DE1751028C - Vorrichtung zum indirekten Warmeaus tausch beim Abkühlen und Verflüssigen eines Gasgemisches - Google Patents

Description

Rohr angeordnet sind, welches aus Leitungen und Kernen zusammengesetzt ist, wobei die zur Führung des Gasgemisches oder des Kühlmittels dienenden

60 Leitungen die Abscheider durchziehen und um die

Kerne die Rohrbündel für das Gasgemisch, die flüssigen und die gasförmigen Fraktionen vorgesehen sind. Hierdurch erlangt die erfindungsgemäße Anlage

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum eine crhcbiiche Kompaktheit, die zu einer Verkleineindirckten Wärmeaustausch mit mehreren hintercin- 6;, rung der Gcsamtanlage führt. Die Konstruktion geandcrgcschaltctcn Wärmeaustauschern und jeweils stattet ferner einen intensiven Wärmeaustausch, inseincm zwischen zwei Wärmeaustauschern angeord- besondere eine gute Kühlung der zu kühlenden nctcn Abscheider zum Abkühlen und Verflüssigen Strömungsmittel, weil diese direkt an kühlen Flächen

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oder durch kühle Räume, z.B. in den Abscheidern, Gemäß Fig. 1 gelangt das zu verflüssigende Gas

geführt werden. Ferner wird der Aufwand an Ver- durch eine Leitung 1 unter ungefähr 40 bar in einen bindungsieitungen zwischen den verschiedenen Bau- Wärmeaustauscher 11, wo es sich im Gegenstrom teilen auf ein Minimum herabgesetzt, da diese kurz mit einem gasförmigen Gemisch bei niedrigem Druck gehalten ssnd, woraus eine einfache Gesamtanlage 5 abkühlt, welches durch eine Leitung 20 zuströmt und resultiert. Dies führt zu geringeren Energieverlusten nachfolgend Kreislaufgas genannt wird. Daraufhin im Vergleich zu den bisher bekannten Vorrichtungen. gelangt das Naturgas aufeinanderfolgend durch Lei-Zusätzlich ist durch den kompakten Aufbau die engen 6, 51 und 70 in die Wärmeaustauscher 12, 13 Beanspruchung der Materialien geringer, was zu einer und 21; es wird im verflüssigten Zustand durch eine Erhöhung der Lebensdauer der gesamten Anlage io Leitung 98 in einen Speicherbehälter abgezogen, führt. So benötigt die Anlage auch keine zusätzlichen Das erwärmte, aus dem Wärmeaustauscher 11

äußeren Halterungen, die zwangläufig andere Tem- durch eine Leitung SO unter einem Druck von etwa peraturgradienten aufweisen als die Anlage selbst 3 bar austretende Kreislaufgas wird durch einen mit den aufeinanderfolgenden Bauteilen. Es werden Kompressor 53 auf einen Druck von 30 bar gebracht hierdurch die sonst üblichen Wärmespannungen zwi- 15 und in einen Wasserkühler 54 geschickt (die Wasserschen den einzelnen Bauteilen und der äußeren strömung ist bei 55 schematisch dargestellt). Dabei Halterung vermieden. kondensiert eine erste flüssige Fraktion. Das Kreisln Weiterbildung der Erfindung ist der kälteste laufgas strömt durch eine Leitung 56 in einen AbWärmeaustauscher in dem Kern des aufstromseitig scheider 57 ein. Die flüssige Fraktion wird durch eine liegenden Wärmeaustauschers angeordnet, der den ao Leitung 14 abgezogen und in dem Wärmeaustauscher gleichen Außendurchmesser hat wie die anderen 11 in Gegenstrom mit dem Kreislaufgas unterkühlt. Wärmeaustauscher. Durch diese Maßnahme ist nicht daraufhin in einem Ventil 19 entspannt und mit dem nur der Vorteil einer besseren thermischen Isolation Kreislaufgas vereinigt.

