DE2405971A1 - Verfahren und vorrichtung zur abkuehlung und/oder verfluessigung eines gases oder eines gasgemisches - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur abkuehlung und/oder verfluessigung eines gases oder eines gasgemisches

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Description

Verfahren und "Vorrichtung zur Abkühlung und/oder Verflüssigung eines Gases oder eines Gasgemisches
Die vorliegende Erfindung betrifft eine neue Methode der Abkühlung eines gasförmigen Stoffes oder eines Gemisches aus gasförmigen oder flüssigen Bestandteilen bei niedriger Temperatur. Als bevorzugte Ausführungsform betrifft die Erfindung die Abkühlung und Verflüssigung eines Gasgemisches wie eines Naturgases, ist jedoch jederzeit anwendbar, wenn es darum geht, einen Gas- oder Flüssigkeitsstrom fortschreitend abzukühlen, um eine Phasenänderung zu erzielen oder ein Kühlmedium niedriger Temperatur zu erhalten.
Die bekannteste Methode zur Verflüssigung von Naturgas besteht darin, mehrere Kühlung skr eia·.^ zu verwenden, wobei es zur Verflüssigung unter Druck und dann zum Verdampfen eines im wesentlichen aus einem reinen Körper bestehenden Kühlmediums kommt. Um einen Temperaturabfall herzustellen, arbeitet man mit reinen Körpern mit immer niedrigeren kritischen Temperaturen, wobei durch das Verdampfen der Flüssigkeit in jedem Kreise das Kühlmedium mindestens eines der nachfolgenden Kreise gekühlt wird, welches auf diese Weise
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auf eine unterhalb seiner kritischen Temperatur liegende Temperatur gebracht v/erden kann. Bei dieser Methode wird eine Vielzahl von Krompressoren und Wärmeaustauschern "benötigt.
Eine andere, ursprünglich von W. Podbielniak vorgeschlagene Methode (US-Patentschrift 2 04I 725) besteht darin, daß man mit einem Komponentengemisch arbeitet und dabei die immer leichteren flüssigen Fraktionen kondensiert; diese Kondensation wird durch Abkühlen des Gases unter Druck in Wärmeaustauschern durch Verdampfen flüssiger !Traktionen unter einem niedrigeren Druck erzielt, wobei die durch Verdampfen der flüssigen ItaktioiBn erhaltenen Dampffraktionen gesammelt und wieder komprimiert werden.
Diese Methode erfordert weniger Wärmeaustauscher und Kompressoren als die klassische Kaskadenmethode und bietet durch die Möglichkeit, die Zusammensetzung des Kühlmediums zu verändern, eine größere !Flexibilität.
Jedoch weist auch diese Methode Schwierigkeiten auf, da das Verdampfen jedes aus dem Kühlmedium erhaltenen flüssigen Kondensats nicht nur die Abkühlung und Kondensation des Naturgases, sondern auch die Kondensation einer neuen flüssigen !Fraktion aus dem Kühlmedium ermöglichen muß. Daher werden größere Austauscherflächen und auch ein größerer Durchsatz an Kühlmedium benötigt als "bei der Abkühlung des Naturgases allein.
