DE1626325B1 - Verfahren und Einrichtung zum Verfluessigen von tiefsiedenden Gasen - Google Patents
Verfahren und Einrichtung zum Verfluessigen von tiefsiedenden GasenInfo
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Description
1 2
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Ein- weder durch Drosselung oder, vorzugsweise nach
richtung zum Verflüssigen von tiefsiedenden Gasen, weiterer Abkühlung, wiederum arbeitsleistend in das
bei dem das 2x1 verflüssigende Gas auf überkritischen Naßdampf gebiet hinein entspannt wird.
Druck verdichtet, bis unter oder in die Nähe der Unter dem Begriff »erster Schritt« sind demnach kritischen Temperatur, vorzugsweise durch rück- 5 alle Maßnahmen zusammengefaßt, die im oder auf strömendes kaltes Gas, abgekühlt und anschließend dem Wege ins Flüssigkeitsgebiet mit dem zu verentspannt wird und danach der verflüssigte Anteil flüssigendem Gas vorgenommen werden, während des Gases vom dampfförmigen getrennt wird. mit dem Begriff »zweiter Schritt« diejenigen Maß-
Druck verdichtet, bis unter oder in die Nähe der Unter dem Begriff »erster Schritt« sind demnach kritischen Temperatur, vorzugsweise durch rück- 5 alle Maßnahmen zusammengefaßt, die im oder auf strömendes kaltes Gas, abgekühlt und anschließend dem Wege ins Flüssigkeitsgebiet mit dem zu verentspannt wird und danach der verflüssigte Anteil flüssigendem Gas vorgenommen werden, während des Gases vom dampfförmigen getrennt wird. mit dem Begriff »zweiter Schritt« diejenigen Maß-
Es ist ein Verfahren zur Verflüssigung von Luft nahmen bezeichnet werden, mit denen die Grenzbekannt
(deutsche Patentschrift 115 421), bei dem 10 kurve zum Naßdampfgebiet überschritten wird,
die Luft verdichtet, abgekühlt und anschließend Der Ausgangspunkt der arbeitsleistenden Entarbeitsleistend in einer Turbine entspannt wird und spannung im oder ins Flüssigkeitsgebiet liegt hierbei bei dem sich im Zuge der arbeitsleistenden Ent- unter oder in der Nähe der kritischen Temperatur, spannung die Luft teilweise verflüssigt. Da bei jedoch stets schon so tief, daß im Verlauf der Entdiesem Verfahren die Kühlung der Luft ausschließ- 15 spannung in zwei Schritten die Flüssigkeitsgrenzlich durch den nicht verflüssigten, entspannten Anteil kurve im T,s-Diagramm des zu verflüssigenden Gases der Luft erfolgt, endet die Kühlung bereits bei einer deutlich links vom kritischen Punkt überschritten Temperatur, die noch ziemlich weit oberhalb der wird. Dies hat zur Folge, daß der wesentliche Teil kritischen Temperatur liegt. Als Folge hiervon wird der arbeitsleistenden Entspannung innerhalb des bei der nachfolgenden arbeitsleistenden Entspannung ao Flüssigkeitsgebietes liegt. Dieser Sachverhalt erdie Grenze zum Naßdampfgebiet im T,s-Diagramm scheint zunächst ungewöhnlich, da bekannt ist, daß der Luft rechts vom kritischen Punkt überschritten die Kälteleistung einer arbeitsleistenden Entspannung und lediglich ein verhältnismäßig geringer Teil der mit sinkender Temperatur schnell abnimmt und eingespeisten Luft verflüssigt. In einem solchen Falle innerhalb des Flüssigkeitsgebietes nur Bruchteile sind jedoch Flüssigkeitsschläge in der Entspannungs- 25 derjenigen beträgt, die im Gebiet des überhitzten maschine nicht zu vermeiden, die, wie seit langem be- Dampfes, etwa im Falle des Claude-Verfahrens, kannt ist, zu einer schnellen Zerstörung der Maschine erreicht werden kann. Bei Methan z. B. ist die Kälteführen, leistung, die durch arbeitsleistende Entspannung des
