NL8006736A

NL8006736A - Werkwijze en systeem voor het vloeibaar maken van een gas met een laag kookpunt.

Info

Publication number: NL8006736A
Application number: NL8006736A
Authority: NL
Original assignee: Snam Progetti; Technip Cie
Priority date: 1979-12-12
Filing date: 1980-12-11
Publication date: 1981-07-16
Also published as: MY8600511A; AR228349A1; DZ255A1; NO803741L; GB2067734A; JPH0147718B2; IT8046911A0; NO154473C; US4339253A; FR2471566A1; ES497706A0; OA06667A; AU6531880A; DE3046549C2; NL189375B; JPS56100279A; IN155149B; AU536389B2; NO154473B; GB2067734B

Description

i v i . *St VO 1315

Werkwijze en systeem voor het vloeibaar maken van een gas met laag kookpunt.

De uitvinding heeft algemeen betrekking op een verbetering van een werkwijze en een systeem voor het afkoelen van een tot lage temperatuur af te koelen fluïdum en met name het vloeibaar maken van een natuurlijk of synthetisch gas met laag kookpunt, zoals b.v.

5 een gas::rijk aan methaan. Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking en essentieel als voorwerp een methode voor het besparen van energie en eventueel installeringskosten bij een dergelijke werkwijze alsmede op een toestel voor het uitvoeren daarvan. De uitvinding heeft eveneens betrekking op de verschillende toepassingen 10 die een gevolg zijn van uitvoering van de werkwijze en/of het genoem de toestel alsmede op de inrichtingen, installaties, uitvoeringen die van dergelijke toestellen zijn voorzien.

Men kent methoden en installaties voor het afkoelen van af te koelen fluïda en in het bijzonder voor het vloeibaar maken van 15 een gas bij lage temperatuur waarbij men met name door doorlopen van geschikte warmteuitwisselaars kan verkrijgen de condensatie van het gas bij hoge druk en lage temperatuur, vervolgens de onderafkoeling bij hoge druk van het vloeibaar gemaakte gas en vervolgens de ontspanning ervan in een continue stroom door een ontspannings-20 orgaan voor het tenslotte winnarven het vloeibaar gemaakte gas b.v.

in een vat van lage druk. Men kan eveneens bij de huidige technische stand van zaken afkoelen en vloeibaar maken tenminste één be-trekkelijk droog gas met laag kookpunt, door warmteuitwisseitng * met tenminste een deel van een afkoelend fluïdum hoofd of licht 25 genaamd, vooraf afgekoeld tot zijn tenminste ten dele vloeibaarma- king door thermische uitwisseling met een ander afkoelend fluïdum hulp of zwaar genaamd, welke afkoelende fluïda onderdeel uitmaken van een koeloascade waarin verschillende afkoelende fluïda zijn op-vaar- genomen'van tenminste de beide voorgenoemde. Elk afkoelend fluïdum 8006736 - 2 - bestaat met voordeel uit een mengsel van verschillende samenstellende stoffen van bij voorKeur met resp. afnemende vluchtigheid, bewegend volgens een afkoelcyclus in een gesloten Kringloop door het achtereenvolgens aan de volgende bewerkingen en fysische verschijnselen 5 te onderwerpen: tenminste één compressie in gasvormige toestand van af een lage druk tot een hogere druk, tenminste één voorafkoeling met eventueel condensatie tenminste ten dele bij genoemde hoge druk door thermische uitwisseling met een afkoelend middel van b.v. externe afkomst, zoals b.v. water of lucht, tenminste één zelfafkoe-10 ling met totale vloeibaarmaking en vervolgens onderafkoeling en daarna ontspanning tot genoemde lage druk door navolgende warmte-uitwisseling (en daarmee gepaard gaande hieruit voortvloeiende verdamping) in tegenstroom met zichzelf voor de ontspanning en met het andere afkoelfluïdum of met tet genoemde gas voor tenminste gedeel-15 telijke vloeibaarmaking van laatstgenoemde fluïdum of gas, waarbij de damp van lage druk van genoemd, afkoelfluïdum aldus verwarmd, tenslotte wordt gerecirculeerd en gehercomprimeerd. Deze bekende werkwijze verbruikt uiteraard energie vanwege het noodzakelijke totale vermogen van het uitvoeren van de verschillende compressies 20 van de verschillende aanwezige samenwerkende flulda.

De uitvinding heeft derhalve hoofdzakelijk ten doel deze bekende werkwijzen te verbeteren met name voor eenzelfde hoeveelheid behandelde produktBn het geabsorbeerde totale noodzakelijke vermogen door de compressies van tenminste de afkoelflulda te verminde-25 ren door aldus de kosten van de behandeling door de vermindering van de energie-uitgaven alsmede het vermogen derhalve de aanscHaf·^-· prijs van de compressoren te verminderen. Hiertoe schept de uitvinding in het bijzonder een werkwijze voor het besparen van energie en eventueel installatlekosten bij een methode met name voor het 30 vloeibaar maken van een betrekkelijk droog gas met laag kookpunt, hierdoor gekenmerkt, dat zij bestaat in het uitvoeren van de compressie van tenminste het voorgenoemde hulpafkoelfluldum bestemd voor het afkoelen en vloeibaar maken van tenminste ten dele het hoofdafkoelfluldum in verschillende gescheiden achtereenvolgende 35 compressies met geleidelijk toenemende hoeveelheden en tenslotte t 8006736 * - 3 - totaal van genoemd hulpafkoelfluidum tot resp. verschillende drukken waarvan tenminste één tussenliggende en één hoge, waarbij tenminste de voorlaatste compressie wordt gevolgd door de condensatie tenminste ten dele, en het vervolgens doen ondergaan in verschillende 5 onderscheiden porties van genoemd hulpafkoelfluïdum bij hoge druk van respectieve ontspanningen tenminste tot een tussenliggende druk en tot de lage genoemde druk elk gevolgd door een verdamping van tenminste het grootste deel bij de overeenkomstige ontspannen druk, waarbij het deel bestemd om ontspannen te worden en tenminste ten 10 dele te worden verdampt bij genoemde lage druk alsmede eventueel ten minste een of elk ander deel bestemd om te worden ontspannen en tenminste ten dele verdampt bij de overeenkomstige tussenliggende druk elk wordt onderafgekoeld tot de vloeibare toestand alvorens achtereenvolgens te worden ontspannen en verdampt door thermische uitwis-15 seling in tegenstroom met tenminste een deel van zichzelf dat reeds is ontspannen en vervolgens verdampt door genoemde thermische uitwisseling, waarbij elk deel dat aldus tenminste voor zijn grootste deel is verdampt, vervolgens wordt gerecirculeerd om te worden ge-hercomprimeerd, waarbij de verdamping bij de laatste tussenliggende 20 druk met name wordt uitgevoerd door thermische uitwisseling met het voorg8noemde gas oorspronkelijk in vochtige toestand voor het af-koelen daarvan om het aldus relatief droog te maken door condenseren tenminste ten dele van het hierin aanwezige vocht, terwijl elk voorgenoemd deel dat is ontspannen en vervolgens verdampt bij een 25 ' andere lagere druk eveneens in thermische uitwisseling in tegen stroom is met genoemd hoofdafkoelfluidum om dit tenminste ten dele af te koelen en/of te condenseren.

Aldus in tegenstelling tot een bepaalde bekende stand van de techniek waarbij met name twee cycli van afkoelende flulda worden 30 gebruikt resp. licht of hoofd en zwaar of hulp, met verschillende componenten en waarbij het zware of hulp afkoelende fluïdum bij een enkele druk wordt verdampt en gecondenseerd bij een enkele druk, het feit dat volgens de uitvinding op de hulpafkoelcyclus met zwaar afkoelfluldum met verscheidene componenten een tussenliggende 35 condensatie en ontspanningen en verdampingen op verschillende druk- niveaus worden uitgevoerd maakt het mogelijk het totaal noodzake- - 4 - lijke compressievermogen bij die afkoelcycli van resp. lichte en zware afkoelfluïda te verkleinen en dientengevolge de kosten voor de behandeling voor een dergelijke behandelde gashoeveelheid te verminderen wat een belangrijke technische verbetering betekent. In 5 het algemeen wordt het voorgenoemde hulpafkoelfluïdum tenminste ten dele gecondenseerd bij de genoemde hoge druk en achtereenvolgens vloeibaar gemaakt en daarna onderafgekoeld en daarna ontspannen tot de lage genoemde druk voor navolgende thermische uitwisseling Cen bijkomende daaruit voortvloeiende verdamping) in tegenstroom met 10 zichzelf voor de ontspanning en met het genoemde hoofdafkoelfluïdum.

Volgens een ander kenmerk van de uitvinding worden de volgende bewerkingen uitgevoerd met het hulpafkoelfluïdum en met het vloeibaar te maken gas: - uitvoering van de voorlaatste genoemde compressie of een deel van 15 genoemd hulpafkoelfluïdum; - scheiding van de respectieve gasvormige en vloeibare fase van het totaal debiet van hulpafkoelfluïdum, dat tenminste ten dele is gecondenseerd bij de laatste tussenliggende druk; - uitvoering van de laatste compressie in twee'bijkomende geschei- 20 den compressies resp. van de genoemde gasvormige fase en vloeibare fase tot de hoge genoemde druk; - vereniging van de gasfase bij hoge druk en tenminste het grootste deel van de vloeibare fase bij hoge druk tot een eerste partiële stroom in gemengde toestand; 25 - condensatie tenminste voor het grootste deel van genoemde eerste stroom ten dele door thermische uitwisseling met een afkoelmiddel van bij voorkeur externe afkomst zoals met name water of lucht; - afname van een deel van genoemde eerste partiële stroom waarvan tenminste één deel de totale vloeibaarmaking ondergaat, een onder- 30 afkoeling en een ontspanning bij de voornoemde lage druk vervol gens genoemde warmteuitwisseling (en bijkomende daaruit voortvloeiende verdamping) in tegenstroom met zichzelf voor ontspanning en met het genoemde hoofdafkoelfluïdum en tenslotte hercom-pressie van de damp met lage druk tot een hogere druk; 35 - gescheiden bijkomende ontspanningen van het andere deel van ge- 800 6 73 6 - ♦ * - 5 - noemde eerste partiële stroom en van het resterende deel van genoemde vloeibare fase bij hoge druk tot genoemde laatste tussenliggende druk; - vereniging van het genoemde andere verdampte ontspannen deel en 5 van het genoemde ontspannen overblijvende deel van genoemde vloei bare fase tot een tweede partiële stroom in gemengde toestand en vervolgens verwarming en verdamping voor het grootste deel daarvan door thermische uitwisseling met genoemde gas; -terugLeiding en vereniging van genoemde tweede verdampte partiële 10 stroom voor het grootste deel naar het genoemde deel dat eerst is genoemd van genoemde eerste partiële stroom tenminste ten dele gecondenseerd bij genoemde laatste tussenliggende druk voor de scheiding van de fasen.

