NL1008414C2 - Method and device for liquefying a hydrocarbon-rich stream. - Google Patents
Method and device for liquefying a hydrocarbon-rich stream. Download PDFInfo
- Publication number
- NL1008414C2 NL1008414C2 NL1008414A NL1008414A NL1008414C2 NL 1008414 C2 NL1008414 C2 NL 1008414C2 NL 1008414 A NL1008414 A NL 1008414A NL 1008414 A NL1008414 A NL 1008414A NL 1008414 C2 NL1008414 C2 NL 1008414C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- hydrocarbon
- rich stream
- gas
- adsorber
- stream
- Prior art date
Links
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 title claims abstract description 102
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims abstract description 102
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 title claims abstract description 92
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 49
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims description 18
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 8
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 6
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 2
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 abstract 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 12
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 239000003949 liquefied natural gas Substances 0.000 description 3
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 2
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 230000000274 adsorptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
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
- F25J1/0002—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
- F25J1/0025—Boil-off gases "BOG" from storages
-
- 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"
- F25J1/0035—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 gas expansion with extraction of work
-
- 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"
- F25J1/0045—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 vaporising a liquid return stream
-
- 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
- F25J1/0203—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 single-component refrigerant [SCR] fluid in a closed vapor compression cycle
- F25J1/0204—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 single-component refrigerant [SCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a single flow SCR 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
- F25J1/0225—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 other external refrigeration means not provided before, e.g. heat driven absorption chillers
- F25J1/0227—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 other external refrigeration means not provided before, e.g. heat driven absorption chillers within a refrigeration 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
- F25J1/0228—Coupling of the liquefaction unit to other units or processes, so-called integrated processes
- F25J1/0229—Integration with a unit for using hydrocarbons, e.g. consuming hydrocarbons as feed stock
- F25J1/023—Integration with a unit for using hydrocarbons, e.g. consuming hydrocarbons as feed stock for the combustion as fuels, i.e. integration with the fuel gas system
-
- 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
- F25J1/0228—Coupling of the liquefaction unit to other units or processes, so-called integrated processes
- F25J1/0232—Coupling of the liquefaction unit to other units or processes, so-called integrated processes integration within a pressure letdown station of a high pressure pipeline system
-
- 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
- F25J1/0244—Operation; Control and regulation; Instrumentation
- F25J1/0245—Different modes, i.e. 'runs', of operation; Process control
- F25J1/0247—Different modes, i.e. 'runs', of operation; Process control start-up of the process
-
- 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
- F25J1/0262—Details of the cold heat exchange system
- F25J1/0264—Arrangement of heat exchanger cores in parallel with different functions, e.g. different cooling streams
-
- 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.
- F25J1/0281—Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc. characterised by the type of prime driver, e.g. hot gas expander
-
- 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
- F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
- F25J2205/02—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using simple phase separation in a vessel or drum
-
- 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
- F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
- F25J2205/60—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using adsorption on solid adsorbents, e.g. by temperature-swing adsorption [TSA] at the hot or cold end
- F25J2205/66—Regenerating the adsorption vessel, e.g. kind of reactivation 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
- F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
- F25J2210/06—Splitting of the feed stream, e.g. for treating or cooling in different ways
-
- 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
- F25J2220/64—Separating heavy hydrocarbons, e.g. NGL, LPG, C4+ hydrocarbons or heavy condensates in general
-
- 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
- F25J2220/66—Separating acid gases, e.g. CO2, SO2, H2S or RSH
-
- 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
- F25J2220/68—Separating water or hydrates
-
- 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
- F25J2270/00—Refrigeration techniques used
- F25J2270/60—Closed external refrigeration cycle with single component refrigerant [SCR], e.g. C1-, C2- or C3-hydrocarbons
-
- 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
- F25J2270/00—Refrigeration techniques used
- F25J2270/90—External refrigeration, e.g. conventional closed-loop mechanical refrigeration unit using Freon or NH3, unspecified external refrigeration
- F25J2270/908—External refrigeration, e.g. conventional closed-loop mechanical refrigeration unit using Freon or NH3, unspecified external refrigeration by regenerative chillers, i.e. oscillating or dynamic systems, e.g. Stirling refrigerator, thermoelectric ("Peltier") or magnetic refrigeration
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)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
Abstract
Description
f r VO 1421f r VO 1421
Titel: Werkwijze en inrichting voor het vloeibaar maken van een koolwaterstofrijke stroom.Title: Method and device for liquefying a hydrocarbon-rich stream.
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en een inrichting voor het vloeibaar maken van een koolwaterstofrijke stroom, in het bijzonder van aardgas, waarbij het vloeibaar maken van de koolwaterstofrijke 5 stroom plaatsvindt door middel van ten minste een Stirling-Cryogenerator.The invention relates to a method and an apparatus for liquefying a hydrocarbon-rich stream, in particular of natural gas, wherein the liquefying of the hydrocarbon-rich stream takes place by means of at least one Stirling Cryogenerator.
