DE102004046342A1 - Verfahren zum Entfernen unerwünschter Komponenten aus einem Gasstrom - Google Patents

Verfahren zum Entfernen unerwünschter Komponenten aus einem Gasstrom Download PDF

Info

Publication number
DE102004046342A1
DE102004046342A1 DE102004046342A DE102004046342A DE102004046342A1 DE 102004046342 A1 DE102004046342 A1 DE 102004046342A1 DE 102004046342 A DE102004046342 A DE 102004046342A DE 102004046342 A DE102004046342 A DE 102004046342A DE 102004046342 A1 DE102004046342 A1 DE 102004046342A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fraction
hydrocarbon
gas stream
separation column
rich gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102004046342A
Other languages
English (en)
Inventor
Hans Dr. Schmidt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Linde GmbH
Original Assignee
Linde GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Linde GmbH filed Critical Linde GmbH
Priority to DE102004046342A priority Critical patent/DE102004046342A1/de
Publication of DE102004046342A1 publication Critical patent/DE102004046342A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/06—Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
    • C10L3/10—Working-up natural gas or synthetic natural gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B01D3/143—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column by two or more of a fractionation, separation or rectification step
    • B01D3/146—Multiple effect distillation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G5/00—Recovery of liquid hydrocarbon mixtures from gases, e.g. natural gas
    • C10G5/06—Recovery of liquid hydrocarbon mixtures from gases, e.g. natural gas by cooling or compressing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/06—Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
    • C10L3/10—Working-up natural gas or synthetic natural gas
    • C10L3/101—Removal of contaminants
    • C10L3/102—Removal of contaminants of acid contaminants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0204—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the feed stream
    • F25J3/0209—Natural gas or substitute natural gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
    • F25J3/0233—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of CnHm with 1 carbon atom or more
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
    • F25J3/0247—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of CnHm with 4 carbon atoms or more
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/04—Processes or apparatus using separation by rectification in a dual pressure main column system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/70—Refluxing the column with a condensed part of the feed stream, i.e. fractionator top is stripped or self-rectified
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
    • F25J2210/04—Mixing or blending of fluids with the feed stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2215/00—Processes characterised by the type or other details of the product stream
    • F25J2215/04—Recovery of liquid products
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2220/00—Processes or apparatus involving steps for the removal of impurities
    • F25J2220/60—Separating impurities from natural gas, e.g. mercury, cyclic hydrocarbons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2220/00—Processes or apparatus involving steps for the removal of impurities
    • F25J2220/60—Separating impurities from natural gas, e.g. mercury, cyclic hydrocarbons
    • F25J2220/64—Separating heavy hydrocarbons, e.g. NGL, LPG, C4+ hydrocarbons or heavy condensates in general
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2220/00—Processes or apparatus involving steps for the removal of impurities
    • F25J2220/60—Separating impurities from natural gas, e.g. mercury, cyclic hydrocarbons
    • F25J2220/66—Separating acid gases, e.g. CO2, SO2, H2S or RSH
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2235/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure or for conveying of liquid process streams
    • F25J2235/60—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure or for conveying of liquid process streams the fluid being (a mixture of) hydrocarbons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2245/00—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams
    • F25J2245/02—Recycle of a stream in general, e.g. a by-pass stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2260/00—Coupling of processes or apparatus to other units; Integrated schemes
    • F25J2260/20—Integration in an installation for liquefying or solidifying a fluid stream