Man hat festgestellt, daß man diese Nachteile vermeiden kann, wenn man nach dem Prinzip der vorliegenden Erfindung arbeitet.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht, daß man in einer Kompressionszone ein Gasgemisch aus Komponenten mit verschiedenen Siedepunkten komprimiert, das so komprimierte Gemisch mittels eines äußeren Kühlmediums abkühlt, so daß eine !Fraktion des genannten komprimierten Gemisches verflüssigt wird, die verflüssigte Fraktion von der restlichen gasförmigen Fraktion trennt, die verflüssigte
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Fraktion durch Druckentlastung im indirekten Kontakt des abzu- ! kühlenden Fluids in einer Wärmeaustauschzone (A) verdampft, ; die restliche gasförmige Fraktion unter Druck unten in eine Ko- ! lonne des direkten Kontakts leitet, die genannte gasförmige j Fraktion in der Kolonne von unten nach oben leitet, und zwar im ! G-egenstrom mit einem flüssigen Rückfluß, um die genannte gasförmige Fraktion fortschreitend abzukühlen und mit Elementen mit niedrigem Siedepunkt anzureichern, mindestens eine flüssige Fraktion aus der Kolonne abzieht, diese letztere Fraktion durch Druckentlastung in einer Wärmeaustauschzone (B) im indirekten Kontakt mit dem aus der Wärmeaustauschzone (A) kommenden abzukühlenden Fluid verdampft, den oben aus der Kolonne kommenden Dampf in ein System des indirekten Wärmeaustausches leitet, / diesen Dampf in dem genannten System durch Kontakt mit mindestens einer aus der Kolonne abgezogenen flüssigen Fraktion unter j Verdampfen abkühlt, so daß der erwähnte, von oben kommende Dampf abgekühlt und zumindest teilweise verflüssigt wird, mindestens einen Teil dieses verflüssigten Dampfes oben in die Kolonne zurückleitet und ihn in der Kolonne von oben nach unten als flüssigen Rückfluß im direkten Kontakt mit der gasförmigen Fraktion, die .sich in der Kolonne von unten nach oben bewegt, fließen läßt und die aus den Wärmeaustauschzonen stammenden Dampffrak— tionen in die Kompressionszone leitet, um das Gasgemisch der Komponenten mit verschiedenen Siedepunkten wiederherzustellen.
Die Erfindung "besteht also darin, daß man durch fraktionierte Verflüssigung in direktem Kontakt unter Druck eine Trennung eines aus Komponenten mit verschiedenen Siedepunkten bestehenden Gasgemisches, genannt Kühlmedium, in flüssige Fraktionen mit verschiedenen Siedepunkten und in mindestens eine nicht kondensierte gasförmige Fraktion durchführt, daß man 3ede dieser flüssigen Fraktionen unter verringertem Druck in einem Wärraeausts-uschsystem, durch das das abzukühlende Fluid strömt und dabei abgekühlt wird, verdampft, daß man die nicht kondensierte gasförmige Fraktion von der Kühlflüssigkeit abzieht, daß man diese Fraktion in ein Wärmeaustauschsystem leitet, damit sie dort zumindest teilweise kondensiert wird, daß man das Kondensat der genannten gasförmigen Fraktion als Rückfluß in die Zone der fraktionierten
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Verflüssigung zurückführt, daß raan dann die aus der Verdampfung der flüssigen Fraktionen stammenden gasförmigen Fraktionen sammelt, sie wieder komprimiert und in einen Kondensator leitet, der die Temperatur des Gemisches wieder auf einen Wert nahe der gewöhnlichen Temperatur bringt (O bis 500G), d.h. nahe der einer äußeren Quelle wie Wasser oder Luft, die in dem genannten Kondensator als Viärmeaustauschmedium verwendet wird. Man erhält auf diese Weise eine gasförmige Fraktion, die in die Verflussigungszone geleitet wird, und eine flüssige Fraktion, die den in der Zone der Kühlung das Fluids verdampften flüssigen Fraktionen zugeleitet wird.
Vorzugsweise wird die nicht kondensierte gasförmige Fraktion in: der Verflüssigungskolonne zwecks Verflüssigung durch Leiten in das vorstehend definierte Wärmeaustauschsystem abgekühlt.
Die Austauscher sind vom Typ des indirekten Kontakts, was jedoch das Vermischen der verschiedenen Fluide an bestimmten, richtig ausgewählten Punkten nicht ausschließt. Das Kühlmedium kann z.B. zumindest teilweise aus dem abzukühlenden Fluid bestehen.
Das fortschreitende Abkühlen des Kühlmediums in der Verflüssigungskolonne zum Zwecke seiner fortschreitenden Verflüssigung wird durch direkten Kontakt mit dem oben in die Kolonne eingeführten flüssigen Rückfluß erzielt.