Werkwijzen en inrichtingen voor het vloeibaar maken van koolwaterstofrijke stromen in het bijzonder van aardgas bestaan enerzijds als zeer grote eenheden, als zogenaamde 10 "Baseload-inrichtingen" en anderzijds als middelgrote eenheden voor het zogenaamde "Peak-shaving" bedrijf. Kleine en zeer kleine inrichtingen, dat wil zeggen tot een liquefactie capaciteit van ca. 10m3 per dag zijn tot nu toe slechts in zeer geringe aantallen gebouwd omdat de 15 specifieke prijs voor het product zeer hoog is. Recentelijk nemen echter de indicaties toe voor een behoefte aan kleine inrichtingen in het bijzonder LNG (Liquid Natural Gas)-, inrichtingen die bij voorbeeld in de invoeringsfase van LNG als brandstof nodig zijn.Methods and devices for liquefying hydrocarbon-rich flows, in particular natural gas, exist on the one hand as very large units, as so-called "Baseload devices" and on the other hand as medium units for the so-called "Peak-shaving" operation. Small and very small devices, ie up to a liquefaction capacity of about 10m3 per day, have hitherto only been built in very small numbers because the specific price for the product is very high. Recently, however, indications are increasing for a need for small installations, in particular LNG (Liquid Natural Gas), installations that are needed, for example, in the introduction phase of LNG as fuel.
20 Het principe om gassen door middel van zogenaamde20 The principle of gases through so-called
Stirling-Cryogeneratoren, hierna Cryogeneratoren genoemd, af te koelen en vloeibaar te maken is bekend. Dergelijke Cryogeneratoren werken in een vermogensgebied van 4.000 tot 10.000 Watt afhankelijk van de werktemperatuur die kan 25 liggen in het gebied van 77 tot 200 K.Stirling cryogenerators, hereinafter referred to as cryogenerators, to cool and liquefy are known. Such cryogenerators operate in a power range of 4,000 to 10,000 watts depending on the operating temperature which may range from 77 to 200 K.
Bij gebruikelijke liquefactie-inrichtingen voor koolwaterstofrijke stromen zoals bijvoorbeeld aardgas wordt het aardgas eerst verdicht en de compressiewarmte afgevoerd in een nakoeler. Aansluitend vindt een in de regel 30 adsorptieve reiniging van het aardgas van waterdamp en kooldioxide plaats. Daarna wordt het gezuiverde aardgas toegevoerd aan een lage-temperatuur-inrichting met warmte- 1008414 2 wisselaars, separatoren, ontspanningsventielen en ontspanningsmachines.In conventional liquefaction devices for hydrocarbon-rich flows such as, for example, natural gas, the natural gas is first compacted and the heat of compression is removed in an aftercooler. Subsequently, a generally adsorptive cleaning of the natural gas of water vapor and carbon dioxide takes place. The purified natural gas is then fed to a low-temperature device with heat exchangers, separators, release valves and release machines.
Het is het doel van de onderhavige uitvinding om te voorzien in een werkwijze en inrichting voor het vloeibaar 5 maken van een koolwaterstofrijke stroom, in het bijzonder aardgas, die bij geringe liquefactiehoeveelheden een met de grotere werkwijzen respectievelijk inrichtingen vergelijkbare specifieke prijs voor het vloeibaar gemaakte product mogelijk maken.It is the object of the present invention to provide a method and device for liquefying a hydrocarbon-rich stream, in particular natural gas, which at low liquefaction quantities have a specific price for the liquefied product comparable with the larger methods or devices. enable.
10 Dit wordt volgens de werkwijze volgens de uitvinding voor het vloeibaar maken van een koolwaterstofrijke stroom, in het bijzonder aardgas, bereikt doordat a) de koolwaterstofrijke stroom door middel van ten minste 15 een adsorber wordt gezuiverd van bij de liquefactie storende componenten, in het bijzonder waterdamp en kooldioxide, b) de gezuiverde koolwaterstofrijke stroom wordt afgekoeld, waarbij het afkoelen van de koolwaterstofrijke stroom 20 plaatsvindt door een ontspanning met arbeid in ten minste een ontspanningsturbine, c) eventueel aanwezige hogere koolwaterstoffen worden afgescheiden uit de afgekoelde koolwaterstofrijke stroom, 25 d) de koolwaterstofrijke stroom door middel van ten minste een Stirling-Cryogenerator vloeibaar wordt gemaakt, e) de vloeibaar gemaakte koolwaterstofrijke stroom in ten minste een opslagreservoir wordt geleid en wordt opgeslagen, 30 f) een deelstroom van de in het opslagreservoir respectievelijk de opslagreservoirs opgeslagen, vloeibaar gemaakte koolwaterstofrijke stroom wordt afgevoerd, g) deze deelstroom van de koolwaterstofrijke stroom 35 opgewarmd wordt en verdampt en als regenereergas wordt toegevoerd aan de adsorber(s), en 1008414 3 h) het beladen regenereergas aansluitend aan een met koolwaterstofrijk gas aangedreven motor wordt toe-gevoerd, waarbij deze motor de Stirling-Cryogenerator respectievelijk de Stirling-Cryogeneratoren en/of één of 5 meer elektrogeneratoren aandrijft.This is achieved according to the method according to the invention for liquefying a hydrocarbon-rich stream, in particular natural gas, in that a) the hydrocarbon-rich stream is purified by means of at least an adsorber of components interfering with the liquefaction, in particular water vapor and carbon dioxide, b) the purified hydrocarbon-rich stream is cooled, the cooling of the hydrocarbon-rich stream 20 being effected by a relaxation with labor in at least one relaxation turbine, c) any higher hydrocarbons present, are separated from the cooled hydrocarbon-rich stream, d) the hydrocarbon-rich stream is liquefied by means of at least one Stirling cryogenerator, e) the liquefied hydrocarbon-rich stream is fed into and stored in at least one storage reservoir, f) a partial stream of the liquids stored in the storage reservoir and the reservoirs, respectively made hydrocarbon-rich stream is discharged, g) this partial stream of the hydrocarbon-rich stream 35 is heated and evaporated and is supplied as regenerating gas to the adsorber (s), and 1008414 3 h) the charged regenerating gas is subsequently fed to an engine powered by hydrocarbon-rich gas wherein this motor drives the Stirling Cryogenerator or the Stirling Cryogenerators and / or one or 5 more electric generators, respectively.