gegeben, sondern es können auch geringere Wand- Das nicht kondensierte, unter höherem Druck

stärken für den inneren kleineren Wärmeaustauscher «5 stehende Kreislaufgas gelangt durch eine Leitung 22 verwendet werden, wodurch der Material- und in den Wärmeaustauscher 11, wo es sich von neuem Raumaufwand der Anlage erniedrigt wird. abkühlt und einer partiellen Kondensation unter-

Bei einer bevorzugten weiteren Ausbildung der zogen wird. Es wird durch eine Leitung 25 in einen Erfindung durchziehen die Rohrbündel, welche das Abscheider 35 geschickt. Die kondensierte Fraktion Gasgemisch führen, über Sammler und Verteiler 30 wird durch eine Leitung 29 in einen zweiten Wärmemittels der axialen Leitung die Abscheider. Die Lei- austauscher 12 eingeführt, wo sie unterkühlt wird, tungen werden hierdurch erheblich verkürzt und Sie wird über eine Leitung 32 und ein Entspannungs-Fehlerquellen ausgeschaltet. Auch ist der Wärmeaus- ventil 33 mit dem Kreislaufgas unter niedrigem tausch verbessert. Druck, welches durch eine Leitung 34 zum kalten

Günstig ist es gemäß der Erfindung auch, wenn 35 Ende des Wärmeaustauschers 12 gelangt, vereinigt, die Abscheider mit den angrenzenden Wärmeaus- Das nicht kondensierte, unter höherem Druck

tauschern gemeinsame Böden aufweisen und ihre stehende Kreislaufgas strömt von dem Abscheider 35 Seitenwände außerhalb der Wärmeaustauscher liegen. durch eine Leitung 36 in den Wärmeaustauscher 12, Man kann infolge dieser Maßnahmen die Prüfung wo es von neuem abgekühlt und einer partiellen der Anlage einschließlich etwaiger Reparaturen 40 Kondensation unterzogen wird, bevor es durch eine durch den verbesserten Zugang erleichtern. Die Ab- Leitung 38 in einen Abscheider 40 eingeführt wird, scheider können dann auch mit Schaulöchern ver- Die flüssige abgeschiedene Fraktion gelangt durch sehen werden. eine Leitung 91 in einen dritten Wärmeaustauscher

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich 13. sie wird darin unterkühlt und dann über ein aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang 45 Entspannungsventil 92 mit dem unter niedrigem mit den Zeichnungen. Es zeigt Druck stehenden Kreislaufgas vereinigt, welches

F i g. 1 ein allgemeines Flußdiagramm der Anlage, durch eir e Leitung 93 zum kalten Ende des Wärme-F i g. 2 eine Vorrichtung zum Wärmeaustausch und austauschers 13 gelangt. Das Restgas des Abscheiders zur Abscheidung mit den Wärmeaustauschern 11 und 40 gelangt durch eine Leitung 95 in den Wärmeaus-12 und dem Abscheider 35 aus F i g. 1 und so tauscher 13, wo es teilweise kondensiert, und durch

F i g. 3 und 4 andere Ausführungsformen der Er- eine Leitung 96 in einen vierten Wärmeaustauscher findung. 21, wo es kondensiert und unterkühlt wird. Sodann

Hierbei stellen F i g. 3 A, 3 B und 3 C einen Wärme- entspannt es sich in einem Ventil 97 und wird wieder austauscher einer Verflüssigungsanlage für Naturgas im Gegenstrom mit Gas unter höherem Diuck in dar, in der die Abscheider von außen zugänglich 55 demselben Wärmeaustauscher 21 verdampft. Das und die beiden Spiralrohr-Wärmeaustauschcr in der unter niedrigem Druck stehende Kreislaufgas wird kältesten Zone konzentrisch angeordnet sind, wobei durch eine Leitung 99 abgezogen und gelangt darder Mantel des kleinsten als Kern für die größte aufhin nacheinander durch Leitungen 93, 94 und 34 Wicklung dient. Die Zirkulation des unter Druck 100 und 20 in die Wärmeaustauscher 13, 12 und 11, stehenden Gases findet dabei von oben nach unten 60 nachdem flüssige, in Ventilen 92, 33 und 19 ent- und diejenige des Kreislaufgases unter niedrigerem spannte Fraktionen hinzugefügt wurden. Druck von unten nach oben statt. Bezugnehmend auf F i g. 2 ist vor allem anzu-

