DE102012218955A1 - Vorrichtung zur Erdgasverdichtung und Verfahren zur Methanherstellung - Google Patents

Vorrichtung zur Erdgasverdichtung und Verfahren zur Methanherstellung Download PDF

Info

Publication number
DE102012218955A1
DE102012218955A1 DE201210218955 DE102012218955A DE102012218955A1 DE 102012218955 A1 DE102012218955 A1 DE 102012218955A1 DE 201210218955 DE201210218955 DE 201210218955 DE 102012218955 A DE102012218955 A DE 102012218955A DE 102012218955 A1 DE102012218955 A1 DE 102012218955A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
natural gas
gas
hydrogen
carbon dioxide
compressor
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Withdrawn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
DE201210218955
Other languages
English (en)
Inventor
Siegfried Müssig
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.)
Rohol-Aufsuchungs AG
ROHOL AUFSUCHUNGS AG
Original Assignee
Rohol-Aufsuchungs AG
ROHOL AUFSUCHUNGS AG
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 Rohol-Aufsuchungs AG, ROHOL AUFSUCHUNGS AG filed Critical Rohol-Aufsuchungs AG
Priority to DE201210218955 priority Critical patent/DE102012218955A1/de
Priority to PCT/EP2013/069283 priority patent/WO2014060168A2/de
Publication of DE102012218955A1 publication Critical patent/DE102012218955A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23KFEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K5/00Feeding or distributing other fuel to combustion apparatus
    • F23K5/002Gaseous fuel
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/0005Catalytic processes under superatmospheric pressure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L3/00Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/06Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
    • C10L3/08Production of synthetic natural gas
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00539Pressure
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L2290/00Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/08Drying or removing water
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L2290/00Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/46Compressors or pumps
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L2290/00Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/60Measuring or analysing fractions, components or impurities or process conditions during preparation or upgrading of a fuel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L3/00Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/06Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
    • C10L3/10Working-up natural gas or synthetic natural gas
    • C10L3/101Removal of contaminants
    • C10L3/106Removal of contaminants of water

