DE2036105A1 - Gas liquefaction process - Google Patents

Gas liquefaction process

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DE2036105A1
DE2036105A1 DE19702036105 DE2036105A DE2036105A1 DE 2036105 A1 DE2036105 A1 DE 2036105A1 DE 19702036105 DE19702036105 DE 19702036105 DE 2036105 A DE2036105 A DE 2036105A DE 2036105 A1 DE2036105 A1 DE 2036105A1
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gas
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DE19702036105
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German (de)
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Ralph E Chicago 111 Peck (V St A)
Original Assignee
Institute of Gas Technology, Chica go, 111 (V St A )
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Description

DR. KURT-RUDOLF ElKENBERGDR. KURT-RUDOLF ElKENBERG

j ^ PATENTANWALTj ^ PATENT ADVOCATE

• HANNOVCH · SCHACKtTRASSI 1 · TtLEPON «0811) «140·· 'KAlEL PATENTION HANNOVER• HANNOVCH · SCHACKtTRASSI 1 · TtLEPON «0811)« 140 ·· 'KALEL PATENTION HANNOVER

Institute of Gas i'eohnology 246/45Institute of Gas i'eohnology 246/45

GasverflüssigungsverfahrenGas liquefaction process

Die Erfindung bezieht sich auf verbesserte' Verfahren zur Verflüssigung von Gasen.The invention relates to improved methods for liquefying gases.

Das erfindungsgemäße Verfahren-ist'-insbesondere geeignet zur Verflüssigung von Erdgas* äae meistens aue . Methan besteht» jedoch auch schwerere Kohlenwasserstoffe wie beispielsweise Äthan, Propan, Butan und dgl» enthalten kann. Aus der nachfolgenden .Beschreibung geht jedoch her-The method according to the invention-is-in-particular suitable for the liquefaction of natural gas * äae mostly aue. Methane is made up of »heavier hydrocarbons such as ethane, propane, butane and the like can contain. However, from the following description it follows

10 08 US/10 08 US /

vor, daß das erfindungsgemäße Verfahren zur Verflüssigung eines großes .Bereiches von normalerweise gasförmigen Substanzen benutzt werden kann* in-dem die in diesem System, verwendeten KühlmittelkompotieDteii entsprechend ausgewählt werden.suggest that the inventive method for liquefying a large range of normally gaseous Substances can be used * in-which the in this System, coolant components used accordingly to be selected.

Es ist allgemein bekannnt9 daß Übergang vom gasförmigen Zustand -in den stand um ungefähr 1/600 seines Volums atai:It is generally known 9 that the transition from the gaseous state to the state is about 1/600 of its volume atai:

das Naturgas im verflüssigten Zmstan' und gelagert werden kanaa Aue diesem liehe Anstreagiiögea uBttsaoraaea W2?d@aö um TerfaJiren aurv¥erflissigöag von latßE'gae zu vax?fethe natural gas in the liquefied Zmstan 'and stored kana a Aue this liehe Anstreagiiögea uBttsaoraaea W2? d @ a ö to TerfaJiren aur v ¥ erflissigöag from latßE'gae to vax? fe

ame me®& "ϊ㧮η0 Bsrso siae feasiert auf einamame me® &"ϊ㧮η 0 Bsrso siae feasiert on lonely

spannen kanu« v?ob@i ei©Jatension canoe «v? ob @ i ei © Yes

der i'efflperatur 8IgIIt9 "bis @ia feucht< wobei der kondensiert® Teil fob d©m teoekeasa ßaariiekstand getrennt werden kanoo Das letgt©!?©1 kaaa den and mit Zusatsgas daroö, das Expaasioassystem Daa komprimierte Gae [email protected] üblieJatrw^is© im ¥äs®©austaia©bla mit einem Kühlmittel9 um &i® I@apr©i 'und das Gaa
ProzentBatz äes f«
schritt
the i'efflperatur 8IgIIt 9 "to @ia moist <whereby the condensed® part fob d © m teoekeasa ßaariiekstand are separated kanoo The last ©!? © 1 kaaa den and with additional gas daroö, the expaasioassystem Daa compressed gas [email protected] usually with a coolant 9 um & i® I @ apr © i 'and the Gaa
PercentBatz äes f «
step

Die andere Haupttype eines Gasverflüssigungssystems besteht in einem Kaskadensystem, das auf der Benutzung von Wärmeaustauschern basiert, die fortlaufend angeordnet sind, um die Temperatur des Gases auf eine Verflüssigungstemperatur zu reduzieren. Bei dieser Tempe-. ratur wird das gesamte Gas in eines flüssigen ZustandThe other main type of gas liquefaction system is a cascade system that is based on use of heat exchangers, which are continuous are arranged to reduce the temperature of the gas to a liquefaction temperature. At this tempe-. rature turns all gas into a liquid state

■ überführt. Wärmeaustausch zur Abkühlung wird im allgemeinen ausgeführt, wehrend das Gas sich unter einem etwas höheren Druck als dem Atmosphärendruck befindet, wobei die Phasenumwandlung unter einem höheren und leichter zugänglichen 'i'emperaturniveäu auftritt. Bas komprimierte und verflüssigte Gas wird dann auf einen niedrigeren Druck gebracht,s der zur Speicherung und zum Transport geeignet ist. Während der Druckverminderung verdampft ein wenig der Flüssigkeit als Gas unter damit einhergehender Verminderung der Temperatur.■ convicted. Heat exchange for cooling is generally carried out while the gas is under one slightly higher pressure than atmospheric pressure, with the phase transition under a higher and easier accessible temperature level occurs. Bas compressed and liquefied gas is then brought to a lower pressure suitable for storage and transportation is. During the pressure reduction, some of the liquid evaporates as a gas with an accompanying reduction the temperature.

Die Auswahl eines Kaskadenkreislaufs oder eines Expansionskreislaufes für die Verflüssigung hängt von einer Anzahl von Paktoren ab wie beispielsweise &βτ Zusammensetzung des Gases, den Energieerfordernissen, dem für die Verflüssigungsanordnung zur Verfügung .stehenden-Raum, die.Kosten des Rohmaterials, den Typ der Verflüssigungsanlage und dgl. The selection of the cascade circuit or an expansion circuit for the liquefaction depends on a number of Paktoren such as & βτ composition of the gas, the energy requirements, which for the liquefaction arrangement available .stehenden room, die.Kosten the raw material, the type of the liquefaction plant and the like .

j . Das erfindungsgemäße Verfahren entspricht vom Grundsatz her einem Kaskadensystem , es sind jedoch wesent-j. The inventive method corresponds to from Principle of a cascade system, however, there are essential

109 813 3109 813 3

liehe Verbesserungen gegenüber dem klassischen Kaskadenkreislauf oder gegenüber dem neueren: >., sogenannten vereinigten Kaskadenkreielauf, der nur einen Kompressor verwendet, vorhanden. Bei dem !©tzeren Systam werden die KUhlmittelkomponenten wie Propan* Ä'than und Butan sowohl im Abkühlkreislauf dee Systems wie Tbei der Speicherung getrennt als individuelle Komponenten oder Ströme gehalten. Infolgedessen benötigt dieses System einen wesentlichen Energieaufwand zum Kondensieren dieser KUhlmittelkomponenten f um die Wirksamkeit des Systems aufrechtzuerhalten. Gemäß der vorliegende! Erfindung werden die Kühlmittelkomponenten miteinander vermischt und nach dem Komprimieren gemäß einer Ausführungsart dec Erfindung mit dem Naturgas in dem Verfahrensstrom gemischt« Danach werden die Kühlmittellomponenten in einzelne Ströme mit im wesentlichen reinen Komponenten getrennt, die dem System als Flüssigkeitsströme zugeführt werden« Gemäß einer zweiten Ausführung der Erfindung werden die Kühlmittelkomponentoa in individuelle Ströme mit verschiedener Mischung der Komponenten getrennt. Die Kühlung erfolgt durch aufeinanderfolgendes Verdampfen der, gekühlten, flüssigen Komponentenströme in einen Gasstrom, der nach der Verdampfung der einzelnen, gekühlten, flüssigen Komponentenströme (rein oder gemischt) in ihn hinein den gemischten Kühl*· mittelkomponentenstrom bildet und zu dem Kompressor zurückgeleitet wird. Mit dieser Anordnung ist lediglich ein einstufigr Kompressor notwendig, wobei die erforderliche Kompressionsenergie ungefähr 4O# niedriger liegt als dieThere are improvements over the classic cascade circuit or over the newer: >., so-called combined cascade circuit, which uses only one compressor. In the case of the lower system, the coolant components such as propane, ethane and butane are kept separate as individual components or flows in the cooling circuit of the system and in storage. Consequently, this system requires a substantial expenditure of energy for condensing this KUhlmittelkomponenten f in order to maintain the effectiveness of the system. According to the present! Invention, the coolant components are mixed with one another and, after compression, according to one embodiment of the invention, mixed with the natural gas in the process stream «Then the coolant components are separated into individual streams with essentially pure components, which are fed to the system as liquid streams« According to a second embodiment of the In accordance with the invention, the coolant components are separated into individual streams with different mixtures of the components. The cooling takes place by successive evaporation of the cooled, liquid component streams into a gas stream, which after the evaporation of the individual, cooled, liquid component streams (pure or mixed) into it, forms the mixed coolant component stream and is returned to the compressor. With this arrangement, only a single stage compressor is required, and the required compression energy is approximately 40 # lower than that

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2 O 361O2 O 3610

Kompressionsenergie, die für einen klassischen Kaskadenkreislauf notwendig ist«Compression energy required for a classic cascade cycle necessary is"

Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl für die anfängliche Verflüssigung von Naturgas an der Einspeisung, zur Speicherung oder zum Transport und zum Wiederverflüssigen von itfaturgasdämpfen benutzt werden, die während der Speicherung abdampfen. Grundsätzlich werden in der Kaskade und in dem enthaltenen Kaskadensystem das verdampfte Gas und das Spülgas entweder an die Atmosphäre herausgelassen, in einem zweiten Kompressor komprimiert oder als Brennstoff verwendet. Wenn es an die Atmosphäre herausgelassen oder als Brennstoff benutzt wird, kann das gespeicherte Gas einen übersohuß an schweren Kohlenwasserstoffen besitzen und nicht für eine allgemeine Verbreitung geeignet sein. Wenn es in einem aweiten Kompressor komprimiert und dem Speicher .wieder zugeführ t wird, werden sowohl die Anlage- als auch die Energiekosten höher. Mit dem System der vorliegenden Erfindung kann das verdampfte Gas und das Spülgas zurückgeführt und mit dem Speisestrom kombiniert werden und so wieder den Speichertanks zugeleitet werden, so daß keine zusätzlichen Anlagen erforderlich sind und die Konzentration des gespeicherten Gases im wesentlichen konstant gehalten wird.The method according to the invention can be used both for the initial liquefaction of natural gas the feeding, storage or transport and reliquefaction of itfaturgasdampf used that evaporate during storage. Basically, in the cascade and in the included Cascade system the vaporized gas and the purge gas either released to the atmosphere, compressed in a second compressor or used as fuel. When it's let out to the atmosphere or used as fuel, the stored gas can have an excess of heavy hydrocarbons and not be suitable for general distribution. If it is in a wide Compressor compressed and returned to memory t, both the system and the energy costs become higher. With the system of the present Invention, the vaporized gas and the purge gas can be recycled and combined with the feed stream and so fed back to the storage tanks, so that no additional systems are required and the concentration of the stored gas is kept essentially constant.

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Entsprechend ist es ei η Ziel der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Yerflüssigiangsssebem für gasförmige Materials anzugebeoo
Ziel, ein verbessertes Yerflüssi
Accordingly, it is an object of the present invention to provide an improved liquid fluid sealer for gaseous material
Aim, an improved fluidity

fltissigung oder Wiederverflüssiguaig voa naturgas vor-» zusehen.liquefaction or reliquefaction by natural gas. watch.

! Ein anderes Ziel besteht daria9 ein verbessertes! Another object is an improved Daria 9

; Yerflüssigungssyäem anzugebenf daß einfach . in seiner; To indicate the liquefaction system f that simple. in its

j Konstruktion und wirtschaftlich und wirksam in seinerj construction and economical and effective in its

: Arbeitsweise ist.: Working method is.

