-
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Rückverflüssigung eines aus einem Lagertank für Flüssiggas herausgeleiteten Boil-Off-Gas-Stroms, im folgenden kurz als BOG-Strom bezeichnet, sowie auf ein System zur Durchführung solcher Verfahren.
-
Der Transport von LPG (liquefied petroleum gas = petrochemische Flüssiggase) und LNG (liquid natural gas = Flüssig-Erdgas) über lange Distanzen erfolgt zweckmäßig mit Schiffen. Dazu ist es sinnvoll, die Gase in Lagertanks tiefkalt in flüssiger Phase und bei niedrigen Drücken zu lagern, da dies den Transport bei höherer Lagerdichte erlaubt.
-
Unvermeidlich erwärmen sich die Lagertanks und damit auch die Ladung, d. h. das LPG oder LNG, während des Transports durch Wärmeeintrag aus der Umgebung. Durch geeignete thermische Isolierung wird der Wärmeeintrag begrenzt, kann aber nicht vollständig vermieden werden. Um die Lagertemperatur bzw. den Lagerdruck nun konstant über die zum Teil mehrere Wochen andauernden Transporte zu halten, wird die Ladung gekühlt.
-
Dies erfolgt herkömmlicherweise über ein- oder zweistufige Kälteprozesse mit oder ohne Zwischenkühlung. Dabei wird die dem Lagertank zugeführte Wärme über verdampfendes Gas (BOG = Boil Off Gas) aus dem Lagertank abgeführt. Das BOG wird verdichtet und auf erhöhtem Druck gegen ein Kühlmedium kondensiert. Dabei kommen bevorzugt entweder Kühlwasser oder Kältemittelkaskadenkühler zum Einsatz. Der Verdichtungsenddruck (Kondensationsdruck, Verflüssigungsdruck) des Prozesses ergibt sich aus dem zur Verfügung stehenden Temperaturniveau und der Dampfdruckkurve des geladenen Gases (LPG, LNG).
-
Ein technisch relevantes, häufig zu beobachtendes Phänomen ist die Verunreinigung der geladenen Gase (LPG, LNG) durch leichtflüchtige Komponenten. Es kann sich dabei sowohl um Restgase von Be- und/oder Entladungsprozessen handeln (z. B. Stickstoff, das zum Spülen der Lagertanks bei Ladungswechseln eingesetzt wird), als auch um produktionsbedingte Verunreinigungen (z. B. Ethan in Propan, das im Produktionsprozess nicht vollständig abgetrennt wurde). Bei auch nur geringfügig erhöhten Konzentrationen führen diese Verunreinigungen zu einer erheblichen Verschiebung der Kondensationsdrücke, die zu einem festen Temperaturniveau gehören. Denn leichtflüchtige Verunreinigungen in der Ladung reichern sich im BOG an, sodass bereits geringfügige Konzentrationen in der Flüssigphase signifikante Konzentrationen im BOG zur Folge haben.
-
Dies führt in der Praxis dazu, dass die mechanischen Grenzwerte der Kompressoren bzw. Verdichter überschritten werden und das BOG mit zweistufigen Verdichtungsprozessen nicht mehr vollständig verflüssigt werden kann. Als Ergebnis muss restliches BOG aus der Verflüssigungsanlage abgeblasen werden. Dies führt entweder zu Ladungsverlusten oder zu erheblichen Verlusten an Kühlleistung, da warmes BOG zum Lagertank zurückgeführt wird.
-
Rückverflüssigungsprozesse mit Zwischenkühlung sind beispielsweise aus der
WO 2012/136991 A1 oder der
WO 2012/143699 A1 bekannt. Im zweistufigen Prozess wird das BOG in einer ersten Stufe verdichtet. Das BOG der ersten Stufe wird mit dem BOG der Zwischenkühlung gemischt und in der zweiten Stufe auf den Enddruck verdichtet. Von der zweiten Stufe wird das BOG zum Kondensator geführt. Das Temperaturniveau im Kondensator bestimmt den Verdichtungsenddruck der zweiten Stufe. Der Verdichtungsdruck der ersten Stufe ergibt sich aus dem Verhältnis der Liefergrade der ersten und zweiten Stufe.
