NO135841B - - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte og apparat for kjøling av gass.

Description

Denne oppfinnelse' vedrorér éh fremgarigsriJåté ag et apparat for kondensering av mirist én létt fraksjon av" én gass ved an-

vendelse av eh åpéri kjol-esykiusOppfiririelsen har nærmere bestemt til -hensikt å forhihdré tap gjennom fordampning fra tankene i et. metaritransportfartdy under transport av flytérfdé

metan. -For dette formål gjérikondénséires gassformet - fordampnings-lekkasje fra tankene ved hjelp av et kohdensasjohsapparat om bord på fartoyet. Apparatet utnytter én kaskadesyklus av dertåphé

typen som arbeider .med et eneste kjolemiddél som har et flertall komponenter. Kjolémidlet omfatter deri rene bestanddelen som skal re-kondenseres og minst en tung kompbriérit som ér mindre flyktig enn nevnte bestanddel og som ikke foreligger i gassen som skal be-

handles.

Denne oppfinnelsen vedrorer kjoling av en gass med det formål å sikre kondensasjon av minst en komponent eller alle komponentene i denne gassen. Nærmere bestemt vedrorer oppfinnelsen kondensasjon av de fordampede gasser fra et lager av kondensert naturgass.

Siden minst 10 år tilbake er transport til sjos av naturgass i væskeform skjedd i industriell skala. I oyeblikket forekommer stor verdenshandel med kondensert naturgass ved at denne energikilde kondenseres i produsentlandene, transporteres sjoveis ved hjelp av et fartoy som er spesielt utformet for dette formål til konsumentlandene og til slutt fordampes i konsumentlandene for å fordeles til de forskjellige bruksstedene.

Denne sjotransport utfores ved hjelp av metanfartoy som omfatter tanker for lagring av den kondenserte naturgassen, hvilke tanker er termisk isolert på en slik måte at de kan holde denne lasten under et trykk på omtrent atmosfæretrykk og ved en temperatur på omtrent 160°C.

Den varmeisolasjon som brukes er naturligvis ikke fullkommen^ og en liten del av lasten blir nodvendigvis fordampet under lagringen i metanfartoyet. Videre blir en annen del av den kondenserte gassen fordampet med eller uten hensikt i lopet av metanfartoyets eksploateringssyklus, f.eks. under det tomme fartbys returreise til et produsentland når tankene, holdes kalde ved fordampning av kondensert naturgass langs tankenes vegger eller under lasting av kondensert gass.

Eksempelvis taper et metanfartoy som transporterer 125 000 m<3 >kondensert naturgass omkring,0,25% av sin last pr. dag. For samme fartoy går 2% av volumet tapt under en ferd som omfatter reise og retur og som hver er på fire dager.

Under normale bruksbetingelser for metanfartoy er således mengdene av fordampet naturgass ikke ubetydelige, og derfor oppstår problemet med å gjenvinne disse fordampede gasser som vanligvis består av metan, eventuelt med en liten del.nitrogen.

Hittil har den naturgass som fordampes om bord på fartoyet enten blitt sluppet ut i atmosfæren eller brent i fartoyets kjeler. Denne losning blir mindre og mindre tilfredsstillende av folgende grunner. Av hensyn til mangelen på naturgass og de okende omkostninger for denne blir det ikke aksptabelt å definitivt tape disse fordampede gasser eller å brenne dem i kjelene når andre brensler egner seg bedre eller det er billigere. På grunn av de stigende omkostninger for kondensert naturgass, hvilke skyldes produksjon, transport og leveranse av denne energikilde, blir det ytterligere nodvendig å gjore de nodvendige kapitalin-vesteringer mer lonnsomme ved okning av metanfartoyets transport-kapasitet for det tilgjengelige lagringsvolum.

Av disse grunner er det nå blitt okonomisk svært fordelaktig å kondensere de fordampede gasser som oppstår ved lagring av kondensert naturgass om bord på metanfartoyet. Omkostningene for kondenseringsapparatet som brukes er lave sammenlignet med den gevinst som oppnås ved okning av metanfartbyets transportkapasi-tet..

Mange apparater og fremgangsmåter for kondensasjon er, i oyeblikket tilgjengelige, men som det fremgår av det folgende, har ingen av dem vist seg å være egnet for omgivelsene og anvendel-sesbetingelsene på metanfartoy.

Anvendelse på land av et kondenseringsapparat, f.eks. for kondensering av fordampede gasser fra et stasjonært lager, skaper vanligvis ingen spesielle vanskeligheter fordi det finnes kvalifisert persjonell som sikrer drift av installasjonen og fordi det er muligheter til å la spesialister gripe inn ved en eventuell ulykke eller driftsforstyrrelse. Dette er ikke tilfelle for et kondenseringsapparat om bord på -et fartoy, og derfor måtte ut-formning av et slikt apparat tilfredsstille folgende nodvendige vilkår: 1) Kondenseringsapparatet skal kunne betjenes av en person som ikke er kvalifisert for drift av installasjoner av denne type. 2) Det må kunne virke i lengre perioder uten å fordre inngrep av spesialister, i et hvert fall i minst en syklus av metanfartoyets

eksploatering.

3) Det skal være selvforsynt med kjolemiddel i de perioder metanfartoyet er til sjos. 4) Det skal ikke på noe vis. påvirke fartoyets sikkerhet, i særdeleshet ikke ved anvendelse av altfor hoye arbeidstrykk. 5) Det skal ikke fordre særlige mengder hjelpéapparatur slik som pumper, kompressorer etc. 6) Sammensetningen av de re-kondenserte damper skal hovedsakelig være identisk med sammensetningen av dampene fra lageret for å bevare den opprinnelige sammensetning av lasten under transpor-ten.

På grunn av alle disse betingelser er det nodvendig å konstruere et kondenseringsapparat som har meget stor pålitelighet og som er ytterst enkelt i drift.

■Det kan forst overveies å kbndensere de fordampede gasser fra den kondenserte naturgassen ved hjelp av en åpen kjolesyklus ved fri ekspansjon av naturgassen fra et hoyt trykk til et lavt trykk. I dette tilfelle er det nodvendige hbye trykk altfor hoyt, nemlig omkring 150 bar, til å tilfredsstille vilkåret om den sikkerhet som er nodvendig for anvendélse på et metanfartoy.

Det trykk som er nodvendig for kondensering av de fordampede gasser kan reduseres ved anvendelse av en kjolesyklus av den lukkede kaskadetype hvor hvert trinn arbeider med en ren substans under fordampningen (f.eks. et forste trinn som arbeider med propan og et andre trinn som arbeider med etan). I dette tilfelle er imidlertid resultatet et kondenseringsapparat med begrenset pålitelighet på grunn av antall roterende maskiner (en kompressor pr. trinn), og den er relativt komplisert i drift.

