DE2651851A1 - PROCESS AND PLANT FOR THE PRODUCTION OF NITROGEN NATURAL GAS - Google Patents
PROCESS AND PLANT FOR THE PRODUCTION OF NITROGEN NATURAL GASInfo
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- F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
- F17C2265/05—Regasification
Description
Verfahren und anlage zur Gewinnung von stickstoffhaltigemProcess and plant for the production of nitrogenous
erdgas Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von stickstoffhaitigem Erdgas mit flüssigem Erdgas als Ausgangsprodukt, wo ei verflüssigtes erdgas verdampft und erwärmt wird, und eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens. natural gas The invention relates to a method for the extraction of nitrogenous Natural gas with liquid natural gas as the starting product, where liquid natural gas evaporates and is heated, and a system for carrying out the method.
Ueblicherweise wird Erdgas am Gewinnungsort für den Transport verflüssigt, und am Verwendungsort wird dieses Gas dann in die dampfförmige Phase übergeführt, auf eine Temperatur oberhalb von 0°C erwärmt und durch Verteilernetze Verbrauchern zugeleitet.Usually, natural gas is liquefied at the point of extraction for transport, and at the point of use this gas is then converted into the vapor phase, heated to a temperature above 0 ° C and consumers through distribution networks forwarded.
Es treten in der Praxis Fälle auf, in denen für die Verbraucher Erdgas verlangt wird, das einen relativ hohen Stickstoffgehalt von beispielsweise 10 - 15 % aufweist. Da verflüssigtes Erdgas nur ca. 1 % oder weniger Stickstoff in den meisten Fällen enthält, muss dann der Stickstoffgehalt des Erdgas auf den erforderlichen Stickstoffgehalt erhöht werden.In practice there are cases in which natural gas is required for consumers it is required that a relatively high nitrogen content of, for example, 10 - 15%. Because liquefied natural gas only contains about 1% or less nitrogen in the In most cases, the nitrogen content of the natural gas must then be at the required level Nitrogen content can be increased.
Es ist das Ziel der Erfindung, insbesondere in Bezug auf die zur Verdampfung und Erwärmung des verflüssigten Erdgases aufzuwendende Wärmeleistung, auf wirtschaftliche Ärt den gewünschten Stickstoffgehalt eines verflüssigten, dann verdampften und erwärmten Erdgas zu erzielen.It is the aim of the invention, particularly in relation to that for evaporation and heating the liquefied natural gas to be expended heat output, to economic Ärt the desired nitrogen content of a liquefied, then evaporated and heated To achieve natural gas.
Diese aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass in einem mindestens zum Teil katalytlsch durchgeführten Verbrennungsprozess Erdgas unter Zufuhr von Luft verbrannt wIrd, dass weiter be@ der Verbrennung entstehende Wärme in einem, eine Dampfturbine enthaltenden Dampfprozess ausgenutzt wird, welche Tur-CiflC mindestens einen Kompressor zur Verdichtung des bei der Verbrennung entstehenden stickstoffhaltigen Abgases auf den Druck des verdampften und erwärmten Erdgases antreibt, dass ferner Kondensationswärme des Dampfprozesses zur Verdampfung und Erwärmung des verflüssigten Erdgases genutzt wird, und dass schliesslich nach Ausscheidung von Wasserdampf und gegebenenfalls von Kohlendioxyd das stickstoffhaltige Abgas dem verdampten und erwärmten erdgas beigemischt wird.This object is achieved according to the invention in that in one at least partially catalytically carried out combustion process under natural gas Supply of air is burned, that further heat generated during the combustion is used in a steam process containing a steam turbine, which Tur-CiflC at least one compressor to compress the combustion produced nitrogen-containing exhaust gas to the pressure of the vaporized and heated natural gas that also drives the heat of condensation of the steam process for evaporation and Heating of the liquefied natural gas is used, and that finally after elimination of water vapor and possibly of carbon dioxide, the nitrogenous exhaust gas the evaporated and heated natural gas is added.