An jedem Punkt der Zuführung einer flüssigen Fraktion in das Austauschsystem kann die Zusammensetzung des verdampften Gemisches so eingestellt v/erden, daß man eine gegebene Blasentemperatur erhält, und zwar entweder durch Mischen mit einer Fraktion aus dem Kondensator, dessen Funktion auf dem Austausch mit der äußeren Quelle wie v/asser oder Luft beruht, oder durch Mischen mit einer Fraktion des von oben kommenden Rückflusses.
I-Ian stellt fest, daß, wenn man den aus der Kolonne abgezogenen flüssigen Fraktionen die flüssigen Fraktionen beimischt, die aus dem durch Austausch mit der äußeren Quelle funktionierenden Kondensator stammen, eine Zufuhr an Verdampfungsenthalpie zu den
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ge^rünschten Temperaturen erfolgt, da ja die Blasentemperatur des Gemisches mittels der aus der Kolonne abgezogenen Fraktionen zunehmender !Tüchtigkeit oder der durch Kondensieren des von oben kommenden Dampfes erhaltenen flüssigen Fraktion eingestellt v/erden kann.
Das'nachstehende Beispiel dient der Erläuterung des Prinzips der Erfindung. Die Anlage ist in Figur 1 schematisch dargestellt. Das Kühlgemisch besteht aus 28$ Methan, 36$ Äthan, 14$ Propan, 14$ Butan, 7$ Pent an und Hexan und 1$ Stickstoff. Dieses Kühlgemisch gelangt durch Leitung 1 6 mit einem Druck von etwa 1 Atm. in den Kompressor C. Am Ausgang des Kompressors C "beträgt der Druck dieses Kühlgemisches 3 5 Atm.
Es wird dann durch Leitung 1 in den Kondensator R geleitet, aus dem es mit einer Temperatur von 35 C ausströmt. Bei dieser Temperatur bildet sich eine flüssige und eine gasförmige Phase, und die beiden Phasen (Leitung 2) werden in dem Ballon B aufgefangen. Die gasförmige Phase wird durch Leitung 4 in die Kolonne D1 geleitet, in der ein Druck von 35 Atm. herrscht und die 15 Böden aufweist. Die flüssige Phase strömt durch Leitung 3 aus und vermischt sich mit einem ersten flüssigen Kondensat, das mit einer Temperatur von 32°C durch Leitung 5 aus der Kolonne D1 kommt. Das flüssige Gemisch wird in dem Austauscher E2 bis auf eine Temperatur von -80C abgekühlt, dann mit dem mit einer Temperatur von -1O0C durch Leitung 7 aus der Kolonne D1 kommenden zweiten flüssigen Kondensat vermischt, durch den Schieber V5 von dem Druck von 35 Atm. auf einen Druck von 1,2 Atm. gebracht und durch Leitung 20 verdampft". Durch diese Verdampfung wird die durch Leitung 6 durch den Austauscher E2 zuströmende Flüssigkeit und das ITaturgas im Gegenstrom abgekühlt, das mit einem Druck von 40 Atm. und einer Temperatur von 35°C durch Leitung 17 zuströmt und mit einer Temperatur von -80C aus dem Austauscher Ξ1 abströmt. Eine andere Fraktion des flüssigen Kondensats, die durch Vermischen des aus dem Austauscher E2 kommenden Kondensats und des aus Leitung 7 kommenden Kondensats erhalten wird, wird durch Leitung 8 in den Austauscher E4 geleitet. Das flüssige Gemisch wird auf eine Temperatur von -400C abgekühlt, dann mit dem mit
