DE102004036707A1 - Verfahren zum Abtrennen von C2+-Kohlenwasserstoffen aus verflüssigtem Erdgas - Google Patents

Verfahren zum Abtrennen von C2+-Kohlenwasserstoffen aus verflüssigtem Erdgas Download PDF

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Abtrennen von C¶2+¶-Kohlenwasserstoffen aus verflüssigtem Erdgas (LNG), wobei die Abtrennung der C¶2+¶-Kohlenwasserstoffe mittels wenigstens eines Demethanizers und eines dem Demethanizer nachgeschalteten Deethanizers erfolgt, beschrieben. DOLLAR A Erfindungsgemäß erfolgt die Beheizung des Demethanizer-Reboilers (E3) durch den Deethanizer-Kondensator (8, 9).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtrennen von C2+-Kohlenwasserstoffen aus verflüssigtem Erdgas (LNG), wobei die Abtrennung der C2+-Kohlenwasserstoffe mittels wenigstens eines Demethanizers und eines dem Demethanizer nachgeschalteten Deethanizers erfolgt.
  • Importiertes verflüssigtes, C2+-haltiges Erdgas – im Folgenden als LNG bezeichnet – muss im Regelfall einer Abtrennung von C2+-Kohlenwasserstoffen unterworfen werden. Diese Abtrennung von C2+-Kohlenwasserstoffen ist erforderlich, um den Heizwert des Erdgases an die Bedingungen in dem Gasleitungsnetz bzw. der Verbraucher anpassen zu können.
  • Eine Übersicht über die zum Stand der Technik zählenden gattungsgemäßen Verfahren ist dem Fachartikel "Selecting the Optimal Process for C2+-Extraction from LNG", präsentiert auf dem AlChE Spring National Meeting, New Orleans (US), April 2004, zu entnehmen.
  • Den darin beschriebenen Verfahren ist gemein, dass die Ausbeute an Ethan vergleichsweise niedrig ist. So werden bestenfalls Ethan Ausbeuten von bis zu 90% erreicht.
  • Ferner ist bei den bekannten Verfahren von Nachteil, dass die "LNG-Kälte" oft nicht optimal ausgenutzt wird.
    •
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Verfahren zum Abtrennen von C2+-Kohlenwasserstoffen aus verflüssigtem Erdgas anzugeben, mittels dessen eine höhere Ausbeute an Ethan sowie eine verbesserte Ausnutzung der "LNG-Kälte" erreicht werden können.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, dass die Beheizung des Demethanizer-Reboilers durch den Deethanizer-Kondensator erfolgt.
  • Diese Verfahrensweise hat den Vorteil, dass mehr "LNG-Kälte" auf tieferem Temperaturniveau für andere Zwecke zur Verfügung steht, da zur Kopfkühlung des Deethanizers keine "LNG-Kälte" verwendet wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren weiterbildend wird vorgeschlagen, dass das dem Demethanizer zugeführte verflüssigte Erdgas vor der Zuführung in einem Demethanizer-Kopfkondensator und/oder in einem außerhalb des Demethanizers angeordneten Kondensator im Wärmetausch mit der am Kopf des Demethanizers abgezogenen Methan-reichen Fraktion angewärmt oder auch teilweise verdampft wird.
  • Mittels dieser Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird – vereinfacht ausgedrückt – eine Kopfkühlung des Demethanizers realisiert, woraus eine erhebliche Erhöhung der Ausbeute an Ethan resultiert.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren sowie weitere Ausgestaltung desselben, die Gegenstände der abhängigen Patentansprüche darstellen, seien im Folgenden anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
    •
  • Bei dem in der Figur dargestellten Verfahrensbeispiel wird über Leitung 1 kaltes LNG, das beispielsweise aus einem atmosphärischen LNG-Lagertank stammt, mit einer Temperatur von –160°C und wärmer herangeführt. Mittels der Pumpe P1 wird das LNG auf einen Druck zwischen 8 und 40 bara gepumpt und anschließend durch den Demethanizer-Kopfkondensator E1 geführt, in dem es angewärmt oder auch teilweise verdampft wird.
  • Das angewärmte oder auch teilweise verdampfte LNG kann nunmehr über die gestrichelt gezeichnete Leitung 2 direkt dem Demethanizer D1 aufgegeben werden. Alternativ oder ergänzend kann das angewärmte oder auch teilweise verdampfte LNG bzw. ein Teilstrom desselben über Leitung 3 dem Wärmetauscher E2 zugeführt, in diesem weiter verdampft und anschließend über Leitung 4 dem Demethanizer D1 zugeführt werden.
  • Aus dem Sumpf des Demethanizers D1 wird über Leitung 5 eine C2+-Kohlenwasserstoff-reiche Fraktion abgezogen, mittels der Pumpe P2 auf den in dem Deethanizer D2 herrschenden Druck gepumpt und diesem aufgegeben.
  • Die aus dem Sumpf des Demethanizers D1 abgezogene C2+-Kohlenwasserstoff-reiche Fraktion weist im Vergleich zu den bekannten Verfahrensweisen einen geringeren Methangehalt auf.
  • Es hat sich gezeigt, dass die erfindungsgemäße Verfahrensweise – unter einem wirtschaftlich vertretbaren Aufwand – eine Erhöhung der Ausbeute an Ethan bis zu 97% ermöglicht. Höhere Ethan-Ausbeuten mit dem Ziel, Rein-Methan zu gewinnen, sind unter einem erhöhten wirtschaftlichen Aufwand möglich.
  • Aus dem Sumpf des Deethanizers D2 wird über Leitung 11 eine so genannte LPG-Fraktion gewonnen.
  • Erfindungsgemäß wird nunmehr am Kopf des Deethanizers D2 über Leitung 8 eine Ethan-reiche, gasförmige Fraktion abgezogen und zum Zwecke der Beheizung des Demethanizers D1 durch den Demethanizer-Reboiler E3 geführt. Die dabei zumindest teilweise kondensierte, Ethan-reiche Fraktion wird über Leitung 9, in der die Pumpe P3 angeordnet ist, dem Deethanizer D2 als Rücklauf zugeführt. Ein Tei Teilstrom der zumindest teilweise kondensierten, Ethan-reichen Fraktion kann über Leitung 10 entweder als gasförmige oder flüssige Ethan-Produktfraktion einer weiteren, in der Figur nicht dargestellten Verwendung und/oder (Zwischen)Speicherung zugeführt werden.
  • Aus dem Kopf des Demethanizers D1 wird über Leitung 6 eine Methan-reiche Gasfraktion abgezogen. Verglichen mit den bei den zum Stand der Technik zählenden Verfahren, weist die über Leitung 6 am Kopf des Demethanizers abgezogene Methan-reiche Gasfraktion einen deutlich reduzierten Ethan-Gehalt auf.
  • Im Verdichter V erfolgt eine Verdichtung der Methan-reichen Gasfraktion auf den in den nachfolgenden Verfahrensstufen gewünschten bzw. erforderlichen Druck. Anschließend wird die Methan-reiche Fraktion in dem bereits erwähnten Wärmetauscher E2 ganz oder teilweise rückverflüssigt und über Leitung 7 ihrer weiteren Verwendung zugeführt. Diese Verwendung besteht beispielsweise darin, das rückverflüssigte Erdgas auf beispielsweise Pipelinedruck (z. B. 100 bara) zu pumpen, anschließend unter diesem Druck zu verdampfen und in das örtliche Gasnetz einzuspeisen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch dadurch realisiert werden, dass der Demethanizer über dem Deethanizer angeordnet und ihnen ein interner. oder externer kombinierter Demethanizer-Reboiler/Deethanizer-Kondensator zugeordnet wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Abtrennen von C2+-Kohlenwasserstoffen aus verflüssigtem Erdgas ermöglicht eine wesentlich bessere Kältenutzung des LNGs, so dass mehr "LNG-Kälte" bei einem tiefen Temperaturniveau – ab ca. –120°C – für andere Zwecke zur Verfügung steht. Ferner ist der Wärmebedarf des erfindungsgemäßen Verfahrens deutlich niedriger als bei den herkömmlichen, zum Stand der Technik zählenden Verfahrensführungen.