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Entfernen von unerwünschten Komponenten, insbesondere von Aromaten, schweren Kohlenwasserstoffen, ungesättigten Kohlenwasserstoffen, Schwefelkomponenten und/oder Kohlendioxid, aus einem Kohlenwasserstoff-reichen Gasstrom, insbesondere einem Erdgasstrom, beschrieben, wobei die Abtrennung der unerwünschten Komponenten dadurch erfolgt, dass
- dem Kohlenwasserstoff-reichen Gasstrom eine schwere Kohlenwasserstoffe enthaltende Fraktion beigemischt wird,
- diese Mischfraktion in eine von unerwünschten Komponenten befreite Gasfraktion und eine mit unerwünschten Komponenten angereicherte Flüssigfraktion aufgetrennt und
- die von unerwünschten Komponenten befreite Gasfraktion verflüssigt und/oder einer weiteren Behandlung unterworfen und/oder als Produkt verwendet wird.
Erfindungsgemäß erfolgt die Auftrennung des Kohlenwasserstoff-reichen Gasstromes (3, 4), dem eine schwere Kohlenwasserstoffe enthaltende Fraktion (11) beigemischt ist, in einer Trennkolonne (T1).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von unerwünschten Komponenten, insbesondere von Aromaten, schweren Kohlenwasserstoffen, ungesättigten Kohlenwasserstoffen, Schwefelkomponenten und/oder Kohlendioxid, aus einem Kohlenwasserstoff-reichen Gasstrom, insbesondere einem Erdgasstrom, wobei die Abtrennung der unerwünschten Komponenten dadurch erfolgt, dass
    • – dem Kohlenwasserstoff-reichen Gasstrom eine schwere Kohlenwasserstoffe enthaltende Fraktion beigemischt wird,
    • – diese Mischfraktion in eine von unerwünschten Komponenten befreite Gasfraktion und eine mit unerwünschten Komponenten angereicherte Flüssigfraktion aufgetrennt und
    • – die von unerwünschten Komponenten befreite Gasfraktion verflüssigt und/oder einer weiteren Behandlung unterworfen wird.
  • Ein gattungsgemäßes Verfahren ist aus der deutschen Patentanmeldung 196 22 269 bekannt. Mit der Zitierung der vorgenannten Patentanmeldung sei deren Offenbarungsgehalt zur Gänze in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Patentanmeldung aufgenommen.
  • Vor der Verflüssigung eines Kohlenwasserstoff-reichen Gasstromes sind grundsätzlich diejenigen Komponenten, die während des Verflüssigungsprozesses ausfrieren und damit zu Verlegungen im Prozess führen würden, aus dem zu verflüssigenden Gasstrom zu entfernen. Insbesondere die Komponente Benzol ist hierbei im verflüssigten Kohlenwasserstoff-reichen Strom auf Gehalte von < 1 ppm einzustellen.
  • Die Abtrennung dieser unerwünschten Komponenten, also der Aromaten, schweren Kohlenwasserstoffe, etc., kann prinzipiell auf zwei unterschiedlichen Wegen erfolgen.
  • Bei einem vergleichsweise hohen Anteil an schweren Kohlenwasserstoffen wird der zu verflüssigende Kohlenwasserstoff-reiche Gasstrom vor dem eigentlichen Verflüssigungsprozess in eine Fraktion, bestehend aus schweren Kohlenwasserstoffen und Aromaten, sowie eine Fraktion, bestehend aus leichteren Kohlenwasserstoffen, fraktioniert. Anschließend wird dann lediglich die Fraktion, bestehend aus leichteren Kohlenwasserstoffen, der Verflüssigung unterworfen. Diese Vorgehensweise hat jedoch den Nachteil, dass sie zum einen verfahrenstechnisch aufwendig ist und zum anderen eine eigenständige Prozesseinheit mit eigenen Kühl- und Heizkreisläufen erfordert.
  • Bei geringeren Anteilen an schweren Kohlenwasserstoffen und Aromaten in dem zu verflüssigenden Kohlenwasserstoff-reichen Gasstrom empfiehlt es sich, die Abtrennung der schweren Kohlenwasserstoffe und Aromaten auf adsorptivem Wege zu realisieren. Hierzu werden der bzw. die für die notwendige Trocknung und gegebenenfalls Kohlendioxid-Entfernung des zu verflüssigenden Kohlenwasserstoffreichen Gasstromes verwendeten Adsorber entsprechend größer dimensioniert bzw. zusätzlich mit geeigneten Adsorbentien, die schwere Kohlenwasserstoffe und Aromaten aus dem zu verflüssigenden Gasstrom zu adsorbieren vermögen, ausgestattet. Nachteilig bei dieser Verfahrensweise ist jedoch, dass zum einen der bzw. die verwendeten Adsorber entsprechend größer dimensioniert werden müssen und zum anderen das bei der Regenerierung der beladenen Adsorber anfallende Regeneriergas in großem Umfange mit schweren Kohlenwasserstoffen und Aromaten belastet ist.
  • Das in der vorgenannten Patentanmeldung 196 22 692 offenbarte Verfahren stößt jedoch dann an seine Grenzen, wenn der zu behandelnde bzw. zu verflüssigende Strom in einem größeren Druckbereich, insbesondere bei höheren Drücken, behandelt werden soll. In diesen Fällen kommt es bei höheren Drücken aufgrund der Verschlechterung der k-Werte zu so großen Mengenströmen, dass die in den 1 bis 3 der vorgenannten Patentanmeldung dargestellte Trennkolonne T nicht mehr in einem sinnvollen bzw. baubaren Lastbereich betrieben werden kann. Dies hat zur Folge, dass unter Umständen eine Abtrennung derjenigen Stoffe, die im Verflüssigungsteil ausfrieren könnten, nicht mehr gewährleistet werden kann.
    •
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, das auch im Falle wechselnder, insbesondere höherer Drücke des zu behandelnden bzw. zu verflüssigenden Gasstromes eine ausreichende Abtrennung der unerwünschten Komponenten ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Auftrennung des Kohlenwasserstoff-reichen Gasstromes, dem eine schwere Kohlenwasserstoffe enthaltenden Fraktion beigemischt ist, in einer Trennkolonne erfolgt.