Ebenso ist es ein weiteres Ziel ein verbessertes Verflüssigungssystem vorzusehen. in dem die Kühlmittelkomponenten einem Kompressor als gemischter' Strom zug©- führt werden, der nach Kompression in einzelne Ströme-aufgeteilt wird, die in das System.als.-Plüssigkeitsströme eintreten» It is also another goal to provide an improved liquefaction system. in which the coolant components a compressor as a mixed stream, which after compression is divided into individual streams which enter the system as fluid currents »

Ein noch anderes Ziel besteht in der Vorsehung eines verbesserten Verflüssigungssystems, in dem wesentlich weniger Kompressionsenergie als.bei ähnlichen'Systemen notwendig ist. , ....Still another object is to provide an improved liquefaction system in which essentially less compression energy than necessary with similar systems is. , ....

Weitere Ziele und Merkmale der Erfindung sind teilweise offensichtlich and werdei zum-anderen Teil nachfolgend beschrieben werden»Other objects and features of the invention are partly obvious and will be for the other part below to be discribed"

, Die Erfindung umfaßt ! Schritte und die Beziehungen Schritte im Hinbliok auf dlo spielhaft erläutert werden.., The invention includes! Steps and relationships Steps in the Hinbliok on dlo are explained in a playful way.

©inen oder mehreren solcher anderen Schritt©» Dies wird bei1 © in one or more such other steps © »This is done at 1

torte-t/i-m-cake-t / i-m-

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend
anhand der Zeichnungen in Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigt:
Further details of the invention are provided below
described in more detail with reference to the drawings in exemplary embodiments. In the drawings shows:

Fig. 1 ein eine Ausführungsform der Erfindung
darstellendes Strömungsdiagramm,
Fig. 1 shows an embodiment of the invention
illustrative flow diagram,

Fig. 2 und 3 Teile von Strömungsdiagrammen,Fig. 2 and 3 parts of flow diagrams,

die Modifizierungen der Erfindung darstellen, represent modifications of the invention,

Fig. 4 ein eine zweite Ausgestaltung der
Erfindung darstellendes Strömungsdiagramm und
Fig. 4 shows a second embodiment of the
Invention flow diagram and

Fig. 5 einen Teil eines Strömungsdiagramms,5 shows part of a flow diagram,

das eine Modifizierung der Ausgestaltung
gemäß Fig. 4 darstellt.
this is a modification of the design
according to Fig. 4 represents.

Gemäß Fig. 1 wird ein Naturgasstrom 56 unter einem j hohen Druck und bei einer Temperatur , die durch Wasserkühlung
erreichbar ist, In das System eingegeben. Vorzugsweise wird ' dieser Naturgasstrom einem Methanabscheider 21 eines Abstreifersj eingespeist, worin er mit einem kondensierten, gemischten - ■ Kühlmittelstrom 55 vereint wird, der, wie später näher ;
According to FIG. 1, a natural gas stream 56 is under a high pressure and at a temperature which is achieved by water cooling
is reachable, entered into the system. This natural gas stream is preferably fed to a methane separator 21 of a stripper, in which it is combined with a condensed, mixed - ■ coolant stream 55, which, as will be explained in more detail below ;

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beschrieben wird, νοίί einem Mehrstufenkompressor 30 abgeleitet wird. Alternativ dazu kann der Naturgas strom 36 jedoch,, wenn er .im wesentlichen aus reinem Methan besteht, direkt dem Eingang eines Wärmeaustauschers 10 eingegeben werden$ wie es durch den JJtromverlauf 26 angedeutet ist» In dem dargestellten Beispiel wird angenommen!, daß sowohl der Naturgasstrom 36 als auch der kondensierte, gemischte Kühlmittelstromm 55 unter einem Druck von 42<,2 kg/cm .a. steht und eine Temperatur von 21,1 0C besitzt« Es können jedoch nach Wunsch auch unterschiedliche Drucke und Temperaturen benutzt und das System entsprechend modifiziert werden»is described, νοίί a multi-stage compressor 30 is derived. As an alternative to this, the natural gas stream 36, if it consists essentially of pure methane, can be entered directly at the inlet of a heat exchanger 10, as indicated by the flow curve 26. In the example shown, it is assumed that both the natural gas stream 36 as well as the condensed, mixed coolant stream 55 under a pressure of 42 <, 2 kg / cm .a. stands and has a temperature of 21.1 0 C "However, if desired, different pressures and temperatures can be used and the system modified accordingly."

Der Abstreifer 20 kann von einer konventionellen Art sein, wie sie für fraktionierte Destillation benutzt wird;, wobei eefewere Kohlenwasserstoffs in einem totalen zyklischen Rücklauf benutzt werden mit einer Wärmeabführung in dem. Rüeklsiifteosiclesisor jeder lolonn®■und einer Wärme zuführung im Aufkociier jeder Kolonne« Beim dargestellten Beispiel bestehen die verschiedenen Kolonnen des Abstreifers 20 aus dem Methanabscheider 21, einem Äthanabscheider 22 9 einem Propan-abscheider 23s» einem Butanabsohöid©r 24-und einem Pentan-iabscheider 25? wobei, jsdes- der Abscheider einen Rück= laufkondensor 68 und einen Aufkooher 69 besitzt»The stripper 20 can be of the conventional type used for fractional distillation, using some hydrocarbons in a total cyclic reflux with heat dissipation in the. Rüeklsiifteosiclesisor each lolonn® ■ and a heat supply in the Aufkociier each column "In the example shown, the various columns of the stripper 20 consist of the methane separator 21, an ethane separator 22 9 a propane separator 23s" a butane separator 24 and a pentane separator 25? where, jsdes the separator has a return condenser 68 and a reboiler 69 »

Der Methanabscheider'21 streift das !©than von dem kondensierten» gemischten. Kühlmittelstrom 55 und ra den gleioh» zeitigen Bedingungen den Naturgas strom 36 aTbr so daß ©in imThe methane separator '21 brushes the! © than from the condensed, mixed. Coolant flow 55 and the natural gas flow 36 aTb r so that © in im

itM-tt-M-3-Sf-itM-tt-M-3-Sf-

20361Q520361Q5

wesentlichen reiner, flüssiger Methanstrom 40 für den Verflüssigungszyklus geliefert wird. Die meisten der schweren Bestandteile in dem Naturgasstrom werden von dem Rücklaufstrom 62 der schweren Bestandteile aufgenommen, wobei die Kühlleistung für die Kondensation des im wesentlichen reinen, flüssigen Methanstroms 40 in dem Verflüssigungskreislauf herabgesetzt wird.substantially pure, liquid methane stream 40 for the liquefaction cycle is delivered. Most of the heavy constituents in the natural gas stream are from the return stream 62 of the heavy components added, with the cooling capacity for the condensation of the essentially pure, liquid methane stream 40 is reduced in the liquefaction cycle.

Der Methanstrom 40 wird progressiv im Verflüssigungskreislauf innerhalb der Wärmeaustauscher 10 bis 17 in einer Weise abgekühlt, daß er einen Druck von ungefähr 42,2 kg/cm a» und eine Temperaturvon -157 0C besitzt, wenn er aus dem Wärmeaustauscher 17 austritt. Dies wird später näher beschrieben. Er kann dann unter Druck in einen Vorratstank eingegeben werden, vorzugsweise wird er jedoch durch ein Drosselventil 41 auf einen Speicherdruck entspannt, der üblicherweise in der Nähe des atmosphärischen Druckes liegt und bei dem dargestellten Beispiel als 1,05 kg/cm a. angenommen wird, und in einen Flüssigkeitsstrom 42 , der in den Vorratstank 18 eingegeben wird, und in einen gasförmigen Methanstrom 43 aufgeteilt. Beide Ströme haben eine Eemperatur.von angenähert -162 0O. The methane stream 40 is cooled progressively in the liquefaction cycle within the heat exchanger 10 to 17 in such a manner that it has -157 0 C a pressure of about 42.2 kg / cm a »and a temperature as it exits from the heat exchanger 17th This is described in more detail later. It can then be entered under pressure into a storage tank, but it is preferably expanded by a throttle valve 41 to a storage pressure which is usually close to atmospheric pressure and, in the example shown, 1.05 kg / cm a. is assumed, and divided into a liquid stream 42, which is fed into the storage tank 18, and a gaseous methane stream 43. Both streams have a temperature of approximately -162 0 O.

Der gasförmige Methanstrom 43 wird mit dem nachfolgend beschriebenen flüssigen Äthanstrom 58 vereinigt, woraufhin diese beiden Ströme mit dem gemischten Kühlmittelstrom vereinigt werden, der durch jeden der Wärmeaustauscher 10 bisThe gaseous methane stream 43 is combined with the liquid ethane stream 58 described below, whereupon these two streams with the mixed coolant stream are combined by each of the heat exchangers 10 to

036105036105

»ίο«»Ίο«

hindurch dem Mehre tufenkompressör 50 zugeführt xfird0 Letzten Ende« werden all© individuellen Kühlmittilkomponenten mit dem Strom 50 vereinigt^ bevor äi@str dem Sfetestufenkompressor 30 zugeführt wirdβ Jtemsufolge wird i©r Btroa 50 nachfolgend als gemischter Kühlmitteleteoia 50 bezeichnet." Der gasförmige Methanation 43 wirkt als Träger für die einzelnen Kühlmittel» komponenten;, die auf genommen werden 9 indem sie in den ge= mischten KühlmitteIgtrom 50 Ii ine inver dampft werdenο Der Kühl» ■mittelstrom 50 wirkt so al® wirksames Arbeitsmittel für di© Wärmeaustauscher d@s System® „ Es ist infolgedessen für ©ine sachdienliche Arbeitsweise ä@& Systems notwendige dai ein gasförmiger Methamstrom mit d©a gemischten Kühlmittelstrom 50 gekoppelt und-vereinigt wird«, Dieser gasförmige Methanstrom kann in ä©r otseiibeiotaiefeones Weise geführt werdeno Alternativ dazu kaam ei? j®äo©h ataoh dureh Koppeln des verdampfenden Bestandteiles aus dem Vorratstank 18 mit dem gemischten Kühlmittelste©!! stia© Amfgatxs ©rfülleno Έβ versteht sieh für denpasses tufenkompressör the Increase xfird fed 50 0 Latter-end "all © individual Kühlmittilkomponenten be combined with the current 50 ^ before ai @ st the Sfetestufenkompressor 30 fed β Jtemsufolge i © r Btroa 50 is referred to as mixed Kühlmitteleteoia 50". The gaseous Methanation 43 acts as a carrier for the individual coolant components; which are absorbed 9 by being evaporated in the mixed coolant flow 50 Ii ine the coolant flow 50 thus acts as an effective working medium for the heat exchanger System® "As a result, it is necessary for a pertinent mode of operation - & Systems that a gaseous methane flow is coupled and combined with the mixed coolant flow 50", This gaseous methane flow can be conducted in a otseiibeiotaiefeones manner, or alternatively, it came about ? j®äo © h ataoh by coupling the evaporating component from the storage tank 18 with the mixed coolant channel © !! stia © Amfgatxs © rfüllo Έβ understands you for that

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dee methane in de
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, den Wärmeaustauschern 1
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I.
, the heat exchangers 1

■ laufe erreicht j, wo"b©i ©ia lauf . ©ia IButasÄrsislaiäf■ run reaches j, where "b © i © ia run. © ia IButasÄrsislaiäf

ist» Jeder iies©^ Ateühlix 1 flüssige Stihlmittelkompoa.is "everyone iies © ^ Ateühlix 1 liquid chair-aid compoa.

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dieser Kreisläufe so angelegt ist, daß er eine ^temperaturerniedrigung des flüssigen Methanstromes 40 in dem Gebiet bewirkt, in dem er mit der größten Wirksamkeit arbeiten kann.this circuit is designed in such a way that it lowers the temperature of the liquid methane stream 40 in the area where it can operate with the greatest efficiency.