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einer Temperatur von -380C durch Leitung 9 aus der Kolonne D1 kommenden dritten Kondensat vermischt, durch den Schieber V4 von 35 Atm. Druck auf 1,2 Atm. Druck gebracht und durch leitung 19 verdampft. Durch diese "Verdampfung wird die durch Leitung 8 durch den Austauscher E4 kommende Flüssigkeit und das Naturgas, das. mit einer Temperatur von -4O0C aus dem Austauscher E3 ausströmt, im G-egenstrom abgekühlt. Zine andere Fraktion flüssigen Kondensats, die durch Vermischen des aus dem Austauscher E4 stammenden Kondensats und des aus Leitung 9 stammenden Kondensats erhalten wird, wird durch Leitung 10 in den Austauscher E5 geleitet. Das flüssige Gemisch wird auf eine Temperatur von -130°C abgekühlt, dann mit einer mit -130°C durch Leitung 11 -zuströmenden Fraktion des von oben kommenden Kondensats vermischt, durch den Schieber V3 von 35 Atm. Druck auf 1,2 Atm. Druck gebracht und durch Leitung 18 verdampft. Durch diese Verdampfung werden die durch Leitung 10 durch den Austauscher E5 zuströmende Flüssigkeit, das in flüssigem Zustand mit -1300C aus dem. Austauscher Eo ausströmende Naturgas und der von oben kommende Wasserdampf, der in flüssigem Zustand und mit einer Temperatur von -1300C aus dem Austauscher E7 ausströmt, im Gegenstrom abgekühlt. Eine andere Fraktion flüssigen Kondensats, die durch Vermischen des aus dem Austauscher Ξ5 stammenden Kondensats und des aus Leitung 11 stammenden Kondensats erhalten wird, wird durch Leitung 12 in den Austauscher E8 geleitet. Das flüssige Gemisch wird auf eine Temperatur von -145°C abgekühlt, durch den Schieber V2 druckentlastet und durch Leitimg 17 verdampft. Durch diese Verdampfung wird die durch Leitung 12 durch den Austauscher E8 zuströmende Flüssigkeit und das Naturgas, das mit -145°C in flüssigem Zustand aus dem Austauscher E9 ausströmt, im Gegenstrom abgekühlt. Eine andere Fraktion des von oben kommenden Kondensats wird durch Leitung 13 in den Austauscher Ξ11 geleitet, strömt mit einer Temperatur von -1600C aus diesem aus, wird durch den Schieber V1 druckentlastet und durch Leitung Io verdampft. Durch diese Verdampfung wird das Naturgas, das in flüssigem Zustand mit einer Temperatur von -160 C aus dem Austauscher E10 ausströmt, im Gegenstrom abgekühlt. Es kann auf diese Weise in flüssigem Zustand gehalten v/erden, wenn der Druck auf einen vfert nahe 1 Atm. gebracht wird.
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Das nicht kondensierte Gas in der Kolonne D1 (Temperatur: -800G) wird durch Leitung 14 in den Austauscher Ξ7 geleitet, aus dem es in flüssigem Zustand durch Leitung 15 wieder herausströmt, um mit einer Temperatur von -115 C oben in die Kolonne D1 geleitet zu werden.
Es ist auch möglich, während der Abkühlung das Naturgas in eine methanreiche !Fraktion, in eine Fraktion, die reich an Kohlenwasserstoffen ist, welche schwerer sind als das Methan, und in eine Eraktion, die reich an leichten Elementen wie Stickstoff und Helium ist, zu fraktionieren. In diesem Jail ist es vorteilhaft, zumindest eine teilweise Druckentlastung des Naturgases vorzunehmen, um die leichten Elemente abzutrennen.