  • Im Gegensatz zu der in der deutschen Patentanmeldung 196 22 692 beschriebenen Verfahrensweise erfolgt die Auftrennung der Mischfraktion, bestehend aus dem zu behandelnden bzw. zu verflüssigenden Kohlenwasserstoff-reichen Gasstrom sowie der diesem zugemischten schwere Kohlenwasserstoffe enthaltenen Fraktion, in eine von unerwünschten Komponenten befreite Gasfraktion und eine mit unerwünschten Komponenten angereicherte Flüssigfraktion nunmehr nicht in einem Abscheider, sondern erfindungsgemäß in einer Trennkolonne. Diese Verfahrensweise hat den Vorteil, dass der Prozess über einen vergleichsweise großen Rohgas-Druckbereich – gemeint sind hierbei Druckbereiche bis zu 100 bar – ohne Begrenzung des Druckbereiches gefahren werden kann, ohne dass bei einer weiteren Temperaturabsenkung – also im Falle eines Verflüssigungsprozesses in dem nachgeschalteten Verflüssigungsteil – ein Feststoffausfall durch Anreicherung der unerwünschten Komponenten erfolgt.
    •
  • Das erfindungsgemäße Verfahren sowie weitere Ausgestaltungen desselben, die Gegenstände der abhängigen Patentansprüche darstellen, seien nachfolgend anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles eines Erdgas-Verflüssigungsprozesses näher erläutert.
  • Über Leitung 1 wird ein Methan-reicher Erdgasstrom einer vorzugsweise absorptiv arbeitenden Abtrenneinheit T zugeführt und in dieser von Wasser und Kohlendioxid befreit. Der von diesen Bestandteilen befreite Erdgasstrom wird anschließend über Leitung 2 aus der Abtrenneinheit T abgezogen und der Verflüssigung zugeführt.
  • Bei der Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es unerheblich, welcher Prozess für die zur Verflüssigung notwendige Kälteerzeugung herangezogen wird. So kann bspw. ein Expanderkreislauf, ein beliebiger Gemischkreislauf oder ein offener Expanderprozess eingesetzt werden.
  • In einem ersten Kühlschritt wird der Erdgasstrom, der dem Wärmetauscher E über Leitung 3 zugeführt wird, abgekühlt und anschließend über Leitung 4 erfindungsgemäß einer ersten Trennkolonne T1 zugeführt. Aus dem Kopf der Trennkolonne T1 wird über Leitung 5 eine von Aromaten und schweren Kohlenwasserstoffen befreite, gasförmige Methan-reiche Fraktion abgezogen und im Wärmetauscher E verflüssigt und unterkühlt. Die verflüssigte und unterkühlte Methan-reiche Fraktion wird sodann im Entspannungsventil 6 gedrosselt und über Leitung 7 in einen in der Figur nicht dargestellten Vorratstank eingespeist.
  • Aus dem Sumpf der erfindungsgemäß vorzusehenden ersten Trennkolonne T1 wird über Leitung 8 eine mit Aromaten und schweren Kohlenwasserstoffen angereicherte Flüssigfraktion abgezogen und mittels der Pumpe P auf den in der zweiten Trennkolonne T2 herrschenden Druck gepumpt. Diese Flüssigfraktion wird anschließend über Leitung 9 durch den Wärmetauscher E geführt und dabei angewärmt, bevor sie über Leitung 10 im oberen Bereich der zweiten Trennkolonne T2 dieser aufgegeben wird.
  • In der Trennkolonne T2 erfolgt eine Auftrennung in eine C5--Kohlenwasserstoff-reiche Gasfraktion und eine Aromaten und schwere Kohlenwasserstoffe enthaltende Flüssigfraktion. Letztere wird über Leitung 13 aus dem Sumpf der Trennkolonne T2 abgezogen und beispielsweise an der Anlagengrenze abgegeben. Die Beheizung der zweiten Trennkolonne T2 erfolgt mittels einer Sumpfheizung 12.
  • Die über Leitung 11 aus dem Kopf der Trennkolonne T2 abgezogene C5--Kohlenwasserstoff-reiche Gasfraktion wird dem abzukühlenden und zu verflüssigenden Erdgasstrom in der Leitung 2 als Waschflüssigkeit beigemischt.
  • Die erfindungsgemäß vorzusehende erste Trennkolonne T1 kann dergestalt ausgebildet sein, dass sie im Sumpf eine Heizschlange und in ihrem oberen Bereich eine Kondensationsschlange aufweist, denkbar ist jedoch auch eine Ausgestaltung, die lediglich einen Kopfkondensator aufweist. Hierbei können der vorzusehende Kopfkondensator und/oder der vorzusehende Sumpfaufkocher in die Konfiguration des Wärmetauschers E, bei dem es sich vorzugsweise um einen Plattenwärmetauscher handelt, integriert werden.
  • Insbesondere dann, wenn – wie in dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel gezeigt – zumindest die Vorkühlung des der Trennkolonne T1 zuzuführenden, Kohlenwasserstoff-reichen Gasstromes in wenigstens einem Plattenwärmetauscher oder wenigstens einem gewickelten Wärmetauscher erfolgt, sind gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens die in der Figur der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellten Sumpfheizung und/oder der ebenfalls in der Figur nicht dargestellte Kopfkondensator der Trennkolonne T1 in dem Wärmetauscher E integriert.
  • Aufgrund der Tatsache, das Kopfkondensator und/oder Sumpfaufkocher der ersten Trennkolonne T1 lediglich einen geringen Leistungsbedarf besitzen, kann auf ein zusätzliches Kältemittel(gemisch) verzichtet werden. Der apparative Mehraufwand verglichen mit einer Verfahrensweise, wie sie in der erwähnten deutschen Patentanmeldung 196 22 692 beschrieben ist, hält sich folglich in Grenzen und wird von den erreichten Vorteilen mehr als kompensiert.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Entfernen von unerwünschten Komponenten aus einem Kohlenwasserstoff-reichen Gasstrom kann – neben dem beschriebenen Erdgasverflüssigungsprozess – bei allen Prozessen – bspw. bei Raffinerie- oder Olefinprozessen –, bei denen eine Entfernung von unerwünschten Komponenten realisiert werden soll, Anwendung finden.