Fig. 4A und 4B zeigen die am wenigsten gc- merken, daß die gasförmigen und flüssigen Strökühlten Elemente des Wärmeaustauschers gemäß mungsmittel unter erhöhtem Druck (Naturgas, Kreis-F i g. 3 A und 3 B, aber der Umlauf des unter Druck 65 laufgas unter hohem Druck und flüssige, zu unterstehenden Gases findet darin von unten nach oben kühlende Fraktionen) in den Rohrbündeln 3, 16, 24 und derjenige des Kreislaufgases unter geringem zirkulieren, welche um Kerne 10 und SO A gewickelt Druck von oben nach unten statt. sind, während das unter niedrigem Druck stehende

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Kreislaufgas im Inneren des äußeren Wärmeaustauschers 21 zwischen den Rohren umläuft.

Der Wärmeaustauscher 11, der in der am' wenigsten gekühlten Zone der gesamten Wärmeaustauschvorrichtung angeordnet ist, trägt an seinem wärmen Ende die Leitung 1 für das zu verflüssigende Naturgas und einen Verteiler 2 für seinen Zutritt zu einem Rohrbündel 3, welches um einen Kern 10 in Inneren des Wärmeaustauschers 21 gewickelt ist. Er umfaßt

Der in Fig. 2 dargestellte Aufbau führt normalerweise zur Verwendung von Wärmeaustauschelementen mit schwächer ausgebildeten Oberflächen in den kältesten Zonen wegen der Verringerung der Gasvolumina und infolgedessen zum Gebrauch von Wärmeaustauschern mit geringstem Durchmesser in diesen Zonen. In dem Falle, daß die Strömung der Gase unter hohem Druck von oben nach unten erfolgt, stellt also der gesamte Wärmeaustauscher

weiterhin an diesem selben"Ende Einführstutzen 22 io allgemein die Form eines auf die Spitze gestellten und entsprechende Rohrplatten 23 für das unter Kegels dar, was gewisse Vorsichtsmaßnahmen erforhöherem Druck stehende Kreislaufgas. An diese derlich macht, um seinen mechanischen Widerstand Rohrplatten schließen sich Rohrbündel 24 an. sicherzustellen.

Schließlich geht von dem Abscheider 57 gemäß Besonders günstig ist die Anordnung der Wärme-

F i g. 1 ein Zuführstutzen 14 und eine entsprechende 15 austauschelemente und der Abscheider nach F i g. 3 A, rohrförmige Platte 15 für die flüssige Fraktion aus, 3B und 3C, wobei Fig.3A und 3B AxialschniUc die mit einem dritten Rohrbündel 16 verbunden sind. des Wärmeaustauschers 11 und des Abscheiders 35 Eine gelochte Scheibe41 stellt die Verteilung des darstellen, während Fig. 3C einen Axialschnitt der Gases unter niedrigem Druck in einem Flüssigkeits- Wärmeaustauscher 13 und 21 zeigt. Die Anlage umbad20/4 sicher. Die drei Rohrbündel werden von 20 faßt die Wärmeaustauscher 11,12,13 und 21 und die

Abscheider 35 und 40. Die Abscheider 35 und 40 sind von kugelförmiger Gestalt und direkt von außen zugänglich. Die Wärmeaustauscher 13 und 21 sind koaxial angeordnet, wobei der Wärmeaustauscher 21

Trägern 41 A gestützt.