Speziell gesagt , umfaßt der Äthankreislauf den flüssigen Äthanstrom 58, der jeden .der Wärmeaustauscher 10 bis 17 von dem Äthanabscheider 22 des Abstreifers 20 aus durchläuft. Beim Durchgang durch diese Wärmeaustauscher wird der Druck des Äthanstromes 58 im wesentlichen auf einem konstanten Druck von 42,2 kg/cm a. gehalten, wobei er progressiv in den einzelnen Wärmeaustauschern auf -17,8 0C , -45,6 0O1 -56,7 0C, -73,7 0C, -95,6 0C, -107 °0, -118 0G und -157 0C abgekühlt wird. Nach dem Austritt aus dem Wärmeaustauscher 17 wird der gekühlte, flüssige Äthanstrom durch, das. Drosselventil 67 auf einen Druck von 1,05 kg/cm a. und eine 'Temperatur von -159 0G entspannt und mit dem gasförmigen Methanstrom 43 vereinigt. Wie bereits beschrieben ist, werden beide dieser Ströme mit j dem gemischten Kühlmittelstrom 50 vereinigt, bevor sie in den ' Wärmeaustauscher 17 eintreten. Die Verdampfungswärme des gekühlten, flüssigen Methans wird beim Verdampfen in den gemischten Kühlmittelstrom 50 absorbiert., wenn der letztere von -159 0O auf -118 0G in dem Wärmeaustauscher 17 aufgewärmt wird, und bewirkt die Abkühlung in dem Wärmeaustauscher 17. Sin Teil des kalten , flüssigen Äthanstromes 58 wird an den Ausgängen der Wärmeaustauscher 14» 15 und 16 mit dem gemischten Kühlmittels trom 50 gekoppelt und vereinigt. Der kalte» flüssige Äthanstrom 58 am Ausgang des Wärmeaustauschers 14Specifically speaking, the ethane circuit comprises the liquid ethane stream 58 which passes through each of the heat exchangers 10 to 17 from the ethane separator 22 of the stripper 20. When passing through this heat exchanger, the pressure of the ethane stream 58 is essentially at a constant pressure of 42.2 kg / cm a. held, whereby it progressively in the individual heat exchangers to -17.8 0 C, -45.6 0 O 1 -56.7 0 C, -73.7 0 C, -95.6 0 C, -107 ° 0, -118 0 G and -157 0 C is cooled. After leaving the heat exchanger 17, the cooled, liquid ethane stream is passed through the throttle valve 67 to a pressure of 1.05 kg / cm a. and a 'temperature of -159 0 G relaxed and combined with the gaseous methane stream 43. As already described, both of these streams are combined with the mixed coolant stream 50 before they enter the heat exchanger 17. The heat of evaporation of the cooled, liquid methane is absorbed into the mixed coolant stream 50 during evaporation. When the latter is heated from -159 0 O to -118 0 G in the heat exchanger 17, and causes the cooling in the heat exchanger 17. Sin part of the cold, liquid ethane stream 58 is coupled to the outlets of the heat exchangers 14 »15 and 16 with the mixed coolant stream 50 and combined. The cold, liquid ethane stream 58 at the outlet of the heat exchanger 14

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besitzt einen Druck von 42,2 kg/cm a· und eine Temperatur von -95»6 0C, wobei der Teil dieses Stromes, der mit dem gemischten Kühlmittelstrom 50 gekoppelt ist, durch das Drossel-has a pressure of 42.2 kg / cm a · and a temperature of -95 »6 0 C, with the part of this flow, which is coupled to the mixed coolant flow 50, through the throttle

ventil 70 auf einen Druck von 1,05 kg/cm a. entspannt wird. Dieser kalte, flüssige Äthanstrom, der mit dem gemischten Kühlmittelstrom 50 vereinigt ist, "bewirkt die Abkühlung des Wärmeaustauschers 14» wenn er in den gemischten Kühlmittelstrom verdampft und erwärmt sich von -95,6 0C auf -73,3 0C9 Ähnlich werden die Teile des kalten, flüssigen Äthanstromes,. die aus den Ausgängen der Wärmeaustauscher 15 und 16 austreten, durch die Drosselventile 71 und 72 au£ einen Druck von 1,05 kg/cm a. entspannt, bevor sie mit dem gemischten Kühlmittelstrom 50 vereinigt werden. Die Abkühlung dieser Wärmeaustauscher 15 und 16 wird durch Verdampfen des kalten, flüssigen Ithanstromes bewirktj, wobei sich dieser von. -107 0O auf-95i>6 0O und von »118 0O"auf -107 0O in diesen Wärmeaustauschern 15 und 16 erwärmt.valve 70 to a pressure of 1.05 kg / cm a. is relaxed. This cold liquid Äthanstrom which is combined with the mixed refrigerant stream 50, "causes 14" if it is vaporized into the mixed refrigerant stream and warmed from 0 -95.6 -73.3 C to 0 C 9 Similarly, the cooling of the heat exchanger the parts of the cold, liquid ethane stream which emerge from the outlets of the heat exchangers 15 and 16 are released through the throttle valves 71 and 72 to a pressure of 1.05 kg / cm a., before they are combined with the mixed coolant stream 50 The cooling of these heat exchangers 15 and 16 is brought about by the evaporation of the cold, liquid stream of ithane, with this changing from -107 0 to -95> 6 0 and from 118 0 to -107 0 in these heat exchangers 15 and 16 heated.

Der Propankreislauf umfaßt den flüssigen Propan-· strom 59» der von dem ' Propanabscheider· 23 des Abstreifers nur die Wärmeaustauscher 10 bis 13·durchläuft; Der flüssige ■ Propanstrom 59 wird in diesen Wärmeaustauschern 10 bis 13 progressiv auf -17,8 0G, -45,6 0G, -56,7 0G und -73,3 0O abgekühlt, während sein Druck im wesentlichen konstant beiThe propane circuit comprises the liquid propane stream 59 which, from the propane separator 23 of the scraper, only passes through the heat exchangers 10 to 13; The liquid ■ propane stream 59 is progressively cooled in these heat exchangers 10 to 13 to -17.8 0 G, -45.6 0 G, -56.7 0 G and -73.3 0 O, while its pressure is essentially constant at

"42,2 kg/cm a. gehalten wird» Dieser gekühlte, flüssige Propanstrom 59 mit einer Temperatur τοπ -73»3 0O. wird durch"42.2 kg / cm a. Is held» This cooled, liquid propane stream 59 with a temperature τοπ -73 »3 0 O. is through

das Drosselventil 74 auf einen Druck von 1',05 kg/cm a. ent· spannt und. mit dem.gemischten Kühlmittelstrom-50 vereinigt. Wie im Pail des Äthanstromes 58 bewirkt dieser gekühlte flüssige Propaanstrom 59 die Abkühlung in dem Wärmeaustaueeherthe throttle valve 74 to a pressure of 1.05 kg / cm a. ent tension and. combined with the mixed coolant stream-50. As in the pail of the stream of ethane 58, this causes a chilled one liquid propane stream 59 the cooling in the heat exchanger

1-098-0-8/4-3581-098-0-8 / 4-358

I . . ■ -13-I. . ■ -13-

j »"■ ■ . ■■ .j »" ■ ■. ■■.

I wenn er in den gemischten Kühlmittelstrom 50 verdampft und erwärmt sich dabei von -73,30O auf-56,70O.I when it evaporates in the mixed coolant stream 50 and warms up from -73.3 0 O to -56.7 0 O.

Der Butankreislauf umfaßt den flüssigen Butanstrom 60, der von dem Butanabscheider 24 aus nur die ersten drei Wärmeaustauscher 10 bis 12 durchläuft. Dieser flüssige Butanstrom wird progressiv in den einzelnen Wärmeaustauschern 10 bis auf -17,80C, -45,60O und - 56,70O abgekühlt. Der Druck wirdThe butane circuit comprises the liquid butane stream 60, which only passes through the first three heat exchangers 10 to 12 from the butane separator 24. This liquid butane stream is progressively in the individual heat exchangers 10 down to 0 C -17.8, -45.6 and 0 O - 0 O 56.7 cooled. The pressure will

, wiederum im wesentlichen konstant bei 42,2 kg/cm a. gehalten., again essentially constant at 42.2 kg / cm a. held.

Ein {Teil des Butanstromes 60 wird am Ausgang des Wärmeaustauschers 11 mit dem gemischten Kühlmittelstrom 50 vereinigt,A {part of the butane stream 60 is at the outlet of the heat exchanger 11 combined with the mixed coolant stream 50,

■ nachdem er durch das Drosselventil 75 auf 1,05 kg/cm a. entspannt ist. Der Rest des Butanstromes 60 wird mit dem■ after he has passed through the throttle valve 75 to 1.05 kg / cm a. is relaxed. The remainder of the butane stream 60 is with the

! gemischten Kühlmittelstrom, vereinigt, nachdem er den Wärmeaustauscher 12 passiert hat und durch das Drosselventil 76 auf 1,05 kg/cm a. entspannt ist. Die Abkühlung für die Wärmeaustauscher 11 und 12 wird durch diesen expandierten Butanstrom bewirkt, wenn dieser in den gemischten Kühlmittelstrom 50 verdampft und sich dabei von -45,60O auf -17,80O und von-56,70C auf-45»60O in den Wärmeaustauschern 11 und! mixed coolant flow, combined after it has passed the heat exchanger 12 and through the throttle valve 76 to 1.05 kg / cm a. is relaxed. The cooling for the heat exchangers 11 and 12 is brought about by this expanded butane stream when it evaporates in the mixed coolant stream 50 and increases from -45.6 0 O to -17.8 0 O and from -56.7 0 C in the process. 45 »6 0 O in the heat exchangers 11 and

; erwärmt. ■; warmed up. ■

ι Der verbleibende Abkühlungskreislauf ist der Pentankreislauf. Bei ihm wird ein im wesentlichen reiner, flüssigerι The remaining cooling cycle is the pentane cycle. With him an essentially pure, liquid one becomes

Pentanstrom 61 bei einem Druck von 42,2 kg/cm a. und einer Temperatur von 2t,10O von dem Pentanabscheider 25 durch den Wärmeaustauscher 10 geleitet. Beim.Passieren des Wärmeaustauschers 10 wird der flüssig© Pentanstrom 61 aufPentane stream 61 at a pressure of 42.2 kg / cm a. and a temperature of 2t, 1 0 O passed from the pentane separator 25 through the heat exchanger 10. When passing the heat exchanger 10, the liquid © pentane stream 61 is on

s -17,8° 0 abgekühlt und dann durch das Drosselventil 77 auf 1,05 kg/cm a. entspannt und mit dem gemischten Kühlmittelstrom 50 vereinigt. Dieser gekühlte Pentanstrom wird ins -17.8 ° 0 and then cooled through the throttle valve 77 1.05 kg / cm a. relaxed and with the mixed coolant flow 50 united. This cooled pentane stream is in

j den gemischten Kühlmittelstrom 50 verdampft und bewirkt bei einer Erwärmung von -17,80O auf 21,10C die Abkühlung des Wärmeaustauschers 10.j evaporated 50 the mixed refrigerant stream and effected at a heating -17.8 0 O 0 to 21.1 C, the cooling of the heat exchanger 10 degrees.

10080&/110080 & / 1

-14.-14.

