG in a gas storage.
Hintergrundbackground
In Europa wird in den kommenden Jahren ein Zuwachs an Flüssiggas erwartet. In den Medien wird Flüssiggas als Brückentechnologie bei der Dekarbonisierung gehandelt. Besonders im Fernverkehr wird Flüssiggas als möglicher Ersatz für Dieselkraftstoffe genannt. Sofern Flüssiggas als Alternativkraftstoff zum Diesel, für den Schwerlastverkehr oder auch für die Schifffahrt (insbesondere die Binnenschifffahrt) an Akzeptanz gewinnt, wäre ein technisches Versorgungskonzept wünschenswert.In Europe, an increase in LPG is expected in the coming years. In the media, liquefied petroleum gas is traded as a bridge technology in decarbonization. Especially in long-distance transport, LPG is mentioned as a possible substitute for diesel fuel. If liquefied petroleum gas gains acceptance as an alternative fuel to diesel, for heavy-duty traffic or even for shipping (in particular inland shipping), a technical supply concept would be desirable.
Flexible Versorgung diverser Kundengruppen (z. B. Binnenschifffahrt, Tankstellen für den Schwerlastverkehr, um nur einige nicht-limitierende Beispiele zu nennen) mit Flüssiggas als Brennstoff wäre wünschenswert, wobei insbesondere wegfallende Erdgasmengen in Gasnetzen und Handel reduziert werden könnten.Flexible supply of various customer groups (eg inland navigation, filling stations for heavy goods traffic, to name only a few non-limiting examples) with liquefied petroleum gas as fuel would be desirable, in particular falling gas volumes in gas networks and trade could be reduced.
Die konventionelle Erzeugung von Flüssiggas ist sehr energieintensiv. Wesentlicher Kostentreiber sind die Betriebskosten. Bedingt durch die Kosten findet Flüssiggas als Energieträger bisher nur in ausgewählten Nischen Anwendung.The conventional production of LPG is very energy intensive. The main cost drivers are the operating costs. Due to the costs, liquefied petroleum gas has so far only been used as an energy source in selected niches.
Des Weiteren ist bekannt, dass bei der Auslagerung von Erdgas in einem Gasspeicher entstehende Kälte kostenintensiv und ungenutzt vernichtet wird.Furthermore, it is known that cold arising in the storage of natural gas in a gas storage is cost-intensive and wasted unused.
Es wäre wünschenswert, eine Lösung bereitstellen zu können, um Flüssiggas kostenoptimiert erzeugen zu können.It would be desirable to be able to provide a solution in order to be able to generate liquefied gas in a cost-optimized manner.
Zusammenfassung einiger beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung Vor dem Hintergrund dieses Standes der Technik liegt dem vorliegenden Gegenstand die Aufgabe zugrunde, eine Lösung bereitzustellen, um Flüssiggas möglichst kostengünstig erzeugen zu können.Summary of Some Exemplary Embodiments of the Invention Against the background of this prior art, it is an object of the present invention to provide a solution for generating liquefied gas as inexpensively as possible.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.This object is achieved by a method having the features of claim 1.
Gemäß einem ersten beispielhaften Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren, insbesondere zur Erzeugung von Flüssiggas, durchgeführt durch eine oder mehrere Vorrichtungen beschrieben, das Verfahren umfassend:
- - Reduzierung eines Drucks von in einem Gasspeicher gespeicherten Erdgas, wobei nach der Reduzierung das Erdgas einen vorbestimmten konstanten Druck aufweist;
- - Reinigung von in dem Gasspeicher gespeicherten Erdgas; und
- - Erzeugung von Flüssiggas basierend auf dem gereinigten Erdgas, wobei die Erzeugung des Flüssiggases im Rahmen der Ausspeicherung von in dem Gasspeicher gespeicherten Erdgas in ein mit dem Gasspeicher verbundenes Gasnetz durchgeführt wird.
- Reducing a pressure of natural gas stored in a gas reservoir, wherein after the reduction, the natural gas has a predetermined constant pressure;
- - Cleaning of stored natural gas in the gas storage; and
- - Generation of LPG based on the purified natural gas, wherein the generation of the liquefied gas is carried out in the context of the withdrawal of stored in the gas storage natural gas in a gas storage connected to the gas network.
Benötigt wird ein Differenzdruck von etwa 55 bar, um Erdgas als Ausgangsmaterial in Flüssiggas durch eine Expansion umzuwandeln. Dieser Differenzdruck ist regelmäßig bereits als Unterschied von in dem Gasspeicher gespeicherten Erdgas und einer Pipeline eines Transportnetzes zum Transport des Erdgases z. B. zu Verbrauchern vorhanden. Um Flüssiggas kostenoptimiert erzeugen zu können, wird folglich die bestehende Druckdifferenz in einem Gasspeicher genutzt.It requires a differential pressure of about 55 bar to convert natural gas as a raw material into liquid gas through expansion. This differential pressure is already regularly as a difference of stored in the gas storage natural gas and a pipeline of a transport network to transport the natural gas z. B. to consumers available. In order to produce liquefied gas cost-optimized, therefore, the existing pressure difference in a gas storage is used.
Das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt kann insbesondere von einer Vorrichtung (z. B. Vorrichtung zur Erzeugung von Flüssiggas) durchgeführt werden. Das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt kann ferner insbesondere von mehreren Vorrichtungen, z. B. einer Vorrichtung zur Reinigung von Erdgas und einer weiteren Vorrichtung zur Erzeugung von Flüssiggas zusammen durchgeführt werden. Die eine oder mehreren Vorrichtungen sind zur Ausführung und/oder Steuerung des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung eingerichtet oder umfassen jeweilige Mittel zur Ausführung und/oder Steuerung der Schritte des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung.The method according to the first aspect can be carried out in particular by a device (for example device for producing liquefied gas). The method according to the first aspect may also be used in particular by a plurality of devices, e.g. B. a device for the purification of natural gas and another device for generating LPG are performed together. The one or more devices are arranged to carry out and / or control the method according to the first aspect of the invention or comprise respective means for carrying out and / or controlling the steps of the method according to the first aspect of the invention.
Für den Fall, dass das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung von einer oder mehreren Vorrichtungen (z. B. Vorrichtung zur Reinigung von Erdgas und einer weiteren Vorrichtung zur Erzeugung von Flüssiggas) zusammen durchgeführt wird, können die jeweiligen Vorrichtungen entsprechend jeweilige Mittel zur Ausführung und/oder Steuerung der jeweils von der entsprechenden Vorrichtung (z. B. Vorrichtung zur Reinigung von Erdgas oder einer weiteren Vorrichtung zur Erzeugung von Flüssiggas) durchgeführten Schritte umfassen. Beispielsweise werden von einer der Vorrichtungen nicht alle Schritte des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung durchgeführt.In the case that the method according to the first aspect of the invention is performed by one or more devices (eg, apparatus for purifying natural gas and another apparatus for producing liquefied gas) together, the respective apparatuses may respectively have respective means for execution and / or control of the respective steps performed by the corresponding device (eg device for purifying natural gas or another device for producing liquefied gas). For example, not all steps of the method according to the first aspect of the invention are performed by one of the devices.
Gemäß einem zweiten beispielhaften Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung offenbart, die zur Ausführung und/oder Steuerung des Verfahrens nach dem ersten Aspekt der Erfindung eingerichtet oder jeweilige Mittel zur Ausführung und/oder Steuerung der Schritte des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung umfasst. Dabei können entweder alle Schritte des Verfahrens gesteuert werden, oder alle Schritte des Verfahrens ausgeführt werden, oder ein oder mehrere Schritte gesteuert und ein oder mehrere Schritte ausgeführt werden. Ein oder mehrere der Mittel können auch durch die gleiche Einheit ausgeführt und/oder gesteuert werden. Beispielsweise können ein oder mehrere der Mittel durch einen oder mehrere Prozessoren gebildet sein.According to a second exemplary aspect of the invention, there is disclosed an apparatus arranged to carry out and / or control the method according to the first aspect of the invention, or respective means for execution and / or Controlling the steps of the method according to the first aspect of the invention. In this case, either all steps of the method can be controlled, or all steps of the method can be executed, or one or more steps can be controlled and one or more steps can be executed. One or more of the means may also be executed and / or controlled by the same unit. For example, one or more of the means may be formed by one or more processors.