Abstract

Zur Entfernung von im Erdgas vorhandenem Kohlendioxid und/oder Wasserstoff und zur Verwertung von Wasserstoff, der durch Elektrolyse mittels Elektrizität aus erneuerbaren Energiequellen gewonnen wurde, wird ein Verfahren zur Herstellung von Methan aus Wasserstoff und Kohlendioxid vorgeschlagen, welches sich einer für andere Zwecke, insbesondere für die Speicherung oder Verteilung von Erdgas ohnehin vorhandenen Vorrichtung zum Verdichten von Erdgas mit einem einstufigen oder mehrstufigen Gasverdichter bedient, wobei im Gasstrom des verdichteten Erdgases ein Katalysator (7) und nach dem Katalysator (7) ein Trockner (9) angeordnet ist. Der ohnehin vorhandene Gasverdichter erzeugt beim Verdichten des Erdgases Wärme, sodass das verdichtete Erdgas ohne Zufuhr von externer Wärme bereits Temperaturen im Bereich zwischen 200°C und 400°C aufweist, sodass es erfindungsgemäß lediglich eines Katalysators (7) und eines Trockners (9) bedarf, um das Kohlendioxid und den Wasserstoff zu Methan und Wasserdampf umzusetzen und den Wasserdampf aus dem Erdgas zu entfernen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verdichten von Erdgas, mit einem einstufigen oder mehrstufigen Gasverdichter. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Methan aus Wasserstoff und Kohlendioxid unter Verwendung einer Vorrichtung zum Verdichten von Erdgas.
  • Natürliches Erdgas besteht zum größten Teil aus Methan und anderen gasförmigen Kohlenwasserstoffen, kann aber je nach Herkunft auch beträchtliche Anteile von Wasserstoff, Schwefelwasserstoff, Kohlendioxid und Wasserdampf enthalten. Diese Anteile sind schädlich und können insbesondere Korrosion an Rohrleitungen und Anlagenteilen der Erdgasverteilungsanlagen verursachen. Es ist deshalb erforderlich das geförderte Erdgas zu reinigen, bevor es in ein Leitungsnetz eingespeist wird. Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Entfernung von Wasserstoff und Kohlendioxid aus dem natürlichen Erdgas und kann daher zur Verbesserung der Gasqualität beitragen.
  • Im Rahmen der Nutzung von Elektrizität aus erneuerbarer Energie tritt das Problem auf, dass sich das Angebot an Elektrizität nicht mit der Nachfrage deckt. Insbesondere liefern Fotovoltaik-Anlagen nur dann Strom, wenn die Sonne scheint und Windenergieanlagen nur dann, wenn der Wind weht. Es besteht daher das dringende Bedürfnis der Speicherung der so gewonnenen Energie. Eine Möglichkeit besteht darin, die Elektrizität aus erneuerbarer Energie zur Erzeugung von Wasserstoff mittels Elektrolyse von Wasser zu nutzen. Allerdings ist die Speicherung und Verteilung von Wasserstoff selbst wieder problematisch. Eine Möglichkeit der Nutzung von Wasserstoff besteht darin, die für die Verteilung von Erdgas vorhandenen Anlagen und Leitungsnetze zu nutzen, indem man dem Erdgas bis zu 5% Wasserstoff beimischt. Die für die Bevorratung und Verteilung von Erdgas eingerichteten Anlagen sind aber im Allgemeinen nicht für Wasserstoff geeignet, insbesondere nicht wasserstoffdicht.
  • Man hat daher vorgeschlagen, den unter Verwendung von erneuerbaren Energien hergestellten Wasserstoff zusammen mit aus Verbrennungsprozessen, Gärprozessen oder einfach aus der Luft stammendem und gut verfügbaren Kohlendioxid zu Methan und Wasserdampf umzusetzen. Dieser Prozess ist als Sabatierprozess zur künstlichen Methanerzeugung bekannt. Er läuft bei Temperaturen zwischen 200°C und 400°C und unter Verwendung eines Katalysators nach der Formel 4H2 + CO2 = CH4 + 2H2O ab. Das so gewonnene Methan wird vom Wasserdampf getrennt und kann dann mit dem für die Speicherung und Verteilung von Erdgas vorhandenen Anlagen gespeichert und genutzt werden. Auf diese Weise lässt sich ein Teil der gewonnenen erneuerbaren Energie mit hoher Energiedichte speichern.