Eine Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens ist nach der Erfindung gekennzeichnet durch eine zur mindestens zum Teil katalytisch erfolgendenVerbrennung von Erdgas mit Luft bestimmte Brennkammer eines Dampferzeugers, der das Arbeitsmittel für eine Dampfturbine liefert, weiter mindestens durch einen von der Dampfturbine angetriebenen Kompressor für die Verdichtung aus der Brçnnkammer zugeführtem abgas, ferner durch einen Kondensator für den aus der Darnpfüirbine abströmenden Dampf, wobei der Kondensator einen Teil eines Wärmeübertragungssystem bildet und als Wärmeaustauscher ausgebildet und von mindestens einem wärmeübertragenden Medium durchströmt ist, das Wärme zur Verdampfung und Erwärmung des Erdgases auf dieses überträgt, sowie durch eine Mischstelle für das in einem Abscheider von Wasser befreite Abgas und das erwärmte Erdgas.A plant for carrying out this method is according to the invention characterized by an at least partly catalytic combustion Combustion chamber of a steam generator determined by natural gas with air, which supplies the working fluid supplies for a steam turbine, further through at least one of the steam turbine driven compressor for the compression of exhaust gas supplied from the combustion chamber, furthermore by a capacitor for that flowing out of the Darnpfüirbine Steam, the condenser forming part of a heat transfer system, and designed as a heat exchanger and of at least one heat-transferring medium is flowed through, the heat for evaporation and heating of the natural gas on this transfers, as well as through a mixing point for the freed of water in a separator Exhaust gas and the heated natural gas.
Die Erfindung ermöglicht in vorteilhafter Weise, dass die bei der Verbrennung von Erdgas unter Zufuhr von Luft entstehende Warme zur Deckung der für die Verdampfung und Erwärmung des verflüssigten Erdgases benötigte Wärmeleistung sowie der Kompressions;istung für die Verdichtung des stickstoffhaltigen Gases herangezogen werden kann.The invention makes it possible in an advantageous manner that the Combustion of natural gas with the supply of air to cover the heat generated for the evaporation and heating of the liquefied natural gas required heat output as well as the compression ratio used to compress the nitrogenous gas can be.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung als Fliessschema dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert.The invention is described below with reference to one in the drawing as Flow diagram illustrated embodiment explained.
Der Anlagenteil, der vom Erdgas durchströmt wird, weist im vorliegenden Fall eine Leitung 1 auf, durch die aus einem nichtdargestellten Erdgasreservoir flüssiges Erdgas mittels eines von einem Elektromotor 2a angetriebenen Pumpe 2 auf den erwünschten Druck gebracht und durch Wärmeaustauscher 3 und 4 gefördert wird, in weichen das Erdgas verdampft und erwärmt wird.The part of the system through which the natural gas flows shows in the present case Case a line 1 through which from a natural gas reservoir, not shown liquid natural gas by means of a pump 2 driven by an electric motor 2a the desired pressure is brought and conveyed through heat exchangers 3 and 4, in soft the natural gas is evaporated and heated.
Mit der Bezugsziffer 5 ist ein Dampferzeuger bezeichnet, der eine Brennkarriitier 6 mit einem Katalysatorbett 7 z. B. aus Platin, Palladium oder Nickel aufweist. An die Brennkammer ist eine Zuführleitung 8 für Luft und eine Leitung 9 für Erdgas angeschlossen. Diese Leitung 9 ist, wie schematlsch dargestellt, eine Abzweigleitung von der Erdgasleitung 1 hinter dem Wärmeaustauscher 4. Aus dem Dampferzeuger führt eine Leitun 10 heraus für das bei der Verbrennung entstehende stickstoff@altige Abgas, zu dessen Verdichtung auf den im Verteilernetz geförderten Druck ein Kompressor 11 dient. Im Strömungsweg des stickstoffhaltigen abgases ist weiterhin ein Kühler 12 angeordnet und anschliessend ein Wasserabscheider 13.With the reference numeral 5, a steam generator is designated, the one Brennkarriitier 6 with a catalyst bed 7 z. B. made of platinum, palladium or nickel having. A supply line 8 for air and a line are attached to the combustion chamber 9 connected for natural gas. This line 9 is, as shown schematically, a Branch line from the natural gas line 1 behind the heat exchanger 4. From the steam generator leads out a Leitun 10 for the nitrogen @ old generated during the combustion Exhaust gas, compressed by a compressor to the pressure conveyed in the distribution network 11 serves. There is also a cooler in the flow path of the nitrogen-containing exhaust gas 12 and then a water separator 13.
