Verfahren zum Verdichten eines Propylenkältemittels

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zum Verdichten eines Propylenkältemittels in einem Propylenkältemittelkreislauf.

Hintergrund

Verfahren und Anlagen zum Steamcracken von Kohlenwasserstoffen sind beispielsweise im Artikel "Ethylene" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Onlineausgabe, 15. April 2009, DOI: 10.1002/14356007. a10_045.pub2, beschrieben. Das Steamcracken (engl. Steam Cracking, im Deutschen auch als Dampfspalten bezeichnet) wird vorwiegend zur Gewinnung von kurzkettigen Olefinen wie Ethylen und Propylen, Diolefinen wie Butadien oder von Aromaten eingesetzt, ist jedoch nicht auf die Gewinnung solcher Verbindungen beschränkt.

Produktströme aus Steamcracking-Prozessen werden typischerweise unter Verwendung unterschiedlicher Kältemittelkreisläufe, insbesondere mit Ethylenkältemittel (auch als C2-Kältemittel bezeichnet) und/oder mit Propylenkältemittel (auch als C3-Kältemittel bezeichnet), gekühlt und/oder verflüssigt. Derartige Kältemittelkreisläufe können selbstverständlich auch in anderen Prozessen, die eine entsprechende Kühlung erfordern, zum Einsatz kommen. Die jeweiligen Kältemittel werden dabei auf unterschiedliche Druckniveaus entspannt und von diesen unterschiedlichen Druckniveaus ausgehend rückverdichtet und anschließend kondensiert. Zur Verdichtung werden herkömmlicherweise Kältemittelverdichter verwendet, die häufig mittels einer oder mehrerer Turbinen, z.B. Dampfturbinen, oder auch mittels elektrischer Motoren angetrieben werden, und denen auf unterschiedlichen Druckstufen das entspannte Kältemittel zugespeist wird.

In der US 10,544,986 B2 werden ein System und ein Verfahren zur Erhöhung der Kapazität und Effizienz von Erdgasverflüssigungsprozessen bereitgestellt, wobei eine Engpassbeseitigung hinsichtlich des Kältemittelverdichtungssystems durchgeführt wird. Ein sekundärer Verdichtungskreislauf, der mindestens einen Doppelstromverdichter umfasst, ist in paralleler Fluidstromverbindung mit mindestens einem Teil eines primären Verdichtungskreislaufs vorgesehen.

Eine in US 2007/204649 A1 beschriebene Lösung betrifft einen Kältemittelkreislauf, insbesondere zur Verwendung in einer Verflüssigungsanlage, wobei der Kältemittelkreislauf mindestens eine Kältemaschine mit einem Einlass für Kältemittel und mindestens einem Auslass für in der Kältemaschine verdampftes Kältemittel, einen Verdichter mit einem Einlass zur Aufnahme des verdampften Kältemittels aus der Kältemaschine und einem Auslass für verdichtetes Kältemittel, einen Kühler mit einem Einlass für verdichtetes Kältemittel und einem Auslass für gekühltes verdichtetes Kältemittel, einen Stromteiler, der geeignet ist, das gekühlte verdichtete Kältemittel in mindestens zwei Ströme aufzuteilen, sowie ein erstes Ventil, ein zweites Ventil und ein erstes Überdruckventil umfasst.

Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, die Verdichtung der in entsprechenden Prozessen verwendeten Kältemittel, insbesondere im Hinblick auf eine Reduktion der Erstellungskosten, zu verbessern.

Offenbarung der Erfindung

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und eine Anlage mit den Merkmalen der jeweiligen unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Patentansprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass sich die eingangs erwähnte Aufgabe dadurch lösen lässt, dass für die Verdichtung des Propylenkältemittels weitgehend die gleichen (d.h. baulich bzw. leistungsmäßig identische) Komponenten verwendet werden wie zur Verdichtung des Ethylenkältemittels (und des Produktstroms). Auf diese Weise lassen sich Beschaffung, Betrieb, Wartung und ggf. Ersatzteilhaltung ökonomischer gestalten.