  • Die künstliche Methanerzeugung mittels Sabatierprozess, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist, erfordert aber eigens errichtete Prozessanlagen zur Durchführung des Sabatierprozesses, die einen hohen finanziellen Aufwand mit sich bringen. Zudem muss für die Durchführung des Sabatierprozesses Wärmeenergie zugeführt werden, was weitere Kosten verursacht.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur künstlichen Herstellung von Methan aus Wasserstoff und Kohlendioxid und eine für die Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung anzugeben, die eine kostengünstigere Methanherstellung ermöglicht als bekannte Vorrichtungen und Verfahren.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Verdichten von Erdgas mit einem Gasverdichter, indem im Gasstrom des verdichteten Erdgases ein Katalysator und nach dem Katalysator ein Trockner angeordnet ist. Durch den Verdichter wird das Erdgas und die im Erdgas enthaltenen Anteile von Wasserstoff und Kohlendioxid so stark erhitzt, dass im nachfolgend angeordneten Katalysator der Sabatierprozess ablaufen kann, durch welchen Methan und Wasserdampf entsteht. In dem nach dem Katalysator angeordneten Trockner wird der Wasserdampf entfernt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich daher zur Herstellung von Methan aus den im Erdgas vorhandenen Anteilen von Kohlendioxid und Wasserstoff. Dabei wird das Erdgas gleichzeitig gereinigt. Insbesondere bei Vorhandensein von Wasserdampf wirkt das im Erdgas enthaltene Kohlendioxid sehr korrosiv und beschädigt die mit dem Erdgas in Berührung kommenden Anlagen und Leitungen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich daher auch zur Reinigung von Erdgas.
  • Die Hauptanwendung der Erfindung besteht jedoch darin, einen an sich für andere Zwecke, etwa für die Speicherung oder Verteilung von Erdgas ohnehin vorhandenen Gasverdichter zur Herstellung von Methan zu verwenden, wobei Wasserstoff eingespeist wird, der durch Elektrolyse mittels Elektrizität aus erneuerbaren Energiequellen gewonnen wurde. Für diesen Zweck sieht eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor, dass eine in den Eingang des Verdichters mündende Zuführleitung für das Erdgas mit mindestens einem Einspeiseanschluss zum Einspeisen von Wasserstoff und/oder Kohlendioxid versehen ist.
  • Noch vorteilhafter ist eine Weiterbildung der Erfindung, wonach die Zuführleitung mit einem Mischer versehen ist, in dem Wasserstoff und Kohlendioxid eingespeist und gemischt werden können, bevor das Gasgemisch in den Erdgasstrom gelangt.
  • Mit der so ausgestalteten Vorrichtung lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren besser an die vorhandenen Mengen von Wasserstoff bzw. Kohlendioxid anpassen, indem in den Erdgasstrom vor dem Gasverdichter Wasserstoff im stöchiometrischen Verhältnis zum vorhandenen Kohlendioxid eingespeist wird.
  • Für den Fall, dass mehr Wasserstoff aus erneuerbaren Energien in den Gasstrom eingespeist werden sollen, als mit dem im Erdgasstrom vorhandenen Kohlendioxid umgesetzt werden kann, wird vorgeschlagen, dass in den Erdgasstrom vor dem Gasverdichter zusätzliches Kohlendioxid eingespeist wird.
  • Die Erfindung wird noch verbessert durch die Maßnahme, dass der Mischer mit einem Gaschromatographen versehen ist. Hierdurch lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren noch besser an die vorgefundenen Verhältnisse anpassen, indem die Zusammensetzung des Erdgases mittels des Gaschromatographen bestimmt wird und Wasserstoff und/oder Kohlendioxid in Abhängigkeit von der vorgefundenen Konzentration dieser Gase im Erdgas eingespeist werden.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann noch einfacher und kompakter ausgestaltet werden, indem der Katalysator innerhalb des Verdichters angeordnet ist. Möglich ist auch eine Beschichtung der Innenseite von Verbindungsleitungen mit dem Katalysatormaterial.
  • Die Maßnahme, dass im Gasstrom nach dem Trockner ein Kühler angeordnet ist, ermöglicht die Abkühlung des getrockneten Erdgases nach der Erzeugung zusätzlichen Methans insbesondere für die Speicherung und in einer Kaverne, denn bei gegebenem Maximaldruck ist die speicherbare Erdgasmenge höher, wenn das Erdgas kühler ist.
  • Wenn das Erdgas für andere Zwecke verwendet werden soll und eine Abkühlung nicht erforderlich ist, wird eine Ausführungsform empfohlen, bei der eine Bypassleitung parallel zum Kühler angeordnet ist. Durch Öffnen der Bypassleitung kann das Erdgas am Kühler vorbeigeleitet werden.
