DE10355935A1 - Verfahren zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes - Google Patents

Verfahren zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes Download PDF

Info

Publication number
DE10355935A1
DE10355935A1 DE10355935A DE10355935A DE10355935A1 DE 10355935 A1 DE10355935 A1 DE 10355935A1 DE 10355935 A DE10355935 A DE 10355935A DE 10355935 A DE10355935 A DE 10355935A DE 10355935 A1 DE10355935 A1 DE 10355935A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
refrigerant
coolant
phase
natural gas
expander
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10355935A
Other languages
English (en)
Inventor
Eginhard Berger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Linde GmbH
Original Assignee
Linde GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Linde GmbH filed Critical Linde GmbH
Priority to DE10355935A priority Critical patent/DE10355935A1/de
Publication of DE10355935A1 publication Critical patent/DE10355935A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0279—Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
    • F25J1/0292—Refrigerant compression by cold or cryogenic suction of the refrigerant gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/0002—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
    • F25J1/0022—Hydrocarbons, e.g. natural gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0032—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration"
    • F25J1/0042—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration" by liquid expansion with extraction of work
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0047—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0052—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle by vaporising a liquid refrigerant stream
    • F25J1/0057—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle by vaporising a liquid refrigerant stream after expansion of the liquid refrigerant stream with extraction of work
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0211—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0217—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as at least a three level refrigeration cascade with at least one MCR cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0211—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0217—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as at least a three level refrigeration cascade with at least one MCR cycle
    • F25J1/0218—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as at least a three level refrigeration cascade with at least one MCR cycle with one or more SCR cycles, e.g. with a C3 pre-cooling cycle

