EP1913319A2 - Method and arrangement for liquefying a stream rich in hydrocarbons - Google Patents

Method and arrangement for liquefying a stream rich in hydrocarbons

Info

Publication number
EP1913319A2
EP1913319A2 EP06764322A EP06764322A EP1913319A2 EP 1913319 A2 EP1913319 A2 EP 1913319A2 EP 06764322 A EP06764322 A EP 06764322A EP 06764322 A EP06764322 A EP 06764322A EP 1913319 A2 EP1913319 A2 EP 1913319A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat exchanger
fraction
liquid fraction
stream
gas
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Withdrawn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
EP06764322A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Arne Fredheim
Manfred Boelt
Pentti Paurola
Christian Pfeiffer
Oystein Sorensen
Manfred Steinbauer
Rudolf Stockmann
Wolfgang Foerg
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.)
FOERG Wolfgang
Shell Internationale Research Maatschappij BV
Original Assignee
FOERG Wolfgang
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 FOERG Wolfgang filed Critical FOERG Wolfgang
Publication of EP1913319A2 publication Critical patent/EP1913319A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • F25J1/0257—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines
    • F25J1/0262—Details of the cold heat exchange system
    • 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
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible 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
    • F25J1/0002—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
    • F25J1/0047—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
    • 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
    • F25J1/0244—Operation; Control and regulation; Instrumentation
    • F25J1/0254—Operation; Control and regulation; Instrumentation controlling particular process parameter, e.g. pressure, temperature
    • 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
    • F25J1/0257—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines
    • F25J1/0274—Retrofitting or revamping of an existing liquefaction unit
    • 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.
    • F25J1/0291—Refrigerant compression by combined gas compression and liquid pumping
    • 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
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/23—Separators
    • 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
    • F25J2290/00—Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
    • F25J2290/12—Particular process parameters like pressure, temperature, ratios

Definitions

  • the present invention relates to a method and a system for liquefying, in particular by precooling or by subcooling, a hydrocarbon-rich stream, in particular a natural gas stream, by means of at least one heat exchanger indirect heat exchange with the refrigerant mixture at least one refrigerant mixture cycle, wherein after releasing the refrigerant mixture is vaporized against the hydrocarbon-rich stream to be liquefied and against itself.
  • the refrigerant used here is a mixture which comprises two or more components of the following substances: nitrogen, methane, ethane or ethylene, propane or propylene, butane and optionally even higher hydrocarbons.
  • the refrigerant mixture is present before the compression as a two-phase current.
  • the separation of the two-phase stream into a gaseous stream and into a liquid stream can be effected by means of a separator and / or by means of a separation column.
  • the liquid content of the two-phase current can be up to fifteen percent.
  • the refrigerant mixture is compressed in a single-stage or multi-stage compressor, cooled in one or more, optionally different heat exchangers, liquefied and supercooled. After its expansion - in a valve or in an expansion turbine - the refrigerant mixture is totally evaporated, for example in the outer space of a wound heat exchanger in the falling stream and warmed five Kelvin to fifteen Kelvin above its dew point, so that it can be safely recompressed in the recycle compressor.
  • the present invention has the object, a method of the type mentioned and a system of the type mentioned in such a way that the above problems are avoided.
  • between about ninety percent and about 99 percent, preferably about 95 percent, of the mixed refrigerant stream to be vaporized evaporates, followed by separation of the partially vaporized refrigerant mixture stream into a gas fraction and a liquid fraction; the gas fraction is compressed to the desired final pressure, preferably by means of at least one cold intake compressor, the liquid fraction is pumped, and closing the two fractions are united.
  • the gas fraction and the liquid fraction can be combined either before or after their relaxation. If a combination of both fractions already before their relaxation, the liquid fraction is preferably pumped to the same pressure as the gas fraction.
  • the circulation medium or the refrigerant mixture is so far enriched with heavier components that no total evaporation is formed, but a residual liquid of about one percent to about ten percent, preferably about five percent, remains.
  • this wet steam must not be fed into the compressor or compressor; Rather, this wet steam is to be separated by means of at least one separator into a gas fraction and into a liquid fraction.
  • the compression of the gas fraction by means of at least one cold intake compressor.
  • the pumping of the liquid fraction is carried out by means of at least one suitable pump, wherein the liquid fraction is advantageously slightly supercooled before pumping.
  • the N [et] P [ositive] S [uction] H [ead] value must be taken into account.
  • the NPSH value of the pump is determined by the type of construction and the pump speed. The higher the pump speed, the greater the NPSH value of the pump.
  • the present invention relates to the use of a method according to the above-described type and / or at least one system according to the above-described type during liquefaction, in particular by pre-cooling or by sub-cooling, a hydrocarbon-rich stream, in particular a natural gas stream;
  • a hydrocarbon-rich stream in particular a natural gas stream;
  • the procedure according to the invention in all liquefaction in which the heat exchange between the hydrocarbon-rich stream to be liquefied and the refrigerant mixture takes place in one or more wound heat exchangers and / or in one or more plate exchangers, are used.
  • the procedure according to the invention can in principle be implemented in all mixture cycles, in particular in all so-called M [ixed] F [luid] C [ascade] processes, in the so-called C3-M [ixed] R [efrigerant] C [ycle] - Process (propane precooled mixed refrigerant process) of Air Products, the so-called dual-flow M [ixed] R [efrigerant] C [ycle] process of the company Shell and / or the so-called single-flow M [ixed] R [efrigerant] C [ycle] process of Linde or the Company Statoil.
  • these at least two mixed refrigerant circuits can be arranged one behind the other and / or in cascade.
  • Fig. 1 shows a schematic diagram of a first embodiment of a plant according to the invention, in whose process, the liquid fraction is pumped to the same pressure as the gas fraction is compressed, whereupon the two fractions are combined;
  • Fig. 2 shows a schematic diagram of a second embodiment of a plant according to the invention, in whose process, the liquid fraction is pumped only to the extent that - after having done in a separate heat exchanger passage undercooling - this liquid fraction of the expanded gas fraction.
  • a to be liquefied hydrocarbon-rich stream such as a natural gas stream
  • a heat exchanger E is fed via line A.
  • this heat exchanger E is precooling or liquefaction or supercooling of the hydrocarbon-rich stream against a refrigerant mixture, which will be discussed in more detail below.
  • the hydrocarbon-rich stream after its pre-cooling or liquefaction or incipient Terkühlung withdrawn via line B from the heat exchanger E and fed to its further use.
  • the heat exchanger E is supplied to the pressurized refrigerant mixture and liquefied in the heat exchanger E and subcooled.
  • the supercooled refrigerant mixture is withdrawn from the heat exchanger E and in the expansion device 3, which is a valve or an expansion turbine, relaxed or cooled performance relaxed.
  • the refrigerant mixture in the heat exchanger E now - in contrast to the counting of the prior art liquefaction - according to the invention only vaporized so far that it at the output of the heat exchanger E a residual liquid of about one percent to about ten percent, preferably about five Percent.
  • This two-phase mixture is fed via line 4 to a separator D.
  • the gas fraction of the refrigerant mixture is withdrawn via line 5 and compressed by means of the cold-suction, single or multi-stage compressor V to the desired circuit pressure.
  • the liquid fraction of the refrigerant mixture is withdrawn from the bottom of the separator D via line 6 and also pumped by a pump P to the desired circuit pressure and then fed via line 5 withdrawn from the separator D and compressed gas fraction of the refrigerant mixture.
  • Fig. 1 The procedure shown in Fig. 1 is particularly suitable for retrofitting existing systems.
  • the liquid fraction is then fed to the heat exchanger E via (an additional in comparison to the process control of FIG. 1) line 7 and (in a comparison with the Schwarzsfiihrung according to FIG. 1 additional passage) in the heat exchanger E subcooled.
  • the procedure shown in FIG. 2 is particularly suitable for new plants.

