10–30 × 10⁴Nm³/d Große LNG-Verflüssigung

Einleitung

Verflüssigtes Erdgas, kurz LNG genannt, entsteht durch die Kondensation von gasförmigem Erdgas zu Flüssigkeit unter Normaldruck auf –162 °C. Die Erdgasverflüssigung spart erheblich Lager- und Transportraum und bietet Vorteile wie einen hohen Heizwert, hohe Leistung, die Förderung des Ausgleichs der städtischen Lastverteilung, den Umweltschutz und die Reduzierung der städtischen Umweltverschmutzung.

Die Verflüssigung ist der Kern der LNG-Produktion und der Herstellung von LNG-Anlagen auf Skid-Montageplattformen. Zu den ausgereiften Erdgasverflüssigungsverfahren zählen derzeit vor allem die Kaskadenverflüssigung, die Verflüssigung mit Kältemittelgemisch und die Verflüssigung mit Expander.

Das Kaskaden-Erdgasverflüssigungsverfahren nutzt die unterschiedlichen Siedepunkte des Kältemittels unter Normaldruck, um die Kältemitteltemperatur schrittweise zu senken und so das Ziel der Erdgasverflüssigung zu erreichen.

Der Kältemittelkreislauf mit gemischten Kältemitteln (MRC) ist ein Verfahren, bei dem mehr als fünf verschiedene Mehrkomponenten-Kältemittelgemische, wie z. B. C1- bis C5-Kohlenwasserstoffe und Stickstoff (N2), als Arbeitsmedien eingesetzt werden. Durch schrittweises Kondensieren, Verdampfen und Expandieren wird Kälteleistung auf verschiedenen Temperaturniveaus erzielt. Anschließend wird Erdgas sukzessive gekühlt und verflüssigt. Der Verflüssigungsprozess mit gemischten Kältemitteln lässt sich in verschiedene Kältekreislauftypen unterteilen.

Der Verflüssigungsprozess mit Expander bezeichnet den Prozess der Erdgasverflüssigung durch Verwendung von Hochdruckkältemittel zur Realisierung einer umgekehrten Claude-Kältetechnik mit adiabatischer Expansion eines Turboexpanders.

Das Prozessschema umfasst im Wesentlichen: eine Speisegasdruckregelungs- und Dosiereinheit, eine Erdgasreinigungs- und Erdgasverflüssigungsanlage, ein Kältemittelspeichersystem, ein Kältemittelzirkulationsverdichtungssystem sowie eine LNG-Speicher- und Verladeeinheit.

Auslegungsparameter

Für die Auslegung einer LNG-Anlageneinheit benötigen wir die folgenden Parameter.

1) Grundlegende Bedingungen für die Anlagenplanung:

Zufuhrgasstrom

Speisegasdruck

Speisegastemperatur

Freier Wassergehalt des Speisegases

2) Detaillierte Zusammensetzung des Zufuhrgases (Mol-%)

3) Produktspezifikationen:

Flüssigerdgas:

Auslassdruck

Unterkühlungstemperatur unter Auslassdruck

Maximaler Stickstoffgehalt

Maximaler Kohlendioxidgehalt