die Luft verdichtet, abgekühlt und anschließend Der Ausgangspunkt der arbeitsleistenden Entarbeitsleistend in einer Turbine entspannt wird und spannung im oder ins Flüssigkeitsgebiet liegt hierbei bei dem sich im Zuge der arbeitsleistenden Ent- unter oder in der Nähe der kritischen Temperatur, spannung die Luft teilweise verflüssigt. Da bei jedoch stets schon so tief, daß im Verlauf der Entdiesem Verfahren die Kühlung der Luft ausschließ- 15 spannung in zwei Schritten die Flüssigkeitsgrenzlich durch den nicht verflüssigten, entspannten Anteil kurve im T,s-Diagramm des zu verflüssigenden Gases der Luft erfolgt, endet die Kühlung bereits bei einer deutlich links vom kritischen Punkt überschritten Temperatur, die noch ziemlich weit oberhalb der wird. Dies hat zur Folge, daß der wesentliche Teil kritischen Temperatur liegt. Als Folge hiervon wird der arbeitsleistenden Entspannung innerhalb des bei der nachfolgenden arbeitsleistenden Entspannung ao Flüssigkeitsgebietes liegt. Dieser Sachverhalt erdie Grenze zum Naßdampfgebiet im T,s-Diagramm scheint zunächst ungewöhnlich, da bekannt ist, daß der Luft rechts vom kritischen Punkt überschritten die Kälteleistung einer arbeitsleistenden Entspannung und lediglich ein verhältnismäßig geringer Teil der mit sinkender Temperatur schnell abnimmt und eingespeisten Luft verflüssigt. In einem solchen Falle innerhalb des Flüssigkeitsgebietes nur Bruchteile sind jedoch Flüssigkeitsschläge in der Entspannungs- 25 derjenigen beträgt, die im Gebiet des überhitzten maschine nicht zu vermeiden, die, wie seit langem be- Dampfes, etwa im Falle des Claude-Verfahrens, kannt ist, zu einer schnellen Zerstörung der Maschine erreicht werden kann. Bei Methan z. B. ist die Kälteführen, leistung, die durch arbeitsleistende Entspannung des
Aus diesem Grunde haben schon Linde und Gases von 100 auf 50 ata theoretisch gewonnen
Claude bei den von ihnen entwickelten Verfahren 30'werden kann, bei einer Ausgangstemperatur von
zur Gasverflüssigung stets vermieden, eine solche, an 00C mehr als das lOfache derjenigen, die sich bei
sich, energiemäßig günstige, arbeitsleistende Ent- einer Ausgangstemperatur von —120° C erzielen
spannung in das Naßdampfgebiet hinein zu benutzen. läßt (kritische Temperatur: ^82,5° C).
Während beim Linde-Prozeß deshalb ausschließlich Unter diesem Gesichtspunkt läßt das erfindungseine Drosselentspannung in das Naßdampfgebiet 35 gemäße Verfahren zunächst nicht die erwünschte hinein vorgesehen ist, wird beim Verfahren nach Senkung der Energiekosten erwarten. Überraschen-Claude die energiemäßig günstige Kälteerzeugung derweise wird jedoch der Nachteil der verhältnisdurch arbeitsleistende Entspannung dadurch aus- mäßig kleinen Kälteleistung der arbeitsleistenden genutzt, daß die durch arbeitsleistende Entspannung Entspannung durch ein sehr günstiges Mengenim Gebiet des überhitzten Dampfes erzeugte Kälte 4O verhältnis von Flüssigkeit zu Dampf nach vollzogener auf die zu verflüssigende und noch nicht entspannte Entspannung mehr als ausgeglichen, so daß auf diese Luft übertragen wird. Der bei der Abkühlung Weise der Gesamtenergiebedarf zur Verflüssigung erreichte Punkt liegt beim Linde-Prozeß — da hier einer bestimmten Gasmenge beim erfindungsgemäßen ähnlich dem eingangs geschilderten Verfahren aus- Verfahren gegenüber den bekannten Verfahren tatschließlich mit dem nicht verflüssigten Teil der 45 sächlich gesenkt wird. Außerdem werden mit dem entspannten Luft gekühlt wird — noch ziemlich weit erfindungsgemäßen Verfahren im Vergleich zu den oberhalb der kritischen Temperatur. Beim Verfahren bekannten Verfahren wesentlich kleinere Gasmengen nach Claude dagegen wird bereits eine tiefere umgewälzt, die wiederum kleinere Maschinen und Temperatur erreicht, die einen größeren Anteil an Heizflächen und somit eine Verminderung des bauverflüssigter Luft ermöglicht, als mit dem Linde- 50 liehen Aufwandes zur Folge haben.