Gemäß einem dritten beispielhaften Aspekt der Erfindung wird ein System offenbart, das eine oder mehrere Vorrichtungen umfasst, die eingerichtet sind zur Ausführung und/oder Steuerung des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung oder Mittel zur Ausführung und/oder Steuerung der Schritte des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung aufweisen. Dabei können entweder alle Schritte des Verfahrens gesteuert werden, oder alle Schritte des Verfahrens ausgeführt werden, oder ein oder mehrere Schritte gesteuert und ein oder mehrere Schritte ausgeführt werden.According to a third exemplary aspect of the invention, a system is disclosed which comprises one or more devices arranged to carry out and / or control the method according to the first aspect of the invention or means for carrying out and / or controlling the steps of the method according to the first aspect of the invention. In this case, either all steps of the method can be controlled, or all steps of the method can be executed, or one or more steps can be controlled and one or more steps can be executed.
Diese drei Aspekte der vorliegenden Erfindung weisen u. a. die nachfolgend beschriebenen - teilweise beispielhaften - Eigenschaften auf.These three aspects of the present invention have u. a. the below described - partly exemplary - properties.
Unter dem Begriff „Expansion“ wird gegenständlich insbesondere eine Entspannung von Erdgas verstanden, wobei nach der Expansion das Erdgas zumindest unter geringerem Druck steht als vor der Expansion.The term "expansion" is understood to mean in particular a relaxation of natural gas, wherein after the expansion of the natural gas is at least under lower pressure than before expansion.
Unter dem Begriff „Flüssiggas“ wird gegenständlich insbesondere Flüssigerdgas, auch mit Liquid Natural Gas (LNG) bezeichnet, verstanden. Insbesondere fällt hierrunter nicht das sogenannte Liquified Petroleum Gas (LPG), das beispielsweise häufig von PKWs z. B. durch eine entsprechende Umrüstung des Fahrzeugs als Brennstoff nutzbar ist.The term "liquefied gas" is understood in particular liquefied natural gas, also referred to as liquid natural gas (LNG). In particular, this does not include the so-called Liquified Petroleum Gas (LPG), which is often used for example by cars z. B. is usable by a corresponding conversion of the vehicle as a fuel.
Unter einem „Gasspeicher“ wird gegenständlich ein Erdgasspeicher verstanden. Derartige Erdgasspeicher sind insbesondere große, meist unterirdische Speicheranlagen, mit denen beispielsweise jahreszeitliche Bedarfsschwankungen durch ein Ausspeichern von zuvor in dem Speicher eingespeichertem Erdgas möglich ist.A "gas storage" is understood to mean a natural gas storage. Such natural gas storage are in particular large, mostly underground storage facilities, with which, for example, seasonal fluctuations in demand by a storage of previously stored in the memory natural gas is possible.
Das Gasnetz ist beispielsweise ein Transportnetz, in dem Erdgas mit einem vordefinierten Druck von z. B. etwa 30 bar transportiert wird.The gas network is for example a transport network in which natural gas with a predefined pressure of z. B. is transported about 30 bar.
In einem Gasspeicher liegt insbesondere ein ausreichender Druckunterschied (Differenzdruck Δp; auch mit delta p bezeichnet) zwischen dem Erdgas, das in dem Gasspeicher gespeichert ist und dem Gasnetz, in das gespeichertes Erdgas von dem Gasspeicher ausgespeichert werden kann, vor, um eine Erzeugung von Flüssiggas (LNG) in derartigen Gasspeichern im Rahmen der Ausspeicherung durchführen zu können.In a gas storage, in particular, there is a sufficient pressure difference (differential pressure Δp, also referred to as delta p) between the natural gas stored in the gas storage and the gas network into which stored natural gas can be stored from the gas storage to produce liquefied gas (LNG) to perform in such gas storage in the context of the withdrawal.
Derart ist es möglich, Flüssiggas durch eine Gasexpansion in einem Gasspeicher zu erzeugen. Erzeugtes Flüssiggas kann zudem zumindest temporär gelagert werden.It is thus possible to produce liquefied petroleum gas by gas expansion in a gas reservoir. Generated liquid gas can also be stored at least temporarily.
Diejenige Energiemenge, die zur Druckerhöhung vor der Einspeicherung von Erdgas in den Gasspeicher (z. B. ein als Kaverne ausgebildeter Untergrundspeicher) aufgewendet wurde, geht bei einem Ausspeichern des Gases z. B. in das Gasnetz (z. B. Transportnetz) nicht gänzlich verloren, da bei einem Durchführen des Verfahrens nach dem ersten Aspekt der Erfindung diese Energiemenge, für die Erzeugung von Flüssiggas (LNG) eingesetzt bzw. genutzt wird.The amount of energy that was used to increase the pressure prior to the storage of natural gas in the gas storage (eg., Formed as a cavern underground storage), is at a withdrawal of the gas z. As in the gas network (eg., Transport network) not entirely lost, since in carrying out the method according to the first aspect of the invention, this amount of energy, for the production of liquefied natural gas (LNG) is used or used.
Der Erzeugung von Flüssiggas, insbesondere durch eine Expansion von Erdgas, das in einem Gasspeicher gespeichert ist, liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der Druckunterschied, z. B. in Kavernen großer Gasspeicher oder bei der Auslagerung ins Transportnetz zur Erzeugung von Flüssigerdgas nutzbar ist. Ein Gasspeicher mit beispielsweise zwei Kavernen mit unterschiedlichen Drücken (z. B. 50 bar und 200 bar) oder eine Kaverne bzw. Speicher im Porengestein (z. B. 200 bar) mit einem Anschluss an das Erdgastransportnetz (z. B. 30-50 bar) kann beispielsweise gegenständlich genutzt werden. Bei der Expansion (d.h. Entspannung) von der einen in die andere Kaverne oder in das Erdgastransportnetz kann der Joule-Thompson Effekt zur Erzeugung von Kälte und damit der Reduzierung der Temperatur des Erdgases genutzt werden. Diese dabei entstehende Expansionsenergie wird bei der Umlagerung oder Auslagerung von Erdgas gegenständlich zumindest teilweise dazu genutzt, Flüssiggas (LNG) herzustellen. Da eine derartige Umlagerung und/oder Expansion in das Transportnetz im regelmäßigen Betrieb des Gasspeichers durchgeführt wird, kann folglich das Flüssiggas insbesondere kostengünstig erzeugt werden.The generation of liquefied gas, in particular by an expansion of natural gas, which is stored in a gas storage, is based on the finding that the pressure difference, z. B. in caverns large gas storage or in the outsourcing to the transport network for the production of liquefied natural gas is available. A gas storage with, for example, two caverns with different pressures (eg 50 bar and 200 bar) or a cavern or storage in the pore rock (eg 200 bar) with a connection to the natural gas transport network (eg 30-50 bar) can be used for example objectively. During expansion (i.e., expansion) from one cavern to the other, or into the natural gas transport network, the Joule-Thompson effect can be used to generate cold and thus reduce the temperature of the natural gas. This resulting expansion energy is at least partially used in the relocation or outsourcing of natural gas to produce liquefied petroleum gas (LNG). Since such a rearrangement and / or expansion is carried out in the transport network in the regular operation of the gas storage, consequently, the liquefied gas can be generated in particular inexpensively.