Det er allerede foreslått å-kondensere de fordampede gasser fra et lager av kondensert naturgass ved hjelp av en lukket kjolesyklus som arbeider med adiabatisk ekspansjon (dvs. ved ekspan-sjon under samtidig utforelse av arbeid) med et egnet fludium så som nitrogen. I dette tilfelle kondenseres dampene ved atmosfæretrykk ved varmeutveksling med det ekspanderende, gassformige nitrogenet som gjenoppvarmes. Selv i dette tilfelle er imidlertid kondenseringsapparatets pålitelighet begrenset fordi det gjor bruk av tre roterende maskiner (kompressor og en ekspansjon s turbin i forbindelse med en bremsekompressor). Kondensering ved atmosfæretrykk gjor det videre nodvendig å bruke ekstra apparatur for kondenseringsapparatene, så som en pumpe som arbeider ved lav temperatur for tilbakefbring av de kondenserte dampene til lagertankene.

Det er også mulig å kondensere disse gasser ved hjelp av en en-strbmskaskadesyklus kjent under betegnelsen "incorporated cascade cycle" ved bruk av et eneste kjblemiddel som omfatter flere rene bestanddeler. En syklus av dette slag er beskrevet i det ameri-kanske patentet nr. 3.218.816 og 3.274.787 og også amerikansk patent nr. 3.364.685. I dette tilfelle kan den anvendte integrerte kaskadesyklus være av den lukkede type, og gassene kondenseres da under trykk og separat i forhold til kjblemidlet ved varmeutveksling med kjblemidlet under fordampning.

En slyklus av dette slag er ikke forenlig med betingelsene for eksploatering av et metanfartoy av folgende årsaker: På grunn av de uunngåelige tap av kjblemiddel (ved lekkasje etc.) må man ved anvendelse av denne syklus gjore bruk av et antall uavhengige hjelpeforråd for hver eneste en av kjblemidlets komponenter (f.eks. etan, propan, butan og eventuelt nitrogen). Metanene kan lett fås fra lasten av kondensert naturgass, men en pumpe er nodvendig for å innfore denne komponent i kondenseringsapparatet på dettes lavtrykkspunkt.

Til tross for muligheten av å utstyre kondenseringsapparatet med et flertall styringsanordninger, er manuell styring av kjblemidlets sammensetting hele tiden nodvendig for å oppnå optimal sammensetning av kjblemidlet. Derved blir det nodvendig å ha kvalifisert personell om bord på metanfartoyet.

Problemet med å regulere sammensetningen av kjblemidlet og av hjelpeforrådene med rene komponenter kan delvis loses ved bruk av en integrert kaskadesyklus av den åpne. type.

Ifolge denne metode kjoles de fordampede gasser for å kondensere metanen og deretter nitrogenen i denne gass ved bruk av

.en kjolesyklus av den åpne type som arbeider med et eneste kjblemiddel bestående av flere komponenter inkludert metan, etan, propan, butan og eventuelt nitrogen. Denne syklus består av: 1) Komprimering av i det minste kjblemidlet fra et lavt trykk (en eller flere atmosfærer); til et hbyere trykk (f.eks. ca 30 atmosfære) .-2) En gassblanding omfattende minst det komprimerte kjblemiddel underkastes fraksjonert kondensasjon ved nevnte hbyere trykk, hvorved man oppnår et flertall kondenserte fraksjoner. Den forst kondenserte fraksjon fås etter partiell kondensasjon av minst det komprimerte kjblemiddel ved varmeutveksling med et kjblemiddel utenfor syklusen, så som vann, og den gassformige fraksjonen som separeres fra den forst kondenserte fraksjonen folger etter den fraksjonerte kondensasjonen.

3) Ekspansjon av hver kondensert fraksjon til det lavere trykk.

i

4) Kombinering ved det lave trykk av minst en ekspandert kondensert fraksjon med minst kjblemidlet som sirkulerer under dette trykk. 5) Fordampning av minst nevnte ekspanderte fraksjon kombinert med kjblemidlet. 6) Oppvarming av minst kjblemidlet som befinner seg ved lavt trykk i varmeutveksling med gassblandingen ved fraksjonert kondensasjon ved det hbyere trykk.

Denne syklus er av den åpne typen. Derfor kombineres kjblemidlet samtidig med de fordampede gasser, og metanen som skal kondenseres (og eventuelt nitrogenet) separeres etter kondensasjon,

ved slutten av den fraksjonerte kondensasjon, fra den gjenbli-vende gassformige del av kjblemidlet og fjernes fra kjblesyklusen.

Tilbakefbringen av kjblemidlet og gassen som skal kondenseres

kan utfores ved det lave trykk, f.eks. ved kompressorens inn-lbpsside etter varming av den behandlede gassen til omgivelsestemperatur og re-komprimering ved det lave trykk, eller under det hbye trykk, f.eks. ved kompressorens trykkside etter varming til omgivelsestemperatur og re-komprimering ved det hbye trykk, eller i lbpet av kjblemediets avkjbling, i hvilket tilfelle den behandlede gassen er kald eller kjblt i forveien ved varmeutveksling med kjblemidlet.

Denne syklus forenkler problemet med hjelpeforråd og regulering av kjblemidlets sammensetning fordi metanen og eventuelt nitrogenet befinner seg i de fordampede gasser og innfores direkte uten hjelpeapparatur i kjblesyklusen.

Denne lbsning ser i fbrste omgang fordelaktig ut for et kondenseringsapparat for installasjon om bord på et metanfartoy, men den er uegnet på grunn av folgende problem. Det er umulig å se-parere fullstendig etanen fra kjblemidlet og den re-kondenserte metan fra de fordampede gasser ved slutten av den fraksjonerte kondensering. De fordampede gassene bærer således med seg til lageret en betraktelig del av etanen i kjblemediet, noe som ikke er forenlig med opprettholdelsen av en bestemt sammensetning av tasten av kondensert naturgass.

Etter denne analyse av de forskjellige muligheter som er til-gjengelig for lbsning av det oppstilte problem, viser det seg derfor at ingen av dem er egnet under eksploateringsbetingelsene og omgivelsene på et metanfartoy.

Behovet for en kondenseringssyklus spesielt tilpasset for me-tanf artoy . forblir dermed utilfredsstilt, og foreliggende oppfinnelse foreslår derfor å definere hovedsakelig en kondenserings-fremgangsmåte som tilfredsstiller de ovenfor definerte eksploa-teringsbetingelser, og nærmere bestemt en kondehseringsfremgangs-måte som omfatter en eneste1 roterende maskin som kan styres fullstendig, hvilken fremgangsmåte er spesielt egnet for fullstendig automatisk drift og er nærmere definert i kravene.

Ifolge oppfinnelsen er det blitt oppdaget at disse formål kan tilfredsstilles fullstendig<;>ved forbedring og forenkling av den integrerte kaskadesyklus av den åpne typen som tidligere er beskrevet. Syklusens oppbygning er angitt i kravene.

Innen rammen av den integrerte kaskadesyklus av den åpne typen

er det blitt oppdaget at ved bruk av et kjblemiddel som ikke inneholder hverken etan eller etylen og'som således består av metan og eventuelt nitrogen og likeledes propan og butan, er det mulig for det fbrste å oppfylle de ovenfor angitte fordringer, og for det andre å kondensere de fordampede gasser uten vesentlig å påvirke deres sammensetning.