Am kalten Ende des Wärmeaustauschers 11 mündet
das Rohrbündel 3 des Naturgases in einen Sammler 5
in der axialen Leitung 6 und das Rohrbündel 24 des
,Kreislaufgases über Sammler 25 in der oberen Wand 25 im Inneren des Wärmeaustauschers 13 liegt, dessen des Abscheiders 35 sowie das Rohrbündel 16 über äußerer Mantel daher denselben Durchmesser wie einen Sammler 17 in einer radialen Leitung 18, die Mäntel der Wärmeaustauscher 11 und 12 aufweiwelche mit einem Entspannungsventil 19 und einer sen kann, obwohl seine Wärmeaustausch-Oberfläche Leitung 20 zum Inneren des Wärmeaustauschers 21 kleiner ausgebildet ist. Der Wärmeaustauscher 21 um die Rohrbündel herum und über dem Flüssig- 30 enthält einen doppelten Mantel 79,19 A, wobei der keitsbadKM verbunden ist. Auf diese Weise läuft äußere Mantel 79 Λ als Kern für die aufgewickelten das Naturgas axial durch den Abscheider 35, dringt Rohrbündel des Wärmeaustauschers 13 dient, das teilweise verflüssigte Kreislaufgas in letzteren ein. Der Wärmeaustauscher 11 umfaßt in der am

und die flüssige, unterkühlte Fraktion kommt wieder wenigsten gekühlten Zone eine Leitung 1 für zu in den Wärmeaustauscher 12,11 im Gegenstrom mit 35 verflüssigendes Naturgas und einen Verteiler 2 für zu kühlenden und zu verflüssigenden Gasen. Sie dieses Gas in ein um den Kern 4 gewickeltes Rohr-.blldet dort ein homogenes Gemisch aus Flüssigkeit bündel. Das Rohrbündel ist an seinem kalten Ende und Gas mit dem unter niedrigem Druck stehenden mit einem Sammler 5 verbunden, der in dem dem Kreislauf gas, welches am kalten Ende des Wärme- Wärmeaustauscher 11 und dem Abscheider 35 geaustauschers 11 durch die öffnungen der gelochten 40 meinsamen Boden 35/4 angeordnet ist. Stutzen 100 Scheibe 41 ankommt, seine Rohrbündel umspült und und rohrförmige Platten 101 sichern den Zugang von im Wärmeaustausch mit den wärmeren Strömungs- Kreislaufgas unter hohem Druck zum warmen Ende mitteln verdampft. des Wärmeaustauschers Il in einem Rohrbündel.

Der Abscheider 35 enthält eine ringförmige Ab- welches an seinem kalten Ende mit rohrförmigen lauf rinne 26, welche zur Aufnahme der verflüssigten 45 Zuführplatlen 25 in dem Abscheider 35 verbunden Fraktion bestimmt ist, eine ringförmige Leitung 27 ist, während Zuführstutzen 14 und rohrförmige Platfiir den Abzug des Restgases um die Leitung 6 herum ten 15 den Eintritt der zu unterkühlenden, flüsünd ein Ablenkblech 28, welches dazu bestimmt ist, sigen Fraktion in ein drittes Rohrbündel sichern, jegliche Mitnahme von Flüssigkeit zu der Dampf- Dieses ist mit dem kalten Ende an einem Sammler äbzugsleitung zu vermeiden. Die Ablaufrinne 26 ist 50 102 angeschlossen, wobei sein Abzug durch ein Entmh Sammlern 29 versehen, um die flüssige, abge- spanmmgsventa 103 und eine Rücklaufleitung 104 in schiedene Fraktion in die Unterkühlungsrohre des dem Wärmeaustauscher 11 zwischen dem Mantel und Bündels des Wärmeaustauschers 12 zu schicken, und seinen Rohrbündeln sichergestellt wird. Schließlich am Boden des Abscheiders ist der Sammler 36 zur stellen öffnungen 87 und 88 am kalten bzw. am Oberleitung des Restgases zum Wärmeaustauscher 12 55 warmen Ende des Kemes 4 den Zutritt des Kreisangeordnet. Andererseits ist die axiale Leitung 6 laufgases unter niedrigem Druck um die Rohrbündel unterhalb des Abscheiders 35 vor dem Wärmeaus- herum und seinen Abzug nach der Erwärmung sicher, tauscher 12 mit einem Verteiler? tür Naturgas in Der kugelförmige Abscheider 35 besitzt Böden