Die Druckreduzierung erfolgt, um ein sogenanntes konstantes System im Rahmen der Erzeugung von Flüssiggas vorliegen zu haben, so dass stets mit der einen oder den mehreren Vorrichtungen das Verfahren, bei dem als Ergebnis Flüssiggas erzeugt ist, durchgeführt werden kann. Die Druckreduzierung kann beispielsweise erforderlich sein, da sich der herrschende Druck in dem Gasspeicher (z. B. Kavernendruck) im Laufe des Jahres verändert. Dies kann beispielsweise durch äußere und natürlich bedingte Umwelteinflüsse geschehen. Insbesondere unterliegen als Kavernenspeicher ausgebildete Gasspeicher derartigen Druckschwankungen. Die Druckreduzierung kann beispielsweise mittels eines Druckregelventil, eines Expanders, oder eines Wirbelrohrs durchgeführt werden, um nur einige nicht-limitierende Beispiele zu nennen. Die Reinigung des Erdgases kann eine Trocknung des Erdgases umfassen. Eine derartige Trocknung des Erdgases verändert das Erdgas derart, dass mitunter von dem Erdgas umfasstes Wasser aus dem Erdgas rausgebracht wird. Die Reinigung und die Trocknung des Erdgases können beispielsweise in einem einzigen Schritt erfolgen. Alternativ können die Reinigung und die Trocknung des Erdgases jeweils separate Schritte des Verfahrens nach dem ersten Aspekt der Erfindung sein. Entsprechend kann die Reinigung und die Trocknung des Erdgases von einer einzigen Vorrichtung, oder alternativ von zwei separaten Vorrichtungen durchgeführt werden. Für den Fall, dass die Reinigung und die Trocknung des Erdgases als Schritte getrennt voneinander durchgeführt werden, kann die Reihenfolge der Schritte beispielsweise verändert werden. Entsprechend kann beispielsweise zuerst die Reinigung des Erdgases erfolgen, und anschließend dessen Trocknung. Alternativ kann beispielsweise zuerst die Trocknung des Erdgases erfolgen, und anschließend dessen Reinigung.The pressure reduction takes place in order to have a so-called constant system in the context of the production of liquefied gas, so that always with the one or more devices, the process in which as a result LPG is produced, can be performed. The pressure reduction may be necessary, for example, because the prevailing pressure in the gas storage (eg cavern pressure) changes over the course of the year. This can be done for example by external and naturally conditioned environmental influences. In particular, gas reservoirs designed as cavern storage are subject to such pressure fluctuations. The pressure reduction can, for example, by means of a pressure control valve, an expander, or a vortex tube to give just a few non-limiting examples. The purification of the natural gas may include a drying of the natural gas. Such drying of the natural gas changes the natural gas such that sometimes water taken from the natural gas is taken out of the natural gas. The cleaning and drying of the natural gas can take place, for example, in a single step. Alternatively, the purification and drying of the natural gas may each be separate steps of the method according to the first aspect of the invention. Accordingly, the purification and drying of the natural gas may be performed by a single device, or alternatively by two separate devices. For example, in the case where the purification and the drying of the natural gas are performed as steps separately from each other, the order of the steps may be changed. Accordingly, for example, the first purification of the natural gas, and then its drying. Alternatively, for example, first the drying of the natural gas take place, and then its purification.
Die Reinigung und/oder die Trocknung des in dem Gasspeicher gespeicherten Erdgases umfasst oder wird beispielsweise von Anlagen durchgeführt, die Komponenten wie z. B. Wasser und Kohlendioxid, welche die Erzeugung von Flüssiggas erschweren, dem Erdgas entziehen. Dies ermöglicht eine stabile anschließende Erzeugung des Flüssiggases.The cleaning and / or drying of the natural gas stored in the gas storage comprises or is carried out, for example, by equipment comprising components such. As water and carbon dioxide, which complicate the production of liquefied gas, extract the natural gas. This enables a stable subsequent generation of the liquefied gas.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung nach allen Aspekten umfasst das Verfahren ferner:
- - Kühlen des gereinigten Erdgases vor der Erzeugung des Flüssiggases, wobei das Kühlen des gereinigten Erdgases mittels eines ersten Wärmetauschers erfolgt und dabei kondensiert, und wobei ein erster Teil des gekühlten Erdgases an einen zweiten Wärmetauscher geleitet wird und durch Unterkühlung und Expansion Flüssiggas erzeugt wird; und wobei das Kühlen des Erdgases durch eine Expansion mittels eines Differenzdrucks, der bei einem Einspeichern des in dem Gasspeicher gespeicherten Erdgases aufgebracht wird, erfolgt.
- - cooling the purified natural gas prior to the generation of the liquefied gas, wherein the cooling of the purified natural gas takes place by means of a first heat exchanger and condenses, and wherein a first portion of the cooled natural gas is passed to a second heat exchanger and is generated by subcooling and expansion of liquid gas; and wherein the cooling of the natural gas is carried out by an expansion by means of a differential pressure, which is applied when storing the natural gas stored in the gas storage.
Die Kälteerzeugung erfolgt beispielsweise mittels einer Vorkühlung und Erdgasexpansion. Zur Erzeugung des Flüssiggases, wird ein Differenzdruck von mindestens 50 bis 55, 51 bis 54, 52 bis 53, bevorzugt mindestens 55 bar benötigt, um mit diesem Verfahren nach dem ersten Aspekt der Erfindung insbesondere kostengünstig Flüssiggas erzeugen zu können. Dieser Differenzdruck kann bei Untergrundspeichern - wie vorstehend ausgeführt - vorgefunden werden.The cooling is done for example by means of a pre-cooling and natural gas expansion. To generate the liquefied gas, a differential pressure of at least 50 to 55, 51 to 54, 52 to 53, preferably at least 55 bar is required in order to be able to produce liquefied gas in a cost-effective manner using this process according to the first aspect of the invention. This differential pressure can be found in underground storage - as stated above.
Die Erzeugung des Flüssiggases findet beispielsweise derart statt, dass kein negativer Einfluss auf den gewöhnlichen Speicherbetrieb stattfindet.The generation of the liquefied gas takes place, for example, such that no negative influence on the usual storage operation takes place.
Außer der Stellfläche für die nachzurüstende Vorrichtung bzw. Vorrichtungen (z. B. Anlagen und/oder Komponenten) findet im Gegensatz zur konventionellen Flüssiggas Produktion kein weiterer Landschaftsverbrauch statt.Apart from the footprint for the device or devices to be retrofitted (eg installations and / or components), in contrast to conventional liquid gas production, no further landscape consumption takes place.
Mit der Flüssiggas-Erzeugung im Gasspeicher (z. B. Untergrundspeicher) kann ein bestehender Gasspeicher zusätzlich zu seinen bisherigen Aufgaben im Gasnetz noch neue Aufgaben in der Flüssiggas-Erzeugung übernehmen.With the generation of liquid gas in the gas storage (eg underground storage) an existing gas storage can take on new tasks in the liquefied gas generation in addition to its previous tasks in the gas network.