Prozeß mit einfacher Entspannung zu erzielen ist. Die Entspannung des komprimierten und unter
Während beim Linde-Prozeß deshalb ausschließlich Unter diesem Gesichtspunkt läßt das erfindungseine Drosselentspannung in das Naßdampfgebiet 35 gemäße Verfahren zunächst nicht die erwünschte hinein vorgesehen ist, wird beim Verfahren nach Senkung der Energiekosten erwarten. Überraschen-Claude die energiemäßig günstige Kälteerzeugung derweise wird jedoch der Nachteil der verhältnisdurch arbeitsleistende Entspannung dadurch aus- mäßig kleinen Kälteleistung der arbeitsleistenden genutzt, daß die durch arbeitsleistende Entspannung Entspannung durch ein sehr günstiges Mengenim Gebiet des überhitzten Dampfes erzeugte Kälte 4O verhältnis von Flüssigkeit zu Dampf nach vollzogener auf die zu verflüssigende und noch nicht entspannte Entspannung mehr als ausgeglichen, so daß auf diese Luft übertragen wird. Der bei der Abkühlung Weise der Gesamtenergiebedarf zur Verflüssigung erreichte Punkt liegt beim Linde-Prozeß — da hier einer bestimmten Gasmenge beim erfindungsgemäßen ähnlich dem eingangs geschilderten Verfahren aus- Verfahren gegenüber den bekannten Verfahren tatschließlich mit dem nicht verflüssigten Teil der 45 sächlich gesenkt wird. Außerdem werden mit dem entspannten Luft gekühlt wird — noch ziemlich weit erfindungsgemäßen Verfahren im Vergleich zu den oberhalb der kritischen Temperatur. Beim Verfahren bekannten Verfahren wesentlich kleinere Gasmengen nach Claude dagegen wird bereits eine tiefere umgewälzt, die wiederum kleinere Maschinen und Temperatur erreicht, die einen größeren Anteil an Heizflächen und somit eine Verminderung des bauverflüssigter Luft ermöglicht, als mit dem Linde- 50 liehen Aufwandes zur Folge haben.
Prozeß mit einfacher Entspannung zu erzielen ist. Die Entspannung des komprimierten und unter
Diese bekannten Verflüssigungsverfahren sind oder in die Nähe der kritischen Temperatur abge-
schon in vielfachenAbwandlungen bekanntgeworden. kühlten Gases erfolgt erfindungsgemäß in zwei
Trotzdem besteht nach wie vor der Wunsch nach Schritten, wobei der erste Schritt eine arbeitsleistende
verbesserten Verfahren zur Verflüssigung von tief- 55 Entspannung und der zweite Schritt eine weitere
siedenden Gasen, insbesondere nach solchen, mit Entspannung ist, bei der die Grenzkurve zum Naß-
deren Hilfe der Energiebedarf von Großanlagen, wie dampfgebiet deutlich links vom kritischen Punkt im
sie z. B. zur Verflüssigung von Naturgas gebaut wer- T,s-Diagramm des betreffenden Gases überschritten
den, gesenkt werden kann. wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform des
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch 60 erfindungsgemäßen Verfahrens ist diese zweite Enteine
günstige Wahl der Art sowie des Temperatur- spannung eine Drosselentspannung, vor der das Gas
und Druckbereiches der Entspannung den Energie- noch weiter abgekühlt werden kann und die in eine
bedarf von Gasverflüssigungsanlagen zu senken und Abscheidevorrichtung hinein erfolgt, in der der verhierbei
den Flüssigkeitsanteil nach vollzogener Ent- flüssigte Anteil des Gases vom gasförmigen getrennt
spannung möglichst groß zu machen. 65 wird.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Gas Bei einer anderen Ausführungsform des erfin-