diesem Teil versehen. 3SA und 35B jeweils gemeinsam mit den Wärme-

■ Dar Wärmeaustauscher 12 ist von entsprechendem 60 austauscher 11 und 12 und eine Seitenwand 35 Γ Aufbau wie der Wärmeaustauscher 11. Er enthält außerhalb der Wärmeaustauschern und 12. Diese den äußeren Mantel 43 und den zentralen Kern 10-4, kann mit einem Schauloch 1Φ6 verschen werden, um welchen das Rohrbündel 8 des Naturgases ge- Eine Leitung 6, welche die Zirkulation des Natur-

Avickelt ist, und das Rohrbündel 37 für das Kreislauf- gases durch den Abscheider sicherstellen soll, ver-.gas unter hohem Druck sowie das Rohrbündel 30 65 bindet den Sammler 5 auf dem Boden 35/1 des für die zu unterkühlende flüssige Fraktion des Kreis- Wärmeaustauschers 11 mit dem Verteiler 7 auf dem ■Jaufpases, wolxä diese Rohrbündel von Trägern 42 Boden 35 ß des Wärmeaustauschers 12. Dieser ist „oestützt werden. im Inneren des Abscheiders 35 dargestellt, aber man

könnte auch Sammler 5 und Verteiler 7 auf den äußeren Mänteln der Wärmeaustauscher II und 12 und das Rohr 6 außerhalb des Abscheiders anordnen. Die axiale Leitung86 sichert die Zirkulation von dem Wärmeaustauscher 12 zum Wärmeaustauscher 11 für Kreislaufgas niedrigen Druckes im Verlaufe der Wiedererwärmung. Der Abscheider 35 besitzt eine Abzugsleitung 75 für Restgas und ein Ablenkblech 76, welches verhindert, daß die flüssige Fraktion des teilweise verflüssigten Gemisches, welches von dem Wärmeaustauscher 11 über die Zufuhrplatte 25 ankommt, in die Leitung 75 eindringt. Die flüssige Fraktion sammelt sich am Boden des Abscheiders zu einem B;ui 77. Sie wird durch rohrförmige Platten 105 zu einem Rohrbündel des Wärmeaustauschers 12 abgezogen. Das Restgas dringt seinerseits durch rohrförmige Platten 36 in den Wärmeaustauscher 12 ein. Dieser ist analog dem Wärmeauslauscher 11 aufgebaut und wird nicht mehr im einzelnen beschrieben. F.r enthält auch drei Rohrbündel, welche um einen Kern herumgewickelt sind.

Der Abscheider 40 ist analog aufgebaut wie der Abscheider 35 und seine Scheideorgane zwischen Flüssigkeit und Rcstuas sind nicht dargestellt. Er umfaßt auch Böden 40 ß gemeinsam mit dem Wärmeaustauscher 13 und eine Seitenwand 4OC, welche mit einem nicht gezeigten Schauloch versehen sein kann. Hin Rohr 78 verbindet die rohrförmigen Ausgangsplatten des Naturgases des Wärmeaustauschers 12 mit den rohrförmigen Zufuhrplatten 60 dieses Gases in dem Wärmeaustauscher 13. Rohrförmige Platten 67 sichern den Zutritt der flüssigen, zu unterkühlenden Fraktion in den Wärmeaustauscher 13 und nicht •dargestellte rohrförmige Platten denjenigen des unter Druck stehenden Kreislaufgascs in dem selben Wärmeaustauscher. Das unter niedrigem Druck stehende Kreislaufgas läuft durch die axiale Leitung 83.