Die Mischstelle für das stickstoffhaltige Ab gas und das verdampfte und erwärmte erdgas ist mit der Bezugsziffer 14 bezeichnet. Von hier aus wird das stickstoffhaltige QrdOasgemisch durch eine Leitung 15 in ein nichtdargestelltes Verteilernetz Verbrauchern zugeleitet.The mixing point for the nitrogenous exhaust gas and the vaporized one and heated natural gas is denoted by reference number 14. From here it will nitrogen-containing gas mixture through a line 15 into a not shown Distribution network forwarded to consumers.
im Dampferzeuger 5 ist ein Rohrsystem 16 angeordnet, welches in einem über eine Dampfturbine 17, einen Kondensator 18 und ein Speisewasserpumpe 19 geschlossenen Dampfkreislauf 20 liegt.in the steam generator 5, a pipe system 16 is arranged, which in a Closed via a steam turbine 17, a condenser 18 and a feed water pump 19 Steam circuit 20 is.
Im Kondensator 18 sind Kühlschlangen 21 und 22 angeordnet.Cooling coils 21 and 22 are arranged in the condenser 18.
Die Kühlschlange 21 bildet einen Bestandteil eines Zwischenkreislaufes 23, in welchem ein wärmeübertragendes Medium, z.The cooling coil 21 forms part of an intermediate circuit 23, in which a heat transfer medium, e.g.
B. ein Kohlenwasserstoff, wie beispielsweise methan zirkuliert.B. a hydrocarbon such as methane circulates.
Dieser Zwischenkreislauf weist ferner eine Turbine 24, die einen Generator 24 a antreibt, und eine, von einm .leKtromotor 25a angetriebene Pumpe 25 auf und ist an den Wärmeaustauscher 3 angeschlossen.This intermediate circuit also has a turbine 24, which is a generator 24 a drives, and a pump 25 driven by einm .leKtromotor 25a and is connected to the heat exchanger 3.
Die Kühlschlange 22 ist mit einem Leitungsnetz 26a, 26b über eitungen 27a und 27b verbunden. Dieses Leitungsnetz, in welchem ebenfalls ein wärmeübertragendes Medium z. B.The cooling coil 22 is connected to a line network 26a, 26b via lines 27a and 27b connected. This line network, in which also a heat transferring Medium z. B.
wasser mit einem Gefrierschutzmittel, wie beispielsweise Metha@@ @ mitteis einer Pumpe 28 zirkuliert wird, ist ferner an üen Wärmeaustauscher 4, sowie über. Leitungen 29a und 29b an den Kühler 12 angeschlossen.water with an anti-freeze agent such as Metha @@ @ is circulated by means of a pump 28, is also on üen heat exchanger 4, as well above. Lines 29a and 29b are connected to the cooler 12.
Im folgenden wird die Betriebsweise der Anlage erläutert.The operation of the system is explained below.
Nachdem verflüssigtes erdgas in der Pumpe 2 auf den gewünschten Druck von beispielsweise 70 bar gebracht worden lst wird es im Wärmeaustauscher 3 durch Wärmeaustausch mit dem Medium des Zwischenkreislaufes 23 und im Wärmeaustauscher 4 durch Wärmeaustausch mit einem zweiten, das Leitungsnetz 26a, 26b durchströmenden, wärmeübertragenden Medium verdampft und auf eine @@erhalb von 0°C liegende Temperatur von beispielsweise ca. @°C erwärmt.After liquefied natural gas in the pump 2 to the desired pressure of 70 bar, for example, it is passed in the heat exchanger 3 Heat exchange with the medium of the intermediate circuit 23 and in the heat exchanger 4 by heat exchange with a second, the line network 26a, 26b flowing through, heat-transferring medium evaporates and to a temperature below 0 ° C heated by, for example, approx. @ ° C.