In een verdere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding voor het vloeibaar maken van een koolwaterstofrijke stroom wordt voorgesteld om de bij de 10 ontspanning met arbeid verkregen energie toe te passen voor het aandrijven van één of meer Stirling-Cryogeneratoren en/of elektrogeneratoren. Daardoor wordt de externe energiebehoefte voor de Stirling-Cryogeneratoren en eventueel aangebrachte elektrogeneratoren duidelijk 15 gereduceerd.In a further embodiment of the method according to the invention for liquefying a hydrocarbon-rich stream, it is proposed to use the energy obtained during the relaxation with work to drive one or more Stirling cryogenerators and / or electric generators. As a result, the external energy requirement for the Stirling cryogenerators and optionally applied electro generators is clearly reduced.
Onder omstandigheden kan het zinvol of vereist zijn om volgens een verdere uitvoering van de werkwijze volgens de uitvinding voor het vloeibaar maken van een koolwaterstofrijke stroom het beladen regenereergas vóór het toe-20 voeren naar de met het regenereergas aangedreven motor in ten minste een opslagreservoir tijdelijk wordt opgeslagen.Under certain circumstances, it may be useful or required according to a further embodiment of the process of the invention to liquefy a hydrocarbon-rich stream that the charged regenerating gas be temporarily converted in at least one storage reservoir prior to being fed to the regenerated gas engine. saved.
Het verdampen en opwarmen van de uit het opslagreservoir afgevoerde vloeibaar gemaakte koolwaterstofrijke stroom vindt volgens een verdere uitvoeringsvorm van de 25 werkwijze volgens de uitvinding voor het vloeibaar maken van een koolwaterstofrijke stroom bij voorkeur plaats in warmtewisseling met het hete afgas, respectievelijk hete afgassen van de Cryogenerator of Cryogeneratoren en/of in warmtewisseling met het hete afgas of hete afgassen van de 30 met het regenereergas aangedreven motor of motoren.According to a further embodiment of the method according to the invention for liquefying a hydrocarbon-rich stream, the evaporation and heating of the liquefied hydrocarbon-rich stream discharged from the storage reservoir takes place preferably in heat exchange with the hot waste gas or hot waste gases from the cryogenerator. or Cryogenerators and / or in heat exchange with the hot waste gas or hot waste gases from the engine or motors powered by the regenerating gas.
Volgens een verdere uitvoering van de werkwij ze volgens de uitvinding wordt voorgesteld om de voor de regenerering uit het opslagreservoir afgevoerde verdampte koolwaterstofrijke stroom voor het toevoeren in de adsorber 35 respectievelijk adsorbers, te verhitten waardoor de 1008414 4 regenerering van de adsorber respectievelijk adsorbers wordt bespoedigd.According to a further embodiment of the method according to the invention, it is proposed to heat the evaporated hydrocarbon-rich stream discharged from the storage reservoir before being fed into the adsorber or adsorbers, respectively, thereby accelerating the regeneration of the adsorber or adsorbers.
Voor het afkoelen van de adsorberbedden kan volgens een verdere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de 5 uitvinding een deelstroom van de in het opslagreservoir respectievelijk de opslagreservoirs opgeslagen vloeibaar gemaakte koolwaterstofrijke stroom worden afgevoerd, verdampt en naar de adsorber of adsorbers worden toegevoerd.According to a further embodiment of the method according to the invention, a partial flow of the liquefied hydrocarbon-rich stream stored in the storage reservoir or the storage reservoirs can be removed, evaporated and fed to the adsorber or adsorbers.
10 Op voordelige wijze wordt hierbij de aan de adsorber, respectievelijk adsorbers voor het afkoelen toegevoerde deelstroom van de koolwaterstofrijke stroom eveneens toegevoerd aan de met het regenereergas aangedreven motor.Advantageously, the partial stream of the hydrocarbon-rich stream fed to the adsorber or adsorbers for cooling is also supplied to the motor driven with the regenerating gas.