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Ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachstehend beschrieben. Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung der Anlage. Das Naturgas, das verflüssigt werden soll, hat die folgende Zusammensetzung, ausgedrückt in molaren Fraktionen:
Stickstoff 0,06
Methan 0,831
Äthan 0,075
Propan 0,022
Butan 0,010
Pentan 0,004
und schwerere
Es strömt durch Leitung 37 mit einem Druck von 37 Atm. und einer Temperatur von 350C zu. Man verwendet ein Kühlgemisch der folgenden Zusammensetzung, ausgedrückt in molaren Fraktionen:
Stickstoff 0,024
Methan 0,236
Äthan 0,453
Propan 0,047
Isobutan 0,059
η-Butan 0,108
Isopentan 0,034
n-Pentan 0,039
Dieses Kühlgemisch strömt mit einem Druck von 2 Atm. durch leitung 36 in den Kompressor C. Am Ausgang des Kompressors C (leitung 21) beträgt der Druck dieses Kühlgemisches 35 Atm. Nach Abkühlung mittels V/asser auf gewöhnliche Temperatur in dem Kühler R bildet sich eine flüssige und eine gasförmige Phase, und diese beiden Phasen v/erden durch leitung 22 in den Ballon B geleitet. Die gasförmige Phase wird durch leitung 24 in die Kolonne D1 geleitet, die durch den Versorgungsdruck von 35 Atm. funktioniert und 30 Böden aufweist. Die flüssige Phase wird durch leitung in die Kolonne 11 geleitet. In dieser Kolonne wird die genannte flüssige Phase in dem Austauscher A2 vorgekühlt und mischt sich bei 20 C mit der unten aus der Kolonne D1 ausströmenden flüssigen
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Phase, die mit der gleichen Temperatur durch Leitung 25 zuströmt. Das flüssige Gemisch wird in dem Austauscher A4 vorgekühlt, und eine Fraktion dieses Gemisches wird durch eiern. Schieber W3 von 35 Atm. auf 2,5 Atm. druckentlastet, durch eine Einspritzvorrichtung 32 in die Abkühlungskolonne geleitet und mit dem aus dem oberen Teil der Ablcühlungskolonne kommenden Flüssigkeit-Dampf-Gemisch vermischt. Man erhält so eine Abkühlungs temperatur von -550C, und die Verdampfung der durch den Schieber V/3 druckentlasteten flüssigen Fraktion ermöglicht durch Zirkulieren im Gegenstrom die Vorkühlung des in den Austauschern A2 und A4 zirkulierenden flüssigen G-emisches und die Abkühlung des in den Austaus ehern A1 und A3 zirkulierenden Naturgases. Die durch Leitung 31 zuströmende Fraktion des flüssigen Gemisches, die nicht durch den Schieber \13 (Leitung 33) druckentlastettwird, wird mit einer flüssigen Fraktion vermischt, die von einem Boden der Kolonne D1 mit einer Temperatur von -5O0C abgezogen wird (Leitung 26). Das Gemisch der genannten flüssigen Fraktionen wird durch Leitung geleitet, in dem Austauscher A7 vorgekühlt, in dem Schieber V/2 . druckentspannt, durch die Einspritzvorrichtung 35 in die Abküh^ lungskolonne geleitet und mit dem aus dem oberen Teil der Abkühlungskolonne kommenden Flüssigkeit-Dampf-Gemisch vermischt. Man erhält so eine Temperatur von -1150C, und die Verdampfung des Gemisches ermöglicht durch ein Zirkulieren im Gegenstrom die Vorkühlung des in dem Austauscher A7 zirkulierenden flüssigen Gemisches, die .Abkühlung des in dem Austauscher A6 zirkulierenden Gasgemisches und die Abkühlung des oben aus der Kolonne D1 kommenden Dampfes (Temperatur: -800C), der durch Leitung 27 in den Austauscher A5 strömt. Durch diese Abkühlung ist es möglich, diesen Dampf zu verflüssigen und nach Entnahme eines Destillats einen flüssigen Rückfluß (Leitung 28) mit einer Temperatur von etwa -115°C in die Kolonne D1 zurückzuleiten. Das Destillat wird durch Leitung 29 in die Abkühlungskolonne geleitet, in dem Austauscher A9 unterkühlt, durch den Schieber ¥1 von 34 Atm. auf 3 Atm. druckentlastet und durch die Einspritzvorrichtung 30 in die AbküJalungskolonne geleitet. Der Druck von 3 Atm. entspricht dem Ansaugdruck des Kompressors C , erhöht um den Chargenverlust des Kühlgemisches in der Abkühlungskolonne. Man erhält so eine Temperatur von -1720C, und die Verdampfung des
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Gemisches ermöglicht durch ein Zirkulieren im Gegenstrom die Unterkühlung des Destillats und die Unterkühlung des Naturgases in dem Austauscher A8. Das naturgas strömt mit einer Temperatur von -166°C durch Leitung 33 aus der Abkühlungskolonne ab, wodurch es bei Atmosphärendruck flüssig gehalten v/erden kann. Das Naturgas wird durch den Schieber ¥4 druckentlastet und durch Leitung 39 In einen Vorratsbehälter geleitet.
