DE102014011226B4 - Xenon-Gewinnung aus ethanreichen Flüssigkeiten und Gasen - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Gewinnung eines Xe-haltigen Produktstroms (P), insbesondere eines hochreinen Xe-haltigen Produktstroms (P), aus einem flüssigen oder gasförmigen, ethanreichen Einsatzstrom (E'), aufweisend die Schritte: Vorbehandlung, bei gasförmigem ethanreichen Einsatzstrom Abkühlen und eventuell Ankondensieren des Einsatzstroms (E'), Einleiten des Einsatzstroms (E') in eine erste Kolonne (31), Abziehen eines Kopfprodukts in Form einer methanreichen gasförmigen Phase (G) aus dem Kopf der ersten Kolonne, Abziehen eines Sumpfprodukts in Form einer (methanarmen) Xe-haltigen flüssigen Phase (F) aus dem Sumpf der ersten Kolonne, Einleiten des Sumpfprodukts in eine zweite Kolonne (33), und Abziehen des Xe-haltigen Produktstroms (P) aus dem Kopf der zweiten Kolonne (33). Die für die Kondensatoren der beiden Kolonnen und eventuell die Abkühlung des Einsatzgases notwendige Kälte wird über einen Expander-Kältekreislauf zur Verfügung gestellt, der bevorzugt aus einem Teilstrom des angewärmten Kopfproduktes der ersten Kolonne mit Kältemittel versorgt wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine entsprechende Anlage (1) zur Xe-Gewinnung.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Xe gemäß Anspruch 1 sowie eine Anlage zur Gewinnung von Xe gemäß Anspruch 16.
  • Xenon (Xe) besitzt einen geringfügig niedrigeren Siedepunkt als Ethan, wird also bei der Erdgasaufbereitung bevorzugt im ethanreichen Sumpfprodukt einer Methan-Abtrennkolonne („Demethanizer”) angereichert sein. Dieses ethanreiche Sumpfprodukt einer Methan-Abtrennkolonne enthält geringe Anteile von Methan (typisch zwischen 0,5 Vol.-% und 10 Vol.-%) und wird üblicherweise in einer Fraktionierung in einen ethanreichen Strom und in weitere Fraktionen aufgetrennt. Der ethanreiche Strom oder das ethanreiche Sumpfprodukt dient als Einsatzstoff für die Ethylenherstellung. Je nach Entfernung zwischen Erdgasaufbereitungsanlage und Ethylenanlage wird der ethanreiche Strom entweder flüssig oder bei ca. Umgebungstemperatur als gasförmiger Strom an die Ethylenanlage übergeben. Zudem liegt Ethan auch in Hochdruck-Flüssigphasen von Erdgasen oder Erdöl-Begleitgasen in höheren Konzentrationen vor. Xenon wurde bisher noch nicht aus ethanreichen Einsatzströmen gewonnen.
  • Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein entsprechendes Verfahren zur Gewinnung von Xenon aus ethanreichen Fluiden bereitzustellen.
  • Dieses Problem wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den entsprechenden Unteransprüchen angegeben bzw. werden nachfolgend beschrieben.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Gewinnung eines Xe-haltigen Produktstroms, insbesondere eines hochreinen Xe-haltigen Produktstroms, aus einem flüssigen oder gasförmigen, ethanreichen Einsatzstrom, sieht dabei die Schritte vor (vorzugsweise Start mit gasförmigem Einsatzstrom):
    • – Abkühlen und eventuell Ankondensieren (auch als teilweises Kondensieren oder Teilkondensieren bezeichnet) des Einsatzstroms,
    • – Einleiten des Einsatzstroms in eine erste Kolonne,
    • – Abziehen eines Kopfprodukts in Form einer methanreichen gasförmigen Phase aus dem Kopf der ersten Kolonne,
    • – Abziehen eines Sumpfprodukts in Form einer methanarmen, Xe-haltigen flüssigen Phase aus dem Sumpf der ersten Kolonne,
    • – Einleiten des Sumpfprodukts bzw. der Xe-haltigen flüssigen Phase in eine zweite Kolonne (33), und
    • – Abziehen des Xe-haltigen Produktstroms aus dem Kopf der zweiten Kolonne (33).
  • Das ethanreiche Sumpfprodukt einer Methan-Abtrennkolonne weist bevorzugt 0 Vol.-% bis 10 Vol.-% CH4, 50 Vol.-% bis 99 Vol.-% C2H6, 0 Vol.-% bis 30 Vol.-% C3+ (hierbei bezeichnet C3+ Kohlenwasserstoffe mit 3 oder mehreren Kohlenstoffatomen) sowie einen Volumenanteil von Xe und Kr auf, der geringer ist als 0,5 Vol.-%.
  • Bei dem Einsatzstrom kann es sich weiterhin auch um das ethanreiche Produkt einer Erdas-Franktionierung handeln. Ein derartiger Einsatzstrom weist bevorzugt 0 Vol.-% bis 10 Vol.-% CH4, 80 Vol.-% bis 99 Vol.-% C2H6, 1 Vol.-% bis 20 Vol.-% C3+, sowie ferner einen Volumenanteil von Xe und Kr, der geringer ist als 1 Vol.-% (bei C3+ handelt es sich um Kohlenwasserstoffe, die drei oder mehr Kohlenstoffatome aufweisen).
  • Wenn als Einsatzstrom die Hochdruck-Flüssigphase eines Erdgases oder Erdöl-Begleitgases verwendet wird, weist dieser Strom bevorzugt 0 Vol.-% bis 30 Vol.-% CH4, 20 Vol.-% bis 60 Vol.-% C2H6, 20 Vol.-% bis 70 Vol.-% C3+ (hierbei bezeichnet C3+ Kohlenwasserstoffe mit 3 oder mehreren Kohlenstoffatomen) sowie einen Volumenanteil von Xe und Kr auf, der geringer ist als 1,0 Vol.-%. Ethanreich im Sinne der Erfindung bedeutet insbesondere, dass Ethan in dem betreffenden Strom mit einem Anteil von mehr als 20 Vol.-% vorliegt, insbesondere mehr als 50 Vol.-%.
  • Weiterhin wird im Sinne der Erfindung unter einem hochreinen Xe-haltigen Produktstrom ein Xe-Produktstrom verstanden, der neben Xe lediglich Verunreinigungen (andere Komponenten) unterhalb von 10 ppmV aufweist.