Claims (7)

  1. Verfahren zum Entfernen von unerwünschten Komponenten, insbesondere von Aromaten, schweren Kohlenwasserstoffen, ungesättigten Kohlenwasserstoffen, Schwefelkomponenten und/oder Kohlendioxid, aus einem Kohlenwasserstoff-reichen Gasstrom, insbesondere einem Erdgasstrom, wobei die Abtrennung der unerwünschten Komponenten dadurch erfolgt, dass – dem Kohlenwasserstoff-reichen Gasstrom eine schwere Kohlenwasserstoffe enthaltende Fraktion beigemischt wird, – diese Mischfraktion in eine von unerwünschten Komponenten befreite Gasfraktion und eine mit unerwünschten Komponenten angereicherte Flüssigfraktion aufgetrennt und – die von unerwünschten Komponenten befreite Gasfraktion verflüssigt und/oder einer weiteren Behandlung unterworfen und/oder als Produkt verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftrennung des Kohlenwasserstoff-reichen Gasstromes (3, 4), dem eine schwere Kohlenwasserstoffe enthaltenden Fraktion (11) beigemischt ist, in einer Trennkolonne (T1) erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die aus der Trennkolonne (T1) abgezogene, mit unerwünschten Komponenten angereicherte Flüssigfraktion (8, 9, 10) einer zweiten Trennkolonne (T2) aufgegeben wird, und – in der zweiten Trennkolonne (T2) eine Auftrennung in eine C5--Kohlenwasserstoff-reiche Gasfraktion (11) und eine die restlichen unerwünschten Komponenten enthaltende Flüssigfraktion (13) aufgetrennt wird, – wobei die C5--Kohlenwasserstoff-reiche Gasfraktion (11) dem zu verflüssigenden Kohlenwasserstoff-reichen Gasstrom (2) als Waschfraktion beigemischt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die aus der Trennkolonne (T1) abgezogene, mit unerwünschten Komponenten angereicherte Flüssigfraktion (8, 9, 10) vor der Aufgabe auf die zweite Trennkolonne (T2), vorzugsweise im Gegenstrom zu dem abzukühlenden Kohlenwasserstoff-reichen Gasstrom (3) angewärmt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennkolonne (T1) mit oder ohne Sumpfheizung betrieben wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennkolonne (T1) mit oder ohne Kopfkondensator betrieben wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennkolonne (T1) mit einer Sumpf-Heizschlange und/oder einer Kopf-Kondensationsschlange betrieben wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, wobei zumindest die Vorkühlung des der Trennkolonne zugeführten, Kohlenwasserstoff-reichen Gasstromes in wenigstens einem Plattenwärmetauscher oder wenigstens einem gewickelten Wärmetauscher erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Sumpfheizung und/oder der Kopfkondensator der Trennkolonne (T1) in dem oder den Wärmetauschern (E) integriert sind.
DE102004046342A 2004-09-24 2004-09-24 Verfahren zum Entfernen unerwünschter Komponenten aus einem Gasstrom Withdrawn DE102004046342A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004046342A DE102004046342A1 (de) 2004-09-24 2004-09-24 Verfahren zum Entfernen unerwünschter Komponenten aus einem Gasstrom