Der Wärmeaustauscher 13 umfaßt einen äußeren Mantel 68 mit dem gleichen Durchmesser, wie ihn derjenige der Wärmeauslauscher 11 und 12 aufweist. Sein Kern 79/1 umschließt Verbindungsrohre zu dem Wärmeaustauscher 21. der koaxial im Inneren angeordnet ist. Das Rohrbündel des Naturgases ist mit rohrförmigen Platten 69 an dem kalten Ende des Wärmeaustauschers verbunden, von wo ein Durchgangsrohr 70 zwischen dem Kern 79 A und dem Mantel 79 des Wärmeaustauschers 21 das Naturgas zu einer rohrförmigen Platte 71 am warmen Ende des Wärmeaustauschers 21 führt. Das rohrförmige Bündel des Kreislaufgases unter Druck ist seinerseits mit rohrförmigen Platten 62 verbunden, von wo ein Rohr 63 das Kreislaufgas unter Druck zu rohrförmigen Platten 64 am warmen Ende des Wärmeaustauschers 21 führt. Schließlich sichern nicht dargestellte rohrförmige Platten den Abzug der flüssigen unterkühlten Fraktion, welche nach der Entspannung wieder in das kalte linde des Wärmeaustauschers 13 lim die gewickelten Rohrbündel 61 eingeführt wird. Der Eintritt des Kreislaufgases unter niedrigem Druck erfolgt in diesem Austauscher durch öffnungen 81. welche auf der ringförmigen Fläche zwischen dem Mantel 79 und dem Kern 79 A münden, währenddessen die öffnungen 82 den Abzug dieses Gases an dem waimen Ende des Wärmeaustauschers 13 sichern.

Der Wärmeaustauscher 21 umfaßt Rohrbündel, welche um einen Kern 74 gewickelt sind. Dns Rohrbündel des Naturgases ist an seinem kalten Ende mit rohrförmigen Platten 73 und dann über ein nicht dargestelltes Rohr mit einem Speicherbehälter verbunden. Das Rohrbündel des Kreislaufgases ist an seinem kalten Ende mit einer rohrförmigen Platte 66 und einem Abzugsstutzen 80 dieses Gases für den flüssigen unterkühlten Zustand verbunden. Nach Entspannung in einem Ventil 107 gelangt das Kreislaufgas durch den Stutzen 65 und die öffnung 89 in

ίο den Wärmeaustauscher 21 um seine Rohrbündel herum. Die freie Ringzone 90 im oberen Teil des Wärmeaustauschers 21 erlaubt den Durchgang von Strömungsmitteln unter niedrigem Druck in den

■ Ringraum zwischen dem Mantel 79 un<5 dem Kern 79 4 zu den Öffnungen 81 in dem Wärmeaustauscher 13.

F i g. 4 A und 4 B stellen die am wenigsten gekühlten Wärmeaustauschern und 12 dar, in denen die Zirkulation von unter Druck stehenden Gasen von unten nach oben und diejenige des unter niedrigem Druck stehenden Kreislaufgases von oben nach unten stattfindet.

Die Strömung des Naturgases ist derjenigen in F i g. 3 A und 3 B gezeigten vergleichbar.

as Der Wärmeaustauscher 11 umfaßt eine Leitung 1 für Naturgas und einen Verteiler 2 für dieses Gas in ein Rohrbündel, welches um den Kern 4 gewickelt ist. Das Rohrbündel ist an seinem kalten Ende mit einem Sammler 5 verbunden, welcher in dem Boden 35/4 gemeinsam mit dem Wärmeaustauscher 11 und dem Abscheider 35 verbunden ist. Eine Leitung 6 verbindet den Sammler 5 mit einem Verteiler 7 zur Einführung in ein Rohrbündel des folgenden Wärmeaustauschers 12.

Stutzen 100 und rohrförmige Platten 101 sichern den Zutritt von Kreislaufgas in ein anderes rohrförmiges Bündel, welches um den Kern 4 gewickelt ist. Eine Zufuhrplatte 25 sichert die Einführung von zum Teil verflüssigten Kreislaufgas in den Abscheider 35.