in einem ersten Schritt arbeitsleistend im oder ins dungsgemäßen Verfahrens erfolgt die arbeitsleistende
Flüssigkeitsgebiet und in einem zweiten Schritt ent- Entspannung in mehreren Stufen. Wenn hierbei die
3 4
letzte Stufe der arbeitsleistenden Entspannung schon dabei auf Umgebungstemperatur erwärmt. Die stickvon
einer verhältnismäßig tiefen Temperatur aus stoffreiehe Methanfraktion wird der Anlage durch
erfolgt, beispielsweise indem die vorhergehende Ent- die Leitung 21 mit 1 ata und Umgebungstemperatur
Spannungsstufe zur Kühlung des in der letzten Stufe entnommen und kann als Heizgas verwendet werden,
zu entspannenden Gases ausgenutzt wird, kann bei 5 Die 25 000 Nm3/h Methan werden entweder in den
dieser letzten Stufe der arbeitsleistenden Entspan- Kreislauf über die Leitung 22 und den Turbonung
die Grenzlinie zum Naßdampfgebiet über- kompressor 23 zurückgeführt oder, falls eine Verschritten
werden, da dann der gasförmige Anteil des Wendung als Heizgas möglich ist, dem Kreislauf
entspannten Mediums so klein ist, daß nennenswerte durch die Leitung 24 entnommen. Im letzteren Fall
Schäden in der Entspannungsmaschine durch Flüs- io würde der Turbokompressor 23 entfallen, und es
sigkeitsschläge nicht mehr zu befürchten sind. In müßte mehr Naturgas von 30 ata dem Kreislauf zudiesem
besonderen Fall ist die letzte Stufe der geführt werden.
arbeitsleistenden Entspannung identisch mit dem Die Anlage nach F i g. 2 unterscheidet sich haupt-
zweiten Entspannungsschritt des erfindungsgemäßen sächlich durch den Wärmeaustauscher 25 und die
Verfahrens. 15 Turbine 26 der Anlage nach Fig. 1. Die arbeits-
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung leistende Entspannung im Flüssigkeitsgebiet wird in
können den in den Zeichnungen schematisch darge- diesem Fall zweistufig durchgeführt,
stellten Ausführungsbeispielen entnommen wer- Die unter die kritische Temperatur abgekühlte
stellten Ausführungsbeispielen entnommen wer- Die unter die kritische Temperatur abgekühlte
den. In Flüssigkeit mit überkritischem Druck wird vor der
Fig. 1 und 2 sind Anlagen zur Durchführung des 20 Turbine 13 geteilt. Ein Teil wird in Fig. 1 in der
Verfahrens am Beispiel der Naturgasverflüssigung Turbine 13 arbeitsleistend entspannt. Der andere Teil
dargestellt; in wird im Wärmeaustauscher 25 durch den in der
F i g. 3 sind die Ausführungsbeispiele nach F i g. 1 Turbine 13 entspannten Teil, der durch die Leitung
und 2 stark vereinfacht im T,s-Diagramm dargestellt. 14 zum Wärmeaustauscher 25 geführt wird, weiter
Fig. 1 zeigt eine Anlage zur Verflüssigung von as abgekühlt, anschließend in der Turbine26 ebenfalls
Naturgas mit einstufiger arbeitsleistender Entspan- auf 30 ata entspannt, wieder im Wärmeaustauscher
nung im Flüssigkeitsgebiet. 120 000 Nm3Zh Naturgas 15 abgekühlt und über die Drossel 16 in die Trennwerden
mit einem Druck von 30 ata, dem Druck der säule 17 auf 1 ata entspannt.
Quelle, der Anlage durch die Leitung 1 zugeführt. Fig. 3 zeigt die Verfahren zur Verflüssigung von
Zusammen mit 255000Nm3Zh auf 30 ata entspann- 30 Naturgas nach den in Fig. 1 und 2 dargestellten
tem Gas und 25 000 Nm3Zh auf 30 ata verdichtetem Anlagen stark vereinfacht im T,s-Diagramm.