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

The invention relates to a method and to an arrangement for liquefying, in particular, by precooling or by supercooling, a stream which is rich in hydrocarbon, in particular a stream of natural gas, by the indirect exchange of heat with the coolant mixture of at least one coolant mixture circuit, which takes places by means of at least one heat exchanger (E). After relaxation (3), the coolant mixture is vaporised counter to the stream which is rich in hydrocarbons and which is to be liquefied and counter to itself. According to the invention, between approximately 90 % and approximately 99 %, preferably, 95 % of the stream of coolant mixture, which is to be vaporised, is vaporised, subsequently, the partially vaporised stream of coolant mixture is separated (D) into a gas fraction (5) and into a liquid fraction (6), the gas fraction is compressed to a desired end pressure, in particular, by means of at least one cold-suctioning (5) compressor (V), the liquid fraction is pumped, in particular, by means of at least one pump (P), and finally, the gas fraction and the liquid fraction are combined (1), prior to or after, in particular, respective relaxation (3).

Description

Beschreibung description
VERFAHREN UND ANLAGE ZUM VERFLÜSSIGEN EINES KOHLENWASSERSTOFFREICHEN STROMSMETHOD AND APPARATUS FOR LIQUIDING A CARBONATED ELECTRICITY
Technisches GebietTechnical area
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Anlage zum Verflüssigen, insbesondere durch Vorkühlen oder durch Unterkühlen, eines kohlenwasserstoffreichen Stroms, insbesondere eines Erdgasstroms, durch mittels mindestens eines Wärmeaustauschers erfolgenden indirekten Wärmeaustausch mit dem Kältemittelgemisch mindestens eines Kältemittelgemischkreislaufs, wobei nach Entspannen das Kältemittelgemisch gegen den zu verflüssigenden kohlenwasserstoffreichen Strom und gegen sich selbst verdampft wird.The present invention relates to a method and a system for liquefying, in particular by precooling or by subcooling, a hydrocarbon-rich stream, in particular a natural gas stream, by means of at least one heat exchanger indirect heat exchange with the refrigerant mixture at least one refrigerant mixture cycle, wherein after releasing the refrigerant mixture is vaporized against the hydrocarbon-rich stream to be liquefied and against itself.
Stand der TechnikState of the art
[0002] Erdgasverflüssigungsanlagen werden heutzutage in der Regel mit sogenannten Gemischkreisläufen als Kältekreisläufe betrieben. Als Kältemittel dient dabei ein Gemisch, das sich aus zwei oder mehreren Komponenten der folgenden Stoffe zusammensetzt: Stickstoff, Methan, Ethan oder Ethylen, Propan oder Propylen, Butan und gegebenenfalls noch höhere Kohlenwasserstoffe.Natural gas liquefaction plants are nowadays usually operated with so-called mixture cycles as refrigeration cycles. The refrigerant used here is a mixture which comprises two or more components of the following substances: nitrogen, methane, ethane or ethylene, propane or propylene, butane and optionally even higher hydrocarbons.
[0003] Aus der Druckschrift WO 03/106906 Al ist ein Verfahren zum Verflüssigen eines kohlenwasserstoffreichen Stroms, insbesondere eines Erdgasstroms, mit gleichzeitiger Gewinnung einer C3+-reichen Fraktion mit hoher Ausbeute bekannt, wobei die Verflüssigung des kohlenwasserstoffreichen Stroms im Wärmetausch mit einer Kältemittelgemischkreislaufkaskade erfolgt.From document WO 03/106906 A1 a method for liquefying a hydrocarbon-rich stream, in particular a natural gas stream, with simultaneous recovery of a C3 + -rich fraction with high yield is known, wherein the liquefaction of the hydrocarbon-rich stream is carried out in heat exchange with a Kältemittelgemischkreislaufkaskade.
[0004] In der Druckschrift DE 199 37 623 Al ist ein gattungsgemäßes Verfahren zum Verflüssigen eines kohlenwasserstoffreichen Stroms, insbesondere eines Erdgasstroms, durch indirekten Wärmetausch mit mindestens einem Kältemittelgemischkreislauf offenbart. Mit der Zitierung der Druckschrift DE 199 37 623 Al sei deren Offenbarungsgehalt zur Gänze in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Patentanmeldung integriert.In the document DE 199 37 623 Al a generic method for liquefying a hydrocarbon-rich stream, in particular a natural gas stream, disclosed by indirect heat exchange with at least one mixed refrigerant cycle. With the citation of the publication DE 199 37 623 Al whose disclosure content is fully integrated into the disclosure of the present patent application.
[0005] Bei diesem aus der Druckschrift DE 199 37 623 Al bekannten Verfahren liegt das Kältemittelgemisch vor der Verdichtung als Zwei-Phasen-Strom vor. Die Auftrennung des Zwei-Phasen-Stroms in einen gasförmigen Strom und in einen flüssigen Strom kann mittels eines Abscheiders und/oder mittels einer Trennkolonne erfolgen. Hierbei kann der Flüssiganteil des Zwei-Phasen-Stroms bis zu fünfzehn Prozent betragen.In this known from the document DE 199 37 623 Al known method, the refrigerant mixture is present before the compression as a two-phase current. The separation of the two-phase stream into a gaseous stream and into a liquid stream can be effected by means of a separator and / or by means of a separation column. Here, the liquid content of the two-phase current can be up to fifteen percent.
[0006] Ein weiteres gattungsgemäßes Verfahren zum Verflüssigen eines kohlenwasserstoffreichen Stroms, insbesondere eines Erdgasstroms, durch indirekten Wärmetausch ist in der Druckschrift DE 197 16415 C1 offenbart. Mit der Zitierung der Druckschrift DE 197 16 415 Cl sei deren Offenbarungsgehalt zur Gänze in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Patentanmeldung integriert.Another generic method for liquefying a hydrocarbon-rich stream, in particular a natural gas stream, by indirect heat exchange is disclosed in the publication DE 197 16415 C1. With the citation of the publication DE 197 16 415 Cl whose disclosure content is fully integrated into the disclosure of the present patent application.
[0007] Bei diesem aus der Druckschrift DE 197 16 415 C1 bekannten Verfahren wird das Kältemittelgemisch in einem einstufigen oder mehrstufigen Kompressor verdichtet, in einem oder mehreren, gegebenenfalls unterschiedlichen Wärmeaustauschern gekühlt, verflüssigt und unterkühlt. Nach seiner Entspannung - in einem Ventil oder in einer Expansionsturbine - wird das Kältemittelgemisch beispielsweise im Außenraum eines gewickelten Wärmeaustauschers im Fallstrom total verdampft und fünf Kelvin bis fünfzehn Kelvin über seinen Taupunkt angewärmt, damit es sicher im Kreislaufkompressor wieder verdichtet werden kann.In this known from the document DE 197 16 415 C1 process, the refrigerant mixture is compressed in a single-stage or multi-stage compressor, cooled in one or more, optionally different heat exchangers, liquefied and supercooled. After its expansion - in a valve or in an expansion turbine - the refrigerant mixture is totally evaporated, for example in the outer space of a wound heat exchanger in the falling stream and warmed five Kelvin to fifteen Kelvin above its dew point, so that it can be safely recompressed in the recycle compressor.