  • Im Hinblick auf das Kopfprodukt der ersten Kolonne bedeutet methanreich, dass das Kopfprodukt neben CH4 lediglich Verunreinigungen unterhalb von 1 Vol.-% enthält, je nach Gehalt an N2, Ar und Kr des Einsatzstromes.
  • Im Hinblick auf das Sumpfprodukt der ersten Kolonne bedeutet methanarm, dass das Sumpfprodukt Methan lediglich im Bereich von 0 ppmV bis 10 ppmV aufweist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass aus dem oberen Bereich der ersten Kolonne eine insbesondere methanreiche, gasförmige Phase abgezogen, in einem ersten Kondensator gegen einen ersten Kältemittelstrom zumindest teilweise kondensiert und die entstandene Flüssigkeit als Rücklauf in die erste Kolonne zurückgegeben wird, um die Xe-Konzentration im Kopfprodukt zu minimieren und damit die Xe-Ausbeute des Prozesses zu maximieren. Alternativ hierzu besteht die Möglichkeit, dass der ankondensierte oder flüssige Einsatzstrom auf einen obersten Boden der ersten Kolonne gegeben wird. Ferner wird bevorzugt aus dem Sumpf der ersten Kolonne eine Xe-haltige flüssige Phase abgezogen, die in einem ersten Aufkocher (z. B. Umlaufverdampfer) gegen warme Prozessströme (z. B. Einsatzgas bzw. -strom, Kältemittestrom, insbesondere Hochdruck-Kältemittel) teilweise verdampft wird und in die erste Kolonne zurückgegeben wird, um die Xe-Ausbeute zu maximieren und die Sumpfkonzentration an Methan einzustellen. Alternativ kann der Abzug der Xe-haltigen flüssigen Phase auch vom untersten Boden der Kolonne erfolgen, wenn dadurch eine bessere Kältenutzung bei der teilweisen Verdampfung dieses Stromes möglich ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist weiterhin vorgesehen, dass aus dem oberen Bereich der zweiten Kolonne eine Xe-haltige gasförmige Phase abgezogen, in einem zweiten Kondensator gegen einen zweiten Kältemittelstrom zumindest teilweise kondensiert und in die zweite Kolonne zurückgegeben wird, um ein hochreines Xe-Kopfprodukt einzustellen. Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass aus dem Sumpf der zweiten Kolonne eine C2+-reiche flüssige Phase abgezogen wird, in einem zweiten Aufkocher (z. B. Umlaufverdampfer) teilweise verdampft wird und in die zweite Kolonne zurückgegeben wird, um die Restkonzentration von Xe im Sumpfprodukt der zweiten Kolonne zu minimieren und damit die Xe-Ausbeute des Prozesses zu maximieren. Alternativ kann der Abzug der kohlenwasserstoffhaltigen flüssigen Phase auch vom untersten Boden der Kolonne erfolgen, wenn dadurch eine bessere Kältenutzung bei der teilweisen Verdampfung dieses Stromes möglich ist.
  • Durch das Rückführen der zumindest teilweise kondensierten gasförmigen Phase in den Kopf der jeweiligen Kolonne sowie das Zurückführen der teilweise verdampften flüssigen Phase in den Sumpf/unteren Bereich der jeweiligen Kolonne wird sichergestellt, dass die gasförmige und die flüssige Phase die jeweilige Kolonne im Gegenstrom durchlaufen, was eine effektive Rektifikation in den Kolonnen ermöglicht.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist weiterhin vorgesehen, dass das Abkühlen und eventuell Ankondensieren des Einsatzstroms in einer Wärmeübertragereinheit gegen den kalten Produktstrom bzw. kalte Produktströme und/oder kalte Kältemittelströme durchgeführt wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist weiterhin vorgesehen, dass der erste und/oder der zweite Kondensator in die Wärmeübertragereinheit integriert sind oder separat zu dieser ausgebildet sind. Weiterhin können auch der erste und/oder der zweite Aufkocher in die Wärmeübertragereinheit integriert oder separat zu dieser ausgebildet sein.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das Kopfprodukt aus der ersten Kolonne in der Wärmeübertragereinheit gegen abzukühlendes Einsatzgas (Einsatzstrom) und/oder abzukühlende Kältemittelströme angewärmt wird, verdichtet wird und zumindest teilweise in eine Rohrleitung bzw. Pipeline zurückgeführt wird, aus der der Einsatzstrom für die Erdgas-Aufbereitungsanlage an einer Entnahmestelle zuvor entnommen wurde (die insbesondere stromauf der besagten Abkühlung bzw. Ankondensation des Einsatzstromes liegt).
  • Alternativ bzw. ergänzend hierzu kann ein Teil des Kopfprodukts (oder das gesamte Kopfprodukt) aus der ersten Kolonne nach Einstellung des Inertengehalts (z. B. N2, Ar) auf Werte unter 1 Vol.-% bis 2 Vol.-% verflüssigt und als Flüssigerdgas-Produkt (LNG) gewonnen und gelagert werden.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass zumindest ein Teil des methanreichen Kopfprodukts aus der ersten Kolonne einen Bestandteil des ersten und/oder zweiten Kältemittelstroms bildet, also in einen entsprechenden Kältekreislauf eingespeist wird. Ein derartiger Teilstrom des Kopfprodukts der ersten Kolonne (Rückgas) kann z. B. über ein Ventil in einen geschlossenen Kältemittelkreislauf eingespeist werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann zumindest ein Teil des angewärmten Kopfprodukts der Methan-Abtrennkolonne („Demethanizer”) einen Bestandteil des ersten und/oder zweiten Kältemittelstroms bilden, falls der CO2-Gehalt des Kopfprodukts der Methan-Abtrennkolonne dies erlaubt.