Nærmere bestemt omfatter ifolge oppfinnelsen kjblemidlet som blandes med de fordampede gasser hovedkomponenter fordelt ute-lukkende mellom: - en lett fraksjon omfattende metan (den minst flyktige lette komponenten, identisk med den minst flyktige hovedkomponenten i den behandlede gassen som skal kjoles og/eller kondenseres) og valgfritt nitrogen; - en tyngre fraksjon omfattende propan (den mest flyktige tunge komponenten) og butan (en annen tung komponent). Disse er hovedsakelig ikke tilstede i den gass som skal kjoles. Deres normale kokepunkter skiller seg fra kokepunktet for metan med 119°C, hhv. 162°C.

De fordampede gasser blandes med det således definerte kjblemiddel, og den sammensatte blanding komprimeres til det hbye trykk i syklusen og underkastes deretter fraksjonert kondensasjon.

For separeringen av den forst kondenserte fraksjon omfatter således denne blanding ekskl. en tung del omfattende den tunge fraksjonen (propan og butan) av kjblemidlet og en lett del omfattende komponentene i gassen som skal kondenseres og den lette fraksjon av kjblemidlet (metan og eventuelt nitrogen) av de fordampede gasser.

"Blandingen ifolge oppfinnelsen, som underkastes fraksjonert kondensasjon, utmerkes således av stor forskjell i flyktigheten av komponentene som sirkulerer i kjolesyklusen, noe som beror på fravær av etan og etylen.. Det foreligger faktisk en forskjell på 119°C mellom det normale kokepunkt ved atmosfæretrykk for metan (-161°C) som utgjor den minst flyktige komponenten av den lette fraksjon av kjblemidlet, og det normale kokepunkt for propan (-42°C) som utgjor den mest flyktige komponenten av den tunge fraksj.on av kjblemidlet.

Resultatet er at den. tunge delen (propan og butan) under den fraksjonerte: kondensasjon svært lett separeres fra den lette delen (metan og eventuelt nitrogen), og det er således svært lett å rekonstituere den tunge fraksj.on og. den lette fraksjon av kjblemidlet i gass f.orm- ved det lave trykk mens man separerer komponentene i den behandlede gassen ved det hbye trykk, hvilke komponenter fås. i væske-form.

På dette vis får de: re-kondenserte gassene som leveres: av kondenseringsapparatet hovedsakelig, samme sammensetning, med hensyn til metan (og eventuelt nitrogen); som de fordampede gasser som kommer fra lageret av kondensert naturgass, og inneholder bare en ubetydelig mengde av propan, og, butan (mindre enn 0,3volum%) .

På grunn av den meget gode separasjon av propan og butan i forhold til. metan- er derfor en kondenseringssyklus ifolge oppfinnelsen ny 'ved at den opptrer termisk hovedsakelig, lik en syklus med f ri ekspansjon og tillater den siste kondensering av metan under samvirkning med en- separat strbmkaskadesyklus som omfa"tter to trinn som arbeider med butan og propan og, som sikrer den opprinnelige kjbling av metanen.

I dette tilfelle gjor imidlertid kjiblesyklusen ifolge oppfinnelsen det mulig å eliminere de ulemper som samtidig er. forbundet med den frie ekspansjonssyklus og den separate stromkaskade-syklus som tidligere er beskrevet.

Helt overraskende og stikk imot hva man hadde kunnet forutse

har det vist seg at utnyttelse av.en kondenseringssyklus ifolge oppfinnelsen ikke er forhindret, spesielt når man tar med i be-regningen den lave kapasitet av kondenseringsinstallasjonen, og at den i alle tilfelle er sammenlignbar med den tidligere om-talte adiabatiske ekspansjonssyklus med nitrogen.

For å oppnå god energivirkningsgrad er det faktisk allment er-kjent for en integrert kaskadesyklus at kjolemidlet for det lave trykk må ha en fordampningskurve (dvs. en kurve som uttrykker den varmemengde som gjenvinnes av kjolemidlet som funksjon av temperaturen) som har en form som ligner kondensasjonskurven for den gassformige blandingen ved kjoling under hoyt trykk (dvs. den kurve som uttrykker den varmemengde som utskilles av gassblandingen som funksjon av temperaturen) slik at temperaturfor-skjellen i varmevekslerne ér små.

Dette fremgår f.eks. av publikasjonen av Kleemenko til den ti-ende internasjonale kuldekongress i Kobenhavn i 1959 (Pergamon 'Press, 1961, bind 1, side 34 - 39). Denne betingelse kan bare tilfredsstilles for et kjolemiddel som omfatter et stort antall komponenter hvis respektive flyktighet i forhold til hverandre ikke oppviser noen stor diskontinuitet, dvs. der intervallene mellom de etter hverandre folgende koketemperaturer er relativt likeformede.

Således er det overraskende når man ifolge oppfinnelsen finner at for en lav kondenseringskapasitet påvirkes ikke energiforhoIdene vesentlig for et kjolemiddel som ikke inneholder etan eller etylen og som således har en diskontinuitet på 119°C i den absolutte flyktighet for komponentene' i syklusblandingen.

Konklusjonsvis tilveiebringer oppfinnelsen et kondenseringssystem som er spesielt egnet for et metanfartoy av folgende grunner: - Sammensetningen av lasten påvirker ikke vesentlig re-kondenseringen av gassene på grunn av den gode separasjon av kjolemidlet fra den kondenserte gassen; - På grunn av den enkle separasjon av komponentene som brukes omfatter kondenseringssyklusen kun to trinn. Driften av kon-denser ingsapparatet kan derfor lett gjores automatisk, og deretter fordres intet kvalifisert persjonell. Spesielt er driften da ikke mer komplisert enn driften av et vanlig kjoleskap; - Fordi metanen i kjolemidlet tas fra de fordampede gasser trengs kun et begrenset forråd av propan og butan, noe som kan være en enkelt beholder når disse komponenter blandes sammen i forutbestemte proporsjoner, og som videre kan utfores ved at-mosfæretemperatur; - Kondenseringen av de fordampede gasser sikres ved et relativt lavt hoyeste trykk (f.eks. omkring 30 atmosfærer), hvilket ikke minsker sikkerheten om bord på fartoyet; - Når det lave trykk er hoyere enn lagertrykket kan de re-kondenserte gassene korrekt tilbakefores og fordeles i tankene uten hjelp av ekstra apparatur såsom kryogenpumper.

Den ovenfor beskrevne oppfinnelse er blitt forklart innen rammen av re-kondensering av fordampede gasser i et metanfartoy, men det har allerede vist seg at de ovenfor angitte prinsipper kan

tillempes generelt for all kjoling av en gass som utgjor de fordampede gasser for å kondensere minst en komponent av nevnte gass som spiller metanens rolle ved anvendelse av en enstromskjolesy-klus eller en integrert kaskadesyklus av den åpne type som arbeider med et kjolemiddel som omfatter et flertall komponenter.