[0008] Es hat sich nun herausgestellt, dass Wärmeaustauscher, in denen diese Totalverdampfung und Überhitzung des Kreislaufmediums bzw. des Kältemittelgemisches erfolgen, Leckagen - im Falle eines gewickelten Wärmeaustauschers in den gewickelten Rohren - entwickeln. Der Stress an den Rohren des gewickelten Wärmeaustauschers entsteht durch thermische und akustische Schwingungen, die sich im trockenen Teil des Wärmeaustauschers ausbilden.It has now been found that heat exchangers in which this total evaporation and overheating of the circulation medium or the refrigerant mixture take place leakages - in the case of a wound heat exchanger in the wound tubes - develop. The stress on the tubes of the wound heat exchanger is due to thermal and acoustic vibrations that form in the dry part of the heat exchanger.
[0009] Es hat sich aber auch herausgestellt, dass Wärmeaustauscher, die vollständig benetzt sind, keine Leckagen entwickeln. Dieser Effekt lässt sich insbesondere bei doppelstöckigen und dreistöckigen Wärmeaustauschern beobachten, bei denen die oberen, vollständig benetzten Wärmeaustauscher keine Leckagen entwickeln.However, it has also been found that heat exchangers that are completely wetted, do not develop leaks. This effect is particularly noticeable in two-storey and three-storey heat exchangers where the upper, fully wetted heat exchangers do not develop leaks.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
[0010] Ausgehend von den vorstehend dargelegten Nachteilen und Unzulänglichkeiten sowie unter Würdigung des umrissenen Standes der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie eine Anlage der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass die vorgenannten Probleme vermieden werden.Based on the disadvantages and shortcomings set out above and in appreciation of the outlined prior art, the present invention has the object, a method of the type mentioned and a system of the type mentioned in such a way that the above problems are avoided.
[0011] Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenenThis object is achieved by a method with the specified in claim 1
Merkmalen sowie durch eine Anlage mit den im Anspruch 5 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen gekennzeichnet.Characteristics and solved by a system with the features specified in claim 5. Advantageous embodiments and expedient developments of the present invention are characterized in the respective subclaims.
[0012] Gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung verdampfen zwischen etwa neunzig Prozent und etwa 99 Prozent, vorzugsweise etwa 95 Prozent, des zu verdampfenden Kältemittelgemischstroms, anschließend erfolgt eine Auftrennung des teilverdampften Kältemittelgemischstroms in eine Gasfraktion und in eine Flüssigfraktion; die Gasfraktion wird, vorzugsweise mittels mindestens eines kaltansaugenden Verdichters, auf den gewünschten Enddruck verdichtet, die Flüssigfraktion wird gepumpt, und an- schließend werden die beiden Fraktionen vereinigt.According to the teachings of the present invention, between about ninety percent and about 99 percent, preferably about 95 percent, of the mixed refrigerant stream to be vaporized evaporates, followed by separation of the partially vaporized refrigerant mixture stream into a gas fraction and a liquid fraction; the gas fraction is compressed to the desired final pressure, preferably by means of at least one cold intake compressor, the liquid fraction is pumped, and closing the two fractions are united.
[0013] Entsprechend vorteilhaften Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der erfindungsgemäßen Anlage können die Gasfraktion und die Flüssigfraktion entweder vor oder nach ihrer Entspannung vereinigt werden. Erfolgt eine Vereinigung beider Fraktionen bereits vor ihrer Entspannung, wird die Flüssigfraktion vorzugsweise auf den gleichen Druck wie die Gasfraktion gepumpt.According to advantageous embodiments of the method and the inventive system, the gas fraction and the liquid fraction can be combined either before or after their relaxation. If a combination of both fractions already before their relaxation, the liquid fraction is preferably pumped to the same pressure as the gas fraction.
[0014] In zweckmäßiger Weise wird das Kreislaufmedium bzw. das Kältemittelgemisch soweit mit schwereren Komponenten angereichert, dass keine Totalverdampfung entsteht, sondern eine Restflüssigkeit von etwa einem Prozent bis etwa zehn Prozent, vorzugsweise von etwa fünf Prozent, verbleibt. Dieser Nassdampf darf so jedoch nicht in den Kompressor bzw. in den Verdichter eingespeist werden; vielmehr ist dieser Nassdampf mittels mindestens eines Abscheiders in eine Gasfraktion und in eine Flüssigfraktion zu zerlegen.Conveniently, the circulation medium or the refrigerant mixture is so far enriched with heavier components that no total evaporation is formed, but a residual liquid of about one percent to about ten percent, preferably about five percent, remains. However, this wet steam must not be fed into the compressor or compressor; Rather, this wet steam is to be separated by means of at least one separator into a gas fraction and into a liquid fraction.
[0015] In vorteilhafter Weise erfolgt das Verdichten der Gasfraktion mittels mindestens eines kaltansaugenden Verdichters. Das Pumpen der Flüssigfraktion erfolgt mittels mindestens einer geeigneten Pumpe, wobei die Flüssigfraktion in vorteilhafter Weise vor dem Pumpen geringfügig unterkühlt wird.Advantageously, the compression of the gas fraction by means of at least one cold intake compressor. The pumping of the liquid fraction is carried out by means of at least one suitable pump, wherein the liquid fraction is advantageously slightly supercooled before pumping.
[0016] Bei der Auslegung bzw. beim Betrieb der Pumpe ist der N[et]P[ositive]S[uction] H[ead]-Wert zu berücksichtigen. Der NPSH- Wert der Pumpe ergibt sich aus der Art der Konstruktion und aus der Pumpendrehzahl. Je höher die Pumpendrehzahl ist, umso größer ist der NPSH- Wert der Pumpe.In the design or operation of the pump, the N [et] P [ositive] S [uction] H [ead] value must be taken into account. The NPSH value of the pump is determined by the type of construction and the pump speed. The higher the pump speed, the greater the NPSH value of the pump.