Volgens deze uitvoering die het fundamentele idee en de alge-15 mene toepassing van de uitvinding expliceert, wordt het hulpafkoel- fluïdum, dat een condensatie bij een tussenliggende druk heeft ondergaan alvorens te worden gecomprimeerd bij de hoge druk ontspannen en vervolgens verdampt bij tenminste twee verschillende drukken die resp. de lage druk en tenminste de genoemde tussenliggende laat-20 ste druk zijn. Bovendien ondergaat het vloeibaar te maken gas oor spronkelijk in betrekkelijk vochtige toestand aldus een voordroging tenminste voor het grootste deel alvorens het wordt onderworpen afgezien van de betrokken werkwijze aan een volledige relatieve droging voor de afkoel- en condensatiebehandeling door warmteuitwisse-25 ling met name met het hoofdafkoelfluïdum.

Volgens een ander kenmerk van de uitvinding wordt tenminste een deel van het deel, dat eerst is genoemd, van de eerste genoemde partiële stroom-bij hoge druk verdeeld na zijn totale vloeibaarma-king en zijn onderafkoeling in tenminste twee fracties die vervcl-30 gens gescheiden worden ontspannen en verdampt parallel resp. met de genoemde lage druk en met een gemiddelde tussenliggende druk lager dan de voomoemde laatste tussenliggende druk, waarbij de aldus ontspannen fracties worden verdampt door thermische uitwisseling in tegenstroom met zichzelf voor ontspanning en met het genoemde hoofd- , 35 afkoelfluïdum terwijl genoemde damp van lage druk na hercompressie en achtereenvolgende beginnende afkoeling tot genoemde gemiddelde 8006736 - 6 - druk wordt verenigd met genoemde damp bij middelmatige druk onder herstelling aldus van de eerste partiele stroom die dan wordt geher-comprimeerd bij een grotere tussenliggende druk.

Aldus wordt volgens deze uitvoering het genoemde hulpafkoel-5 fluïdum dat oorspronkelijk in vloeibare toestand bij hoge druk is, hier ontspannen en verdampt bij drie verschillende drukken die resp. de lage druk, een eerste tussenliggende druk of middelmatige druk en een tweede of laatste tussenliggende druk zijn.

Volgens nog een ander kenmerk van de uitvinding wordt het 10 vloeibaar te maken gas in betrekkelijk droge toestand vooraf afge koeld met behulp van warmteuitwisseling met het genoemde hulpafkoel-fluïdum. Volgens een ander kenmerk van de uitvinding geschiedt deze voorafkoeling door het feit dat een ander deel van het deel dat eerst is genoemd van de genoemde partiele eerste stroom bij hoge 15 druk geleidelijk geheel wordt vloeibaar gemaakt en vervolgens onder afgekoeld en daarna ontspannen en verdampt bij de genoemde gemiddelde druk, terwijl het genoemde andere aldus ontspannen deel wordt verdampt door thermische uitwisseling in tegenstroom met zichzelf voor ontspanning en met het genoemde betrskkelijk droge gas om dit 20 vooraf af te koelen, waarbij de dampen bij middelmatige druk, resp.

afkomstig van de genoemde overeenkomstige fractie en van het andere deel vervolgens worden verenigd met de damp bij middelmatige druk vooraf afgekoeld en gehercomprimeerd tezamen tot de genoemde grotere tussenliggende druk.

25 Overeenkomstig een ander kenmerk van de uitvinding geschiedt het vloeibaar maken tenminste ten dele van het genoemde hoofdafkoel-fluïdum tenminste in twee achtereenvolgende trappen van toenemende afkoeling en tenminste een deel van het genoemde deel dat eerst is genoemd van de genoemde partiële eerste stroom wordt achtereenvol-30 gens geheel vloeibaar gemaakt en onderafgekoeld en vervolgens ver deeld in twee fracties waarvan de eerste wordt ontspannen tot een middelmatige tussenliggende druk voor navolgende thermische uitwisseling (en bijkomende daaruit voortvloeiende verdamping] in tegenstroom met het genoemde deel voarontspanning en met het genoemde 35 hoofdafkoelfluldum om dit af te koelen volgens een eerste trap ter- 8006736 * Λ - 7 - wijl de tweede fractie bij Komend wordt onderafgekoeld en vervolgens ontspannen tot de genoemde lage druk voor navolgende thermische uitwisseling (en bijkomende daaruit voortvloeiende verdamping) in tegenstroom met zichzelf voor ontspanning en met het genoemde hoofd-5 afkoelfluïdum dat reeds vooraf is afgekoeld om dit nog meer af te koelen volgens een tweede trap, waarbij de damp bij genoemde lage druk wordt gerecirculeerd om te worden gehercomprimeerd bij genoemde middelmatige druk na voorafkoeling door thermische uitwisseling met een afkoelmiddel van bij voorkeur externe oorsprong, verenigd IQ met de damp bij middelmatige druk van genoemde eerste fractie vóór hercompressie tot de genoemde laatste tussenliggende druk.

Volgens een ander kenmerk van de uitvinding worden de dampen bij de genoemde middelmatige druk resp. afkomstig van de eerste genoemde fractie van een deel van het deel, dat eerst is genoemd, van 15 de genoemde partiële eerste stroom van een deel en van het andere deel van het genoemde andere deel anderzijds verenigd vóór de hercompressie tot de genoemde tussenliggende laatste druk.

De uitvinding heeft eveneens betrekking op een toestel voor het uitvoeren van de bovenbeschreven werkwijze van het type omvat-20 tends tenminste de volgende kringlopen: enerzijds een kringloop met name open voor het vloeibaar te maken gas; anderzijds een gesloten kringloop van het hoofdafkoelfluldum in relatie van warmteuitwisse-ling met genoemde gaskringloop door middel van cryogene warmteuit-wisselaars resp. voor vloeibaarmaken, onderafkoeling en voorafkoe-25 ling onderdeel uitmakend van een afkoelcascade waarin tenminste twee afkoelfluida resp. hoofd en hulp zijn opgenomen en tenslotte een gesloten kringloop van hülpafkoelfluldum in warmteuitwisseling met genoemde kringloop van hoofdafkoelfluldum door middel van tenminste 'één cryogene warmteuitwisselaar voor voorafkoeling en vloeibaarma-30 ken, van tenminste ten dele genoemd hoofdafkoelfluldum. Deze kring loop van hulpafkoelfluïdum omvat tenminste de volgende elementen: tenminste één compressor voor gasvormig fluïdum, één:afkoelercon-densor met afkoelmiddel van bij voorkeur externe oorspring, één weg voor totale vloeibaarmaking en onderafkoeling doorlopend de ge-35 noemde voorafkoelingswarmteuitwisselaar en zich algemeen uitstrek- 8006736 -8-.

kend in dezelfde richting als de stromingsweg van het hoofdafkoel-fluïdum daarin, een eerste ontspanningsorgaan in het stroomafwaarts uiteinde van genoemde stromingsweg voor totale vloeibaarmaking en onderafkoeling en verbonden aan een doorgangsweg voor verdamping 5 die genoemde voorafkoelingswarmteuitwisselaar doorloopt om uit te komen bij de pomp voor lage druk van genoemde compressor.

Dit toestel is volgens de uitvinding gekenmerkt doordat de uitgang van de genoemde afkoelercondensor is verbonden aan de ingang van een fasenscheider waarvan de opvangruimte voor damp is ver-1Q bonden aan de aanzuiging van een andere compressor waarvan de samen persing is verbonden aan de ingang van een andere afkoelercondensor met afkoelmiddel van b.v. externe aard, terwijl de opvangruimte voor de vloeistof van genoemde fasenscheider is verbonden aan de aanzuiging van een opname- en circulatiepomp waarvan de samenpersing 15 is verbonden tenminste ten dele aan de ingang van genoemde andere afkoelercondensor en ten dele aan een tweede ontspanningsorgaan.; de uitgang van genoemde andere afkoelercondensor is verbonden enerzijds aan de ingang van genoemde stromingsweg voor totale vloeibaarmaking en voorafkoeling anderzijds aan een derde ontspanningsorgaan; 20 de uitgangen van genoemde tweede en ‘derde organen voor ontspanning zijn verbonden aan dB ingang van genoemde fasenscheider door een afkoeler van vloeibaar te maken gas dat oorspronkelijk in betrekkelijk vochtige toestand is.

Een dergelijk toestel is algemeen van het type met kringloop 25 voor het genoemde hulpafkoelfluidum omvattend tenminste twee in serie verbonden compressors waardoor een tussenliggende afkoeler met afkoelmiddel van bij voorkeur externe aard waarbij de aanzuiging van de eerste compressor is verbonden aan de doorgangsweg voor de genoemde verdamping en de samenpersing van dB tweede compressor is •30 verbonden aan de ingang van de genoemde afkoelercondensor die eerst is genoemd. Volgens een ander kenmerk van de uitvinding is het stroomafwaarts gelegen uiteinde van de stromingsweg voor de totale vloeibaarmaking en genoemde onderafkoeling ook parallel verbonden door een ander ontspanningsorgaan aan een andere doorgangsweg voor 35 verdamping die eveneens een warmteüitwisselaar voor genoemde voor- 8 0 0 6 73 6 .............

J· · -9-.

afkoeling doorloopt waarbij de respectieve stroomafwaarts gelegen uiteinden van de beide doorgangswegen voor verdamping resp. zijn verbonden aan de aanzuigingen van de beide genoemde compressors.

Volgens een ander kenmerk van de uitvinding omvat het ge-5 noemde toestel tenminste één warmteuitwisselaar voor voorafkoeling van het vloeibaar te maken betrekkelijk droge gas resp. doorlopen door een stromingsweg van genoemd gas door een strpmingsweg voor volledige vloeibaarmaking en onderafkoeling van het genoemde hulpafkoelfluïdum waarvan het stroomopwaarts gelegen uiteinde vertakt 10 is over de leiding die de uitgang van de andere afkoelercondensor verbindt met de ingang van de warmteuitwisselaar voor voorafkoeling van het hoafdafkoelfluïdum» terwijl zijn stroomafwaarts gelegen uiteinde is verbanden aan de ingang van een vierde ontspanningsorgaan alsmede door een doorgangsweg voor verdamping verbonden aan het 15 stroomafwaarts gelegen uitgang van genoemd ontspanningsorgaan en stroomopwaarts aan de aanzuiging van de tweede genoemde compressor.

Overeenkomstig een ander kenmerk van de uitvinding bestaat de warmteuitwisselaar voor de genoemde voorafkoeling uit twee thermische uitwisselaars resp. doorlopen door twee stromingswegen voor 20 vloeibaarmaking tenminste ten dele van-het genoemde hoofdafkoel- fluïdum in serie verbonden en door de beide genoemde doorgangswegen voor verdamping van het genoemde hulpafkoelfluïdum, waarbij de doorgangsweg voor de thermische uitwisselaar stroomafwaarts gelegen is verbonden met zijn stroomafwaartse uiteinde aan de aanzuiging van 25 de eerste genoemde compressor en met zijn stroomopwaarts gelegen uiteinde achtereenvolgens door het daarmede verbonden ontspannings- / '—7 orgaan en een stromingsweg voor bijkomende onderafkoeling aan het stroomopwaarts gelegen uiteinde van de totale vloeibaarmakende stro-mingsweg en onderafkoeling van het hulpafkoelfluïdum in de thermi-30 sche uitwisselaar stroomopwaarts terwijl de doorgang van deze laat ste is verbonden aan de aanzuiging van de tweede voorgenoemde compressor.