Der . Pentanabscheider 25 kann nach-Wunsch auch zur Erzeugung eines Hexan-Iefeeostromes geeignet sein. Ein Produktstrom aus schweren Bestandteilen vom Boden des Pentanabscheiders 25 wird dem Rück-= laufstrom 62 der schwerea Bestaadteil® Diese schweren Bestandteil® werden mittels dar 63 einem Kühler 64 abgeleitet,, foq dem aie durch die leitung 65 dem Kopf der ersten Kolonne abscheiders 21 des Abstreift« 20 zugeleitet werden«, Di© se schweren Bestandteile fer@iaigen sich mit dem Maturgasstrom 36 und dem gemischtes Kühlmittelstrom. 55 aus dem Mehrstufenkompreseo.r 30. Darsufhia werden alls^diese Ströme wieder in dem Atssteeifer io des getrennt.Of the . Pentane separator 25 can be made upon request also suitable for generating a hexane-Iefeeostromes be. A product stream made up of heavy components from the bottom of the pentane separator 25 is the return = current 62 of the heavy a Bestaadteil® These heavy constituents are diverted by means of the 63 to a cooler 64, following the aie through the line 65 to the top of the first column separator 21 of the stripper "20", Di © These heavy constituents dissolve with the maturation gas flow 36 and the mixed coolant flow. 55 off the multi-stage compreso.r 30. Darsufhia are all ^ these Stream again in the eagerness of breath separated.

laufes des Yerflttssigan die Abkühlung KühlmittelstrÖB© mittelstroa 5 steht und ursprüoDuring the course of the Yerflttssigan the cooling coolant flow © mittelstroa 5 stands and urprüo

i®v is 'lfssgl®i©h. mit i®v is' lfssgl ®i © h. with

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mit einem Druck von 1,05 kg / cm a. und einer 'l'emperatür von 21,1° C aus. Der gemischte Kühlmittelstrom 50 wird in dem Mehrstufenkompressor 30, der die Kompres-' sorstufen 31 bis 34 umfaßt, auf einen Dr1UOk von 42,2 kg /cm a. komprimiert und in wassergekühlten Kondensoren 35 zwischen den einzelnen Kompressorstufen kondensiert. Der komprimierte, gemischte Kühlmittelstrom 55 aus dem Mehrstufenkompressor 30 -wird dem Kopf der ersten Kolonne bzw. dem Kopf des Methanabscheiders 21 des Abstreifers 20 zugeführt, injdem er in der beschriebenen Weise getrennt wird. ■with a pressure of 1.05 kg / cm a. and a temperature of 21.1 ° C. The mixed coolant flow 50 is in the multistage compressor 30, which comprises the compressor stages 31 to 34, to a Dr 1 UOk of 42.2 kg / cm a. compressed and condensed in water-cooled condensers 35 between the individual compressor stages. The compressed, mixed coolant stream 55 from the multistage compressor 30 is fed to the top of the first column or to the top of the methane separator 21 of the stripper 20, in which it is separated in the manner described. ■

Die Zusammensetzung des dem Vorratstank 18 zugeführten flüssigen Methanstroms 42 kann durch die Entfernung der Mengen der schweren Bestandteile reguliert werden, die in den Wärmeaustauschern 10, 11 und 12 kondensiert werden. Diese getrennten Flüssigkeiten werden von dem Methanstrom 40 aus durch Leitungen 45 bis 47 mit dem gemischten Kühlmittelstrom 50 gekoppelt. Dabei sind in den Leitungen 45 und 46 Drosselventile ; und 52 {der Strom in der Leitung 47 wird durch das Drossel-• ventil 76 entspannt) zum Drosseln dieser schweren, flüs-The composition of the liquid methane stream 42 supplied to the storage tank 18 can be regulated by removing the amounts of heavy constituents that are condensed in the heat exchangers 10, 11 and 12. These separated liquids are coupled to the mixed coolant stream 50 from the methane stream 40 by lines 45 to 47. There are throttle valves in the lines 45 and 46; and 52 { the flow in line 47 is expanded through the throttle valve • 76) to throttle these heavy, fluid

, sigen Komponenten auf einen Druck von annähernd 1,05 kg /cm a. j vorgesehen. Diese drei Ströme entfernen wirksam alles Propan, Butan , Pentan und alle schwereren Kohlenwasserstoffe von dem Methanstrom 40, obgleich die gesamte Menge : dieser schweren Bestandteile im allgemcL nen sehr gering ist., sigen components to a pressure of approximately 1.05 kg / cm a. j provided. Remove these three streams effectively everything propane, butane, pentane and heavier hydrocarbons, all of the methane stream 40, although the total amount: NEN these heavy components in allgemcL is very low.

Wenn der Äthanhestandteil des flüssigen Methanstromes 42 unter das Niveau des Methanstromes 40 gesenkt : werden soll, wird der Wärmeaustauscher 14, wie in Fig.When the ethane component of the liquid methane stream 42 is lowered below the level of the methane flow 40: if the heat exchanger 14 is to be used, as shown in FIG.

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gezeigt, in zwei getrennte Wärmeaustauscher 14 und 14' aufgeteilt Der erste Wärmeaustauscher 14 kühlt dann den Methanstrom 40 von -73,3° C auf -81,7° C. H^er kann ein äthanreicher Flüssigkeitsstrom 27 abgetrennt .werden, woraufhin dann der Methanstrom 40 auf -95f6° C in dem zweiten Wärmeaustauscher 14' abgekühlt wird* Dieser äthanreiche Flüssigkeitsstrom 27 kann auch mit dem 1thanstrom 58 kombiniert werden, bevor der letztere in den Wärmeaustauscher 15 eintritt« wodurch eine Kühlung auf die niedrigste i'emperatur erreicht wird.shown, divided into two separate heat exchangers 14 and 14 '. The first heat exchanger 14 cools then the methane stream 40 from -73.3 ° C. to -81.7 ° C. A liquid stream 27 rich in ethane can then be separated off .be, whereupon the methane stream 40 is then cooled to -95f6 ° C in the second heat exchanger 14 ' * This ethane-rich liquid flow 27 can also be combined with the 1thane flow 58, before the latter enters the heat exchanger 15 « whereby cooling to the lowest possible temperature is achieved.

Falls Helium aus dem Methanstrom 40 wiedergewonnen werden soll, wird ein Hochdruckseparator (nicht gezeigt) zwischen dem Ausgang des Wärmeaustauschers 17 und dem Drosselventil 41 vorgesehen. Das in diesem Wärmeaustauscher getrennte Gas enthält alles in dem Matsrgasstrom 36 vorhandene Helium» Dieses Helium kann als lischst wertvolles Nebenprodukt nur mit di eser Art des Kreislaufes gewonnen werden.If helium is to be recovered from methane stream 40, a high pressure separator is used (not shown) between the outlet of the heat exchanger 17 and the throttle valve 41 are provided. The gas separated in this heat exchanger contains everything in that Matsrgasstrom 36 available helium »This helium can can only be obtained as a very valuable by-product with this type of cycle.

Wenn der Naturgasstrom 36 reich an schweren Kohlenwasserstoffen wie Äthan, Propan, Jßutan. . und dgl«. ist, kann ein Produktstrom diese wertvollen Flüssigkeiten von den einzelnen Kühlmittelkomopnentenstromes 58 bis 61 abgezogen werdenf wenn der Bestand jeder dieser Komponenten höher ist, ale er für das Verflüssigungssystem notwendig ist.When the natural gas stream 36 is rich in heavy hydrocarbons such as ethane, propane, jutane. . and the like «. is, a product stream of these valuable liquids can be withdrawn from the individual coolant component streams 58 to 61 f if the inventory of each of these components is higher than it is necessary for the liquefaction system.

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- Ähnlich können Veränderungen in der Zusammensetzung des Naturgasstromes 36 den notwendigen Betrag jeder der einzelnen Kühlmittelkomponenten in dem Kühlkreislauf verändern, wobei diese Veränderungen innerhalb des Kreislaufes durch Wiedergewinnung der Komponente aus dem Naturgasstrom durchgeführt werden können.- Changes in the composition can be similar of the natural gas stream 36 the necessary amount each of the individual coolant components in the cooling circuit change, these changes within the cycle through recovery of the component can be carried out from the natural gas stream.

Wie bereits angegeben, kann das verdampfte Gas aus dem Vorratstank 18 wieder in den Vorratstank zurückkehren, nachdem es durch das Kühlsystem hindurchgelaufen ist. Der Gasstrom .28 wird mit dem gasförmigen Methänstrom 43 vereinigt und danach dem gemischten Kühlmittelstrom zugeführt und in der beschrieben Weise durch den Kühlkreislauf geführt* Infolgedessen sind keine zusätzlichen Kompressoren notwendig, und es bleibt die Konzentration des gespeicherten Gases relativ konstant. As previously indicated, the vaporized gas from the storage tank 18 can return to the storage tank after having passed through the cooling system is. The gas stream .28 becomes with the gaseous methane stream 43 combined and then fed to the mixed coolant flow and in the manner described through the cooling circuit led * As a result, no additional compressors are necessary and the concentration of the stored gas remains relatively constant.

In Pigf 3 ist eine weitere Modifizierung dargestellt, die bei dem beschriebenen Verflüssigungskreislauf verwendet werden kann, umunterkühltes, flüssiges Naturgas, Naturgas in matschigem oder auch Naturgas in festem Zustand herzustellen. Diese Modifizierung sieht die Verwendung eines zusätzlichen Wärmeaustauschers 19 und von Separatoren vor. Die Kühlmittelzusammensetzung ist hier ebenfalls geändert, indem Stickstoff, Helium und/oder Wasserstoff und Kohlenwasserstoffe vorgesehen sind« Der kondensierte Speisestrom 40 von dem Wärmeaustauscher 17 tritt als Strom 80 aus, der aus einer Mischung von Gas. und Flüssigkeit besteht. Dieser Strom 30 wird In diesemPigf 3 shows a further modification that can be used in the liquefaction cycle described to produce supercooled, liquid natural gas, natural gas in slushy or natural gas in a solid state. This modification provides for the use of an additional heat exchanger 19 and separators. The coolant composition is also changed here by providing nitrogen, helium and / or hydrogen and hydrocarbons. The condensed feed stream 40 from the heat exchanger 17 exits as stream 80, which is a mixture of gas. and there is liquid. This stream 30 becomes in this

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=18«= 18 «

Pall einem Separator 81 zugeführt. Der von dem Separator 81 kommende Gasstrom 82 enthält das meiste des Stickstoffes und Heliums des Speisestroms 40 und wird in dem Wärmeaustauscher 19 weiter abgekühlt.» Der von dem Separator 81 kommende Plüssigkeitsstrom wird ebenfalls in dem Wärmeaustauscher 19 weitergekühlt, dann durch das Drosselventil 84 auf Speisherdruck ent-P spannt und dem Vorratsgang 18 zugeführt«. Der flüssigkeitsstrom 85 kann entweder aus einer unterkühlten Flüssigkeit oder einer Mischung aus flüssigem oder festem Naturgas bestehen, also matsehförmige Koaeieteaz besitzen, irgendein gelöstes Gas, das bei der letzten Entspannung frei wirdt kann "benutzt wardens, umd.nen Druck über der Speieherflüseigkeit wobei überschüssiges ßas 86 durch des 19 zurückgeführt uird$ vq ®b dann, mit des Kühlmittelstrom 50 vereiaigtPall fed to a separator 81. The gas stream 82 coming from the separator 81 contains most of the nitrogen and helium of the feed stream 40 and is further cooled in the heat exchanger 19. » The liquid flow coming from the separator 81 is also further cooled in the heat exchanger 19, then expanded to feeder pressure through the throttle valve 84 and fed to the supply duct 18 «. The liquid stream 85 can be either a supercooled liquid or a mixture of liquid or solid natural gas exist, so matsehförmige Koaeieteaz possess any dissolved gas which is liberated in the final flash t "can be used wardens, umd.nen pressure over the Speieherflüseigkeit wherein excess SSAS recycled through the 19 86 Uird $ vq ®B then vereiaigt with the coolant flow 50

82 tiisä Mittels ias Ifeosselt®Bfe ils82 tiisä using ias Ifeosselt®Bfe ils

83 auf einen Iteuek v@n I0 05 feg- /eiao sötspaaat unä daaaeh wird Eiat@sjlrilJil-fees0 flüssiges Metfeil 89 aias_ dem Vorratstank 18 g&g@£ügte Di® ¥@räaisp£ößg äi@ses kühl ten, fltlssigen !©tiisss 89 in 'den Stickstof f oder Stiskstoff-WaesQretoff^ßassti1©® 82 tewirfet die kühlung in äea terffitasstausehtE Ϊ9ο Di® Iteigsi. '«ygi des83 on an Iteuek v @ n I 0 05 feg- / eiao sötspaaat unä daaaeh Eiat @ s j lrilJil-fees 0 liquid mead 89 aias_ the storage tank 18 g & g @ £ ügt e Di® ¥ @ räaisp £ ößgäi @ ses cooled , liquid! © tiisss 89 in 'den nitrogen or Stiskstoff-WaesQretoff ^ ßassti 1 © ® 82 tewirfet the cooling in äea terffitasstausehtE Ϊ9ο Di® Iteigsi. '«Ygi des

Der Stickstoff und das Helium oder der Stickstoff und der Wasserstoff laufen in den Speisestrom 40 zurück und können in dem Separatur 81 wieder getrennt werden« Die Auwahl der Trennungstemperatur hängt dabei von der speziellen Mischung ab, die verwendet wird, und bezieht Bioh auf ein Phänomen, das als umgekehrte Löslichkeit bekannt ist, die bei Wasserstoff und Helium bei niedrigen !Temperaturen auftritt« Wenn der Methanspeisestrom 40 sich seinem Festigkeitspunkt nähert, sinkt der Betrag von Helium oder Wasserstoff, der gelöst werden kann, anstatt wie normal größer zu werden, und es ist möglich, bereits eine vollständige Trennung insbesondere bei Temperaturen unterhalb -157° C zu erreichen.The nitrogen and the helium or the nitrogen and the hydrogen run back into the feed stream 40 and can be separated again in the separator 81 " The selection of the separation temperature depends on the special mixture that is used and Bioh refers to a phenomenon called reverse solubility is known that occurs with hydrogen and helium at low temperatures As it approaches its point of strength, the amount of helium or hydrogen that can be dissolved instead decreases to get bigger like normal, and it is possible already a complete separation especially at temperatures below -157 ° C.