[0017] Die vorliegende Erfindung betrifft schließlich die Verwendung eines Verfahrens gemäß der vorstehend dargelegten Art und/oder mindestens einer Anlage gemäß der vorstehend dargelegten Art beim Verflüssigen, insbesondere durch Vorkühlen oder durch Unterkühlen, eines kohlenwasserstoffreichen Stroms, insbesondere eines Erdgasstroms; mithin ist die L[iquefied]N[atural]G[as]-Technologie ein bevorzugtes Einsatzgebiet der vorliegenden Erfindung.Finally, the present invention relates to the use of a method according to the above-described type and / or at least one system according to the above-described type during liquefaction, in particular by pre-cooling or by sub-cooling, a hydrocarbon-rich stream, in particular a natural gas stream; Thus, L [iquefied] N [atural] G [as] technology is a preferred field of application of the present invention.
[0018] Hierbei kann die erfindungsgemäße Vorgehensweise bei allen Verflüssigungsverfahren, bei denen der Wärmetausch zwischen dem zu verflüssigenden kohlenwasserstoffreichen Strom und dem Kältemittelgemisch in einem oder mehreren gewickelten Wärmetauschern und/oder in einem oder mehreren Plattentauschern erfolgt, zur Anwendung kommen.Here, the procedure according to the invention in all liquefaction, in which the heat exchange between the hydrocarbon-rich stream to be liquefied and the refrigerant mixture takes place in one or more wound heat exchangers and / or in one or more plate exchangers, are used.
[0019] Ferner ist die erfindungsgemäße Verfahrensweise grundsätzlich bei allen Gemischkreisläufen realisierbar, insbesondere bei allen sogenannten M[ixed]F[luid]C[ascade] - Prozessen, beim sogenannten C3-M[ixed]R[efrigerant]C[ycle]-Prozess (propane precooled mixed refrigerant process) der Firma Air Products, beim sogenannten Dual- Flow-M[ixed]R[efrigerant]C[ycle]-Prozess der Firma Shell und/oder beim sogenannten Single-Flow-M[ixed]R[efrigerant]C[ycle]-Prozess der Firma Linde bzw. der Firma Statoil.Furthermore, the procedure according to the invention can in principle be implemented in all mixture cycles, in particular in all so-called M [ixed] F [luid] C [ascade] processes, in the so-called C3-M [ixed] R [efrigerant] C [ycle] - Process (propane precooled mixed refrigerant process) of Air Products, the so-called dual-flow M [ixed] R [efrigerant] C [ycle] process of the company Shell and / or the so-called single-flow M [ixed] R [efrigerant] C [ycle] process of Linde or the Company Statoil.
[0020] Prinzipiell gilt, dass, sofern beim erfindungsgemäßen Verfahren und/oder bei der erfindungsgemäßen Anlage zwei oder mehrere Kältemittelgemischkreisläufe zur Anwendung kommen, diese mindestens zwei Kältemittelgemischkreisläufe hintereinander und/oder kaskadenförmig angeordnet sein können.In principle, if two or more refrigerant mixture cycles are used in the method according to the invention and / or in the inventive system, these at least two mixed refrigerant circuits can be arranged one behind the other and / or in cascade.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
[0021] Wie bereits vorstehend erörtert, gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierzu wird einerseits auf die dem Anspruch 1, dem Anspruch 5 sowie dem Anspruch 9 nachgeordneten Ansprüche verwiesen, andererseits werden weitere Ausgestaltungen, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung nachstehend anhand der durch Fig. 1 sowie durch Fig. 2 veranschaulichten beiden Ausführungsbeispiele näher erläutert.As already discussed above, there are various ways to design the teaching of the present invention in an advantageous manner and further. For this purpose, reference is made on the one hand to the claim 1, the claim 5 and the claim 9 claims, on the other hand further embodiments, features and advantages of the present invention will be explained below with reference to the illustrated by Fig. 1 and by Fig. 2 embodiments.
[0022] Es zeigt:It shows:
[0023] Fig. 1 in schematischer Prinzipdarstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anlage, bei deren Verfahrensführung die Flüssigfraktion auf den gleichen Druck gepumpt wie die Gasfraktion verdichtet wird, woraufhin die beiden Fraktionen vereinigt werden; undFig. 1 shows a schematic diagram of a first embodiment of a plant according to the invention, in whose process, the liquid fraction is pumped to the same pressure as the gas fraction is compressed, whereupon the two fractions are combined; and
[0024] Fig. 2 in schematischer Prinzipdarstellung ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anlage, bei deren Verfahrensführung die Flüssigfraktion nur soweit gepumpt wird, dass - nach in einer eigenen Wärmetauscherpassage erfolgter Unterkühlung -diese Flüssigfraktion der entspannten Gasfraktion zugemischt wird.Fig. 2 shows a schematic diagram of a second embodiment of a plant according to the invention, in whose process, the liquid fraction is pumped only to the extent that - after having done in a separate heat exchanger passage undercooling - this liquid fraction of the expanded gas fraction.
Weg(e) zur Ausführung der ErfindungWay (s) for carrying out the invention
[0025] Zur Vermeidung überflüssiger Wiederholungen beziehen sich die nachfolgenden Erläuterungen hinsichtlich der Ausgestaltungen, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung (soweit nicht anderweitig angegeben) sowohl auf das in Fig. 1 dargestellte erste Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anlage, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet, als auch auf das in Fig. 2 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anlage, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet.To avoid superfluous repetitions, the following explanations relate to the embodiments, features and advantages of the present invention (unless otherwise stated) both on the illustrated in Fig. 1 first embodiment of a system according to the invention, which operates according to the inventive method as also to the illustrated in Fig. 2 second embodiment of a system according to the invention, which operates according to the inventive method.
[0026] Wie in Fig. 1 dargestellt, wird über Leitung A ein zu verflüssigender kohlenwasserstoffreicher Strom, beispielsweise ein Erdgasstrom, einem Wärmeaustauscher E zugeführt.As shown in Fig. 1, a to be liquefied hydrocarbon-rich stream, such as a natural gas stream, a heat exchanger E is fed via line A.
[0027] In diesem Wärmeaustauscher E erfolgt eine Vorkühlung oder eine Verflüssigung oder eine Unterkühlung des kohlenwasserstoffreichen Stroms gegen ein Kältemittelgemisch, auf das im Folgenden noch näher eingegangen werden wird. Der kohlenwasserstoffreiche Strom wird nach seiner Vorkühlung oder Verflüssigung oder Un- terkühlung über Leitung B aus dem Wärmeaustauscher E abgezogen und seiner weiteren Verwendung zugeführt.In this heat exchanger E is precooling or liquefaction or supercooling of the hydrocarbon-rich stream against a refrigerant mixture, which will be discussed in more detail below. The hydrocarbon-rich stream, after its pre-cooling or liquefaction or incipient Terkühlung withdrawn via line B from the heat exchanger E and fed to its further use.