Helt generelt er det, for at man lett skal kunne kondensere minst en komponent av den behandlede gassen, bare nodvendig at det valgte kjolemiddel skal ha hovedkomponenter fordelt ekskl. mellom en lett fraksjon hvis minst flyktige komponent er identisk med den minst flyktige hovedkomponent i gassen som skal kjoles, og en tung fraksjon hvis mest flyktige tunge komponent hovedsakelig ikke er tilstede i den gass som skal kjoles, og "har et normalkokepunkt som skiller seg fra kokepunktet for den minst flyktige lette komponenten med minst 70°C. Det således anvendte kjolemiddel har en middelmolekylvekt som er hoyere enn den behandlede gassens middelmolekylvekt.

På grunn av oppfinnelsens fundamentale karakteristika er det således mulig i stor utstrekning å forenkle anvendelsen av en integrert kaskadesyklus av den åpne typen og gjore denne syklus fullkomment egnet for kondensering av en eneste ren substan .

Ifolge oppfinnelsen blir det således mulig å omvandle denne kjolesyklus til en kondenseringssyklus, d<y>s. til et kondenseringsapparat med liten kapasitet sammenlignet med produksjonska-pasiteten av en installasjon for produksjon av kondensert naturgass av typen "peak-shaving" eller "base-load". Folgelig er det ifolge oppfinnelsen mulig å innfore den integrerte kaskadesyklus av den åpne type på et nytt teknisk område av kondensering og kjoling.

Ved anvendelse av prinsippene ifolge oppfinnelsen er det således mulig å-kondensere nitrogen1 (komponenten som skal kondenseres) ved hjelp av en integrert kaskadesyklus av den åpne type, hvorved den tunge fraksjonen i kjolemidlet omfatter f.eks. etan, propan og eventuelt butan (tunge komponenter). Ifolge samme prinsipp kan man også kondensere etylen (.komponenten som skal kondenseres) ved anvendelse av butan (tung komponent). Man kan også kondensere etan ved anvendelse av isobutan etc.

I hele beskrivelsen og patentkravéne skal derfor folgende ut-trykk ha de nedenfor angitte betydninger: "Kjolemiddel" er en blanding av flere rene substanser eller hovedkomponenter, fysikalsk identifiserbar eller ikke, som sirkulerer kontinuerlig i den integrerte kaskadesyklus av den åpne type, og hvis eneste funksjon er å produsere kulde.

"Gass som skal kjoles" er en g^ss som omfatter en eller flere rene substanser eller hovedkomponenter, for hvilke man onsker å sikre partiell eller total kondensering, idet de forskjellige

komponenter som skal kondenseres blir kondensert fraksjonert, dvs. suksessivt, eller totalt, dvs. samtidig og sammen.

"Lett komponent" er en ren substans eller hovedkomponent i kjolemidlet, identisk med en hovedkomponent i gassen som skal kjoles og spesielt identisk med den minst flyktige hovedkomponenten i gassen som skal kjolse.

"Tung komponent" er en ren substans eller hovedkomponent i kjolemidlet og er "hovedsakelig; ikke tilstede i gassen som skal kjoles, bg hvis normale kokepunkt er minst 70°C hbyere enn kokepunktet for den minst flyktige hovedkomponenten i gassen som skal kjoles og derfor komponenten for den minst flyktige lette komponenten i kjblemidlet.

"Blanding" er den blanding som skal underkastes fraksjonert kondensasjon ved det hbye trykk, og nærmer-e bestemt den blanding som isoleres for separering av den forste kondenserte fraksjon, og som dannes etter den partielle kondensasjon ved varmeveksling med et uvendig kjolemiddel. Dette gjelder kjblemidlet i ren tilstand når gassen.som skal kjoles blandes med kjolemidlet ved det hbye trykk, etter partiell kondensasjon, eller under den fraksjonerte kondensasjon av nevnte kjolemiddel. Uttrykket refererer seg til blandingen av kjolemiddel og gass som skal kjoles når denne gass blandes med kjolemidlet etter dets kompresjon og for partiell kondensasjon, eller når nevnte gass blandes med kjolemidlet ved det lave trykk for kompresjon.

Med "volumsammensetning"menes en sammensetning uttrykt i volumprosent til forskjell fra en sammensetning uttrykt i målprosent. Med "hovedkomponent" menes en komponent hvis volurn-prosentinnehold (i kjolemidlet eller gassen som skal kjoles eller gassblandingen) er hoyere enn 1%. Komponentene med et volumpro-sentinnehold lavere enn 1% betraktes som sekundære komponenter eller forurensninger som bare i ubetydelig grad influerer på fremgangsmåtens varmevirkningsgrad og folgelig ikke tas med i regningen i definisjonen av oppfinnelsen.

Når det sies at den tunge komponenten hovedsakelig er fraværende

i

i gassen som skal kjoles, er det underforstått at den tunge komponenten ikke foreligger i volumsammensetningen av hovedkompo-nentene i gassen- som skal kjoles.

Med "volumsammensetning av, hovedkomponenter" menes derfor en sammensetning begrenset til de komponenter hvis volumprosent-

innhold er hoyere enn 1%. i

i-

Kjolemidlet under lavt trykk blir gradvis anriket på tunge komponenter fra den. kalde enden av kondenserings sy stemet opp ti.l den varme enden ved omgivelsestemperatur av nevnte system, be-

roende på tilforselen av flere, kondenserte ekspanderte frak-

sjoner, mens kjolemidlet ved det hbye trykket blir gradvis fat-tigere på tunge komponenter fra den varme enden til den kalde enden, beroende på den fraksjonerte kondensasjon. Således er sammensetningen og strdmningsmengden av kjolingsmidlet ikke fast,

og videre er kjolemidlet sjjelden identifiserbar som sådant, men kan blandes med gassen som skal kondenseres.

Når derfor kjolemidlet ikke er identifisert i ren tilstand ved sammensetning, molekylvekt,., stromningsmengde etc. , forutsettes

en fqrhoyelse av disse verdier som kan utfores på folgende to

måter:

- Ved tilforsel av de gassfprmede eller væskefprmede deler eller tofasedeler som fås fra blandingen som underkastes fraksjonert, kondensasjon ved hoyt trykk, ekspandert til minst et lavt trykk,

og tilbakefbrt til et kompresjonstrinn i den anvendte kompres-

soren;

- Gjennom forskjellen mellom blandingen som underkastes frak-

sjonert kondensasjon og summen av.de inngående fraksjoner (innbefattet gassen som skal kondenseres) og summen av de utgående fraksjoner (innbefattet gassen som er kondensert).

For det tilfelle som er vist på den vedfoyede tegning kan så-

ledes stromningsmengden og sammensetningen av kjolemidlet

beregnes: i

- Enten ved addering av de deler som ekspanderes gjennom ven7 tilene 15a, 15b og den del som resirkuleres gjennom 18, og addering av mengdene av hver komponent som foreligger i hver del; - eller ved subtraheririg av den inngående fraksjon 24 fra blandingen som kommer ut fra 6, og subtrahering av mengdene av hver komponent i den inngående fraksjon fra mengdene i blandingen..