  • Um die Ausbeute des Sabatierprozesses noch zu erhöhen, ist eine erste Rückführleitung vorgesehen, mittels der ein Teil des Gasstromes vom Ausgang des Trockners oder des Kühlers zum Eingang des Gasverdichters rückführbar ist. Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann daher ein Teil des getrockneten Erdgases über diese Rückführleitung zum Eingang des Gasverdichters geführt werden, wo es erneut verdichtet, somit erhitzt und verdichtet wird und den Katalysator und den Trockner durchläuft.
  • In einer Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine zweite Rückführleitung vorgesehen, mittels der ein Teil des Gasstromes vom Ausgang des Gasverdichters zum Eingang des Gasverdichters rückführbar ist. Diese Maßnahme erlaubt eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, wonach ein Teil des verdichteten Erdgases über die zweite Rückführleitung vom Ausgang des Gasverdichters zum Eingang des Gasverdichters geführt wird, um erneut verdichtet und erhitzt zu werden. Dadurch bleibt das rückgeführte Gas länger im Bereich hoher Temperaturen, sodass der Sabatierprozess mit höherer Effektivität ablaufen kann.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.
  • Die Figuren der Zeichnung zeigen im Einzelnen:
  • 1: Ein Diagramm mit einer schematischen Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verdichten von Erdgas und zur Herstellung von Methan.
  • In der 1 erkennt man einen Gasverdichter 1, der von einem Motor 2 angetrieben wird. Erdgas wird über eine Zuführleitung 3 in den Einlass 4 des Gasverdichters 1 geleitet, wo es verdichtet und erhitzt wird. Das verdichtete Erdgas tritt aus dem Auslass 5 des Gasverdichters 1 aus und gelangt über eine Zwischenleitung 6 in einen Katalysator 7. Der Katalysator 7 ist über eine Verbindungsleitung 8 mit einem Trockner 9 verbunden. Im Trockner 9 wird aus dem Erdgasstrom Wasserdampf abgeschieden, der über Wasserdampfleitung 10 abgeleitet wird. Nach dem Trockner 9 gelangt das getrocknete Erdgas über eine weitere Verbindungsleitung 11 in den Eingang 12 eines Kühlers 13, wo es abgekühlt wird. Danach tritt es aus dem Ausgang 14 des Kühlers 13 in eine Versorgungsleitung 15 ein, durch die das getrocknete und mit dem künstlich erzeugten Methan angereicherte Erdgas einer Nutzung zugeführt wird, insbesondere in ein Gasverteilungsnetz oder in einen Gasspeicher eingeleitet wird.
  • Am Ausgang 14 des Kühlers 13 ist eine erste Rückführleitung 16 angeschlossen, durch die gekühltes und getrocknetes Erdgas in die Zuführleitung 3 vor dem Gasverdichter 1 zurückgeleitet werden kann. Des Weiteren ist am Ausgang 14 des Kühlers 13 ein Bypass 17 angeschlossen, dessen anderes Ende mit dem Eingang 12 des Kühlers 13 verbunden ist. Der Bypass 17 kann geöffnet werden, um das getrocknete Erdgas am Kühler 13 vorbeizuleiten.
  • Eine weitere Bypassleitung 18 führt von der Zuführleitung 3 vor dem Gasverdichter 1 zur Versorgungsleitung 15. Diese weitere Bypassleitung 18 dient zum Vorbeileiten des Erdgases am Gasverdichter 1, dem Katalysator 7, dem Trockner 9 und dem Kühler 13.
  • Eine zweite Rückführleitung 19 mit einem Ventil 20 führt vom Auslass 5 des Gasverdichters 1 zu seinem Einlass 4.
  • In der Zuführleitung 3 ist ein Mischer 21 angeordnet, in den einerseits das von außen zugeführte Erdgas eingeleitet wird und der außerdem einen ersten Einspeiseanschluss 22 für das Einspeisen von Kohlendioxid und einen zweiten Einspeiseanschluss 23 für das Einspeisen von Wasserstoff aufweist.
  • Das aus einer Erdgasquelle stammende Erdgas wird über die Zuführleitung 3 zunächst in den Mischer 21 geführt, wo Wasserstoff oder Kohlendioxid oder beides eingespeist werden kann. Je nachdem wieviel Kohlendioxid oder Wasserstoff im natürlichen Erdgas vorhanden ist, wird zusätzlich Wasserstoff oder Kohlendioxid eingespeist, sodass die beiden Gaskonzentrationen möglichst nahe an einem stöchiometrischen Verhältnis zum Ablauf des Sabatierprozesses stehen. Soll zusätzlich Wasserstoff, insbesondere aus erneuerbaren Energien gewonnener Wasserstoff dem Erdgas zugemischt werden, muss auch der zusätzlich einzuspeisende Kohlendioxidanteil erhöht werden. Entsprechendes gilt für den Fall, dass etwa vorhandenes Kohlendioxid verwertet werden soll. Dann muss ein entsprechender Anteil von Wasserstoff zugemischt werden.