De doorgangsweg voor verdamping van al het genoemde hulpaf-koelfluxdum door de voorafkoelingswarmteuitwisselaar en voor gedeel-35 telijke vloeibaarmaking van het genoemde hoofdafkoelfluïdum bestaat 8006736 - 10 - met voordeel uit de interne ruimte met omhulling of calander van genoemde uitwisselaar bevattend en omhullend de genoemde st-romings-wegen voor afkoelflulda resp. hoofd en hulp daarin en de uitgang van het ontspanningsorgaan verbonden aan deze doorgangsweg is verbon-5 den aan een verdelingsorgaan voor ontspannen fluïdum uitkomend in genoemde interne ruimte bij voorkeur aan de zijde van de uiteinden stroomopwaarts resp. van genoemde stromingswegen. Aldus stroomt het ontspannen hulpafkoelingsfluldum in een zin tegengesteld aan de gemeenschappelijke stromingsriohting van het resp. hoogst en hulpaf-1Q kqelfluïdum door vereniging van hun respectieve stromingswegen be perkt op zodanig wijze dat zij sterker worden afgekoeld wat de verdamping van het hulpafkoelfluïdum verdeeld door verwarming daarvan voortzet.

Volgens nog een ander kenmerk van de uitvinding bestaat een IS soortgelijke configuratie van de doorgangsweg van verdamping en ver delingsorgaan in elke andere warmteuitwisselaar verenigd tot een • enkel ontspanningsorgaan voor hulpafkoelfluïdum mits het afkoel-fluïdum niet wordt ontspannen tot een enkele en zelfde druk in eenzelfde warmteuitwisselaar. Het zal duidelijk zijn dat elke doorgangs-20 weg voor de genoemde verdamping ook zaL kunnen bestaan uit een be perkte stramingsweg gescheiden of afzonderlijk.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de tekening.

voor

Fig.l stelt een uitvoeringsvorm/van een vloeibaarmakings-25 systeem voor gas b.v. natuurlijk gas met condensatie van het hulp- afkoelfluldum bij twee verschillende drukken resp. tussenliggend en hoog en met ontspanning en verdamping ervan bij twee verschillende drukken resp. tussenliggend en laag alsmede met afkoeling van het oorspronkelijk vochtige vloeibaarmakende gas met name om dit ten 30 dele te drogen;

Fig.2 stelt voor een andere uitvoeringsvorm van het systeem waarbij het hulpafkoelfluïdum wordt ontspannen en verdampt bij drie verschillende drukken resp. laag, middelmatig en tussenliggend, waarbij de ontspanningen en verdampingen bij twee eerste drukken 35 worden uitgevoerd in de omgrensde stromingswegen in de uitwisselaar 8 0 0 6 73 6 .· - 11 - voor voorafkoeling en vloeibaarmaking tenminste ten dele van het hoofdafkoelfluidumj

Fig.3 stelt voor een andere uitvoeringsvorm van het systeem bij drie verschillende drukken van ontspanning en verdamping vol-5 gens fig.2, waarbij het hoofdafkoelfluldum wordt afgekoeld en vloei baar gemaakt tenminste ten dele in twee achtereenvolgende trappen werkend in twee onderscheiden warmteuitwisselaars door overeenkomstige thermische warmteuitwisseling met het hulpafkoelfluidum;

Fig.4 stelt voor een modificering van het systeem volgens 10 fig.2, bestaande in de toevoeging van een warmteuitwisselaar voor voorafkoeling van het vloeibaar te maken gas in betrekkelijk droge toestand door het hulpafkoelfluidum dat is ontspannen en verdampt bij de genoemde tussenliggende druk, waarbij de doorgangswegen voor de verdamping van het hulpafkoelfluidum in de beide warmteuitwisse-15 laars bestaan uit afzonderlijk omgrensde stromingswegenj en

Fig.5 voorstelt een variant van de uitvoering van het systeem volgens fig.3 bestaande uit de toevoeging van een warmteuitwisselaar voor voorafkoeling van het vloeibaar te maken gas in betrekkelijk droge toestand met in elke warmteuitwisselaar een kringloop 20 van hulpafkoelfluidum, verdeling van het ontspannen hulpafkoelfluï- dum rechtstreeks in de interne ruimte van de mantel van de betrokken thermische warmteuitwisselaar met bijkomende verdamping in genoemde _ ruimte.

Volgens de uitvoeringsvorm afgebeeld in fig.l wordt de open 25 gaskringloop van het vloeibaar te maken natuurlijk gas CGN) aange duid op algemene wijze door het verwijzingsnummer 1, terwijl de gesloten kringloop voor het hoofdafkoelfluidum algemeen wordt aangeduid met het verwijzingsnummer 2 en de gesloten kringloop voor het hulpafkoelfluidum wordt aangeduid met het verwijzingsnummer 3. Elke 30 kringloop is symbolisch beperkt en aanwezig in het binnenste van een met onderbroken lijnen getrokken vierkant en hetvtraject van het vloeibaar te maken gas is aangegeven door een getrokken dikke lijn.

De kringloop van het vloeibaar te maken gas 1 en de kringloop van het hoofdafkoelfluldum 2 zijn thermisch gecombineerd of onderling 35 verbonden door tussenkomst van gewone cryogene warmteuitwisselaars 8006736 - 12 - resp. voor vloeibaarmaking en onderafkoeling van gas 4, enerzijds en voorafKoeling van gas 5. De kringlopen van afkoelfluidarresp. hoofd 2 en hulp 3 zijn gebombineerd door tussenkomst van tenminste één gewone cryogene warmteuitwisselaar 6 voor voorafkoeling en 5 vloeibaarmaking tenminste ten dele van het hoofdafkoelfluidum.

De open kringloop 1 van het vloeibaar te maken gas omvat een leiding 7 voor aankomst in de warmteuitwisselaar voor voorafgaande afkoeling 5, verbonden aan tenminste een tinnenstromingsweg 8 van deze uitwisselaar waarvan de uitgang is verbonden met een leiding 3 1D aan een facultatief toestel 10 voor behandeling van gas waarvan de uitgang is verbonden door een leiding 11 aan de ingang van de warmteuitwisselaar 4-

Deze warmteuitwisselaar bestaat uit twee thermische uitwis-seleenheden achtereenvolgens voor vloeibaarmaking van gas 4a en on-15 derafkoeling van het vloeibaar gemaakte gas 4b, die hetzij onder scheiden of gescheiden kunnen zijn hetzij verenigd of gegroepeerd (zoals dit op de tekening is afgebeeldi in eenzelfde gemeenschappe-lijke ruimte omgeven door eenzelfde mantel of kalander voor warmteuitwisselaar 4. De beide eenheden of secties 4a en 4b staan met el-20 kaar. in verbinding en zijn met elkaar-in serie verbonden.

Leiding 11 is aldus verbonden aan een interne stromingsweg 12 die achtereenvolgens de beide eenheden of secties van warmta-uitwisseling 4a en 4b doorloopt en waarvan het stroomafwaartse einde is verbonden aan de uitgang van de warmteuitwisselaar 4 aan een 25 leiding 13 voor vloeibaar gemaakt natuurlijk gas GNL door tenminste één ontspanningsorgaan 14 zoals b.v. een ontspanningsklep.

De gesloten kringloop 2 bevat een hoofd of licht afkoelflu-idum bestaande uit een mengsel van verschillende componenten waarvan het grootste deel met voordeel wordt gevormd door koolwaterstof. De 30 relatieve samenstelling in molen van dit lichte afkoelfluïdum kan b.v.. als volgt zijn: stikstof N2 0 - 10% methaan CH. 30 - 60% 4 etheen C2H4 of 35 ethaan C2H6 30-60% 8 00 6 73 6 - 13 - propeen CgHg, propaan CgHg, butaan C^Hjg θπ minder vluchtige koolwaterstoffen )0 - 20%

Deze kringloop 2 omvat achtereenvolgens in de stromingsrich-ting van het afkoelfluldum tenminste één compressor 15 voor afkoel-5 fluïdum in gasvormige toestand b.v. met twee trappen resp. bij een lagere 15a en een hogere druk 15b, in gang gezet hetzij elk gescheiden door een afzonderlijke motor ofwel gezamenlijk door een gemeenschappelijke motor en derhalve met de respectieve aandrijfstangen gekoppeld* Deze twee compressortrappen 15a en 15b zijn in serie 10 verbonden door tenminste een tussenliggende afkoeIer 16 waarvan het afkoelfluldum met voordeel van uitwendige oorsprong is en b.v. uit water of lucht bestaat. De uitgangsopening of samenpersing van de , trap voor samenpersing tot hogere druk 15b is verbonden met een leiding 17 door een afkoelorgaan 18 (waarvan het afkoelfluldum met 15 voordeel van externe afkomst is, zoals b.v. water of lucht) aan de ingang van de warmteuitwisselaar 6 en nauwkeuriger aan het stroom-opwaartse uiteinde van tenminste één interne stromingsweg 19 die zich daarin uitstrekt. De uitgang van de warmteuitwisselaar 6 is het stroomafwaartse uiteinde van de stromingsweg 19 verbonden door 20 een leiding 20 met tenminste een fasenscheider 21. De opvangruimte voor vloeistof van deze fasenscheider is verbonden door een leiding 22 aan de ingang van'de warmteuitwisselaar 4 en nauwkeuriger aan het stroomafwaartse uiteinde van tenminste een stromingsweg 23 die zich uitstrekt binnenin de eenheid of thermische warmteuitwisselsec-25 tie 4a van de warmteuitwisselaar 4 in een richting die tenminste on geveer parallel is met de inwendige stromingsrichting 12, Het stroomafwaartse uiteinde van de inwendige stromingsweg 23 is verbonden aan de uitgang van de thermische uitwisselsectie 4a door een leiding 24 aan de ingang van een ontspanningsorgaan 25 zoals een klep of 30 dergelijke waarvan de uitgang is verbonden. door een leiding 26 aan een verdelingsorgaan b.v. met verstoven stralen of dergelijke 27, die met de inwendige ruimte van de mantel van de warmteuitwisselaar 4 in verbinding staat of daarin is geplaatst rechtstreeks uitkomend • in deze ruimte aan het uiteinde overeenkomend met de thermische uit-35 wisseleenheid 4a aan de zijde 'van het stroomafwaartse uiteinde van 800 6 73 6 - 14 - ds stromingsweg 23 zijnde georiënteerd in de richting van het tegengestelde uiteinde van genoemde thermische uitwisseleenheid 4a, op deze wijze stroomt de vloeistof die verdeeld is in genoemde ruimte onder verdergaande verdamping in de tegengestelde richting rond de 5 omgrensde· stromingswegen in deze ruimte·; in aanraking daarmee door direct contact. De opvangruimte voor damp van de fasenscheider 21 is verbonden door een leiding 28 aan de ingang van de thermische uitwisselsectie 4a en nauwkeuriger aan het stroomopwaartse uiteinde van tenminste een andere inwendige stromingsweg 29 die zich in 10 hoofdzaak parallel aan de stromingswegen 12 en 23 uitstrekt achter eenvolgens in de. beide thermische uitwisseleenheden 4a en 4b. Het stroomafwaartse uiteinde van deze stromingsweg 29 is verbonden aan de uitgang van da thermische uitwisseleenheid 4b door een leiding 30 aan de ingang van een ontspanningsorgaan zoals een klep of der-15 gelijke 31, waarvan de uitgang is verbonden door een leiding 32 aan een verdelingsorgaan 33 b.v. door verstoven stralen of dergelijke, in verbinding staand- mat~de gemeenschappelijke inwendige ruimte van de mantel van de warmteuitwissalaar 4 doordat zij met name is 'geplaatst daarin om rechtstreeks uit te komen in deze ruimte naar 20 de het overeenkomstige uiteinde van genoemde uitwisselaar en aan de zijde van hetstroomafwaartse uiteinde resp. van de stromingswegen 12 en 29 zijnde aldus georiënteerd naar het tegengestelde uiteinde van de warmteuitwissalaar in een richting tegengesteld aan de respectieve stromingsrichtingen van deze beide stromingswegen; aldus 25 stroomt de verdeelde vloeistof onder voortgaande verdamping in de genoemde richting rondom de inwendige stromingsrichtingen onder rechtstreeks contact daarmee. Het stroomafwaartse uiteinde van de inwendige gemeenschappelijke ruimte 34 in de ruimte omgrensd door de mantel of kalander van de warmteuitwissalaar 4 aan de zijde van 30 hetstroomopwaartse uiteinde resp. van de vermelde stromingswegen 12, 23 en 29, staat in verbinding door tenminste één uitgangsopening 35 van genoemde kalander met de aanzuiging voor lage druk van de eerste trapscompressor 15a door middel van een leiding 36 door middel van tenminste één doorgangweg voor damp 37 die door de cryogene 35 afkoelwarmteuitwisselaar 5 stroomt in een richting ongeveer parallel 8006736 - 15 - aan de richting van de stromingsweg van gas 9,