Das wärmeübertragende Medium des Zwischenkreislaufes wird im Wärmeaustauscher 3 kondensiert, in der Pumpe 25 auf einen erhöhten Druck gebracht, im Kondensator 18 verdampft und in der Turbine 24 entspannt.The heat transfer medium of the intermediate circuit is in the heat exchanger 3 condensed, brought to an increased pressure in the pump 25, in the condenser 18 evaporated and in the Turbine 24 relaxed.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel findet nIcht nur ein Wärmeübergang von dem in der Dampfturbine 17 entspannten Dampf auf das wärmeübertragende Medium des Zwischenkreislaufes und von diesem auf das Erdgas statt, sondern die grosse Temperaturdifferenz zwischen dem abdampf und dem Erdgas wird insofern ausgenutzt, als man zusitzliche elektrische energie im. uenerator.24a erzeugt, welche beispielsweise als antriebsenergie für die Elektromotoren der in der anlage vorhandenen Pumpen genutzt werden kann.In the present embodiment there is not only one heat transfer from the steam expanded in the steam turbine 17 to the heat-transferring medium of the intermediate circuit and from this to the natural gas, but the big one The temperature difference between the exhaust steam and the natural gas is used to the extent that when you get additional electrical energy in the. uenerator.24a, which for example as drive energy for the electric motors of the pumps in the system can be used.
Das zweite wärmeübertragende Medium wird im Kondensator 18 durch Wärmeaustausch nt dem in der Dampfturbine 17 entspannten Dampf durch Wärmeaustausch mit dem stickstoffhaltigen Abgas in Kühler 12 erwärmt und überträgt sodann im Wärmeaustauscher 4 Wärme auf das Erdgas.The second heat transfer medium is in the condenser 18 by heat exchange nt the steam expanded in the steam turbine 17 by heat exchange with the nitrogen-containing one Exhaust gas is heated in cooler 12 and then transfers heat to heat exchanger 4 the natural gas.
In die Brennkammer 6 des Dampferzeugers 5 wird eine auf den geforderten Stickstoffgehalt von beispielsweise etwa 15 % abgestimmte Luftmenge und eine entsprechende rdgasmenge als Brennstoff eingeleitet. Bei vollständiger Verbrennung entsteht ein Gemisch, das im wesentlichen aus Stickstoff, Kohlendioxyd und Wasserdampf besteht und von Sauerstoff frei ist. Dieses stickstoffhaltige Erdgas wird nun im Kompressor 11, der von der Dampfturbine 17 angetrieben ist, auf den verlangten Druck im Jerteilernetz verdichtet. Hierbei sei daraufhingewiesen, dass die Verdichtung vorteilhaft in mehreren Stufen mit jeweils anschliessender Zwischenkühlung vorgenommen wird, wobei in diesem Fall die in cen Zwischenkühlern abgegebene Wärme ebenfalls zur Wärmeübertragung auf das erdgas herangezogen werden kann.In the combustion chamber 6 of the steam generator 5 is one on the required Nitrogen content of, for example, about 15% adjusted air volume and a corresponding amount of natural gas introduced as fuel. When completely burned, a Mixture consisting essentially of nitrogen, carbon dioxide and water vapor and is free of oxygen. This nitrogen-containing natural gas is now in the compressor 11, which is driven by the steam turbine 17, to the required pressure in the distributor network condensed. It should be noted that the compression advantageous is carried out in several stages, each with subsequent intermediate cooling, in this case the heat given off in cen intercoolers is also used for heat transfer on which natural gas can be used.