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes, insbesondere eines Erdgasstromes, wobei die Verflüssigung des Kohlenwasserstoff-reichen Stromes im Wärmetausch mit wenigstens einem Kältemittelkreislauf und/oder wenigstens einem Kältemittelgemischkreislauf erfolgt, beschrieben. DOLLAR A Erfindungsgemäß erfolgt die Entspannung des Kältemittels des oder wenigstens eines der Kältemittelkreisläufe und/oder die Entspannung des Kältemittelgemisches des oder wenigstens einer der Kältemittelgemischkreisläufe mittels wenigstens eines Zwei-Phasen-Expanders (T1, T1', ...). DOLLAR A Ferner können der oder die mittels Zwei-Phasen-Expander (T1, T1', ...) entspannten Kältemittel- und/oder Kältemittelgemischströme einer Phasentrennung (D) unterworfen werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes, insbesondere eines Erdgasstromes, wobei die Verflüssigung des Kohlenwasserstoff-reichen Stromes im Wärmetausch mit wenigstens einem Kältemittelkreislauf und/oder wenigstens einem Kältemittelgemischkreislauf erfolgt.
  • Nachfolgend werden nurmehr die Begriffe "Kältemittel" und "Kältemittelkreislauf" verwendet; hierbei steht der Begriff "Kältemittel" sowohl für ein- als auch mehrkomponentige Kältemittel(gemische), während unter dem Begriff "Kältemittelkreislauf" alle Arten von Kältemittelkreisläufe, in denen ein- oder mehrkomponentige Kältemittel(gemische) zirkulieren, zu verstehen sind.
  • Aus dem Stand der Technik sind eine Vielzahl unterschiedlichster Verfahren zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes bekannt.
  • Erdgasverflüssigungsanlagen werden entweder als so genannte LNG-Baseload-Anlagen – also Anlagen zur Verflüssigung von Erdgas zur Versorgung mit Erdgas als Primärenergie – oder als so genannte Peak-Shaving-Anlagen – also Anlagen zur Verflüssigung von Erdgas zur Deckung des Spitzenbedarfs – ausgelegt.
  • LNG-Baseload-Anlagen werden im Regelfall mit Kältekreisläufen betrieben, wobei die in den Kältekreisläufen zirkulierenden Kältemittel aus Kohlenwasserstoffgemischen bestehen. Diese Gemischkreisläufe sind energetisch effizienter als Expander-Kreisläufe und ermöglichen bei den großen Verflüssigungsleistungen der LNG-Baseload-Anlagen entsprechend relativ niedrige Energieverbräuche.
  • Bei einer Vielzahl der bekannten Erdgasverflüssigungsverfahren erfolgt die Abkühlung der in dem oder den Kältekreisläufen zirkulierenden Kältemittel durch eine Druckentspannung in Joule-Thomson-Ventilen.
  • Ergänzend werden so genannte Flüssig-Expander eingesetzt, mit denen jedoch lediglich eine geringe Temperaturabsenkung erreicht werden kann. Der Hauptzweck derartiger Flüssig-Expander ist jedoch in erster Linie die Energierückgewinnung. Die bekannten Flüssig-Expander haben jedoch den Nachteil, dass sie an ihrem Austritt kein Zwei-Phasen-Gemisch zulassen, und damit die Energie im Zweiphasengebiet nicht zurückgewonnen werden kann.
  • Flüssig-Expander werden darüber hinaus meist in Verbindung mit einem Joule-Thomson-Ventil eingesetzt, was zur Folge hat, dass jeweils wenigstens zwei Apparate vorzusehen sind, nämlich der Flüssig-Expander und das Joule-Thomson-Ventil..
    •
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Verfahren zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes anzugeben, dessen Gesamtenergiebedarf gegenüber jeweils vergleichbaren Verfahren niedriger ist.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Entspannung des Kältemittels des oder wenigstens eines der Kältemittelkreisläufe und/oder die Entspannung des Kältemittelgemisches des oder wenigstens einer der Kältemittelgemischkreisläufe mittels wenigstens eines Zwei-Phasen-Expanders erfolgt.
  • Es hat sich gezeigt, dass Zwei-Phasen-Expander bei allen bekannten Verflüssigungsverfahren, bei denen eine Entspannung einer Flüssigkeit in das Zweiphasengebiet erfolgt, die bisher verwendeten Joule-Thomson-Ventile bzw. Kombinationen aus Flüssig-Expander und Joule-Thomson-Ventile ersetzen können.
  • Zwei-Phasen-Expander weisen Wirkungsgrade von mehr als 80 % auf. Sie lassen einen beliebig hohen Gasanteil an ihrem Austritt zu, so dass – verglichen mit den vorbeschriebenen Flüssig-Expandern – weitaus größere Temperaturabsenkungen realisierbar sind. Somit kann ebenfalls mehr Energie zurückgewonnen werden.