Der in Pig. 5 dargestellte Kreislauf kann ebenfalls dadurch modifiziert werden, daß das Drosselventil 84 den Strom auf einen ausgesuchten niedrigeren Druck von beispielsweise 21,1 kg / cm a. entspannt, und daß eine Ausströmleitung 100 und ein anderes Drosselventil 10V vorgesehen wird. Die Ausströmleitung 100 ist vor dem Anschluß des Drosselventiles 101 mit dem Auslaß des Drosselventils 84 verbunden, so daß Stickstoff, Wasserstoff oder Helium und Methangase bei dem geringeren Druck für andere Zwecke austreten können, falls dies gewünscht wird. Das Drosselventil 101 entspannt dann den Strom bis auf Speicherdruck, bevor ei? in den Vorratstank 18 geleitet wird.The one in Pig. 5 circuit shown can also be modified in that the throttle valve 84 the flow to a selected lower pressure of, for example, 21.1 kg / cm a. relaxed, and that one Outflow line 100 and another throttle valve 10V is provided. The outflow line 100 is before the connection of the throttle valve 101 to the outlet of the throttle valve 84 connected so that nitrogen, hydrogen or helium and methane gases at the lower pressure for others Purposes can escape if so desired. The throttle valve 101 then relaxes the flow except for Memory pressure before ei? is passed into the storage tank 18.

Ibt Pig. 4 ist ein gemäß einer anderen, bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ausgebildeter Apparat zur Verflüssigung von Naturgas dargestellt. Das hier wieder-Ibt Pig. Figure 4 is an apparatus formed in accordance with another preferred embodiment of the invention shown for the liquefaction of natural gas. This again-

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gegebene System benötigt im wesentlichen die gleiche Kühlenergie wie das vorher beschriebene System, seine vereinfachte und verringerte FraktionierungsanOrdnung bietet jedoch wesentliche wirtschaftliche Vorteile.given system requires essentially the same cooling energy as the previously described system, his simplified and reduced fractionation arrangement however, it offers significant economic advantages.

Bei diesem System besteht der zugefiihrte Naturgasstrom 125 im wesentlichen aus reinem Methan und wird dem System unter einem hohen Druck und einer Temperatur, die durch Wasserkühlung erreichbar ist, zugeführt. Druck und Temperatur liegen dabei beispielsweise bei 42,2kg / cm a. und 21,1° C. Dieser Naturgasstrom wird progressiv in den Wärmeaustauschern 130 bis 135 in einer solchen Weise gekühlt, daß er ungefähr .unter einem Druck von 42,2g / cm a. und mit einer Temperatur von 21,1° C ans dem Wärmeaustauscher 135 austritt. Dies ist im einzelnen weiter unten beschrieben. Der Naturgasstrom kann dann unter Druck in einen Vorratstank 136 eingegeben werd'en. Vorzugsweise wird er jedoch durch ein*Drosselventil 137 auf einen Speicherdruck entqpanntj der üblicherweise nahe dem Atmosphärendruck ist, und im dargestellten Beispiel bei 1,05 kg / cm a. liegen β)11. Er wird dann ebenfalls in einen Flüssigkeitsstrom 138, der dem Vorratstank 136 eingegeben wird, und -in / einen Gasstrom 139 getrennt. Beide diese Ströme haben eine Temperatur von ungefähr -162° G. Dieser Gasstrom 139 wird mit einem Gasstrom 140 vereinigt, der als Brennstoff für den Antrieb der (nicht gezeigten) Turbinen des Mehrstufenkompressor 141 dient.In this system there is the natural gas flow supplied 125 consists essentially of pure methane and is supplied to the system under a high pressure and temperature which can be achieved by water cooling, supplied. The pressure and temperature are, for example, 42.2 kg / cm a. and 21.1 ° C. This natural gas flow becomes progressive in the heat exchangers 130 to 135 in such a manner cooled so that it is approximately .under a pressure of 42.2 g / cm a. and with a temperature of 21.1 ° C on the heat exchanger 135 exits. This is described in detail below. The natural gas flow can then be fed into a storage tank under pressure 136 must be entered. However, it is preferably depressurized to an accumulator pressure by a throttle valve 137 which is usually close to atmospheric pressure, and in the example shown at 1.05 kg / cm a. lie β) 11. He is then also in a stream of liquid 138, which is entered into the storage tank 136, and -in / a gas stream 139 separated. Both of these streams are at a temperature of approximately -162 ° G. This gas stream 139 is combined with a gas stream 140, which is used as fuel to drive the turbines (not shown) of the Multi-stage compressor 141 is used.

Die Fraktionieranordnung dieses Systems ist wesentlich vereinfacht worden im Vergleich zu dem Abstreifer 20 in dem in Fig. 1 dargestellten System. Dies The fractionation arrangement of this system has been greatly simplified compared to the scraper 20 in the system shown in FIG. this

geht aus der nachfolgenden -Beschreibung hervor. Der gemischte Kühlmittelstrom 160 wird von dem Mehrstufenkompressor 141 einem Destillierapparat 142 bei einem Druck von 42/2 kg / cm a. zugeleitet. Am Kopf des Destillierapparates 142 wird ein vorwiegend aus Methan und Äthan bestehender Dampfstrom 161 bei einem Druck von 42,2 kg /cm a. und einer Temperatur von annähernd 6,67° C abgeleitet und dem Wärmeaustauscher 131 zugeführt. Nach dem Austritt aus dem Wärmeaustauscher besitzt der Dampfstrom 161 eine Temperatur von ungefähr - 14,4° C. Hier wird ein Strom 162 aus Methan und Δthan in einem Verhältnis von ungefähr 3 t 1 abgestreift und mittels einer Pumpe 163 zurück zum Kopf des Destillierapparates 142 geleitet, um diesen Kopf abzukühlen· Der Rest des Stromes 161, der nunmehr aus gleichen Teilen von Äthan und Methan besteht, passiert daraufhin die Wärmeaustauscher 132 bis 135 und besitzt beim Austritt aus dem Wärmeaustauscher 135. noch im wesentlichen den gleichen Druck von 42,2 kg /cm a., ist jedoch auf eine Temperatur von -157° C. abgekühlt. Der Strom 161 wird nun mittels des Drosselventiles 164 auf einen Druck von 1,05 kg / cm a» und eine temperatur von -162° C. entspannt und mit dem Kühlmittelstrom 160 vereinigt, der durch die wärmeaustauscher 135 bis 130 dem Mehrstufenkompressor zugeführt wird» Der Strom 161 ist ein gasförmiger Strom, der im wesentlichen aus gleichen Beträgen von Methan und Äthan besteht und wie der vorausgehend beschriebene gasförmige Methanstrom 43 als Träger für die einzelnen gemischten Kühlmittelströme dient, wie es weiter oben auoh bereits beschrieben 1st* Dieser gasförmige Strom sieht ebenfalls einen gasförmigen Strom vor, der für die Wirksamkeit der Wärmeaustauscher des Systemes sorgt. 'is evident from the following description. The mixed refrigerant stream 160 is fed from the multistage compressor 141 to a still 142 at a pressure of 42/2 kg / cm a. forwarded. At the top of the distillation apparatus 142, a steam stream 161 consisting predominantly of methane and ethane is generated at a pressure of 42.2 kg / cm a. and a temperature of approximately 6.67 ° C and fed to the heat exchanger 131. After exiting the heat exchanger, the steam stream 161 has a temperature of approximately -14.4 ° C. Here, a stream 162 of methane and Δthane in a ratio of approximately 3 t 1 is stripped off and returned to the top of the still 142 by means of a pump 163 The remainder of the stream 161, which now consists of equal parts of ethane and methane, then passes through the heat exchangers 132 to 135 and on leaving the heat exchanger 135 still has essentially the same pressure of 42.2 kg / cm a., but has cooled to a temperature of -157 ° C. The stream 161 is now expanded to a pressure of 1.05 kg / cm a »and a temperature of -162 ° C by means of the throttle valve 164 and combined with the coolant stream 160, which is fed to the multistage compressor through the heat exchangers 135 to 130» Stream 161 is a gaseous stream, which consists essentially of equal amounts of methane and ethane and, like the previously described gaseous methane stream 43, serves as a carrier for the individual mixed coolant streams, as already described above * This gaseous stream also sees a gaseous stream, which ensures the effectiveness of the heat exchangers of the system. '

Der Sumpf des Destillierapparates 142 bestellt vorwiegend aus Ithan und wird als ein Strom 166 durch .einen Erhitzer 147'geleitet. Nach dem Austritt aus dem Erhitzer 147 "wird ein Teil des Stromes 166 über die Leitung 167 zurück in den Destillierapparat 142 geführt· Der restliche Teil des Stromes 166 besteht gruadeätslieli aus Äthan und Butan« Die e® gasförmige Mieohung wird eben«* " falle unter einem Draals vm 42,2 kg / on e· als Strom X68 einem Deetillitrappswat W The bottom of the still 142 is made up primarily of ithan and is passed as a stream 166 through a heater 147 '. After exiting the heater 147 ", part of the stream 166 is fed back into the still 142 via the line 167. The remainder of the stream 166 consists mainly of ethane and butane a Draals vm 42.2 kg / one e · as stream X68 a Deetillitrappswat W

Die den Kopf des" Destillierapparates 145 verlassenden Dämpfe werden in einem Strom 16§_ einem Kühler 150 zugeleitet« in dem. ein Teil ä©s Stromes kondensiert uad als 'Strom 170 2SUrUeIi: in den Destillierapparat 143 läföfto Der bleibende Seil d@s Stroraea feesteht vorliegend aias wird als Strom 171 duroht die Wärmeasstaueoher 130 leitet, .in deoeii qt The vapors leaving the head of the still 145 are fed in a stream 16 to a cooler 150, in which part of the stream condenses and as stream 170 2SUrUeIi: into the still 143 runs to the permanent rope of the Stroraea Feesteht present aias is as current 171 through the heat accumulator 130 conducts, .in deoeii qt

aus dem Wärmeaustauscher 134 eine Temperatur won -95»6° 0e besitzt® Dieser gekühlt©9 nunmehr flüssig© Strom wird duroh das Drosselventil 189 auf eines "DsiiQk tob X5 Q§ kg / cm a. entspanat und mit dem g@mis©ht@s KÜhlmittelsteo® 160 vereinigt« Die Verdampfungswärm© des gekühlten Plüssigkeitastromes 171 wird fob dem- gemischten Kühlmittslsärom-' 160 beim Verdampfen aufgenosmeB,) wenn ä@g letistere .;voa-95t6 < auf-62,2° C. in dem Wärmeausteusehes1 134 erwärmt wird und liefert die Kühlleletung dieses Wärmeaustausohere*1?4·from the heat exchanger 134, a temperature won -95 "6 ° 0 e besitzt® This cooled © © 9 now liquid stream is duroh the throttle valve 189 to a entspanat" DsiiQk tob X 5 Q§ kg / cm a., and the g @ mis © ht @ s KÜhlmittelsteo® 160 united «The heat of evaporation © of the cooled liquid stream 171 is absorbed fob the mixed coolant stream- '160 during evaporation,) if a @ g letistere.; Voa-95t6 <to -62.2 ° C. in the heat exchanger 1 134 is heated and supplies the cooling line of this heat exchanger * 1? 4 ·