-
Die im Kondensator erzeugte Flüssigkeit, d. h. das Kondensat, wird über die Zwischenkühlung zurück zum Lagertank geführt. Dabei wird das Kondensat durch einen sogenannten Economizer geführt. Dies ist ein Apparat, in dem ein Teil des Kondensats verdampft wird, der dann die verbleibende Kondensatmenge kühlt. Die Verdampfung erfolgt bei Mitteldruck des Verdichters. Aus diesem Druckniveau ergibt sich die Verdampfungstemperatur. Dieser Prozessschritt bewirkt einerseits eine energieeffiziente Verflüssigung des BOG und andererseits eine Zwischenkühlung des BOG nach der ersten Verdichtungsstufe, wodurch sich die von den verwendeten Maschinen vorgegebenen Grenzbedingungen besser einhalten lassen.
-
Die Zusammensetzung des Kondensats entspricht bei diesem Prozess der Zusammensetzung des BOG. Der Verdichtungsenddruck bzw. Kondensationsdruck wird bestimmt von den leichtflüchtigen Komponenten. Die Verdampfungstemperatur im Economizer wird bestimmt von den schwerflüchtigen Komponenten.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Verfahren und ein System zur Rückverflüssigung von BOG vorzuschlagen, mit denen im Vergleich zum Stand der Technik stärker verunreinigtes BOG verflüssigt werden kann, unter Beibehaltung der mechanischen Grenzwerte der bisher verwendeten Systemkomponenten, insbesondere der Verdichter.
-
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Gemeinsamkeit der Merkmale der Ansprüche 1 bzw. 9 gelöst.
-
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen können Verflüssigungsanlagen bzw. -systeme ohne Erhöhung der im Stand der Technik üblichen mechanischen Grenzwerte für die Systemkomponenten erheblich stärker verunreinigtes BOG verflüssigen als bisher möglich. Dies führt im Ergebnis zu einem erweiterten Einsatzbereich der Schiffsanlagen und reduziert die Menge des abgeblasenen BOG. Dadurch wird entweder die Umwelt von Gasemissionen entlastet, falls ansonsten das BOG nach außen abgeblasen werden würde, oder die Kühlleistung der Verflüssigungssysteme gesteigert. Erfindungsgemäß wird die Kühlung des BOG-Stroms nicht – wie bisher üblich – durch eine Teilverdampfung des Kondensats erreicht, sondern wird die zur Kühlung des BOG-Stroms erforderliche Flüssigkeit der Flüssigphase des Lagertanks entnommen. Hierdurch wird die Zusammensetzung des dem Kondensator zugeführten Gasstroms gegenüber dem Stand der Technik verändert. Da in den BOG-Strom zur Kühlung Flüssigkeit aus der Flüssigphase des Lagertanks eingeleitet wird, werden dem BOG-Strom lediglich geringe Mengen leichtflüchtiger Komponenten zugemischt. Denn die leichtflüchtigen Komponenten konzentrieren sich in der Gasphase des Lagertanks, d. h. im BOG, so dass der Anteil leichtflüchtiger Komponenten in der Flüssigphase des Lagertanks entsprechend reduziert ist. Dadurch wird dem Kondensator mit dem Misch-BOG-Strom ein Gasgemisch mit geringerem Anteil leichtflüchtiger Komponenten im Vergleich zum Stand der Technik zugeführt. Die Kondensation erfolgt somit bei einer Druck/Temperatur-Kombination, die zu dieser veränderten Gaszusammensetzung gehört. Bei gleichem Temperaturniveau ist der erforderliche Kondensationsdruck, d. h. der erforderliche Verdichtungsenddruck, geringer und die mechanischen Grenzen der existierenden Verflüssigungsanlagen bzw. -systeme können eingehalten werden. Aufgrund der gegenüber dem Stand der Technik veränderten Zusammensetzung des Kondensats kann sich dessen Rücklauftemperatur gegenüber der im Stand der Technik etwas verändern. Für die Praxis spielt dies jedoch keine Rolle.