Die Expansion, durch die das Flüssiggas erzeugt wird, ist beispielsweise derart, dass das Erdgas nach der Expansion derart gekühlt ist, dass es sich in seinem Aggregatzustand verändert und entsprechend von einem gasförmigen Zustand in einem flüssigen Zustand wechselt. Diese Aggregatszustandsänderung, die zur Erzeugung des Flüssiggases notwendig ist, erfolgt etwa bei einer Temperatur von - 160°C. Die Kühlung des Erdgases zur Erreichung dieser Temperatur erfolgt zumindest teilweise mittels der Expansion. Es ist vorgesehen, dass dieser Differenzdruck bereits bei der Einspeicherung von Erdgas in den Gasspeicher entsteht. Durch die Verlagerung der Erzeugung des Flüssiggases in einen Prozess der Ausspeicherung von Erdgas aus dem Gasspeicher kann die bereits aufgewendete Energie, um Erdgas bei einem gegenüber dem Gasnetz erhöhten Druck in dem Gasspeicher komprimiert (d.h. im Volumen verringert) einspeichern zu können, zur Erzeugung von Flüssiggas verwendet werden. Diese Energie würde ansonsten bei einer gewöhnlichen Ausspeicherung von Erdgas aus dem Gasspeicher durch die Expansion des Erdgases zur Angleichung des Drucks, den das Erdgas in dem Gasspeicher aufweist, zu dem Druck des Gasnetzes, ungenutzt vernichtet werden.The expansion by which the liquefied gas is generated is, for example, such that the natural gas after the expansion is cooled so as to change in its state of aggregation and accordingly change from a gaseous state to a liquid state. This aggregate state change, which is necessary for the production of the liquefied gas, takes place approximately at a temperature of -160.degree. The cooling of the natural gas to achieve this temperature takes place at least partially by means of the expansion. It is envisaged that this differential pressure already arises during the storage of natural gas in the gas storage. By shifting the production of the liquefied gas into a process of the withdrawal of natural gas from the gas storage, the energy already used to compressed natural gas at a pressure increased in the gas storage compared to the gas network (ie reduced in volume) can be used to generate liquefied gas be used. This energy would otherwise be destroyed in an ordinary withdrawal of natural gas from the gas storage by the expansion of the natural gas to equalize the pressure that the natural gas has in the gas storage, to the pressure of the gas network, unused.
Eine Ausgestaltung gemäß allen Aspekten sieht vor, dass die Erzeugung des Flüssiggases im Wesentlichen simultan zu einer Ausspeicherung von in dem Gasspeicher gespeicherten Erdgas durchgeführt wird.An embodiment according to all aspects provides that the generation of the liquefied gas is carried out substantially simultaneously to a withdrawal of natural gas stored in the gas storage.
Die Erzeugung des Flüssiggases erfolgt beispielsweise basierend auf in dem Gasspeicher gespeichertem Erdgas, das beispielsweise zur Ausgleichung von Verbrauchsschwankungen in dem Gasnetz in das Gasnetz ausgespeichert werden soll.The production of the liquefied gas takes place, for example, based on stored in the gas storage natural gas, which is to be stored, for example, to compensate for fluctuations in consumption in the gas network in the gas network.
Der gewöhnliche Betrieb des zur Erzeugung des Flüssiggases verwendeten Gasspeichers wird folglich nicht gestört.The ordinary operation of the gas storage used to generate the liquefied gas is consequently not disturbed.
Eine weitere Ausgestaltung gemäß allen Aspekten sieht vor, dass wobei das Flüssiggas nach Durchlaufen von zumindest zwei Wärmetauschern, wobei insbesondere eine Joule-Thompson Expansion des Erdgases durchführt, erzeugt ist. A further embodiment according to all aspects provides that wherein the liquefied gas is generated after passing through at least two heat exchangers, wherein in particular a Joule-Thompson expansion of the natural gas is carried out.
Insbesondere wird das Flüssiggas durch insgesamt zwei Wärmetauscher erzeugt. In particular, the liquefied gas is generated by a total of two heat exchangers.
Bei der Joule-Thompson Expansion erfolgt eine Temperaturänderung des Erdgases, das zur Erzeugung von Flüssiggas verwendet wird, bei einer Druckminderung. In der Folge bei Unterschreiten einer vorbestimmten Temperatur (etwa -160°C) bleibt das Erdgas verflüssigt, wodurch das Flüssiggas (LNG) erzeugt ist.In the Joule-Thompson expansion, a temperature change of the natural gas used to produce LPG occurs at a pressure reduction. As a result, when falling below a predetermined temperature (about -160 ° C), the natural gas is liquefied, whereby the liquefied gas (LNG) is generated.
In einer Ausgestaltung gemäß allen Aspekten ist das erzeugte Flüssiggas in einem Flüssiggasspeicher zumindest temporär gespeichert.In one embodiment according to all aspects, the liquid gas produced is stored at least temporarily in a liquid gas storage.
Erzeugtes Flüssiggas kann insbesondere zumindest temporär gelagert werden. Nach dieser temporärer Speicherung muss zumindest bei der Lagerung entstehendes Boil-Off-Gas (BOG) aus dem Speicher weggeschafft werden. Das BOG kann zur Betankung von CNG (Compressed Natural Gas)-Fahrzeugen verwendet oder ins Gasnetz zurückgespeist werden. Entsprechend sollte erzeugtes Flüssiggas kontinuierlich verbraucht werden, da bei Lagerung eben dieses Boil-Off-Gas entsteht.Generated liquefied gas can in particular be stored at least temporarily. After this temporary storage Boil-off gas (BOG) arising at least during storage must be removed from the storage. The BOG can be used to refuel CNG (compressed natural gas) vehicles or fed back into the gas grid. Accordingly, produced liquefied gas should be continuously consumed, since during storage just this boil-off gas is produced.
In einer weiteren Ausgestaltung gemäß allen Aspekten wird zur Erzeugung des Flüssiggases benötigte Kälte zumindest teilweise basierend auf demjenigen Erdgas erzeugt, das zum einen ausgespeichert werden soll, und zum anderen aus dem Flüssiggas erzeugt werden soll.In a further embodiment according to all aspects required for the production of the liquefied gas is generated at least partially based on that natural gas, which is to be stored on the one hand, and on the other hand to be generated from the liquefied gas.
Entsprechend wird benötigte Kälte zumindest teilweise ebenfalls basierend auf demjenigen Erdgas gewonnen, das zum einen ausgespeichert werden soll, und zum anderen aus dem Flüssiggas erzeugt werden soll (durch eine entsprechende Umwandlung zumindest eines Teils des zweiten Teils des gekühlten Erdgases).Accordingly, needed refrigeration is also obtained, at least in part, also based on the natural gas that is to be stored on the one hand, and on the other hand is to be generated from the liquefied gas (by a corresponding conversion of at least a portion of the second part of the cooled natural gas).
Entsprechend wird die zur Erzeugung notwendige Energie, die insbesondere zum Kühlen des Erdgases benötigt wird, so dass das Erdgas seinen Aggregatzustand von gasförmig in flüssig ändert, wodurch Flüssiggas erzeugt wird.Accordingly, the energy required for the generation, which is needed especially for cooling the natural gas, so that the natural gas changes its state of aggregation from gaseous to liquid, whereby liquefied gas is generated.
Eine Ausgestaltung gemäß allen Aspekten sieht vor, dass der erste Teil des gekühlten Erdgases nach einer Druckreduzierung in ein Gasnetz ausspeicherbar ist. Die Druckreduzierung sorgt insbesondere dafür, dass Kälte entsteht. Diese Kälte wird beispielsweise genutzt um Flüssiggas zu erzeugen. Eine Druckreduzierung ist zudem erforderlich, um Erdgas, das in dem Gasspeicher gespeichert ist, in eine Pipeline des Gasnetzes ausspeichern zu können. Das in dem Gasspeicher gespeicherte Erdgas wird beispielsweise durch die Druckreduzierung auf den Druck gebracht, der in einem Gasnetz vorliegt, in das das Erdgas ausgespeichert werden soll.An embodiment according to all aspects provides that the first part of the cooled natural gas can be ausspeicherbar after reducing the pressure in a gas network. The pressure reduction ensures in particular that cold arises. This cold is used, for example, to generate liquefied gas. A pressure reduction is also required in order to be able to store natural gas, which is stored in the gas storage, in a pipeline of the gas network. The stored natural gas in the gas storage is brought, for example, by the pressure reduction to the pressure present in a gas network into which the natural gas is to be stored.
In einer Ausgestaltung gemäß allen Aspekten bedingt die Speicherung des erzeugten Flüssiggases ein Austreten (z. B. entweichen) einer Menge von Erdgas, wobei die Menge von Erdgas, die durch Erwärmung des gespeicherten Flüssiggases aus dem Flüssiggasspeicher austritt, zur weiteren Nutzung nutzbar ist.In one embodiment, in all aspects, the storage of the generated liquefied gas causes leakage (eg, escape) of a quantity of natural gas, wherein the amount of natural gas exiting the liquefied gas storage by heating the stored liquefied gas is usable for further use.