De Kringloop 3 bevat een zwaar zogenaamd hulpafkoelfluïdum bestaande uit een mengsel van bij voorkeur slechts koolwaterstoffen met b.v. de volgende relatieve molaire samenstelling: 5 methaan CH^ 0: - 15% etheen C2H4 of ethaan C^Hg 30 - 65% propeen CgHg af propaan CgHg 10 - 60% isobutaan of n-butaan en minder vluchtige koolwaterstoffen 0 - 30% 10 De gesloten kringloop 3 van het zware afkoelfluïdum of hulp afkoelfluïdum omvat achtereenvolgens de volgende elementen in de stromingsrichting van het fluïdum: een compressorgroep 38 voor gas-vormig fluïdum bestaande uit tenminste twee b.v. drie compressor-trappen 38a, 38b en 38c onderling in serie verbonden en aangedreven 15 hetzij resp. door afzonderlijke motors of ook door tenminste één gemeenschappelijke motor en tenminste twee compressors die dan rechtstreeks mechanisch door hun respectieve aandrijfstangen zijn gekoppeld. De uitgangsopening of de samenpersing van de eerste compressor 38 is verbonden aan de ingangsopening of aanzuigopening van 20 de tweede compressor 38b door een leiding 39 door een afkoelorgaan 40 met afkoelmiddel van bij voorkeur externe aard zoals b.v. water of lucht. De uitgangsopening of samenpersing van de-tweede compressor 38b is verbonden via een leiding 41 aan de ingang van een af-koelercondensor 42 die met voordeel van het type is met afkoelmiddel 25 van externe oorsprong bestaande b.v. uit water of lucht. De uitgang van de condensor 42 is verbonden via een leiding 43 aan een fasen-scheider 44 waarvan de opvangruimte voor de dampfase is verbonden door een leiding 45 aan de aanzuigopening van de laatste compressor 38c waarvan de ingangsopening of samenpersingsopening is verbon-30 den via leiding 46 aan de ingang van een afkoelercondensorcrgaan 47 met voordeel van het type met afkoelfluïdum van externe oorsprong bestaande b.v. uit water of lucht. De uitgang van de condensor 47 is verbonden via een leiding 48 aan het stroomopwaartse einde van tenminste één stromingsweg 49 zich uitstrekkend in de warmteuitwisse-35 laar 6, gemeenschappelijk aan twee kringlopen 2 en 3 en tenminste 8006736 -is - ongeveer evenwijdig aan de stromingsrichting 19. Het stroomafwaartse uiteinde van de stromingsweg 49 is verbonden via leiding 50 aan de ingang van een ontspanningsorgaan met continue of permanente stroom zoals een klep of dergelijke 51, gelegen aan de buitenzijde 5 van de thermische uitwisselaar 6 en waarvan de uitgang is verbonden via leiding 42 aan een verdelingssysteem 53 b.v. met verstoven stralen of dergelijke gelijkend op het systeem 33 en in verbinding met de binnenruimte 44 van de mantel of kalander van de warmteuitwisse-laar 5 naar het overeenkomstige uiteinde van deze laatste, aan de 1Ü zijde van hetrespectieve stroomopwaartse uiteinde van de stromings- wegen 19 en 49 zijnde gericht naar deze om rechtstreeks uit te komen inr genoemde ruimte opdat het verdeelde fluïdum stroomt in de genoemde richting rondom de stromingswegen 19 en 49 in direct contact daarmee* Het tegengestelde uiteinde van deze inwendige ruimte 54 15 staat in verbinding door een uitgangsopening 55 door de mantel van de thermische uitwisselaar 6 met een leiding 56 die haar verbindt aan de aanzuigopening van de eerste compressor 38a. Op een tussen-- - · "' liggend, punt 57 van de samenpersingsleiding 48 is afgetakt een af-takleidingeinde 58 verbonden door een ontspanningsorgaan zoals een 20 klep of dergelijke 59 aan de ingang van een afkoeltoestel 60 waar van de uitgang is verbonden via een leiding 61 aan een tussenliggend punt 62 van de leiding 43 tussen de condensor 42 en de fasen-scheider 44.

De. verzamelruimta van de vloelstoffase van de fasenscheider 25 44 is verbonden vla een leiding 63 aan de aanzuigopening van een opname- en circulatiepomp 64 waarvan de samenpersopening verbonden is via leiding 65 door een ontspanningsorgaan zoals een klep of dergelijke 66 aan een tussenliggend punt van aftakking 67 van de leiding 58 tussen de ontspanningsklep 59 en het afkoeltoestel 60.

30 Dit afkoeltoestel 60 is bestemd om het vochtige natuurlijke gas dat In het afkoeltoestel 60 binnentreedt via een aankomstleiding 68 en het. verlaat door een leiding 69 af te koelen. Op een tussen-gelegen punt 70 van de leiding 65 is afgetakt een leiding 71 die de leiding 65 verbindt aan een tussenliggend punt 72 van de leiding 35 46 (tussen de compressor 38c en de condensor 47], door een klep 73.

De kringloop 1 functioneert dan op de volgende wijze: het 800 6 73 6 - 17 - vloeibaar te maken gas b.v. het natuurlijke gas, in betrekkelijks droge toestand GN, dat binnentreedt via de leiding 7 bij een temperatuur van b.v. ongeveer +20°C bij een absolute druk van b.v. ongeveer 45 bar, doorloopt de weg 8 van de warmteuitwisselaar 5 om 5 vooraf te worden afgekoeld door thermische uitwisseling met het lichte of hoofdafkoelfluïdum dat circuleert in de doorgangsweg 37 van dezelfde warmteuitwisselaar 35 in een zin, tegengesteld aan de stromingsrichting van het gas in het doorgangskanaal 8. Onder verlaten van de warmteuitwisselaar 5 door de leiding 9 is het gas dan 10 op een temperatuur van b.v. ongeveer -60°C en op een absolute druk van b.v. ongeveer 44 bar en het doorstroomt vervolgens het behande-lingstoestel 10 om vervolgens uit te komen via de leiding 11 bij de ingang van de stromingsweg 12 in de achtereenvolgende thermische uitwisseleenheden 4a en 4b om resp. geheel te worden vloeibaar ge-15 maakt en vervolgens onderafgekoeld door thermische uitwisseling met het hoofdafkoelfluïdum. Aan de uitgang van de warmteuitwisselaar 4 is het vloeibaar gemaakte gas b.v. op een temperatuur van ongeveer *1S0°C en op een absolute druk van b.v. ongeveer 40 barj het wordt vervolgens ontspannen in de ontspanningsklep 14 en ver-20 volgens overgebracht via leiding 13 naar een opslagplaats van vloei baar gemaakt natuurlijk gas GNL of naar een behandelings- of ge-bruiksplaats ervan.

De kringloop 2 van het hoofdafkoelfluïdum werkt op de volgende wijzes het hoofdafkoelfluïdum wordt aangezogen in een geheel ver-25 dampte of gasvormige toestand bij een temperatuur van b.v. ongeveer +5°G en ap een lage absolute druk van b.v. ongeveer 3 bar door de eerste compressor 15a vanwaar het wordt geperst op een tussenliggende druk door de tussenliggende afkaeler 1B en vervolgens aangezogen door de tweede compressor 15b dia het dan samenperst steeds in gas-30 vormige toestand tot een hoge absolute druk van b.v. ongeveer 30 bar door de eindafkoeler 18 waarvan het uittreedt bij voorkeur steeds in gasvormige toestand bij een temperatuur van b.v. ongeveer 35°C. Het dringt dan door in de stromingsweg 19 van de warmteuitwisselaar 6 waar het hoofdafkoelfluïdum wordt afgekoeld door thermische uit-35 wisseling met het hulpafkoelfluldum zodat het althans ten dele 800 6 73 6 - is - vloeibaar wordt. Het hoofdafkoelfluïdum dat aldus tenminste ten dele is gecondenseerd tot een temperatuur van b.v, ongeveer -65°C en op een absolute druk van b.v. ongeveer 29 bar verlaat dan de warmte-uitwisselaar 6 in de vorm van een mengsel van resp. gasvormige en 5 vloeibare fase die vervolgens worden gescheiden in de fasenscheider 21* De gasvormige fase wordt geleidrvia leiding 28 in het segment van de stromingsweg 29 gelegen in de thermische warmteuitwisselaar 4a van de warmteuitwisselaar 4 om erin vloeibaar te worden gemaakt en vervolgens wordt deze vloeibaar gemaakts fractie onderafgekoeld 10 in de tronk van de stromingsweg 29 geplaatst in de thermische uit- wisseleenheid 4b van de warmteuitwisselaar 4, waaruit deze onder-afgekoelde fractie stroomt via leiding 30 bij een temperatuur van b.v. ongeveer -160°C bij een absolute druk van b.v. ongeveer 38 bar om tenslotte de ontspanningsklep 31 te doorstromen onder ontspan-15 ning. Deze ontspanning heeft deze fractie afgekoeld tot een tempe ratuur van b.v. ongeveer -163°C door verlaging van zijn absolute druk tot ongeveer 4 bar en vervolgens wordt deze ontspannen fractie geleid door leiding 32 naar het verdelingsorgaan 33 waarin de ontspannen fractie b.v. wordt verstoven in het verdampingskanaal 34 20 gevormd door de ruimte binnenin de gemeenschappelijke mantel van de thermische uitwisseleenheden 4a en 4b. Het hoofdafkoelfluïdum dat aldus is verdeeld, stroomt in deze inwendige ruimte in aanraking met de stromingswegen 12, 23 en 29 zodat hij voortgaat te verdampen door rechtstreeks contact daarmee zijnde in tegenstroom met betrek-25 king tot de flulda die in deze stromingswegen verlopen.