-
Zwar ist die Kälteleistung bei einem erfindungsgemäßen Verfahren und System geringer als im Stand der Technik, wenn im Stand der Technik eine vollständige Verflüssigung im Kondensator stattfindet, da erfindungsgemäß kalte Flüssigkeit aus dem Lagertank entnommen und verdampft wird. Außerdem wird mechanische Leistung aufgewendet, um die Flüssigkeit auf das erforderliche Druckniveau anzuheben. Jedoch ist die Kälteleistung mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen erheblich größer als im Stand der Technik, wenn im Stand der Technik aufgrund eines hohen Anteils leichtflüchtiger Komponenten im BOG-Strom nur eine unvollständige Verflüssigung im Kondensator stattfindet und dann nichtkondensiertes warmes BOG zurück zum Lagertank geführt wird.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren und System ist daher auch dafür geeignet, konventionelle Verflüssigungsanlagen bzw. -systeme nachzurüsten. Solange eine vollständige Kondensation möglich ist, wird das konventionelle Verfahren verwendet; wenn es nicht mehr möglich ist, das BOG auf konventionelle Weise zu kondensieren, wird auf das erfindungsgemäße Verfahren und System umgestellt.
-
Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen ist es beispielsweise möglich, LPG mit erhöhtem Anteil leichtflüchtiger Stoffe (z. B. commercial propane mit > 7,5% ethane) mit Hilfe von zweistufigen Verdichtern gegen Seewasser zur verflüssigen oder Ethylen mit Spuren von Methan oder Stickstoff in einem Kaskadenkühler mit –33°C Kondensationstemperatur ebenfalls mit Hilfe von einem zweistufigen Verdichter zu verflüssigen.
-
Die erfindungsgemäßen Maßnahmen können für Rückverflüssigungen mit oder ohne Zwischenkühlung eingesetzt werden.
-
Bei der Rückverflüssigung von BOG ohne Zwischenkühlung, beispielsweise von LNG-BOG, wird bevorzugt der BOG-Strom auf einen vorgegebenen Verdichtungsenddruck unterhalb des Verflüssigungsdrucks verdichtet, der der Zusammensetzung des BOG-Stroms entspricht, und in den so verdichteten BOG-Strom Flüssigkeit aus der Flüssigphase des Lagertanks eingeleitet. Im Fall von LNG-BOG entsteht dabei ein Gasgemisch, das wesentlich geringere Konzentrationen vor allem der leichtflüchtigen Komponente Stickstoff enthält als der aus dem Lagertank herausgeleitete BOG-Strom. Die Einleitung erfolgt vorzugsweise durch Einspritzung; denkbar sind jedoch auch andere Verfahren oder Einrichtungen, beispielsweise mittels Rieselkolonnen.
-
Es ist auch denkbar, Flüssigkeit aus der Flüssigphase des Lagertanks in Strömungsrichtung des BOG-Stroms vor der Verdichtereinrichtung in den BOG-Strom einzuleiten. In diesem Fall wird in der Verdichtereinrichtung der dann bereits erzeugte Misch-BOG-Strom verdichtet.
-
Bei seewassergekühlten Kondensatoren, wie es bei auf Schiffen installierten Systemen der Fall ist, bestimmt die Seewassertemperatur den erforderlichen Verdichtungsenddruck, d. h. das Temperaturniveau ist vorgegeben. In diesem Fall wird der Verdichtungsenddruck durch die Systemschaltung nur begrenzt, aber nicht geregelt.
-
Die Einleitung der Flüssigkeit aus der Flüssigphase des Lagertanks in den endverdichteten BOG-Strom erfordert eine zusätzliche Druckerhöhung für die Flüssigkeit. Diese Druckerhöhung kann in günstiger Ausgestaltung der Erfindung dadurch erfolgen, dass ein Teil des BOG-Stroms zur Verwendung als Brennstoffstrom auf einen höheren Druck als z. B. den Verflüssigungsdruck, der der Zusammensetzung des BOG-Stroms entspricht, verdichtet wird und dann ein Teilstrom dieses Brennstoffstroms zum Antreiben der einzuleitenden Flüssigkeit aus der Flüssigphase des Lagertanks verwendet wird. Eine weitere Möglichkeit ist z. B. die Einleitung über eine Pumpe.