Bei der Lagerung von Flüssiggas erhöht sich die Temperatur des gelagerten Flüssiggases. Diese Temperaturerhöhung des gelagerten Flüssiggases führt zu einem Entweichen zumindest eines Teils des gelagerten Flüssiggases, das auch als sogenanntes Boil-Off-Gas (BOG) bezeichnet wird.During the storage of liquefied gas, the temperature of the stored liquefied gas increases. This increase in temperature of the stored liquefied gas leads to the escape of at least part of the stored liquefied gas, which is also referred to as boil-off gas (BOG).
Anstatt dieses Boil-Off-Gas ungenutzt zu lassen, beispielsweise indem das Boil-Off-Gas verpufft, kann dieses beispielsweise zur weiteren Nutzung nutzbar sein.Instead of leaving this boil-off gas unused, for example by the boil-off gas fizzling, this can be used, for example, for further use.
Diese Menge von Erdgas, die aus einem Speicher, in dem das erzeugte Flüssiggas gespeichert ist, entweicht (bzw. verdampft), kann beispielsweise einer weiteren Nutzung unterliegen. Beispielsweise kann nach einer mitunter erforderlichen Druckanpassung (z. B. durch eine Kompression) dieses verdampfte Erdgas in das Gasnetz ausgespeichert werden. Dabei weist aus einem Flüssiggasspeicher verdampftes Erdgas in der Regel einen geringeren Druck auf, als derjenige Druck, der in dem an den Gasspeicher, der den Flüssiggasspeicher umfasst, angeschlossenen Gasnetz herrscht. Entsprechend kann eine Kompression des Erdgases notwendig sein, um dieses Erdgas in das Gasnetz ausspeichern zu können.For example, this amount of natural gas escaping (or vaporizing) from a reservoir in which the generated LPG is stored may be subject to further use. For example, after a pressure adjustment that is sometimes required (for example due to compression), this evaporated natural gas can be stored out into the gas network. In this case, natural gas evaporated from a liquid gas reservoir generally has a lower pressure than the pressure which prevails in the gas network connected to the gas storage, which comprises the liquid gas reservoir. Accordingly, a compression of the natural gas may be necessary to be able to store this natural gas in the gas network can.
Entsprechend sieht eine weitere Ausgestaltung gemäß allen Aspekten vor, dass die Menge von Erdgas zur weiteren Nutzung einem dritten Wärmetauscher zur Erwärmung von Erdgas zuführbar ist (bzw. zugeführt wird).Accordingly, a further embodiment according to all aspects, that the amount of natural gas for further use a third heat exchanger for heating natural gas is supplied (or is supplied).
Der dritte Wärmetauscher erwärmt beispielsweise Erdgas vor einer Ausspeicherung des in dem Gasspeicher gespeicherten Erdgases in das Gasnetz bzw. in eine Pipeline des Gasnetzes. Entsprechend ist der dritte Wärmetauscher beispielsweise, z. B. über eine Schnittstelle mit dem Gasnetz bzw. der Pipeline des Gasnetzes verbunden.The third heat exchanger heats, for example, natural gas before a storage of the stored natural gas in the gas storage in the gas network or in a pipeline of the gas network. Accordingly, the third heat exchanger, for example, z. B. connected via an interface with the gas network or the pipeline of the gas network.
Eine Ausgestaltung gemäß allen Aspekten sieht vor, dass eine Menge von Flüssiggas zur weiteren Nutzung als Brennstoff nutzbar ist.An embodiment according to all aspects provides that a quantity of liquefied gas can be used as fuel for further use.
Hierzu kann beispielsweise die Menge von Flüssiggas in einem entsprechenden (z. B. mobilen) Speicher, z. B. nach der Art eines Tanks, gespeichert werden, so dass die Menge von vergastem Flüssiggas aus diesem mobilen Tank als zu brauchender Brennstoff einem Motor zuführbar ist. Diese Menge kann beispielsweise für Fahrzeuge (z. B. LKW, Lokomotive, Schiffe, um nur einige nicht-limitierende Beispiele zu nennen) genutzt werden. For this purpose, for example, the amount of liquid gas in a corresponding (eg mobile) memory, for. For example, be stored in the manner of a tank, so that the amount of gasified LPG from this mobile tank as a fuel to be supplied to a motor can be fed. This amount may be used, for example, for vehicles (eg, trucks, locomotives, ships, to name just a few non-limiting examples).
Das Boil-Off-Gas kann beispielsweise ferner als Brennstoff für den Verkehr eingesetzt werden.For example, the boil-off gas may also be used as fuel for traffic.
In einer Ausgestaltung gemäß allen Aspekten ist der Gasspeicher ein Untergrundgasspeicher.In one embodiment according to all aspects of the gas storage is an underground gas storage.
Gasspeicher sind u. a. Untergrundspeicher, auch als Underground Gas Storage (UGS) bezeichnet, wobei Erdgas in natürlichen oder künstlichen Hohlräumen unter der Erdoberfläche mittels derartiger Untergrundspeicher gespeichert werden kann. Derartige Gasspeicher sind beispielsweise Aquifer- und Porenspeicher, Kavernenspeicher oder auch Röhrenspeicher. Röhrenspeicher sind mittelgroße Erdgasspeicher für den Ausgleich von Bedarfsschwankungen. Röhrenspeicher werden beispielsweise zum Abdecken von täglichen Abnahmespitzen verwendet, da sie über hohe Aus- und Einspeiseleistungen verfügen.Gas storage are u. a. Underground storage, also referred to as Underground Gas Storage (UGS), where natural gas can be stored in natural or artificial cavities beneath the surface of the earth by means of such underground storage. Such gas storage are, for example, aquifer and pore storage, cavern storage or tube storage. Tubular storage systems are medium sized natural gas storage tanks to compensate for fluctuations in demand. Tube stores are used, for example, to cover daily demand peaks, as they have high output and feed-in capacities.
In dem Untergrundspeicher liegt ein ausreichender Druckunterschied (zwischen dem Erdgas, das in dem Untergrundspeicher gespeichert ist und dem Gasnetz, in das gespeichertes Erdgas von dem Untergrundspeicher aus gespeichert werden kann), vor, um eine Erzeugung von Flüssiggas (LNG) in derartigen Gasspeichern durchführen zu können.In the underground storage, there is sufficient pressure difference (between the natural gas stored in the underground storage and the gas network into which stored natural gas can be stored from the underground storage) to carry out generation of liquefied natural gas (LNG) in such gas storages can.
In einer weiteren Ausgestaltung gemäß allen Aspekten sind die eine oder mehreren Vorrichtungen von dem Gasspeicher umfasst oder Teil des Gasspeichers.In a further embodiment according to all aspects, the one or more devices are included in the gas storage or part of the gas storage.
Die eine Vorrichtung oder die mehreren Vorrichtungen, die das Verfahren nach dem ersten Aspekt durchführen und/oder steuern, sind insbesondere in unmittelbarer Nähe von dem Gasspeicher umfasst, oder sind sogar innerhalb des Gasspeichers, der in diesem Fall insbesondere als Untergrundspeicher ausgebildet ist, angeordnet. Die eine Vorrichtung oder die mehreren Vorrichtungen sind beispielsweise zwischen der Schnittstelle, über die der Gasspeicher gespeichertes Erdgas ausspeichern kann (z. B. in eine Pipeline), und der Schnittstelle, über die in dem Gasspeicher gespeichertes Erdgas aus der Bevorratung ausgespeichert werden kann, angeordnet. Weitere Details hierzu sind dem Abschnitt „Detaillierte Beschreibung einiger beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung“ zu entnehmen.The one or more devices that perform and / or control the method according to the first aspect are in particular in the immediate vicinity of the gas storage, or are even within the gas storage, which is formed in this case, in particular as underground storage. The one or more devices are arranged, for example, between the interface via which the gas storage can store stored natural gas (for example into a pipeline) and the interface via which natural gas stored in the gas storage can be stored out of the storage , Further details can be found in the section "Detailed description of some exemplary embodiments of the invention".
