DE3237222A1

DE3237222A1 - Process for treating a liquefied natural gas

Info

Publication number: DE3237222A1
Application number: DE19823237222
Authority: DE
Inventors: Günther Dipl.-Ing. 8022 Grünwald Rückborn
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1982-10-07
Filing date: 1982-10-07
Publication date: 1984-04-12

Abstract

A process for treating a liquefied natural gas which is under a low pressure, is described. The liquefied natural gas is, after vaporisation and mixing with a gaseous fraction, delivered under an elevated pressure to a distribution network, the natural gas being, after mixing with the gaseous fraction at a moderate pressure, brought in the liquid state to the pressure of the distribution network and then vaporised. To allow energy savings, the liquid natural gas is brought to an elevated pressure and vaporised. A part stream of the vaporised natural gas is pumped to the moderate pressure and mixed with the gaseous fraction compressed to the moderate pressure. The mixture is then liquefied in heat exchange with the natural gas to be vaporised, pumped to the elevated pressure of the distribution network and vaporised. The energy for the compression of the gaseous fraction to the moderate pressure is here obtained by flashing the vaporised part stream.

Description

Verfahren zur Behandlung eines verfltssig- Process for the treatment of a liquid

ten Erdgases Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung eines unter einem niedrigen Druck vorliegenden verflüssigten Erdgases, das nach Verdampfung und Vermischung mit einer gasförmigen Fraktion unter erhöhtem Druck an ein Verteilernetz abgegeben wird, wobei das Erdgas nach der Vermischung mit der gasförmigen Fraktion bei einem mittleren Druck im flüssigen Zustand auf Verteilernetzdruck gebracht und danach verdampft wird. th natural gas The invention relates to a method of treatment a liquefied natural gas under low pressure, which after Evaporation and mixing with a gaseous fraction under increased pressure is delivered to a distribution network, the natural gas after mixing with the gaseous fraction at a medium pressure in the liquid state at distribution network pressure is brought and then evaporated.

Methanreiches Naturgas besitzt häufig als solches oder nach vorheriger Fraktionierung unter Abtrennung schwererer Kohlenwasserstoffe als Methan für industrielle oder Haushaltszwecke einen zu hohen Heizwert. Aus diesem Grunde werden dem Naturgas nichtbrennbare Gase, wie Luft oder Stickstoff, d.h.Methane-rich natural gas often owns as such or after previous Fractionation with the separation of heavier hydrocarbons than methane for industrial use or household purposes too high a calorific value. Because of this, natural gas will be used non-flammable gases such as air or nitrogen, i.e.

eine gasförmige Fraktion, die flüchtiger als das Methan ist, zugesetzt, um den Heizwert zu senken,-also das Naturgas konditioniert.a gaseous fraction, which is more volatile than the methane, is added, in order to lower the calorific value, -that is, the natural gas is conditioned.

Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise in der DE-AS 19 33 080 beschrieben. Bei diesem bekannten Verfahren wird das Naturgas dadurch konditioniert, daß verdichteter, gas- förmiger Stickstoff in kaltem Naturgas eingelöst wird. Das Verdichten des gasförmigen Stickstoffes sowie das Zumischen zum Erdgas erfordert jedoch sehr viel Energie.Such a method is for example in DE-AS 19 33 080 described. In this known process, the natural gas is conditioned by that compressed, gas shaped nitrogen dissolved in cold natural gas will. Compressing the gaseous nitrogen and adding it to the natural gas however, requires a lot of energy.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß auf einfache und kostengünstige, d.h. energiesparende Weise Erdgas konditioniert werden kann.The object of the present invention is therefore to provide a method of to be designed in such a way that a simple and inexpensive, i.e. energy-saving way natural gas can be conditioned.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß flüssiges- Erdgas auf einen erhöhten Druck gebracht und verdampft wird, daß ein Teilstrom des verdampften Erdgases auf den mittleren -Druck entspannt und mit der auf den mittleren Druck verdichteten, gasförmigen Fraktion vermischt wird, daß das Gasgemisch danach im Wärmetausch mit zu verdampfendem Erdgas verflüssigt, auf den erhöhten Druck des Verteilernetzes gepumpt und verdampft wird, und daß die Energie für die Verdichtung der gasförmigen Fraktion auf den mittleren Druck durch die Entspannung des verdampften Teilstromes gewonnen wird.This object is achieved according to the invention in that liquid- Natural gas is brought to an elevated pressure and evaporated that a partial flow of the evaporated natural gas is relaxed to the mean pressure and with that to the mean Pressure-compressed, gaseous fraction is mixed that the gas mixture afterwards liquefied in heat exchange with natural gas to be evaporated, to the increased pressure of the Distribution network is pumped and evaporated, and that the energy for compression the gaseous fraction to the mean pressure by the expansion of the vaporized Partial flow is obtained.