  • Im Gegensatz zu der vorbeschriebenen Kombination aus Joule-Thomson-Ventil und Flüssig-Expander wird nunmehr lediglich ein Apparat benötigt. Dies führt insbesondere bei Verfahren, bei denen der Zwei-Phasen-Expander die vorbeschriebene Kombination aus Joule-Thomson-Ventil und Flüssig-Expander ersetzt, zu deutlich niedrigeren Investitionskosten, insbesondere auch deshalb, weil weniger externe Energie dem Verflüssigungsprozess zugeführt werden muss, wobei neben der Energieerzeugungseinheit auch die Maschinen, wie Antriebsturbinen und Kreislaufkompressoren, sowie die Kreislaufkühler kleiner und damit kostengünstiger werden.
  • Bei der Verwendung von Zwei-Phasen-Expandern ist es nunmehr nicht mehr erforderlich, das dem bzw. den Zwei-Phasen-Expandern zugeführte Kältemittel (gegen sich selbst) zu unterkühlen. Dies hat zur Folge, dass die verwendeten Wärmetauscher entsprechend kleiner ausgelegt und somit kostengünstiger werden können.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes weiterbildend wird vorgeschlagen, dass der oder die mittels Zwei-Phasen-Expander entspannten Kältemittel- und/oder Kältemittelgemischströme einer Phasentrennung unterworfen werden.
  • Dies kann einerseits günstig sein für den getrennten Eintritt von Gas- und Flüssigphase in die nachfolgenden Wärmetauscher, andererseits kann die Gasphase aber auch ohne Wärmeaustausch der Saugseite des Kreislaufkompressors bzw. -verdichters zugeführt werden und nur die Flüssigphase tritt in den Wärmetauscher ein. Die letztgenannte Variante kann in bestimmten Fällen zu einem geringeren Energiebedarf führen.
    •
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes sowie weitere Ausgestaltung desselben seien nachfolgend anhand der in der 1 dargestellten Verfahrensweise näher erläutert.
  • Die 2 zeigt eine zu der in der 1 dargestellten Ausführungsform alternative Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Eine, wie in der 1 dargestellte Verfahrensweise ist in ihren Grundzügen bspw. aus der deutschen Offenlegungsschrift 197 16 415, deren Inhalt mit dieser Zitierung in den Offenbarungsgehalt dieser Anmeldung aufgenommen sei, bekannt. Hierbei erfolgt die Verflüssigung des Kohlenwasserstoff-reichen bzw. Erdgas-Stromes gegen eine Kältemittelgemischkreislaufkaskade, die aus drei unterschiedlichen Kältemittelzusammensetzungen aufweisenden Kältemittelgemischkreisläufen besteht.
  • Hierbei dient der erste der drei Kältemittelgemischkreisläufe 1,..., 4' der Vorkühlung des zu verflüssigenden Kohlenwasserstoff-reichen Stromes, der zweite Kältemittelgemischkreislauf 5,..., 8 der eigentlichen Verflüssigung und der dritte Kältemittelgemischkreislauf 9,..., 12 der Unterkühlung des verflüssigten Kohlenwasserstoff-reichen Stromes.
  • Gemäß der in der 1 dargestellten Verfahrensweise wird ein gegebenenfalls vorbehandelter Erdgasstrom, der eine Temperatur zwischen 10 und 50°C und einen Druck zwischen 30 und 80 bar aufweist, über Leitung a einem ersten Wärmetauscher E1 und dann nachfolgend über Leitung b einem zweiten Wärmetauscher E2 zugeführt.
  • Auf die gegebenenfalls notwendigen Vorbehandlungsschritte, wie beispielsweise Trocknung, CO2- und/oder Schwefelentfernung, etc. sei im Folgenden nicht näher eingegangen; die gängigen Verfahrensweisen sind dem Fachmann bekannt.
  • Das Kältemittel des ersten bzw. PRC (Precooling Refrigerant Cycle)-Kältemittelgemischkreislaufes, das über Leitung 1 aus dem Verdichter C1 abgezogen wird, wird vor dem Wärmetauscher E1 in zwei Teilströme 2 und 2' aufgeteilt. Der erste Teilstrom 2 wird in dem Zwei-Phasen-Expander T1 entspannt, über Leitung 3 dem Wärmetauscher E1 zugeführt und in diesem gegen den vorzukühlenden Erdgasstrom angewärmt, bevor er über Leitung 4 auf einer Zwischendruckstufe dem Verdichter C1 zugeführt wird.
  • Der zweite Teilstrom 2' wird nach Abkühlung im Wärmetauscher E1 in dem Zwei-Phasen-Expander T1' entspannt, über Leitung 3' dem Wärmetauscher E2 zugeführt und in diesem gegen den bereits teilweise vorgekühlten Erdgasstrom angewärmt, bevor er über Leitung 4' der ersten Stufe des Verdichters C1 zugeführt wird.
  • Der derart vorgekühlte Erdgasstrom, der aus dem Wärmetauscher E2 über Leitung c abgezogen wird, weist eine Temperatur zwischen –35 und –55°C auf. Im Wärmetauscher E3 wird der vorgekühlte Erdgasstrom gegen das Kältemittel des zweiten bzw. LRC (Liquefaction Refrigerant Cycle)-Kältemittelgemischkreislaufes verflüssigt. Dazu wird das im Verdichter C2 verdichtete Kältemittel des zweiten Kältemittelkreislaufes über Leitung 5 durch die Wärmetauscher E1 und E2 geführt und in diesen abgekühlt. Anschließend wird das Kältemittel über Leitung 6 dem Zwei- Phasen-Expander T2 zugeführt und in diesem entspannt; der entspannte Kältemittelstrom wird über Leitung 7 dem Wärmetauscher E3 zugeführt und in diesem gegen den zu verflüssigenden Erdgasstrom angewärmt, bevor er über Leitung 8 wieder dem Verdichter C2 zugeführt wird.