Methan wird das Naturgas in dem Turbokompres- Von A nach B wird Naturgas von 30 ata iso-
Methan wird das Naturgas in dem Turbokompres- Von A nach B wird Naturgas von 30 ata iso-
sor 2 auf den überkritischen Druck von 200 ata ver- therm auf 200 ata im Turbokompressor 2 verdichtet,
dichtet. 170000Nm3Zh werden über die Leitung 3 170000 Nm3Zh davon werden von B nach C auf
zur Turbine 4 geführt, dort wieder auf den mittleren 35 30 ata in der Turbine 4 entspannt und von C
Druck von 30 ata entspannt und zusammen mit nach A wieder isobar im Gegenströmer 6 erwärmt.
85 000 Nm3Zh durch die Leitung 5 zugemischtem Gas 230 000 Nm3Zh werden von B nach D isobar auf eine
im Wärmeaustauscher 6 erwärmt und durch die unterkritische Temperatur abgekühlt, in der Turbine
Leitung 7 wieder mit dem neu der Anlage zugeführ- 13 von D nach E bis auf 30 ata arbeitsleistend entten
Naturgas vermischt. 40 spannt und dann geteilt. Ein Teil erwärmt sich im
Der Rest des auf überkritischen Druck verdichte- Wärmeaustauscher 9 bis auf C und im Wärmeten
Naturgases, 230000Nm3Zh, wird in zwei Teil- austauscher 6 bis auf A. Der andere Teil wird im
ströme geteilt, von denen der eine durch die Lei- Wärmeaustauscher 15 von E nach F abgekühlt und
tung 8 den Wärmeaustauschern 6 und 9 und der anschließend in der Drossel 16 auf 1 ata nach G
andere durch die Leitung 10 den Wärmeaustauschern 45 entspannt. Der entstehende Dampf wird in den
11 und 12 zugeführt wird. Im Gegenstrom zu ver- Wärmeaustauschern 15, 12 und 11 von H isobar
flüssigtem und gasförmigem Naturgas werden die. auf / erwärmt. Ein Teil, das gasförmige Methan,
beiden Teilströme unter die kritische Temperatur kann dann von I auf A im Turbokompressor 23
abgekühlt. Dann werden beide Teilströme zusammen wieder isotherm auf 30 ata verdichtet werden,
in der Turbine 13 auf 30 ata entspannt, ohne 50 Die unterbrochenen Linien im T,s-Diagramm daß die Flüssigkeitsgrenzkurve unterschritten wird. geben den unterschiedlichen Verlauf des Verfahrens 85 000 Nm3Zh der entspannten Flüssigkeit strömen mit zweistufiger arbeitsleistender Entspannung gegenüber die Leitung 14 zum Wärmeaustauscher 9, er- über dem Verfahren mit einstufiger Entspannung wärmen sich im Gegenstrom zu auf überkritischen wieder. In diesem Fall würde ein Teil des von B Druck verdichtetem Gas und werden über die Lei- 55 nach D abgekühlten Gases im Wärmeaustauscher 25 tung 5 dem in der Turbine 4 entspannten Gas bei- von D nach K noch weiter abgekühlt, von K auf L gemischt. in der Turbine 26 arbeitsleistend entspannt und von
in der Turbine 13 auf 30 ata entspannt, ohne 50 Die unterbrochenen Linien im T,s-Diagramm daß die Flüssigkeitsgrenzkurve unterschritten wird. geben den unterschiedlichen Verlauf des Verfahrens 85 000 Nm3Zh der entspannten Flüssigkeit strömen mit zweistufiger arbeitsleistender Entspannung gegenüber die Leitung 14 zum Wärmeaustauscher 9, er- über dem Verfahren mit einstufiger Entspannung wärmen sich im Gegenstrom zu auf überkritischen wieder. In diesem Fall würde ein Teil des von B Druck verdichtetem Gas und werden über die Lei- 55 nach D abgekühlten Gases im Wärmeaustauscher 25 tung 5 dem in der Turbine 4 entspannten Gas bei- von D nach K noch weiter abgekühlt, von K auf L gemischt. in der Turbine 26 arbeitsleistend entspannt und von
Die restlichen 145 000 Nm3Zh der auf 30 ata ent- L nach F' im Wärmeaustauscher 15 weiter abgekühlt
spannten Flüssigkeit werden im Wärmeaustauscher werden. Der Punkt F hätte sich also auf der Flüssig-15
abgekühlt und über die Drossel 16 in die Trenn- 60 keitsgrenzkurve bis F' zu einer tieferen Temperatur
säule 17 auf 1 ata entspannt. Aus der Trennsäule 17 hin verschoben, und die Drosselentspannung würde
werden durch die Leitung 18 100 000 Nm3Zh flüssiges dann zum Punkt G' führen, was eine Erhöhung der