De vloeibare fase van het hoofdafkoelfluïdum afkomstig uit de fasenscheider 21 wordt geleid via leiding 22 in de stromingsweg 23 van de thermische uitwisseleenheid 4a van de warmteuitwisselaar 4 om erin te worden onderafgekoeld tot een temperatuur van b.v. onge-30 veer -13Q°C en tot een absolute druk van b.v. ongeveer 28 bar en zij verlaat de thermische uitwisseleenheid 4a door de leiding 24 om vervolgens de klep 25 te doorstromen om erin te worden ontspannen. Deze ontspanning heeft aldus«deze fractie afgekoeld tot een temperatuur van b.v. ongeveer -133°C onder verlaging van haar druk b.v. tot on-35 geveer 3,7 bar en vervolgens wordt hetontspannen fluïdum geleid via 800 6 73 6 - 19 - de leiding 26 naar het verdelingsorgaan 27 om er b.v. in te worden verstoven in het deel van de gemeenschappelijke inwendige ruimte 34 die gelegen is binnenin de thermische uitwisseleenheid 4a. Deze verdeelde fractie stroomt, dan in tegenstroom d.w.z. in een tegengestel-5 de richting met de stromingsrichting van de fluida in de respectie ve stromingswegen 12, 23 en 29 in directe aanraking daarmee, zodat zij voortgaat te verdampen door rechtstreeks contact en haar damp zich mengt met die van de verdampte afgekoelde fluidumfractie afkomstig van de thermische uitwisseleenheid 4a van de warmteuitwisselaar 10 4 om te stromen in direct contact met de drie voomoemde stramings- wegen. Dit rechtstreekse contact tussen het verdampte afkoelingsflul-dunr en de genoemde stromingswegen veroorzaakt een calorische uitwisseling ertussen waardoor aldus enerzijds de energetische onderafkoeling van het vloeibaar gemaakte gas en het vloeibaar gemaakte afkoe-15 . lingsfluïdum dat resp. in de overeenkomstige tronken van de stro mingswegen 12 en 29 gelegen in de thermische warmteuitwisseleenheid 4b,. stroomt anderzijds de vloeibaarmaking van deze fluida in de overeenkomstige tronken van dezelfde stromingsweg geplaatst in de thermische uitwisseleenheid 4a alsmede de onderafkoeling van het vloeibare 20 afkoelingsfluidum dat circuleert in de stromingsweg 23 in deze zelf de thermische warmteuitwisseleenheid 4a.

Het totaal verdampte hoofdafkoelfluxdum dat de warmteuitwisselaar 4 verlaat door de uitgangsopening 35 en de leiding 36, doorloopt dan de warmteuitwisselaar 5 door de stromingsweg 37 onder cir-25 culatie in een richting tegengesteld aan de stromingsrichting van het natuurlijke gas in de stromingsbaan 8 zodat dit wordt afgekoeld door thermische uitwisseling. Het gasvormige hoofdafkoelfluxdum dat de thermische uitwisselaar 5 verlaat b.v. bij een temperatuur van +5°C, en bij een absolute druk van 3 bar, wordt vervolgens opnieuw 30 aangezogen door de eerste compressor 15a om de afkoelcyclus te her halen»

De werking van de kringloop 3 van het hulpafkoelfluidum is als volgt: het hulpafkoelfluidum wordt aangezogen in gasvormige toestand b.v. bij een temperatuur van ongeveer +30°C en bij een lage 35 absolute druk b.v. van ongeveer 3 bar door de eerste compressor 38a 8 0 0 6 73 6 - 20 - die wordt samengeperst tot een middelmatige druk of lagere tussenliggende druk door de tussenliggende afkoeler 40 waaruit zij wordt aangezogen steeds in gasvormigKtoestand door de tweede compressor 38b die het samenperst tot een hogere tussenliggende druk b.v. van onge-5 veer 20bar in de condensor 42 waarin het gecomprimeerde hulpafkoel- fluïdum wordt gecondenseerd althans ten dele tot een mengsel van gas en vloeibare fase bij een temperatuur van b.v. ongeveer +35°C.

Bij het verlaten van de condensor 42 mengt het hulpafkoelfluïdum zich met een andere fractie, eveneens verdampt voor het grootste deel 10 en ondergaat een fasenscheiding in de scheider 44. De gasvormige fase wordt aangezogen door de derde compressor 38c om te worden samengeperst tot een hoge absolute druk van b.v. ongeveer 30 bar in de leiding 46. De vloeibare fase wordt aangezogen door de opnarae-pomp 64 die haar druk verhoogt tot de hoge samenpersdruk van de der-15 de compressor 38c en deze vloeibare fase gecomprimeerd b.v. tot een absolute druk van'ongeveer 32 bar en bij een temperatuur van ongeveer +35°C leidt in de samenpersleiding 65 waaruit het grootste deel wordt afgetakt door de leiding 71 door de klep 73 tot de samenpersleiding 46 om zich te mengen met het samengeperste gasvormige 20 fluïdum door de compressor 38c terwijl het andere kleinere deel in de leiding 35 wordt Ontspannen tot een vloeibare toestand (zonder wijziging van fase) in de klep 66 tot de hogere tussenliggende druk van 20 bar. Het mengsel van hoge druk van de fasen resp. gasvormig en vloeibaar in de leiding 46 stroomafwaarts van het vertakkingspunt 25 42 komt dan in de condensor 47 om grotendeels vloeibaar te worden gemaakt. Het aldus tenminste voor het grootste deel vloeibaar gemaakte fluïdum verlaat de condensor 47 via de leiding 48 en verdeelt zich bij het vertakkingspunt 57 in twee delen: één deel doorloopt de stromingsweg 49 in de warmteuitwisselaar 6 om er achtereenvolgens 30 geheel 'te worden vloeibaar gemaakt en vervolgens onderafgekoeld door thermische uitwisseling mèt tenminste een fractie van haarzelf terwijl het andere deel afgetakt via de aftakleiding 58 de klep 59 doorloopt om er te worden ontspannen tot de hogere tussenliggende druk •als genoemd van ongeveer 20 bar, waardoor zij tenminste ten dele 35 verdampt. Het onderafgekoelde vloeibare fluïdum in de stromingsweg 8 00 6 73 6 - 21 - 49 van de warmteuitwisselaar 6 verlaat deze via leiding 50 bij een temperatuur van b.v. ongeveer -65°C bij een absolute druk van b.v. ongeveer 28 bar en doorloopt de klep 51 om erin te worden ontspannen. Deze ontspanning koelt haar af tot een temperatuur van b.v.

\ 5 ongeveer -70°C onder vsrlaging van haar absolute druk tot b.v. onge veer 3,5 bar en vervolgens komt het ontspannen fluïdum in het ver-delingsorgaan 54 waarin het b.v. wordt verstoven door stralen in de inwendige ruimte 54 van de mantel of kalander van de warmteuitwisse-laar 6. Het aldus verdeelde fluïdum stroomt in de verdampingsleiding 10 bestaande uit de voornoemde inwendige ruimte 54 in een zin, tegenge steld. aan de gemeenschappelijke stromingsrichting van de respectieve flulda in de stramingskanalen 19 en 49 onder gelijktijdig direct contact van deze beide stromingsbanen door directe, aanraking.

Er vindt aldus een thermische uitwisseling plaats tussen de respec-15 tieve flulda stromend in de beide stromingsbanen 19 en 49 enerzijds en het verstoven hulpafkoelingsfluldum In de inwendige ruimte 54 anderzijds dat doorgaat te verdampen onder bijkomende verwarming terwijl de flulda van de respectieve stromingswegen 19 en 20 aldus worden afgekoeld wat enerzijds de althans gedeeltelijke vloeibaar-20 making van het in de stromingsweg 19 circulerende hoofdafkoelfluïdum veroorzaakt en anderzijds achtereenvolgens de totale vloeibaarmaking en vervolgens de onderafkoeling van het hulpafkoelfluldum circulerend in de stromingsweg 49, Het hulpafkoelfluldum dat verdampt is in de inwendige ruimte 54 van de warmteuitwisselaar 6 wordt eruit ge-25 evacueerd door de uitgangsopening 55 bij een temperatuur van b.v.

ongeveer +30°C en bij de lage genoemde druk van b.v. ongeveer 3 bar en komt uit in de leiding 56 voor aanzuiging door de eerste compressor 38a waarna de afkoelcyclus 3 wordt herhaald.

De ontspannen vloeibare fractie van het hulpafkoelende flux-30 dum, dat de klep 66 verlaat, ontmoet op het vertakkingspunt 67 de ten dele verdampte fractie die de klep 59 verlaat onder menging met deze laatste fractie en vervolgens doorloopt dit mengsel van resp. gasvormige en vloeibare fase het afkoelingstoestel 60 waarin dan een thermische uitwisseling plaats vindt tussen het hulpafkoelende 35 fluïdum enerzijds en het vochtige natuurlijke gas anderzijds dat ge- 800 6 73 6 - 22 - noemd afkoelend toestel doorloopt.door de inwendige stromingsbaan 74 onder circulatie in een zin, tegengesteld in de stromingsrichting van het hulpafkoelfluïdum. Het vochtige natuurlijke gas GN komt in het afköelingstoestel 80 via de leiding 68 bij een temperatuur van 5 b.v. ongeveer +35°C en een absolute druk van b.v. 48 bar, wordt afgekoeld door het doorlopen van genoemd toestel onder ondergaan van een tenminste gedeeltelijke condensatie van het erin aanwezige vocht en verlaat vervolgens het toestel via de leiding B9 bij een temperatuur b.v. van ongeveer +20°C en een absolute, druk b.v. van ongeveer 10 47 bar en in een betrekkelijk droge toestand om vervolgens sterker te worden gedroogd en vervolgens te worden geleid naar de toevoer-leiding 7 van de kringloop 1 Czijn druk is dan verlaagd tot 45 bar vanwege de ondergaande ladingsverliezen). In het afköelingstoestel.

60 wordt het hulpafkoelfluïdum opnieuw verwarmd door de voomoemde 15 thermische uitwisseling met het vochtige natuurlijke gas waardoor het aldus ten dele verdampt en het verlaat het afköelingstoestel 60 bij een temperatuur van b.v. ongeveer +30°C en bij de genoemde hogere tussenliggende druk van 20 bar om via de leiding 61 bij het ver-takkingspunt 62 zich met de fractie van het hulpafkoelfluïdum dat 20 tenminste ten dele is gecondenseerd err- aankomt via leiding 43, afkom stig van de condensator 42 te verenigen teneinde dit aldus herstelde mengsel van resp. gasvormige en vloeibare fase opnieuw de scheiding van fasen in de schelder 44 ondergaat voor opnieuw beginnen van de afkoelingscyclus 3.

25 Het is van belang op te merken dat de recirculering van het vloeibare deel van het hulpafkoelfluïdum onder hoge druk door de opnamepomp 64 in de leiding 65 de vorming en de neerslag van hydra-ten in het vochtige natuurlijke gas gedurende de doorgang door het afköelingstoestel 60 mogelijk maakt te vermijden dank zij dat ten-30 minste bij benadering de temperatuur van het hulpafkoelfluïdum wordt gehandhaafd ondanks zijn ontspanning in de klep 59 door de toevoer op het vertakkingspunt 67 van het vloeibare deel aankomend via de leiding 65.