  • Der verflüssigte Erdgasstrom, der nunmehr eine Temperatur zwischen –70 und –90°C aufweist, wird anschließend über Leitung d dem Wärmetauscher E4, in dem er unterkühlt wird, zugeführt. Die Unterkühlung des verflüssigten Erdgasstromes erfolgt gegen das Kältemittel des dritten bzw. SRC (Subcooling Refrigerant Cycle)-Kältemittelgemischkreislaufes. Das Kältemittel des dritten Kältekreislaufes wird dazu nach erfolgter Verdichtung im Verdichter C3 über Leitung 9 durch die Wärmetauscher E1, E2 und E3 geführt und in diesen abgekühlt. Anschließend wird das Kältemittel über Leitung 10 dem Zwei-Phasen-Expander T3 zugeführt, in diesem entspannt und über Leitung 11 wiederum dem Wärmetauscher E4 zugeführt. In diesem wird das Kältemittel gegen den zu unterkühlenden Erdgasstrom angewärmt und anschließend über Leitung 12 wieder dem Verdichter C3 zugeführt.
  • Der unterkühlte Erdgasstrom liegt am Ausgang des Wärmetauschers E4 unter einer Temperatur zwischen –140 und –160°C vor. Er wird anschließend über Leitung e einem Zwei-Phasen-Expander T4 zugeführt, in diesem entspannt und sodann über Leitung f seiner weiteren Verwendung und/oder (Zwischen)Speicherung zugeführt.
  • Im Gegensatz zu der bisher realisierten Verfahrensweise werden die Kältemittel der einzelnen Kältekreisläufe nunmehr vor ihrer Entspannung nicht mehr (gegen sich selbst) unterkühlt. Dieses Unterkühlen kann unterbleiben, da durch die Entspannung in dem Zwei-Phasen-Expander mit gleichzeitiger Energierückgewinnung ausreichend Temperaturabsenkung erreicht wird.
  • Die in der 1 dargestellten Verdichter C1, C2 und C3 können ein- oder mehrstufig ausgelegt sein. Ihnen ist jeweils ein Kühler K1, K2 bzw. K3 nachgeschaltet, in dem das verdichtete Kältemittel jeweils gegen ein geeignetes Kühlmedium, wie beispielsweise Meerwasser, abgekühlt wird.
  • Die durch die Entspannung der Kältemittel bzw. des verflüssigten Erdgasstromes in den Zwei-Phasen-Expandern T1 bis T4 gewonnene Energie wird vorzugsweise zum Antreiben von Generatoren verwendet. Der erzeugte Strom verringert den Gesamtstrombedarf der Anlage und kann unter anderem als Anteil zum Antrieb der Verdichter C1, C2, C3 verwendet werden, sofern deren Antriebe Elektromotoren sind.
  • Die 2 zeigt eine mögliche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei diese lediglich beispielhaft anhand der Verfahrensführung im Zusammenhang mit der Entspannung des über Leitung 10 dem Zwei-Phasen-Expander T3 zugeführten und in diesem entspannten Kältemittels erläutert wird.
  • Eine derartige Verfahrensweise wird in der Praxis hauptsächlich jedoch bei den Wärmetauschern E1 und E2 bzw. den Zwei-Phasen-Expandern T1 und T1' in Erwägung gezogen werden.
  • Erfindungsgemäß wird das am Ausgang des Zwei-Phasen-Expanders T3 vorliegende Zwei-Phasen-Gemisch über Leitung 13 nunmehr einem Abscheider D zugeführt und in diesem in eine Flüssig- sowie eine Gasfraktion aufgetrennt.
  • Während die im Abscheider D gewonnene Gasphase über Leitung 14 am Kopf des Abscheiders T abgezogen und nach Beimischung zur Leitung 12 unmittelbar dem in der Figur nicht dargestellten Verdichter C3 zugeführt wird, wird der aus dem Sumpf des Abscheiders D abgezogene Flüssiganteil über Leitung 15 dem Wärmetauscher E4 zugeführt und in diesem gegen den zu unterkühlenden Erdgasstrom angewärmt, bevor dieser Anteil ebenfalls über Leitung 12 dem Verdichter C3 zugeführt wird. Diese Verfahrensweise hat den Vorteil, dass die Verteilung der Flüssigphase auf den Wärmetauscher E4 gegenüber einer Zweiphasenverteilung einfacher wird. In manchen Fällen kann der Energiebedarf durch diese Verfahrensführung verringert werden.
  • Die erfindungsgemäße Idee – also die Entspannung eines Kältemittels in einem Zwei-Phasen-Expander – kann bei allen bekannten Verflüssigungsverfahren, bei denen Kältekreisläufe mit Entspannung von der Flüssigphase in das Zweiphasengebiet zur Anwendung kommen, realisiert werden.
  • Die Verwendung von Zwei-Phasen-Expandern ermöglicht eine größere Temperaturabsenkung und darüber hinaus eine erhöhte Energie(rück)gewinnung. Der Gesamtenergiebedarf der bekannten Verflüssigungsverfahren, bei denen anstelle der bisher verwendeten Joule-Thomson-Ventile bzw. der bisher verwendeten Kombinationen aus Flüssig-Expander und Joule-Thomson-Ventile Zwei-Phasen-Expander zum Einsatz kommen, wird dadurch erniedrigt.