Die Erfindung basiert auf der Vberlegung, daß es energetisch von Vorteil ist, wenn man eine gasförmige Fraktion von niedrigem Druck erzeugt und ohne Aufwand an mechanischer Energie auf ein Druckniveau anhebt, bei dem diese Fraktion im Gemisch mit dem zu konditionierenden gasförmigen Erdgas einkondensiert und anschließend auf den Verteilernetzdruck gebracht werden kann.The invention is based on the consideration that it is energetically advantageous is to produce a gaseous fraction at low pressure and without any effort increases in mechanical energy to a pressure level at which this fraction in the mixture condensed in with the gaseous natural gas to be conditioned and then can be brought to the distribution network pressure.

Die zur Verdichtung der gasförmigen Fraktion erforderliche Energie stammt erfindungsgemäß aus verdampftem, zuvor auf hohen Druck gepumpten, flüssigem Erdgas. Für diesen Treibdampf ist lediglich Pumpenenergie aufzubringen und der Energiebedarf dieser Pumpe ist erheblich niedriger als der Energiebedarf für die Gaskompression bei dem bekannten Verfahren.The energy required to compress the gaseous fraction according to the invention originates from vaporized liquid previously pumped to high pressure Natural gas. All that is required for this motive steam is pump energy and the energy required this pump is considerably lower than the energy required for gas compression in the known method.

Von Vorteil ist dabei, wenn gemäß einer Ausführungsforin des erfindungsgemäßen Verfahrens die Entspannung des verdampften Teilstromes und die Verdichtung der gasförmigen Fraktion in einem Ejektor erfolgen. Insbesondere wenn nur ein Teil des Erdgases durch Zugabe einer gasförmigen Fraktion konditioniert werden soll, ist es günstig, die Vermischung des zu konditionierenden Erdgases mit der gasförmigen Fraktion in der Weise vorzunehmen, daß ein Teil des auf Verteilernetzdruck gebrachten gasförmigen, nicht konditionierten Erdgases als Treibmedium für den Ejektor verwendet wird, der die unter niedrigem Druck vorliegende gasförmige Fraktion ansaugt und in einen gekühlten Behälter drückt, wo das Gemisch aus Erdgas und gasförmiger Fraktion einkondensiert werden kann.It is advantageous if, according to an embodiment of the invention Process the expansion of the vaporized partial flow and the compression of the gaseous Fraction done in an ejector. Especially if only part of the natural gas is to be conditioned by adding a gaseous fraction, it is advantageous to the mixing of the natural gas to be conditioned with the gaseous fraction in in such a way that part of the gaseous, unconditioned natural gas is used as the propellant medium for the ejector, the the gaseous fraction present under low pressure is sucked in and into a cooled one Container presses where the mixture of natural gas and gaseous fraction condenses can be.

Als Kühlmedium wird vorteilhaft das tiefkalte flüssige Erdgas aufs der Hochdruckpumpe verwendet.The cryogenic liquid natural gas is advantageously used as the cooling medium the high pressure pump used.

In Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist außerdem vorgesehen, daß als erster Produktstrom verdampftes, nicht mit der gasförmigen Fraktion vermischtes Erdgas und als zweiter Produktstrom mit der gasförmigen Fraktion vermischtes und verdampftes Erdgas gewonnen werden. Diese Verfahrensweise kommt insbesondere dann zur Anwendung, wenn nur ein Teil des flüssigen Erdgases für Heizzwecke konditioniert werden soll, während der andere Teil zur Weiterverarbeitung geleitet wird.In a further development of the inventive concept, it is also provided that the first product stream evaporated, not mixed with the gaseous fraction Natural gas and mixed with the gaseous fraction as the second product stream and vaporized natural gas can be obtained. This procedure comes especially then for use when only part of the liquid natural gas is conditioned for heating purposes while the other part is sent for further processing.

