DE1751714A1 - Method and device for generating cold - Google Patents

Method and device for generating cold

Info

Publication number
DE1751714A1
DE1751714A1 DE19681751714 DE1751714A DE1751714A1 DE 1751714 A1 DE1751714 A1 DE 1751714A1 DE 19681751714 DE19681751714 DE 19681751714 DE 1751714 A DE1751714 A DE 1751714A DE 1751714 A1 DE1751714 A1 DE 1751714A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
ejector
liquid
gas
heat exchanger
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19681751714
Other languages
German (de)
Inventor
Volker Dipl-Ing Etzbach
Wolfgang Dipl-Phys Foerg
Gerhard Dipl-Phys Linde
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Linde GmbH
Original Assignee
Linde GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Linde GmbH filed Critical Linde GmbH
Priority to DE19681751714 priority Critical patent/DE1751714A1/en
Priority to GB1238087D priority patent/GB1238087A/en
Priority to FR6924200A priority patent/FR2013065A1/fr
Publication of DE1751714A1 publication Critical patent/DE1751714A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/0002—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
    • F25J1/0022—Hydrocarbons, e.g. natural gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0032—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration"
    • F25J1/004—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration" by flash gas recovery
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0047—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0052—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle by vaporising a liquid refrigerant stream
    • F25J1/0055—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle by vaporising a liquid refrigerant stream originating from an incorporated cascade
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0201—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using only internal refrigeration means, i.e. without external refrigeration
    • F25J1/0202—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using only internal refrigeration means, i.e. without external refrigeration in a quasi-closed internal refrigeration loop
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0211—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0212—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a single flow MCR cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0257—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0279—Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2341/00—Details of ejectors not being used as compression device; Details of flow restrictors or expansion valves
    • F25B2341/001—Ejectors not being used as compression device
    • F25B2341/0011—Ejectors with the cooled primary flow at reduced or low pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2341/00—Details of ejectors not being used as compression device; Details of flow restrictors or expansion valves
    • F25B2341/001—Ejectors not being used as compression device
    • F25B2341/0012—Ejectors with the cooled primary flow at high pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2341/00—Details of ejectors not being used as compression device; Details of flow restrictors or expansion valves
    • F25B2341/001—Ejectors not being used as compression device
    • F25B2341/0015—Ejectors not being used as compression device using two or more ejectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2220/00—Processes or apparatus involving steps for the removal of impurities
    • F25J2220/60—Separating impurities from natural gas, e.g. mercury, cyclic hydrocarbons
    • F25J2220/62—Separating low boiling components, e.g. He, H2, N2, Air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2240/00—Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
    • F25J2240/60—Expansion by ejector or injector, e.g. "Gasstrahlpumpe", "venturi mixing", "jet pumps"
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2245/00—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams
    • F25J2245/90—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams the recycled stream being boil-off gas from storage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2290/00—Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
    • F25J2290/62—Details of storing a fluid in a tank

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen von KälteMethod and device for generating cold

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen von Kälte durch fraktionierte Kondensation eines Komponenten mit verschiedenen Siedepunkten enthaltenden Gasgemisches bei erhöhtem Druck, Entspannen mindestens einer der flüssigen Fraktionen in den beim Entspannen und Verdampfen von mindestens einer tiefsiedenden Fraktion entstandenen Dampf, anschließendes Verdampfen und Erwärmen durch Wärmeaustausch mit abzukühlenden Medien und Wiederkomprimieren des so erhaltenen Gasgemisches.The invention relates to a method and a device for Generation of cold by fractional condensation of a gas mixture containing components with different boiling points at increased pressure, at least one of the liquid fractions in the decompression and evaporation vapor produced by at least one low-boiling fraction, subsequent evaporation and heating by heat exchange with media to be cooled and recompression of the gas mixture thus obtained.

Derartige Verfahren werden in erster Linie bei der Verflüssigung von Erdgas eingesetzt. Die Kälte wird dabei durch Kreislaufführung eines Gasgemisches, das aus den im Erdgas enthaltenen Such processes are primarily used in liquefaction used by natural gas. The cold is thereby through circulation of a gas mixture, which from the contained in the natural gas

109852/0447109852/0447

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

-2- LINDE AKTIENGESELLSCHAFT-2- LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

Komponenten besteht, erzeugt. Dabei kann sovjohl ein offener als auch ein geschlossener Kreislauf angewandt werden, d.h. das zu verflüssigende Erdgas und das Kreislaufgas können gemeinsam oder getrennt verflüssigt werden. Soll dagegen ein Gas verflüssigt werden, das eine andere stoffliche Zusammensetzung aufweist als das als Kältemedium dienende Gasgemisch, so ist letzteres in geschlossenem Kreislauf zu führen. Ein Beispiel hierfür ist die Verflüssigung von Luft mit Hilfe eines Kohlenwasser stoff gemisches als Kälternediuin.Components consists, produced. Both an open and a closed cycle can be used, ie the natural gas to be liquefied and the cycle gas can be liquefied together or separately. If, however, a gas to be liquefied, the another material composition comprising as serving as a refrigerant medium gas mixture, then it should result in a closed circuit. An example of this is the liquefaction of air with the help of a hydrocarbon mixture as a Kälternediuin.

Diese Gemischgaskreisläufe haben in neuerer Zeit deswegen ein sehr breites Anwendungsgebiet gefunden, weil im Vergleich zu der klassischen Art der Kälteerzeugung durch Hintereinanderschalten mehrerer getrennter Kältekreisläufe mit verschiedenen Kältemitteln nur mehr ein einziger Kältekreislauf und dementsprechend nur ein einziger Verdichter, meistens ein Turboverdichter, nötig ist.These mixed gas circuits have recently found a very broad field of application because of the comparison to the classic type of refrigeration by connecting several separate refrigeration circuits with different ones in series Refrigerants only a single refrigeration circuit and, accordingly, only a single compressor, mostly one Turbo compressor, is necessary.