Eine weitere Ausgestaltung gemäß allen Aspekten sieht vor, dass das Kühlen zumindest teilweise durch ein Kühlen des Erdgases durch eine Kälteanlage durchgeführt wird.A further embodiment according to all aspects provides that the cooling is performed at least partially by cooling the natural gas by a refrigeration system.
In einer Ausgestaltung gemäß allen Aspekten unterliegt der erste Teil des gekühlten Erdgases mittels eines Kompressors einer Druckerhöhung.In an embodiment according to all aspects, the first part of the cooled natural gas is subject to a pressure increase by means of a compressor.
Für den Fall, dass eine Menge des Erdgases, auf der zumindest teilweise basierend die Erzeugung des Flüssiggases durchgeführt wird, zur Ausspeicherung aus dem Gasspeicher in den Gasspeicher einen zu geringen Druck aufweist, kann mittels des Kompressors der Druck des Erdgases erhöht werden. Ein zu geringer Druck kann beispielsweise dadurch entstehen, dass während der Verdampfung des Flüssiggases, bei der das Erdgas erwärmt wird (in seiner Temperatur durch die Lagerung erhöht wird), zu stark expandiert. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn die zur Erzeugung des Flüssiggases benötigte Kälte zum Kühlen des Erdgases noch nicht vollständig durch Expansion des Erdgases erzeugt werden konnte. Entsprechend kann in diesem Fall eine weitere Expansion des Erdgases stattfinden, um diese benötigte Kälte zur Erzeugung des Flüssiggases zu erzeugen.In the event that an amount of natural gas on which at least partially based on the production of the liquefied gas is carried out, for the withdrawal from the gas storage in the gas storage is too low pressure, by means of the compressor, the pressure of the natural gas can be increased. Too low a pressure may, for example, arise because during the evaporation of the liquefied gas, in which the natural gas is heated (in its temperature is increased by the storage), too much expanded. This may be the case, for example, if the cold needed to produce the liquefied gas for cooling the natural gas could not yet be completely generated by expansion of the natural gas. Accordingly, in this case, a further expansion of the natural gas take place in order to generate this required refrigeration for the production of the liquefied gas.
In einer weiteren Ausgestaltung gemäß allen Aspekten erwärmt ein vierter Wärmetauscher den ersten Teil des gekühlten Erdgases für eine Kompression durch den Kompressor und/oder für ein Ausspeichern von dem ersten Teil des gekühlten Erdgases in das Gasnetz.In a further embodiment, in all aspects, a fourth heat exchanger heats the first portion of the cooled natural gas for compression by the compressor and / or for withdrawal from the first portion of the cooled natural gas into the gas network.
Insbesondere um den Druck des Erdgases an das Gasnetz bzw. an eine mit dem Gasspeicher verbundene Pipeline, in die das Erdgas ausgespeichert wird, kann beispielsweise mittels des vierten Wärmetauschers die Temperatur des auszuspeichernden Erdgases erhöht werden. Dies bedingt mittelbar ebenfalls eine Änderung des Drucks, unter dem das Erdgas steht, so dass entsprechend in der Folge durch das Erwärmen der Druck des auszuspeichernden Erdgases an denjenigen Druck des Gasnetzes bzw. der Pipeline angepasst wird bzw. ist.In particular, the pressure of the natural gas to the gas network or to a connected to the gas storage pipeline, in which the natural gas is stored, for example, by means of the fourth heat exchanger, the temperature of the natural gas auszuspeichernden be increased. This also indirectly causes a change in the pressure under which the natural gas is, so that is adjusted accordingly in the sequence by the heating of the pressure of auszuspeichernden natural gas to that pressure of the gas network or the pipeline or is.
In einer Ausgestaltung nach dem dritten Aspekt der Erfindung ausführen und/oder steuern die eine Vorrichtung oder die mehreren Vorrichtungen zusammen ein gegenständliches Verfahren nach dem ersten Aspekt der Erfindung.In one embodiment according to the third aspect of the invention, the one or more devices together execute and / or control an objective method according to the first aspect of the invention.
In einer weiteren Ausgestaltung nach dem dritten Aspekt der Erfindung sind die eine Vorrichtung oder die mehreren Vorrichtungen nach dem zweiten Aspekt der Erfindung ausgebildet.In a further embodiment according to the third aspect of the invention, the one or more devices according to the second aspect of the invention are formed.
In einer beispielhaften Ausgestaltung nach den dritten Aspekt umfasst das System zumindest eine Erdgasspeicheranlage, und zumindest eine Vorrichtung zur Erzeugung von Flüssiggas, wobei die zumindest eine Vorrichtung zur Erzeugung von Flüssiggas dazu eingerichtet ist oder entsprechende Mittel umfasst, ein Verfahren nach dem ersten Aspekt der Erfindung durchzuführen und/oder zu steuern.In an exemplary embodiment according to the third aspect, the system comprises at least a natural gas storage facility, and at least one apparatus for producing liquefied petroleum gas, wherein the at least one apparatus for generating liquefied gas is adapted thereto or comprises corresponding means for carrying out and / or controlling a method according to the first aspect of the invention.
Die eine Vorrichtung ist beispielsweise eine einzelne Vorrichtung. Alternativ wird das Verfahren nach dem ersten Aspekt der Erfindung von mehreren Vorrichtungen (d.h. mindestens zwei Vorrichtungen, z. B. jeweils ausgebildet als Anlagenteile) durchgeführt und/oder gesteuert. Eine der mehreren Vorrichtungen ist beispielsweise derart ausgebildet und/oder umfasst derartige Mittel, um eine Erdgasreinigung (z. B. Erdgasreinigungsanlage) auszuführen, und eine weitere Vorrichtung der mehreren Vorrichtungen ist beispielsweise derart ausgebildet und/oder umfasst derartige Mittel, um eine Flüssiggaserzeugung (z. B. eine Flüssiggaserzeugungsanlage) auszuführen.The one device is for example a single device. Alternatively, the method according to the first aspect of the invention is performed and / or controlled by a plurality of devices (i.e., at least two devices, e.g., each formed as plant parts). For example, one of the plurality of devices is configured and / or includes such means to perform a natural gas purification (eg, natural gas purification system), and another device of the plurality of devices is configured and / or includes such means to facilitate liquefied gas production (e.g. B. a liquefied gas generating plant).
Die Vorrichtung zur Erzeugung von Flüssiggas kann beispielsweise eine oder mehrere der folgenden Komponenten i) bis viii) umfassen:
- i) Einen oder mehrere Wärmetauscher;
- ii) Einen oder mehrere Druckminderer;
- iii) Einen oder mehrere Druckerhöher (z. B. Kompressor, oder ein Druckerhöher mit Kühler);
- iv) Eine oder mehrere Kälteanlagen;
- v) Eine oder mehrere Speicher zur Speicherung (z. B. Lagerung) von erzeugtem Flüssiggas;
- vi) Eine oder mehrere Schnittstelle zur Ausspeicherung von während der Erzeugung des Flüssiggases verwendetem Erdgas in ein Gasnetz (z. B. Verteilnetz, und/oder Transportnetz);
- vii) Einen oder mehrere Reinigungsanlagen; und
- viii) eine oder mehrere Trocknungsanlagen
- i) one or more heat exchangers;
- ii) one or more pressure reducers;
- iii) one or more booster units (eg compressor, or a booster with radiator);
- iv) one or more refrigeration systems;
- v) one or more stores for storage (eg storage) of generated liquefied gas;
- (vi) one or more interfaces for the withdrawal of natural gas used during the production of the liquefied gas into a gas network (eg distribution network and / or transport network);
- vii) one or more cleaning installations; and
- viii) one or more drying plants
Ein möglicher, grundsätzlicher Aufbau einer Vorrichtung zur Erzeugung von Flüssiggas in einem Gasspeicher (z. B. Untergrundspeicher) kann beispielsweise wie folgt ausgestaltet sein:A possible, fundamental structure of a device for producing liquefied gas in a gas storage (for example underground storage) can be designed, for example, as follows:
Um z. B. den Untergrundspeicher für die Erzeugung von Flüssiggas insbesondere vollständig zu ertüchtigen, sollten folgende Anlagen und Komponenten installiert werden:
- - Eine erste Druckreduzierung ist zu errichten oder eine vorhandene zu nutzen
- - Eine Erdgasreinigungs- und eine optionale Trocknungsanlage, die z. B. von der Erdgasreinigungsanlage umfasst ist,] ist zu errichten;
- - Eine Verflüssigungsanlage ist zu errichten;
- - Ein Behälter für die Lagerung von LNG ist aufzustellen;
- - Eine Abfüllanlage ist aufzubauen (der Einsatz einer mobilen LNG Tankstelle und/ oder CNG-Tankstelle ist optional möglich); und
- - Schließlich sind Verrohrungen und Steuerung, auch der bestehenden Komponenten anzupassen.