15 De inrichting voor het vloeibaar maken van een koolwaterstofrijke stroom, in het bijzonder aardgas, volgens de uitvinding bestaat uit: a) ten minste een adsorber die dient voor het afscheiden van bij de liquefactie storende componenten, in het 20 bijzonder waterdamp en kooldioxide, b) een afkoelinrichting voor de gezuiverde koolwaterstof-rijke stroom, c) eventueel een separatie-eenheid voor hogere koolwaterstoffen, 25 d) ten minste een Stirling-Cryogenerator die dient voor het vloeibaar maken van de koolwaterstofrijke stroom, e) ten minste een opslagreservoir waarin de vloeibaar gemaakte koolwaterstofrijke stroom wordt opgeslagen, en f) ten minste een met koolwaterstofrijk gas aangedreven 30 motor, die de Stirling-Cryogenerator respectievelijk deThe device for liquefying a hydrocarbon-rich stream, in particular natural gas, according to the invention consists of: a) at least one adsorber which serves to separate components interfering with the liquefaction, in particular water vapor and carbon dioxide, b ) a cooling device for the purified hydrocarbon-rich stream, c) optionally a separation unit for higher hydrocarbons, d) at least one Stirling Cryogenerator for liquefying the hydrocarbon-rich stream, e) at least one storage reservoir in which the liquefied hydrocarbon-rich stream is stored, and f) at least one hydrocarbon-rich gas powered engine, which uses the Stirling Cryogenerator and the
Stirling-Cryogeneratoren en/of één of meer elektro-generatoren aandrijft, g) waarbij een deelstroom van de in het opslagreservoir respectievelijk de opslagreservoirs opgeslagen vloeibaar 35 gemaakte koolwaterstofrijke stroom wordt afgevoerd, 1008414 5 h) deze deelstroom van de koolwaterstofrijke stroom opgewarmd wordt en verdampt en wordt toegevoerd aan de adsorber, respectievelijk de adsorbers als regenereer-gas, en 5 i) het beladen regenereergas aansluitend wordt toegevoerd aan de met koolwaterstofrijk gas aangedreven motor.Stirling cryogenerators and / or driving one or more electric generators, g) whereby a partial stream of the liquefied hydrocarbon-rich stream stored in the storage reservoir and the storage reservoirs is discharged, 1008414 5 h) this partial stream of the hydrocarbon-rich stream is heated and evaporated and is supplied to the adsorber, respectively, the adsorbers as regenerating gas, and i) the charged regenerating gas is subsequently supplied to the engine powered by hydrocarbon-rich gas.
De werkwijze en inrichting volgens de uitvinding evenals verdere uitvoeringsvormen daarvan worden nu aan de 10 hand van de figuur in het volgende nader toegelicht.The method and device according to the invention as well as further embodiments thereof are now further elucidated with reference to the figure in the following.
In een pijpleiding 1 wordt een koolwaterstofrijke stroom, bijvoorbeeld aardgas, met een druk tussen 40 en 70 bar bij omgevingstemperatuur getransporteerd. Aardgas bevat behalve methaan nog hogere koolwaterstoffen, tot 15 ca. 8%; kooldioxide, tot ca. 2%; waterdamp, al naar gelang de temperatuurinstelling, en stikstof. Uit deze pijpleiding 1 wordt via een leiding 2 een deelstroom van de koolwaterstofrijke stroom afgevoerd en toegevoerd aan een adsorber A. Ter wille van de eenvoud wordt in de figuur 20 slechts één adsorber A weergegeven. Zoals hierna echter nog zal worden toegelicht worden in de praktijk ten minste twee of drie adsorbers parallel geschakeld.In a pipeline 1, a hydrocarbon-rich stream, for example natural gas, is transported at a temperature between 40 and 70 bar at ambient temperature. Natural gas contains, in addition to methane, even higher hydrocarbons, up to about 8%; carbon dioxide, up to about 2%; water vapor, depending on the temperature setting, and nitrogen. From this pipeline 1, a partial flow of the hydrocarbon-rich stream is discharged via a pipe 2 and supplied to an adsorber A. For the sake of simplicity, only one adsorber A is shown in figure 20. As will be explained below, however, in practice at least two or three adsorbers are connected in parallel.
De adsorber respectievelijk de adsorbers A zijn gevuld met een adsorptiemiddel, dat het verwijderen van 25 kooldioxide en waterdamp uit de gasvormige koolwaterstof-rijke stroom mogelijk maakt.The adsorber or adsorbers A are filled with an adsorbent which allows the removal of carbon dioxide and water vapor from the gaseous hydrocarbon-rich stream.
De adsorptiefgezuiverde koolwaterstofrijke stroom wordt toegevoerd aan een ontspanningsmachine X en daarin van de pijpleidingdruk gedecomprimeerd tot ca. 3 bar 30 hetgeen correspondeert met de gewenste druk van het product. Daarbij wordt de koolwaterstofrijke stroom tot ca. -115°C afgekoeld, zonder dat een afscheiding van vloeibaar of vast kooldioxide of waterdamp optreedt. De bij de ontspanning X vrijkomende energie wordt toegepast voor 35 het aandrijven van de tweede Cryogenerator C2, hetgeen wordt weergegeven door de punt-streep-lijn. Als 1008414 6 ontspanningsmachines X zijn in het bijzonder Turbo-Expanders geschikt.The adsorptively purified hydrocarbon-rich stream is fed to a de-stressing machine X and decompressed therein from the pipeline pressure to about 3 bar 30 which corresponds to the desired product pressure. The hydrocarbon-rich stream is cooled to about -115 ° C without any separation of liquid or solid carbon dioxide or water vapor occurring. The energy released during the relaxation X is used to drive the second cryogenerator C2, which is represented by the dot-dash line. Turbo Expanders are particularly suitable as 1008414 6 X relaxation machines.