-
Bei einer Rückverflüssigung mit Zwischenkühlung wird in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung der BOG-Strom zunächst auf einen niedrigeren Verdichtungsdruck als einen vorgegebenen Verdichtungsenddruck verdichtet, um einen teilverdichteten Zwischen-BOG-Strom zu erzeugen, wobei der Verdichtungsenddruck unterhalb des besagten Verflüssigungsdrucks liegt. In diesen Zwischen-BOG-Strom wird die der Flüssigphase des Lagertanks entnommene Flüssigkeit eingeleitet, um den Misch-BOG-Strom zu erzeugen, der dann auf den Verdichtungsenddruck – ggf. in zwei oder mehr Verdichtungsstufen – verdichtet wird. Der endverdichtete Misch-BOG-Strom wird dann zum Kondensator geführt. Die Zwischenkühlung erfolgt hier durch das Einleiten der der Flüssigphase des Lagertanks entnommenen Flüssigkeit in den teilverdichteten Zwischen-BOG-Strom, so dass das Einleiten sowohl die Veränderung der Zusammensetzung des dem Kondensator zugeführten Gases als auch die Zwischenkühlung bewirkt.
-
Die Zwischenkühlung erfolgt vorzugsweise in einem Economizer, in den sowohl die Flüssigkeit aus der Flüssigphase des Lagertanks als auch der teilverdichtete Zwischen-BOG-Strom eingeleitet wird. In dem Economizer mischen sich die Flüssigkeit und der Zwischen-BOG-Strom zu einem Misch-BOG-Strom, der aus dem Economizer herausgeleitet wird. Im Vergleich zu einem im Stand der Technik eingesetzten Economizer, in dem im Kondensator erzeugtes Kondensat verdampft wird, kann sich die Verdampfungstemperatur in einem erfindungsgemäß eingesetzten Economizer etwas verändern, da die Zusammensetzung der Flüssigphase eine etwas andere ist und daraus möglicherweise unterschiedliche Verdampfungstemperaturen resultieren. In der Praxis wirkt sich dies jedoch nicht aus.
-
In einer günstigen Ausführungsform der Erfindung wird Flüssigkeit aus der Flüssigphase des Lagertanks mit Hilfe eines Drucktanks in den Economizer eingeleitet. Der Drucktank wird absatzweise, d. h. in zeitlichen Abständen mit Flüssigkeit aus der Flüssigphase des Lagertanks befüllt. Der Drucktank wird mit Hilfe eines verdichteten Misch-BOG-Stroms, dessen Verdichtungsdruck größer ist als der des teilverdichteten, in den Economizer eingeleiteten Zwischen-BOG-Stroms, auf einen Betriebsdruck gebracht, mit dem Flüssigkeit aus dem Drucktank in den Economizer eingeleitet werden kann, vorzugsweise bei Mitteldruck der Verdichtereinrichtung. Dieser Betriebsdruck bewirkt, dass Flüssigkeit aus dem Drucktank über eine Strömungsverbindung zum Economizer in diesen eingeleitet wird.
-
Vorzugsweise ist dabei der Betriebsdruck geringer als der Verdichtungsenddruck, mit dem der Misch-BOG-Strom dem Kondensator zugeführt wird. Hierfür kann der Drucktank auch mit einem Druckregelventil versehen werden, das dafür sorgt, dass der Drucktank nicht bis zum Verdichtungsenddruck der Verdichtungseinrichtung aufgedrückt wird, sondern lediglich auf einen Vordruck, der zum Einleiten der Flüssigkeit in den Economizer ausreicht, z. B. auf 2 bar über Mitteldruck. Dies hat zur Folge, dass der Flüssigkeit im Drucktank keine unnötige Wärme zugeführt wird und nicht unnötig viel Gas des von der Verdichtereinrichtung kommenden Misch-BOG-Stroms einkondensiert.