Oppfinnelsen skal nå beskrives i forbindelse med figuren på medfblgende tegning som skjematisk viser et system for kjbling av de fordampede gasser som kommer.fra et lager -av kondensert naturgass^ og som gjor det -mulig å kondensere metan (og.even-

tuelt nitrogen) i den behandlede gassen.

Det viste system omfatter et kjblesystem av den åpne typen og omfatter: 1) en kompressor 1 av sentrifugaltype som drives ved hjelp av en dampturbin 43 hvis innlop 2 og utlop 3 arbeider ved et lavt trykk (omtrent 1,2 atmosfærer absolutt), henholdsvis et hoyere trykk (omtrent 30 atmosfærer absolutt). 2) en kondensator 5 som kjoles av utvendig sirkulasjon av et Icjolemiddel skilt fra kjolemidlet i kjolesystemet (f. eks. vann), hvis innlop 4 kommuniserer med utlopet 3 fra kompressoren 1..

.3) to nystem for fraksjonert kondensasjon anordnet etter hverandre i kaskade i sirkulasjonsretningen for den gassblanding som skal kondenseres, hvorved elementene i det forste systemet og i det andre-systemet er betegnet med tall med indeks a, henholdsvis b. Hvert system omfatter i sirkulasjonsretningen for den gassformige blanding som skal kondenseres en separator 7 hvis tofaseinnlop .8 kommuniserer med en foregående kondensasjonsledning (12a for den andre separatoren 7b, utlbpet 6 fra kondensatoren 5. for den forste'separatoren 7a); en kondensasjonsledning 12 som kommuniserer ved sin ene ende med gassutlopet 9 fra separatoren

og ved sin andre ende med tofaseinnlopet 8 for den etterfblgende

separatoren; en. fordampningsledning 14 i varmeutvekslingsrela-sjonen til kondensasjonsledningen 12; en nedkjblingskanal 13.

som ved sin ene ende kommuniserer med væskeutlopet 10 fra separatoren 7 og ved sin andre ende med oppstrbmssiden av en ekspansjonsventil 15 i varmeutvekslingsrelasjon til fordampninge-karialen 14. Kondensasjonsledningene 12, nedkjolningskanalene 13 og fordampningsledningene.14 er anordnet i det indre av den samme varmeveksler II. Ved '.hjelp av nedkjolningskanalen 13 kommuniserer ekspansjonsventilen 15 på oppstrbmssiden med væskeutlopet 10 fra separatoren 7 og på nedstrbmssiden med fbrdamp-ningsledningen 14 over en ledning 36 og en separator 41 hvis funksjon skal forklares i dét folgende. Ledningene 18, 36b-, 14b^ 37, 16, 36a, 14a og 17 danner en fordampningskanal som i sin ende kommuniserer med gassutlbpet 20 fra den siste separatoren 19 og ved sin annen ende med innlbpssiden 2 av kompressoren 1 ved hjelp av en sikkerhetsseparator 44.

4) den siste separatoren 19,: hvis tofaseinnlbp kommuniserer ved hjelp av en ekspansj_onsventiil 47 med kondensasjons ledningen 12b i det andre systemet for fraksjonert kondensasjon. 5) en mateledning 24 for gass som skal kjoles, hvilken ved sin ene ende ved hjelp av en vifjte. 23 kommuniserer med et forråd 42 av kondensert naturgass, og ved sin andre ende med kretsen av gassblandingen som behandles i kompressoren 1, og nærmere bestemt med den tidligere angitte fordampningskanal mellom det forste og det- andre system for fraksjonert kondensasjon. 6) en avtappingsledning 50 for den kondenserte metan, . hvilken ved sin ene ende kommuniserer med væskeutlopet 21 fra den siste separatoren 19 og ved sin andre ende med forrådet 42 av kondensert naturgass. 7) en forrådbeholder 25 som ei r ■forbundet med det forste k<p>nden-sasjonssystemet i kjbleapparatet, omfattende ét innlop^ 31 med en ekspansjonsventil 32 som kommuniserer med væskeutlopet 10a fra den forste separatoren 7a, og et gassutlbp 27 sammen med et væske-utlbp 26 som ved hjelp av ekspansjonsventilene 28, henholdsvis 29,

kommuniserer med delen 36a av fordampningskanalen.

Det viste apparat er videre utstyrt med en utlopsledning 34 til

friluft som kommuniserer med gassutlopet 20 fra den siste sepa-

ratoren 19 og tillater periodiske utblåsninger bm slike skulle være nodvendig, samt tillater at den utblåste gassen ledes til kjelene (ikke vist) som brensel.

Varmevekslerne lia og 11b kan være platevarmevekslere, og i

dette tilfelle er det hensiktsmessig å skille kjolemidlet under lavt trykk fra ledningen 36 i en separator 41r og å separat fordele gass- og væskefåsene i fordampningskanalene 14 i varmeveksleren.

Når man arbeider ifolge oppfinnelsen ved hjelp av en kjolesyk-

lus av den åpne typen som arbeider med et eneste kjolemiddel som omfatter et. flertall komponenter, kjoles derfor fordampningene (gass som skal kjoles) som suges fra forrådet 42 ved hjelp av viften 23 og ledningen. 24-for å kondensere metanen og eventuelt nitrogenet i disse gasser, og for å evakuere disse kondenserte komponenter til forrådet 42 gjennom ledningen 50.

Det valgte kjolemidlet som sirkulerer i det tidligere beskrevne kjolesystemet omfatter hovedkomponenter som er ekskl. fordelte mellom en lett fraksjon som omfatter metan (den minst flyktige komponenten i den lette fraksjonen) og eventuelt nitrogen, og en tung fraksjon som omfatter propan (den mest flyktige komponenten i den tunge, fraksjonen) og butan. Resultatet er at middelmole-

kylvekten for det anvendte kjolemidlet vanligvis er vesentlig hoyere enn for de behandlede fordampede gasser som kommer fra lageret. 42.

De fordampede gassene som skal kjoles og- kondenseres ledes til kjolesyklusen ved det lave trykk i denne (.omtrent 1,5 atmos-

færer absolutt) ved hjelp av viften 23 ( hvilken eventuelt kan brukes til å sende gassene direkte til kjelene gjennom ledningen

62), med en mellomtemperatur mellom omgivelsestemperaturen målt

ved utlbpet 6 av kondensatoren 5 og den lavere temperaturen som dannes av kjblesy-stemet som målt i den siste separatoren 19.

De fordampede gassene forenes under disse betingelser med en del av kjolemidlet ved. det lave trykket som råder i fordampningskanalen (18, 36b, 14b, 37, 16, 36a, 14a, 17) mellom den forste varmeveksleren lia og den andre varmeveksleren 11b, hvoretter kjolemidlet har en temperatur mellom den laveste temperaturen og omgivelsestemperaturen -som definert ovenfor, lik eller forekjel-lig fra middeltemperaturen for de innforte fordampede gasser 24.