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004046342A DE102004046342A1 (de) 2004-09-24 2004-09-24 Verfahren zum Entfernen unerwünschter Komponenten aus einem Gasstrom

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102004046342A1 true DE102004046342A1 (de) 2006-03-30

Family

ID=36011582

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102004046342A Withdrawn DE102004046342A1 (de) 2004-09-24 2004-09-24 Verfahren zum Entfernen unerwünschter Komponenten aus einem Gasstrom

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102004046342A1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2540371A1 (de) * 2011-06-29 2013-01-02 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Verfahren zum Entfernen aromatischer Kohlenwasserstoffen aus einem Zufuhrgasstrom mit hohem Gehalt an aliphatischen Kohlenwasserstoffen
WO2014060072A1 (de) * 2012-10-16 2014-04-24 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zum abtrennen schwerer kohlenwasserstoffe aus einer kohlenwasserstoff-reichen fraktion
WO2016137842A1 (en) * 2015-02-24 2016-09-01 Ihi E&C International Corporation Method and apparatus for removing benzene contaminants from natural gas
CN106085528A (zh) * 2016-06-02 2016-11-09 成都深冷液化设备股份有限公司 一种高适应性脱除重烃的工艺
CN106440657A (zh) * 2015-06-12 2017-02-22 林德股份公司 从含有甲烷的合成气流分离出甲烷的方法和设备