Diesen Vorteilen stehen zwei Nachteile gegenüber: Erstens ist der Energiebedarf höher als bei den erwähnten zum Stand der Technik gehörenden Kälteerzeugungsverfahren und zweitens hat sich bei den der Erfindung zugrundeliegenden Untersuchungen herausgestellt, daß es mit bekannten Mitteln nicht möglich ist, die entspannte Flüssigkeit so gleichmäßig, wie dies bei Ge-These advantages are offset by two disadvantages: First the energy requirement is higher than with the mentioned prior art refrigeration processes and secondly it has been found in the investigations on which the invention is based that it is not possible with known means the relaxed liquid as evenly as it is with

109852/0447109852/0447

."'-> LINDE AKTIENGESELLSCHAFT. "'-> LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

mischgaskreisläufen nötig ist, auf den Eintrittsquerschnitt des zu kühlenden Wärmeaustauschers zu verteilen.mixed gas circuits is necessary on the inlet cross-section of the heat exchanger to be cooled.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diese Nachteile z"u überwinden, d.h. zum einen den Energiebedarf bei der Kälteerzeugung durch Gemischgaskreisläufe zu verringern und zum anderen für eine bessere Verteilung der entspannten Flüssigkeit in dem zu kühlenden Wärmeaustauscher zu sorgen.The invention has set itself the task of addressing these disadvantages z "u overcome, i.e. on the one hand the energy requirement for the Reduce cold generation through mixed gas circuits and on the other hand for a better distribution of the relaxed To provide liquid in the heat exchanger to be cooled.

Diese Aufgabe wird erfahrungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens eine der flüssigen Fraktionen in einem Ejektor, in dem gleichzeitig der beim Entspannen und Verdampfen der mindestens einen tiefersiedenden Fraktion entstandene Dampf verdichtet und mit der entspannten Flüssigkeit innig vermischt wird, auf Verdampferdruck entspannt wird und daß die den Ejektor verlassende innige Mischung aus Flüssigkeit und Dampf dem-Wärmeaustausch mit den abzukühlenden Medien zugeführt wird.Experience has shown that this object is achieved in that at least one of the liquid fractions in an ejector, in which at the same time the relaxation and evaporation of the at least one lower-boiling fraction produced steam is compressed and intimately mixed with the relaxed liquid, is relaxed to evaporator pressure and that the Intimate mixture of liquid and vapor leaving the ejector to which heat exchange is supplied with the media to be cooled.

Ein Ejektor besteht, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, in an sich bekannter Weise aus einer Düse a, durch die das unter Druck stehende Medium, der sogenannte Treibstrahl, austritt und einem diesen Strahl umhüllenden gleichachsig angeordneten Rohr b, dessen mittlerer Abschnitt als Mischraum c und dessen ■sich konisch erweiternder Endabschnitt d als Diffusor bezeichnetAs shown in FIG. 1, an ejector consists of in a manner known per se from a nozzle a, through which the under Medium under pressure, the so-called propulsion jet, emerges and is arranged equiaxially with an enveloping jet Tube b, the middle section of which is called the mixing space c and its ■ conically widening end section d is called the diffuser

109852/0U7 BAD ORIGINAL109852 / 0U7 BAD ORIGINAL

-4- LINDE AKTIENGESELLSCHAFT-4- LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

wird. Der beim Austritt aus der Düse sich entspannende Treibstrahl saugt durch den Ringspalt zwischen Düse und Rohr Gas aus der Umgebung an und vermischt sich damit. Das angesaugte Gas wird dabei nach dem. Prinzip der Impulsübertragung verdichtet.will. The propulsion jet that relaxes as it emerges from the nozzle sucks in gas from the environment through the annular gap between nozzle and pipe and mixes with it. The sucked in Gas is thereby after. Principle of impulse transmission condensed.

In der Kältetechnik wurden Ejektoren bisher dazu benutzt, um den Druck, unter dem eine drosselentspannte Flüssigkeit siedet, noch weiter zu senken, so daß noch tiefere Temperaturen erreicht werden können, wie dies z.B. bei Heliumkälteanlagen entscheidend ist, durch die ein Kältebad von unter Vakuum siedendem Helium bereitgestellt werden soll. Als Treibstrahl dient dabei in überkritischem Zustand befindliches Helium, welches zunächst durch einen Ejektor auf einen unterkritischen Zwischendruck entspannt und dann in einem Abscheider in die flüssige und die gasförmige Phase zerlegt wird. Die Flüssigkeit wird nun in einem Drosselventil weiter auf den Verdampferdruck entspannt. Der den Verdampfer verlassende Dampf wird im Ejektor auf den Zwischendruck verdichtet; das aus dem Abscheider entweichende Gas wird dem Kältekreislaufkompressor zugeführt. Auf diese Weise können die Verluste, die bei der üblichen irreversiblen Drosselentspannung vom Kondensator auf den Verdampferdruck auftreten, vermindert werden. Hiervon unterscheidet sich die Erfindung dadurch, daß mehrere im Verlauf der fraktionierten Kondensation eines Gasgemisches ausgeschiedene Fraktionen in Ejektoren vomUp to now, ejectors have been used in refrigeration technology to to be reduced even further, so that even lower temperatures can be reached, as is crucial, for example, in helium refrigeration systems through which a cold bath of helium boiling under vacuum is to be provided. It serves as a propulsion jet Helium in a supercritical state, which is initially brought to a subcritical intermediate pressure by an ejector relaxed and then separated in a separator into the liquid and the gaseous phase. The liquid will now further relaxed to the evaporator pressure in a throttle valve. The steam leaving the evaporator is in the ejector on the Intermediate pressure compressed; the gas escaping from the separator is fed to the refrigeration cycle compressor. In this way the losses that occur with the usual irreversible throttle expansion from the condenser to the evaporator pressure, be reduced. The invention differs from this in that several in the course of the fractional condensation a gas mixture separated fractions in ejectors from

109852/0447109852/0447

-5- LINDE AKTIENGESELLSCHAFT-5- LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

Kondensator unmittelbar auf den Verdampferdrück entspannt werden, daß das den Ejektor verlassende Gemisch aus Dampf und Flüssigkeit ohne Zwischenschaltung eines Abscheiders direkt dem Wärmeaustausch zugeführt wird und daß der zu verdichtende Dampf nicht aus der dem betrachteten Ejektor zugeführten Flüssigkeit, sondern aus der Verdampfung einer ■feiefersiedenden Flüssigkeit stammt.The condenser is immediately released to the evaporator pressure that the mixture of steam leaving the ejector and liquid without the interposition of a separator is fed directly to the heat exchange and that the to compressing vapor not from the liquid supplied to the ejector under consideration, but from the evaporation of a ■ low-boiling liquid originates from.