Schließlich gestatten Stutzen 14 und rohrförmige Platten 15 die Zufuhr von kondensierter F'üssigkeit in den Wärmeaustauscher in einem Rohrbündel, welches um den Kern 4 gewickelt ist. Ein Sammler 102 sichert den Ausgang von unterkfihlter Flüssigkeit des Wärmeaustauschers 11, welche in dem Ventil 103 auf niedrigen Druck entspannt und in dem Wärmeaustauscher 11 durch die Leitung 104 und Sprühanordnungen 107 geschickt wird. Die letzteren stellen die Verteilung von unterkühlter Flüssigkeit in dem unter niedrigem Druck stehenden Kreislaufgas sicher.

welches um die Rohrbündel des Wärmeauslauschers 11 bei fortschreitender Verdampfung im Gas strömt.

Der Aufbau des Abscheiders 35 ist etwas verschieden von demjenigen der F i g. 3 A und 3 B. Die Zufuhr des Krcislaufgases ist dabei durch eine Zufuhrplatte 25 sichergestellt, welche mit einer Leitung 109 verbunden ist, die an ihrem Ende eine Anordnung 110 zur tangentialen Verteilung aufweist, die die Trennung von flüssigen und gasförmigen Fraktionen gestattet. Rohrförmige Platten 36 sichern die Zufuhr von Krcislaufgas in den folgenden Wärmeaustauscher 12, während die in einem Bad 77 wieder vereinte Flüssigkeit ihrerseits in den Wärmeaustauscher 12 über Leitungen 108 und rohrförmige Platten 105 eingeführt wird.

Die Anzahl der Wärmeaustauscher und der Abscheider für die flüssige Fraktion sowie die Anzahl

der Gaskreise hängen von der Zusaminensetzung des zu behandelnden Gases und den Temperaturunterschieden ab, unter denen sich der Wärmeaustausch abspielt. Darüber hinaus können Abscheider von

bündel können aus geraden Rohren bestehe man kann zwischen den Rohrbündeln Anord vorsehen, weiche einen besseren Wärmeül zwischen den Gasen im Inneren der Rohi

verschiedenartigem Aufbau sein. Bestimmte Rohr- 5 und dem Gas außerhalb dieser ermöglichen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

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: eines Gasgemisches durch einen Kaskaden-Kühlkreis

V -ι j_aufj ;_n welchem als Kühlmittel ein durch Vereini

• Patentansprüche: gung von aus den Abscheidern stammenden flüssi

gen, unterkühlten und dann entspannten Fraktioner 5 gebildetes Gasgemisch umläuft, das im Gegenstrom

1. Vorrichtung zum indirekten Wärmeaus- Wärmeaustausch geführt wird mit dem zu yerflüssi , ■ tausch mit mehreren hintereinandergeschalteten genden Gasgemisch, mit den jeweiligen aus den auf Wärmeaustauschern und jeweils einem zwischen stromseitig zu den entsprechenden Warmeaustau zwei Wärmeaustauschern angeordneten Abschei- schern angeordneten Abscheidern stammenoen flüssi der zum Abkühlen und Verflüssigen eines Gas- »o gen Fraktionen, welche sich nach Entspannung mil gemisches durch einen Kaskaden-Kühlkrcislauf, den jeweils aus den abstromseitigen Abscheidern in welchem als Kühlmittel ein durch Vereinigung stammenden Fraktionen zum Kühlmittelstrom vervon aus den Abscheidern stammenden flüssigen, einigen, und mit den jeweiligen aus den aufstromunterkühlten und dann entspannten Fraktionen seitigen Abscheidern stammenden gasförmigen Frakgebildetcs Gasgemisch umläuft, das in Gegen- xs tionen, die zu den abstromseitigen Abscheidern gestrom-Wärmeaustausch geführt wird mit dem zu führt und dort in eine gasförmige und eine flüssige verflüssigenden Gasgemisch, mit den jeweiligen Phase getrennt werden.

aus den aufstromseitig zu den entsprechenden Eine solche Vorrichtung ist insbesondere zum

