DE1101462B - Verfahren und Vorrichtung zur Verfluessigung von Erdgas fuer Versand und Speicherung - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Verfluessigung von Erdgas fuer Versand und SpeicherungInfo
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- F25J2240/02—Expansion of a process fluid in a work-extracting turbine (i.e. isentropic expansion), e.g. of the feed stream
Description
DEUTSCHES
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verflüssigung von Erdgas für
den Versand und zur Speicherung, bei dem das Rohgas einem Bohrloch bei dem am Verrohrungskopf herrschenden
Druck entnommen, Arbeit leistend entspannt, von dem gebildeten Kondensat getrennt, in Wärmeaustausch
mit zu entspannendem Gas gebracht, verdichtet und teilweise verbrannt, teilweise dem neuen Gas
zugemischt wird, wobei die durch die Entspannung und die durch die Verbrennung gewonnene Energie die zur
Verdichtung erforderliche Energie liefern.
Dieses bekannte Verfahren hat den Nachteil, daß zur Kühlung größere Kühlwassermengen erforderlich
sind, so daß es nur dort in Betracht kommt, wo größere Kühlwassermengen zur Verfügung stehen. Es kommt
nun häufig vor, daß das Bohrloch in einer wasserarmen Gegend liegt, so daß die Kühlung auf eine andere Weise
erfolgen muß.
Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß vor dem Wärmeaustausch des zu entspannenden
mit dem zu verdichtenden Gas das verdichtete Gas unentspanntem neuem Gas zugemischt und das Gemisch
von einem in einem gesonderten, geschlossenen Kreislauf umlaufenden Kältemittel vorgekühlt wird, wobei
die durch die Entspannung und die durch die Verbrennung gewonnene Energie auch die für den Umlauf
des Kältemittels benötigte Energie liefern.
Der Gegenstand der Erfindung ist besonders zur Anwendung für solche Bohrlöcher geeignet, welche trokkenes
Gas liefern, so daß er nachstehend in Anwendung auf Verhältnisse beschrieben wird, bei welchen trokkenes
Gas ohne Zwischenbehandlung zwischen dem Bohrloch und der Vorrichtung ein Treibmittel für den
Antrieb einer Turbine liefert, wobei ein Teil dieses Gases auch als Brennstoff zur Erzeugung der für das
Verdichten, Kühlen und Verflüssigen des aus dem Bohrloch stammenden trockenen Gases erforderlichen
zusätzlichen Energie verwendet wird. Der Gegenstand der Erfindung ist jedoch auch unter Verhältnissen anwendbar,
bei denen nasses Gas zur Verfügung steht und eine entsprechende Behandlung des Gases zwischen
dem Bohrloch und der Vorrichtung stattgefunden hat.
Wenn beispielsweise das Verfahren auf ein Bohrloch angewendet wird, aus welchem das Gas mit einem
Druck von etwa 105 kg/cm2 durch eine Rohrleitung austritt, die das Gas mit diesem Druck und mit einer
Temperatur von 27° C zuführt, wird vorgeschlagen, zuerst das Gas auf etwa — 40° C abzukühlen.
Dieses erste Kühlen erfolgt in einer Kältemaschine, deren Verdampfer einen Wärmeaustauscher aufweist,
durch den das Gas hindurchtritt.
Ferner wird vorgeschlagen, die Temperatur des Gases von etwa —40° C weiter auf —62° C herabzusetzen
und dieses Gas als Treibmittel einer Ent-Verfahren und Vorrichtung
zur Verflüssigung von Erdgas
für Versand und Speicherung
zur Verflüssigung von Erdgas
für Versand und Speicherung
Anmelder:
Constock Liquid Methane Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)
New York, N. Y. (V. St. A.)
Vertreter: Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Friedenau,
und Dipl.-Ing. K. Grentzenberg,
München 27, Pienzenauer Str. 2, Patentanwälte
München 27, Pienzenauer Str. 2, Patentanwälte
Willard Langdon Morrison, Lake Forest, 111.
(V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden
ist als Erfinder genannt worden
Spannungsturbine zuzuführen, in der es Arbeit leistet und aus welcher es mit annähernd atmosphärischem
Druck und mit einer bis auf —161° C herabgesetzten
Temperatur austritt.
Das Abgas aus der Entspannungsturbine ist ein nasses Gas, bei dem etwa 70 Gewichtsprozent trocken
und etwa 30 Gewichtsprozent flüssig sind.
Das nasse Gas wird einem Abscheider oder einem gasdichten Behälter zugeführt, in welchem das flüssige
Gas vom trockenen Gas abgetrennt und gespeichert wird. Das trockene, noch auf einer Temperatur von
—161° C befindliche Gas wird dann durch einen Wärmeaustauscher geführt, der zwischen der ersten
Kühlstufe und der Entspannungsturbine angeordnet ist, wobei das Trockengas dazu verwendet wird, die
Temperatur des Gases von —40° C auf —62° C herabzusetzen.
Dieses trockene Gas, dessen Temperatur sich infolge des Durchgangs durch den Wärmeaustauscher erhöht
hat, wird dann auf den Druck und die Temperatur des ursprünglichen Gases verdichtet und mit diesem für
das erneute Inumlaufsetzen vereinigt, wobei dieser Vorgang so lange andauert, wie frisches Gas aus dem
Bohrloch der Anlage in einer solchen Menge zugeführt wird, daß das durch Verflüssigung aus der Anlage abgezogene
Gas ersetzt wird.