Gerade im Falle eines Gemischgaskreislaufs ist also die Anwendung von Ejektoren als Entspannungsorgane besonders vorteilhaft, weil hier aufgrund der Tatsache, daß zu verdichtender Dampf aus einer bei tieferer Temperatur stattfindenden Verdampfung zur Verfügung steht, die irreversible Entspannung im Drosselventil nicht nur teilweise, sondern vollständig durch die der Reversibilität näherkommende Entspannung im Ejektor ersetzt werden kann. Dabei wird gleichzeitig zweierlei erreicht: Einmal wird in der Entspannungsvorrichtung selbst eine so innige Vermischung von Flüssigkeit und Dampf erreicht, daß sich die Flüssigkeitstropfen gleichmäßig auf den Wärmeaustauscherquerschnitt verteilen und vom Gasstrom auch in die Zonen höherer Temperatur mitgerissen werden, so daß eine vollständige Verdampfung selbst schwerersiedender Flüssigkeitsanteile gewährleistet-ist. Dies ist gerade bei Gemischgaskreisläufen besonders wichtig, weil hier jeder Wärmeaustauscher relativ große Temperaturdifferenzen überbrücken muß, während'Especially in the case of a mixed gas cycle, the Use of ejectors as relaxation organs in particular advantageous because here due to the fact that to be compacted Steam from a lower temperature Evaporation is available, the irreversible expansion in the throttle valve not only partially, but completely can be replaced by the reversibility approaching relaxation in the ejector. It does two things at the same time achieved: Once in the expansion device itself, such an intimate mixing of liquid and vapor is achieved, that the liquid droplets are evenly distributed over the heat exchanger cross-section and from the gas flow into the Zones of higher temperature are entrained, so that complete evaporation of even higher-boiling liquid components is guaranteed. This is especially true for mixed gas circuits especially important because here every heat exchanger has to bridge relatively large temperature differences, while '

109852/0U7109852 / 0U7

-6- LINDE AKTIENGESELLSCHAFT-6- LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

die in einer bestimmten Querschnittsebene zum Wärmeaustausch zur Verfügung stehende Temperaturdifferenz klein ist und weil die zu verdampfende Flüssigkeit Komponenten unterschiedlicher Siedepunkte enthält und die schwerer verdampfbaren Anteile bei ungleichmäßiger Verteilung an den vom Gasstrom weniger stark bespülten Stellen des Wärmeaustauschers liegen bleiben.the temperature difference available for heat exchange in a certain cross-sectional plane is small and because the liquid to be evaporated contains components with different boiling points and the parts that are more difficult to evaporate in the case of uneven distribution, remain at the points of the heat exchanger that are less heavily flushed by the gas flow.

Zweitens wird mittels der zum Entspannen verwendeten Vorrichtung gleichzeitig der Energiebedarf für den Kreislaufverdichter durch Erhöhen des Ansaugedruckes verringert. Während nämlich bei d en üblichen Gemischgaskreisläufen mit Drosselentspannung der Verdampferdruck von dem bei der tiefsten Temperatur arbeitenden Wärmeaustauscher bis hin zu dem bei der höchsten Temperatur arbeitenden Wärmeaustauscher wegen des Strömungswiderstandes allmählich absinkt, kann der Verdampferdruck erfindungsgemäß in der erwähnten Richtung erhöht oder auf gleicher Höhe gehalten werden; in ungünstigen Fällen wird zumindest der auf den Strömungswiderstand zurückzuführende Druckverlust vermindert.Second, the device used for expansion simultaneously increases the energy requirement for the cycle compressor reduced by increasing the suction pressure. While in the usual mixed gas circuits with throttle expansion the evaporator pressure of that working at the lowest temperature Heat exchangers up to the heat exchanger working at the highest temperature because of the flow resistance gradually decreases, the evaporator pressure according to the invention can be increased or increased in the direction mentioned be held at the same level; in unfavorable cases, at least the pressure loss due to the flow resistance is reduced reduced.

Ein zusätzlicher apparativer Aufwand ist mit der Erfindung nicht verbunden, da Drosselventile und Ejektoren sich hinsichtlich der Herstellungskosten kaum unterscheiden.The invention does not involve any additional outlay in terms of equipment, since throttle valves and ejectors differ with regard to each other the manufacturing costs hardly differ.

■■«■■ «

109852/0447109852/0447

-ν- LINDE AKTIENGESELLSCHAFT -ν- LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

Zv;eck:nä3i£;erweise wird der Verdaivipferdruck so ;jewäLlt, daß die beim EntspKiinen ir.i Ejektor zur Arbeitsleistung verfügcare Energie ausreicht, Uin aie beim Entspannen und Verdampfen der .mindestens einen tiefersiedenden Fraktion entstandene Dampfaience auf den Verdampferaruck zu verdichten.Zv; eck: Nä3i £; it is evident that the evaporative pressure is so; in each case that who are available for work when despoking ir.i ejector Energy is sufficient to uin aie while relaxing and vaporizing the .at least one lower-boiling fraction arose Steam aience to compress the evaporator jerk.