-
Der Drucktank ist bevorzugt kleiner als der Lagertank ausgebildet, da das benötigte Flüssigkeitsvolumen relativ gering ist, und um das zum Aufbringen des erforderlichen Drucks benötigte Gasvolumen möglichst gering zu halten.
-
Die Einleitung der Flüssigkeit aus der Flüssigphase des Lagertanks kann jedoch auf jede geeignete Weise erfolgen, beispielsweise durch eine in der Flüssigphase des Lagertanks angeordnete Pumpe.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielshalber noch näher erläutert. Es zeigen:
-
1 ein Rohrleitungsschaltbild zur Verwirklichung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens und Systems und
-
2 ein Rohrleitungsschaltbild zur Verwirklichung einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens und Systems.
-
Bei der in 1 dargestellten Rohrleitungsschaltung für ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens und Systems zur Rückverflüssigung eines aus einem Lagertank für Flüssiggas herausgeleiteten Boil-Off-Gas(BOG)-Stroms 1 erfolgt die Rückverflüssigung des BOG-Stroms 1 mit Zwischenkühlung zwischen zwei Verdichtungsstufen. Dieses Ausführungsbeispiel ist insbesondere zur Rückverflüssigung von LPG-BOG geeignet.
-
Die Rohrleitungsschaltung weist einen BOG-Sammler 2, eine zweistufige Verdichtereinrichtung 3, eine Mischeinrichtung 4, eine Entnahmeeinrichtung 5 zum Entnehmen von Flüssigkeit aus der Flüssigphase eines (nicht dargestellten) Lagertanks, einen Kondensator 6 sowie Strömungsverbindungen zwischen diesen auf, die durch die nachfolgend beschriebenen Leitungen realisiert werden.
-
Der BOG-Strom 1 wird über eine Leitung 7 aus der Gasphase des (nicht dargestellten) Lagertanks in den BOG-Sammler 2 geleitet. Der BOG-Sammler 2 ist von einer thermischen Isolierung 8 umschlossen. Der Ausgang des BOG-Sammlers 2 ist über eine Leitung 9 mit dem Eingang der ersten Verdichtungsstufe 10 der Verdichtereinrichtung 3 verbunden, sodass der BOG-Strom 1 vom BOG-Sammler 2 zur ersten Verdichtungsstufe 10 geführt wird.
-
In der ersten Verdichtungsstufe 10 wird der BOG-Strom 1 auf einen Verdichtungsdruck verdichtet, der niedriger ist als ein vorgegebener Verdichtungsenddruck und so ein teilverdichteter Zwischen-BOG-Strom 11 erzeugt.
-
Der Verdichtungsenddruck der Verdichtereinrichtung 3 wird in der Verdichtungsendstufe 12, d. h. im dargestellten Fall in der zweiten Verdichtungsstufe, erreicht. Dieser Verdichtungsenddruck liegt unterhalb des Verflüssigungsdrucks, der der Zusammensetzung des BOG-Stroms 1 entspricht.
-
Der Ausgang der ersten Verdichtungsstufe 10 ist über eine Leitung 13 mit einem Eingang der Mischeinrichtung 4 verbunden. Der teilverdichtete Zwischen-BOG-Strom 11 wird daher über die Leitung 13 von der ersten Verdichtungsstufe 10 zur Mischeinrichtung 4 geführt und in diese eingeleitet.
-
Die Mischeinrichtung 4 ist als Economizer ausgeführt, der ebenfalls von einer thermischen Isolierung 14 umschlossen ist. In den Economizer 4 wird über eine Leitung 15 auch Flüssigkeit 16 aus der Flüssigphase des Lagertanks eingeleitet.