In der Regel beträgt der Druck des Gases am Ausgang des Kompressors und der in der Verflüssigungskolonne herrschende Druck 10 bis 70 Atm. !lach Druckentlastung und Verdampfung beträgt der Druck gewöhnlich 0,1 bis 10 Atm. Der Kompressor kann aus mehreren Stufen "bestehen und Zwischenkondensatoren aufweisen.
Das in der Eigur dargestellte Schema ist nur als Beispiel angegeben, und die Anzahl sowie die Anordnung der Austauscher und Entnahmen von flüssigen Kondensaten kann unterschiedlich sein. Die Druckentlastung der flüssigen Kondensate kann bei verschiedenen Drücken erfolgen, wenn man über verschiedene Konpressionsstufen verfügt, und in diesem Pail kann ein durch Verdampfen erhaltener Gasstrom direkt in die Kolonne zurückgeführt werden, ohne mit den anderen vermischt zu werden.
Andererseits kann man auch Zwischenrückflüsse in die Kolonne leiten, indem man an einem Punkt in der Mitte eine gasförmige Eraktion entnimmt, sie zumindest teilweise durch Abkühlung durch Verdampfen mindestens einer durch Verflüssigung erhaltenen flüssigen Fraktion kondensiert und das flüssige Kondensat In die Kolonne zurückleitet.
Dadurch kann man vor allem den Durchsatz a.n oben zu kondensierendem Dampf verringern.
Obgleich eine Bödenkolonne erv;ähat wurde, kann diese Kolonne natürlich auch von anderer Art sein, vorausgesetzt, daß sie eine fraktionierung und die Entnahme von !Flüssigkeit an Punkten verschiedener Höhe ermöglicht.
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Das Kühlmedium muß natürlich mindestens einen Bestandteil enthalten, der durch einfache Kompression "bei gewöhnlicher !Temperatur verflüssigt werden kann.
Bas Naturgas wird gewöhnlich unter einem Druck von 10 "bis 70 Atm. verflüssigt.
In der Regel "beträgt die Temperatur des oben aus der Verflüssigunskolonne (Leitung 14 "von Figur 1) abgezogenen nicht kondensierten Gases etwa -60 bis -1250C. Der flüssige Rückfluß (Leitung 15) hat eine niedrigere Temperatur, gewöhnlich zwischen -80 und -1300C.
ITach dem erfindungsgemäßen Prinzip kann man zu zahlreichen anderen Zwecken als der Herstellung von flüssigem Naturgas eine fortschreitende Kühlung erzielen, wie etwa zum Zwecke der Verflüssigung von Industriegasen, vor allem Viasserstoff, Stickstoff und Helium im Hinblick auf deren Transport und Speicherung, "wobei die !fraktionierung eines Gasgemisches durch f ort schreit ende si !Abkühlen zur Bildung einer kondensierten Phase führt, wodurch hauptsächlich, wie bereits ausgeführt wurde, die Trennung einer schweren und einer leichten !fraktion aus dem Naturgas erzielt werden kann, aber auch der verschiedenen leichten Bestandteile, die in den Ab strömung sprö dukt en einer Einheit der Dampfkrackung von Naphtha enthalten sind, wie Methan, Äthylen, Äthan, Propan, oder in den Abströmungsprodukten einer Einheit der Dampfkrackung von Äthan, Propan oder Gasöl oder auch die Trennung von Wasserstoff und Methan durch Verflüssigung des Methan.