Claims (5)

  1. Verfahren zum Abtrennen von C2+-Kohlenwasserstoffen aus verflüssigtem Erdgas (LNG); wobei die Abtrennung der C2+-Kohlenwasserstoffe mittels wenigstens eines Demethanizers und eines dem Demethanizer nachgeschalteten Deethanizers erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Beheizung des Demethanizer-Reboilers (E3) durch den Deethanizer-Kondensator (8, 9) erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das dem Demethanizer (D1) zugeführte verflüssigte Erdgas (2, 4) vor der Zuführung in einem Demethanizer-Kopfkondensator (E1) und/oder in einem außerhalb des Demethanizers (D1) angeordneten Kondensator im Wärmetausch mit der am Kopf des Demethanizers (D1) abgezogenen Methan-reichen Fraktion angewärmt oder auch teilweise verdampft wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das verflüssigte Erdgas (2, 4) vor der Zuführung in den Demethanizer (D1) auf einen Druck zwischen 8 und 40 bara gepumpt wird (P1).
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die am Kopf des Demethanizers (D1) abgezogene Methan-reiche Fraktion (6) zumindest teilweise verdichtet (V) und anschließend rückverflüssigt wird (E2).
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückverflüssigung der Methan-reichen Fraktion im Wärmetausch mit dem dem Demethanizer (D1) zugeführten verflüssigten Erdgas (3, 4) erfolgt.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2024699A4 (de) * 2006-05-23 2017-09-20 Fluor Technologies Corporation Konfiguration zur rückgewinnung hoher ethan-anteile und entsprechende verfahren für lng-wiederverdampfungsanlagen

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