  • Im besagten Kältemittelkreislauf wird bevorzugt eine Verdichtung des Kältemittelstromes durchgeführt (z. B. eine ein- oder zwei- bzw. mehrstufige Vorverdichtung des Kältemittelstromes gefolgt von einer weiteren Verdichtung, z. B. mittels eines Boosters) und Abkühlung auf ca. Umgebungstemperatur mittels Wasser- oder Luftkühlung. Hiernach wird der Kältemittelstrom bevorzugt in die Wärmeübertragereinheit geleitet, in der der Kältemittelstrom abgekühlt wird. Anschließend wird der Kältemittelstrom bevorzugt in einen ersten und einen zweiten Kältemittelteilstrom aufgeteilt, wobei der erste Kältemittelteilstrom bevorzugt einem Expander zugeführt wird und dort arbeitsleistend expandiert wird (jene Arbeit kann zum Antreiben des besagten Boosters verwendet werden), und wobei der zweite Kältemittelteilstrom bevorzugt in der Wärmeübertragereinheit unterkühlt wird und hiernach wiederum in einen ersten und einen zweiten Kältemittelstrom aufgeteilt wird. Diese beiden Kältemittelströme werden bevorzugt jeweils entspannt, wobei der erste dieser Kältemittelströme in den ersten Kondensator und der zweite dieser Kältemittelströme in den zweiten Kondensator eingeleitet wird und dort jeweils die aus dem oberen Bereich oder Kopf der ersten bzw. zweiten Kolonne abgezogene gasförmige Phase zumindest teilweise kondensiert. Anschließend werden die beiden hierbei zumindest teilweise verdampften Kältemittelströme sowie der expandierte erste Kältemittelteilstrom (Austrittsstrom des Expanders) bevorzugt zusammengeführt und miteinander vermischt. Der solchermaßen wieder vereinte Kältemittelstrom wird bevorzugt durch die Wärmeübertragereinheit geführt und anschließend wieder zur besagten Verdichtung gefahren (siehe oben), so dass sich der Kältekreislauf schließt.
  • Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass der Kältemittelkreislauf durch von außen zugeführten Stickstoff an N2 angereichert wird, um den Joule-Thomson-Effekt im Kältekreislauf beim Expandieren bzw. Entspannen zu verstärken.
  • Weiterhin kann je nach Beschaffenheit des Einsatzstromes eine Vorbehandlung des Einsatzgases bzw. -stromes durchgeführt werden, bei der insbesondere CO2 und H2O sowie ggf. sonstige ausfrierbare Komponenten entfernt werden, die der nachfolgenden Tieftemperaturzerlegung schaden könnten (siehe auch unten). Bevorzugt wird hierbei jene Vorbehandlung nach der besagten Entnahme des Einsatzgases aus der heranführenden Pipeline/Rohrleitung sowie stromauf der Abkühlung und eventuell Ankondensation durchgeführt. Falls es sich bei dem Einsatzstrom um eine ethanreiche Flüssigkeit handelt, die noch CO2 enthält, das bei der nachfolgenden Tieftemperaturzerlegung ausfrieren würde, wird dieses CO2 bevorzugt entweder innerhalb der Ethylenanlage oder in einer vorgeschalteten CO2-Entfernungseinrichtung auf Werte eingestellt, die ein Ausfrieren sicher verhindern (vorzugsweise < ca. 100 ppmV).
  • Weiterhin ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass das Sumpfprodukt aus der ersten Kolonne nach dem Abziehen aus der ersten Kolonne auf einen Druck zwischen 1 bar und 30 bar entspannt wird und sodann in die zweite Kolonne gefahren wird.
  • Das in der zweiten Kolonne anfallende (methanarme bzw. -freie) Sumpfprodukt stellt ein annähernd methanfreies (d. h. der Methangehalt liegt bevorzugt unterhalb von 10 ppmV), ethanreiches (d. h. der Ethangehalt ist bevorzugt größer als 50 Vol.-%) Produkt dar und kann nach evtl. Druckerhöhung seiner weiteren Verwendung, z. B. als Rohstoff in einer Ethylenanlage, zugeführt werden.
  • Alternativ kann das flüssige Sumpfprodukt in einer oder mehreren weiteren Prozesseinheiten zu spezifikationsgerechten Flüssigprodukten (z. B. Ethan, LPG, Gasoline) aufbereitet werden.
  • Schließlich kann das (hochreine) Xe-Kopfprodukt der zweiten Kolonne gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach Anwärmung gegen abzukühlendes Einsatzgas (Einsatzstrom) und/oder den abzukühlenden Kältemittelstrom bzw. abzukühlende Kältemittelströme in der Wärmeübertragereinheit auf vorzugsweise 50 bar bis 200 bar komprimiert und in Flaschen abgefüllt werden.
  • Grundsätzlich kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. in der entsprechenden Anlage eine Wärmeübertragereinheit verwendet werden, die als einzelner Wärmeübertrager (z. B. Plattenwärmeübertrager) ausgestaltet ist, in dem alle Prozessströme miteinander Wärme tauschen, oder mehrere separate Wärmeübertrager aufweist, die miteinander über Rohrleitungen verbunden sind. Für den Fall, dass separate Wärmeübertrager vorliegen, werden die Kältemittelströme bevorzugt getrennt von den Einsatzströmen gefahren.
  • Weiterhin wird das erfindungsgemäße Problem durch eine Anlage mit den Merkmalen des Anspruchs 16 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anlage sind in den entsprechenden Unteransprüchen angegeben bzw. werden nachfolgend beschrieben.
  • Gemäß Anspruch 16 weist die Anlage zur Gewinnung eines Xe-haltigen Produktstroms, insbesondere eines hochreinen Xe-haltigen Produktstroms, aus einem flüssigen oder gasförmigen, ethanreichen Einsatzstrom, die folgenden Merkmale auf:
    • – eine erste Kolonne zum Auftrennen des Einsatzstromes in ein Kopfprodukt in Form einer methanreichen, gasförmigen Phase und ein Sumpfprodukt in Form einer methanarmen, Xe-haltigen flüssigen Phase
    • – eine zweite Kolonne zum Auftrennen des Sumpfprodukts der ersten Kolonne in ein Kopfprodukt in Form jenes Xe-haltigen Produktstroms sowie ein Sumpfprodukt in Form einer ethanreichen flüssigen Phase, wobei die erste Kolonne mit der zweiten Kolonne in Strömungsverbindung steht, so dass das Sumpfprodukt aus der ersten Kolonne in die zweite Kolonne führbar ist, und
    • – falls der ethanreiche Einsatzstrom gasförmig vorliegt, vorzugsweise eine Wärmeübertragereinheit zum Abkühlen und eventuell Ankondensieren des Einsatzstroms, wobei die Wärmeübertragereinheit mit der ersten Kolonne in Strömungsverbindung steht, so dass der ankondensierte Einsatzstrom aus der Wärmeübertagereinheit in die erste Kolonne führbar ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage ist vorgesehen, dass ein oberer Bereich oder der Kopf der ersten Kolonne, insbesondere über die Wärmeübertrageeinheit, mit einem Kältekreislauf der Anlage in Strömungsverbindung bringbar ist bzw. steht, so dass das Kopfprodukt der ersten Kolonne als Kältemittelstrom in den Kältekreislauf einleitbar und dort verwendbar ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage kann ein oberer Bereich oder der Kopf der Methan-Abtrennkolonne („Demethanizer”) mit einem Kältekreislauf der Anlage in Strömungsverbindung bringbar sein bzw. stehen, so dass das Kopfprodukt der Methan-Abtrennkolonne als Kältemittelstrom in den Kältekreislauf einleitbar und dort verwendbar ist, falls der CO2-Gehalt des Kopfprodukts der Methan-Abtrennkolonne dies erlaubt.