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Claims (24)

"D a, tentansprüche
1) Verfahren zur Abkühlung eines !Fluids, dadurch gekennzeichnet, —/ daß es darin besteht, daß man in einer Kompressionszone ein Gasgemisch aus Komponenten mit verschiedenen Siedepunkten komprimiert, daß man das so komprimierte Gemisch mittels eines äußeren Kühlmediums abkühlt, so daß eine Fraktion des genannten komprimierten Gemisches verflüssigt wird, daß man die verflüssigte !Fraktion von der restlichen gasförmigen Fraktion trennt, die verflüssigte !Fraktion durch Druckentlastung im indirekten Kontakt des abzukühlenden 51IuId3j in einer Wärmeaustauschzone (Α) verdampft, die restliche gasförmige !Fraktion . unter Druck unten in eine Kolonne des direkten Kontakts leitet, die genannte gasförmige Fraktion in der Kolonne von unten nach oben leitet, und zwar im Gegenstrom mit einem flüssigen Rückfluß, um die genannte gasförmige Fraktion fortschreitend abzukühlen und mit Elementen mit niedrigem Siedepunkt anzureichern, daß man mindestens eine flüssige Fraktion aus der Kolonne abzieht, diese letztere Fraktion durch Druckentlastung in einer Wärmeaustauschzone (B) im indirekten Kontakt mit dem aus der Wärmeaustauschzone (A) kommenden abzukühlenden Fluid verdampft, den oben aus der Kolonne kommenden Dampf in ein System des indirekten Wärmeaustausches leitet, diesen Dampf in dem genannten System durch Kontakt mit mindestens einer aus der Kolonne abgezogenen flüssigen Fraktion unter Verdampfen abkühlt, so daß der erwähnte, von oben kommende Dampf abgekühlt und zumindest teilweise verflüssigt wird, daß man mindestens einen Teil dieses verflüssigten Dampfes oben in die Kolonne zurückleitet und ihn in der Kolonne von oben nach.-, unten als flüssigen Rückfluß im direkten Kontakt mit der gasförmigen Fraktion, die sich in der Kolonne von unten nach oben bewegt, fließen läßt und dia aus den vfärmeaustauschzonen stammenden DampffraJctionen in die Korapressionszone leitet, um das Gasgemisch der Komponenten mit verschiedenen Siedepunkten wiederherzustellen.
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2) Verfahren nach Anspruch 1 , wobei man mehrere flüssige Fraktionen einzeln aus der Kolonne abzieht und diese Fraktionen in der Austauschzone B an bestimmten Punkten dieser Zone in der abnehmenden Reihenfolge ihrer Siedepunkte in bezug auf den Strömungssinn des abzukühlenden Fluids verdampft.
3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei man einen Teil einer aus der Kolonne abgezogenen flüssigen Fraktion mit einer an einem höhergelegenen Punkt der Kolonne abgezogenen Fraktion mischt, ura den Blasenpunkt dieser letzteren einzustellen.
4) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei zumindest ein Teil der durch Abkühlung mittels eines äußeren Fluids erhaltenen verflüssigten Fraktion mit mindestens der ersten aus der Kolonne abgezogenen, flüssigen Fraktion vermischt wird, um deren Blasenpunkt einzustellen.
5) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei man einen Teil des verflüssigten, von oben kommenden Dampfes druckentlastet und in einem System des indirekten Wärme aus t arisches im Kontakt mit dem abzukühlenden Fluid verdampft, nachdem dieses durch Verdampfen mindestens einer der aus der Kolonne abgezogenen flüssigen Fraktionen bereits abgekühlt worden ist.
6) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei man einen Teil des verflüssigten, von oben kommenden Dampfes mit mindestens einer der aus der Kolonne abgezogenen flüssigen Fraktionen mischt und im Gemisch mit dieser verdampft.
7) Verfahren nach Anspruch 2, wobei das abzukühlende Fluid die indirekte Viärseaustauschzone 3 durchströmt und dabei im Gegenstrom der verdampften flüssigen Fraktionen strömt.