  • Wasserstoff und Kohlendioxid werden im Mischer 21 vorgemischt und dem Erdgasstrom hinzugefügt. Zur Bestimmung der erforderlichen Anteile an Kohlendioxid und Wasserstoff ist ein nicht gezeigter Gaschromatograph vorgesehen, der die entsprechenden Konzentrationen von Wasserstoff und Kohlendioxid im eingeleiteten Erdgas bestimmt.
  • Das gegebenenfalls mit zugemischtem Wasserstoff und Kohlendioxid angereicherte Erdgas gelangt weiter über die Zuführleitung 3 in den Einlass 4 des Gasverdichters 1, wo es stark verdichtet und dabei auch stark erhitzt wird, bis es eine Temperatur im Bereich zwischen 200°C und 400°C erreicht. Das verdichtete und heiße Gasgemisch tritt aus dem Auslass 5 des Verdichters 1 aus und gelangt in den Katalysator 7, wo der Sabatierprozess abläuft und die im Gasgemisch enthaltenen Anteile von Wasserstoff und Kohlendioxid zu Methan und Wasserdampf umgesetzt werden. Das so künstlich erzeugte Methan verbleibt im Erdgas und erhöht den ohnehin enthaltenen Methananteil. Der Wasserdampfanteil muss jedoch noch aus dem Erdgas entfernt werden.
  • Hierfür gelangt das Gasgemisch aus dem Katalysator 7 über die Verbindungsleitung 8 in den Trockner 9, wo der enthaltene Wasserdampf abgeschieden und über die Wasserdampfleitung 10 abgeführt wird. Das getrocknete Erdgas gelangt über die Verbindungsleitung 11 in den Kühler 13, wo es abgekühlt wird, um dann in die Versorgungsleitung 15 zu gelangen. Die Versorgungsleitung 15 führt beispielsweise zu einem Gasspeicher, insbesondere einer unterirdischen Kaverne, oder es kann auch direkt in ein Gasverteilungsnetz eingespeist werden.
  • Zur Verbesserung der Effektivität der künstlichen Methanherstellung kann das verdichtete Erdgas vom Auslass 5 des Gasverdichters 1 über die zweite Rückführleitung 19 zum Einlass 4 des Gasverdichters 1 zurückgeführt werden. Hierfür wird das Ventil 20 geöffnet. Es kann auch eine Rückführung von umgesetztem, getrocknetem und gegebenenfalls gekühlten Erdgas vom Ausgang 14 des Kühlers 13 über die erste Rückführleitung 16 zur Zuführleitung 3 zurückgeführt und im Gasstrom zwischen dem Mischer 21 und dem Gasverdichter 1 in die Zuführleitung 3 eingespeist werden. Umgekehrt kann über die Bypassleitung 18 Erdgas aus der Zuführleitung 3 vor dem Gasverdichter 1 zu der Versorgungsleitung 15 umgeleitet werden, sodass es nicht durch Gasverdichter 1, Katalysator 7, Trockner 9 und Kühler 13 fließt.
  • In einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nur ein Teilstrom aus dem zugeführten Erdgas durch die erfindungsgemäße Vorrichtung geleitet, wenn dadurch erreicht werden kann, dass die Sabatier Reaktion stöchiometrisch abläuft.
  • Die Erfindung kann mit wirtschaftlichem Vorteil schon vorhandene Erdgasverdichter, die zum Einspeisen des Erdgases in ein Gasverteilungsnetz oder in einen Gasspeicher, insbesondere eine unterirdische Kaverne dienen, für die künstliche Herstellung von Methan aus Wasserstoff und Kohlendioxid nutzen. Dabei müssen diese Erdgasverdichter nur mit wenigen zusätzlichen Anlagenteilen, insbesondere einem Katalysator und einem Trockner versehen werden. Die für den Ablauf des Sabatierprozesses erforderliche Temperatur wird durch die Verdichtung erreicht, ohne dass zusätzliche Wärmeenergie zugeführt werden müsste. Auf die erfindungsgemäße Weise wird nicht nur das natürliche Erdgas von Kohlendioxid- und Wasserstoffbeimischungen gereinigt und so seine agressive Wirkung auf Anlagenteile beseitigt, sondern es kann darüber hinaus Wasserstoff aus erneuerbaren Energiequellen zur Herstellung künstlichen Methans verwendet werden, wobei ein Teil der ursprünglich erzeugten erneuerbaren Energie wirkungsvoll gespeichert und einer späteren Nutzung zugeführt werden kann.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Gasverdichter
    2
    Motor
    3
    Zuführleitung
    4
    Einlass
    5
    Auslass
    6
    Zwischenleitung
    7
    Katalysator
    8
    Verbindungsleitung
    9
    Trockner
    10
    Wasserdampfleitung
    11
    Verbindungsleitung
    12
    Eingang
    13
    Kühler
    14
    Ausgang
    15
    Versorgungsleitung
    16
    erste Rückführleitung
    17
    Bypass
    18
    Bypassleitung
    19
    zweite Rückführleitung
    20
    Ventil
    21
    Mischer
    22
    erster Einspeiseanschluss
    23
    zweiter Einspeiseanschluss