Herkömmlicherweise werden Propylenkältemittelverdichter jedoch mit einer geringeren Drehzahl betrieben als Ethylenkältemittelverdichter, um dem höheren Molekulargewicht und der damit einhergehenden niedrigeren Schallgeschwindigkeit bei gleichem Druck und gleicher Temperatur Rechnung zu tragen. Laufräder von Verdichtern im industriellen Einsatz werden nämlich nicht mit einer Umlaufgeschwindigkeit betrieben werden, die zu transsonischer Strömung des jeweiligen Medium im Strömungskanal des Laufrades führt, da dies den Betriebsbereich der Maschine einschränkt und die Verfügbarkeit/Langlebigkeit des Verdichters in Frage stellt.

Ein weiterer Aspekt für die Auslegungsdrehzahl des Proylenkältemittelverdichters ist dessen volumetrische Belastung. Sind Antriebsdrehzahl und Umfangsgeschwindigkeit beschränkt, so resultiert daraus der maximale Durchmesser des Laufrads und somit auch die maximale Schluckfähigkeit (volumetrische Kapazität) des Verdichters. Um hohe volumetrische Kapazitäten zu bewältigen, ist daher die Auslegungsdrehzahl bei gleicher Umfangsgeschwindigkeit abzusenken, konsequenterweise folgt daraus ein größerer Raddurchmesser mit höherer Kapazität.

Dieser Umstand steht der Verwendung baulich bzw. leistungsmäßig identischer Antriebe entgegen, da typischerweise die Drehzahl entsprechender Antriebe durch die bauliche Auslegung bedingt ist und daher zur Erreichung der herkömmlicherweise verwendeten unterschiedlichen Drehzahlen auch baulich unterschiedliche Antriebe erforderlich sind, falls nicht aufwendige Getriebe verwendet werden sollen. Die vorliegende Erfindung löst dieses Problem nun durch die spezifische Aufteilung des Propylenkältemittelverdichters auf zwei Verdichtereinheiten und die Zuspeisung des entspannten Propylenkältemittels in diese Verdichtereinheiten.

In einem erfindungsgemäßen Verfahren wird zum Verdichten eines ersten gasförmigen Propylenkältemittelstroms auf einem ersten Druckniveau, eines zweiten gasförmigen Propylenkältemittelstroms auf einem zweiten Druckniveau oberhalb des ersten Druckniveaus und eines dritten gasförmigen Propylenkältemittelstroms auf einem dritten Druckniveau oberhalb des zweiten Druckniveaus ein insbesondere elektrisch angetriebener (Propylen-)Kältemittelverdichter mit einer ersten Verdichtereinheit und einer zweiten Verdichtereinheit verwendet, wobei die erste und die zweite Verdichtereinheit fluidtechnisch getrennt voneinander ausgebildet sind.

Unter einer „Verdichtereinheit“ soll dabei hier insbesondere eine Einheit aus mehreren Verdichterrädern verstanden werden, die in einem Gehäuse untergebracht ist. Mehrere Verdichtereinheiten können insbesondere mittels eines gemeinsamen Antriebs angetrieben werden. Unter dem Begriff „fluidtechnisch getrennt“ soll dabei insbesondere verstanden werden, dass im Wesentlichen kein Fluid von der Druckseite einer Verdichtereinheit zu einer Saugseite der anderen befördert wird oder gelangt. Der Begriff „im Wesentlichen kein Fluid“ soll dabei ausdrücken, dass insbesondere mehr als 90% der Fluidmenge von der Druckseite einer Verdichtereinheit aus dem Kältemittelverdichter ausgeführt wird, ohne zur Saugseite der anderen zu gelangen. Die Verdichtereinheiten und der Kältemittelverdichter insgesamt sind insbesondere nach Art eines bekannten Turboverdichters bzw. entsprechender Verdichtereinheiten ausgeführt und umfassen daher entsprechende Turbinenräder.

