Lexikon der Chemie: Gasverflüssigung
Gasverflüssigung, die Überführung eines Gases oder Gasgemisches in den flüssigen Zustand. Die G. wird erreicht 1) durch Abkühlung auf die druckabhängige Sättigungs- bzw. Tautemperatur und weiteren Wärmeentzug oder 2) nach Verfahren, in denen durch Verdichtung, Abkühlung (Wärmeentzug) sowie Entspannungsstufen mittels Entspannungsmaschinen und/oder Drosselung eine Umwandlung in die flüssige Phase bzw. ein Eintritt in das zweiphasige Flüssigkeits-Dampf-Gebiet mit Abtrennung des Flüssigkeitsanteils erfolgt. Die je nach Gasart und Gasdruck resultierende Temperatur macht eventuell die Erzeugung tiefer Temperaturen erforderlich. Dies ist stets dann der Fall, wenn die kritische Temperatur des zu verflüssigenden Mediums unterhalb der Umgebungstemperatur liegt, beispielsweise bei Luft (-141 °C).
Zur G. bei tiefen Temperaturen sind zwei grundsätzliche Verfahrensweisen möglich: zu 1) Einsatz einer separaten Kältemaschine, zu 2) Prozeß der Kälteerzeugung integriert in das Verfahren. Man kann eine Gasverflüssigungsanlage nach 2) prinzipiell auch als Kältemaschine mit offenem Arbeitsstoffkreislauf betrachten, bei der die erzeugte Kälteleistung praktisch im Flüssigprodukt mit seiner tiefen Siedetemperatur gespeichert ist.
Die G. spielt großtechnisch eine Rolle bei Chlor, fluorierten Kohlenwasserstoffen, Ammoniak, Kohlenwasserstoffen, Kohlendioxid und weiteren, noch tiefer siedenden Stoffen. Besonders groß sind Anlagenaufwand und Energiebedarf bei Erdgas bzw. Methan (Sättigungstemperatur bei Normaldruck -161,5 °C), Luft bzw. Sauerstoff/Stickstoff (-183 °C/-196 °C), Argon (-186 °C), Wasserstoff (-253 °C) und Helium (-269 °C).
Die G. dient Transport- und Speicherungszwecken und speziellen Kühlaufgaben (Kälteerzeugung mittels Verschleißprozesses), oder sie ist ein Teilschritt innerhalb komplexen Verfahren zur Gasgemischtrennung mit Hilfe der Tieftemperaturrektifikation. An erster Stelle steht dabei die Luftzerlegung zur Gewinnung von Sauerstoff, Stickstoff und Edelgasen. Von großer Bedeutung sind ferner die Trennung von Kohlenwasserstoffgemischen zur Gewinnung von Ethylen und Propylen, die Zerlegung von Syntheserestgasen sowie die Abtrennung von Helium aus Erdgas.
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