Den slik sammensatte blanding som sirkulerer i ledningen 16, varmes i fordarapningsledningen 14a i den forste varmeveksleren lia og ledes gjennom ledningen 17 til innlopssiden 2 av kompressoren 1. Denne blanding komprimeres deretter til det hbye trykket i kjbiesyklusen (omtrent 30 atmosfærer absolutt).

Den komprimerte blanding som underkastes fraksjonert kondensasjon, hvilken blanding er identifiserbar mellom utlbpet 6 av kondensatoren 5 og innlbpet 8a av separatoren 7a, omfatter hovedsakelig en tung del omfattende den tunge fraksjonen av kjblemidlet (propan og butan) sammen med en lett del som omfatter den lette fraksjon av kjblemidlet og gassen "som skal kondenseres (metan og eventuelt nitrogen).

"Denne blanding har således en kraftig diskontinuitet med hensyn til de ^respektive flyktigheter av dens komponenter ettersom det normale kokepunktet for propan (den mest flyktige komponenten i den tunge fraksjonen) og det normale kokepunktet for metan (den minst flyktige komponenten i den lette fraksjonen) skiller seg 119°C fra hverandre.

Etter at kjblemidlet i gassform og de fordampede gassene er komprimert sammen fra det lave trykk til -det hbye trykk underkastes den således oppnådde blanding fraksjonert kondensasjon ved det hbye trykk ved hjelp av kondensatoren 5 og de to system for fraksjonert kondensasjon som,er definert ovenfor. Etter partiell kondensasjon av den komprimerte blandingen i kondensatoren 5, i varmeveksling med et kjblemiddel som er eksternt i forhold til syklusen (f.eks. vann), og etter separasjon i separatoren 7a av en gassformig fraksjon 9a, med fortsettelse av den fraksjonerte kondensasjon, fås en forste kondensert fraksjon 10a.

Etter kondensasjon i ledningen I2a av den. gassformige fraksjon

9a og separering i separatoren 7b av den annen gassformige fraksjon 9b, fås en andre kondensert fraksjon 10b. Hver kondensert fraksjon 10a eller 10b ekspanderes etter nedkjoling i en kanal 13 til det lave trykk i en ventil 15. Hver ekspandert fraksjon forenes ved det lave trykk med. kjolemidlet, som kommer fra fordampningsledningen 14 av den foregående varmeveksler.og fordampes sammen med kjolemidlet i en fordampningsledning 14 i den etterfølgende varmeveksler ved varmeutveksling med gassblandingen i lopet av fraksjonert kondensasjon ved det hbye trykk som råder i en ledning 12 i nevnte etterfolgende varmeveksler.. Kjolemidlet varmes således gradvis i ledningene 14 i fordampningskanalen i det tidligere beskrevne kjolesystemet ved varmeutveksling med blandingen under kondensasjon.

Til slutt underkastes den sist separerte gassfraksjonen 9b partiell kondensasjon i ledningen 12b i varmeveksleren ilb ved varmeutveksling med den andre kondenserte fraksjon 10b ved fordampning i ledningen 14b, ekspanderes deretter til det lave trykk i ventilens 47 og separeres til slutt i den siste separatoren- 19 i den gjenstående gassformige del av kjolemidlet, som er suget gjennom utlopet 20, og en væskedel som har hovedsakelig samme sammensetning som de opprinnelige fordampede gasser 24. Denne væskedel tilbakefores til lageret 42 etter ekspansjon i ventilen 61 til et trykk nær atmosfæretrykk.

Ved drift holdes en reservemengde av den tunge fraksjon av kjolemidlet, omfattende propan og butan, i beholderen 25 i væske-form og ved et trykk mellom det hoyere og det lavere trykk. Denne reservemengde omfatter fortrinnsvis mellom 62 og 67 målprosent propan og mellom 33 og 38 målprosent butan, (eventuelle forurensninger ikke medregnet). Denne reserve kan tilfores uten-ifra ved hjelp av en ventil 33. Denne reservemengde med kjolemiddel bidrar til kjolesyklusens smidige funksjon. Når den., dan-nede kjoleenergi er i overskudd i forhold til den kjbleenergi som er nodvendig for kjoling og kondensering av de fordampede gasser, mates beholderen 25 ved sugning av en væskemengde fra den forste kondenserte fraksjon I0a ved hoyt trykk gjennom ekspansjon i ventilen 32. Omvendt gjelder at når den avgitte kjoleenergi foreligger i underskudd i forhold til den nodvendige kjoleenergi, tilbakefores ved hjelp av ekspansjonsventilene 28 og 29 en del av den væske som lagres i beholderen 25 (i væske- og gassform), hvilken forenes med den forst koridenserte fraksjon 10a som ekspanderes til det lave trykk i ventilen 15a.

I tabellene 1 og 2 angis karakteristika for driften av en sådan syklus som er beskrevet ovenfor, henholdsvis for kondensering av fordampede gasser som hovedsakelig består av metan, og for fordampede gasser som omfatter omtrent 80% metan og omtrent 20% nitrogen. Sammensetningene uttrykt i volumprosent, stromnings-mengdene uttrykt i riormalkubikkmeter pr. time (dvs. under normale betingelser med hensyn til temperatur og trykk), tempera-turer uttrykt i grader C x>g trykk uttrykt i atmosfærer absolutt - i en atmosfære absolutt = 1,013 bar) er angitt for fluidumet som sirkulerer -i de forskjellige deler av kjolekretsen som er identifisert nummerlsk på den vedfoyede tegning. I det forste tilfelle er kraftforbruket 5 100 kw, og i det andre tilfelle 5 700 kW.

De ovenfor beskrevne kondénseringssystemer kan arbeide fullstendig -automatisk ifolge folgende prinsipper.

Det er åpenbart at driftsparametrene for kondenseringssyklusen (trykk, temperatur, sammensetninger) beregnes slik at en behan-dlet gass kjoles under nominelle betingelser med hensyn til temperatur, trykk og sammensetning, og for å oppnå minst en komponent av gassen i væskeform under forutbestemte sluttbeting-elser. Likeledes er den anvendte apparaturen (kompressor, var-mevekslere etc.) bestemt for disse samme nominelle betingelser.

Ved eksploatering kan imidlertid egenskapene av gassen som skal kjoles variere i stor utstrekning. Når det er sporsmål om et metanfartoy, kan således stromningsmengden og sammensetningen av nitrogen i de fordampede gasser fluktuere innenfor et betraktelig område. Man må derfor kunne avpasse driften av kondenseringssystemet automatisk til disse .variasjoner.

Ifolge oppfinnelsen tilveiebringes styringen av et kondenserings- anlegg ved folgende metode når det er sporsmål om fordampede gasser fra en kondensert naturgass, og for et forutbestemt område av variasjoner av egenskapene (f.eks. stromningsmengde og/eller nitrogeninnhold) av den behandlede gassen; Til dette område svarer et forutbestemt intervall av variasjoner i kompressorens 1 innlopstrykk 2 (f.eks. mellom 1,2 atmosfærer og 1,4 atmosfærer absolutt).