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-U-
8) /erfahren nach, einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei man an einem Pimkt in der Mitte der Kolonne eine gasförmige Fraktion entnimmt, sie zumindest teilweise durch Abkühlung, die zumindest teilweise durch die Verdampfung mindestens einer der aus der Kolonne abgezogenen flüssigen !Fraktionen bewirkt wird, verflüssigt und zumindest teilweise an einem Punkt in der Mitte dieser Kolonne in diese zurückführt.
9) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Gasgemisch. Kohlenwasserstoffe enthält, deren Anzahl an Kohlenstoffatomen pro Molekül mindestens 1 und höchstens 8 ist.
10) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Gasgemisch. Methan und ii.th.an enthält.
11) Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Gasgemisch auch. Stickstoff, Helium oder Wasserstoff enthält.
12) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Gasgemisch unter einem Druck von 10 bis 70 Ata. in die Destillationskolonne eingeleitet wird.
13) Verfahren nach Anspruch 12, wobei die aus der Kolonne abgezogenen flüssigen !Fraktionen unter einem Druck von 0.1 bis 10.Atm. verdampft werden.
U) Verfahren nach, einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das abzukühlende Fluid ein Naturgas oder eine Fraktion eines Naturgases ist und die Abkühlung bis zur Verflüssigung mindestens des größten !Teils dieses letzteren fortgeführt wird.
15) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis U, wobei zumindest ein Teil des Kühlgasgemiseiles aus einem Eaturgas erhalten wird.
16) Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Katurgas in den Wärmeaustauschzonen mit einem Druck von 10 bis 70 Atm. strönt.
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17) Verfahren nach Anspruch 14, wo"bei das verflüssigte Naturgas dann auf eine Temperatur unterhall·» seine3 Blasenpunktes "bei Atmosphär endruck unterkühlt wird und dann druckentlastet und in eine Zone geleitet wird, wo es gespeichert wird.
18) Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Naturgas während seiner Abkühlung in eine methanreiche Eraktion, in eine !Fraktion, die reich an Kohlenwasserstoffen ist, welche schwerer sind als das Methan, und in eine Fraktion fraktioniert wird, die reich an Elementen ist, welche leichter sind als das Methan.
19) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 "bis 18, wobei das Außenmedium luft oder Wasser bei Umgebungstemperatur ist.
20) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Kolonne besteht, die mindestens einen Punkt für das Abziehen von Flüssigkeit, Mittel zum Komprimieren eines Gasgemisches, eine leitung, die den Austritt der Kompressionsmittel mit einem Behälter für die Trennung der entstehenden flüssigen und gasförmigen Phase verbindet, eine den genannten Behälter mit dem Zuführungspunkt der Kolonne verbindende leitung für die gasförmige Phase, Mittel für den indirekten Wärmeaustausch zwischen einer ersten Kammer, durch die das abzukühlende il.uid strömt, und mindestens einer zweiten Kammer, die über mindestens eine leitung von mindestens einer in der Kolonne kondensierten und abgezogenen Iraktion iuid über mindestens eine andere Leitung von der flüssigen Phase in dem Trennbehälter gespeist wird, ferner Mittel zur Druckentlastung, die auf den in die zweite Kamnsr führenden leitungen angeordnet sind, sowie ein leitungssystem aufweist, durch das das in der zweiten Kammer erhaltene Gas zum Eingang der Kompressionsmittel zurückgeleitet wird.
21) Vorrichtimg nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem eine leitung zum Abziehen des nicht kondensierten Gases in der Kolonne aufweist, wobei die genannte leitung mindestens eine zweite Kammer des indirekten Kontakts mit
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einem Kühlmedium durchläuft und dann in die Kolonne zurückkehrt.
22) Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß
sie am Ausgang der zweiten Kammer eine zusätzliche Leitung
aufweist, die mit der Rückführungsleitung verbunden ist und mit Mitteln zur Druckentlastung versehen ist und in die zweite Kammer mündet.
23) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf der Kolonne eine "Vielzahl von
Punkten zum Abziehen von !Flüssigkeit sowie einzelne Leitungen aufweist, die diese Punkte mit einzelnen Punkten einer
zweiten Kammer verbinden.
24) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolonne eine .".Bodenkolonne ist.
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