De wamrteuitwisselaars 4 en 6 zijn b.v. van het type met bun-35 dels gewonden buizen terwijl de warmteuitwisselaar 5 b.v. van het 800 6 73 6 0 > - 23 - plaattype is.

Het systeem afgebeeld door fig·.2 verschilt met name van dat afgebeeld in fig.l door het feit enerzijds dat de warmteuitwisselaar 6 bij voorKeur van het type met plaat is en dat bij de uitgang van 5 de ontspanningsklep 51 de leiding 52 is verbonden aan een doorgangs- . kanaal voor begrensde verdamping 75 van de warmteuitwisselaar 6 geschakeld tussen de leiding 52 en 56 en anderzijds door het feit dat in de warmteuitwisselaar 6 een doorgangsleiding voor begrensde bijkomende verdamping 76 is aangebracht waarvan zijn stroomafwaartse 10 uiteinde door een leiding 77 aan het aanzuigmondstuk van de tweede traps-compressor 38b is verbonden en zijn stroomafwaartse uiteinde door een leiding 78 aan de uitgang van een ander ontspanningsorgaan zoals een klep of dergelijke 79, waarvan de ingang vertakt is door een leiding 80 op een tussenliggend punt 81 van de leiding 50 gele-. is gen tussen klep 51 en de stromingsweg 49. Aan de uitgang van de tussenliggende afkoeler 40 tussen de eerste en de tweede compressor 38a resp. 38b is de leiding 39 vertakt op een tussenliggend punt 82 van de leiding 77 tussen de doorgangsweg van de verdamper 76 en de tweede compressor 38b.

20 In dit systeem is de samenstelling van het lichte of hoofd- afkoelfluïdum b.v- in haofdzaak dezelfde als in het systeem volgens fig.l terwijl de kwantitatieve molaire samenstelling van het zware af hulpafkoelfluïdum b.v. als volgt is gewijzigd: methaan CH^ 0 - 10% 25 etheen C2H4 of ethaan C^Hg 30 - 70% propeen CgHg of propaan CgHg 10 - 60% isobutaan of n-butaan C4H1Q 30 en minder vluchtige 0 - 20% koolwaterstoffen

De respectieve werkingen van de kringlopen 1 van het vloeibaar te maken gas, en 2 van het hoofdafkaelfluïdum blijven ongewijzigd terwijl de werking van de cyclus 3 van het hulpafkoelfluïdum 35' is gewijzigd op de volgende wijze: het onderafgekoelde vloeibare 8006736 - 24 - hulpafkoelfluïdum circulerend in de leiding 50 verdeelt zich op het punt van de vertakking 81 in twee evenwijdige deelstromen waarvan de eerste de klep 51 doorloopt om erin ontspannen te worden en aldus afgekoeld b.v. door een temperatuur van b.v. -7Q°C en met een abso-5 lute druk verlaagd b.v. tot ongeveer 3 bar; hij doorloopt vervolgens de weg 75 onder voortgaande verdamping door thermische uitwisseling in tegenstroom met de fluïde die resp. circuleren in de stromings-wegen 19 en 49 en hij verlaat de warmteuitwisselaar 6 door de leiding 56 b.v. bij een temperatuur van b.v. +30°C en een lage druk 10 van ongeveer 2,5 bar. De andere deelstroom afgetakt van de leiding 80 doorloopt de klsp 79 om erin te ontspannen waardoor zijn absolute druk wordt verlaagd b.v. tot ongeveer 10 bar; hij doorloopt vervolgens de stromingsweg 76 onder voortgaande verdamping door thermische uitwisseling in tegenstroom met de respectieve hoofd- en hulpafkoel-15 fluïda circulerend resp. in de stromingswegen 19 en 49. Deze andere deelstroom die geheel is verdampt, verlaat de doorgangsweg 76 via leiding 77 bij een temperatuur van b.v. ongeveer +30°C en bij een middelmatige druk of de kleinere tussenliggende druk b.v. van ongeveer 9 bar corresponderend met de samenpersingsdruk van de eerste 20 compressor 38a in de leiding 39. Op het punt 82 wordt hij gemengd met het gasvormige hulpafkoelfluïdum dat de tussenliggende afkoeler 40 verlaat en vervolgens worden de aldus verenigde beide gasstromen aangezogen door de tweede compressor 38b.

Aldus wordt in dit uitvoeringsvoorbeeld het hulpafkoelfluïdum 25 bij drie verschillende drukken verdampt die 'resp. zijn de lage druk bestaande bij de aanzuiging van de eerste compressor 38a, een eerste tussenliggende druk (middelmatig of lager tussenliggend genoemd) tussen de eerste en de tweede compressor 38a en 38b en een tweede tussenliggende druk (laatste tussenliggende druk of hogere tussenlig-30 gende druk genoemd) tussen de tussenliggende compressor en de laat ste of derde compressor 38c.

Het systeem afgebeeld in fig.3 verschilt van dat afgebeeld in fig.2 door het feit dat het hoofdafkoelfluïdum in plaats van een enkele voorafgaande afkoeling te ondergaan door thermische uitwisse-35 ling met het hulpafkoelfluïdum in een enkele warmteuitwisselaar 6 8006736 - 25 - zoals in fig.2, twee achtereenvolgende afkoelingen ondergaat door achtereenvolgende thermische uitwisselingen in twee thermische uit-- wisselaars 6a en 6b, waarin de respectieve stromingswegen van het hoofdafkoelfluïdum 19a en 19b in serie zijn verenigd door een tussen-. 5 geschakelde leiding 83 en het stroomafwaartse uiteinde van de stroom weg 19b is verbonden aan de leiding 20 uitkomend in de fasenscheider 21, Met de stromingsweg 49 van het hulpafkoelfluldum in de warmte-uitwisselaar 6 in fig.2 correspondeert hier de stromingsweg 49a van de eerste warmteuitwisselaar 6a terwijl na het aftakkingspunt 81 de 10 leiding 50 is verbonden aan het stroomopwaartse uiteinde van de stromingsweg 49b gelegen in de tweede warmteuitwisselaar 6b en waarvan het. stroomafwaartse uiteinde is verbonden via de leiding 50’ aan de ingang van de ontspanningsklep 51. Daar de respectieve verdampingen van het vloeibare hulpafkoelfluldum ontspannen in de klep-15 pen 51 en 79 bij twee verschillende drukken resp. laag en middelma tig, voortgaan plaats te vinden in twee onderscheiden of gescheiden warmteuitwisselaars 6a en 6b, kunnen de leidingen 52 en 78 voor de overeenkomstige deelstromen van ontspannen hulpafkoelfluldum hier worden verbonden resp. aan verdeelorganen b.v. met verstoven stralen 20 53b en 53a resp. uitkomend in de interne ruimte 54b en 54a van de mantels of kalanders van de warmteuitwisselaars 6b en 6a [ofschoon tenminste één of elk der leidingen 52 en 78 kan zijn verbonden aan een doorgangsweg voor begrensde verdamping zich uitstrekkend in de respectieve uitwisselaars 6b en 6a].

25 De afkoelende flulda resp. licht of hoofd en zwaar of hulp hebben elk in hoofdzaak dezelfde kwantitatieve en kwalitatieve relatieve samenstelling als voor het systeem afgebeeld in fig.2.

Het hulpafkoelfluldum dat in de vorm van een onderafgekoelde vloeistof het stromingskanaal 49a van de warmteuitwisselaar 6a via 30 de leiding 50 verlaat, is b.v. op een temperatuur van ongeveer -10°C

en een absolute druk van ongeveer 29 bar. De ten dele ontspannen stroom die de klep 79 via de leiding 78 verlaat, is b.v. op een temperatuur van ongeveer -15°C en op een absolute druk van ongeveer 10 bar; deze stroom wordt verdeeld bij 53a in de inwendige ruimte 54a 35 van de warmteuitwisselaar 6a waarin hij voortgaat te verdampen door 8006736 - 26 - thermische uitwisseling door rechtstreeks contact in tegenstroom met • de respectieve fluïda die circuleren in de stromingskanalen 19a en 49a en hij treedt uit door de opening 55a van de mantel van deze uitwisselaar b.v, op een temperatuur van ongeveer +30°C en een mid-5 delmatige of lagere tussenliggende driik van ongeveer 9 bar* De ande rs onderafgekoelde vloeibare deelstroom van het hulpafkoelfluldum dat uit het aftakpunt 81 komt, doorloopt het stromingskanaal 49b in de warmteuitwisselaar 6b om er nog sterker in te worden onderafgekoeld en verlaat deze stromingsweg dopr de leiding 50' b.v. op 10. een temperatuur van ongeveer -65°C en öp een absolute druk van onge veer 28 bar om ontspannen te worden in de ontspanningsklep 51 waardoor aldus zijn temperatuur wordt verlaagd b.v. tot ongeveer -70°C en zijn absolute druk wordt verlaagd b.v. tot ongeveer 3 bar. Deze ten dele ontspannen stroom wordt, vervolgens verdeeld bij 53b in de 15 inwendige ruimte 54b van de warmteuitwisselaar 6b waarin hij voort gaat te verdampen door thermische uitwisseling met de fluïda die resp. in de stromingswegen 19b en 49b circuleren waardoor deze fluïde nog verder worden afgekoeldj deze verdampte tweede deelstroom verlaat de inwendige ruimte 54b door de evacueringsopening 55b in de 20 mantel van de uitwisselaar 6b om te circuleren in de leiding 56 bij een temperatuur van b.v. ongeveer -15°C en op een lage absolute druk van b.v. ongeveer 2,5 bar. Men stelt aldusivast dat het gasvormige hulpafkoelfluldum van lage druk in de leiding 56, dat zich aanbiedt aan de aanzuiger van de eerste compressor 38a kouder is, d.w.z. 25 op een lagere temperatuur is C-15°C] dan bij de uitvoeringsvorm vol gens fig.2 Cwaar zijn temperatuur +30°C bedraagt].

De uitvoeringsvorm afgebeeld in fig.4 verschilt in hoofdzaak van die afgebeeld in fig.2, door de toevoeging van een cryogene warmteuitwisselaar 84 voor het voorafkoelen van het betrekkelijke 30 droge natuurlijke vloeibaar te maken gas, welke uitwisselaar is ge schakeld in de aankomstleiding voor het gas 7 voor de cryogene warmteuitwisselaar voor afkoeling van dit gas 5. Deze warmteuitwisselaar voor voorafkoeling van het gas 84, die bv. van het platentype is, bezit tenminste een gasdoorgangskanaal 85 met zijn stroomopwaart-35 se uiteinde verbonden aan de leiding 7 en met zijn andere of stroom- 8006736 - 27 - afwaarts gelegen uiteinde door middel van een verbindiagsleiding 7’ aan het stroomopwaartse uiteinde of ingang van de doorgangsleiding 8 van de cryogene warmteuitwisselaar voor de afkoeling van gas 5.