Eine ^weckmäßi;\e Ausführungsform der Erfindung besteht darin, da;3 die pro Zeiteinheit in einem Ejektor zu entspannende Flüssigkeitsmenge und die in diesem zu verdichtende Dampfmenge, ir; lr.i\J gemessen, gröi3enordnungsmäßig gleich gev:ählt werden. Bei der Verflüssigung von Erdgas ist es in vjeiterer Ausgestaltung der Erfindung günstig, die im- Kältekreislauf geführten Gasmengen etwa drei- bis fünfmal so groß zu wählen, wie die durch die erzeugte Kalte zu verflüssigende Gasmenge.One embodiment of the invention consists in that: 3 the amount of liquid to be expanded per unit of time in an ejector and the amount of steam to be compressed in this ejector, ir; Measured lr.i \ J , are of the same order of magnitude. In the liquefaction of natural gas, it is advantageous in a further embodiment of the invention to select the gas quantities conducted in the refrigeration cycle to be approximately three to five times as large as the gas quantity to be liquefied by the generated cold.

Um ein Entmischen des den Ejektor verlassenden Gemenges aus Flüssigkeit und Dampf zu verhindern, muß dafür gesorgt werden, daß sich zwischen Ejektor und Wärmeaustauscher keine als abscheider wirkenden Teile befinden. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die im Ejektor gebildete Mischung aus Flüssigkeit und Dampf über den als Diffusor des Ejektors ausgebildeten Eintrittsstutzen des Wärmeaustauschers in diesen eingeführt wird.In order to prevent the mixture of liquid and vapor leaving the ejector from separating, it must be ensured that that there are no parts acting as separators between the ejector and the heat exchanger. In further development the invention this is achieved in that the mixture formed in the ejector of liquid and vapor over the as Diffuser of the ejector formed inlet nozzle of the heat exchanger is introduced into this.

109852/0447109852/0447

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

■ö- LINDE AKTIENGESELLSCHAFT■ Ö-LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird durch die erzeugte Kälte verflüssigtes, unter Druck stehendes Gas in einem Ejektor in einen Abscheider hinein entspannt und dann gespeichert, der durch Wärmeeinwirkung auf die gespeicherte Flüssigkeit entstandene. Dampf wird in diesem Ejektor verdichtet und das den Abscheider verlassende Gas wird in einem separaten Strömungsweg im Wärmeaustausch mit den abzukühlenden Medien erwärmt.According to a particularly preferred embodiment of the invention is liquefied by the generated cold, under Pressurized gas in an ejector is expanded into a separator and then stored, which is caused by the action of heat created on the stored liquid. Steam is compressed in this ejector and that in the separator leaving gas is in a separate flow path in the Heat exchange with the media to be cooled.

Das Verfahren gemäß der Erfindung läßt sich noch dadurch vorteilhafter gestalten, daß die flüssigen Fraktionen vor dem Entspannen durch Wärmeaustausch mit der bereits entspannten Flüssigkeit unterkühlt werden.The method according to the invention can still be thereby Make it more advantageous that the liquid fractions prior to decompression by heat exchange with the already relaxed Liquid become supercooled.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist dadurch charakterisiert, daß ein Ejektor derart mit dem kalten Ende eines Wärmeaustauschers verbunden ist, daß der Eintrittsstutzen des Wärmeaustauschers gleichzeitig den Diffusor des Ejektors darstellt.The device for performing the method according to the invention is characterized in that an ejector such is connected to the cold end of a heat exchanger that the inlet port of the heat exchanger at the same time represents the diffuser of the ejector.

Außer Erdgaskomponenten sind auch andere Kälteniittelgemische, z.B. Gemische aus Olefinen oder aus Olefinen und Paraffinen als Kältemedien geeignet. Als weiteres Beispiel für ein in einem Gemischgaskreislauf verwendbares Kältemedium sei nochIn addition to natural gas components, there are also other refrigerant mixtures, e.g. mixtures of olefins or of olefins and paraffins suitable as cooling media. As a further example of a refrigerant that can be used in a mixed gas cycle, let us consider

• ■ ·• ■ ·

109852/CUO109852 / CUO

ORIGINALORIGINAL

-9- LINDE AKTIENGESELLSCHAFT-9- LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

ein Gemisch aus halogenierten Paraffinen, wie sie unter dem Handelsnanien "Freon" bekannt geworden sind, tait Äthylen und Methan aufgeführt.a mixture of halogenated paraffins, such as those under the Trade names "Freon" have become known, tait ethylene and Methane listed.

Verfahren und Vorrichtung gemäß der Erfindung werden nun anhand der schematischen Darstellungen Fig. 2-4 beispielsweise erläutert. In Fig. 2 ist die Scheraaskizze eines mit geschlossenem Kältekreislauf arbeitenden Verfahrens wiedergegeben; dieses Verfahren wird vorzugsweise dann angewandt, wenn der Erdgasdruck zwischen etwa 20 und 60 at liegt. In Fig. j5 ist die Schemaskizze eines Verfahrens dargestellt, das mit offenem Kältekreislauf arbeitet und daher auch für die Verflüssigung von Erdgas mit geringerem Druck geeignet ist. Fig. 4 zeigt die Verbindung zwischen Ejektor· und ■;ärr;.eaus tauscher.The method and apparatus according to the invention will now be discussed using the schematic representations in FIGS. 2-4, for example explained. In Fig. 2, the scissors sketch is one with reproduced closed refrigeration cycle working process; this procedure is preferably used when the natural gas pressure is between about 20 and 60 at. In Fig. J5 the schematic diagram of a method is shown, that works with an open cooling circuit and is therefore also suitable for liquefying natural gas at lower pressure is. Fig. 4 shows the connection between ejector · and ■; ärr; .aus exchanger.