De nog in de koolwaterstofrijke stroom bevatte hogere koolwaterstoffen worden bij deze ontspanning X 5 vloeibaar gemaakt, zodat aan de separator D via de leiding 3 een partieel gecondenseerde koolwaterstofrijke stroom wordt toegevoerd. Aan de opvangbak van de separator D wordt via de leiding 4 een fractie die bestaat uit hogere koolwaterstoffen afgevoerd en hetzij uit de inrichting 10 afgevoerd, hetzij voor de verhitting van het regenereergas verbrand, waarop hierna nog nader zal worden ingegaan.The higher hydrocarbons still contained in the hydrocarbon-rich stream are liquefied during this relaxation X 5, so that a partially condensed hydrocarbon-rich stream is fed to the separator D via the line 3. A fraction consisting of higher hydrocarbons is discharged from the separator D via the line 4 and either removed from the installation 10 or burned for heating the regenerating gas, which will be discussed in more detail below.
De ontspanning X van de koolwaterstofrijke stroom kan hierbij met één of meer trappen plaatsvinden. In het geval van een meertrapsontspanning kan de separatie van 15 hogere koolwaterstoffen en andere ongewenste componenten ook plaatsvinden tussen de afzonderlijke ontspannings-trappen.The relaxation X of the hydrocarbon-rich stream can take place in one or more stages. In the case of a multi-stage relaxation, the separation of higher hydrocarbons and other undesired components can also take place between the individual relaxation stages.
De voorgezuiverde koolwaterstofrijke stroom wordt uit de separator D via de leiding 5 afgevoerd en via de 20 leidingen 6 en 6' toegevoerd aan de beide Cryogeneratoren Cl en C2. De beide Cryogeneratoren Cl en C2 bevatten elk een inwendige heliumkringloop 8, respectievelijk 8'. De in de Cryogeneratoren Cl en C2 vloeibaar gemaakte koolwaterstofrijke deelstromen worden na hun liquefactie toegevoerd 25 aan het opslagreservoir S via de leidingen 7 en 7'.The pre-purified hydrocarbon-rich stream is discharged from the separator D via the line 5 and is fed via the 20 lines 6 and 6 'to the two cryogenerators C1 and C2. Both cryogenerators C1 and C2 each contain an internal helium cycle 8 and 8 ', respectively. The hydrocarbon-rich partial streams liquefied in the cryogenerators C1 and C2 are fed after their liquefaction to the storage reservoir S via the lines 7 and 7 '.
Eventueel nog aanwezige niet-vloeibaar gemaakte stikstof-gehaltes worden gedeeltelijk opgelost in het vloeibaar gemaakte product, terwijl bij hogere stikstofgehaltes de stikstof hetzij uit het bovenste deel van de Cryo-30 generatoren Cl respectievelijk C2 of uit het bovenste gebied van het opslagreservoir S afgevoerd kan worden.Any non-liquefied nitrogen contents still present are partially dissolved in the liquefied product, while at higher nitrogen contents the nitrogen can be discharged either from the upper part of the Cryo-30 generators C1 and C2 or from the upper part of the storage reservoir S turn into.
In de figuur is een liquefactie van een koolwaterstofrijke stroom weergegeven waarbij Cryogeneratoren Cl en C2 parallel zijn aangebracht. Vanzelfsprekend is het ook 35 mogelijk om twee of meer Cryogeneratoren in serie te schakelen of meer dan drie Cryogeneratoren gedeeltelijk in 1008414 7 serie gedeeltelijk parallel te schakelen. De in het bovenstaande beschreven separatie van hogere koolwaterstoffen en andere ongewenste componenten kan vanzelfsprekend ook eventueel additioneel op een reeds gevolgde deelseparatie 5 tussen of na de ontspanning X tussen ten minste twee in serie geschakelde Cryogeneratoren plaatsvinden.The figure shows a liquefaction of a hydrocarbon-rich stream in which Cryogenerators C1 and C2 are arranged in parallel. It is of course also possible to connect two or more cryogenerators in series or to connect more than three cryogenerators partly in parallel in 1008414 7 series. The above-described separation of higher hydrocarbons and other undesired components can of course also optionally also take place additionally on an already followed partial separation 5 between or after the relaxation X between at least two cryogenerators connected in series.
Het afnemen van een vloeibaar gemaakt koolwaterstof-rijk product uit het opslagreservoir S vindt plaats via de leiding 13.The removal of a liquefied hydrocarbon-rich product from the storage reservoir S takes place via the pipe 13.
10 Zoals reeds vermeld worden voor de voorzuivering van de koolwaterstofrijke stroom in de regel ten minste twee adsorbers parallel bedreven. Terwijl ten minste één van de adsorbers zich in de adsorptiefase bevindt, wordt de tweede adsorber geregenereerd. Als regenereergas wordt gewoonlijk 15 een deelstroom van de adsorptiefgezuiverde stroom toegepast, waarbij deze deelstroom voor het toevoeren ervan in de adsorber, respectievelijk de adsorbers eventueel wordt verhit. Een dergelijke werkwijze leidt echter tot een verlies aan product.As already mentioned, at least two adsorbers are operated in parallel for the pre-purification of the hydrocarbon-rich stream. While at least one of the adsorbers is in the adsorption phase, the second adsorber is regenerated. As regeneration gas, a partial stream of the adsorptively purified stream is usually used, this partial stream being optionally heated before it is fed into the adsorber or adsorbers. However, such a method leads to a loss of product.