Die zusätzliche Energie, welche über diejenige hinaus erforderlich ist, die durch das durch die Ent-
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Spannungsturbine hindurchtretende Gas erzeugt wird, wird durch die Verbrennung eines Teils des Gases in
einer beliebigen Kraftmaschine geliefert, beispielsweise in einer Gasturbine, in einem Verbrennungsmotor oder
durch Verbrennen des Gases unter einem Kessel, wobei 5 infolge des Heizwertes des Gases nur ein verhältnismäßig
kleiner Teil des Gases verbrannt werden muß, um ausreichende Energie für die Durchführung des
Kühl- und Verflüssigungsvorgangs zu erzeugen.
Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dar.
Mit 1 ist eine Rohrleitung bezeichnet, die mit Erdgas von dem am Bohrloch oder am Verrohrungskopf
herrschenden Druck beliefert wird. Die Rohrleitung 1 setzt sich in eine Rohrleitung 2 etwas größeren Querschnittes
fort, die zum Kühler 3 führt. Das Rohr 8 im Kühler 3 ist der Verdampfer einer Kältemaschine, die
einen Kompressor 4, einen Kondensator 5 sowie Rohre 6, 7 und 9 aufweist, welche diese Teile zu einem geschlossenen
Kreislauf miteinander verbinden. Vom Kühler 3 führt eine Rohrleitung 10 zum Wärmeaustauscher
11. Mit 12 ist eine Rohrleitung bezeichnet, die vom Wärmeaustauscher 11 zur Turbine 13 führt, in
welcher das unter Druck stehende Gas Arbeit leistet, sich entspannt und abkühlt und aus welcher es durch
die Rohrleitung 14 austritt. Das sich hierbei ergebende nasse Gas wird dem Abscheider 15 zugeführt, in welchem
die Flüssigkeit von dem trockenen Gas getrennt wird und durch die Rohrleitung 16 austritt.
Das trockene Gas nimmt seinen Weg durch die Rohrleitung 17, die Kühlschlange 18 im Wärmeaustauscher
11 und durch die Rohrleitung 19 zum Kompressor 20. Das Gas tritt in den Kompressor 20 annähernd mit
atmosphärischem Druck ein, nachdem seine Temperatur bei seinem Durchgang durch den Wärmeaustauscher 11
erhöht worden ist.
Mit 21 ist die vom Kompressor 20 zur Rohrleitung 2 führende Rohrleitung bezeichnet. Der Kompressor 20
erhöht den Druck und die Temperatur des Gases annähernd auf die Werte, die es beim Austritt aus dem
Bohrloch hat.
Mit 22 ist eine Kraftmaschine bezeichnet und mit 23 eine Rohrleitung, die vom Kompressor 20 zur Kraftmaschine
22 führt. Die Kraftmaschine kann ein Verbrennungsmotor, eine Gasturbine oder gegebenenfalls
auch ein Kessel sein, unter welchem Gas verbrannt wird, um Dampf für den Betrieb der Kraftmaschine zu
erzeugen.
Ein Teil des trockenen Gases wird der Kraftmaschine zugeführt, um die für den Betrieb der Anlage erforderliehe
zusätzliche Energie zu erzeugen. Mit 24 ist eine Antriebswelle bezeichnet, welche die Kraftmaschine
22, die Turbine 13 und die Kompressoren 20 und 4 verbindet, wobei ein Teil der Kraft für den Betrieb der
Kompressoren durch die Turbine und ein Teil von der Kraftmaschine geliefert wird.
Mit 25 ist ein Ventil zur Regelung der Einströmung von frischem Gas in die Anlage bezeichnet, das von
Hand einstellbar oder auch selbsttätig steuerbar sein kann.
Claims (2)
1. Verfahren zur Verflüssigung von Erdgas für den Versand und zur Speicherung, bei dem das
Rohgas einem Bohrloch bei dem am Verrohrungskopf herrschenden Druck entnommen, Arbeit leistend
entspannt, von dem gebildeten Kondensat getrennt, in Wärmeaustausch mit zu entspannendem
Gas gebracht, verdichtet und teilweise verbrannt, teilweise dem neuen Gas zugemischt wird,
wobei die durch die Entspannung und die durch die Verbrennung gewonnene Energie die zur Ver-
- dichtung erforderliche Energie liefern, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Wärmeaustausch (11)
des zu entspannenden mit dem zu verdichtenden Gas das verdichtete Gas unentspanntem neuen Gas
zugemischt und das Gemisch von einem in einem gesonderten, geschlossenen Kreislauf umlaufenden
Kältemittel vorgekühlt (3) wird, wobei die durch die Entspannung (13) und die durch die Verbrennung
(22) gewonnene Energie auch die für den Umlauf (4) des Kältemittels benötigte Energie
liefern.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Entspanner,
einem Kondensator, einem Wärmeaustauscher, einem Verdichter und einerseits einem Zumischanschluß
andererseits einer Brennkraftmaschine im Strömungswege des Gases, wobei der Entspanner
und die Brennkraftmaschine mit dem Verdichter antriebsseitig verbunden sind, dadurch
gekennzeichnet, daß im Strömungswege des zu entspannenden Gases vor seinem Eintritt in den
Wärmeaustauscher (11) der Zumischungsanschluß der Leitung (21) für das verdichtete Gas an die
unentspanntes neues Gas führende Leitung (1) und zwischen dem Zumischungsanschluß und dem
Wärmeaustauscher als Gasvorkühler der Verdampfer (3) einer Kältemaschine angeordnet sind,
wobei der Entspanner (13) und die Brennkraftmaschine (22) auch mit dem Verdichter (4) für
den Umlauf des Kältemittels antriebsseitig verbunden sind.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 453 513;
belgische Patentschrift Nr. 530 808;
USA.-Patentschrift Nr. 2 679 145.
Deutsche Patentschrift Nr. 453 513;
belgische Patentschrift Nr. 530 808;
USA.-Patentschrift Nr. 2 679 145.
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