Gemä3 dem Schema nach Fig. 2 wird das unter Druck stehende Erdgas durch Leitung 1 zugeführt, in den Wärmeaustauschern 2, 3* '^ und 5 augekühlt und verflüssigt und im Ejektor 6 auf ca. 1,2 ata entspannt. Im Abscheider 7 werden Flüssigkeit und Gas voneinander getrennt. Die Flüssigkeit gelangt über das Regelventil <., in den Lagertank 9. Der durch V-'ärmeeiriwirkung auf die gelagerte Flüssigkeit entstandene Dampf steht unter eine::. Druck von etwa 1,02 ata und kann daher nur dann unterAccording to the scheme of FIG. 2, the pressurized Natural gas supplied through line 1, cooled and liquefied in the heat exchangers 2, 3 * '^ and 5 and in the ejector 6 relaxed to about 1.2 ata. In the separator 7, liquid and gas are separated from one another. The liquid spills over the control valve <., in the storage tank 9 The vapor generated on the stored liquid is under a ::. Pressure of about 1.02 ata and can therefore only be below

109852/0447 BAD ORIGINAL109852/0447 BATH ORIGINAL

-ΪΟ--ΪΟ-

17517U17517U

LINDE AKTIENGESELLSCHAFTLINDE AKTIENGESELLSCHAFT

Ausnutzung seines Kälteinhalts durch die Anlage zurückgeführt werden, wenn er z.B. durch ein Kaltgasgebläse so weit verdichtet wird, daß der Druckabfall der Wärmeaustauscher und der übrigen Anlägeteile überwunden wird. Urn diesem Kaltgasgebläse zu entlasten oder einzusparen, wira der Dampf aus dem Tank 9 über Leitung 10 vom Ejektor 6 angesaugt, auf 1,2 ata verdichtet, durch Leitung 11 zurückgeführt und als Brenngas abgegeben.Utilization of its cold content can be returned by the system, e.g. if it is so is compressed to such an extent that the pressure drop in the heat exchanger and the other parts of the system is overcome. Urn this cold gas blower To relieve or save, the steam is sucked in from the tank 9 via line 10 by the ejector 6, to 1.2 ata compressed, returned through line 11 and released as fuel gas.

Das Kreislaufgas besteht aus Stickstoff, Methan, Ätnan, Propan und Butan. Es wird im Kompressor 12 auf 30 - 35 at verdichtet und im Wasserkühler 13 gekühlt. Die aabei hauptsächlich kondensierenden Ci. - sowie ein Teil der C,- und CV -The cycle gas consists of nitrogen, methane, etnane, Propane and butane. It is in the compressor 12 to 30 - 35 at compressed and cooled in the water cooler 13. The main ones condensing Ci. - as well as part of the C, - and CV -

k 3 c; k 3 c;

Kohlenwasserstoffe werden im Abscheider 14 abgetrennt, im Wärmeaustauscher 2 unterkühlt und im Ejektor 15 auf 1,6 ata entspannt, im Wärmeaustauscher 2 verdampft und vom Kreislaufkompressor 12 mit einem Druck von 1,5 ata wieder angesaugt. Der den Abscheider 14 verlassende Dampf wird im "armeaustauscher 2 so weit gekühlt, daß vorwiegend Cp- und C^- Kohlenwasserstoffe kondensieren. Sie werden im Abscheider 1ö von der Dampfphase getrennt, im Wärmeaus tauscher 3 unterkühlt, ii.i Ejektor 1? auf 1,6 ata entspannt und wieder dein Wärmeaustauscher ';) zugeführt, um im Gegenstrom zu den abzukühlenden Gas- und Plüssigkeitsströmen verdampft zu werden. Der Dampf verlädt denHydrocarbons are separated in the separator 14, supercooled in the heat exchanger 2 and expanded to 1.6 ata in the ejector 15, evaporated in the heat exchanger 2 and sucked in again by the circuit compressor 12 at a pressure of 1.5 ata. The steam leaving the separator 14 is cooled in the arm exchanger 2 to such an extent that predominantly Cp and C ^ hydrocarbons condense , 6 ata relaxed and your heat exchanger again ';) supplied to be evaporated in countercurrent to the gas and liquid flows to be cooled

109852/0447109852/0447

-11- LINDE AKTIENGESELLSCHAFT-11- LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

den Wärmeaustauscher 3 durch Leitung 1ö mit einein Druck von 1,55 ata, v.'ird. dem Ejektor 15 zugeführt und in diesem auf 1jU ata verdichtet, so daß der Druckabfall im Wärmeaustauscher 3 ausgeglichen ist. Das aus dem Abscheider 1ü abziehende Gas v.'ird unter Abkühlung im Wärmeaustauscher vielter partiell kondensiert. Die vorwiegena verflüssigten Komponenten Äthan und Methan werden im Abscheider 19 gesammelt, ii/, T-'ärmeaustauscher 4 unterkühlt, im Ejektor 20 auf 1,4 ata entspannt und unter diesem Druck im Wärmeaustauscher 4 veruanipft. üie verlassen den Wärmeaustauscher 4 unter einem Druck von 1,35 ata, gelangen über Leitung 21 in den Ejektor und werden in diesem auf 1,o ata verdichtet. Das aus dem Abscheider 19 kommende, nun hauptsächlich aus Methan und ,Stickstoff bestehende Gas wird schließlich in den Wärmeaustauschern 4 und 5 v/eiter gekühlt und verflüssigt, im Drosselventil 22 auf 1,2 ata entspannt und durch den Wärmeaustauscher 5 zurückgeführt. Der Druckabfall im Wärmeaustauscher 5 beträgt '.riederum etwa 0,5 ata, so daß der Dampf über Leitung 23 mit einem Druck von 1,15 ata in den Ejektor 20 gelangt und von diesem auf 1,-i ata verdichtet wird. Die Kreislaufgasmenge ist in diesem Fall dreimal so groß v.ie die Menge des zu verflüssigenden Erdgases.the heat exchanger 3 through line 1ö with a pressure of 1.55 ata, v.'ird. fed to the ejector 15 and compressed in this to 1jU ata, so that the pressure drop in the heat exchanger 3 is compensated. The gas v 'withdrawn from the separator is partially condensed while cooling in the heat exchanger. The predominantly liquefied components ethane and methane are collected in separator 19, subcooled, T heat exchanger 4, expanded to 1.4 ata in ejector 20 and evaporated under this pressure in heat exchanger 4. üie leave the heat exchanger 4 under a pressure of 1.35 ata, reach the ejector via line 21 and are compressed in this to 1.0 ata. The gas coming from the separator 19, now mainly consisting of methane and nitrogen, is finally cooled and liquefied in the heat exchangers 4 and 5, expanded to 1.2 ata in the throttle valve 22 and returned through the heat exchanger 5. The pressure drop in the heat exchanger 5 is approximately 0.5 ata, so that the steam reaches the ejector 20 via line 23 at a pressure of 1.15 ata and is compressed by this to 1, -i ata. In this case, the amount of circulating gas is three times as large as the amount of natural gas to be liquefied.