Claims (4)

  1. Verfahren zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes, insbesondere eines Erdgasstromes, wobei die Verflüssigung des Kohlenwasserstoff-reichen Stromes im Wärmetausch mit wenigstens einem Kältemittelkreislauf und/oder wenigstens einem Kältemittelgemischkreislauf erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Entspannung des Kältemittels des oder wenigstens eines der Kältemittelkreisläufe und/oder die Entspannung des Kältemittelgemisches des oder wenigstens einer der Kältemittelgemischkreisläufe mittels wenigstens eines Zwei-Phasen-Expanders (T1, T1',...) erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die mittels Zwei-Phasen-Expander (T1, T1',...) entspannten Kältemittel- und/oder Kältemittelgemischströme einer Phasentrennung (D) unterworfen werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die den Zwei-Phasen-Expandern (T1, T1',...) zugeführten Kältemittel- und/oder Kältemittelgemischströme vor der Entspannung nicht gegen sich selbst unterkühlt werden.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der verflüssigte Kohlenwasserstoff-reiche Strom einer Entspannung in einem Zwei-Phasen-Expander (T4) unterworfen wird.
DE10355935A 2003-11-29 2003-11-29 Verfahren zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes Withdrawn DE10355935A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10355935A DE10355935A1 (de) 2003-11-29 2003-11-29 Verfahren zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10355935A DE10355935A1 (de) 2003-11-29 2003-11-29 Verfahren zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10355935A1 true DE10355935A1 (de) 2005-06-30