-
Hierzu entnimmt die Entnahmeeinrichtung 5 Flüssigkeit aus der Flüssigphase des Lagertanks. Im dargestellten Ausführungsbeispiel gehört zu der Entnahmeeinrichtung eine Pumpe 17, die in die Flüssigphase des Lagertanks eingetaucht ist, sowie ein Drucktank 18, in den mittels der im Lagertank angeordneten Pumpe 17 und einer Strömungsverbindung zwischen der Pumpe 17 und dem Drucktank 18 absatzweise Flüssigkeit aus der Flüssigphase des Lagertanks in den Drucktank 18 gefüllt wird. Die Strömungsverbindung zwischen Pumpe 17 und Drucktank 18 wird durch die Leitung 19 und einen Abschnitt 15a der Leitung 15 gebildet.
-
Die Leitung 15 verbindet die Flüssigphase 20 des Drucktanks 18 mit einem Eingang des Economizers 4. Über die Leitung 15 wird also Flüssigkeit 16 aus der Flüssigphase 20 des Drucktanks 18 in den Economizer 4 eingeleitet. Wenn die Pumpe 17 in der Flüssigphase des Lagertanks in Betrieb ist, wird ab der Anschlussstelle 21 der Leitung 19 an die Leitung 15 über den in den Drucktank 18 hineinlaufenden Abschnitt 15a dieser Leitung 15 Flüssigkeit aus der Flüssigphase des Lagertanks in den Drucktank 18 gepumpt. Dieses erfolgt absatzweise, d. h. von Zeit zu Zeit, je nach Bedarf.
-
Im Economizer 4 mischt sich der Zwischen-BOG-Strom 11 mit der eingeleiteten Flüssigkeit 16 aus der Flüssigphase 20 des Drucktanks 18, beispielsweise indem diese Flüssigkeit 16 in den Economizer 4 – d. h. in den dort hineingeleiteten Zwischen-BOG-Strom 11 – eingespritzt wird, und wird so ein Misch-BOG-Strom 22 erzeugt.
-
Das Zumischen von Flüssigkeit 16 aus der Flüssigphase des Lagertanks bzw. Drucktanks 18 in den BOG-Strom 1 – im dargestellten Ausführungsbeispiel in den Zwischen-BOG-Strom 11 – bewirkt zweierlei: zum Einen wird die Gaszusammensetzung des zugeführten Zwischen-BOG-Stroms 11 verändert, da der Anteil leichtflüchtiger Komponenten, der im BOG-Strom 1 relativ hoch ist, mit einem Stoff 16 gemischt wird, der einen wesentlich geringeren Anteil an leichtflüchtigen Komponenten aufweist. Daher ist der Anteil an leichtflüchtigen Komponenten in dem Gasgemisch 22, das im Economizer 4 gebildet wird, ebenfalls geringer als der Anteil an leichtflüchtigen Komponenten im Zwischen-BOG-Strom 11. Zum Anderen wird der Zwischen-BOG-Strom 11 gekühlt.
-
Das entstandene Gasgemisch, d. h. der Misch-BOG-Strom 22, wird über Leitung 23 dem Eingang der Verdichtungsendstufe 12 der Verdichtereinrichtung 3 zugeführt und dort auf den Verdichtungsenddruck verdichtet.
-
Der Ausgang der Verdichtungsendstufe 12 ist über Leitung 24 an den Eingang des Kondensators 6 angeschlossen, sodass diesem ein verdichteter Misch-BOG-Strom 25 zugeführt wird.
-
Die Oberseite 26 des Drucktanks 18, und damit die Gasphase 27 des Drucktanks 18, ist über eine Leitung 28 an die Leitung 24 und somit an den Ausgang der Verdichtungsendstufe 12 der Verdichtereinrichtung 3 angeschlossen. Dadurch wird ein Teilstrom des verdichteten Misch-BOG-Stroms 25 in den Drucktank 18 geleitet und erzeugt in diesem einen Betriebsdruck in solcher Höhe, dass Flüssigkeit 16 aus der Flüssigphase 20 des Drucktanks 18 über die Leitung 15a, 15 in den Economizer 4 eingeleitet bzw. eingespritzt wird.