Bei dem Verfahren gemäß Fig. 3 werden das durch Leitung ankommende, unter einem Druck von 35 at stehende Erdgas undIn the method according to FIG. 3, this is done by conduction incoming, under a pressure of 35 at standing natural gas and

BAD ORIGINAL 1Q9852/QU7BATH ORIGINAL 1Q9852 / QU7

-12. LINDE AKTIENGESELLSCHAFT -12. LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

das im Kompressor 31 auf 3 at verdichtete und im Wasserkühler 32 gekühlte Kreislaufgas gemeinsam durch Leitung 33 dem Wärmeaustauscher 3^ zugeführt. Dort verflüssigen sich vorwiegend die schweren Kohlenwasserstoffe, werden im Abscheider 35 gesammelt, im Wärmeaustauscher 36 unterkühlt und im Ejektor 37 auf 1,6 ata entspannt. Der dabei entstehende Dampf gelangt über Leitung 38 unter einem Druck von 1,55 ata in den Wärmeaustauscher 3^ und wird vom Kreislaufkompressor 31 unter einem Druck von 1,5 ata angesaugt. Der den Abscheider 35 verlassende Dampf wird im Wärmeaustauscher 36 unter Kondensation von vorwiegend Äthan und Propan weiter abgekühlt. Die flüssige Phase wird im Abscheider 39 abgetrennt, im Wärmeaustauscher 4o unterkühlt und im Ejektor 41 auf 1,6 ata entspannt. Der den Wärmeaustauscher 40 durch Leitung 42 verlassende Dampf steht unter einem Druck von 1,55 ata und wird im Ejektor 37 auf 1,6 ata verdichtet. Der aus dem Abscheider 39 abziehende Dampf wird im Wärmeaustauscher 4o weiter abgekühlt. Dabei werden vorwiegend Äthan und Methan verflüssigt, im Abscheider 43 gesammelt, im Wärmeaustauscher ^4 unterkühlt und Im Drosselventil 45 auf 1,4 ata entspannt. Die Flüssigkeit verdampft im Wärmeaustauscher 44 unter Abgebe ihrer Verdunstungskälte und der entstandene Dampf gelangt über Leitung 46 mit einem Druck von 1,35 ata in den Ejektor 41, wo er auf 1,6 ata verdichtet wird.the cycle gas compressed to 3 at in the compressor 31 and cooled in the water cooler 32 together through line 33 the heat exchanger 3 ^ supplied. There they liquefy predominantly the heavy hydrocarbons are collected in the separator 35 and supercooled in the heat exchanger 36 and relaxed in the ejector 37 to 1.6 ata. The resulting steam passes through line 38 under a pressure of 1.55 ata in the heat exchanger 3 ^ and is from the circuit compressor 31 sucked under a pressure of 1.5 ata. Of the The steam leaving the separator 35 is continued in the heat exchanger 36 with condensation of predominantly ethane and propane cooled down. The liquid phase is separated in the separator 39, supercooled in the heat exchanger 4o and in the ejector 41 to 1.6 ata relaxed. The steam leaving the heat exchanger 40 through line 42 is at a pressure of 1.55 ata and is compressed in the ejector 37 to 1.6 ata. The steam withdrawn from the separator 39 continues in the heat exchanger 4o cooled down. Mainly ethane and methane are liquefied, collected in separator 43 and supercooled in heat exchanger ^ 4 and relaxed in the throttle valve 45 to 1.4 ata. The liquid evaporates in the heat exchanger 44 giving off its evaporation cold and the resulting steam arrives via line 46 with it a pressure of 1.35 ata in the ejector 41, where it is compressed to 1.6 ata.

109852/0447 BADORIGINAL 109852/0447 BAD ORIGINAL

LINDE AKTIENGESELLSCHAFTLINDE AKTIENGESELLSCHAFT

Das den Abscheider 4^ verlassende Gas besteht zum größten Teil aus Methan. Es wird im Wärmeaustauscher 44 verflüssigt und unterkühlt, im Ejektor 4γ auf 1,2 ata entspannt, im Abscheider 4ü von den gasförmig gebliebenen Anteilen getrennt. Die Flüssigkeit wird über ein Regelventil 49 dem Flüssiggas tank 50 zugeführt, in den sie je nach Füllzustand des Tanks mit einem Druck bis zu 2,5 ata am Fußende eingegeben wird. Das Gaspolster unter dem Tankdach steht unter einem Druck von ca. 1,03 ata. Der aus dem Tank entweichende Dampf wird im Ejektor 47 auf 1,2 ata verdichtet und über Leitung 52 aus der Anlage abgezogen.The gas leaving the separator 4 ^ is the largest Part made of methane. It is liquefied and supercooled in the heat exchanger 44, expanded to 1.2 ata in the ejector 4γ, in the separator 4ü separated from the gaseous components. The liquid becomes the liquid gas via a control valve 49 tank 50, in which it is loaded depending on the fill level of the Tanks with a pressure up to 2.5 ata is entered at the foot end. The gas cushion under the tank roof is under one Pressure of approx. 1.03 ata. The steam escaping from the tank is compressed to 1.2 ata in the ejector 47 and via a line 52 withdrawn from the system.

Das Verfahren gemäß Fig. J5 ist, wie bereits erwähnt, auch zur Verflüssigung von unter relativ geringem Druck stehendem Erdgas geeignet. Ist der Erdgasdruck niedriger als der Kreislaufkompressorenddruck, so wird das Erdgas in eine Zwischenstufe des Kreislaufkompressors eingespeist und zusammen mit dem Kreislaufgas auf den gewünschten Enddruck verdichtet.The method according to FIG. J5 is, as already mentioned, also for Liquefaction of natural gas under relatively low pressure is suitable. If the natural gas pressure is lower than the final pressure of the cycle compressor, so the natural gas is fed into an intermediate stage of the cycle compressor and together with the cycle gas is compressed to the desired final pressure.

