Beschreibung

Verfahren zum Abkühlen oder Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abkühlen oder Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes, beispielsweise eines Erdgasstromes, wobei die Abkühlung oder Verflüssigung des Kohlenwasserstoff-reichen Stromes gegen wenigstens einen Kältemittelkreislauf, gegen wenigstens einen Kältemittelgemischkreislauf oder gegen eine beliebige Kombination aus wenigstens einem Kältemittelkreislauf und wenigstens einem Kältemittelgemischkreislauf erfolgt.

Aus dem Stand der Technik sind eine Vielzahl gattungsgemäßer Verfahren zum Abkühlen oder Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes bekannt, bei denen die Abkühlung oder Verflüssigung des Kohlenwasserstoff-reichen Stromes gegen unterschiedlichst ausgebildete Kältemittel(gemisch)kreisläufe oder gegen beliebige Kombinationen aus wenigstens einem Kältemittelkreislauf und wenigstens einem Kältemittelgemischkreislauf erfolgen.

Lediglich beispielhaft genannt seien sog. Single-Flow-Verflüssigungsprozesse, Dual- Flow-Verflüssigungsprozesse sowie der von der Anmelderin entwickelte Mixed-Fluid- Cascade-Verflüssigungsprozess. Sämtlichen, zum Stand der Technik zählenden Verflüssigungsprozessen ist gemein, dass das in ihnen zirkulierende Kältemittel und/oder Kältemittelgemisch verdichtet werden muss. Hierzu kommen üblicherweise Kolben-, Schrauben- oder Turbo-Verdichter zur Anwendung.

In der jüngeren Vergangenheit sind bereits eine Vielzahl der vorgenannten gattungsgemäßen Verflüssigungsprozesse im Rahmen von schwimmenden LNG- Anlagen - sog. Floating-LNG-Anlagen - konzipiert worden. Insbesondere derartige Anlagen bzw. Prozesse erfordern Komponenten und Bauteile, die eine kompakte Bauweise aufweisen und darüber hinaus vergleichsweise einfach und kostengünstig gewartet werden können. Die bis dato in Betracht gezogenen, vorgenannten Verdichtertypen eignen sich für derartige schwimmende LNG-Anlagen nur bedingt, da sie zum einen vergleichsweise groß bauen und zum anderen einen hohen Wartungsbedarf aufweisen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Verfahren zum Abkühlen oder Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes, beispielsweise eines Erdgasstromes, anzugeben, das die vorbeschriebenen Nachteile vermeidet.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren zum Abkühlen oder Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes, beispielsweise eines Erdgasstromes, vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das oder wenigstens eines der Kältemittel und/oder Kältemittelgemische, das bzw. die einer Verdichtung unterworfen werden, innerhalb des Kältemittelkreislaufes und/oder Kältemittelgemischkreislaufes zumindest teilweise kondensiert vorliegen und bei allen Verfahrenszuständen, insbesondere an der oder den Verdichtersaugseiten eine molare Dichte von wenigstens 0,30 kmol/m ³ , vorzugsweise von wenigstens 0,35 kmol/m ³ , aufweisen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Abkühlen oder Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes, die Gegenstände der abhängigen Patentansprüche darstellen, sind dadurch gekennzeichnet, dass

die Verdichtung des oder wenigstens eines der Kältemittel und/oder Kältemittelgemische mittels eines Einwellen-Zentrifugalverdichters mit vertikal geteiltem Gehäuse erfolgt,

der Verdichter-Saugdruck wenigstens 5 bis 10 bar, vorzugsweise wenigstens 8 bar beträgt und

der Verdichter-Enddruck wenigstens 30 bis 70 bar, vorzugsweise wenigstens 50 bar beträgt.

Die vorgenannten Einwellen-Zentrifugalverdichter mit vertikal geteiltem Gehäuse werden auch als Topfverdichter oder "Barrel Type Compressor" bezeichnet.

Derartige Einwellen-Zentrifugalverdichter weisen im Gegensatz zu den o. g. Verdichterkonstruktionen eine kompakte Bauweise auf und erfordern zudem einen geringeren Wartungsaufwand als bekannte Verdichterkonstruktionen. Insbesondere für

die vorbeschriebene Anwendung bei schwimmenden LNG-Anlagen sind sie daher besonders vorteilhaft geeignet.

Da ihr Saugvolumen jedoch begrenzt ist, lassen sich attraktive Anlagengrößen und Verflüssigungsleistungen nur dann realisieren, wenn man eine Anhebung des Druckniveaus in dem oder den Kältemittel(gemisch)kreisläufen zulässt. Dies führt jedoch zwangsläufig zu höheren Dichten, die thermodynamisch von Nachteil und daher unerwünscht sind. Nachdem jedoch diese höheren Dichten die Verwendung derartiger Einwellen-Zentrifugalverdichter erst in vernünftiger Weise ermöglichen, muss dieser Nachteil in Kauf genommen werden.