[0028] Über Leitung 1 wird dem Wärmeaustauscher E das unter Druck stehende Kältemittelgemisch zugeführt und im Wärmeaustauscher E verflüssigt und unterkühlt. Über Leitung 2 wird das unterkühlte Kältemittelgemisch aus dem Wärmeaustauscher E abgezogen und in der Entspannungsvorrichtung 3, bei der es sich um ein Ventil oder um eine Entspannungsturbine handelt, entspannt bzw. kälteleistend entspannt.Via line 1, the heat exchanger E is supplied to the pressurized refrigerant mixture and liquefied in the heat exchanger E and subcooled. Via line 2, the supercooled refrigerant mixture is withdrawn from the heat exchanger E and in the expansion device 3, which is a valve or an expansion turbine, relaxed or cooled performance relaxed.
[0029] Anschließend wird das Kältemittelgemisch im Wärmeaustauscher E nunmehr - im Gegensatz zu den zum Stand der Technik zählenden Verflüssigungsverfahren - erfindungsgemäß lediglich soweit verdampft, dass es am Ausgang des Wärmeaustauschers E eine Restflüssigkeit von etwa einem Prozent bis etwa zehn Prozent, vorzugsweise von etwa fünf Prozent, aufweist.Subsequently, the refrigerant mixture in the heat exchanger E now - in contrast to the counting of the prior art liquefaction - according to the invention only vaporized so far that it at the output of the heat exchanger E a residual liquid of about one percent to about ten percent, preferably about five Percent.
[0030] Dieses Zweiphasengemisch wird über Leitung 4 einem Abscheider D zugeführt. Am Kopf des Abscheiders D wird über Leitung 5 die Gasfraktion des Kältemittelgemisches abgezogen und mittels des kaltansaugenden, ein- oder mehrstufigen Verdichters V auf den gewünschten Kreislaufdruck verdichtet.This two-phase mixture is fed via line 4 to a separator D. At the top of the separator D, the gas fraction of the refrigerant mixture is withdrawn via line 5 and compressed by means of the cold-suction, single or multi-stage compressor V to the desired circuit pressure.
[0031] Die Flüssigfraktion des Kältemittelgemisches wird aus dem Sumpf des Abscheiders D über Leitung 6 abgezogen und mittels einer Pumpe P ebenfalls auf den gewünschten Kreislaufdruck gepumpt und anschließend der über Leitung 5 aus dem Abscheider D abgezogenen und verdichteten Gasfraktion des Kältemittelgemisches zugeführt.The liquid fraction of the refrigerant mixture is withdrawn from the bottom of the separator D via line 6 and also pumped by a pump P to the desired circuit pressure and then fed via line 5 withdrawn from the separator D and compressed gas fraction of the refrigerant mixture.
[0032] Die in Fig. 1 dargestellte Verfahrensweise eignet sich insbesondere zum Nachrüsten bereits existierender Anlagen.The procedure shown in Fig. 1 is particularly suitable for retrofitting existing systems.
[0033] Hinsichtlich der in Fig. 2 dargestellten Verfahrensführung bei der Anlage gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wird inhaltlich auf Fig. 1 Bezug genommen.With regard to the process control shown in Fig. 2 in the system according to the second embodiment, the contents of FIG. 1 reference is made.
[0034] Die Verfahrensführung gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von der Verfahrensführung gemäß Fig. 1 dahin gehend, dass die über Leitung 6 aus dem Sumpf des Abscheiders D abgezogene Flüssigfraktion des Kältemittelgemisches mittels der Pumpe P nicht auf den gewünschten Kreislauf druck gepumpt werden muss; vielmehr ist eine Druckerhöhung ausreichend, die die Druckverluste von Leitung 7, der eigenen (, in Fig. 2 mittleren) Passage des Wärmeaustauschers E, von Leitung 8 und der Entspannungsvorrichtung 9, bei der es sich um ein Ventil handeln kann, kompensiert.1 differs from the process of Figure 1 in that the withdrawn via line 6 from the bottom of the separator D liquid fraction of the refrigerant mixture by means of the pump P does not have to be pumped to the desired circuit pressure; Rather, a pressure increase is sufficient, the pressure losses of line 7, the own (, in Fig. 2 average) passage of the heat exchanger E, of line 8 and the expansion device 9, which may be a valve, compensated.
[0035] Diese Verfahrensfühlung hat gegenüber der in der Fig. 1 dargestellten Verfahrensführung den großen Vorteil, dass die zwischen dem Verdichter V und dem Wärmeaustauscher E liegenden Leitungen und Wärmeaustauscher nicht auf etwa 101 Prozent bis etwa 110 Prozent ausgelegt werden müssen und dass die Pumpe P lediglich für eine entsprechend geringere Druckerhöhung auszulegen ist.1 has the great advantage that the lines and heat exchangers between the compressor V and the heat exchanger E do not have to be designed to be about 101 percent to about 110 percent and that the pump P is to be interpreted only for a correspondingly lower pressure increase.
[0036] Die Flüssigfraktion wird anschließend über (eine in Vergleich zur Verfahrensführung gemäß Fig. 1 zusätzliche) Leitung 7 dem Wärmeaustauscher E zugeführt und (in einer in Vergleich zur Verfahrensfiihrung gemäß Fig. 1 zusätzlichen Passage) im Wärmeaustauscher E unterkühlt.The liquid fraction is then fed to the heat exchanger E via (an additional in comparison to the process control of FIG. 1) line 7 and (in a comparison with the Verfahrensfiihrung according to FIG. 1 additional passage) in the heat exchanger E subcooled.
[0037] Nach Abzug aus dem Wärmeaustauscher E über (eine in Vergleich zur Verfahrensfiihrung gemäß Fig. 1 zusätzliche) Leitung 8 erfolgt eine geringfügige Entspannung im (in Vergleich zur Verfahrensführung gemäß Fig. 1 zusätzlichen) Ventil 9 auf den Druck der entspannten "Gasfraktion" in Leitung 2', wo die beiden Fraktionen vor der Zuführung in den Wärmeaustauscher E vereinigt werden.After deduction from the heat exchanger E via (in comparison to the Verfahrensfiihrung of FIG. 1 additional) line 8 is a slight relaxation in (compared to the process control of FIG. 1 additional) valve 9 to the pressure of the relaxed "gas fraction" in line 2 ', where the two fractions are combined prior to feeding into the heat exchanger E.
[0038] Die in der Fig. 2 dargestellte Verfahrensweise eignet sich insbesondere für Neuanlagen.The procedure shown in FIG. 2 is particularly suitable for new plants.
[0039] Mittels der erfindungsgemäßen Vorgehensweise wird nunmehr erreicht, dass aufgrund einer vollständigen Benetzung der Wärmeaustauscherrohre die Bildung von Leckagen vollständig oder zumindest weitestgehend vermieden werden kann, denn es kommt zu einer Vermeidung bzw. zu einer deutlichen Reduzierung von thermischen und akustischen Schwingungen in den Wärmeaustauscherpassagen. By means of the procedure according to the invention is now achieved that due to complete wetting of the heat exchanger tubes, the formation of leaks can be completely or at least largely avoided, because there is a prevention or a significant reduction of thermal and acoustic vibrations in the heat exchanger passages ,