Fig. 4 zeigt die Verbindung des Ejektors Emit dem Wärmeaustauscher V/. Die Bezugszeichen haben die gleiche Bedeutung wie in Fig. 1: In der Düse a wird der Treibstrahl, in diesem Fall die unter Druck -stehende, durch fraktionierte Kondensation gebildete Flüssigkeit, entspannt und im Mischraum cFig. 4 shows the connection of the ejector E to the heat exchanger V /. The reference symbols have the same meaning as in FIG. 1: The propulsion jet is in the nozzle a, in this If the pressurized liquid formed by fractional condensation is relaxed and in the mixing space c

109852/0U7109852 / 0U7

-14- LINDE AKTIENGESELLSCHAFT-14- LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

vermischt sie sich mit dem durch die Mündung des Rohres b angesaugten, vom warmen Ende des bei der nächsttieferen Temperatur arbeitenden Wärmeaustauschers kommenden Dampf. Dieser wird dabei nach dem Prinzip der Impulsübertragung verdichtet. Das entstandene innige Gemisch aus Flüssigkeit und Dampf tritt durch den Diffusor d in das kalte Ende des Wärmeaustauschers W ein. Der Diffusor d stellt gleichzeitig den Eintritts^tutzen des V/ärmeaustauschers Vi dar; er ist mit dem Mischraum c über Plansche F verbunden.it mixes with the one sucked in through the mouth of the pipe b, from the warm end of the next lower one Temperature working heat exchanger coming steam. This is compressed according to the principle of impulse transmission. The resulting intimate mixture of liquid and steam enters the cold end of heat exchanger W through diffuser d. The diffuser d is at the same time the inlet pipe of the heat exchanger Vi; he is connected to the mixing room c via planes F.

8 Patentansprüche
4 Blatt Zeichnungen8 claims
4 sheets of drawings

109852/0U7109852 / 0U7

Bad original Bathroom original

Claims (1)

-15- LINDE AKTIENGESELLSCHAFT-15- LINDE AKTIENGESELLSCHAFT 17517U17517U (H 451) H G8/0 52(H 451) H G8 / 0 52 Str/Kp 15. Juli 1968Str / Kp July 15, 1968 PatentansprücheClaims . Verfahren zum Erzeugen von Kälte durch fraktionierte Kondensation eines Komponenten mit verschiedenen Siedepunkten enthaltenden Gasgemisches bei erhöhtem Druck, Entspannen mindestens einer der flüssigen Fraktionen in den beim Entspannen und Verdampfen von mindestens einer tiefersiedenden Fraktion entstandenen Dampf, Verdampfen und Erwärmen durch Wärmeaustausch mit abzukühlenden Medien und V/iederkomprimieren des so gewonnenen Gasgemisches,. Method of generating cold by fractional Condensation of a gas mixture containing components with different boiling points at elevated pressure, Relax at least one of the liquid fractions in the decompression and evaporation of at least vapor produced by a lower-boiling fraction, evaporation and heating by heat exchange with media to be cooled and compressing the material obtained in this way Gas mixture, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der flüssigen Fraktionen in einem Ejektor, in dem gleichzeitig der beim Entspannen und Verdampfen der mindestens einen tiefersiedenden Fraktion entstandene Dampf verdichtet und mit der entspannten Flüssigkeit innig vermischt wird, auf Verdampferdruck entspannt wird und daß die den Ejektor verlassende innige Mischung aus Flüssigkeit und Dampf dem Vlärmeaustausch mit den abzukühlenden Medien zugeführt wird.characterized in that at least one of the liquid fractions in an ejector in which at the same time the during the expansion and evaporation of the at least one lower-boiling fraction, the vapor formed is compressed and is intimately mixed with the expanded liquid, expanded to evaporator pressure and that the ejector leaving intimate mixture of liquid and steam is supplied to the Vlärmeaustausch with the media to be cooled. BAD ORIGINAL 109852/0AA7 ORIGINAL BATH 109852 / 0AA7 17517U17517U LINDE AKTIENGESELLSCHAFTLINDE AKTIENGESELLSCHAFT 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampferdruck so gewählt wird, daß die beim Entspannen im Ejektor verfügbare Energie ausreicht, um die beim Entspannen und Verdampfen der mindestens einen tiefersiedenden Fraktion entstandene Dampfmenge auf den Verdampferdruck zu verdichten.2. The method according to claim 1, characterized in that the evaporator pressure is chosen so that the relaxation Sufficient energy available in the ejector to relax and evaporate the at least one lower-boiling fraction to compress the amount of steam produced to the evaporator pressure. 5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die pro Zeiteinheit in einem Ejektor zu entspannende Flüssigkeitsmenge und die in diesem zu verdichtende Dampfmenge, in Nm gernessen, größenordnungsmäßig gleich gewählt werden.5. The method according to claim 1 or 2, characterized in that that the amount of liquid to be expanded per unit of time in an ejector and that to be compressed in this Amount of steam, measured in Nm, is of the same order of magnitude to get voted. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verflüssigung von Erdgas die im Kältekreislauf geführte Gasmenge etwa drei- bis fünfmal so groß gewählt wird wie die durch die erzeugte Kälte zu verflüssigende Erdgasmenge.4. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in, that when natural gas is liquefied, the amount of gas carried in the refrigeration cycle is about three to five times is chosen as large as the amount of natural gas to be liquefied by the cold generated. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die im Ejektor gebildete Mischung aus Flüssigkeit und Dampf über den als Diffusor des Ejektors ausgebildeten Eintrittsstutzen eines Wärmeaustauschers in diesen eingeführt wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that that the mixture of liquid and vapor formed in the ejector via the formed as a diffuser of the ejector Inlet nozzle of a heat exchanger is introduced into this. 1098 5 2/0U71098 5 2 / 0U7 -17- LINDE AKTIENGESELLSCHAFT-17- LINDE AKTIENGESELLSCHAFT 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß durch die erzeugte Kälte verflüssigtes, unter Druck stehendes Gas in einem Ejektor in einen Abscheider hinein entspannt uuu uann gespeichert wird, daß der durch Wärmeeinwirkung auf die gespeicherte Flüssigkeit entstandene Dampf in diesem Ejektor verdichtet und daß das den Abscheider verlassende Gas in einein separaten Strömungsweg im Wärmeaustausch mit abzukühlenden Medien erwärmt wird.6. The method according to any one of claims 1 to 5 *, characterized in that that by the generated cold liquefied, pressurized gas in an ejector into a separator relaxed into it uuu uann stored that the vapor created by the action of heat on the stored liquid is compressed in this ejector and that the gas leaving the separator in a separate flow path exchanging heat with media to be cooled is heated. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssigen Fraktionen vor dem Entspannen durch Wärmeaustausch mit der bereits entspannten Flüssigkeit unterkühlt werden.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that that the liquid fractions before decompression by heat exchange with the already relaxed liquid be hypothermic. o. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis "J, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ejektor(E)derart mit dem am kalten Ende eines Wärmeaustauschers (W) verbunden ist, daß der Eintrittsstutzen des Wärmeaustauschers gleichzeitig den Diffusor (d) aes Ejektors darstellt (Fig. 4) .·o. Device for carrying out the method according to one of Claims 1 to "J, characterized in that an ejector (E) is connected to that at the cold end of a heat exchanger (W) in such a way that the inlet connection of the heat exchanger simultaneously serves as the diffuser (d) aes ejector (Fig. 4). BAD ORIGINAL 109852/0447ORIGINAL BATHROOM 109852/0447
DE19681751714 1968-07-16 1968-07-16 Method and device for generating cold Pending DE1751714A1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19681751714 DE1751714A1 (en) 1968-07-16 1968-07-16 Method and device for generating cold
GB1238087D GB1238087A (en) 1968-07-16 1969-07-15
FR6924200A FR2013065A1 (en) 1968-07-16 1969-07-16