3 é von der Dampfturbine 17 abgegebene mechanische Leistung hängt bekanntlich von der Menge der in die Brennkammer des Dampferzeugers eingeführten Luftmenge und der eingeleiteten Erdgasmenge ab. Diese Mengen richten sich nach dem verlangten Stickstoffgehalt des in ein Verteilernetz eingespeisten Erdgases. Bei einem entsprechend günstigen Wirkungsgrad des Darnpfkreislaufes und des bzw. der Kompressoren tritt der Fail ein, dass die Turbinenleistung grösser als die @ntriebsleistung des bzw. der Kompressoren ist, sodass dann zusätzlich noch elektriscre r-£rgie in einem Generator lla gewonnen wird.3 é mechanical power delivered by the steam turbine 17 depends known from the amount of introduced into the combustion chamber of the steam generator Air volume and the amount of natural gas introduced. These amounts depend on the Required nitrogen content of the natural gas fed into a distribution network. at a correspondingly favorable efficiency of the Darnpfkreislaufes and the or Compressors fail when the turbine output is greater than the drive output of the compressor (s) is, so that there is then additional electrical energy in a generator lla is obtained.
Das v @ichtete Abgas wird, wie bereits an vorstehender Stelle erläut@rt, auf die Temperatur des in ein Verteilernetz eingespeisten Gases im Kühler 12 gekühlt, der Wasserdampf des Abgases hiebei auskondensiert und aus dem Wasserabscheider 13 aus dem Strömungsweg des stickstoffhaltigen Abgases abgeschieden vor dessen Zusammenführung mit dem verdampften und erwärmten Erdgas in der Mischstelle 14.The targeted exhaust gas is, as already explained above, cooled to the temperature of the gas fed into a distribution network in cooler 12, the water vapor in the exhaust gas condenses out and out of the water separator 13 separated from the flow path of the nitrogen-containing exhaust gas before it is brought together with the vaporized and heated natural gas in the mixing point 14.
Im Ausführungsbeispiel enthalt das stickstoffhaltige Abgas noch einen gewissen Prozentsatz an Kohlendioxyd aufgrund der Stöchiometrie bei vollständiger Verbrennung. Dieser Kohlendioxydgehalt ist irr der Praxis in vielen Fällen zulässig. Im Falle jedoch kohlendioxydfreies Gas den Verbrauchern zugeführt werden soll, kann Kohlendioxyd aus dem stickstoffhaltigen abgas mit hilfe eines bekannten Verfahrens, z. B. mit Hilfe einer Methanolwäsche entfernt werden.In the exemplary embodiment, the nitrogen-containing exhaust gas also contains one certain percentage of carbon dioxide due to the stoichiometry at complete Combustion. In practice, this carbon dioxide content is permissible in many cases. In the case, however carbon dioxide-free gas supplied to consumers carbon dioxide can be extracted from the nitrogenous exhaust gas with the help of a known method, e.g. B. be removed with the aid of a methanol wash.
Claims (4)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH78076 | 1976-01-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE2651851A1 true DE2651851A1 (en) | 1977-07-28 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0100074A1 (en) * | 1982-07-28 | 1984-02-08 | Ruhrgas Aktiengesellschaft | Arrangement for rendering natural gas inert |
| EP0100073A1 (en) * | 1982-07-28 | 1984-02-08 | Ruhrgas Aktiengesellschaft | Arrangement for rendering natural gas inert |
| WO2007148984A2 (en) * | 2006-06-20 | 2007-12-27 | Aker Engineering & Technology As | Method and plant for re-gasification of lng |
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1976
- 1976-11-13 DE DE19762651851 patent/DE2651851A1/en active Pending
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1977
- 1977-01-21 NL NL7700646A patent/NL7700646A/en not_active Application Discontinuation
- 1977-01-21 BE BE174263A patent/BE850614A/en unknown
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| WO2007148984A3 (en) * | 2006-06-20 | 2008-02-07 | Aker Kvaerner Engineering & Te | Method and plant for re-gasification of lng |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NL7700646A (en) | 1977-07-26 |
| BE850614A (en) | 1977-07-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OHN | Withdrawal |