Die Erfindung sei im folgenden anhand eines in der Figur schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is shown schematically below with reference to one in the figure illustrated embodiment explained in more detail.

Flüssiges Erdgas aus einer Leitung 1 wird mittels einer Pumpe 2 auf erhöhten Druck, z.B. 80 bar, gebracht und in einem Wärmetauscher 3 im Wärmetausch mit zu verflüssigendem Erdgas verdampft. Das verdampfte Erdgas wird über Leitungen 4 und 5 einem nicht dargestellten Verteilernetz für nicht konditioniertes Erdgas zugeführt.Liquid natural gas from a line 1 is pumped up by means of a pump 2 increased pressure, e.g. 80 bar, brought and in a heat exchanger 3 in the heat exchange evaporated with natural gas to be liquefied. The vaporized natural gas is via pipes 4 and 5 a distribution network, not shown, for unconditioned natural gas fed.

Über Leitung 6 wird ein Teilstrom dieses nicht konditionierten verdampften Erdgases abgezogen und in einem Ejektor 7 entspannt. Die Entspannung erfolgt bis auf einen mittleren Druck von beispielsweise 9 bar. Durch die dabei freiwerdende Energie wird aus Leitung 8 eine gasförmige Fraktion, die unter niedrigem Druck vorliegt, angesaugt und auf den mittleren Druck verdichtet.A partial flow of this unconditioned is evaporated via line 6 Natural gas withdrawn and expanded in an ejector 7. The relaxation takes place up to a mean pressure of, for example, 9 bar. Through the freed up Energy from line 8 is a gaseous fraction that is present under low pressure, sucked in and compressed to the medium pressure.

Als gasförmige Fraktion kann beispielsweise Stickstoff verwendet werden, der nahezu drucklos aus einem über Leitung 9 mit Luft versorgtem Luftzerleger 10 stammt. Das Restgas aus dem Luftzerleger 10 wird über eine Leitung 11 abgezogen. Ebensogut kann jedoch auch Boil-Off-Gas anstelle des Stickstoffes verwendet werden.Nitrogen, for example, can be used as the gaseous fraction, the almost unpressurized air separator 10 supplied with air via line 9 originates. The residual gas from the air separator 10 is drawn off via a line 11. However, boil-off gas can just as well be used instead of nitrogen.

Das Gasgemisch aus der gasförmigen Fraktion und dem Erdgas wird über Leitung 12 dem Wrrttauscher 3 zugeführt und im tanttausch zu verdampfendem Erdgas verflüssigt. Nach der Verflüssigung wird das konditionierte flüssige Erdgas mittels Pumpe 13 auf erhöhten Druck, z.B. 80 bar, verdichtet, über Leitung 14 dem Wärmetauscher 3 zugeführt, dort Verdampft und schließlich dem Verteilernetz für konditioniertes Erdgas über Leitung 1S und 16 zugeführt.The gas mixture from the gaseous fraction and the natural gas is over Line 12 is fed to the heat exchanger 3 and natural gas to be evaporated in tant exchange liquefied. After liquefaction, the conditioned liquid natural gas is used Pump 13 compressed to increased pressure, e.g. 80 bar, via line 14 to the heat exchanger 3 supplied, evaporated there and finally to the distribution network for conditioned Natural gas supplied via line 1S and 16.

Die Erfindung ist dabei nicht auf die Verwendung eines Ejektors zur Verdichtung der gasförmigen Fraktion beschränkt.The invention is not limited to the use of an ejector Limited compression of the gaseous fraction.