20 Volgens de uitvinding wordt voor het regenereren via de leiding 11 een gasvormige deelstroom van de vloeibaar gemaakte koolwaterstofrijke stroom uit het opslagreservoir S afgenomen en verwarmd in de warmtewisselaar El tot een temperatuur van ca. 60°C. Op de processtromen 25 waartegen deze deelstroom wordt verwarmd zal in het volgende nog worden ingegaan.According to the invention, for regeneration via the line 11, a gaseous partial stream of the liquefied hydrocarbon-rich stream is taken from the storage reservoir S and heated in the heat exchanger E1 to a temperature of approximately 60 ° C. The process flows 25 against which this partial flow is heated will be discussed below.
Aansluitend wordt de verwarmde koolwaterstofrijke stroom eerst toegevoerd aan de zogenaamde regenereergas-verhitter E3 en eventueel een andere bijvoorbeeld 30 elektrisch verhitte regenereergas-naverhitter E4. Het nu tot een temperatuur van 200 tot 250°C verhitte regenereergas wordt aansluitend via de leiding 12 door het te regenereren adsorptiebed van de adsorber A gevoerd. Na de regenerering wordt het nu beladen regenereergas via de 35 leiding 15 toegevoerd aan een opslag- respectievelijk bufferreservoir P. Uit dit opslag- respectievelijk buffer- 1008414 8 reservoir P wordt via een leiding 16 het beladen regenereergas toegevoerd aan de met koolwaterstofrijk gas aangedreven motor M. Vanzelfsprekend kan in beginsel ook worden afgezien van dit opslag- respectievelijk buffer-5 reservoir P.Subsequently, the heated hydrocarbon-rich stream is first supplied to the so-called regeneration gas heater E3 and optionally another, for example electrically heated, regeneration gas post-heater E4. The regenerating gas now heated to a temperature of 200 to 250 ° C is subsequently passed through line 12 through the adsorber bed of adsorber A to be regenerated. After regeneration, the now charged regenerating gas is supplied via line 15 to a storage or buffer reservoir P. From this storage or buffer 1008414 8 reservoir P, the charged regenerating gas is supplied via a line 16 to the engine M, which is powered by hydrocarbon-rich gas. Naturally, in principle, it is also possible to dispense with this storage and buffer reservoir P, respectively.
De motor M kan zowel ten minste één van de Cryogeneratoren, in het geval van de figuur de Cryogenerator Cl, als ook één of meer elektrogeneratoren G aandrijven (weergegeven door de punt-streep-lijn).The motor M can drive at least one of the cryogenerators, in the case of the figure the cryogenerator Cl, as well as one or more electric generators G (represented by the dashed line).
10 Na het regenereren van het adsorptiebed van de adsorber A vindt de voorbereiding van het adsorptiebed op de adsorptiecyclus plaats, waarbij het adsorptiebed wordt afgekoeld. Voor dit doel wordt uit het opslagreservoir S via de leiding 9 een gasvormige deelstroom van de 15 koolwaterstofrijke stroom afgenomen, opgewarmd in de warmtewisselaar El en vervolgens via de leiding 10 toegevoerd aan het adsorptiebed van de adsorber A.After the regeneration of the adsorption bed of the adsorber A, the adsorption bed is prepared for the adsorption cycle, whereby the adsorption bed is cooled. For this purpose, a gaseous partial stream of the hydrocarbon-rich stream is taken from the storage reservoir S via the line 9, heated in the heat exchanger E1 and then fed via the line 10 to the adsorption bed of the adsorber A.
Ook deze koolwaterstofrijke stroom wordt na het doorstromen van het adsorptiebed en na de daarbij 20 plaatsvindende afkoeling van het adsorptiebed van de adsorber A via de leiding 15 toegevoerd naar het opslag-respectievelijk bufferreservoir P. Ook kan bij deze werkwijze voor het afkoelen van het adsorptiebed een deelstroom van de reeds afgekoelde echter nog niet 25 vloeibaar gemaakte koolwaterstofrijke stroom, die bijvoorbeeld via de leidingen 14 en 10 wordt toegevoerd aan de adsorber A, worden toegepast.After the adsorption bed has flowed through and after the adsorber bed has cooled down therefrom, this hydrocarbon-rich stream is also supplied via line 15 to storage or buffer reservoir P. In this method, too, an adsorption bed can be cooled. partial flow of the already cooled, but not yet liquefied, hydrocarbon-rich flow, which is supplied, for example, via lines 14 and 10 to adsorber A, are used.
Wanneer de regenereer- en afkoelfase langer duurt dan de adsorptiefase is het steeds aanbevelenswaardig om 30 ten minste drie adsorbers parallel te schakelen. Het is dan mogelijk om één adsorber in de adsorptiefase, één adsorber in de regenereertase en één adsorber in de afkoelfase te bedrijven. Zou de tijdens de regenereer- en afkoelfase vrijkomende gashoeveelheid aan (beladen) regenereer-35 respectievelijk afkoelgas groter zijn dan de hoeveelheid die nodig is voor het aandrijven van de motor M, is het 1008414 9 zinvol om een grotere en/of extra motor M aan te brengen en op deze wijze additionele elektrogeneratoren te bedrijven en/of één of meer additionele Cryogeneratoren aan te brengen voor het liquefactieproces van de koolwaterstof-5 rijke stroom.When the regeneration and cooling phase lasts longer than the adsorption phase, it is always recommended to connect at least three adsorbers in parallel. It is then possible to operate one adsorber in the adsorption phase, one adsorber in the regeneration phase and one adsorber in the cooling phase. If the amount of (charged) regeneration gas or cooling gas released during the regeneration and cooling phase would be greater than the amount required to drive the motor M, it would make sense to use a larger and / or additional motor M and in this way operate additional electric generators and / or provide one or more additional cryogenerators for the liquefaction process of the hydrocarbon-rich stream.