I dette intervall holdes i forste omgang kompressorens 1 rotasjonshastighet konstant, og for det andre holdes forholdet mellom trykktapet som ved kompressorens innldpsside i ledningen 17 ved hjelp av en undertrykkfrembringende anordning (ikke vist) og på den annen side trykket på trykksiden konstant ved samtidig påvirkning i samme retning av ventilene 15b og 47 (ekskl. ventilen 15a) som arbeider mellom det hoye trykk og det lave trykk.

Når kompressorens rotasjonshastighet holdes konstant og likeledes forholdet mellom trykktapet i trykkreduksjonsanordningen og trykket på utlops- eller trykksiden, forblir likeledes den volumetriske stromningsmengden på kompressorens innldpsside samt kompresjonsforholdet konstant.

Denne styringsmåte gjor det mulig å automatisk tilpasse para-metrene av kondenseringsprosessen som en funksjon av egenskapene til gassen som skal kjoles for et forutbestemt driftsom-råde. Dersom man f.eks. antar at den stromningsmengde av de fordampede gasser som innfores gjennom ledningen 24 oker i forhold til den nominelle stromningsmengden, kommer trykket på kompressorens innldpsside og utldpsside til å oke på tilsvarende måte proporsjonalt med hverandre.

Resultatet er at den massestrdmningsmengde som behandles av kompressoren 1 okes på tilsvarende måte, og den kjoleenergi som avgis oker gradvis slik at overskuddet av stromningsmengde av

de behandlede fordampede gasser kompanseres. På grunn av den anvendte styring utvikler således kondenseringssystemet på naturlig måte et nytt likevektsstadium som utmerkes av hoyere arbeidstrykk, hvorved hele den nye stromningsmengde av gass som behandles kan kondenseres. Samme fenomen opptrer på omvendt måte

når stromningsmengden av fordampede gasser minsker i forhold til den nominelle stromningsmengden.

Når innholdet av nitrogen i de fordampede gassene oker i forhold til det nominelle innholdet, oker likeledes trykket på kompressorens 1 innldpsside 2 på tilsvarende måte ettersom den slutt-temperatur som oppnås i separatoren 19 ikke er tilstrekkelig til å avlede alt det nitrogen som innfores i væskeform gjennom ledningen 50, og som folge herav kommer nitrogenoverskuddet til å resirkuleres gjennom ledningen 18 til kompressoren 1.

Av samme årsaker som ovenfor er angitt oker utldpstrykket 3 på kompressorens 1 trykkside proporsjonalt med trykket på innlopssiden 2, og det således oppnådde okede hoyere trykk i kjolesyklusen muliggjor kondensasjon av de fordampede gasser, som er blitt mer flyktige gjennom anrikning med nitrogen. På denne måte innstiller kondenseringsanordningen seg naturlig på et nytt like-vekt sstadium.

Dersom trykket på kompressorens 1 innldpsside 2 blir mindre enn minimumsverdien (f.eks. 1,2 atmosfærer) som er bestemt for det forutbestemte intervall av variasjoner i dette trykk, reduseres 'automatisk den volumetriske strom som suges inn av kompressoren på en egnet måte ved reduksjon av kompressorens rotasjonshastig-■ het. Spesielt gjor dette det mulig å forhindre at sentrifugal-kompressoren 1 underskrider sin pumpegrense.

Dersom dette innlopstrykket blir storre enn den maksimale verdi (f.eks. 1,4 atmosfærer) som er bestemt for dette området, brin-ges gassutldpet 20 fra den siste separatoren 19 automatisk, f.eks. ved hjelp av en ventil 60, til å kommunisere med utsiden av kjole-sy stemet. Dette skjer spesielt når innholdet av nitrogen i de fordampede gasser blir alt for stort (hoyere enn 20%) eller når den behandlede stromningsmengden blir mye storre enn den nominelle stromningsmengden.

Man må imidlertid merke seg at. med hensyn til uttakspunktet for de gjennomforte utblåsningsoperasjoner, inneholder den utblåste gassen lite metan (f.eks. omkring 10%), og denne utblåsning påvirker derfor ikke kondenseringseffekten i kjolesyklusen i vesentlig grad.

Dessuten reguleres kjolesystemet på folgende måte. Forholdet mellom de væskestromningsmengder som fores ut gjennom ekspansjonsventilen 15 i det andre kondenseringssystemet Ci sirkulasjonsretningen for den behandlede gassblandingen), henholdsvis gjennom ekspansjonsventilen 47 som er anordnet mellom tofaseinnlopet 22 til den siste separatoren 19 og kondensasjonskana-len 12b i det andre kondensasjonssystemet, holdes hovedsakelig konstant. Ekspansjonsventilen 15a i det forste kondensasjons-sy stemet styres som funksjon av forskjellen i temperatur som måles mellom den varme enden av den forste kondensasjonsledningen 12a og den varme enden av den forste fordampningsledningen 14a.

Dertil styres lagermengden av kjolemiddel som oppbevares i forrådsbeholderen 25 på folgende vis. Væskeekspansjonsventilen 29, som er forbundet med væskeutlopet 26 fra beholderen 25, styres som funksjon av det væskenivå som foreligger i separatoren 7a i det forste kondensasjonssystemet, mens gassekspansjonsventilen 28, som er forbundet med gassutldpet 27 fra beholderen 25, styres av det væskenivå som foreligger i separatoren 7 b i det andre kondensasjonssystemet.

Videre vedrorer oppfinnelsen et flerkomponentkjolemiddel, hvis hovedkomponenter er ekskl. fordelt mellom: - en lett fraksjon (i) som omfatter en minst flyktig lett komponent, - en tyngre fraksjon (i.i) som omfatter en mest flyktig tung komponent med et normalt kokepunkt som er minst 70°C- hoyere enn det normale kokepunkt for nevnte minst flyktige lette komponent av ( i) .

Et sådant flerkomponentkjolemiddel omfatter de omtrentlige vo-lumprosenter :

Kondenseringssystemet som utgjor formålet for oppfinnelsen er

spesielt avpasset for re-kondensering av de fordampede gasser i et metanfartoy, men ikke desto mindre kan det benyttes for mange andre anvendelser, spesielt for kondensering av rene substanser,

slik som det allerede er angitt.