De uitwisselaar 84 bevat bovendien tenminste een stromingsweg 86 I 5 en sen doorgangsweg voor verdamping 87 voor het hulpafkoelfluïdum die zich tenminste in hoofdzaak evenwijdig aan de richting, van de stromingsweg 85 uitstrekt en onderling in serie verbonden. De stromingsweg 86 heeft zijn stroomafwaartse uiteinde of ingang verbonden via een leiding 88 aan een tussenliggend vertakkingspunt 89 van de 10 leiding 48, gelegen tussen de stromingsweg 49 en het vertakkings punt 57. Tegenovergelegen uiteinde of stroomafwaartse uiteinde van de stromingsweg 86 is verbonden via een leiding 90 aan de ingang van een ontspanningsorgaan zoals een klep of dergelijke 91, waarvan de uitgang is verbonden via een leiding 92 aan het stroomopwaartse 15 uiteinde af ingang van de -doorgangsweg voor de omgrensde''verdamping - 87 waarvan het tegenovergelegen stroomafwaartse uiteinde of uitgang is verbonden via leiding 93 aan de aanzuigleiding van de tweede compressor 38b; op de tussenliggende punten 82 en 94 van deze leiding 93 vertakken zich resp. de leiding 39 bij de uitgang van de tussen-20 liggende afkoeler 40 en de leiding 77-

De respectieve lichte of hoofd en zware of hulp afkoelende fluïda hebben hier b.v. in hoofdzaak dezelfde kwalitatieve en kwantitatieve relatieve samenstellingen als de overeenkomstige afkoelende fluïda van het uitvoeringsvoorbeeld van de fig.2, en de kringlopen 25 1 en 2 functioneren hier in hoofdzaak op dezelfde wijze als de over eenkomstige kringlopen van fig.2 terwijl de werking van de kringloop 3 als volgt is gewijzigd.

Het vloeibaar te maken gas in betrekkelijk droge toestand met b.v. een temperatuur van ongeveer +20°C en onder een absolute druk 30 van ongeveer 45 bar, komt aan via de leiding 7 en doorloopt de stro mingsweg 85 van de voorafkoelingswarmteuitwisselaar 84 waarin dit gas wordt voorafgekoeld waardoor zijn temperatuur wordt verlaagd b.v. tot ongeveer -15°C (voor een overeenkomstige druk van ongeveer 44,5 bar] door thermische uitwisseling met het hulpafkoelfluïdum dat deze 35 zalfde voorafkoelende uitwisselaar doorloopt. Het aldus voorafgekoel- q η n 7 7 fi - 28 - de gas komt via de leiding 7' in de cryogene uitwisselaar voor afkoeling 5, waarna zijn verdere fysische en thermodynamische verwerking is als eerder is beschreven»

Een deel van het tenminste voor het grootste deel vloeibaar 5 gemaakte hulpafkoelfluldum dat aankomt via de leiding 48 na het ver- takkingspunt 57 wordt vertakt op het vertakkingspunt 89 door de leiding 88 en doorloopt de stromingsweg 86 van de voorafkoelerwarmte-uitwisselaar 84 waarin dit deel achtereenvolgens geheel wordt vloeibaar gemaakt en vervolgens wordt onderafgekoeld door thermische 10 uitwisseling met tenminste een deel van zichzelf. Dit vloeibare voorafgekoelde deel verlaat de stromingsweg 86 via de leiding 90 zijnde op een temperatuur van ongeveer -15°C en een absolute druk van b.v» ongeveer 29 bar en doorloopt de klep 91 onder ondergaan van-een- ontspanning die haar afkoelt tot een temperatuur van b.v.

15 ongeveer -20°C onder verlaging van de absolute druk b.v. tot onge veer 10 bar. Het aldus ontspannen deel van het hulpafkoelfluldum verlaat de klep 91 via de leiding 92 om het begrensde doorgangska-naal 87 te doorlopen waarin dit deel geheel verdampt door thermische uitwisseling in tegenstroom met de respectievelijk in het doorgangs-20 kanaal 85 en stromingskanaal 86 circulerende fluïda, waardoor ener zijds de voorafkoeling van het natuurlijke gas in de doorgangsweg 85 en anderzijds de totale vloeibaarmaking en de ondervoorafkoeling van het deel van het in de stromingsweg 86 circulerende hulpafkoel-fluïdum wordt bewerkstelligd. Het aldus geheel verdampte deel van 25 het hulpafkoelfluldum verlaat de uitwisselaar 84 via de leiding 93 zijnde b.v. op een tamperatuur van ongeveer +30°C en op een middelmatige of lager tussenliggende druk als vermeld van 9 bar om zich vervolgens te mengen op de vertakkingspunten 94 en 82 met de verdampte delen van het hulpafkoelfluldum die resp. aankomen via de 30 leidingen 77 en 39 waarna de opgehoopte stromen van gasvormig hulp- afkoelfluxdum worden aangezogen door de tussenliggende compressor 38b.

Het systeem volgens fig.4 illustreert een deel van het com-pressievermogen tussen de cyclus 2 van het hoofdafkoelfluïdum en de 35 cyclus 3 van het hulpafkoelfluldum en het kan voordeel verdienen 800 6 73 6 - 29 - een van deze beide cycli meer te belasten dan de andere. Γη het on-derhavige geval is het compressievermogen hetzelfde in de beide cycli 2 en 3 maar de cyclus van het hulpafkoelfluïdum is b.v. meer ; beladen dan in de uitvoeringsvorm afgedeeld in fig.2- Bij wijze van : _5 voorbeeld kan het systeem volgens fig.4 twee aandrijfmotoren omvat- ? ten voor de compressors in elk der cycli 1 en 2 t.w.: \ een afzonderlijke aandrijf motor voor de compressor 15a, een afzonderlijke aandrijfmotor voor de compressor 15b, j een afzonderlijke aandrijfmotor voor de compressor 38a, r ~ ' 10 een gemeenschappelijke aandrijfmotor voor de beide compres soren 38b en 38c (die derhalve mechanisch via hun aandrijfstangen zijn gekoppeld)►

Het omgrensde verdampingsdoargangskanaal 87 in de warmteuit-wisselaar voor voorafkoeling 84 kan eventueel worden vervangen door 15 de inwendige ruimte 95 omgrensd door de mantel of kalander van de uitwisselaar 84 en de leiding 92 is dan verbanden aan een verdelings-orgaan- met verstoven stralen geplaatst in de uitwisselaar en rechtstreeks uitmondend in de inwendige ruimte 95 op zodanige wijze, dat het hulpafkoelfluidum stroomt in deze inwendige ruimte in tegen-20 stroom met. de respectieve fluïda in de stromingsbanen 85 en 86 en in rechtstreeks contact daarmede.

Het systeem afgedeeld in fig.5 kan worden afgeleid van dat van fig.3 door de toevoeging aan dit laatste van een cryogene warmte-uitwisselaar voor voorafkoeling van gas 84 zoals afgebeeld in fig.4 25 maar door eventueel vervangen van de uitwisselaar met platen van fig.4 door een uitwisselaar met bundels gewonden buizen. Het ontspannen hulpafkoelfluidum verdeeld in de inwendige ruimte 95 door het verdelingsorgaan 96 stroomt dan in de richting tegengesteld aan de gemeenschappelijke stromingsrichting van de respectieve fluida in 30 de stromingswegen 85 en 86 door direct contact daarmede waaruit een thermische uitwisseling voortvloeit, die de verdamping van het fluïdum voortzet met bijgaande afkoeling van het natuurlijke gas in het omgrensde doorgangskanaal 85 en van het hulpafkoelfluidum in de omgrensde stromingsweg 86. Het hulpafkoelfluidum dat aldus geheel is 35 verdampt in de inwendige ruimte 95 verlaat deze door de opening 97 ft Ω Ω fi 7 ? fi - 30 - in de mantel van de uitwisselaar 84 zijnde vervolgens geleid door de leiding 93 zoals eerder beschreven. Het betrekkelijk droge natuurlijke gas komt hier aan via de leiding 7 bij een temperatuur van b,.v. ongeveer +2Q°C en een absolute druk van b.v. ongeveer 46 bar en S het wordt voorafgekoeld in de uitwisselaar 84 tot een temperatuur van b.v. -15°C onder een druk van b.v. ongeveer 45 bar.

De kringlopen 1, 2 en 3 werken overigens in hoofdzaak op dezelfde wijze als in de voorgaande voorbeelden als eerder beschreven.

Ter vergelijking geeft onderstaande tabel de vermogens aan 10 gebruikt door de compressors en pompen van de respectieve hoofd- en hulpafkoelfluidacycli en de relatieve vermogenswinsten of -besparingen betrokken op het totale vermogen van de compressors van een systeem volgens de stand van de techniek.

Tabel 15 Toegepast systeem Totaal compressie- Winst totaal ver- vermogen in kW mogen met betrekking tot de stand van.de techniek in % stand van de techniek 73.250 20 uitvinding volgens fig.l 68:-9-70 5,85 uitvinding volgens fig.2 66.440 9,30 uitvinding volgens fig.3 65.590 10,45 uitvinding volgens fig.4 65.910 / 10,02 uitvinding volgens fig.5 65.190 11,00 25 Uit de tabel blijkt dat een maximale energiebesparing met het systeem volgens de uitvinding wordt bereikt als afgebeeld in fig.5 en wel 11%.