Claims (19)

  1. Vorrichtung zum Verdichten von Erdgas, mit einem einstufigen oder mehrstufigen Gasverdichter (1), dadurch gekennzeichnet, dass im Gasstrom des verdichteten Erdgases ein Katalysator (7) und nach dem Katalysator (7) ein Trockner (9) angeordnet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator innerhalb des Verdichters (1) angeordnet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Gasstrom nach dem Trockner (9) ein Kühler (13) angeordnet ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bypass (17) parallel zum Kühler (13) angeordnet ist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Rückführleitung (16) vorgesehen ist, mittels derer ein Teil des Gasstromes vom Ausgang des Trockners (9) oder vom Ausgang (14) des Kühlers (13) zum Eingang (4) des Gasverdichters (1) rückführbar ist.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Rückführleitung (19) vorgesehen ist, mittels derer ein Teil des Gasstroms vom Ausgang (5) des Gasverdichters (1) zum Eingang (4) des Gasverdichters (1) rückführbar ist.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine in den Eingang (4) des Gasverdichters (1) mündende Zuführleitung (3) für das Erdgas mit mindestens einem Einspeiseanschluss (22, 23) zum Einspeisen von Wasserstoff und/oder Kohlendioxid versehen ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführleitung (3) mit einem Mischer (21) versehen ist, in dem Wasserstoff und Kohlendioxid eingespeist und gemischt werden können, bevor das Gasgemisch in den Erdgasstrom gelangt.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischer (21) mit einem Gaschromatographen versehen ist.
  10. Verfahren zur Herstellung von Methan aus Wasserstoff und Kohlendioxid unter Verwendung einer Vorrichtung zum Verdichten von Erdgas nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: – das Erdgas wird in einem Gasverdichter (1) verdichtet und erhitzt sich dabei auf eine Temperatur zwischen 200°C und 400°C; – das heiße Erdgas wird über einen Katalysator (7) geleitet, wobei das im Erdgas enthaltene Kohlendioxid mit dem im Erdgas enthaltenen Wasserstoff zu Methan und Wasserdampf umgesetzt wird; – der Wasserdampf wird in einem Trockner (9) aus dem Erdgas entfernt.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das getrocknete Erdgas in einem Kühler (13) abgekühlt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des getrockneten Erdgases über eine erste Rückführleitung (16) zum Eingang (4) des Gasverdichters (1) geführt wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des verdichteten Erdgases über eine zweite Rückführleitung (19) vom Ausgang (5) des Gasverdichters (1) zum Eingang (4) des Gasverdichters (1) geführt wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in den Erdgasstrom vor dem Gasverdichter (1) Wasserstoff eingespeist wird, vorzugsweise im stöchiometrischen Verhältnis zum vorhandenen Kohlendioxid.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass in den Erdgasstrom vor dem Gasverdichter (1) zusätzliches Kohlendioxid eingespeist wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass Wasserstoff und Kohlendioxid vor der Einspeisung in den Erdgasstrom in einem Mischer (21) gemischt werden.
  17. Verfahren nach einer der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung des Erdgases mittels eines Gaschromatographen bestimmt wird und dass Wasserstoff und/oder Kohlendioxid in Abhängigkeit von der vorgefundenen Konzentration von Wasserstoff und Kohlendioxid im Erdgas eingespeist werden.
  18. Verfahren nach einer der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teilstrom aus dem zugeführten Erdgas durch die erfindungsgemäße Vorrichtung geleitet wird.
  19. Verwendung eines für andere Zwecke, insbesondere für die Speicherung oder Verteilung von Erdgas vorhandenen Gasverdichters zur Herstellung von Methan gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere unter Einspeisung von Wasserstoff, der durch Elektrolyse mittels Elektrizität aus erneuerbaren Energiequellen gewonnen wurde.
DE201210218955 2012-10-17 2012-10-17 Vorrichtung zur Erdgasverdichtung und Verfahren zur Methanherstellung Withdrawn DE102012218955A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201210218955 DE102012218955A1 (de) 2012-10-17 2012-10-17 Vorrichtung zur Erdgasverdichtung und Verfahren zur Methanherstellung
PCT/EP2013/069283 WO2014060168A2 (de) 2012-10-17 2013-09-17 Vorrichtung zur erdgasverdichtung und verfahren zur methanherstellung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201210218955 DE102012218955A1 (de) 2012-10-17 2012-10-17 Vorrichtung zur Erdgasverdichtung und Verfahren zur Methanherstellung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102012218955A1 true DE102012218955A1 (de) 2014-05-15