De uit het opslagreservoir S voor het regenereren en afkoelen van het adsorptiebed respectievelijk de adsorptie-bedden van de adsorber respectievelijk adsorbers A toegepaste koolwaterstofrijke deelstromen worden zoals 10 reeds vermeld opgewarmd in de warmtewisselaar El. Om deze opwarming te bereiken wordt de afvalwarmte van de motor M via de leiding 19 toegevoerd aan de warmtewisselaar El, daarin afgekoeld en vervolgens via de leiding 20 wederom toegevoerd aan de motor M. Analoog daarmee wordt de afval-15 warmte van de Cryogeneratoren Cl en C2 via de leiding 21 toegevoerd aan de warmtewisselaar El, daarin afgekoeld en vervolgens via de leiding 22 wederom toegevoerd aan de Cryogeneratoren Cl en C2.As already mentioned, the hydrocarbon-rich partial streams used from the storage reservoir S for regenerating and cooling the adsorption bed or the adsorption beds of the adsorber or adsorbers A are heated in the heat exchanger E1. In order to achieve this heating, the waste heat from the engine M is supplied via the line 19 to the heat exchanger E1, cooled therein and then again fed via the line 20 to the engine M. Analogously, the waste heat from the cryogenerators C1 and C2 supplied via line 21 to the heat exchanger E1, cooled therein and then supplied again via line 22 to the cryogenerators C1 and C2.
Omdat de warmtewisselaar El in de regel is 20 uitgevoerd als een waterbad-warmtewisselaar, wordt op doelmatige wijze additioneel een luchtkoelcirculatie 17 met een luchtkoeler E2 aangebracht, die dient voor de compensatie van de warmtebalans in de warmtewisselaar El.Since the heat exchanger E1 is generally designed as a water bath heat exchanger, an air cooling circuit 17 with an air cooler E2 is advantageously additionally provided, which serves to compensate for the heat balance in the heat exchanger E1.
Wordt de in de figuur weergegeven inrichting in 25 bedrijf genomen dan wordt eerst het opslag- respectievelijk bufferreservoir P gevuld en de motor M gestart. Vervolgens wordt de door de motor M aangedreven Cryogenerator Cl bijgeschakeld, waarbij gelijktijdig de inwendige helium-kringloop ervan in bedrijf wordt genomen. Nadat de 30 Cryogenerator C is afgekoeld wordt daaraan via de ontspanningsturbine X koolwaterstofrijk gas toegevoerd. Nu kan door de ontspanningsturbine X ook de tweede Cryogenerator C2 worden aangedreven.When the device shown in the figure is put into operation, the storage or buffer reservoir P is first filled and the motor M is started. The cryogenerator C1 driven by the motor M is then switched on, while its internal helium cycle is simultaneously put into operation. After the cryogenerator C has cooled down, hydrocarbon-rich gas is supplied thereto via the relaxation turbine X. Now the second cryogenerator C2 can also be driven by the relaxation turbine X.
Zodra bij de tweede Cryogenerator C2 de corres-35 ponderende temperatuur is bereikt, wordt ook daaraan koolwaterstofrijk gas toegevoerd. Op doelmatige wijze wordt 1008414 10 vóór de tweede Cryogenerator C2 een temperatuurgeregelde klep aangebracht, in de figuur niet weergegeven, zodat via deze temperatuurregeling en eenvoudige inbedrijfstelling een maximaal nut van de beide Cryogeneratoren Cl en C2 5 bereikt wordt en tegelijktijdig een te sterke temperatuurdaling in de beide Cryogeneratoren Cl en C2 verhinderd wordt.As soon as the corresing temperature is reached at the second cryogenerator C2, hydrocarbon-rich gas is also fed thereto. A temperature-controlled valve is expediently arranged in front of the second Cryogenerator C2, not shown in the figure, so that through this temperature control and simple commissioning a maximum benefit of the two Cryogenerators C1 and C2 5 is achieved, while at the same time a too high temperature drop in the both Cryogenerators C1 and C2 are prevented.
Vindt over langere tijd geen afname van een vloeibaar gemaakt product uit het opslagreservoir S plaats, 10 dan wordt afhankelijk van de opslagreservoirconstructie, de vulhoeveelheid enz. verdampingsgas gevormd, dat bij het overschrijden van een bepaalde druk in het opslagreservoir S daaruit moet worden afgevoerd. Om ongewenste gasverliezen te vermijden kan, via een in de 15 figuur niet weergegeven leiding, dit verdampingsgas uit het opslagreservoir S worden afgevoerd, in ten minste één van de Cryogeneratoren wederom vloeibaar worden gemaakt en wederom worden teruggevoerd in het opslagreservoir S.If no liquefied product takes place over a longer period of time from the storage reservoir S, then evaporating gas is formed depending on the storage reservoir construction, the filling quantity, etc., which must be discharged therefrom when a certain pressure is exceeded in the storage reservoir S. In order to avoid undesired gas losses, this evaporating gas can be discharged from the storage reservoir S via a pipe (not shown in the figure), be liquefied in at least one of the cryogenerators and again be returned to the storage reservoir S.