  • Weiterhin ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage vorgesehen, dass ein oberer Bereich oder der Kopf der erste Kolonne mit einem ersten Kondensator in Strömungsverbindung steht, der wiederum mit dem Kältekreislauf in Strömungsverbindung steht, so dass eine aus dem oberen Bereich bzw. Kopf der ersten Kolonne abgezogene methanreiche, gasförmige Phase im ersten Kondensator gegen einen ersten Kältemittelstrom des Kältekreislaufs zumindest ankondensierbar und in die erste Kolonne zurückführbar ist, und/oder dass ein oberer Bereich oder der Kopf der zweiten Kolonne mit einem zweiten Kondensator in Strömungsverbindung steht, der mit dem Kältekreislauf in Strömungsverbindung steht, so dass eine aus dem oberen Bereich bzw. Kopf der zweiten Kolonne abziehbare Xe-haltige, gasförmige Phase in dem zweiten Kondensator gegen einen zweiten Kältemittelstrom des Kältekreislaufs zumindest ankondensierbar und in die zweite Kolonne zurückführbar ist.
  • Weitere Merkmale bzw. bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anlage ergeben sich auch aus den im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Merkmalen sowie aus allen sinnvollen Kombinationen der im Rahmen der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschriebenen Merkmale der erfindungsgemäßen Anlage.
  • Bevorzugt werden zur Tieftemperaturzerlegung des Einsatzstromes (neben dem Kältekreislauf sowie den Wärmeübertragern, Verdichtern und dem Expander) im erfindungsgemäßen Verfahren bzw. bei der erfindungsgemäßen Anlage lediglich zwei Kolonnen verwendet.
  • Zusammenfassend ermöglicht die Erfindung die Herstellung eines hochreinen Xe-Produktes mit Verunreinigungen im einstelligen ppmV-Bereich. Diese Spezifikation wird dabei mit nur zwei Kolonnen erreicht (siehe oben), ohne zusätzliche Feinreinigung (der Prozess kann so geführt werden, dass trotz hohem Anteil von Kr im Xe + Kr-Anteil des Einsatzgases nur noch wenige ppmV Kr im Xe-Produkt vorliegen). Weiterhin lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Xe-Ausbeuten von 90% bis 95% ohne große Verschlechterung des Energiebedarfs erreichen; erst bei Ausbeuten oberhalb von 95% steigt der Energiebedarf merklich an.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sollen bei den nachfolgenden Figurenbeschreibungen von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figur erläutert werden. Es zeigt:
  • 1 ein Schaubild eines erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. einer erfindungsgemäßen Anlage.
  • 1 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. einer erfindungsgemäßen Anlage 1 zur Gewinnung von Xenon (Xe) aus einem ethanreichen (sowie Xe enthaltenden) Einsatzgas bzw. Einsatzstrom E'.
  • Bei dem Verfahren wird ein Einsatzstrom E bereitgestellt, bei dem es sich z. B. um Erdgas handeln kann, das z. B. in einer Pipeline bzw. Rohrleitung L geführt wird.
  • Dieses Gas wird in einer Erdgas-Aufbereitungsanlage 2 in eine ethanreiche Flüssigkeit 300 und ein methanreiches Restgas 200 aufgetrennt.
  • Bei dem Einsatzstrom bzw. Einsatzgas E kann es sich z. B. um Erdgas handeln, das z. B. direkt aus einer Pipeline entnommen wird. Ein derartiges Einsatzgas weist bevorzugt 0 Vol.-% bis 5 Vol.-% N2, 90 Vol.-% bis 98 Vol.-% CH4, 1 Vol.-% bis 5 Vol.-% C2H6, 0 Vol.-% bis 3 Vol.-% C3+ (hierbei bezeichnet C3+ Kohlenwasserstoffe mit 3 oder mehreren Kohlenstoffatomen) sowie einen Volumenanteil von Xe und Kr auf, der geringer ist als 0,1 Vol.-%.
  • Die ethanreiche Flüssigkeit E' bzw. Strom 300 in 1 weist bevorzugt 0 Vol.-% bis 10 Vol.-% CH4, 50 Vol.-% bis 99 Vol.-% C2H6, 0 Vol.-% bis 30 Vol.-% C3+ (hierbei bezeichnet C3+ Kohlenwasserstoffe mit 3 oder mehreren Kohlenstoffatomen) sowie einen Volumenanteil von Xe und Kr auf, der geringer ist als 0,5 Vol.-%.
  • Das methanreiche Restgas (Strom 200 in 1) enthält bevorzugt 1 Vol.-% bis 10 Vol.-% N2 und 1 Vol.-% bis 5 Vol.-% C2 sowie CO2.
  • Optional wird der bereitgestellte ethanreiche Einsatzstrom E', insbesondere je nach CO2-Gehalt, einer CO2-Entfernung unterzogen, die entweder in die Erdgas-Aufbereitungsanlage 2 integriert ist oder in die Ethylenanlage. Das solchermaßen vorbehandelte Einsatzgas E' wird dann dem Tieftemperaturzerlegungsteil des Verfahrens bzw. der Anlage 1 zugeführt (vgl. 1), in dem die Xe-Gewinnung aus dem (ggf. wie oben vorbehandelten) Einsatzstrom E' durchgeführt wird.
  • Falls der CO2-Gehalt der ethanreichen Flüssigkeit E' niedrig genug ist, um Ausfrieren von CO2 im nachfolgenden Tieftemperatur-Zerlegungsteil sicher zu verhindern, kann der Strom E' direkt zweiphasig insbesondere über ein Ventil 301 in eine erste Kolonne 31 (Rektifikationskolonne) geführt werden (siehe 1).