-
Dabei kann der Drucktank 18 eine (nicht dargestellte) Druckregeleinrichtung aufweisen, mit der der Betriebsdruck im Drucktank 18 auf einen geringeren Druck als den Verdichtungsenddruck des verdichteten Misch-BOG-Stroms 25 einstellbar ist. Vorzugsweise wird der Betriebsdruck im Drucktank 18 auf einen Vordruck eingestellt, der gerade zum Einleiten der Flüssigkeit 16 in den Economizer 4 ausreicht, beispielsweise auf 2 bar über Mitteldruck bzw. über den Druck, mit dem der Zwischen-BOG-Strom 11 in den Economizer 4 eingeleitet wird.
-
Im Kondensator 6 wird der verdichtete Misch-BOG-Strom 25 gegen Seewasser SW kondensiert. Maßgebend für die Kondensation ist die zu der veränderten Gaszusammensetzung des Misch-BOG-Stroms 25 gehörige Druck/Temperatur-Kombination. Bei seewassergekühlten Kondensatoren 6 ist durch die Seewassertemperatur das Temperaturniveau vorgegeben, d. h. die Seewassertemperatur bestimmt den erforderlichen Verdichtungsenddruck. Aufgrund des geringeren Anteils an leichtflüchtigen Komponenten im Misch-BOG-Strom 22 ist der erforderliche Verdichtungsenddruck geringer als im Stand der Technik, was umgekehrt bedeutet, dass bei Ausnutzung des Verdichtungsenddrucks, den eine bestehende Verdichtereinrichtung 3 aufgrund ihrer mechanischen Grenzwerte erzeugen kann, stärker verunreinigte BOG-Ströme 1 verflüssigt werden können, d. h. der Mischeinrichtung 4 zugeführt werden können, um den Misch-BOG-Strom 22 zu erzeugen.
-
Das Kondensat 29 wird über eine Leitung 30 durch die Flüssigphase 31 im Economizer 4 hindurchgeführt und auf diese Weise unterkühlt und danach einer Aufnahmestation zugeführt, beispielsweise in den Lagertank rückgeführt.
-
Sollte ein Teil des verdichteten Misch-BOG-Stroms 25 im Kondensator 6 nicht kondensiert sein, wird dieses nichtkondensierte Gas 25 entweder über Leitung 32 zu einer Gas-Aufnahmestation geführt oder über Leitung 33 abgeblasen.
-
Ferner enthält die Rohrleitungsschaltung noch einige Bypässe und Überwachungseinrichtungen (PCV = Pressure control valve, LCV = Level control valve, LIC = Level indication control). Zum Beispiel ist dem Economizer 4 eine Überwachungseinrichtung 34 zugeordnet, mit der überwacht werden kann, ob nach der Einspritzung der Flüssigkeit 16 aus der Flüssigphase 20 des Lagertanks (über den Drucktank 18) sämtliche eingespritzte Flüssigkeit 16 verdampft ist.
-
Mit dem durch die Rohrleitungsschaltung gemäß 2 verkörperten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens und Systems kann vorzugsweise LNG-BOG rückverflüssigt werden.
-
Die dargestellte Rohrleitungsschaltung enthält einen Lagertank 35 zum Lagern von Flüssiggas, eine Entnahmeeinrichtung 5 zum Entnehmen von Flüssigkeit 16 aus der Flüssigphase 36 des Lagertanks 35, eine Mischeinrichtung 4 zum Einleiten der Flüssigkeit 16 in einen BOG-Strom 1, eine zweistufige Verdichtereinrichtung 3, einen Kondensator 6, einen Kondensat-Sammler 37 sowie zwischen diesen ausgebildete Strömungsverbindungen, die mittels der nachfolgend beschriebenen Leitungen verwirklicht sind.
-
In dem Lagertank liegt das Flüssiggas, im dargestellten Ausführungsbeispiel LNG, in Flüssigphase 36 und in Gasphase 38 (BOG) vor.