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19681751714 DE1751714A1 (en) 1968-07-16 1968-07-16 Method and device for generating cold

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1751714A1 true DE1751714A1 (en) 1971-12-23

Family

ID=5692430

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19681751714 Pending DE1751714A1 (en) 1968-07-16 1968-07-16 Method and device for generating cold

Country Status (3)

Country Link
DE (1) DE1751714A1 (en)
FR (1) FR2013065A1 (en)
GB (1) GB1238087A (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2326465B (en) * 1997-06-12 2001-07-11 Costain Oil Gas & Process Ltd Refrigeration cycle using a mixed refrigerant
DE102011110004A1 (en) * 2011-08-11 2013-02-14 Linde Aktiengesellschaft Method of compressing boil-off gas
CA3117811A1 (en) * 2018-11-06 2020-05-14 Evapco, Inc. Direct expansion evaporator with vapor ejector capacity boost
WO2021030112A1 (en) * 2019-08-13 2021-02-18 Bechtel Oil, Gas And Chemicals, Inc. Systems and methods for improving the efficiency of open-cycle cascade-based liquified natural gas systems

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB598232A (en) * 1944-04-03 1948-02-13 William Wood Hutcheson Improvements in or relating to air cooling apparatus
US3277660A (en) * 1965-12-13 1966-10-11 Kaye & Co Inc Joseph Multiple-phase ejector refrigeration system

Also Published As

Publication number Publication date
FR2013065A1 (en) 1970-03-27
GB1238087A (en) 1971-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69920147T2 (en) Natural gas liquefaction with the help of two coolant mixture cycles
DE60017951T2 (en) Hybrid cycle for the production of liquid natural gas
DE60016536T2 (en) Gas liquefaction process by partial condensation of mixed refrigerant at intermediate temperatures
DE2163139C2 (en) Method for operating a closed refrigeration circuit and device for carrying out the method
DE2438443A1 (en) METHOD OF LIQUIFYING NATURAL GAS
DE1551612B1 (en) Liquefaction process for gas mixtures by means of fractional condensation
DE2023614B2 (en) Process for liquefying and subcooling a methane-rich gas stream
DE2820212A1 (en) METHOD FOR LIQUIDATING NATURAL GAS
DE2614132B2 (en) Low temperature refrigeration process
DE1551617A1 (en) Natural gas liquefaction with controlled BTU content
DE1551562A1 (en) Process for the production of a methane-rich superplasticizer from liquefied natural gas under low initial pressure
DE2036105A1 (en) Gas liquefaction process
DE1501695A1 (en) Process for the liquefaction of a volatile gas
WO2008022689A2 (en) Method for the liquefaction of a hydrocarbon-rich flow
DE1619728B2 (en) LOW TEMPERATURE RECTIFICATION PROCESS FOR THE SEPARATION OF GAS MIXTURES FROM COMPONENTS WHOSE BOILING TEMPERATURES ARE WIDE DIFFERENT
DE2206620B2 (en) Plant for liquefying natural gas
DE628788C (en) Manufacture of krypton and xenon
DE2005634A1 (en)
DE102009018248A1 (en) Process for liquefying a hydrocarbon-rich fraction
DE102005029275A1 (en) Method for liquefying hydrocarbon-rich flow, in particular flow of natural gas first and second refrigerant-mixture circuits for precooling hydrocarbon-rich flow and third refrigerant-mixture circuit for liquefying and supercooling flow
DE19612173C1 (en) Procedure for liquefaction of hydrocarbon rich process flow, especially natural gas
DE1551616A1 (en) Separation process for gases at low temperatures
DE1751714A1 (en) Method and device for generating cold
DE1960301B2 (en) PROCESS AND EQUIPMENT FOR LIQUIDIFYING AND COOLING A METHANE-RICH CONSUMPTION GAS FLOW
EP1913319A2 (en) Method and arrangement for liquefying a stream rich in hydrocarbons