Das Druckniveau des ersten Propylenkältemittelstroms kann insbesondere bei 1 bis 2 bar (insbesondere 1,3 bar), das Druckniveau des zweiten Propylenkältemittelstroms insbesondere bei 2,2 bis 3,8 bar (insbesondere 2,9 bar) und das Druckniveau des dritten Propylenkältemittelstroms insbesondere bei 6 bis 9 bar, (insbesondere 7 bar) liegen, oder auf anderen Druckniveaus, wie sie für entsprechende Propylenkältemittelkreisläufe bekannt sind. Ist hier von einem Druckniveau die Rede, so ist damit ein Druck gemeint, der nicht notwendigerweise exakt bestimmt ist oder bestimmt zu werden braucht, um die der Erfindung zugrundeliegende Idee zu verwirklichen. Dennoch liegt ein so bezeichneter Druck üblicherweise innerhalb eines bestimmten Bereichs um einen durchschnittlichen oder Zielwert. Derartige Druckniveaus können in getrennten oder einander überlappenden Bereichen liegen. Insbesondere umfassen Druckniveaus auch unvermeidliche Druckverluste.

Der erste Propylenkältemittelstrom wird auf einen ersten und einen zweiten Teilstrom aufgeteilt, wobei der erste Teilstrom auf dem ersten Druckniveau saugseitig der ersten Verdichtereinheit zugeführt wird und der zweite Teilstrom auf dem ersten Druckniveau saugseitig der zweiten Verdichtereinheit zugeführt wird. Der zweite Propylenkältemittelstrom wird auf dem zweiten Druckniveau der ersten Verdichtereinheit zugeführt und der dritte Propylenkältemittelstrom wird auf dem dritten Druckniveau der zweiten Verdichtereinheit zugeführt. Das entsprechend verdichtete Propylenkältemittel des ersten, des zweiten und des dritten Propylenkältemittelstroms wird zumindest zum Teil auf einem vierten Druckniveau oberhalb des dritten Druckniveaus von insbesondere 12 bis 20 bar druckseitig der ersten Verdichtereinheit und der zweiten Verdichtereinheit entnommen und zu einem vierten Propylenkältemittelstrom vereinigt. (Dieses vierte Druckniveau ist im stationären Betrieb insbesondere durch die Kondensationsbedingungen des Propylen gegen die

Umgebung (z.B. Kühlwasser bzw. Luft) bestimmt)

Bei diesem Konzept wird der erste Propylenkältemittelstrom, der herkömmlicherweise einer einzigen Verdichtereinheit saugseitig zugeführt wird, also in zwei Fluten bzw. Teilströme aufgeteilt. Jede dieser Fluten wird gesondert getrennten Verdichtereinheiten zugeführt und dort mit je einem der beiden Seitenströme (zweiter bzw. dritter Propylenkältemittelstrom) zusammengeführt. Das Zusammenführen der Propylenkältemittelströme insgesamt miteinander findet abweichend vom Stand der Technik damit erst auf der Druckseite des Kältemittelverdichters und damit seiner Verdichtereinheiten statt. Mit anderen Worten werden druckseitig der ersten Verdichtereinheit ein erster Druckstrom, insbesondere in Form des zweiten Propylenkältemittelstroms oder diesen umfassend, und druckseitig der zweiten Verdichtereinheit ein zweiter Druckstrom, insbesondere in Form des zweiten Propylenkältemittelstroms oder diesen umfassend, gebildet. Erst diese Druckströme werden vereinigt, wobei insbesondere weder der erste Druckstrom oder ein Teil hiervon vor der Vereinigung noch durch die zweite Verdichtereinheit geführt wird, noch der zweite Druckstrom oder ein Teil hiervon vor der Vereinigung noch durch die erste Verdichtereinheit geführt wird. Die Verdichtung des zweiten und dritten Propylenkältemittelstroms erfolgt insbesondere separat voneinander.