-
Ein BOG-Strom 1 wird aus dem Lagertank 35 herausgeleitet und dem Eingang der ersten Verdichtungsstufe 10 der Verdichtereinrichtung 3 zugeführt und in dieser auf einen Verdichtungsdruck verdichtet, der niedriger ist als der Verdichtungsenddruck der Verdichtereinrichtung 3.
-
Der Ausgang der ersten Verdichtungsstufe 10 ist mit dem Eingang der zweiten Verdichtungsstufe 12, d. h. im dargestellten Ausführungsbeispiel auch Verdichtungsendstufe, strömungsverbunden, sodass der aus der ersten Verdichtungsstufe 10 austretende Zwischen-BOG-Strom 11 direkt der zweiten Verdichtungsstufe 12 zugeführt wird, in der er auf den Verdichtungsenddruck verdichtet wird. Dieser Verdichtungsenddruck ist auch hier niedriger als der Verflüssigungsdruck, der der Zusammensetzung des BOG-Stroms 1 entspricht.
-
Der Ausgang der zweiten Verdichtungsstufe (Verdichtungsendstufe) 12 ist über Leitung 39 mit dem Eingang des Kondensators 6 strömungsverbunden.
-
Auf dem Weg von der Verdichtungsendstufe 12 zum Kondensator 6 wird dem verdichteten BOG-Strom 40 über Leitung 41 Flüssigkeit 16 aus der Flüssigphase 36 des Lagertanks 35 zugemischt und dadurch ein Misch-BOG-Strom 25 erzeugt. Die Mischeinrichtung 4 ist in diesem dargestellten Ausführungsbeispiel die Stelle 4, an der die Leitung 41 an die Leitung 39 angeschlossen ist.
-
Der Druck, mit dem die Flüssigkeit 16 aus der Flüssigphase 36 des Lagertanks 35 in den auf Verdichtungsenddruck verdichteten BOG-Strom 40 eingeleitet wird, liegt über diesem Verdichtungsenddruck und wird im dargestellten Ausführungsbeispiel von einer im Lagertank 35 angeordneten Pumpe 5 erzeugt.
-
Die Entnahmeeinrichtung 5 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel somit durch die im Lagertank 35 befindliche Pumpe ausgebildet.
-
Der Kondensator 6 ist wie im Ausführungsbeispiel gemäß 1 seewassergekühlt, sodass auch hier der Verdichtungsenddruck durch die Seewassertemperatur bestimmt ist. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird daher auf die entsprechenden Ausführungen zu dem Ausführungsbeispiel in 1 Bezug genommen.
-
Wie im Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist auch im Ausführungsbeispiel gemäß 2 der Anteil leichtflüchtiger Komponenten im Misch-BOG-Strom 25 geringer als der im BOG-Strom 1, 40, mit dem gleichen Vorteil, dass gegenüber dem Stand der Technik stärker verunreinigte BOG-Ströme verflüssigt werden können bei Beibehaltung der mechanischen Grenzwerte der Systemkomponenten, insbesondere der der Verdichtereinrichtung 3. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird diesbezüglich ebenfalls auf die entsprechenden Ausführungen in Verbindung mit 1 Bezug genommen.
-
Das Kondensat 29 wird über eine Leitung 42 in den Kondensat-Sammler 37 geführt. In dem Kondensat-Sammler 37 sind eine Gasphase 43 und eine Flüssigphase 44 enthalten. Über eine Leitung 45 wird Flüssigkeit 29 aus der Flüssigphase 44 des Kondensat-Sammlers 37 in den Lagertank 35 zurückgeführt.
-
Auch die in 2 dargestellte Rohrleitungsschaltung enthält Überwachungseinrichtungen (TCV, TIC; LCV, LIC). Zum Beispiel ist der Zuführung des Misch-BOG-Stroms 25 zum Kondensator 6 bzw. der Flüssigkeit 16 aus der Flüssigphase 38 des Lagertanks 35 zum BOG-Strom 40 sowie der Rückführung des Kondensats 29 zum Lagertank 35 jeweils eine Überwachungseinrichtung 46, 47 zugeordnet.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- WO 2012/136991 A1 [0007]
- WO 2012/143699 A1 [0007]