Methan, durch die Leitung 19 25 000 Nm3Zh gas- verflüssigten Methanmenge zur Folge hätte,
förmiges Methan und durch die Leitung 20 Ob eine mehrstufige arbeitsleistende Entspannung
förmiges Methan und durch die Leitung 20 Ob eine mehrstufige arbeitsleistende Entspannung
20000Nm3Zh einer stickstoffreichen Methanfraktion 65 gegenüber einer einstufigen Vorteile hat, ist allein
abgezogen. Das gasförmige Methan und die stick- eine wirtschaftliche Frage. Denn mit jeder höheren
stoffreiche Methanfraktion werden getrennt durch Stufenzahl verschiebt sich zwar der Punkt G nach
die Wärmeaustauscher 15, 12 und 11 geführt und links, wird also der Anteil des verflüssigten Methans
größer, aber die Anlagekosten steigen ebenfalls mit wachsender Stufenzahl. Die günstigste Stufenzahl
wird demnach von Fall zu Fall verschieden gewählt werden. Die Stufenzahl ist allerdings schon durch
die mit steigender Stufenzahl fallenden Durchsatzmengen der Entspannungsturbinen begrenzt.
Aus dem T,s-Diagramm läßt sich die Erhöhung des Wirkungsgrades einer Gasverflüssigung durch das
erfindungsgemäße Verfahren erkennen. Bei der Entspannung
ins Naßdampfgebiet hinein wird der Punkt G bzw. G' auf der Naßdampfisobaren 1 ata
erreicht. Dieser Punkt liegt infolge der Abkühlung bis unter die kritische Temperatur wesentlich näher
an der Flüssigkeitsgrenzkurve als die entsprechenden Punkte der bekannten Verfahren. Je näher der
Punkt G bzw. G' jedoch an die Flüssigkeitsgrenzkurve
heranrückt, desto höher ist der verflüssigte Anteil des Gases nach der Entspannung und desto
kleiner der dampfförmige. Das bedeutet, daß erstens ein größerer Teil des der Anlage zugeführten Gases
als flüssiges Endprodukt abgezogen werden kann und zweitens weniger Niederdruckdampf von 1 ata wieder
auf Mittel- bzw. Hochdruck verdichtet werden muß.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann nicht nur zur Verflüssigung von Naturgas, sondern auch zur
Verflüssigung anderer Gase vorteilhaft angewendet werden, z. B. zur Verflüssigung größerer Luftmengen.
30
Claims (13)
1. Verfahren zum Verflüssigen von tiefsiedenden Gasen, bei dem das zu verflüssigende
Gas auf überkritischen Druck verdichtet, bis. unter oder in die Nähe der kritischen Temperatur,
vorzugsweise durch rückströmendes kaltes Gas, abgekühlt und anschließend entspannt wird
und danach der verflüssigte Anteil des Gases vom dampfförmigen getrennt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gas in einem ersten Schritt arbeitsleistend im oder ins Flüssigkeitsgebiet und in einem zweiten Schritt entweder
durch Drosselung oder, vorzugsweise nach weiterer Abkühlung, wiederum arbeitsleistend in
das Naßdampfgebiet hinein entspannt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas zwischen den beiden
Entspannungsschritten auch bei Drosselentspannung weiter abgekühlt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die arbeitsleistende Entspannung im Flüssigkeitsgebiet mehrstufig erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche. 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das auf
überkritischen Druck verdichtete Gas nur durch arbeitsleistend entspanntes Gas abgekühlt wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
das auf überkritischen Druck verdichtete Gas in drei Teilströme geteilt wird, von denen der erste
arbeitsleistend entspannt, dann in Wärmeaustausch mit dem zweiten Teilstrom gebracht
und im Kreislauf wieder in den der Anlage zugeführten Gasstrom zurückgegeben wird, der
zweite Teilstrom durch den ersten Teilstrom und durch auf mittleren Druck arbeitsleistend entspanntes
Gas und der dritte Teilstrom durch auf niederen Druck entspanntes, nicht verflüssigtes
Gas abgekühlt wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, wobei das auf überkritischen
Druck verdichtete und bis unter oder in die Nähe der kritischen Temperatur abgekühltes Gas