Wärmeaustauschern angeordneten Abscheidern Verflüssigen von Naturgas geeignet, stammenden flüssigen Fraktionen, welche sich ao Bekannt ist ein Verfahren zur Abkühlung einer nach Entspannung mit den jeweils aus den ab- Gasmischung, z. B. Naturgas, auf niedrige Tempestromseitigen Abscheidern stammenden Fraktio- raturen zur Gewinnung mindestens eines Bestandnen zum Kühlmittetstrom vereinigen, und mit teils, z. B. Methan, in flüssigem Zustand, bei dem das den jeweiligen aus den aufstromseitigen Abschei- Naturgas der fraktionierten Kondensation unterwordern stammenden gasförmigen Fraktionen, die zu J5 fen und das Methan nach seiner Kondensation auf den abstromseitigen Abscheidern geführt und denjenigen Druck entspannt wird, bei dem es gedort in eine gasförmige und eine flüssige Phase wonnen wird. Bei diesem Verfahren werden mindegetrennt werden, dadurch gekennzeich- stens eine, in der Regel drei der kondensierten Fraknet, daß die Wärmeaustauscher(11,12,13,21) tionen entspannt und im Wärmeaustausch mit dem und die Abscheider (35,40) aufeinanderfolgend 30 Naturgas im Gegenstrom unter einem höheren Druck als Säule um ein zentrales Rohr angeordnet sind, verdampft, darauf wieder komprimiert und mit dem welches aus Leitungen (6; 83, 86) und Kernen (10, Naturgas vereinigt. Bei dem bekannten Verfahren 10/1; 4, 79 Λ) zusammengesetzt ist, wobei die zur wird ferner eine erste Gasmischung, die der fraktio-Führung des Gasgemisches oder des Kühlmittels nierten Kondensation unterworfen wird, als im Kreisdienenden Leitungen (6; 83,86) die Abscheider 35 lauf geführtes Kältemittel zur Kondensation einer (35,40) durchziehen und um die Kerne (10,10A; zweiten Gasmischung, welche im wesentlichen 4,79/1) die Rohrbündel (3, 8; 16, 30; 24; 37) für Methan aufweist, verwendet. Die erste Gasmischung das Gasgemisch, die flüssigen und die gasförmi- wird im Verlauf ihrer Abkühlung dem Naturgas gen Fraktionen vorgesehen sind. zugesetzt, allerdings erst nach Erreichen eines ge-

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- 40 nügend tiefen Temperaturniveaus, kennzeichnet, daß der kälteste Wärmeaustauscher Die zur Durchführung des bekannten Verfahrens (21) in dem Kern (79/4) des aufstromseitig lie- bisher verwendeten Anlagen hatten recht kompligenden Wärmeaustauschers (13) angeordnet ist, zierte Rohrführungen. Die Anlagen nahmen teilweise der den gleichen Außendurchmesser hat wie die einen erheblichen Umfang ein. Sie waren sperrig, anderen Wärmeaustauscher (11, 12) (Fig. 3C). 45 relativ kostspielig und störanfällig.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrbündel, eine Vorrichtung zum indirekten Wärmeaustausch welche das Gasgemisch führen, über Sammler zu schaffen, welche die Nachteile der bekannten (S) und Verteiler (7) mittels der Leitung (6) die Anlagen beseitigt und von besonders kompaktem Abscheider(35) durchziehen (Fig. 3A,4A). 50 Aufbau, thermisch leicht zu isolieren und relativ

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, einfach ist, indem der Aufwand an Verbindungsdadurch gekennzeichnet, daß die Abscheider (35) leitungen zwischen den einzelnen Wärmeaustauschern mit den angrenzenden Wärmeaustauschern (11, auf ein Minimum herabgesetzt wird.

12) gemeinsame Böden (3SA, 3SB) aufweisen Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch

und ihre Seiten wände (35C) außerhalb der 55 gelöst, daß die Wärmeaustauscher und die Abschei-Würmeaustauscher(ll, 12) liegen (Fig. 3A, 3B). der aufeinanderfolgend als Säule um ein zentrales