8006736

Claims

2. Werkwijze volgens conclusie 1 van het type waarbij het ge-25 noemde hulpafkoelfluldum dat tenminste ten dele bij genoamde hoge druk is gecondenseerd, achtereenvolgens geheel wordt vloeibaar gemaakt, daarna onderafgekoeld en vervolgens ontspannen tot de genoemde lage druk voor navolgende thermische uitwisseling Cen daaruit voortvloeiende bijkomende verdamping} in tegenstroom met zichzelf 30 vaor-.zijn ontspanning en met het genoemde hoofdafkoelfluldum, geken merkt door de volgende bewerkingen of genoemd hulpafkoelfluldum en het genoemde gas: uitvoering van de genoemde voorlaatste compressie op een deel van genoemd hulpafkoelfluldum; 35 scheiding van de respectieve gasvormige en vloeibare fase 8 00 6 73 6 - 33 - van het totale debiet van het. tenminste ten dele gecondenseerde hulp-afkoelfluldum bij de laatste tussenliggende druk; uitvoering van de laatste compressie in twee bijkomende gescheiden compressies van genoemde gasvormige en vloeibare fase tot 5 de genoemde hoge druk; vereniging van de gasvormige fase bij hoge druk en tenminste het grootste deel van de vloeibare fase bij hoge druk in een eerste deelstroom in gemengde toestand; condensatie van tenminste het grootste deel van genoemde 10 eerste deelstroom door thermische uitwisseling met een afkoelmiddel van bij voorkeur externe oorsprong; afname van een deel van genoemde eerste deelstroom waarvan tenminste een deel de totale vloeibaarmaking ondergaat, een onderaf koeling en een ontspanning: bij genoemde lage druk en vervolgens 15 voornoemde· warmteuitwisseling Cen bijkomende eruit voortvloeiende verdamping) in.tegenstroom met zichzelf voor ontspanning en met genoemd hoog afkoelfluldum en vervolgens hercompressie van de damp bij lage druk tot een hogere druk; gescheiden bijkomende ontspanningen van het andere deel van 20. de eerste deelstroom en van het resterende deel van genoemde vloei bare fase bij hoge druk tot genoemde laatste tussenliggende druk; vereniging van genoemd ander verdampt ontspannen deel en van genoemd resterend ontspannen deel van genoemde vloeibare fase tot · een een tweede deelstroom in gemengde toestand, vervolgens verwar-25 ming en verdamping voor het grootste deel daarvan door genoemde thermische uitwisseling, met genoemd gas; terugleiding en vereniging van genoemde tweede verdampte deelstroom voor het grootste deel naar het eerstgenoemde deel van de eerste tenminste ten dele gecondenseerde deelstroom bij genoemde 30 laatste tussenliggende druk voor genoemde scheiding van de fasen.
3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat tenminste een deel van het eerstgenoemde deel van de genoemde eerste deelstroom bij hoge druk na zijn volledige vloeibaarmaking en zijn onderaf koeling wordt verdeeld in tenminste twee fracties, die vervolgens 35 gescheiden worden ontspannen en verdampt parallel resp. bij genaem- 800 6 73 6 - 34 - de lage druk en bij een middelmatige tussenliggende druk lager dan de genoemde laatste tussenliggende druk waarbij de aldus ontspannen fracties worden verdampt door thermische uitwisseling in tegenstroom met zichzelf voor ontspanning en met het genoemde hoofdafkoelfluldum 5 terwijl genoemde damp bij hoge druk na hercompressie en achtereen volgende voorafkoeling bij genoemde middelmatige druk wordt verenigd met genoemde damp bij middelmatige druk waarbij de aldus genoemde eerste deelstroom opnieuw wordt gevormd die dan wordt gehercompri-meerd tot een veel grotere tussenliggende druk. IQ 4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de voor afkoeling van het eerder genoemde relatief droge gas door middel van een warmteuitwisseling met het genoemde hulpafkoelfluldum geschiedt. 5*. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat een an-15 der deel van het deel het eerste genoemd van de eerste genoemde deelstroom bij hoge druk achtereenvolgens geheel vloeibaar wordt gemaakt en vervolgens onderafgekoeld en daarna ontspannen en verdampt bij de genoemde middelmatige druk terwijl het andere aldus ontspannen deel dat verdampt is door thermische uitwisseling in 20 tegenstroom met zichzelf voor de ontspanning en met het betrekkelijk droge gas om dit vooraf te koelen, de dampen van middelmatige druk afkomstig resp. van de genoemde overeenkomstige fractie en het genoemde andere deel vervolgens worden verenigd met de damp van middelmatige druk, die vooraf is afgekoeld en daarna tezamen gehercom-25 primeerd tot de grotere tussenliggende druk.
6. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de genoemde voorafkoeling van het hoofdafkoelfluldum in twee achtereenvolgende trappen geschiedt van toenemende afkoeling en tenminste één deel van het genoemde deel het eerste genoemd van de eerst ge-30 noemde deelstroom achtereenvolgens geheel wordt vloeibaar gemaakt .en onderafgekoeld en daarna in twee fracties verdeeld waarvan de eerste wordt ontspannen tot een tussenliggende middelmatige druk voor navolgende thermische uitwisseling Cen bijkomende daaruit voortvloeiende verdamping] in tegenstroom met genoemd deel voorónt-35 spanning en met het genoemde hoofdafkoelfluldum om dit af te koelen 8 0 0 6 73 6 - 35 - j volgens een eerste trap terwijl de tweede fractie bijkomend wordt I onderafgekoeld en vervolgens ontspannen tot de genoemde lage druk | voor navolgende thermische uitwisseling Cen bijkomende daaruit i i voortvloeiende verdamping! in tegenstroom met zichzelf voor ontspan- I 5 ning en met genoemd hoofdafkoeIfluidum dat reeds vooraf is vooraf- ί j gekoeld om dit nog meer af te koelen volgens een tweede trap, ter- ! wijl de damp bij genoemde lage druk wordt gerecirculeerd om te wor- j den gehercomprimeerd tot genoemde middelmatige druk en vervolgens j na te zijn voorafgekoeld door thermische uitwisseling met een afkoe- IQ lend middel van bij voorkeur externe oorsprong, wordt verenigd met de damp van middelmatige druk van genoemde eerste fractie voor her-compressie tot de genoemde laatste tussenliggende druk.
7. Werkwijze volgens conclusies 5-8, gekenmerkt door de vereniging van de dampen bij genoemde middelmatige druk afkomstig _ . 15 resp. van de eerste genoemde fractie van een deel van het deel het eerst genoemd van de genoemde eerste deelstroom, van een deel van genoemd deel het andere genoemd voor hercompressie tot de laatste genoemde tussenliggende druk.
8. Werkwijze volgens conclusies 1 - 7, met het kenmerk, dat het 20 hoofd of lichte afkoêlfluïdum de volgende molalre samenstelling heeft: stikstof N2 0 - 10% methaan CH^ ~ 30 - 60% etheen CJ-L of ethaan C_He 30 - 80% » 2 4 2 5 25 propeen CgHg, propaan CgHg, butaan en minder vluchtige koolwaterstoffen 0 - 20%
9. Werkwijze volgens conclusies 1-8, met het kenmerk, dat het hulp of zware afkoêlfluïdum de volgende molaire samenstelling bezit: methaan CH^ 0 - 10 of tot 15% 30 etheen of ethaan C2Hg 30 - 65 of tot 70% propeen CgHg of propaan CgHg 10 - 60% isobutaan of n-butaan C^H^g en minder vluchtige koolwaterstoffen 0 - 20 of tot 30%
10. Inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens con- 35 clusies 1-9 van het type omvattend tenminste de volgende kringlo- «η n fi 7 3 6 - 36 - pen: enerzijds een mat name open kringloop voor het vloeibaar te maken gas, anderzijds een gesloten kringloop voor afkoelfluldum in hoofdzaak in relatie, van thermische uitwisseling met genoemde gas-kringlaop door middel van cryogene warmteuitwisselaars resp. voor 5 vloeibaar maken, onderafkoelen en voorafgaande afkoeling en onder deel uitmakend van een afkoelcascade waarin tenminste twee afkoel-fluïda resp. een hoofdafkoelfluldum en hulpafkoelfluïdum zijn opgenomen en tenslotte een gesloten kringloop van hulpafkoelfluidum in thermische uitwisselingsrelatie met genoemde kringloop van hoofdig afkoelfluldum door middel van tenminste één cryogene warmteuitwisse- laar voor voorafkoeling en vloeibaarmaking tenminste ten dele van genoemd hoofdafkoelfluldum en omvattend tenminste de volgende elementen? tenminste één compressor voor gasvormig fluïdum, een afkoe-ler/condensor met afkoelmlddel van bij voorkeur externe oorsprong, 15 een stromingsbaan voor volledige vloeibaarmaking en onderafkoeling die genoemde warmteuitwisselaar voor voorafkoeling doorloopt en zich algemeen uitstrekt in dezelfde richting als de stromingsbaan van het hoofdafkoelfluldum daarin, een eerste ontspanningsorgaan aan het stroomafwaartse uiteinde van genoemde stromingsbaan voor 20 volledige vloeibaarmaking en onderafkoeling en verbonden aan een doorgangsweg voor verdamping die genoemde warmteuitwisselaar voor voorafkoeling doorloopt uitkomend op de aanzuigopening voor lage druk van genoemde compressor, met het kenmerk, dat de uitgang van genoemde afkoeler/condensor verbonden is aan de ingang van een fasen-25 scheider waarvan de opvangruimte voor damp verbonden is aan de aan- zuigopening van een andere compressor waarvan de samenpersing is verbonden aan de ingang van een andere afkoeler/condensor met af-koelmiddel van b.v. externe oorsprong, terwijl de opvangruimte voor de vloeistof verbonden is aan de aanzuigopening van een opnamepomp 30 waarvan de samenpersing ten dele is verbonden aan de ingang van ge noemde andere afkoeler/condensor en ten dele aan een tweede ontspanningsorgaan, terwijl de uitgang van de genoemde andere afkoeler/condensor verbanden is enerzijds aan de ingang van genoemde stromingsweg voor volledige vloeibaarmaking en onderafkoeling en 35 anderzijds aan een derde ontspanningsorgaan, terwijl de uitgangen 800 6 73 6 . % '' * ' · ' "' ' - - 37 - van het genaamde tweed.e en derde ontspanningsorgaan verbonden zijn aan de ingang van genoemde fasenscheider via een afkoeler voor vloeibaar te maken gas aan het begin in betrekkelijk vochtige toestand.
11. Inrichting volgens conclusie IQ van het type met een kring loop van genoemd hulpafkoelfluidum omvattend twee compressors onderling in serie verbonden via een tussenliggende afkoeler met afkoel-middel van bij voorkeur externe oorsprong, waarbij de aanzuigopening van de eerste compressor verbonden is met het doorgangskanaal voor 10 de verdamping en de samenpersing van de tweede compressor is verbon den met de ingang van genoemde afkoeler/condensor eerste genaamd met het kenmerk, dat het stroomafwaartse uiteinde van de stromings-weg voor totale vloeibaarmaking en genoemde onderafkaeling ook is verbanden parallel via een ander ontspanningsorgaan aan een andere 15. doorgangsweg voor verdamping die eveneens de warmteuitwisselaar voor voorafkoeling doorloopt terwijl de.stroomafwaartse uiteinden resp. van de beide verdampingsdocrgangswegen onderling zijn verbonden resp. aan de aanzuigopeningsn van de beide genoemde compressors.
12. Inrichting volgens conclusie 11, gekenmerkt door tenminste 20, één warmteuitwisselaar voor voorafkoeling van betrekkelijk droog vloeibaar te maken gas resp. doorlopen door een stromingsweg voor genoemd gas, door een stromingsweg voor volledige vloeibaarmaking en onderafkaeling van genoemd hulpafkoelfluidum waarvan het stroomafwaartse uiteinde is vertakt op de leiding die de uitgang van de 25 andere afkoeler/condensor verbindt met de ingang van de warmteuit wisselaar voor voorafkoeling van het hoofdafkoelfluidum terwijl zijn stroomafwaartse uiteinde is verbonden aan de ingang van een vierde ontspanningsorgaan en via een doorgangsweg voor verdamping verbonden aan stroomopwaarts, de uitgang van genoemd vierde ontspanningsorgaan 30 en stroomafwaarts aan de aanzuiginrichting van de genoemde tweede compressor.
13. Inrichting volgens conclusies 10 - 12, met het kenmerk, dat de warmteuitwisselaar voor voorafkoeling bestaat uit twee thermische uitwisselaars die resp. worden doorlopen door twee stromingsbanen 35 voor vloeibaarmaking althans ten dele van hoofdafkoelfluidum en in 800 6 73 6 * ; - 38 - serie zijn verbonden en door twee doorgangskanalen voor verdamping,·; van hulpafkoelfluïdum terwijl het stroomafwaarts gelegen kanaal van de thermische uitwisselaar met zijn stroomafwaartse uiteinde is verbonden aan de aanzuigi.n richting van de eerste compressor en met 5 zijn stroomopwaarts gelegen uiteinde achtereenvolgens via het ont- spanningsorgaan is verbonden en een stromingsweg voor bijkomende onderafkoeling aan het stroomafwaartse uiteinde van de stromings-baan voor totale vloeibaarmaking en onderafkoeling van hulpafkoelfluïdum in de thermische uitwisselaar stroomafwaarts geplaatst ter-10 wijl de doorgangsweg van laatstgenoemde is verbonden aan de aanzuig- inrichting van de genoemde tweede compressor. •-K 8006736