Somit sinkt die volumetrische Belastung aller Verdichtereinheiten, die Laufraddurchmesser werden kleiner und die Drehzahl kann angehoben werden. Daher kann als Antrieb der beiden Verdichtereinheiten ein baugleicher Antrieb verwendet werden, wie er auch in herkömmlichen Verfahren zur Verdichtung von Ethylenkältemitteln eingesetzt werden kann. Der regelungstechnischen Problematik einer druckseitigen Mischung der Propylenkältemittelströmen entgeht man vorteilhaft durch Wahl eines gemeinsamen Antriebs für beide Verdichtergehäuse, was auch im Kontext der oben thematisierten Leistungsangleichung aller Antriebe sinnvoll erscheint.

In vorteilhaften Ausgestaltungen umfasst das Verfahren daher eine Verdichtung von Ethylenkältemittel, wobei für die Verdichtung des Ethylenkältemittels ein elektrischer Verdichterantrieb desselben Typs wie für die Verdichtung der erwähnten Propylenkältemittelströme verwendet wird, ohne dass hierzu der Einsatz von Getrieben notwendig wird. Dadurch ergibt sich ein Vorteil dergestalt, dass Beschaffung, Betrieb, Wartung und Ersatzteilhaltung für die beiden Kältemittelkreisläufe vereinheitlicht werden können.

Insbesondere wird der elektrische Antrieb für die Verdichtereinheiten dauerhaft mit einer Drehzahl im Bereich von 2400 bis 7200 rpm (bzw. 40-120 s ^-1 ), insbesondere von 4000-5200 rpm, betrieben. Dies ist ein Drehzahlbereich, in dem üblicherweise auch Ethylenkältemittelverdichter arbeiten und der je nach Leistungsanforderung von schnelllaufenden, durch Frequenzumrichter gespeisten Elektromotoren unter Verzicht auf Getriebe bedient werden kann.

Bevorzugt wird für die zwei Verdichtereinheiten jeweils eine Umfangsgeschwindigkeit eines größten Laufrades niedriger als das 1 ,2-fache der Schallgeschwindigkeit im Eintritt des Laufrades gewählt. Insbesondere soll die Umfangsgeschwindigkeit so gewählt sein, dass die relative Strömungsgeschwindigkeit im Eintritt des Laufrades eine Machzahl von 0,85 nicht überschreitet (Umfangsmachzahl und Eintrittsmachzahl sind über die jeweilige Laufradgeometrie gekoppelt). Damit kann sicher verhindert werden, dass im Strömungskanal des Laufrades und des zugehörigen Stators keine transsonische Strömung auftritt, was Effizienzverlust, Einschränkung des Betriebsbereich und Schäden an dem Verdichter vermeidet.

In bevorzugten Ausgestaltungen entspricht eine Drehzahl des einen elektrischen Antriebs (oder der mehreren elektrischen Antriebe) für die Verdichtereinheiten der Drehzahl einer Verdichterradwelle. Dadurch kann auf ein Getriebe zur Über- bzw. Untersetzung verzichtet werden, woraus sich Vorteile in Bezug auf Investitionskosten, Betriebskosten und Energieeffizienz ergeben.

Der erste Propylenkältemittelstrom wird bevorzugt in einem Verhältnis, das aus einem Bereich zwischen 1 :1 und 1 :5 bzw. 5:1 bis 1 :1 ausgewählt ist, auf die beiden Teilströme aufgeteilt. Das konkret gewählte Verhältnis kann insbesondere von den Zuspeisemengen abhängen. Typischerweise kann auf dem dritten Druckniveau ein (im Vergleich zu den übrigen Druckniveaus) erhöhter Volumenstromanteil zugespeist werden, da auf diesem Druckniveau in der Regel erhebliche Kältemittelmengen anfallen. Damit kann, auch im Hinblick auf die volumetrischen Anteile der zweiten und dritten Propylenkältemittelströme, jeweils eine möglichst optimale, insbesondere gleichmäßige Belastung aller Verdichterstufen der Verdichtereinheiten eingestellt werden.