im Flüssigkeitsgebiet arbeitsleistend entspannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des
so entspannten Gases zur Abkühlung eines Teilstromes des auf überkritischen Druck verdichteten
Gases dient und der andere Teil durch auf niederen Druck entspanntes, nicht verflüssigtes
Gas weiter abgekühlt und anschließend entspannt wird.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, wobei in einer ersten Entspannungsstufe
ein Teil des auf überkritischen Druck verdichteten und bis unter oder in die
Nähe der kritischen Temperatur abgekühlten Gases im Flüssigkeitsgebiet arbeitsleistend entspannt
und ein anderer Teil durch das in der ersten Entspannungsstufe entspannte Gas abgekühlt
wird, dadurch gekennzeichnet, daß dieser letztere Teil in einer zweiten Entspannungsstufe
arbeitsleistend entspannt und durch auf niederen Druck entspanntes, nicht verflüssigtes Gas abgekühlt
und anschließend entspannt wird.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
das im Flüssigkeitsgebiet arbeitsleistend entspannte und nochmals abgekühlte Gas über ein
Drosselventil in eine Trennsäule entspannt wird.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der verflüssigte Anteil des Gases dem Kreislauf
entnommen wird und der nicht verflüssigte im Wärmeaustausch mit zu verflüssigendem Gas
höheren Druckes auf Umgebungstemperatur erwärmt wird und die Anlage verläßt oder in den
Kreislauf zurückgeführt wird.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß
bei der Verflüssigung von Naturgas neben dem flüssigen Methan gasförmiges Methan und eine
stickstoffreiche Methanfraktion aus der Trennsäule abgezogen und im Wärmeaustausch mit zu
verflüssigendem Naturgas erwärmt werden und die stickstoffreiche Methanfraktion der Anlage
entnommen wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß das gasförmige Methan der Anlage entnommen oder in den Kreislauf zurückgeführt
wird.
12. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 6 und 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß einer Entspannungsmaschine (13) mit je einem Strörnungsquerschnitt
zweier Wärmeaustauscher (9, 12) verbunden ist, in denen das auf überkritischen Druck verdichtete
Gas unter oder in die Nähe der kritischen Temperatur abgekühlt wird, und daß
der Auslaß der Entspannungsmaschine (13) einerseits mit dem anderen Strömungsquerschnitt
von einem (9) dieser zwei Wärmeaustauscher und andererseits über einen weiteren Wärmeaustauscher
(15), in dem das auf mittleren Druck
i 626
entspannte Gas noch weiter abgekühlt wird, und
über ein Drosselventil (16) mit einer Trennsäule (17) verbunden ist, aus der das verflüssigte Gas
abgezogen wird.
13. Einrichtung zur Durchführung des Ver- s fahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 5 und 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß einer ersten Entspannungsmaschine
(13) einerseits mit je einem Strömungsquerschnitt zweier Wärmeaustauscher (9, 12), in denen das auf überkritischen Druck
verdichtete Gas unter oder in die Nähe der kritischen Temperatur abgekühlt wird, und
andererseits mit dem Einlaß einer zweiten Ent-
Spannungsmaschine (26) über einen dritten Wärmeaustauscher (25) verbunden ist, daß der
Auslaß der ersten Entspannungsmaschine (13) ebenfalls über den dritten Wärmeaustauscher
(25) mit dem anderen Strömungsquerschnitt von einem (9) der zwei mit dem Einlaß der
ersten Entspannungsmaschine (13) verbundenen Wärmeaustauscher verbunden ist und daß ferner
der Auslaß der zweiten Entspannungsmaschine
(26) über einen Wärmeaustauscher (15), in dem das auf mittleren Druck entspannte Gas noch
weiter abgekühlt wird, und über ein Drosselventil (16) mit einer Trennsäule (17) verbunden ist, aus
der das verflüssigte Gas abgezogen wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 909 543/62
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