Es kann alternativ auch ein Kompresscr eingesetzt werden, der beispielsweise durch eine Entspannungsmaschine angetrieben wird, in der nicht konditioniertes Erdgas arbeitsleistend entspannt wird. Nach der arbeitsleistenden Entspannung wird das Erdgas mit der gasförmigen Fraktion gemischt und gemeinsam in dem Wärmetauscher 3 verflüssigt.Alternatively, a compressor can also be used, for example powered by an expansion machine in which unconditioned natural gas is relaxed while doing work. After the work-related relaxation that will Natural gas mixed with the gaseous fraction and shared in the heat exchanger 3 liquefied.

400 000 Nm3/hflüssigen Erdgases mit folgender Zusammensetzung: 0,2 Vol.% N2, 98 Vol.% CH4, 1,8 Vol.% C2H6, werden über Leitung 1 herangeführt. Das Erdgas hat einen oberen Heizwert von ca. 9600 kcal/Nm3 und eine Wobbe-Zahl von 12800 kcal/Nm3. Von dem Gas werden über Leitung 6 50000 Nm3/h als Teilstrom zur Konditionierung abgezogen und mit 8400 Nm3 Stickstoff pro Stunde der mit einem Druck von etwa 1,3 bar vorliegt, vermischt und verflüssigt. Das konditionierte Gas (58 400 Nm3/h, 80 bar) hat folgende Zusammensetzung: 12,5 Vol.% N2, 86 Vol.% CH4, 1,5 Vol.% C2H6. Der obere Heizwert des konditionierten Gases beträgt ca. 8200 kcal/Nm3 und die Wobbe-Zahl 10450 kcal/Nm3.400,000 Nm3 / h of liquid natural gas with the following composition: 0.2 % By volume N2, 98% by volume CH4, 1.8% by volume C2H6 brought in via line 1. The natural gas has an upper calorific value of approx. 9600 kcal / Nm3 and a Wobbe number of 12800 kcal / Nm3. From the gas are 6 50,000 Nm3 / h as a partial flow to the line Conditioning removed and with 8400 Nm3 nitrogen per hour with one pressure of about 1.3 bar is present, mixed and liquefied. The conditioned gas (58 400 Nm3 / h, 80 bar) has the following composition: 12.5% by volume N2, 86% by volume CH4, 1.5 Vol.% C2H6. The upper calorific value of the conditioned gas is approx. 8200 kcal / Nm3 and the Wobbe number 10450 kcal / Nm3.

In der nachfolgenden Tabelle ist der Energieaufwand bei dem neuen Verfahren (B) mit demjenigen beim bisherigen Verfahren (A) gegenübergestellt.The table below shows the energy required for the new one Process (B) compared with that of the previous process (A).

Tabelle Energieaufwand A B Luftzerlegung , (KW) 960 960 N2-Verdichtung 6 bar (KW) 570 Pumpe 2 (t = 78%) (KW) 1800 1800 Pumpe 13 (KW) 254 + 16 240 Wie der Tabelle zu entnehmen ist, kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Energieeinsparung von ca. 20% erreicht werden.Energy consumption table AB air separation, (KW) 960 960 N2 compression 6 bar (KW) 570 Pump 2 (t = 78%) (KW) 1800 1800 Pump 13 (KW) 254 + 16 240 As can be seen from the table, an energy saving of approx. 20% can be achieved with the method according to the invention.

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Claims

Claims 1. A method of treating a sub-low Pressure present liquefied natural gas, which after evaporation and mixing delivered with a gaseous fraction under increased pressure to a distribution network is, wherein the natural gas after mixing with the gaseous fraction at a medium pressure in the liquid state brought to distribution network pressure and thereafter is evaporated, characterized in that liquid natural gas to an increased Pressure is brought and evaporated that a partial flow of the evaporated natural gas on the mean pressure is relaxed and the gaseous form is compressed to the mean pressure Fraction is mixed that the gas mixture is then in heat exchange with to be evaporated Natural gas is liquefied, pumped to the increased pressure of the distribution network and evaporated will, and that the energy for the compression of the gaseous fraction on the middle Pressure is obtained by expanding the vaporized partial flow.

2. The method according to claim 1, characterized in that the relaxation of the evaporated partial flow and the Compression of the gaseous Fraction done in an ejector.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized ¢ that as -first product stream vaporized, not mixed with the gaseous fraction Natural gas and mixed with the gaseous fraction as the second product stream and vaporized natural gas can be obtained.