- - A first pressure reduction is to be built or to use an existing one
- - A natural gas cleaning and an optional drying plant, the z. B. of the natural gas purification plant is included,] is to be erected;
- - A liquefaction plant is to be built;
- - A container for the storage of LNG must be set up;
- - A bottling plant is to be set up (the use of a mobile LNG filling station and / or CNG filling station is optional); and
- - Finally, piping and control, including the existing components to adapt.
Entsprechend verfügen beispielsweise heutige Untergrundspeicher bereits über zumindest einen Teil der nötigen Infrastruktur.Accordingly, for example, today's underground storage already have at least part of the necessary infrastructure.
Die zuvor in dieser Beschreibung beschriebenen beispielhaften Ausgestaltungen sollen auch in allen Kombinationen miteinander offenbart verstanden werden. Insbesondere sollen beispielhafte Ausgestaltungen in Bezug auf die unterschiedlichen Aspekten offenbart verstanden werden.The exemplary embodiments described above in this description are to be understood as disclosed in all combinations with each other. In particular, exemplary embodiments are to be understood in terms of the different aspects disclosed.
Insbesondere sollen durch die vorherige oder folgende Beschreibung von Verfahrensschritten gemäß bevorzugter Ausführungsformen eines Verfahrens auch entsprechende Mittel zur Durchführung der Verfahrensschritte durch bevorzugte Ausführungsformen einer Vorrichtung offenbart sein. Ebenfalls soll durch die Offenbarung von Mitteln einer Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrensschrittes auch der entsprechende Verfahrensschritt offenbart sein.In particular, the preceding or following description of method steps according to preferred embodiments of a method also discloses corresponding means for carrying out the method steps by preferred embodiments of a device. Likewise, by the disclosure of means of a device for carrying out a method step, the corresponding method step should also be disclosed.
Weitere vorteilhafte beispielhafte Ausgestaltungen sind der folgenden detaillierten Beschreibung einiger beispielhafter Ausführungsformen, insbesondere in Verbindung mit den Figuren, zu entnehmen. Die Figuren sollen jedoch nur dem Zwecke der Verdeutlichung, nicht aber zur Bestimmung des Schutzbereiches dienen. Die Figuren sind nicht maßstabsgetreu und sollen lediglich das allgemeine Konzept beispielhaft widerspiegeln. Insbesondere sollen Merkmale, die in den Figuren enthalten sind, keineswegs als notwendiger Bestandteil erachtet werden.Further advantageous exemplary embodiments can be taken from the following detailed description of some exemplary embodiments, in particular in conjunction with the figures. However, the figures should only serve the purpose of clarification, but not to determine the scope. The figures are not to scale and are merely intended to exemplify the general concept. In particular, features included in the figures are by no means considered necessary components.
Figurenlistelist of figures
In der Zeichnung zeigt
-
1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Systems gemäß der Erfindung; -
2a, b jeweils eine schematische Darstellung eines ersten Teils des gemäß6 gezeigten Ausführungsbeispiels eines Systems gemäß der Erfindung; -
3 eine schematische Darstellung eines zweiten Teils des gemäß6 gezeigten Ausführungsbeispiels eines Systems gemäß der Erfindung, welches basierend auf dem in2 gezeigten Teils erweitert wurde; -
4 eine schematische Darstellung eines dritten Teils des gemäß6 gezeigten Ausführungsbeispiels eines Systems gemäß der Erfindung, welches basierend auf dem in3 gezeigten Teils erweitert wurde; -
5 eine schematische Darstellung eines vierten Teils des gemäß6 gezeigten Ausführungsbeispiels eines Systems gemäß der Erfindung, welches basierend auf dem in4 gezeigten Teils erweitert wurde; -
6 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Systems gemäß der Erfindung; und -
7 ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens gemäß der Erfindung.
-
1 a schematic representation of an embodiment of a system according to the invention; -
2a, b in each case a schematic representation of a first part of according to6 shown embodiment of a system according to the invention; -
3 a schematic representation of a second part of according to6 shown embodiment of a system according to the invention, which is based on the in2 extended part was expanded; -
4 a schematic representation of a third part of according to6 shown embodiment of a system according to the invention, which is based on the in3 extended part was expanded; -
5 a schematic representation of a fourth part of according to6 shown embodiment of a system according to the invention, which is based on the in4 extended part was expanded; -
6 a schematic representation of another embodiment of a system according to the invention; and -
7 a flowchart of an embodiment of a method according to the invention.
Detaillierte Beschreibung einiger beispielhafter Ausführungsformen der ErfindungDetailed Description of Some Exemplary Embodiments of the Invention
Das System
Die von dem System
In beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung wird Erdgas von dem Gasspeicher
Das System
Die Vorrichtung zur Erzeugung von Flüssiggas ist derart von dem Gasspeicher
Die Vorrichtung
Die Vorrichtung zur Vorwärmung
Anschließend kann das Erdgas in der Vorrichtung
Im Rahmen der Erdgasreinigung wird vorliegend folgendes durchgeführt:
- - Erdgasreinigung/Erdgastrocknung u. a. Wasserstoff und Kohlendioxid werden adsorbiert,
- - Natural gas purification / natural gas drying, etc. Hydrogen and carbon dioxide are adsorbed,
Nach der Erdgasreinigung und der Erdgastrocknung
Der erste Teil des aufgeteilten Erdgases wird mittels des Wärmetauschers
In der
Danach durchläuft der Massenstrom m die Erdgasreinigungsanlage
Dieser Massenstrom m teilt sich in die Massenströme m1 (etwa 25% des gesamten Massenstroms m) und m2 (etwa 75% des gesamten Massenstroms m) auf. Dabei dient der Massenstrom m2 als erste Kühlung für m1. Der Massenstrom m2 wird durch die Wärmetauscher
Der im Wärmetauscher
Der Massenstrom m4 wird nach der Erwärmung im Wärmetauscher
Der Massenstrom m3 wird nach dem Kühlen im Wärmetauscher
Nach Durchlaufen des Wärmetauschers
Um die zur Erzeugung von Flüssiggas (LNG) benötigte Temperatur von etwa -160°C durch Kühlen des Erdgases erreichen zu können, erfolgt eine Joule-Thompson Expansion
Bei der Lagerung bzw. Speicherung des erzeugten Flüssiggases in dem Flüssiggasspeicher
Im Rahmen der Erzeugung des Flüssiggases wird vorliegend folgendes durchgeführt:
- - Nach der Erzeugung des Flüssiggases, wird das erzeugte Flüssiggas (LNG) gelagert. Diese Lagerung kann beispielsweise derart erfolgen, dass ein LKW bzw. ein entsprechend ausgebildeter und von dem LKW transportierter Behälter als Speicher genutzt wird. Derart kann das erzeugte Flüssiggas (LNG) transportiert werden, z. B. zur weiteren Verwendung. Der zum Transport verwendete Behälter muss dicht und isoliert sein. Der Behälter ist beispielsweise ein passiver Behälter, der also insbesondere keine aktive Kühlung des gespeicherten Flüssiggases durchführt. Dies ermöglicht insbesondere eine flexible Versorgung von diversen Kundengruppen.