Claims

Ansprücheclaims
[0001] Verfahren zum Verflüssigen, insbesondere durch Vorkühlen oder durch Unterkühlen, eines kohlenwasserstoffreichen Stroms, insbesondere eines Erdgasstroms, durch mittels mindestens eines Wärmeaustauschers (E) erfolgenden indirekten Wärmeaustausch mit dem Kältemittelgemisch mindestens eines Kältemittelgemischkreislaufs, wobei nach Entspannen (3) das Kältemittelgemisch gegen den zu verflüssigenden kohlenwasserstoffreichen Strom und gegen sich selbst verdampft wird, dadurch gekennzeichnet, dass die verfahrenstechnische Auslegung derart erfolgt,Process for liquefying, in particular by precooling or by subcooling, a hydrocarbon-rich stream, in particular a natural gas stream, by means of at least one heat exchanger (E) taking place indirect heat exchange with the refrigerant mixture at least one refrigerant mixture cycle, wherein after relaxing (3) the refrigerant mixture against the is liquefied hydrocarbon-rich stream and evaporated against itself, characterized in that the procedural interpretation is carried out in such a way
- dass zwischen etwa neunzig Prozent und etwa 99 Prozent, vorzugsweise etwa 95 Prozent, des zu verdampfenden Kältemittelgemischstroms verdampfen,that between about ninety percent and about 99 percent, preferably about 95 percent, of the refrigerant mixture stream to be vaporized evaporate,
- dass anschließend ein Auftrennen (D — > 5, 6) des teilverdampften Kältemittelgemischstroms in eine Gasfraktion und in eine Flüssigfraktion erfolgt,- that subsequently a separation (D -> 5, 6) of the partially vaporized refrigerant mixture stream into a gas fraction and into a liquid fraction,
- dass die Gasfraktion, insbesondere mittels mindestens eines kaltansaugenden (5) Verdichters (V), auf den gewünschten Enddruck verdichtet wird,- That the gas fraction, in particular by means of at least one cold-suction (5) compressor (V), is compressed to the desired final pressure,
- dass die Flüssigfraktion, insbesondere mittels mindestens einer Pumpe (P), gepumpt wird und- That the liquid fraction, in particular by means of at least one pump (P), is pumped and
- dass anschließend die Gasfraktion und die Flüssigfraktion vor oder nach dem, insbesondere jeweiligen, Entspannen (3 bzw. 9) vereinigt (1 bzw. 2') werden.- That then the gas fraction and the liquid fraction before or after, in particular respective, relaxation (3 or 9) combined (1 or 2 ').
[0002] Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die, insbesondere vor Zuführen (6) zur Pumpe (P) geringfügig unterkühlte, Flüssigfraktion mittels der Pumpe (P)A method according to claim 1, characterized in that, in particular before feeding (6) to the pump (P) slightly supercooled, liquid fraction by means of the pump (P)
- auf den gleichen Druck gepumpt wie die Gasfraktion verdichtet (V) wird oder- Pumped to the same pressure as the gas fraction is compressed (V) or
- auf einen Druck gepumpt wird, durch den- is pumped to a pressure through which
- durch der Flüssigfraktion zugeordnete Leitungen (7, 8),- Lines (7, 8) assigned by the liquid fraction,
- durch den Wärmeaustauscher (E), insbesondere durch mindestens eine eigene und/oder separate Passage des Wärmeaustauschers (E), und/oder- By the heat exchanger (E), in particular by at least one separate and / or separate passage of the heat exchanger (E), and / or
- durch mindestens eine der Flüssigfraktion zugeordnete Entspannungsvorrichtung (9), insbesondere durch mindestens ein Ventil, bedingte Druckverluste zumindest in etwa kompensiert werden.- By at least one of the liquid fraction associated relaxation device (9), in particular by at least one valve, conditional pressure losses are at least approximately compensated.
[0003] Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die FlüssigfraktionA method according to claim 1 or 2, characterized in that the liquid fraction
- nach dem Pumpen (P) getrennt von der Gasfraktion dem Wärmeaustauscher (E), insbesondere der eigenen und/oder separaten Passage des Wärmeaustauschers (E), zugeführt (7) wird,- after pumping (P) separated from the gas fraction to the heat exchanger (E), in particular the own and / or separate passage of the heat exchanger (E), fed (7),
- im Wärmeaustauscher (E), insbesondere in der eigenen und/oder separaten Passage des Wärmeaustauschers (E), getrennt von der Gasfraktion unterkühlt wird,- In the heat exchanger (E), in particular in its own and / or separate Passage of the heat exchanger (E), is cooled separately from the gas fraction,
- nach Abzug (8) aus dem Wärmeaustauscher (E), insbesondere aus der eigenen und/oder separaten Passage des Wärmeaustauschers (E), getrennt von der Gasfraktion mittels der der Flüssigfraktion zugeordneten Entspannungsvorrichtung (9), insbesondere geringfügig, auf in etwa den Druck der mittels mindestens einer der Gasfraktion zugeordneten Entspannungsvorrichtung (3), insbesondere mittels mindestens eines Ventils oder mittels mindestens einer Entspannungsturbine, entspannten Gasfraktion entspannt wird und- After deduction (8) from the heat exchanger (E), in particular from the own and / or separate passage of the heat exchanger (E), separated from the gas fraction by means of the liquid fraction associated expansion device (9), in particular slightly, to about the pressure the expansion device (3) assigned by means of at least one of the gas fractions, in particular by means of at least one valve or by means of at least one expansion turbine, is expanded and
- vor Zuführen (2') zum Wärmeaustauscher (E) mit der entspannten (3) Gasfraktion vereinigt wird.- Before feeding (2 ') to the heat exchanger (E) with the relaxed (3) gas fraction is combined.
[0004] Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei mindestens zwei Kältemittelgemischkreisläufe zur Anwendung kommen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kältemittelgemischkreisläufe hintereinander und/oder kaskadenförmig angeordnet sind.Method according to at least one of claims 1 to 3, wherein at least two mixed refrigerant circuits are used, characterized in that the mixed refrigerant circuits are arranged one behind the other and / or in cascade.
[0005] Anlage zum Verflüssigen, insbesondere durch Vorkühlen oder durch Unterkühlen, eines kohlenwasserstoffreichen Stroms, insbesondere eines Erdgasstroms, aufweisendPlant for liquefying, in particular by precooling or by subcooling, a hydrocarbon-rich stream, in particular a natural gas stream, comprising
- mindestens einen Wärmeaustauscher (E), insbesondere mindestens einen gewickelten Wärmetauscher und/oder mindestens einen Plattentauscher, zum Verflüssigen des kohlenwasserstoffreichen Stroms gegen ein Kältemittelgemisch mindestens eines Kältemittelgemischkreislaufs und- At least one heat exchanger (E), in particular at least one wound heat exchanger and / or at least one plate exchanger, for liquefying the hydrocarbon-rich stream against a refrigerant mixture at least one refrigerant mixture cycle and