Der Sumpf des Destillierapparates 143 besteht -verwiegend aus Pentan and Ärtaia sad wird eis Steoa 175 äurotl· i@o; Wärmeaustauscher 148 geleiteto Eia i'til d®e S1 zu dea Destillierapparat 14]
Der verbleibende Reste wird
einen Druck von 432
"68,4° 0. entspaant· -
The bottom of the still 143 consists predominantly of pentane and Ärtaia sad becomes eis Steoa 175 äurotl · i @ o ; Heat exchanger 148 routed to Eia i'til d®e S1 to the still 14]
The remaining leftovers will
a print of 432
"68.4 ° 0. corresponding -

Ein Teil dieses entspannten Stromes wird abgestreift und als Strom 179 durch einen Kühler 151 geleitet, der ihn auf ungefähr 26,7 0G abkühlt. Von dem Kühler 151 wird er durch den Wärmeaustauscher 130 geleitet. Dieser Flüssigkeitsstrom wird auf -6,67 °0 beim Durchgang durch den Wärmeaustauscher 130 ' gekühlt und danach mittels des Drosselventils 180 auf 1,05 kg/cm a. entspannt. Nach dem Entspannen wird der Flüssigkeitsstrom mit dem gemischten Kühlmittelstrom 160 vereinigt. Die Verdampfungswärme des gekühlten Flüssigkeitsstromes wird beim Verdampfen in den gemischten Kühlmittelstrom 160 absorbiert, wobei der letztere von -6,67 0C auf ^%θ%^·^^ in dem Wärmeaustauscher 130 erwärmt wird und die Kühlleistung des Wärmeaustauschers 130 erbringt. (^/v '£" Γ''1 ^vA portion of this stream is stripped relaxed and passed as stream 179 through a cooler 151 which cools it to approximately 26.7 G 0. It is passed from the cooler 151 through the heat exchanger 130. This liquid flow is cooled to -6.67 ° 0 when passing through the heat exchanger 130 'and then by means of the throttle valve 180 to 1.05 kg / cm a. relaxed. After the expansion, the liquid flow is combined with the mixed coolant flow 160. The heat of vaporization of the cooled liquid stream is absorbed during evaporation in the mixed refrigerant stream 160, the latter is heated from -6.67 0 C ^% θ% ^ · ^^ in the heat exchanger 130 and provides the cooling performance of the heat exchanger 130th (^ / v '£ "Γ'' 1 ^ v

Der verbleibende !Peil des Stromes 175 wird aufeinanderfolgend durch die Kühler 144 bis 146 geleitet. In dem Kühler 144 wird der Strom auf ungefähr 61,2 0G abgekühlt und nach dem Austritt aus dem Kühler wird ein anderer Strom 181, der j vorwiegend aus Butan besteht, abgestreift und durch einen j Kühler 141 geleitet, der ihiauf ungefähr 26,7 0C abkühlt. j Der Strom 181 wird daraufhin durch, die Wärmeaustauscher 130 j und 131 geleitet. Nach dem Austritt aus dem Wärmeaustauscher 131,' besitzt der Flüssigkeistsstrom 181 eine ungefähre Temperatur von -14t4 0C. Dieser gekühlte Flüssigkeitsstrom 181 wird dann mittels eines Drosselventiles 182 entspannt und mit dem gemischten Kühlmittelstrom 160 vereinigt. Dabei wird wiederum die Verdampfungswärme des gekühlten Stromes beim Verdampfen in den gemischten Kühlmittelstrom 160 absorbiert,wobei derThe remainder of the stream 175 is passed through coolers 144-146 in sequence. In the cooler 144 of the stream is cooled to approximately 61.2 G 0 and after the exit from the condenser is another current 181, the j consists mainly of butane, stripped and passed through a cooler j 141 ihiauf approximately 26.7 0 C cools. The stream 181 is then passed through the heat exchangers 130 j and 131. After exiting the heat exchanger 131, '181 has the Flüssigkeistsstrom an approximate temperature of -14t4 0 C. This cooled liquid stream 181 is then expanded by means of a throttle valve 182 and combined with the mixed refrigerant stream 160th The heat of evaporation of the cooled stream is again absorbed during evaporation in the mixed coolant stream 160, the

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letztere von -14»4 0O auf -6,67'0C In dem Wärmeaustauscher 131 erwärmt wird. Hierdurch ergibt sich die Kühlwirkung des · Wärmeaustauschers 151·the latter from -14 »4 0 O to -6.67 ' 0 C in the heat exchanger 131 is heated. This results in the cooling effect of the heat exchanger 151

Ein noch anderer Strom 184 wird von dem Strom 175 abgestreift, nachdem dieser den Kühler 145 passiert hat und auf ungefähr 48,9 0C abgekühlt ist. Dieser Strom 184 besteht ebenfalls vorwiegend aus Butan, umfaßt Jedoch ein wenig Pentan . und einen geringen Betrag von Propan · und Hexan. Der Strom 184 wird ähnlich in einem Kühler 153 auf eine Temperatur von ungefähr 26,7 0C gekühlt, bevor er durch die Wärmeaustauscher 130 bis 132 geleitet wird . Beim Durchlaufen dieser Wärmeaustauscher wird der Strom 184 auf ungefähr -40 C gekühlt. Danach wird er mittels des DrosselventilsYet another current 184 is stripped from the current 175 after it has passed through the cooler 145 and is cooled to about 48.9 0 C. This stream 184 also consists predominantly of butane, but includes some pentane. and a small amount of propane and hexane. The stream 184 is cooled in a cooler similar to 153 to a temperature of about 26.7 0 C before it is passed through the heat exchanger 130 to 132. As it passes through these heat exchangers, stream 184 is cooled to approximately -40 ° C. Then he is using the throttle valve

185 auf einen Druck von 1,05 kg/cm a. entspannt und mit dem genischten Kühlmittelstrom 160 vereinigt. In diesem Pail wird ebenfalls die Yerdampfungswärme des gekühlten Plüssigkeitsstromes beim Verdampfen in den gemischten Kühlmittelstrom 160 absorbiert, wobei sich dieser von -40 0C auf »14,4 0C in dem Wärmeaustauscher 132 erwärmt und dessen Kühlleistung bewirkt.185 to a pressure of 1.05 kg / cm a. relaxed and combined with the mixed coolant flow 160. In this Pail the Yerdampfungswärme the cooled Plüssigkeitsstromes during evaporation in the mixed refrigerant stream 160 is also absorbed, which also heated from -40 0 C to "0 14.4 C in the heat exchanger 132 and causing its cooling capacity.

Der Strom 175 wird nach dem Durchgang durch den Kühler 146 auf ungefähr 26,7 0O gekühlt -und dann als Strom 186 durch die Wärmeaustauscher 130 "bis 133 geleitet« Dieser StromThe stream 175 is cooled to approximately 26.7 0 O after passing through the radiator 146 -and then passed as stream 186 through heat exchanger 130 "to 133" This current

186 besteht ebenfalls vorwiegend aus Butan, umfaßt jedoch einen deutlichen Betrag an Propan und kleinere Beträge an Äthan, Pentan und Hexan. Haoh dem Durchgang durch die Wärme-186 also consists primarily of butane, but includes a significant amount of propane and smaller amounts of it Ethane, pentane and hexane. Haoh the passage through the heat

109808/1358109808/1358

austauseher 130 bis 133 wird der Strom 186 auf ungefähr -62,2 0O gekühlt und dann mittels des Drosselventils 187 auf einen Druck 1,05 kg/cm a. entspannt und mit dem gemischten Kühlmittelstrom 160 vereinigt. Wie im lall der Ströme 171 , 179» 181 und 184 wird die Ve r dampfungswärme dieses gekühlten ITüssigkeitsstromes "beim-Verdampfen in den gemischten Kühlmittelstrom 160 absorbiert, wobei sich der letztere von -62,2 0C auf -40 0O in dem Wärmeaustauscher 133erwärmt und dessen Kühlleistung bewirkt.Exchangers 130 to 133, the stream 186 is cooled to approximately -62.2 0 O and then by means of the throttle valve 187 to a pressure of 1.05 kg / cm a. relaxed and combined with the mixed coolant stream 160. As Lall in the streams 171, 179 '181 and 184, the Ve is r evaporation heat cooled ITüssigkeitsstromes this "in-evaporation in the mixed refrigerant stream 160 is absorbed, whereby the latter of -62.2 0 C to -40 0 O in the heat exchanger 133 is heated and its cooling effect is effected.

Der gemischte Kühlmittelstrom 160 besitzt nach dem Austritt aus dem Wärmeaustauscher 130 einen Druck von 1,05 kg/cm a. und eine Temperatur von ungefähr 21,1 C* Der gemischte Kühlmittelstrom wird danach in dem Mehrstufenkompressor 141 auf einen Druck von 42,2 kg/cm a. komprimiert. Dieser Mehrstufenkompressor umfaßt die Kompressorstufen bis 193, zwischen denen sich Kondensoren 194 zum Kühlen des Kühlmittelstromes mit Wasser befinden. Der komprimierte, gemischte Kühlmittelstrom 160 wird von dem Mehrstufenkompressor 141 zu dem Destillierapparat 142 geleitet, in dem er in der beschriebenen Weise wieder getrennt wird. Zur" Verhinderung einer Zerstörung der Kompressorstufe 192 ist eine Febenleitung 196 vorgesehen zum Abstreifen von Flüssigkeit, die sich in den Kompressorstufen 190 und 191 bildet. Ebenso ist eine andere Nebenleitung 197 vorgesehen, durch die Flüssigkeit in dem gemischten Kühlmittelstrom abgestreift wird, wodurch eine Zerstörung der Kompressorstufe 193 verhindert wird.The mixed coolant stream 160 has a pressure of after exiting the heat exchanger 130 1.05 kg / cm a. and a temperature of about 21.1 C * The mixed refrigerant flow is then in the multistage compressor 141 to a pressure of 42.2 kg / cm a. compressed. This multi-stage compressor comprises the compressor stages to 193, between which there are condensers 194 for cooling of the coolant flow are with water. The compressed, mixed refrigerant stream 160 is from the multistage compressor 141 passed to the still 142, in which he is in the described way is separated again. For "prevention a destruction of the compressor stage 192 is a branch line 196 intended for wiping off liquid that is in the compressor stages 190 and 191 forms. Likewise is one another secondary line 197 is provided through the liquid is stripped in the mixed coolant stream, whereby destruction of the compressor stage 193 is prevented.

»26«»26«

Wird der Naturgasstrom 125 betrachtet, so kann erkannt werden, daß er aufeinanderfolgend τοη 21,1 0G auf -6,67 0Cj, -14,4 0C, -40 0C, -62,2 0O, -95»6 0O und -157 0G abgekühlt wird, wenn er die Wärm® atas taue ohe r 130 bis 155 durchläuft und dabei in einer Wärmeaustausohb®siehraig zu dam gemischten Kühlmittelstrom 160 steht« Während dieser Faturgasstrom gekühlt wird, werden einige der schwereren Komponenten wie Hexan, Pentän und Butan τοη ihm abgeatreift^wie durch die Ströme 198 bis 200 angedeutet ist, so daß im wesentlichen reines Methan dem Vorratstank 136 zugeleitet wird* Wi© oben ausgeführt ist, wird der Strom 125 nach dem Austritt aus dem Wärmeaustauscher 135 mittels des Drosselventils 137 auf einen in der Nähe des Atmosphärendruckes liegenden Speioherdruck entspannt· Das verdampfte Gas aus dem Vorratstank 136 kann, mit dem gas« förmigen Methanation 139 vereinigt werden, der nachfolgend mit dem Strom 140 vereinigt Wi^d5, falls di@s gewünscht wird»If the natural gas flow 125 is considered, it can be seen that it successively τοη 21.1 0 G to -6.67 0 Cj, -14.4 0 C, -40 0 C, -62.2 0 O, -95 » 6 0 O and -157 0 G when it passes through the heat exchangers 130 to 155 and is in a heat exchange with the mixed coolant stream 160 «While this gas stream is being cooled, some of the heavier components are hexane, pentaene and butane τοη him abgeatreift ^ as indicated by the currents from 198 to 200, so that is fed substantially pure methane the storage tank 136 * Wi © is stated above, the current 125 of the after exiting the heat exchanger 135 by means of throttle valve 137 relaxes to a lying in the vicinity of the atmospheric pressure Speioherdruck · with the gas "the vaporized gas from the storage tank 136 may, shaped Methanation are combined 139, the combined subsequently to the stream 140 Wi ^ d 5, if di @ s is desired »

Der gemischt© Kühlmittelstrom 160 besteht aus einer Mischung von Methan, Äthan „ Propan ., Butan, Pentaa und Hexan.» Diese Komponenten sind, jedoch mshr in Eons von gemischten Komponentenströmen 171» 179» 181, 1-84 und 186 vorhanden, als •daß sie wie ia Fall des1 PIg6 1 ale einseine Ströme von im wesentlichen reinen Komponenten vorliegen« Bei Benutzung der gemischten Komponentenströme anstatt der reinen Komponenten-Ströme und Vereinigung mit dem gemisohten KühlmittelstSOHj, ' : wobei jeder Strom rar Erreichim
die größte Wirksamkeit besitzen
The mixed © coolant flow 160 consists of a mixture of methane, ethane "propane., Butane, pentaa and hexane." These components are, however, present in units of mixed component streams 171, 179, 181, 1-84 and 186, as if, as in the general case of 1 PIg 6 1, they are all one stream of essentially pure components ”When using the mixed Component streams instead of the pure component streams and combination with the mixed coolant stSOHj, ' : each stream rarely being reached
have the greatest effectiveness

! · : ■ -27-! ·: ■ -27-

Ökonomische Torteile im Hinblick auf die vereinfachte
Fraktionieranordnung auf.
Economical door parts in view of the simplified
Fractionation arrangement on.