Der vierte Propylenkältemittelstrom wird bevorzugt gegen Umgebungsbedingungen kondensiert (z.B. Luft/Kühlwasser) und zur Kühlung in einem Kältemittelkreislauf verwendet. Dies ist ein besonders relevanter Anwendungsfall.

Eine erfindungsgemäße Anlage zur Verdichtung eines Propylen enthaltenden Gasstroms, zu deren Merkmalen auf den entsprechenden unabhängigen Patentanspruch verwiesen wird, ist insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens wie vorstehend beschrieben eingerichtet und umfasst zumindest einen elektrischen Verdichterantrieb. Bevorzugt weist dabei der zumindest eine elektrische Verdichterantrieb eine Nenndrehzahl in einem Bereich von 2400 bis 7200 rpm (bzw. 40-120 s' ¹ ), insbesondere von 4000 bis 5200 rpm, auf und ist ohne zwischengeschaltetes Getriebe mit dem jeweils angetriebenen Verdichter mechanisch gekoppelt. Damit profitiert die Anlage sinngemäß entsprechend von den oben erläuterten Vorteilen des jeweils entsprechenden Verfahrens.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren näher erläutert. Dabei gelten Bezüge auf Anlagenkomponenten sinngemäß entsprechend auch für in der jeweiligen Komponente durchgeführte Verfahrensschritte und umgekehrt.

Kurze Beschreibung der Figuren

Figur 1 zeigt einen Kältemittelkreislauf in einer herkömmlichen Ausgestaltung in schematischer Darstellung als Blockdiagramm.

Figur 2 zeigt einen Kältemittelkreislauf, wie er im Rahmen von Ausgestaltungen der Erfindung Verwendung finden kann, in schematischer Darstellung als Blockdiagramm.

Detaillierte Beschreibung

In Figur 1 ist ein Kältemittelkreislauf in einer nicht erfindungsgemäßen Ausgestaltung schematisch dargestellt und insgesamt mit 100 bezeichnet. Der Kältemittelkreislauf 100 umfasst einen oder mehrere zu kühlende Komponenten, die hier zusammenfassend mit 110 bezeichnet sind, sowie einen Kältemittelverdichter 120, der von einem Antrieb 125, beispielsweise einer Dampfturbine, angetrieben wird.

In dem gezeigten Beispiel werden mehrere Propylenkältemittelströme 101 , 102, 103, die auf unterschiedlichen Druckniveaus anfallen, zu dem Kältemittelverdichter 120 geleitet. Die Propylenkältemittelströme enthalten zumindest Propylen bzw. ein C3- Kältemittel. Dabei liegt ein erster Propylenkältemittelstrom 101 auf einem ersten Druckniveau, ein zweiter Propylenkältemittelstrom 102 auf einem zweiten Druckniveau und ein dritter Propylenkältemittelströme 103 auf einem dritten Druckniveau vor, wobei die Druckniveaus beginnend mit dem ersten über das zweite hin zum dritten ansteigen. Typische Werte wurden bereits zuvor genannt.

Dementsprechend wird der erste Propylenkältemittelstrom 101 der Saugseite des Kältemittelverdichters 120 zugeführt (Verdichterstufe A), während die zweiten 102 und dritten 103 Ströme jeweils stromab in Verdichterstufen B und C, die mit höherem Eingangsdruck als die Verdichterstufe A betrieben werden, eingespeist werden.