10084141008414
Claims (11)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19707476A DE19707476C2 (en) | 1997-02-25 | 1997-02-25 | Method and device for liquefying a hydrocarbon-rich stream |
DE19707476 | 1997-02-25 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NL1008414A1 NL1008414A1 (en) | 1998-08-26 |
NL1008414C2 true NL1008414C2 (en) | 2001-06-07 |
Family
ID=7821398
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NL1008414A NL1008414C2 (en) | 1997-02-25 | 1998-02-25 | Method and device for liquefying a hydrocarbon-rich stream. |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ53698A3 (en) |
DE (1) | DE19707476C2 (en) |
NL (1) | NL1008414C2 (en) |
SE (1) | SE9800546L (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19821242A1 (en) * | 1998-05-12 | 1999-11-18 | Linde Ag | Liquefaction of pressurized hydrocarbon-enriched stream |
US6196021B1 (en) * | 1999-03-23 | 2001-03-06 | Robert Wissolik | Industrial gas pipeline letdown liquefaction system |
CN107353954A (en) * | 2016-05-10 | 2017-11-17 | 林德股份公司 | The method that water removal is gone from natural gas |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3724226A (en) * | 1971-04-20 | 1973-04-03 | Gulf Research Development Co | Lng expander cycle process employing integrated cryogenic purification |
US4359871A (en) * | 1978-12-01 | 1982-11-23 | Linde Aktiengesellschaft | Method of and apparatus for the cooling of natural gas |
US4530744A (en) * | 1983-03-10 | 1985-07-23 | Smith Eric M | Method and apparatus for the producing of liquid hydrogen |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3836959A1 (en) * | 1988-10-30 | 1990-05-03 | Donner Bernd | Vibration-free gas refrigerating machine according to the Stirling principle |
DE4440401A1 (en) * | 1994-11-11 | 1996-05-15 | Linde Ag | Process for liquefying natural gas |
-
1997
- 1997-02-25 DE DE19707476A patent/DE19707476C2/en not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-02-24 CZ CZ98536A patent/CZ53698A3/en unknown
- 1998-02-24 SE SE9800546A patent/SE9800546L/en not_active Application Discontinuation
- 1998-02-25 NL NL1008414A patent/NL1008414C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3724226A (en) * | 1971-04-20 | 1973-04-03 | Gulf Research Development Co | Lng expander cycle process employing integrated cryogenic purification |
US4359871A (en) * | 1978-12-01 | 1982-11-23 | Linde Aktiengesellschaft | Method of and apparatus for the cooling of natural gas |
US4530744A (en) * | 1983-03-10 | 1985-07-23 | Smith Eric M | Method and apparatus for the producing of liquid hydrogen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CZ53698A3 (en) | 1999-11-17 |
SE9800546L (en) | 1998-08-26 |
DE19707476A1 (en) | 1998-08-27 |
DE19707476C2 (en) | 1999-08-05 |
SE9800546D0 (en) | 1998-02-24 |
NL1008414A1 (en) | 1998-08-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2776683B1 (en) | Systems and methods for integrated energy storage and cryogenic carbon capture | |
US3894856A (en) | Liquefaction of natural gas with product used as adsorber | |
US6082133A (en) | Apparatus and method for purifying natural gas via cryogenic separation | |
US20110259044A1 (en) | Method and apparatus for producing liquefied natural gas | |
KR101302310B1 (en) | Semi-closed loop lng process | |
KR101060381B1 (en) | Motor Driven Compressor System for Natural Gas Liquefaction | |
CA1109388A (en) | Process and apparatus for liquefying natural gas | |
KR20050055751A (en) | Improved driver and compressor system for natural gas liquefaction | |
HU222764B1 (en) | Improved process for liquefaction of natural gas | |
JP2011094145A (en) | Modular lng process | |
JP2018511024A (en) | Mixed refrigerant liquefaction system and method | |
GB2526667A (en) | Improvements in air purification units | |
RU2272228C1 (en) | Universal gas separation and liquefaction method (variants) and device | |
DK3129613T3 (en) | Process and plant for energy storage and recovery | |
NL1008414C2 (en) | Method and device for liquefying a hydrocarbon-rich stream. | |
JP2022510761A (en) | Equipment and methods for purifying and liquefying natural gas | |
JP3001060U (en) | Liquefaction equipment for carbon dioxide recovery from industrial exhaust gas | |
JP3328749B2 (en) | Method and apparatus for liquefying gas containing low boiling impurities | |
WO2018083747A1 (en) | Natural gas liquefaction facility | |
EP4394293A1 (en) | Plant and method to obtain liquid carbon dioxide and liquid methane from a gas mixture | |
RU2770777C1 (en) | "mosenergo-turbokon" method for liquishing, storing and gasification of natural gas | |
WO2024141664A1 (en) | Plant to obtain liquid methane by polishing a gas mixture and methods | |
EP4393564A1 (en) | Plant to obtain liquid carbon dioxide by upgrading a gas mixture and methods | |
JPH0532401A (en) | Separation and purification of mixed gas | |
JPH04504606A (en) | Method and apparatus for recovery of hydrocarbons from gas-air mixtures |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
AD1A | A request for search or an international type search has been filed | ||
RD2N | Patents in respect of which a decision has been taken or a report has been made (novelty report) |
Effective date: 20010406 |
|
PD2B | A search report has been drawn up | ||
VD1 | Lapsed due to non-payment of the annual fee |
Effective date: 20020901 |