Ee kann als Nebenprodukt auch Helium mit einem jEe can also be helium with a j as a by-product

System gemäß Fig. 4 nach dem in Fig.5 gezeigten Schema ;System according to Figure 4 according to the scheme shown in Figure 5;

gewonnen werden. Aus dieser Figur ist ersichtlich, daß j das Helium durch einfaches Anbringen eines zusätzlichen Drossel-;be won. From this figure it can be seen that j the helium by simply attaching an additional throttle;

ventiles 202 in Reihe mit dem-Drosselventil 137 und Anbringung jvalve 202 in series with the throttle valve 137 and attachment j

einer Auslaßleitung 203 zwischen den beiden Drosselventilen ,an outlet line 203 between the two throttle valves,

137 und 202 gewonnen werden kann. . I137 and 202 can be won. . I.

Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß
die in der Beschreibungseinleitung und in der Figurenbeschreibung angegebenen Ziele erreicht werden können, und daß
bestimmte Änderungen möglich sind, ohne daß dadurch der Rahmen ! der Erfindung verlassen würde. Dabei sollen die Zeichnungen ! und die Beschreibung nur Beispiele sein und keine Begrenzung
der Erfindung darstellen.
From the above description it can be seen that
the objectives specified in the introduction to the description and in the description of the figures can be achieved, and that
certain changes are possible without affecting the frame! the invention would leave. The drawings should! and the description is only an example and not a limitation
represent the invention.

-Patentansprüche--Patent claims-

Bm/kä/bö 109808/1358Bm / kä / bö 109808/1358

Claims (18)