Family

ID=34625417

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10355935A Withdrawn DE10355935A1 (de) 2003-11-29 2003-11-29 Verfahren zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10355935A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008009721A2 (en) * 2006-07-21 2008-01-24 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method and apparatus for liquefying a hydrocarbon stream
FR2938903A1 (fr) * 2008-11-25 2010-05-28 Technip France Procede de production d'un courant de gaz naturel liquefie sous-refroidi a partir d'un courant de charge de gaz naturel et installation associee
EP2369279A1 (de) 2010-03-12 2011-09-28 Ph-th Consulting AG Verfahren zur Kühlung oder Verflüssigung eines an Kohlenwasserstoffen reichen Stromes und Anlage zur Durchführung desselben
CN104880023A (zh) * 2015-04-16 2015-09-02 中国海洋石油总公司 一种橇装的天然气液化装置

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008009721A2 (en) * 2006-07-21 2008-01-24 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method and apparatus for liquefying a hydrocarbon stream
WO2008009721A3 (en) * 2006-07-21 2008-11-27 Shell Int Research Method and apparatus for liquefying a hydrocarbon stream
FR2938903A1 (fr) * 2008-11-25 2010-05-28 Technip France Procede de production d'un courant de gaz naturel liquefie sous-refroidi a partir d'un courant de charge de gaz naturel et installation associee
WO2010061102A2 (fr) * 2008-11-25 2010-06-03 Technip France Procédé de production d'un courant de gaz naturel liquéfié sous-refroidi à partir d'un courant de charge de gaz naturel et installation associée.
WO2010061102A3 (fr) * 2008-11-25 2012-03-22 Technip France Procédé de production d'un courant de gaz naturel liquéfié sous-refroidi à partir d'un courant de charge de gaz naturel et installation associée
CN102405390A (zh) * 2008-11-25 2012-04-04 泰克尼普法国公司 从天然气原料流生产过冷液化天然气流的方法和相关的设备
AU2009321449B2 (en) * 2008-11-25 2016-01-07 Technip France Method for producing a stream of subcooled liquefied natural gas using a natural gas feedstream, and associated facility
EP2369279A1 (de) 2010-03-12 2011-09-28 Ph-th Consulting AG Verfahren zur Kühlung oder Verflüssigung eines an Kohlenwasserstoffen reichen Stromes und Anlage zur Durchführung desselben
CN104880023A (zh) * 2015-04-16 2015-09-02 中国海洋石油总公司 一种橇装的天然气液化装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69905077T2 (de) Anlage zur erdgasverflüssigung
DE60017951T2 (de) Hybridkreislauf zur Herstellung von flüssigem Erdgas
DE19938216B4 (de) Verflüssigungsverfahren
DE2548240A1 (de) Verfahren zur erzeugung von kaelte
WO2006094675A1 (de) Verfahren zum verflüssigen eines kohlenwasserstoff-reichen stromes
DE19937623B4 (de) Verfahren zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes
DE102006039889A1 (de) Verfahren zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes
WO2010121752A2 (de) Verfahren zum verflüssigen einer kohlenwasserstoff-reichen fraktion
DE102005029275A1 (de) Verfahren zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes
WO2006050913A1 (de) Verfahren zum verflüssigen eines kohlenwasserstoff-reichen stromes
DE10226596A1 (de) Verfahren zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes mit gleichzeitiger Gewinnung einer C3+-reichen Fraktion mit hoher Ausbeute
DE19612173C1 (de) Verfahren zum Verflüssigen eines kohlenwasserstoffreichen Einsatzstromes
DE102012020469A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Abtrennung von Methan aus einem Synthesegas
WO2017054929A1 (de) Verfahren zum verflüssigen einer kohlenwasserstoff-reichen fraktion
DE102006021620B4 (de) Vorbehandlung eines zu verflüssigenden Erdgasstromes
DE102007006370A1 (de) Verfahren zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes
DE10209799A1 (de) Verfahren zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes
DE19728153C2 (de) Verfahren zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes
DE10355935A1 (de) Verfahren zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes
DE102009004109A1 (de) Verfahren zum Verflüssigen einer Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion
EP1913319A2 (de) Verfahren und anlage zum verflüssigen eines kohlenwasserstoffreichen stroms
DE102004032710A1 (de) Verfahren zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes
EP2369279A1 (de) Verfahren zur Kühlung oder Verflüssigung eines an Kohlenwasserstoffen reichen Stromes und Anlage zur Durchführung desselben
EP0168519A2 (de) Vorrichtung zum Verflüssigen eines tiefsiedenden Gases, insbesondere Heliumgas
DE102016000394A1 (de) Verfahren zum Abkühlen eines Mediums

Legal Events

Date Code Title Description
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: LINDE AG, 80807 MUENCHEN, DE

8141 Disposal/no request for examination