  • Falls der Einsatzstrom E' gasförmig vorliegt, wird er über eine Strömungsverbindung (z. B. Rohrleitung) 300 einer Wärmeübertragereinheit 30 zugeführt, in dem der Einsatzstrom E auf ca. –90°C abgekühlt und teilweise kondensiert wird. Der hierdurch als zweiphasiges Gemisch (flüssig/gasförmig) vorliegende Einsatzstrom E' wird insbesondere über ein Ventil 301 in eine erste Kolonne 31 (Rektifikationskolonne) geführt, die einen Druck von ca. 9 bar aufweist, wobei die sich im Sumpf ansammelnde, Xe-haltige und methanarme flüssige Phase aus dem Sumpf abgezogen wird, in einem ersten Aufkocher zumindest teilweise verdampft wird und bei ca. –10°C wieder in die erste Kolonne 31 zurückgeführt wird. Der erste Aufkocher kann dabei gemäß 1 in die Wärmeübertragereinheit 30 integriert sein, wozu die erste Kolonne 31 über entsprechende Strömungsverbindungen 304 mit der Wärmeübertragereinheit 30 verbunden ist, so dass jene Xe-haltige flüssige Phase aus der ersten Kolonne 31 in den dort integrierten ersten Aufkocher führbar, dort teilweise verdampfbar und als zweiphasiger Strom wieder in die erste Kolonne 31 zurückführbar ist. Alternativ kann der Abzug der Xe-haltigen flüssigen Phase auch vom untersten Boden der ersten Kolonne 31 erfolgen, wenn dadurch eine bessere Kältenutzung bei der teilweisen Verdampfung dieses Stromes möglich ist.
  • Alternativ kann ein separater Wärmeübertrager als erster Aufkocher verwendet werden. In beiden Fällen wird die besagte Xe-haltige flüssige Phase aus dem Sumpf der ersten Kolonne 31 gegen den Einsatzstrom E' oder einen Kältemittelstrom K' (siehe unten) erhitzt bzw. teilverdampft. Weiterhin wird vom zweitobersten Boden der ersten Kolonne 31 eine methanreiche, gasförmige Phase G' abgezogen, in einen ersten Kondensator 32 geführt, dort gegen den Kältemittelstrom S (siehe unten) zumindest teilweise kondensiert und auf den obersten Boden der Kolonne 31 bei ca. –130°C zurückgegeben.
  • Weiterhin wird aus dem Kopf der ersten Kolonne 31 als Kopfprodukt eine CH4-reiche gasförmige Phase G abgezogen, die als Rückgas G bezeichnet wird und Methan und Inertgase wie N2 und Ar, Kr enthält. Dieses Kopfprodukt der ersten Kolonne 31 wird in der Wärmeübertragereinheit 30 gegen den abzukühlenden Einsatzstrom und/oder den abzukühlenden Kältemittelstrom bis auf ca. 20°C angewärmt, über eine Strömungsverbindung 307 einem Verdichter 35 zugeführt, dort verdichtet und in den Einsatzstrom E' bzw. die Pipeline/Rohrleitung L zurückgeführt, insbesondere stromab der Abzweigung/Entnahmestelle zur Erdgas-Aufbereitungsanlage 2. Alternativ hierzu besteht die Möglichkeit, das besagte Kopfprodukt nach teilweiser Entfernung der Inertgase zu verflüssigen und als LNG-Produkt weiter zu verwerten.
  • Zur Gewinnung des Xe wird weiterhin eine als Sumpfprodukt aus dem Sumpf der ersten Kolonne 31 abgezogene, Xe-haltige sowie methanarme flüssige Phase F entspannt (z. B. über Ventil 302), und zwar bevorzugt auf einen Druck zwischen 1 bar und 20 bar, und wird sodann über eine Strömungsverbindung 303 (z. B. Rohrleitung) in eine zweite Kolonne 33 gefahren (sogenannte Xenon-Anreicherungskolonne), in der Xe im Kopfprodukt angereichert wird. In der flüssigen Phase F ist so gut wie kein Methan mehr enthalten (< 1 ppmV), jedoch noch Ethan und die schwereren Kohlenwasserstoffe (C3+) aus dem Einsatzstrom E'.
  • Aus dem Sumpf der zweiten Kolonne 33, die in unserem Beispiel bei ca. 3 bar betrieben wird, wird bei ca. –45°C als Sumpfprodukt in Form einer flüssigen Phase F' das C2+-Produkt der Anlage gewonnen, evtl. mittels einer Pumpe auf höheren Druck gebracht, ggf. über eine Strömungsverbindung 308 (z. B. Rohrleitung) geführt und evtl. in der Wärmeübertragereinheit 30 angewärmt undseiner weiteren Verwendung zugeführt. Dieses Sumpfprodukt F' kann z. B. nach Anwärmung/Verdampfung gegen den abzukühlenden Einsatzstrom und/oder den abzukühlenden Kältemittelstrom in eine Pipeline eingespeist werden oder direkt, d. h. ohne Anwärmung, als Einsatzflüssigkeit in eine Ethylenanlage gegeben werden. Alternativ kann das flüssige Sumpfprodukt in einer oder mehreren weiteren Prozesseinheiten zu spezifikationsgerechten Flüssigprodukten (z. B. Ethan, LPG, Gasoline) aufbereitet werden.
  • Weiterhin wird eine sich im Sumpf der zweiten Kolonne 33 ansammelnde, kohlenwasserstoffhaltige flüssige Phase aus dem Sumpf der zweiten Kolonne 33 abgezogen, in einem zweiten Aufkocher teilweise verdampft und bei ca. –45°C wieder in die zweite Kolonne 33 zurückgeführt. Alternativ kann der Abzug der kohlenwasserstoffhaltigen flüssigen Phase auch vom untersten Boden der Kolonne erfolgen, wenn dadurch eine bessere Kältenutzung bei der teilweisen Verdampfung dieses Stromes möglich ist. Der zweite Aufkocher kann dabei wiederum gemäß 1 in die Wärmeübertragereinheit 30 integriert sein, wozu die zweite Kolonne 33 über ein entsprechende Strömungsverbindungen 305 mit der Wärmeübertragereinheit 30 verbunden ist, so dass jene kohlenwasserstoffhaltige flüssige Phase aus der ersten Kolonne 33 in den dort integrierten zweiten Aufkocher führbar, dort teilweise verdampfbar und als zweiphasiger Strom wieder in die zweite Kolonne 33 zurückführbar ist. Alternativ kann ein separater Wärmeübertrager als zweiter Aufkocher verwendet werden. In beiden Fällen wird die besagte kohlenwasserstoffhaltige flüssige Phase aus dem Sumpf der zweiten Kolonne 33 gegen den Einsatzstrom E' oder den Kältemittelstrom K' (siehe unten) erhitzt bzw. teilverdampft. Weiterhin wird vom zweitobersten Boden der zweiten Kolonne 33 eine Xe-haltige, gasförmige Phase G'' abgezogen, in einen zweiten Kondensator 34 geführt, dort gegen den Kältemittelstrom S' (siehe unten) zumindest teilkondensiert und auf den obersten Boden der zweiten Kolonne 33 zurückgegeben.