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2540371A1 (de) * 2011-06-29 2013-01-02 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Verfahren zum Entfernen aromatischer Kohlenwasserstoffen aus einem Zufuhrgasstrom mit hohem Gehalt an aliphatischen Kohlenwasserstoffen
WO2014060072A1 (de) * 2012-10-16 2014-04-24 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zum abtrennen schwerer kohlenwasserstoffe aus einer kohlenwasserstoff-reichen fraktion
CN104685032A (zh) * 2012-10-16 2015-06-03 林德股份公司 从富烃馏分中分离重烃的方法
WO2016137842A1 (en) * 2015-02-24 2016-09-01 Ihi E&C International Corporation Method and apparatus for removing benzene contaminants from natural gas
US10126049B2 (en) 2015-02-24 2018-11-13 Ihi E&C International Corporation Method and apparatus for removing benzene contaminants from natural gas
CN106440657A (zh) * 2015-06-12 2017-02-22 林德股份公司 从含有甲烷的合成气流分离出甲烷的方法和设备
CN106440657B (zh) * 2015-06-12 2020-12-08 林德股份公司 从含有甲烷的合成气流分离出甲烷的方法和设备
CN106085528A (zh) * 2016-06-02 2016-11-09 成都深冷液化设备股份有限公司 一种高适应性脱除重烃的工艺

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19753903C2 (de) Verfahren zur Entfernung von CO¶2¶ und Schwefelverbindungen aus technischen Gasen, insbesondere aus Erdgas und Roh-Synthesegas
EP0012986B1 (de) Verfahren zum Abtrennen und Gewinnen gasförmiger Komponenten aus einem Gasgemisch durch physikalische Wäsche
DE2029466C2 (de) Verfahren zum adsorptiven Abtrennen von Bestandteilen eines Gasgemisches
EP0017174B1 (de) Verfahren zum Zerlegen eines Gasgemisches
DE2558903A1 (de) Behandlung von naturgas
EP3932522B1 (de) Verfahren und anlage zur entfernung von störkomponenten aus rohsynthesegas
EP0711969A2 (de) Verfahren zum Verflüssigen von Erdgas
DE102006005822A1 (de) Verfahren zur Kälteversorgung der Tieftemperaturtrennungsstufe einer Olefinanlage
DE102010044646A1 (de) Verfahren zum Abtrennen von Stickstoff und Wasserstoff aus Erdgas
DE2460515A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur entfernung von verunreinigungen aus solche enthaltenden tiefsiedenden gasen
EP2373400B1 (de) Verfahren zur reinigung von gasen und gewinnung von sauergasen
EP3583996B1 (de) Verfahren und anlage zur herstellung von syngasprodukte
EP3583997B1 (de) Verfahren und anlage zur reinigung von rohsynthesegas
DE102004046342A1 (de) Verfahren zum Entfernen unerwünschter Komponenten aus einem Gasstrom
DE102012017485A1 (de) Verfahren zum Abtrennen von C2+-Kohlenwasserstoffen oder von C3+-Kohlenwasserstoffen aus einer Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion
DE102013012656A1 (de) Verfahren zum Abtrennen unerwünschter Komponenten aus einem Helium-Strom
EP3102308B1 (de) Verfahren zum erzeugen und reinigen eines synthesegases
DE102006051759A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Zerlegung von Synthesegas mittels Methanwäsche
DE19622692C1 (de) Verfahren zum Verflüssigen eines Aromaten und schwere Kohlenwasserstoffe enthaltenden, Kohlenwasserstoff-reichen Gasstromes
DE3322473A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur vermeidung einer anreicherung unerwuenschter komponenten in einem fluessigen medium
DE3539554A1 (de) Verfahren zum gewinnen von c(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)(pfeil abwaerts)+(pfeil abwaerts) oder c(pfeil abwaerts)3(pfeil abwaerts)(pfeil abwaerts)+(pfeil abwaerts)-kohlenwasserstoffen aus gasgemischen
EP1519781B1 (de) Anlageneinheit zur desorption von kohlendioxid aus methanol
DE102014005935A1 (de) Verfahren zum Abtrennen von schweren Kohlenwasserstoffen
DE102015007529A1 (de) Verfahren und Anlage zur Abtrennung von Methan aus einem methanhaltigen Synthesegasstrom
DE102014008770B9 (de) Xenon-Gewinnung aus methanhaltigen Gasen

Legal Events

Date Code Title Description
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: LINDE AG, 80807 MUENCHEN, DE

R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination

Effective date: 20110927