Patentansprüche sPatent claims s iasverflüssigungsverfahren , ^kennzeichnet durch. Zuführen. Gases in einem Verfahrensstrom unter einem gehobenen Druck,. Zuführen eines kondensierten, gemischten Kühlmittelkomponentenstromes unter dem gleichen gehobenen Druck wie das Gas in dem Verfahrensstrom , Trennen des kondensierten , gemischten Kühlmittelkomponentenstromes zur Schaffung einer Mehrzahl von individuellen , flüssigen Kühlmittelkomponentenströmen, Kühlen jedes dieser individuellen , flüssigen Kühlmittelkomponentenströme, Vorsehen eines Kühlmittelgasstromes, der annähernd die gleiche Temperatur wie das Gas im Verfahrensstrom im verflüssigten Zustand "besitzt, Verdampfen jedes der individuellen, flüssigen Kühlmittelkomponentenströme in dem Kühlmittelgasstrom in einem Wärmeaustauschprozeß mit dem Verfahrensstrom , um das Gas im Verfahrens-strom in einen flüssigen Zustand abzukühlen, Komprimieren und Kühlen des Kühlmittelgasstromes, nachdem die flüssigen Kühlmittelkomponentenströme in ihn hinein verdampft sind, um den kondensierten,ias liquefaction process, ^ is denoted by. Respectively. Gas in a process stream under elevated pressure. Feeding a condensed, mixed coolant component stream under the same elevated pressure as the gas in the process stream, separating the condensed, mixed Coolant component stream to create a plurality of individual, liquid coolant component streams, Cooling each of these individual, liquid coolant component streams, providing a coolant gas stream which approximately the same temperature as the liquefied gas in the process stream, each evaporating of the individual liquid coolant component streams in the coolant gas stream in a heat exchange process the process stream to the gas in the process stream in a cooling the liquid state, compressing and cooling the coolant gas stream after the liquid coolant component streams have evaporated into it in order to remove the condensed, 109808/-13S8109808 / -13S8 gemischten Kühlmittelkomponentenstrom zu erhalten.get mixed coolant component stream. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gemischte Kühlmittelkomponentenstrom dergestalt getrennt wird, daß eine Mehrzahl von individuellen,im wesentlichen2. The method according to claim 1, characterized in that the mixed coolant component stream is separated such that a plurality of individual, substantially j reinen, flüssigen Kühlmittelkomponentenströmen entsteht.j pure, liquid coolant component flows arise. j : ■■-■-■■■j: ■■ - ■ - ■■■ : : 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ; der gemischte Kühlmittelkomponentenstrom dergestalt getrennt3. The method according to claim 1, characterized in that; the mixed coolant component stream thus separated wird, daß eine Mehrzahl von individuellen , gesteuerten, ; flüssigen, gemischten Kühlmittelkomponentenströmen entsteht.is that a plurality of individual, controlled,; liquid, mixed coolant component flows arise. j j 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß '■ sowohl die Abkühlung jedes der Mehrzahl von individuellen , flüssigen Kühlmittelkomponentenströmen als auch die Abkühlung des Gases in dem Verfahrensstrom, um dieses zu verflüssigen, durch Verdampfen der Mehrzahl der individuellen, flüssigen Ktihlmittelkompönentenströme in den Kühlmittelgasstrom erfolgt.4. The method according to claim 1, characterized in that '■ both the cooling of each of the plurality of individual, liquid refrigerant component streams and the cooling of the gas in the process stream to liquefy it by evaporating the plurality of individual, liquid refrigerant component streams in the Coolant gas flow takes place. 5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas in dem Verfahrensstrom und der kondensierte, gemischte Kühlmittelgasstrom miteinander vermischt werden und danach die Mischung dergestalt getrennt wird, daß die Mehrzahl der individuellen , im wesentlichen reinen , flüssigen Kühlmittelkomponentenströme und ein Speisestrom entsteht, der danach verflüssigt wird.5. The method according to claim 2, characterized in that the gas in the process stream and the condensed, mixed coolant gas stream are mixed with one another and then the mixture is separated such that the majority of the individual, substantially pure, liquid coolant component streams and a feed stream are produced, which is then liquefied. 10980 8/115810980 8/1158 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» daß ' ί das verflüssigte Gas in dem Verfahrensstrom auf einen niedrigeren Druck entspannt Wird, so daß ein flüssiger Gasstrom und j ein kalter, gasförmiger Strom von einem Teil des verflüssigten j Gases entsteht, das nach der Entspannung verdampft, wobei der kalte , gasförmige Strom den Kühlmitte!strom bildet.6. The method according to claim 1, characterized in »that 'ί the liquefied gas in the process stream to a lower one Pressure is released so that a liquid gas stream and j a cold, gaseous stream from part of the liquefied j Gas is produced, which evaporates after the expansion, whereby the cold, gaseous flow forms the cooling medium flow. 7. Verfahren nach Anspruch 5» .dadurch^gekennzeiohnet ?ιι daß das verflüssigte Gas in dem Verfahrensstrom auf einen niedrigeren Druck expandiert wird8 e© daß ein verflüssigter Gasstrom und ein kalter gasförmiger Strom von einem Seil des. verflüssigten Gases entstohts, das nach dar Expansion abdampft,, wobei der kalte, gasförmige Strom den Kühlaitte!gasstrom bildet, der verflüssigte Gasstrom ©ine® Speicher-zugeführt-wird, und das abgedampfte Gas von äem gespeicherten^ verflüssigten Gas mit dem kalten, gasförmigen Strom τβv&inigt wird,, ■7. The method according to claim 5 ».dadurc h ^ gek ennzeiohnet ? Ιι that the liquefied gas in the process stream is expanded to a lower pressure 8 e © that a liquefied gas stream and a cold gaseous stream from a rope of the. Liquefied gas that emerges to represent expansion ,, said cold gaseous stream evaporates the Kühlaitte! forming gas stream, the liquefied gas stream © ine® storage fed-is, and the evaporated gas from äem stored ^ liquefied gas with the cold gaseous stream τβ v & inigt is , ■ 8. Verfahren nach Anspruch 29 dadurch gekennzeichnet,, daß : das Gas in dem Verfahrens strom dureh ©in®' Mehr sah! von ■ Wärmeaustauschern geführt wird, um das G-as in dem Verfahrens» strom auf einen flüssigen Zustand a"bEUküBleas.-das verflüssigte Gas in dem Verfahrensstrom auf ®iaea niedrigeren Druck entspannt wird, um einen verflüssigtem Gasstrom für Speicher-und Transportzweoke und einen gasförmig®» Strom von ©inem Seil '■ des verflüssigten Gases in dem Varfahrensstrom su erhalten8 der nach der Expansion abdampft» der kalt@9 gasförmig® Strom den Kühlmittelgasstrom bildet 9 jeder dar individuellen^ -8. The method according to claim 2 9, characterized in that : the gas in the process stream dureh © in® 'saw more! from ■ heat exchangers to convert the gas in the process flow to a liquid state a "bEUküBlea s a gaseous® »stream of © inem Seil '■ of the liquefied gas in the process stream see below 8 which evaporates after the expansion» the cold @ 9 gaseous® stream forms the coolant gas stream 9 each of the individual ^ - im wesentlichen reinen, flüssigen Eühlmittelkomponentenströmeessentially pure, liquid coolant component streams durch vorbestimmte der Mehrzahl der Wärmeaustauscher geführt jpassed through predetermined ones of the plurality of heat exchangers j wird, durch die das Gas in dem Verfahrensstrom hindurchge- jthrough which the gas in the process stream passes leitet wird, um die individuellen, im wesentlichen reinen, ! flüssigen Kühlmittelkomponentenströme zu kühlen, jeder deris directed to the individual, essentially pure ,! to cool liquid coolant component streams, each of the individuellen, im wesentlichen reinen flüssigen Kühlmittel- |individual, essentially pure liquid coolant | komponentenströme auf einen niedrigen Druck entspannt und in ;component flows relaxed to a low pressure and in; den Kühlmittelgasstrom in einem Wärmeaustauschprozeß mit !the coolant gas flow in a heat exchange process with! dem Verfahrens strom entspannt wird, um die Abkühlung sowohl jthe process stream is relaxed in order to cool down both j für die Verflüssigung des Gases in dem Verfahrensstrom als j auch für die individuellen , im wesentlichen reinen, flüssigen Kühlmittelkomponentenströme zu erhalten.for liquefaction of the gas in the process stream as j also for the individual, essentially pure, liquid coolant component streams. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß9. The method according to claim 8, characterized in that das Gas in dem Verfahrensstrom und der kondensierte, gemischte Kühlmittelgasstrom miteinander vermischt und danach diese Mischung getrennt wird, um die Mehrzahl der einzelnen, im wesentlichen reinen flüssigen Kühlmittelkomponentenströme und einen Speisestrom zu erhalten, der danach verflüssigt wird.the gas in the process stream and the condensed, mixed Coolant gas stream mixed with one another and then this mixture is separated to produce the majority of the individual, im obtain substantially pure liquid coolant component streams and a feed stream which thereafter liquefies will. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das von dem verflüssigten, gespeicherten Gas abgedampfte Gas mit dem kalten, gasförmigen Strom vereinigt wird.10. The method according to claim 9, characterized in that the gas evaporated from the liquefied, stored gas is combined with the cold, gaseous stream. 109808/1358109808/1358 -52--52- 11. Verfahren nach Anspruch 8, ,dadurch gekennzeichnet« daß die individuellen, im wesentlichen reinen, flüssigen Kühlmittelkomponentenströme entspannt und in den Kühlmittelgasstrom an einem Punkt des Abkühlkreislaufes verdampft werden, an dem jeder von ihnen die größte Wirksamkeit für die gewünschte Abkühlung besitzt.11. The method of claim 8, gekennz characterized eichnet "that the individual, substantially pure, liquid coolant component streams are expanded and evaporated in the coolant gas stream at a point of Abkühlkreislaufes to which each of them the greatest efficacy for the desired cooling has. 12. Verfahren nach Anspruch 8f dadurch gekennzeichnetf daß von dem Gas in dem Verfahrensstrom die schweren Komponenten entfernt werden, die in vorbestimmten von der Mehrzahl der Wärmeaustauscher kondensiert werden und entspannt werden und in den Kühlmittelgasstrom verdampft werden.12. The method according to claim 8 f, characterized f that the heavy components are removed from the gas in the process stream, which are condensed in predetermined by the plurality of heat exchangers and are expanded and evaporated into the coolant gas stream. 13» Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung des kondensierten, gemischten Kühlmittelkomponentenstromes Stickstoff und Helium umfaßt, das Gas in dem Verfahrensstrom an einem vorbestimmten Zwischenpunkt des Abkühlkreislaufes auf einen niedrigeren Druck entspannt wird, der Stickstoff und das Helium von dem Gas in dem Verfahrensstrom nach der Herabsetzung des Druckes des Verfahrensstromes getrennt wird, das Gas in dem Verfahrenss.trom auf eine niedrigere !Temperatur abgekühlt wird, das weiter gekühlte Gas in dem Verfahrensstrom auf einen reduzierten Druck entspannt und in einen Vorratstank eingegeben wird, das von dem Gas in dem Verfahrens-^ strom getrennte Stickstoff und Helium gekühlt wird, dieses weitergekühlte Stickstoff und Helitsnauf einen reduzierten Druck entspannt wird, das.unterkühlte, flüssige Gas aus dem Vorratstank mit dem entspannten Stickstoff und Helium13 »Method according to claim 1, characterized in that that the composition of the condensed, mixed refrigerant component stream comprises nitrogen and helium, the gas in the process stream at a predetermined The intermediate point of the cooling cycle is relaxed to a lower pressure, the nitrogen and the helium from separating the gas in the process stream after depressurizing the process stream, the gas in the process stream cooled to a lower! temperature becomes the further cooled gas in the process stream is expanded to a reduced pressure and entered into a storage tank from the gas in the process ^ current separate nitrogen and helium is cooled, this further cooled nitrogen and helium is reduced to one Pressure is released, the subcooled, liquid gas from the storage tank with the released nitrogen and helium 109808/13^8109808/13 ^ 8 vereinigt wirdf die entstehende Meohung mit dem Kühlmittelgasstrom im Wärmeaustausch sowohl mit dem von dem Gas im Verfahrensstrom getrennten Stickstoff und Helium als auch dem Gas im Verfahrensstrom, nach dem das Helium und Stickstoff von ihm getrennt ist,verdampft wird, combined wirdf the resulting Meohung with the refrigerant gas stream in heat exchange with both the and the gas in the process stream, after which the helium and nitrogen is separated from it, is vaporized by the gas in the process stream separate nitrogen and helium, 14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung des kondensierten, gemischten Kühlmittelkomponentenstroms Stickstoff und Wasserstoff umfaßt, das Gas in dem Verfahrensstrom an einem vorbestimmten Zwischenpunkt · des Abkühlungskreislaufes auf;. einen reduzierten Druck entspannt wird, der Stickstoff und den Wasserstoff von dem Gas in dem Verfahrensstrom nach der Druckverminderung des Verfahrensstromes getrennt werden, das Gas in dem Verfahrensstrom auf eine niedrigere Temperatur gekühlt wird, das weiter abgekühlte Gas in dem Verfahrensstrom auf einen reduzierten Druck entspannt nnd in einen Vorratstank geleitet wird, der Stickstoff und der Wasserstoff von dem Gas in dem Vjr?-14. The method according to claim 1, characterized in that the composition of the condensed, mixed coolant component stream comprises nitrogen and hydrogen, the gas in the process stream at a predetermined intermediate point in the cooling cycle ;. a reduced pressure is released, the nitrogen and hydrogen are separated from the gas in the process stream after the depressurization of the process stream, the gas in the process stream is cooled to a lower temperature, the further cooled gas in the process stream is expanded to a reduced pressure is fed into a storage tank, the nitrogen and hydrogen from the gas in the Vjr? - "■■■β-"."■■■ β-". fahrensetrom getrennt werden, der weitergekühlte Stickstoff und Wasserstoff auf einen reduzierten Druck entspannt werden, das unterkühlte, flüssige Gas aus dem Vorratstank mit dem entspannten Stickstoff und Wasserstoff vereinigt wird, die entstandene Mischung mit dem Kühlmittelgasstrom im Wärmeaustausch sowohl mit dem Stickstoff und dem Wasserstoff, das von dem Gas in dem Verfahrensetrom getrennt 1st, und dem letzteren nach der Abtrennung des Stickstoffe und des Wasserstoffs verdampft wird· , Fahrensetrom are separated, the further cooled nitrogen and hydrogen are expanded to a reduced pressure, the supercooled, liquid gas from the storage tank is combined with the expanded nitrogen and hydrogen, the resulting mixture with the coolant gas flow in heat exchange with both the nitrogen and the hydrogen, the is separated from the gas in the process stream, and the latter is evaporated after the nitrogen and hydrogen have been separated , 2Q361Q52Q361Q5 15·" Verfahren nach Ansprach 3, daauroh^^gekennzeiohnetL daß der gemischte Kühlmitteletrom g®tr®aat wird* um einen ersten und ssweiten gesteuert©»!? flüssigen9 g©~ mischten Strom unter hohem Be1UCk zu ©ehalten, der erst© gesteuerte, flüssige, gemischt© Strom gekühlt »Bd. danach auf einen niedrigeren Druck entspannt wird* um alnen· kalten, gasförmigen Strom zu eshalt©B9 ^jofoei dieser kalte» gasförmige Strom den -Xuhlmittelgasetrom bildet? der zweite* gesteuerte, flüssige» gemischt® St3?©» weitezjgetrBnnt wird* um dne Vielzahl von indiVIdEeIIeQ9 gesteuerten $, flüssigen, gemischten Klihlmittelkoißf®Q8ßt©aBt.r§mea m erhalten-» dereo jeder gekühlt und auf eines ©!©feig®® B^ia©k expaodiest in άβΏ Kiihlmittelgasaisröm im ¥äsa®©B®tiifö®oh - alt dem fahrensstrom veräanpft wirä9 um di© Abkühlua-g sowohl füi? die Verflüssigung dee Gaaea is ä®m TtEfstegasstgffla als auch für das Kühlen ier iadifidsüllisai, g©gt®m®gt@a9 flP,ssigen* gemischten IiaiHitt©12s@®f ostatiaitsia©· ata bewirken«15 · "A method according to spoke 3, daauroh ^ ^ L gekennzeiohnet that the mixed Kühlmitteletrom is g®tr®aat * controlled by a first and ssweiten ©» !? liquid 9 g ~ © mixed under high current Be 1 KLA © ehalten, is cooled the only © controlled, liquid, mixed © power »Vol. then decompressed to a lower pressure * cold to alnen · gaseous stream to eshalt © B 9 ^ jofoei this cold" gaseous stream to -Xuhlmittelgasetrom forms? the second * controlled liquid "gemischt® St3? ©» is weitezjgetrBnnt * to dne variety of indiVIdEeIIeQ controlled $, liquid, mixed Klihlmittelkoißf®Q8ßt © aBt.r§mea m erhalten- "dereo 9 each cooled and a © © feig®® B! ^ ia © k expaodiest in άβΏ Kiihlmittelgasaisröm im ¥ äsa® © B®tiifö®oh - old the driving current is spoiled 9 um di © cooling both for the liquefaction of the Gaaea is ä®m TtEfstegasstgffla as well as for the cooling iadifidsen ier , g © gt®m®gt @ a 9 flP, ssigen * mixed IiaiHitt © 12s @ ®f ostatiaitsia © · ata cause « 16. !erfahren naeä Anspruoh 15s .fiacUa daß der sswe&t®, gesteuert© 9 flissig®9 16.! Learned naeä Anspruoh 15s .fiacUa that the sswe & t®, controlled © 9 flissig® 9 der i'renQung einen" ersten flüssigenf gemischten dritten gestetterteBf der auf einen dee entspannten *the i'renQung a "first liquid f mixed third stetterteBf the relaxed on a dee * Stromes eiaöi zweites eL©2> iiIi¥£iE©li©a0 eigent geaiseiitei! Kühlfflittiilife^a© Tbili©tStromes eiaöi second eL © 2> iiIi ¥ £ iE © li © a 0 proper geaiseiitei! Kühlfflittiilife ^ a © Tbili © t Seilrope 17· Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet« daß jeder der individuellen, gesteuerten, flüssigen, gemischten Kühlmittelkomponentenströme entspannt und in den Kühlmittelgasstrom an einem Punkt des Kühlkreislaufes verdampft wird, an dem die erwünschte Kühlung . mit der größten Wirksamkeit erhalten wird.17. The method according to claim 16, characterized in that each of the individual, controlled, liquid, mixed coolant component flows is expanded and evaporated into the coolant gas flow at a point in the cooling circuit at which the desired cooling is achieved. is obtained with the greatest effectiveness. 18. Verfahren nach Anspruoh 1, dadurch gekennzeichnet« daß das Gas in dem Verfahrensstrom eine-. Mehrzahl von Wärmeaustauschern durchläuft,um es auf seim η flüssigen Zustand abzukühlen, das verflüssigte Gas in dem Verfahrensstrom auf einen niedrigeren Druck entspannt wird, um einen verflüssigten Gasstrom für Speicher und üiransport- !'■ zwecke zu erhalten, ein. gesteuerter, flüssiger, gemischter Strom von hohem Druck vorgesehen wird, der auf einen niedrigeren Druck entspannt wird, um einen kalten, gasförmigen Strom zu erhalten, der den Kühlmittelgasstrom bildet, jeder der individuellen, gesteuerten, flüssigen, gemischten Kühlmittelkomponentenströme durch vorbestimmte der Wärmeaustauscher geleitet wird, durch die das Gas in dem Ver- | fahrensstrom geführt wird, um die individuellen, gesteuerten, ■ gemischten, flüssigen, Kühlmittelkomponentenströme zu kühlen, , jeder der individuellen, gesteuerten, flüssigen, gemischten j Kühlmittelkomponentenströme auf einen niedrigeren Druck j entspannt wird und sie im Wärmeaustausch mit dem Verfahrens- : strom in den Kühlmittelgasstrom verdampft werden, um die Abkühlung sowohl für die Verflüssigung des Gases in dem Verfahrensstrom als auch für die Kühlung der individuellen, j gesteuerten, flüssigen, gemischten Kühlmittelkomponentenströme au bewirken. ι18. The method according to Anspruoh 1, characterized in that «that the gas in the process stream is a. Passes through a plurality of heat exchangers in order to cool it down to its liquid state, the liquefied gas in the process stream is expanded to a lower pressure in order to obtain a liquefied gas stream for storage and transport purposes. controlled high pressure liquid mixed flow is provided which is expanded to a lower pressure to obtain a cold gaseous flow forming the refrigerant gas flow, each of the individual controlled liquid mixed refrigerant component flows being passed through predetermined ones of the heat exchangers through which the gas in the | drive stream is guided to cool the individual, controlled, ■ mixed, liquid, coolant component streams, each of the individual, controlled, liquid, mixed j coolant component streams is expanded to a lower pressure j and they are in heat exchange with the process : stream in the Coolant gas stream are evaporated in order to effect the cooling both for the liquefaction of the gas in the process stream and for the cooling of the individual, j controlled, liquid, mixed coolant component streams au. ι bm/kä/bö ' V !bm / kä / bö 'V! '■·- 109808/1358'■ · - 109808/1358 LeerseiteBlank page
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