  • Als Kopfprodukt bzw. Produktstrom P wird aus der zweiten Kolonne 33 bei ca. –90°C schließlich hochreines Xe oder ein hochreines Xe-Kr-Gemisch (je nach Einsatzgas E) mit weniger als 10 ppmV Verunreinigungen an Methan und Ethan abgezogen. Dieser Produktstrom P wird dann bevorzugt über eine Strömungsverbindung 306 der Wärmeübertragereinheit 30 zugeführt, dort auf ca. 20°C angewärmt und kann nach Verdichtung 37 und nachfolgender Kühlung 36 bei z. B. 50 bar bis 200 bar Druck in Flaschen abgefüllt werden.
  • Zur Bereitstellung der im Zerlegungsteil Z benötigten Kälteleistung ist ein geschlossener Kältekreislauf K vorgesehen, wobei als Kältemittel bzw. Kältemittelstrom K', K'', K''', S, S' bevorzugt zumindest ein Teilstrom des besagten Rückgases G verwendet wird. Hierzu kann stromab des Verdichters 35 eine Strömungsverbindung (z. B. Rohrleitung) 400 zum Kältekreislauf K vorgesehen sein, so dass das Rückgas G über die Rohrleitung 400 z. B. über ein Ventil 401 in den Kältekreislauf K einspeisbar ist. Alternativ kann das Kopfprodukt der Methan-Abtrennkolonne als Kältemittelstrom in den Kältekreislauf eingeleitet und dort verwendet werden, falls der CO2-Gehalt des Kopfprodukts der Methan-Abtrennkolonne dies erlaubt.
  • Im Kältekreislauf K erfolgt eine ein- oder mehrstufige Vorverdichtung in einem ersten Kreislaufverdichter 40, 41 auf ca. 35 bar mit jeweils nachgeschalteter Kühlung (z. B. jeweils mittels eines Wärmeübertragers 42 bzw. 43) auf ca. 40°C. Sodann wird der Kältemittelstrom K' mittels eines zweiten Kreislaufverdichters 44 (Booster) weiter verdichtet auf ca. 50 bar und auf ca. 40°C abgekühlt (z. B. mittels eines Wärmeübertragers 45). Hiernach wird der Kältemittelstrom K' über eine Strömungsverbindung 402 der Wärmeübertragereinheit 30 zugeführt, in der der Kältemittelstrom K' gegen den abzukühlenden Einsatzstrom und/oder den abzukühlenden Kältemittelstrom auf ca. –50°C abgekühlt wird.
  • Nach Verlassen der Wärmeübertragereinheit 30 wird der Kältemittestrom K' sodann in einen ersten und einen zweiten Kältemittelteilstrom K'', K''' aufgeteilt, wobei der erste Kältemittelteilstrom K'', der bevorzugt 25% bis 99% des Volumenstroms des Kältemittelstroms K' aufweist, einem Expander 46 zugeführt wird und dort arbeitsleistend auf ca. 9 bar expandiert wird, wobei jene Arbeit zum Antreiben des Boosters 44 verwendet werden kann. Der zweite Kältemittelteilstrom K''' wird der Wärmeübertragereinheit 30 über eine von der Strömungsverbindung 402 abzweigende Strömungsverbindung (z. B. Rohrleitung) 403 zugeführt und dort gegen anzuwärmende Produktströme und/oder anzuwärmende Kältemittelströme kondensiert und auf ca. –130°C unterkühlt. Hiernach wird der zweite Kältemittelteilstrom K''' wiederum in einen ersten und einen zweiten Kältemittelstrom S, S' aufgeteilt, wobei diese beiden Kältemittelströme S, S' jeweils über eine Strömungsverbindung 404, 405 je einer Drossel 410 bzw. 411 zugeleitet werden, dort auf ca. 9 bar entspannt werden und in den ersten bzw. zweiten Kondensator 32, 34 eingeleitet werden, um dort jeweils die aus dem oberen Bereich der ersten bzw. zweiten Kolonne 31, 32 abgezogene gasförmige Phase G', G'' zumindest teilweise zu kondensieren. Die beiden Kältemittelteilströme S, S' werden dabei jeweils im zugeordneten Kondensator 32, 34 zumindest teilweise verdampft. Anschließend werden die beiden Kältemittelströme S, S' sowie der expandierte erste Kältemittelteilstrom K'' (Austrittsstrom des Expanders 46) über je eine Strömungsverbindung 406, 407, 408 zusammengeführt und miteinander vermischt. Der solchermaßen wieder vereinte Kältemittelstrom wird in der Wärmeübertragereinheit 30 gegen den abzukühlenden Einsatzstrom und/oder den abzukühlenden Kältemittelstrom bis auf ca. 20°C angewärmt und über eine Strömungsverbindung 409 (z. B. Rohrleitung) zum ersten Kreislaufverdichter 40, 41 gefahren, so dass sich der Kältekreislauf K schließt.
  • Je nach Zusammensetzung des Einsatzfluids kann auch auf den Expander (46) und den damit gekoppelten Booster (45) verzichtet werden. Grundsätzlich besteht hinsichtlich aller Varianten der Erfindung die Möglichkeit, dass die Wärmeübertragereinheit 30 als ein einzelner Wärmeübertrager (z. B. Plattenwärmeübertrager) ausgebildet ist oder aus mehreren separaten Wärmeübertragern (z. B. Plattenwärmeübertragern) zusammengeschaltet ist. Sofern separate Wärmeübertrager vorliegen, können die Kältemittelströme getrennt von den Einsatz(gas)strömen gefahren werden.
  • Weiterhin können natürlich auch die beiden Kondensatoren 32, 34 in die Wärmeübertragereinheit 30 integriert sein. Ferner besteht die Möglichkeit, auf den ersten Kondensator 32 zu verzichten. Zur Sicherstellung einer effektiven Rektifikation wird dann bevorzugt der zweiphasige Einsatzstrom E' (bei flüssigem ethanreichen Einsatzstrom direkt oder bei gasförmigem Einsatzstrom aus der Wärmeübertragereinheit 30) in den Kopf der ersten Kolonne gegeben, insbesondere auf einen obersten Boden der ersten Kolonne.
  • Weiterhin besteht die Möglichkeit, dem Kältemittelstrom, der fast vollständig aus Methan besteht (Rückgas G), Stickstoff zuzufügen, so dass der Kältemittelstrom einen höheren Anteil an N2 aufweist. Der Vorteil liegt in einem besseren Joule-Thomson-Effekt beim Expandieren im Expander 46 sowie beim Entspannen über die Drosseln 410 und 411.
  • Falls die Xe-Gewinnung innerhalb einer Ethylenanlage verwirklicht wird, können alternativ auch die Kältekreisläufe der Ethylenanlage (bevorzugt Ethylen-Kreislauf) zur Bereitstellung der Kälteleistung der Xe-Gewinnungsanlage herangezogen werden.
  • Falls das methanreiche Rückgas G verflüssigt werden soll, um ein LNG-Produkt zu erhalten, kann das Kreislaufgas (Kältemittelstrom) K' auch durch einen Gemischkreislauf ersetzt werden (Expander 46 entfällt), falls dies energetisch günstiger sein sollte als der Expanderkreislauf. Bezugszeichenliste
    1 Anlage
    2 Vorbehandlung Einsatzgas
    20 Brenngassystem
    21 Filter-Abscheider
    22 Abwasserbehandlung
    23 Einbindung Hg-Adsorber
    24 CO2-Entfernung
    25 Sauergas
    26a, 26b Heißöl
    27a, 27b Abwasser
    28 Trocknung
    30 Wärmeübertragereinheit
    31 Erste Kolonne
    32 Erster Kondensator
    33 Zweite Kolonne
    34 Zweiter Kondensator
    35 Erster Verdichter
    36 Wärmeübertrager
    37 Zweiter Verdichter
    38 Brenngas zur Wärmeversorgung
    40, 41 Erster Kreislaufverdichter
    42, 43, 45 Wärmeübertrager
    44 Zweiter Kreislaufverdichter (Booster)
    46 Expander
    200 Restgas
    201–203, 205, 206, 230–232 Ventil
    204, 207–209 Strömungsverbindung (z. B. Rohrleitung)
    300, 303–308 Strömungsverbindung (z. B. Rohrleitung)
    301, 302 Ventil
    400, 402–409 Strömungsverbindung (z. B. Rohrleitung)
    401, Ventil
    410, 411 Drossel
    G Methanreiche gasförmige Phase (Rückgas)
    G' Methanreiche gasförmige Phase
    G'' Xe-haltige gasförmige Phase
    F Xe-haltige flüssige Phase
    F' Flüssige Phase
    K Kältekreislauf
    K' Kältemittelstrom
    K'' Erster Kältemitteltteilstrom
    K''' Zweiter Kältemittelteilstrom
    E, E' Einsatzgas bzw. Einsatzstrom
    P Produkt bzw. Produktstrom
    S erster Kältemittelstrom
    S' zweiter Kältemittelstrom
    Z Zerlegungsteil

Claims (18)

  1. Verfahren zur Gewinnung eines Xe-haltigen Produktstroms (P), insbesondere eines hochreinen Xe-haltigen Produktstroms (P), aus einem gasförmigen oder flüssigen, ethanreichen Einsatzstrom (E'), aufweisend die Schritte: – insbesondere bei gasförmigen Einsatzströmen Abkühlen und Teilkondensieren des Einsatzstroms (E'), – Einleiten des Einsatzstroms (E') in eine erste Kolonne (31), – Abziehen eines Kopfprodukts in Form einer methanreichen gasförmigen Phase (G) aus dem Kopf der ersten Kolonne, – Abziehen eines Sumpfprodukts in Form einer methanarmen, Xe-haltigen flüssigen Phase (F) aus dem Sumpf der ersten Kolonne (31), – Einleiten des Sumpfprodukts in eine zweite Kolonne (33), und – Abziehen des Xe-haltigen Produktstroms (P) aus dem Kopf der zweiten Kolonne (33).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus einem oberen Bereich der ersten Kolonne (31) eine methanreiche, gasförmige Phase (G') abgezogen, in einem ersten Kondensator (32) gegen einen ersten Kältemittelstrom (S) zumindest teilkondensiert und in die erste Kolonne (31) zurückgegeben wird, oder dass der teilkondensierte Einsatzstrom (E') auf einen obersten Boden der ersten Kolonne (31) gegeben wird; und dass aus dem Sumpf der ersten Kolonne (31) eine Xe-haltige flüssige Phase (F) abgezogen wird, in einem ersten Aufkocher gegen den abzukühlenden Einsatzstrom und/oder einen abzukühlenden Kältemittelstrom teilverdampft wird und in die erste Kolonne (31) zurückgegeben wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus einem oberen Bereich der zweiten Kolonne (33) eine Xe-haltige gasförmige Phase (G'') abgezogen, in einem zweiten Kondensator (34) gegen einen zweiten Kältemittelstrom (S') zumindest teilkondensiert und in die zweite Kolonne (33) zurückgegeben wird, und dass aus dem Sumpf der zweiten Kolonne (33) eine kohlenwasserstoffhaltige flüssige Phase abgezogen wird, in einem zweiten Aufkocher gegen den abzukühlenden Einsatzstrom und/oder einen abzukühlenden Kältemittelstrom teilverdampft wird und in die zweite Kolonne (33) zurückgegeben wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abkühlen und insbesondere Teilkondensieren des Einsatzstroms (E') in einer Wärmeübertragereinheit (30) durchgeführt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4 und nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der zweite Kondensator (32, 34) in die Wärmeübertragereinheit (30) integriert sind oder separat zu dieser ausgebildet sind, und/oder dass der erste und/oder der zweite Aufkocher in die Wärmeübertragereinheit (30) integriert sind oder separat zu dieser ausgebildet sind.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfprodukt (G) aus der ersten Kolonne (31) in der Wärmeübertragereinheit (30) gegen den abzukühlenden Einsatzstrom (E') und/oder einen abzukühlenden Kältemittelstrom angewärmt wird, verdichtet wird (35) und zumindest teilweise in eine Rohrleitung (L) zurückgeführt wird, aus der der Einsatzstrom (E) an einer Entnahmestelle entnommen wird und insbesondere in eine Erdgas-Aufbereitung (2) gegeben wird, bevor er die besagte Teilkondensation durchläuft, wobei das Kopfprodukt (G) bevorzugt stromab der Entnahmestelle in die Rohrleitung (L) zurückgeführt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Kopfprodukts (G) aus der ersten Kolonne (31), insbesondere nach Einstellung des Inertengehalts, verflüssigt wird und als Flüssig-Erdgas-Produkt seiner weiteren Verwendung zugeführt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche sofern rückbezogen auf Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des methanreichen Kopfprodukts (G) aus der ersten Kolonne (31) als Bestandteil des Kältemittels (K', K'', K''', S, S') verwendet wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältemittel N2 als weiteren Bestandteil aufweist.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein in der Wärmeübertragereinheit (30) angewärmter, insbesondere Niederdruck aufweisender Kältemittelstrom (409) ein- oder mehrstufig verdichtet und rückgekühlt (40, 42, 41, 43, 44, 45) wird, in der Wärmeübertragereinheit (30) auf eine Zwischentemperatur abgekühlt wird, in zumindest einen ersten und einen zweiten Kältemittelteilstrom (K'', K''') aufgeteilt wird, wobei der erste Kältemittelteilstrom (K'') einer mit einem Verdichter (44) gekoppelten Expansionsturbine (46) zugeführt wird, dort kälte- und arbeitsleistend entspannt wird, und wobei der zweite Kältemittelteilstrom (K''') bis an ein kaltes Ende der Wärmeübertragereinheit (30) geführt und dabei unterkühlt wird, in den ersten und den zweiten Kältemittelstrom (S, S') aufgeteilt wird, wobei der erste Kältemittelstrom (S) nach Drosselung als Kälte für den ersten Kondensator (32) zur Verfügung steht, und wobei der zweite Kältemittelstrom (S') nach Drosselung als Kälte für den zweiten Kondensator (34) zur Verfügung steht, und wobei der erste und der zweite Kältemittelstrom (S, S') anschließend mit dem entspannten ersten Kältemittelteilstrom (K'') zum Kältemittelstrom vereinigt werden, der in der Wärmeübertragereinheit (30) wieder angewärmt wird (409).
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein in der Wärmeübertragereinheit (30) angewärmter, insbesondere Niederdruck aufweisender Kältemittelstrom (409) ein- oder mehrstufig verdichtet und rückgekühlt (40, 42, 41, 43) wird, in der Wärmeübertragereinheit (30 bis an ein kaltes Ende der Wärmeübertragereinheit (30) geführt und dabei unterkühlt wird, in den ersten und den zweiten Kältemittelstrom (S, S') aufgeteilt wird, wobei der erste Kältemittelstrom (S) nach Drosselung als Kälte für den ersten Kondensator (32) zur Verfügung steht, und wobei der zweite Kältemittelstrom (S') nach Drosselung als Kälte für den zweiten Kondensator (34) zur Verfügung steht, und wobei der erste und der zweite Kältemittelstrom (S, S') anschließend vereinigt und in der Wärmeübertragereinheit (30) wieder angewärmt werden (409).
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Kältemittel Ethylen eingesetzt wird.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abzug der flüssigen Phase zum Aufkocher der ersten und/oder der zweiten Kolonne (31, 33) vom untersten Boden der ersten und/oder der zweiten Kolonne (31, 33) erfolgt.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sumpfprodukt (F) aus der ersten Kolonne (31) auf einen Druck zwischen 1 bar und 30 bar entspannt wird und sodann in die zweite Kolonne (33) gefahren wird.
  15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Sumpfprodukt (F') der zweiten Kolonne (33) in einer oder mehreren weiteren Prozesseinheiten zu spezifikationsgerechten Flüssigprodukten, insbesondere Ethan, LPG, und/oder Gasoline, aufbereitet wird.
  16. Anlage zur Gewinnung eines Xe-haltigen Produktstroms (P), insbesondere eines hochreinen Xe-haltigen Produktstroms (P) aus einem gasförmigen oder flüssigen, ethanreichen Einsatzstrom (E'), mit – einer ersten Kolonne (31) zum Auftrennen des Einsatzstromes (E') in ein Kopfprodukt (G) in Form einer methanreichen, gasförmigen Phase und ein Sumpfprodukt in Form einer methanarmen, Xe-haltigen flüssigen Phase – einer zweiten Kolonne (33) zum Auftrennen des Sumpfprodukts der ersten Kolonne in ein Kopfprodukt in Form jenes Xe-haltigen Produktstroms (P) sowie ein Sumpfprodukt in Form einer kohlenwasserstoffhaltigen flüssigen Phase, wobei die erste Kolonne (31) mit der zweiten Kolonne (33) in Strömungsverbindung (303) steht, so dass das Sumpfprodukt aus der ersten Kolonne (31) in die zweite Kolonne (33) führbar ist, – einer Wärmeübertragereinheit (30) zum Abkühlen und insbesondere Teilkondensieren des Einsatzstroms (E), wobei die Wärmeübertragereinheit (30) mit der ersten Kolonne (31) in Strömungsverbindung (300) steht, so dass der abgekühlte und insbesondere teilkondensierte Einsatzstrom (E') aus der Wärmeübertagereinheit (30) in die erste Kolonne (31) führbar ist.
  17. Anlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein oberer Bereich, insbesondere ein Kopf, der ersten Kolonne (31), insbesondere über die Wärmeübertrageeinheit (30), mit einem Kältekreislauf (K) der Anlage (1) in Strömungsverbindung (400, 401) bringbar ist, so dass das Kopfprodukt (G) der ersten Kolonne als Kältemittelstrom (K, K', K'', K''', S, S') in den Kältekreislauf (K) einleitbar ist.
  18. Anlage nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Bereich der erste Kolonne (31) mit einem ersten Kondensator (32) in Strömungsverbindung steht, der wiederum mit dem Kältekreislauf (K) in Strömungsverbindung (404, 406) steht, so dass eine aus dem oberen Bereich der ersten Kolonne (31) abgezogene methanreiche, gasförmige Phase (G') im ersten Kondensator (32) gegen einen ersten Kältemittelstrom (S) des Kältekreislaufs (K) zumindest teilkondensierbar und in die erste Kolonne (31) zurückführbar ist, und/oder dass ein obere Bereich der zweiten Kolonne (33) mit einem zweiten Kondensator (34) in Strömungsverbindung steht, der mit dem Kältekreislauf (K) in Strömungsverbindung (405, 407) steht, so dass eine aus dem oberen Bereich der zweiten Kolonne (33) abziehbare Xe-haltige gasförmige Phase (G'') in dem zweiten Kondensator (34) gegen einen zweiten Kältemittelstrom (S') des Kältekreislaufs (K) zumindest teilkondensierbar und in die zweite Kolonne (33) zurückführbar ist.
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