Claims (8)

1. Fremgangsmåte for kondensering av minst en lett fraksjon av en blanding av en gass ved anvendelse av en åpen kjolesyklus, karakterisert ved kombinasjonen av folgende delvis kjente trekk:

a) man komprimerer minst nevnte lette gassfraksjon fra et lavt trykk til et hoyere trykk, b) man lagrer i.en forrådsbeholder (25) en flytendegjort, tyngre gass som har et normalt kokepunkt minst 70°C hoyere enn den lette fraksjon av gassblandingen, c) man ekspanderer i -Stort sett gassform en del av nevnte flytendegjorte tyngre gass og blander denne med den lette fraksjon av gassblandingen ved nevnte lave trykk for komprimeringen, slik at det dannes et flerkomponentkjolemiddel i gassform, d) man underkaster det komprimerte flerkomponentkjolemiddel en fraksjonert kondensasjon under nevnte hoyere trykk for derigjennom å oppnå et antall kondenserte fraksjoner, hvorved en forste kondensert fraksjon (10a) oppnås ved varmeutveksling med et kjolemiddel som er eksternt i forhold til nevnte syklus, og at gassfraksjonen som avskilles fra den forste kondenserte fraksjon fortset-ter nevnte fraksjonerte kondensasjon, e) man ekspanderer hver kondensert fraksjon til det lavere trykk, f) man forener minst en ekspandert kondensert fraksjon med en resirkulert, gassformet del av kjolemidlet, g) man fordamper minst den ekspanderte, kondenserte fraksjon (10a, lob) som ble forent med minst en gassformet del av kjolemidlet, h) man varmer i det minste kjolemidlet under lavt trykk i varmeutveksling med den lette fraksjon av gassblandingén under dens fraksjonerte kondensasjon ved det hoye trykk, i) man separerer i det minste en del av den lette fraksjon som skal kondenseres, etter dennes kondensasjon i en endelig fraksjonert kondensasjon, fra en gassformet, resirkulert del av kjolemidlet, og fjerner den kondenserte del (21) fra kjdlesyklusen, og j) man returnerer i det minste én del av den tyngre gass (10a) kondensert i nevnte forste separasjon til forrådsbeholderen.

2. Fremgangsmåte ifolge krav 1, karakterisert ved at den lette gassfraksjon innfores i syklusen ved det lave trykk og ved en forste temperatur beliggende mellom omgivelsestemperaturen og den laveste temperatur som tilveiebringes av syklusen, og forenes så med kjolemidlet ved det lave trykk og ved en andre mellomliggende temperatur som ligger mellom omgivelsestemperaturen og nevnte laveste temperatur.

3. Fremgangsmåte ifolge krav 1, karakterisert ved at den tyngre gass lagret i forrådsbeholderen holdes i væskeform ved et trykk mellom nevnte lavere og hoyere trykk, at denne tyngre gass holdt i væskeform under nevnte syklus mates ved avledning fra minst en av nevnte kondenserte fraksjoner ved hoyere trykk når kjoleenergien som avgis i nevnte syklus er i overskudd i forhold til den kjoleenergi som kreves for å kjole nevnte gassblanding, og at nevnte tyngre gass holdt i væskeform avledes ved gjenforening av en del av denne med minst en av nevnte kondenserte fraksjoner som ekspanderes ved det lave trykk når kjoleenergien som tilfores nevnte syklus er mindre enn den kjoleenergi som er nodvendig for å kjole nevnte gassblanding.

4. Kjoleapparat av åpen type for utfdreise av fremgangs-måten ifolge de foregående krav, karakterisert ved at det omfatter kombinasjonen av folgende delvis kjente trekk: a) en kompressor (1),. i, hvis suge- og trykkledninger råder et lavt, respektivt hoyt trykk, b) en kondensator (5), hvis innlop (3) kommuniserer med trykk - ledningen fra kompressoren og hvis utlop (6) kommuniserer med et tofaseinnlop av en forste separator (7a) i et forste system for fraksjonert kondensasjon, c) idet det forste system for fraksjonert kondensasjon i sirkulasjonsretningen omfatter: - nevnte forste separator. (7a), - en kondensasjonsledning (12a), hvis ene ende kommuniserer med gassutlopet (9a) av den forste separator (7a) og hvis andre ende kommuniserer med et tofaseinnlop av en andre separator (7b), - en fordampningsledning {14a} i varmeutvekslingsrelasjon til i det minste nevnte kondensasjonsledning .(12a), idet fordampningsledningen (14a) ved sin ene ende kommuniserer med et gassutlop fra for-dampnings ledningen (14b) av et andre.system for fraksjonert kondensasjon og i sin andre ,ende med kompressorens (1) sugeledning, - minst en ekspansjonsventil (15a) som på oppstromssiden kommuniserer med væskeutlopet (10a) av den forste separator (7a) og på nedstromssiden kommuniserer med nevnte fordampningsledning (14a), d) et andre system for fraksjonert kondensasjon som i sirkulasjonsretningen for gassblandingen som skal kondenseres omfatter: nevnte andre separator (7b), - en andre kondensasjonsledning (12b), hvis ene ende kommuniserer med gassutlopet (9b) av den andre separator og hvis andre ende kommuniserer med et tofaseinnlop av en tredje separator (19), -den andre fordampningsledning (14b) i varmeutvekslingsrelasjon med i det minste nevnte andre kondensasjonsledning (12b), idet fordampningsledning en (14b) i sin ene ende kommuniserer med innlopet av fordampningsledningen (14a) i det forste system for fraksjonert kondensasjon, - i det minste en ekspansjonsventil (15b) som på oppstromssiden kommuniserer med væskeutlopet (10b) av den andre separator (7b) og på nedstromssiden kommuniserer med innlopet av nevnte andre fordampningsledning (14b),, e) en gasstilforselsledning (24) som kommuniserer med minst en av nevnte fordampningsledninger (14a, 14b) og som mates med nevnte lette fraksjon av gassblandingen som skal kondenseres, f) en ledning ( 2L) for avledning av nevnte kondenserte lette fraksjon, hvilken ledning kommuniserer méd væskeutlopet av nevnte tredje separator (19), g) en forrådsbeholder (25) forbundet med minst et av kondensa-sjonssystemene, hvilken forrådsbeholder har en innldpsledning (31) som kommuniserer med minst et væskeutlop (10a) av en av nevnte separatorer og har minst en utldpsledning (26) som kommuniserer med minst en av nevnte fordampningsledninger (14a, 14b), idet forrådsbeholderen er i det minste delvis fylt med en flytendegjort gass som har et normalt kokepunkt minst 70°C hoyere enn kokepunktet for en hovedbestanddel av nevnte lette fraksjon av gassblandingen som skal flytendegjores.

5. Apparat ifolge krav 4, karakterisert ved at forrådsbeholderens (25) innlops- og utlopsledninger hver er forsynt med en ekspansjonsventil.

6. Apparat ifolge krav 5, karakterisert ved at forrådsbeholderen (25) har en væskeutldpsledning (26) og en gassutlopsledning (27).

7. Apparat ifolge krav 4, karakterisert ved at det omfatter en ekspansjonsventil (47) montert ved utlops-enden av kondensasjonsledningen (12b) av det andre system for fraksjonert kondensasjon for tofaseinnlopet av nevnte tredje separator (19).

8. Apparat ifolge krav 7, karakterisert ved at gasstilfdrselsledningen (24) kommuniserer med gassfasen av en lagringstank (42) for flytendegjort gass og at nevnte ledning (21) for avledning av nevnte flytendegjorte fraksjon kommuniserer med lagringstanken.