- mindestens eine Entspannungsvorrichtung (3), insbesondere mindestens ein Ventil oder mindestens eine Entspannungsturbine, zum, insbesondere kälteleistenden, Entspannen des Kältemittelgemisches, gekennzeichnet durch- At least one expansion device (3), in particular at least one valve or at least one expansion turbine to, in particular cold-performing, relaxing the refrigerant mixture, characterized by
- ein nach dem Entspannen (3 bzw. 9) erfolgendes Verdampfen von zwischen etwa neunzig Prozent und etwa 99 Prozent, vorzugsweise von etwa 95 Prozent, des Kältemittelgemischstroms gegen den zu verflüssigenden kohlenwasserstoffreichen Strom und gegen sich selbst,an after-venting (3 or 9) evaporation of between about ninety percent and about 99 percent, preferably about 95 percent, of the mixed refrigerant stream against the hydrocarbon-rich stream to be liquefied and against itself,
- mindestens einen Abscheider (D) zum Auftrennen (5, 6) des teilverdampften Kältemittelgemischstroms in eine Gasfraktion und in eine Flüssigfraktion,at least one separator (D) for separating (5, 6) the partially vaporized mixed refrigerant stream into a gas fraction and into a liquid fraction,
- mindestens einen, insbesondere kaltansaugenden (5), Verdichter (V) zum Verdichten der Gasfraktion auf den gewünschten Enddruck,at least one, in particular cold-suctioning (5), compressor (V) for compressing the gas fraction to the desired final pressure,
- mindestens eine Pumpe (P) zum Abziehen (6) der Flüssigfraktion aus dem Abscheider (D), insbesondere aus dem Sumpf des Abscheiders (D), und- At least one pump (P) for removing (6) the liquid fraction from the separator (D), in particular from the bottom of the separator (D), and
- ein anschließendes Vereinigen (1 bzw. 2') der Gasfraktion und der Flüssigfraktion vor oder nach dem, insbesondere separaten, Entspannen (3 bzw. 9). [0006] Anlage gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (P) zum- A subsequent unification (1 or 2 ') of the gas fraction and the liquid fraction before or after, in particular separate, relax (3 or 9). Plant according to claim 5, characterized in that the pump (P) for
Pumpen der FlüssigfraktionPumping the liquid fraction
- auf den gleichen Druck wie die Gasfraktion oder- to the same pressure as the gas fraction or
- auf einen Druck ausgelegt ist, durch den- designed for a pressure through which
- durch der Flüssigfraktion zugeordnete Leitungen (7, 8),- Lines (7, 8) assigned by the liquid fraction,
- durch den Wärmeaustauscher (E), insbesondere durch mindestens eine eigene und/oder separate Passage des Wärmeaustauschers (E), und/oder- By the heat exchanger (E), in particular by at least one separate and / or separate passage of the heat exchanger (E), and / or
- durch mindestens eine der Flüssigfraktion zugeordnete Entspannungsvorrichtung (9), insbesondere durch mindestens ein Ventil, bedingte Druckverluste zumindest in etwa kompensierbar sind. [0007] Anlage gemäß Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch- By at least one of the liquid fraction associated relaxation device (9), in particular by at least one valve, conditional pressure losses are at least approximately compensated. Plant according to claim 5 or 6, characterized by
- ein getrennt von der Gasfraktion hinter der Pumpe (P) erfolgendes Zuführen (7) der Flüssigfraktion zum Wärmeaustauscher (E), insbesondere zur eigenen und/ oder separaten Passage des Wärmeaustauschers (E),- a separate from the gas fraction behind the pump (P) taking place (7) the liquid fraction to the heat exchanger (E), in particular for own and / or separate passage of the heat exchanger (E),
- ein getrennt von der Gasfraktion im Wärmeaustauscher (E), insbesondere in der eigenen und/oder separaten Passage des Wärmeaustauschers (E), erfolgendes Unterkühlen der Flüssigfraktion,a subcooling of the liquid fraction, separate from the gas fraction in the heat exchanger (E), in particular in the separate and / or separate passage of the heat exchanger (E),
- ein getrennt von der Gasfraktion nach Abzug (8) aus dem Wärmeaustauscher (E), insbesondere aus der eigenen und/oder separaten Passage des Wärmeaustauschers (E), erfolgendes, insbesondere geringfügiges, Entspannen der Flüssigfraktion mittels der der Flüssigfraktion zugeordneten Entspannungsvorrichtung (9) auf in etwa den Druck der mittels der der Gasfraktion zugeordneten Entspannungsvorrichtung (3) entspannten Gasfraktion und- A separated from the gas fraction after deduction (8) from the heat exchanger (E), in particular from the own and / or separate passage of the heat exchanger (E), taking place, in particular slight, relaxing the liquid fraction by means of the liquid fraction associated expansion device (9) to about the pressure of the means of the gas fraction associated expansion device (3) relaxed gas fraction and
- ein Vereinigen der entspannten (9) Flüssigfraktion mit der entspannten (3) Gasfraktion vor Zuführen (2') zum Wärmeaustauscher (E).- Combining the relaxed (9) liquid fraction with the relaxed (3) gas fraction before supplying (2 ') to the heat exchanger (E).
[0008] Anlage gemäß mindestens einem der Ansprüche 5 bis 7, gekennzeichnet durch mindestens zwei hintereinander und/oder kaskadenförmig angeordnete Kältemittelgemischkreisläufe.Plant according to at least one of claims 5 to 7, characterized by at least two consecutively and / or cascaded refrigerant mixture cycles.
[0009] Verwendung eines Verfahrens gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4 und/oder mindestens einer Anlage gemäß mindestens einem der Ansprüche 5 bis 8 beim Verflüssigen, insbesondere durch Vorkühlen oder durch Unterkühlen, eines kohlenwasserstoffreichen Stroms, insbesondere eines Erdgasstroms.Use of a method according to any one of claims 1 to 4 and / or at least one system according to at least one of claims 5 to 8 during the liquefaction, in particular by precooling or by subcooling, a hydrocarbon-rich stream, in particular a natural gas stream.
[0010] Verwendung gemäß Anspruch 9 in der L[iquefied]N[atural]G[as]-Technologie, insbesondere beim M[ixed]F[luid]C[ascade]-Prozess, beim C3-M[ixed] R[efrigerant]C[ycle]-Prozess (propane precooled mixed refrigerant process), beim Dual-Flow-M[ixed]R[efrigerant]C[ycle]-Prozess und/oder beim Single- Flow-M[ixed]R[efrigerant]C[ycle]-Prozess. Use according to claim 9 in the L [iquefied] N [atural] G [as] technology, in particular in the M [ixed] F [luid] C [ascade] process, in the C3-M [ixed] R [ efrigerant] C [ycle] process (propane precooled mixed refrigerant process), the dual-flow M [ixed] R [efrigerant] C [ycle] process and / or the single-flow M [ixed] R [efrigerant ] C [ycle] process.
EP06764322A 2005-08-12 2006-08-11 Method and arrangement for liquefying a stream rich in hydrocarbons Withdrawn EP1913319A2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005038266A DE102005038266A1 (en) 2005-08-12 2005-08-12 Process for liquefying a hydrocarbon-rich stream
PCT/EP2006/065278 WO2007020252A2 (en) 2005-08-12 2006-08-11 Method and arrangement for liquefying a stream rich in hydrocarbons