- After the generation of the liquefied gas, the produced liquefied gas (LNG) is stored. This storage can for example be such that a truck or a suitably trained and transported by the truck container is used as storage. In this way, the produced liquefied gas (LNG) can be transported, e.g. B. for further use. The container used for transport must be tight and insulated. The container is, for example, a passive container, which therefore in particular does not carry out active cooling of the stored liquid gas. This enables in particular a flexible supply of various customer groups.
Für die Erzeugung von Flüssiggas (LNG Produktion) wird insbesondere Kälte benötigt, wobei beispielsweise etwa 85% des Erdgases, auf dem basierend die Erzeugung des Flüssiggases durchgeführt wird, für die Kälteproduktion eingesetzt wird. Die übrigen etwa 15% (25% aufgeteilt in 10 % und 15 %) des Erdgases werden in Flüssiggas umgewandelt. Vorteilhaft ist insbesondere, dass die zur Kälteproduktion verwendete Erdgasmengen (z. B. die etwa 85%) nicht verloren gehen, sondern weiter verwendet werden können, da diese beispielsweise nach der Kälteproduktion in das Gasnetz ausgespeichert werden. Von dort aus kann das Erdgas beispielsweise wieder in den Gasspeicher, von dem zur Erzeugung des Flüssiggases verwendete Erdgas ursprünglich eingelagert war, eingespeichert werden.In particular, refrigeration is required for the production of liquefied gas (LNG production), for example, about 85% of the natural gas, on the basis of which the production of the liquefied gas is carried out, is used for the refrigeration production. The remaining approximately 15% (25% divided into 10% and 15%) of the natural gas are converted into liquefied petroleum gas. It is advantageous, in particular, that the quantities of natural gas used for refrigeration (for example, about 85%) are not lost but can continue to be used, since they are stored out into the gas network, for example after refrigeration. From there, the natural gas, for example, again in the gas storage, was originally stored by the natural gas used to produce the liquefied gas, are stored.
Die herrschenden Temperaturen und Drücke des Erdgases, das dieses jeweils nach dem Durchlaufen einer von dem System umfassten Vorrichtung (
Die in den
Im Ausspeicherstrand sind zwei Druckreduzierungen vorgesehen. Die erste dient dazu, einen konstanten Massenstrom zu erzeugen. Nach der Erdgasreinigung und - trocknung erfolgt die zweite Druckreduzierung, bei der durch die Entspannung (Expansion) Kälte entsteht.In Ausspeicherstrand two pressure reductions are provided. The first one serves to generate a constant mass flow. After natural gas cleaning and drying, the second pressure reduction takes place, during which the expansion (expansion) causes cold.
Gegenüber
Der kondensierte Massenstrom wird nach der Kühlung und Kondensierung (vgl.
Hierbei entsteht wiederrum Kälte, die über einen Wärmetauscher, der das Flüssiggas (LNG) erzeugen soll, ausgetauscht wird. Danach wird der Massenstrom über einen weiteren Wärmetauscher geführt, der als Vorkühlung für den Massenstrom im Ausspeicherstrang dient. Über einen Kompressor wird dieser Massenstrom wieder auf Pipelinedruck gebracht.This creates again cold, which is exchanged via a heat exchanger, which is to produce the liquefied gas (LNG). Thereafter, the mass flow is passed through a further heat exchanger, which serves as a pre-cooling for the mass flow in the Ausspeicherstrang. Via a compressor, this mass flow is brought back to pipeline pressure.
Der durch den zweiten abgeleiteten Massenstrom kondensierte Massenstrom wird dann über eine vierte Druckreduzierung entspannt. Die dabei entstehende Kälte von - 160 °C ist erreicht und Flüssiggas (LNG) kann anschließend gelagert werden.The mass flow condensed through the second mass flow is then expanded by a fourth pressure reduction. The resulting cold of - 160 ° C is reached and LPG (LNG) can then be stored.
Das BOG kann z. B. für die CNG-Betankung genutzt werden oder wieder in den Gasspeicher eingespeichert werden.The BOG can z. B. are used for CNG refueling or re-stored in the gas storage.
Um die Flüssiggaserzeugung anfahren zu können und stabil zu halten, ist eine Kälteanlage im Ausspeicherstrang vorgesehen. Diese Kälteanlage kann ferner zum Aufbringen einer mitunter notwendigen Energie zum Starten des Verfahrens nach dem ersten Aspekt der Erfindung, das von dem System
In einem ersten Schritt
In einem zweiten Schritt
In einem optionalen dritten Schritt
Die in dieser Spezifikation beschriebenen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung und die diesbezüglich jeweils angeführten optionalen Merkmale und Eigenschaften sollen auch in allen Kombinationen miteinander offenbart verstanden werden. Insbesondere soll auch die Beschreibung eines von einem Ausführungsbeispiel umfassten Merkmals - sofern nicht explizit gegenteilig erklärt - vorliegend nicht so verstanden werden, dass das Merkmal für die Funktion des Ausführungsbeispiels unerlässlich oder wesentlich ist. Die Abfolge der in dieser Spezifikation geschilderten Verfahrensschritte in den einzelnen Ablaufdiagrammen ist nicht zwingend, alternative Abfolgen der Verfahrensschritte sind denkbar. Die Verfahrensschritte können auf verschiedene Art und Weise implementiert werden, so ist eine Implementierung in Software (durch Programmanweisungen), Hardware oder eine Kombination von beidem zur Implementierung der Verfahrensschritte denkbar.The exemplary embodiments of the present invention described in this specification and the respective optional features and properties cited in this context should also be understood to be disclosed in all combinations with one another. In particular, the description of a feature encompassed by an exemplary embodiment is - unless explicitly explained to the contrary - not be understood in the present case that the feature for the function of the embodiment is essential or essential. The sequence of the method steps described in this specification in the individual flowcharts is not mandatory, alternative sequences of the method steps are conceivable. The method steps can be implemented in various ways, so an implementation in software (by program instructions), hardware, or a combination of both to implement the method steps is conceivable.
In den Patentansprüchen verwendete Begriffe wie „umfassen“, „aufweisen“, „beinhalten“, „enthalten“ und dergleichen schließen weitere Elemente oder Schritte nicht aus. Unter die Formulierung „zumindest teilweise“ fallen sowohl der Fall „teilweise“ als auch der Fall „vollständig“. Die Formulierung „und/oder“ soll dahingehend verstanden werden, dass sowohl die Alternative als auch die Kombination offenbart sein soll, also „A und/oder B“ bedeutet „(A) oder (B) oder (A und B)“. Die Verwendung des unbestimmten Artikels schließt eine Mehrzahl nicht aus. Eine einzelne Vorrichtung kann die Funktionen mehrerer in den Patentansprüchen genannten Einheiten bzw. Vorrichtungen ausführen. In den Patentansprüchen angegebene Bezugszeichen sind nicht als Beschränkungen der eingesetzten Mittel und Schritte anzusehen.Terms used in the claims, such as "comprising," "comprising," "including," "containing," and the like, do not exclude other elements or steps. The phrase "at least partially" includes both the "partial" and "full" cases. The expression "and / or" should be understood to mean that both the alternative and the combination should be disclosed, ie "A and / or B" means "(A) or (B) or (A and B)". The use of the indefinite article does not exclude a majority. A single device can perform the functions of several units or devices mentioned in the claims. Reference signs indicated in the claims should not be regarded as limitations on the means and steps employed.
Claims (15)
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- 2019-01-18 EP EP19701598.5A patent/EP3746725B1/en active Active
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