Family

ID=49226154

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201210218955 Withdrawn DE102012218955A1 (de) 2012-10-17 2012-10-17 Vorrichtung zur Erdgasverdichtung und Verfahren zur Methanherstellung

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102012218955A1 (de)
WO (1) WO2014060168A2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11732934B2 (en) 2018-12-20 2023-08-22 AG Equipment Company Heat of compression energy recovery system using a high speed generator converter system

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3018190A1 (de) * 2014-11-04 2016-05-11 Haldor Topsøe A/S Verfahren zur Herstellung von methanreichem Gas
CN114320671A (zh) * 2021-12-22 2022-04-12 中船动力镇江有限公司 可调流量天然气加压系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011101137A1 (de) * 2010-02-17 2011-08-25 Meissner, Jan A. Verfahren und anlage zur herstellung von cbm (compressed biomethane) als treibhausgasreduzierter kraftstoff
DE102010032709A1 (de) * 2010-07-29 2012-02-02 Lurgi Gmbh Verfahren zur Herstellung von synthetischem Erdgas
DE102011105934A1 (de) * 2011-06-29 2013-01-03 Solarfuel Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Methanisierungsreaktors und Methanisierungsreaktor
WO2013034130A2 (de) * 2011-09-09 2013-03-14 Karl Werner Dietrich Ökologische sequestrierung von kohlendioxid / vermehrung der durch biomasse erzielbaren bioenergie
DE102011051250A1 (de) * 2011-06-22 2013-04-04 Jan A. Meissner Verfahren und Anlagen zur Treibhausgasreduzierung von Kraft- und Heizstoffen
EP2607303A1 (de) * 2011-12-22 2013-06-26 Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Verfahren zur Einspeicherung von Energie, die in Form von elektrischer Energie oder Wärme vorliegt, in ein Eduktgasgemisch sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
DE102012200221A1 (de) * 2012-01-10 2013-07-11 Highterm Research Gmbh Verfahren zur Erzeugung eines methanreichen Gases

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE520222C (de) * 1925-02-21 1931-03-09 Marcus Brutzkus Verfahren zur synthetischen Herstellung leichter OEle und Alkohole, die als Brennstoff fuer Verbrennungsmotoren Verwendung finden koennen, aus Wassergas oder aehnlichen Gasen
NL2002756C2 (nl) * 2009-04-16 2010-10-19 Stichting Energie Werkwijze en systeem voor het vervaardigen van een brandbaar gas uit een brandstof.
FR2948352B1 (fr) * 2009-07-24 2012-06-22 Dalkia France Procede et dispositif de reformage, machine de conversion energetique impliquant une combustion et/ou une oxydation comprenant un tel dispositif de retournage