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1913319A2 true EP1913319A2 (en) 2008-04-23

Family

ID=37681111

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP06764322A Withdrawn EP1913319A2 (en) 2005-08-12 2006-08-11 Method and arrangement for liquefying a stream rich in hydrocarbons

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP1913319A2 (en)
AU (1) AU2006281407B2 (en)
DE (1) DE102005038266A1 (en)
WO (1) WO2007020252A2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008006867A2 (en) 2006-07-14 2008-01-17 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method and apparatus for cooling a hydrocarbon stream
DE102006039661A1 (en) * 2006-08-24 2008-03-20 Linde Ag Process for liquefying a hydrocarbon-rich stream
DE102007053608A1 (en) * 2007-11-08 2009-05-20 GFL Gesellschaft für Labortechnik mbH Refrigerant mixture and cooling system containing refrigerant mixture
ITMI20091768A1 (en) * 2009-10-15 2011-04-16 Ecoproject Sas Di Luigi Gazzi E C PROCESS FOR LNG PLANTS ALSO WITH LARGE CAPACITY ASKING FOR LOW VOLUMETRIC REACHES TO REFRIGERATING COMPRESSORS
EP4019869A1 (en) * 2020-12-23 2022-06-29 Linde GmbH Method for liquefying natural gas

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1572900A (en) * 1976-04-21 1980-08-06 Shell Int Research Process of the liquefaction of natural gas
US4180123A (en) * 1977-02-14 1979-12-25 Phillips Petroleum Company Mixed-component refrigeration in shell-tube exchanger
FR2471566B1 (en) * 1979-12-12 1986-09-05 Technip Cie METHOD AND SYSTEM FOR LIQUEFACTION OF A LOW-BOILING GAS
DE19716415C1 (en) 1997-04-18 1998-10-22 Linde Ag Process for liquefying a hydrocarbon-rich stream
MY117548A (en) * 1998-12-18 2004-07-31 Exxon Production Research Co Dual multi-component refrigeration cycles for liquefaction of natural gas
DE19937623B4 (en) * 1999-08-10 2009-08-27 Linde Ag Process for liquefying a hydrocarbon-rich stream
CN100504262C (en) * 2004-06-23 2009-06-24 埃克森美孚上游研究公司 Mixed refrigerant liquefaction process

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2007020252A2 *

Also Published As

Publication number Publication date
AU2006281407A1 (en) 2007-02-22
WO2007020252A2 (en) 2007-02-22
AU2006281407B2 (en) 2010-04-01
DE102005038266A1 (en) 2007-02-15
WO2007020252A3 (en) 2007-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19722490C1 (en) Single flow liquefaction of hydrocarbon-rich stream especially natural gas with reduced energy consumption
EP1864062A1 (en) Method for liquefaction of a stream rich in hydrocarbons
DE102010011052A1 (en) Process for liquefying a hydrocarbon-rich fraction
WO2008022689A2 (en) Method for the liquefaction of a hydrocarbon-rich flow
DE19937623B4 (en) Process for liquefying a hydrocarbon-rich stream
DE102007010032A1 (en) Procedure for separating a nitrogen-rich fraction from a liquefied natural gas, comprises supplying the natural gas after its liquefaction and super cooling, to a stripping column that serves the separation of the nitrogen-rich fraction
DE102015001858A1 (en) Combined separation of heavy and light ends from natural gas
WO2010121752A2 (en) Method for liquefying a hydrocarbon-rich fraction
WO2006136269A1 (en) Method for liquefying a hydrocarbon-rich flow
WO2003106906A1 (en) Method for liquefying a stream enriched with hydrocarbons and the simultaneous recovery of a high-yield fraction enriched with c<sb>3+</sb>
EP1913319A2 (en) Method and arrangement for liquefying a stream rich in hydrocarbons
DE102009015766A1 (en) Liquefying hydrocarbon-rich nitrogen-containing fraction, comprises carrying out the cooling and liquefaction of the hydrocarbon-rich fraction in indirect heat exchange against refrigerant or refrigerant mixture of refrigeration circuit
WO2006050913A1 (en) Method for liquefying a hydrocarbon-rich flow
DE102009008230A1 (en) Process for liquefying a hydrocarbon-rich stream
DE19612173C1 (en) Procedure for liquefaction of hydrocarbon rich process flow, especially natural gas
WO2017054929A1 (en) Method for liquefying a hydrocarbon-rich fraction
DE102012020469A1 (en) Method for separating methane from methane-containing synthesis gas in separation unit, involves feeding capacitor with secondary portion of refrigerant of outlet temperature to intermediate temperature and cooling to lower temperature
DE102014012316A1 (en) Process for cooling a hydrocarbon-rich fraction
WO2010112206A2 (en) Method for liquefying a hydrocarbon-rich fraction
DE102006021620B4 (en) Pretreatment of a liquefied natural gas stream
DE102009004109A1 (en) Liquefying hydrocarbon-rich fraction, particularly natural gas stream, involves cooling hydrocarbon-rich fraction, where cooled hydrocarbon-rich fraction is liquefied against coolant mixture
DE102007006370A1 (en) Process for liquefying a hydrocarbon-rich stream
DE102004032710A1 (en) Method for liquefying a hydrocarbon-rich stream, especially a natural gas stream, comprises separating a first coolant mixture cycle into a low boiling fraction and a higher boiling fraction
WO2005090886A1 (en) Method for liquefying a hydrocarbon-rich flow
EP2369279A1 (en) Method for cooling or liquefying a hydrocarbon-rich flow and assembly for carrying out the method

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20080129

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR

17Q First examination report despatched

Effective date: 20100820

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: FOERG, WOLFGANG

Owner name: SHELL INTERNATIONALE RESEARCH MAATSCHAPPIJ B.V.

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20150303