Am Hochdruckende der dritten Verdichterstufe C wird ein verdichteter („vierter“) Propylenkältemittelstrom 105 auf einem vierten Druckniveau entnommen, der, ggf. nach Durchführung weiterer Bearbeitungsschritte wie Kühlung, Expansion o.Ä. wieder den zu kühlenden Komponenten 110 zugeführt wird. Der verdichtete vierte Propylenkältemittelstrom 105 enthält dementsprechend Anteile aus allen drei Propylenkältemittelströmen 101 , 102, 103, die ihrerseits wiederum aus dem verdichteten vierten Propylenkältemittelstrom 105 gebildet werden. Das vierte Druckniveau ist höher als das dritte Druckniveau und kann insbesondere in dem zuvor erwähnten Bereich liegen.

Es versteht sich, dass jede der Verdichterstufen A, B, C auch ihrerseits in mehrere Kompressionsstufen unterteilt sein kann bzw. mehrere Laufräder zur Verdichtung umfassen kann. Die Nenndrehzahl des Antriebs 125 wird dabei unter Berücksichtigung der Umfangsgeschwindigkeit des größten Laufrads der Verdichterstufe A ausgewählt, sodass die Relativgeschwindigkeit des zu verdichtenden Mediums (Propylenkältemittelstrom 101) nicht dessen Schallgeschwindigkeit erreicht, um Effizienzverlust, Betriebseinschränkung und Beschädigungen an dem Laufrad zu vermeiden. Ferner wird bei der Steuerung des Antriebs 125 darauf geachtet, dass die Zieldrehzahl keine Resonanz mit Eigenfrequenzen des Kältemittelverdichters 120 erzeugt, da dies einen erhöhten Verschleiß oder eine Totalzerstörung des Kältemittelverdichters 120 bewirken könnte.

Konventionell wird der Kältemittelverdichter 120 mit je zwei Laufrädern pro Verdichterstufe A, B, C ausgelegt. Eine Auslegung mit nur einem Laufrad pro Verdichterstufe scheitert an den dabei erforderlichen hohen Umfanggeschwindigkeiten. Damit hat der konventionelle Kältemittelverdichter 120 insgesamt sechs Laufräder sowie zwei Einspeisungen, die ebenfalls einen Beitrag zum Lagerabstand des Kältemittelverdichters 120 leisten. Letzterer wiederum begrenzt die Schnellläufigkeit aufgrund der Rotordynamik, wie bereits erläutert.

In Figur 2 ist ein Kältemittelkreislauf, wie er im Rahmen der Erfindung verwendet werden kann, schematisch dargestellt und insgesamt mit 200 bezeichnet. Der Kältemittelkreislauf 200 unterscheidet sich von dem oben beschriebenen Kältemittelkreislauf 100 insbesondere darin, dass er zwei separate Verdichtereinheiten, d.h. eine erste Verdichtereinheit 221 und eine zweite Verdichtereinheit 222, aufweist, die von einem gemeinsamen elektrischen Antrieb 225 angetrieben werden. Alternativ kann auch jede der Verdichtereinheiten 221, 222 von einem separaten elektrischen Antrieb angetrieben werden, was die Flexibilität in Bezug auf die relative Anordnung von Komponenten des Kältemittelkreislaufs 200 erhöht. Die erste und die zweite Verdichtereinheit 221, 222 sind im oben erläuterten Sinn fluidtechnisch getrennt voneinander ausgebildet.

Jeder der beiden Verdichtereinheiten 221, 222 wird jeweils nur ein Teilstrom des auf dem ersten Druckniveau vorliegenden Propylenkältemittelstroms 101 zugeleitet, so dass sich für die Verdichterstufen A1 , A2, die ansonsten im Wesentlichen der Stufe A gemäß Figur 1 entsprechen können, eine erheblich niedrigere volumetrische Belastung ergibt. Ferner unterscheidet sich die Stufe B der Verdichtereinheit 221 von der Stufe B der Verdichtereinheit 120 dadurch, dass der Abgabedruck der Verdichtereinheit 221 und damit deren Stufe B auf dem vierten Druckniveau liegt, während der Abgabedruck der Stufe B der in dem Kältemittelverdichter 120 im Wesentlichen auf dem dritten Druckniveau liegt. Analog dazu unterscheidet sich die Stufe A2 der Verdichtereinheit 222 von der Stufe A des Kältemittelverdichters 120 dadurch, dass der Abgabedruck der Stufe A1 auf dem dritten Druckniveau liegt, während der Abgabedruck der Stufe A des Kältemittelverdichters 120 auf dem zweiten Druckniveau liegt.

In der Praxis kann ein Propylenkältemittelstrom 101 durchaus auch von verschiedenen Verbrauchern kommen, so dass ggf. in einem nicht erfindungsgemäßen Vergleichsbeispiel eine Aufteilung bereits stromauf der zu kühlenden Komponenten 110 erfolgen kann. Statt einer Sammelleitung 101 , wie in Fig. 2 dargestellt, ist daher auch eine direkte Zuordnung der jeweiligen Verbraucher 110 zu den Verdichtereinheiten 221 , 222 denkbar.

Das volumetrische Verhältnis, in dem der Propylenkältemittelstrom 101 auf die beiden Verdichtereinheiten 221, 222 aufgeteilt wird, kann im oben erwähnten Bereich ausgewählt werden, wobei diese Verhältnisse nur als grobe Anhaltspunkte zu sehen sind. Tatsächlich hängt das optimale Teilungsverhältnis von den Zuspeise-Mengen (Propylenkältemittelströme 102, 103) ab und dient daher als Freiheitsgrad der Optimierung bzgl. der Effizienz bei gleicher Drehzahl beider Gehäuse.

Im hier vorgeschlagenen Konzept ist es denkbar, insbesondere die zweite Verdichtereinheit 222 mit der Stufe C mit nur fünf Laufrädern auszulegen (drei in Stufe A2 und zwei in Stufe C). Unter Optimierung des Teilungsverhältnisses von A (bzw. des Propylenkältemittelstroms 101 auf die beiden Verdichterstufen A1 , A2) lässt sich die Drehzahl des Verdichter-Strangs damit nochmal erheblich erhöhen.

Stromab der Verdichtereinheiten 221, 222 werden die jeweils separat verdichteten Propylenkältemittelströme wieder zu einem verdichteten vierten

Propylenkältemittelstrom 105 (auch als Entnahmestrom bezeichnet) vereinigt. Die scheinbare Mehrung von Komponenten durch das zusätzliche Verdichter-Gehäuse und die Doppelung der Stufe A (A1 , A2) wird durch die Reduzierung der Raddurchmesser bzw. der Gehäuseinnendurchmesser relativiert (ca. 30-40% kleiner und schneller). Dadurch ergibt sich eine höhere maximal zulässige Drehzahl, wodurch elektrische Antriebe 225 verwendet werden können, die typischerweise für Kältemittelverdichter von C2- bzw. Ethylen-Kältemittelkreisläufen oder auch für Rohgasverdichter stromab einer Dampfspaltanlage verwendet werden. Dadurch ergeben sich Synergieeffekte in Bezug auf Beschaffung, Betrieb, Wartung und Ersatzteilhaltung. Ferner kann auf ein Getriebe zur Drehzahlreduktion verzichtet werden, so dass hier Energieeinsparungen aufgrund geringerer mechanischer Verluste in der Größenordnung von 1-3% realisiert werden können. Dies entspricht bei einer typischen Anlage einer Leistungseinsparung von ca. 0.7-2.5% pro Kältemittelkreislauf, zum Beispiel 600 kW bei 30 MW Nennleistung eines (C2/C3) Kältemittelverdichters. Eine derartige Einsparung würde bei dem für derartige Anlagen üblichen Dauerbetrieb (d.h. mehr als 8700 h/a) zu einer Einsparung in Bezug auf elektrische Energie in einer Größenordnung von 5 Millionen kWh pro Jahr führen. Zudem werden Betriebsstoffe wie Schmieröl sowie Wartungsaufwand für die eingesparten mechanischen Komponenten reduziert.