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011101137A1 (de) * 2010-02-17 2011-08-25 Meissner, Jan A. Verfahren und anlage zur herstellung von cbm (compressed biomethane) als treibhausgasreduzierter kraftstoff
DE102010032709A1 (de) * 2010-07-29 2012-02-02 Lurgi Gmbh Verfahren zur Herstellung von synthetischem Erdgas
DE102011051250A1 (de) * 2011-06-22 2013-04-04 Jan A. Meissner Verfahren und Anlagen zur Treibhausgasreduzierung von Kraft- und Heizstoffen
DE102011105934A1 (de) * 2011-06-29 2013-01-03 Solarfuel Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Methanisierungsreaktors und Methanisierungsreaktor
WO2013034130A2 (de) * 2011-09-09 2013-03-14 Karl Werner Dietrich Ökologische sequestrierung von kohlendioxid / vermehrung der durch biomasse erzielbaren bioenergie
EP2607303A1 (de) * 2011-12-22 2013-06-26 Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Verfahren zur Einspeicherung von Energie, die in Form von elektrischer Energie oder Wärme vorliegt, in ein Eduktgasgemisch sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
DE102012200221A1 (de) * 2012-01-10 2013-07-11 Highterm Research Gmbh Verfahren zur Erzeugung eines methanreichen Gases

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11732934B2 (en) 2018-12-20 2023-08-22 AG Equipment Company Heat of compression energy recovery system using a high speed generator converter system

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014060168A3 (de) 2015-02-19
WO2014060168A2 (de) 2014-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2382028A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum abtrennen von kohlendioxid aus einem abgas einer fossilbefeuerten kraftwerksanlage
DE102011002320B3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Strom aus schwefelwasserstoffhaltigen Abgasen
DE102009034551A1 (de) Verfahren und Anlage zur Herstellung von Methanol
EP2562237A1 (de) Verfahren zur Bereitstellung eines Gases mit sehr hohem Methangehalt und dazu ausgelegte Anlage
EP2532729B1 (de) Verfahren zum bereitstellen eines in ein gasnetz einspeisbaren gasgemisches und dafürgeeignete anlage
DE102012218955A1 (de) Vorrichtung zur Erdgasverdichtung und Verfahren zur Methanherstellung
DE102006019100A1 (de) Verfahren zur Produktion von Exportdampf in Dampfreformern
WO2014000737A1 (de) Verfahren und einrichtung zur speicherung von elektroenergie
EP2598464B1 (de) Verfahren zur herstellung eines methanhaltigen gases aus synthesegas sowie methangewinnungsanlage zur durchführung des verfahrens
EP3115336B2 (de) Verfahren und anlage zur kühlung von synthesegas
DE102010049792B4 (de) Kleinkraftwerk sowie Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von hochreinem Wasserstoff
DE2828001A1 (de) Verfahren zur herstellung von wasserstoff
EP1726352A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung von Biogas oder Faulgas
DE102006019699A1 (de) Dampferzeugung in Dampfreformierungsprozessen
DE102012208223A1 (de) Anlage und Verfahren zur Kohlenstoffdioxid- und Wasserabscheidung
DE102015214943A1 (de) Verfahren und Anlage für eine chemische Synthese
DE102010049444A1 (de) Verfahren zum Abkühlen eines kryogenen Gaszerlegers
DE2440456C3 (de) Verfahren zur Reinigung eines mit Kohlendioxid verunreinigten methanreichen Gases
DE102020200235A1 (de) Verfahren und Anlage zur Herstellung von Salpetersäure
EP3020696A1 (de) Verfahren und anlage zur herstellung eines oder mehrerer oxygenate
DE3802555A1 (de) Verfahren zum betreiben einer synthesegasanlage und anlage zur durchfuehrung des verfahrens
EP2416869A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur behandlung von rauchgasen
DE102015117683B3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung und Behandlung von Schutz- und/oder Reaktionsgasen zur Wärmebehandlung von Metallen
DE102016122083A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Direktreduktionsreaktors zur Herstellung von direkt reduziertem Eisen aus Eisenerz
DE1230407B (de) Verfahren zur Abscheidung von Ammoniak aus dem Kreislaufgas der Ammoniaksynthese

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee