DE1470668A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Kohlenwasserstofffluessigkeiten aus einem Erdgasstrom - Google Patents

Description

2 O. Okt 1964

DI. I. WIIOAND MÖNCHEN 13, ^

MONCHIN ' NUSIIAUMITRASI111

DIH.-INO. W. NIIMANH tiuponi S5347«

HAMlURO

Dr. Expl.

W» 119*7/64 9/Hlr

Socony Mobil Oil Company, Inc·, New York, N.Y.. (V.St.A.)

Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Kohlenwasserstoffflüssigkeiten -aus einem Erdgasstrom·

Sie Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Verarbeitung von Erd- oder Naturgas (natural gas) zur Gewinnung von Kohlenwasserstoffen, unter Verwendung τοη festen Adsorptionsmitteln·

Mit festen Adeorbentien arbeitende Kohl ©wasserstoffgewinnungsanlfigtn sind zu einem wichtigen Mittel für «in· wirtschaftlich· Gewinnung τοη IfhlenwftBBerstoffflüaeigktiten aus Brdgabströmen geworden, line mit ftattn Adsorbentien * arbeitend· Iohltnii*fif3Pi*oiXe*w4Änungeanl«ge_t .die für «ine

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kontinuierliche Betriebaweiso ausgebildet lot, kann entweder eine Heconerc.tionueinrichtunc mit offenem Kreiclnuf (open-c^.cle) oder eine Reuenerationseinrichtuntj ^aIt [jeschlossenem Kreislauf (closed-cycle) einschließen und mehrere Adsorptionstürme verwenden, von denen jeder ein Bett eines festen Adsorptionsmittelα enthält. Die Erfindung besieht sich insbesondere auf Anlagen, die eine Regenerationseinrichtung mit geschlossenem Kreislauf in Verbindung mit mindestens drei !Türmen aufweisen. Sie ist jedoch in gleicher Weise auf alle Anlagen anwendbar, die mit einer Mehrzahl von Türmen oder Adsorptionsbehältern versehen sind.

Die Anlagen dieser Art, die beispielsweise drei (Türme aufweisen, sind so ausgebildet, daß die Türme in Adsorptions-, Kühlungs- und Hegenerationsstufen arbeiten. Im allgemeinen wird eine automatische Umschaltung der Türme in einem vorgegebenen Kreislauf von einer Funktion auf eine andere angewendet. Die cyclische Umschaltung erfolgt gewöhnlich in einer gleichmäßigen Zeitfolge. In dieser Weise werden der adsorbierenf.e Turm auf Regeneration, der Kühlturm auf Adsorption und der Regenerationsturm auf Kühlung umgeschaltet. Da die im Kreislauf erfolgende Umschaltung der Turmfunktion automatisch und für praktische Zwecke momentan erfolgt, Hießen die Medien ohne irgendeine nennenswerte Unterbrechung duroh die mit festem Adsorptionsmittel-versehene KohlenwaaeeretoXfanlage.

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Es ist bekannt, daß die Regenerationseinrichtung mit geschlossenem Kreislauf in diesen Anlasen für eine Kondensation dor Kohlenwasserstoffe, die von dem Adsorptionsturm desorbiert werden, der dann in die Re^enerationGstufe geschaltet wird, wirksaner iat. Dies hat seinen Grund darin, daß die Kondensationcleistunijen "bezüglich der desorbierten lCompoiionton des RegenerationsijasGtxOiaeG, der isur Regenerieren eine;:, ^olc'.en. vorLei-^c". o^icu Ac~noi^yi;iouc.turucG verwendet wird, dem Gehalt an schwereren Komponenten in dem Regenerationngas proportional sind. Vorzugsweise v/eist das Regenerationsgac einen "solchen Gehalt an schwereren Komponenten auf, daß sein Taupunkt in ITäiic der TurLiteinperatur liegt. In dieser Woioe v;ii\l C.ie I'enjc c^ c.cr.oibit i'ten Koiaponcnteii ru^ rio:ci:i vor-■ Xx'^cliOiK'cn Adcoi^'jiujLUitux'u, die erforderlich ist, un da.·?. G;;.r.: biü 'Δοία T^uyuiLCo au s"^r.tti,_cn, ven-iü^ci-t. Sia HeQOueratioiin_wr.c, Cc-O in ·.eventuellen diese Ei(jenscharicn hat, lcann alG "reichec" Regenerationsgas bezeichnet v/erden.

Eine ßchwieriGkeit tritt bei der Resenerationseinrichtunc uit c^eschlossenem Kreislauf durch eine derartige Anwendung von reichem ReGcnerationsgas zum Regenerieren des früheren Adsorp t ions türme s auf. Es ist ersichtlich, daß die vorhandene Menge oder der Bestand (inventory) des reichen Regenerationsgasstromes während der Turmregeneration schwankt. Beispielsweise wird der Bestand an reichem Regenerationsgas im letzten Teil der Regenerationestufe abnehmen, d.h. während

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der Endphase der Einführung des heißen und reichen Regene- ' rationsgases in. den gerade regenerierten Turm» Um eine verhältnismäßig konstante Einstellung der Arbeitsbedingungen innerhalb 4er Regenerationseinrichtung mit geschlossenem Kreislauf aufrechtzuerhalten, muß zusätzliches das in das Regenerationssyetem eingeführt werden, um die darin vorhandene Menge verhältnismäßig konstant eu halten« Sine Maßnahme, •inen Fehlbetrag des Bestandes auseugleiohen, bestand darin, •in aas, β.B. Erdgas oder den Armgasausfluß aus den Adsorptions· turmι In dl· Regenerationseinrichtung einzuführen. Ein Überschuß (surplus) im Bestand des Regenerationega··· tritt unmittelbar nach Einschalten eines Turmes In die Regenerationsstufe auf ι ιτ·οη das reioh· Regenerationsgas den Regenerationsturm auf eine hinreichend· Temperatur «raitBt* um die Desorption von schwereren Kohlenwasserstoffen von dem festea Adsorptionsmittel einzuleiten· Sin !Teil des reichen Regen·- rationsgaeee mußte unter diesen Bedingungen au· dem Regenerations system entfernt werden, um einen verhältnismäßig konstanten Bestand an Regenerationsgas aufrechteuerahalten« Xn der Vergangenheit wurde das überschüssige Regenerations- · gas gewöhnlich entweder alt dem In den Adsorption·**« eingeführten Erdgas oder mit dem Armfasausflufl aus dem Adsorptionstura vereinigt· Za ersten falle wird t*· vl«lang·- wtoht in dar Besohiolcung sum Adsorptlonstura naaatelllg

und swar duran IlnfÜaruag einer Meaf· an Itond·»· •ierbartn Kohlenwasserstoffen, die viel grtfitrt** al· ti·

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in einem entsprechenden Volumen des Erdgases enthaltene Menge. Im zweiten Falle geht ein großes Volumen an Kohlenwasserstoffflüssigkeiten in das abfließende Armgas verloren. So liegen also verschiedene Schwierigkeiten bei herkömmlichen Anlagen mit mehreren Türmen vor, wenn eine Regenerationseinrichtung mit geschlossenem Kreislauf Anwendung findet; diese stehen in direkter Beziehung zu der Konstanthaltung des Bestandes an reichem Regenerationsgas.

Es ist bekannt, bei der Regenerationseinrichtung mit [geschlossenem Kreislauf, die in der vorstehend beschriebenen Weise mit mehreren Türmen betrieben wird, ein Schwachgas, z.B. das aus*dem Adsorptionsturm abfließende Gas, zum Kühlen eines zuvor regenerierten Turmes auf Betriebstemperaturen zu verwenden. Infolge der Umschaltung der Türme von der Regenerationsstufe auf die Kühlstufe treten unerwünschte Verluste der Kohlenwasserstoffflüssigkeiten in das Schwachgas aus dem restlichen reichen Regenerationsgas in dem regenerierten Turm auf. Im allgemeinen werden derzeit das restliche reiche Begenerationsgaa in dem Kühlturm und irgendwelche noch desorbierten Kohlenwasserstoffkomponenten entweder in das aus dem Adsorptionsturm abfließende Schwachgas abgeleitet« so d*fi keine Gewinnung der kondensierbaren flüssi-

gen Kohlenwasserstoffe erfolgt, oder nie werden in das in den Adsorptioneturm eingeführte Irdgae abgeleitet· I» letat-

genannten Jalle wird die Erdgaebesohickung zum Adeorptionsturm duroh Einführung einer verhältnismäßig großen Menge

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an kondejuijierbaren EoL.1 civ..a:jcrc^offfliisci^keitcn bei erhöhten Temperaturen aus dem Gleichgewicht gebracht. Es besteht also gegenwärtig auch eine technische Schwierigkeit bezüglich der Ableitung des restlichen reichen Regenerationsgases, das in einem zuvor regenerierten Turm zurückbleibt, wenn ein derartiger Turm auf Kühlung mit einem Schwachgas geschaltet wird. Die wirksamste mit festem Adsorptionsmittel arbeitende Kohlenwasserstoffgewinnungsanlage sollte ein reiches Regenerationsgas während der Regeneration eines Turmes und ein Schwachgas während der Kühlung eines Turxaec Lenutzen.

Ein Zv/ecl: der Erfindung i.jt υ ic Schaffun^j eiuoo Verfahrens und einer Vorrichtung der beschriebenen Art für die Verarbeitung voxi Erdgas, uoLci die Gewinnung von Kohlenwasserstoffflüssigkeiten verbessert ist. Ein anderes Merkmal besteht in der Schaffung geeigneter Maßnahmen für die Gewinnung von Kohlenwasserstoffflüssigkeiten aus dem überschüssigen reichen Regenerationsgas von Regenerationseinrichtungen mit geschlossenem Kreislauf in Anlagen der vorstehend beschriebenen Art· Ein weiteres Merkmal besteht darin, einen Fehlbetrag im Bestand an reichem Regenerationsgas In der Regenerationseinrichtung mit geschlossenem Kreislauf auszugleichen« Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung werden die Kohlenwasserstoffflüssigkeiten in dem restlichen reichen Regenerationsgas, das In einem Turm zurückbleibt, wenn dieser auf Kühlung alt einem Sohwaohgas geschaltet wird, gewonnen« Gemäß der Erfindung werden die vorgenannten Zwecke und Aufgaben erfüllt,

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ohne überschüssige Kohlenwasserstoff!lüssigkeiten in das in dem Adsorptionstura eingeführte Erdgao einzubringen oder irgendeinen anderen Strom in der mit featem Adsorptionsmittel arbeitenden Kohlenwasserstoffgewinnungsanlage aus

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dem Gleichgewicht bu bringen« Ein weiteres Merkmal ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung, die nicht die vorausgehend beschriebenen Schwierigkeiten aufweisen aber ein reiches Segenerationsgas in der Regenerationsstufe und ein Sohwaohgas In der Kühl stufe verwenden.

Die Erfindung schafft ein Verfahren eur Gewinnung Ton KohlenMLSserstoffflüseigkeiten aus einem Erdgasstrom In einer alt festem Adsorptionsmittel arbeitenden Kohlenwasserstoffgewinnungsanlage unter Verwendung einer Mehrsahl Ton Adsorptiönsmlttelbetten in Adsorptions-, Kühl- und Segeneratlonsstufen mit einer Regeneration mit geschlossenem Kreislauf, feel dem men den Erdgas strom durch ein erstes AdsorptlonämjLttelbett leitet, hierin alfsorbierbare Kohlen- _{ Wasserstoffe entfernt und dann den ge strippten Hauptgasstrom aus diesem Bett absieht, einen (Teil des gestrippten Hauptgas stromes auB dem ersten Bett duroh ein vorausgehend regeneriertes «weites Adsorptionsmlttelbett leitet, hierdurch det Kwelte Msorptiontmlttelbett auf geeignete Adsorbiertemperature* kühlt und denn dieeen Teil des gtetrippten Bauptgaaatroaee absieht, ein eraitstes reiches &ege&ere> " tionsgti dtroh eine Regenerationseinrichtung mit seiohleese-

Krelel*** und eiaiei drittem Adserpttonamitteibett slrku-

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liert und die aus diesem Bett deeorblerten und von dem Regenerationsgas getragenen Kohlenwasserstoffe In ein reiches Regenerationsgas und eine flüssige Kohlenwaeseretofffralction trennt, überschüssiges reiches Regeneratlonegae aus der Regenerationseinrichtung mit geschlossenem Kreislauf ableitet, uic einen verhältnismäßig konstanten Bestand an reichem Regenerationscas in der Regenerationseinrichtung mit geschlossenem Kreislauf aufrechtzuerhalten, den Strom aus überschüssigem reichen Regenerationsgas in einen zweiten gestrippten ' Gasstrom und eine zweite flüssige Kohlenwaieerstofffraktion trennt, die vorstehenden Arbeite stufen wiederholt, während die Gasetröme zwischen Jedem der Adsorptionsmittelbetten umgeschaltet v/erden, bis jedes Adsorptionsmittelbett eine Adsorptions-, Kühl- und Reeenerationsstufe durchlaufen hat, und die flüssigen Kohlenwaoserstofffraktionen gewinnt.

Weiterhin schafft die Erfindung eine mit festem Adsorptionsmittel arbeitende Kohlenwasserstoffgewinnungsaniage mit einer Mehrzahl von Feststoffadsorptionemittelbetten, einer Regenerationseinrichtung mit geschlossenem Ereillauf

sum Dteorbleren von kondensierten Kohlenwasserstoffen aus jedem der Betten, die eine Einrichtung zum Erhitzen eines reichen Regenerationsgaees, eine Umwälzeinriehtung zum zirkulieren des Gases und eine Einrichtung su* Intfernen kondensierbarer Kohlenwasserstoffflüesigkeiten aus dem Gas umfaßt, Einrichtungen sum Umschalten des Medlenflueses, weiche die Adeorptionemittelbetten und dl« Regenerationseinrichtung

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mit geschlossenem Kreislauf verbinden, so daß jedee der Betten wechselweise in die Adsorptions-, Kühl- und Regenerationsstufe geschaltet und jedes Bett nach seiner Adsorptionsstufe durch erhitztes reiches Regenerationsgas regeneriert und nach der Regeneration durch einen Teil eines Hauptgasstromes, der durch ein in seiner Adsorptionsstufe befindliches Bett geleitet worden ist, gekühlt wird, Mitteln zum Ableiten von überschüssigem reichen Regenerationsgas aus der Regenerationseinrichtung mit geschlossenem Kreislauf, die in der Regenerationseinrichtung einen verhältnismäßig konstanten Bestand an Regenerationsgas aufrechterhalten und mit der Regenerationseinrichtung mit geschlossenem Kreislauf verbunden sind, und einer mit den Mitteln zum Ableiten von überschüssigem reichen Regenerationsgas verbundenen Trenneinrichtung zur Erzeugung von gasförmigen und flüssigen Ausflüssen,

Die beiliegende Zeichnung zeigt ein schematisclies Pließbild einer mit festem Adsorptionsmittel arbeitenden ICoulenv/aGserstoffßewinnunijsanlaife, die zur Gewinnung von Kohlenwasserstoffflüssigkeiten aus Erdgas mittels der Vorrichtung und nach dem Verfahren gemäß der Erfindung geeignet ist.

Anhand der Zeichnung wird eine bevorzugte und erläuternde Ausführungsform der Erfindung beschrieben· Die Zeichnung zeigt eine mit festem Adsorptionsmittel arbeitende Kohienwasserstoftgew1 imuTigianlage, die Adsorptionsbehälter oder Türme 10, 11 und 12 aufweist· Diese Türme sind duroh die üblichen Leitungen und Ventile verbunden, die durch

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automatische Schalteinrichtung irgendeiner geeigneten herkömmlichen Bauart im Kreislauf gesteuert werden, so daß die Türme 10,. 11 und 12 aufeinanderfolgend Adsorptions-, Kühl- und Regenerationsfunktionen erfüllen. Uei die Beschreibung nicht verwickelt und weitschweifig zu machen, sind derartige automatische Schalteinrichtungen, die in der Anlage vorhanden sind, nicht im einzelnen über einen vollständigen Kroislauf der Punktionen gezeigt. Im dargestellten Falle befindet sich die Gewinnungsanlage in einem Zustand der Tunnfunktionen, bei dem der Turm 10 adsorbiert, der Turm 11 gekühlt wird und der Turm 12 regeneriert wird.

Die Türme 10, 11 und 12 können irgendeine geeignete bauliche Ausbildung aufweisen; im dargestellten Falle handelt es sich um zylindrische Behälter, deren Längsachsen senkrecht angeordnet sind. Jeder der Türme 10, 11 und 12 enthält ein Bett aus einem geeigneten festen Adsorptionsmittel, das zur Abtrennung der kondensierbaren flüssigen Kohlenwasserstoffe, wie Propan, Butan und ähnlichen schwereren Materialien, von den leichteren Kohlenwasserstoffen, wie Methan, in Erdgas geeignet ist, Beispiele für verwendbare feste Adsorptionsmittel sind Siliciumdioxydgel, aktivierte Holzkohle und feste Trockenmittel (dasicoants) (z.B. das Eaadelsprodukt "Mobil Sorbead H^M>.

Erdgas aus irgendeiner geeigneten Quelle, die unter Druck steht, um die Betriebsdrücke und Medienflüsse zu er- ■

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zeugen, bildet einen Haupt^aostrom, der über eine Rohrleitung 14 durch einen Wärmeaustauscher 16 geleitet wird, um ihn vor dem Eintritt in den Turm 10 zu kühlen« Die kondensierbaren Kohlenwasserstoffflüssigkeiten werden in dem Turm 10 durch das darin enthaltene feste Adsorptionsmittel entfernt· Der ausfließende arme oder gestrippte Hauptgasstrom wird aus dem Turm 10 über eine Rohrleitung 17 abgezogen und kann verkauft, abgegeben oder einer geeigneten Verwendung zugeführt werden· Ein Teil des ge strippten Haupt gasstromes wird zum Kühlen des Turmes 11 verwendet, der sich infolge vorhergehender Regeneration in einem erhitzten Zustand befindet· Die Verwendung eines derartigen Bchwachgasstromes für die Kühlung ist von großen Vorteil, da das feste Adsorptionsmittel in dem Turm 11 nicht übermäßig mit den kondensierbaren flüssigen Kohlenwasserstoffen, wie Propan und Butan, vorgesättigt wird, bevor es eine Adsorptionswirkung zu erfüllen hat. Bei der vorausgehenden Regeneration des Turmes 11 mit einem reichen Regeneratlonsgas bleibt in dem festen Adsorptionsmittel tine gewisse Menge reiches Regsnerationsgas zurück, das einen gewissen Anteil an kondeneierbaren Kohlenwasserstoff- ' flüssigkeiten enthält, und eine gewisse Menge an flüssigen Kohlenwasserstoffen wird noch desorbl»rt. _vDie genau» Menge *n Kohlenwasserstoff flüssigkeiten hängt von verschiedenen $edingung*n ab, einsdfcllefilioh den tlleiohgewichtabtdingungen innerhalb des Turmes 11 bsi Abschluß der Regeneration« Sine Verächtliche Menge an derartigen fco&denaitrbaren Konlen-

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wasserstoffflüssigkeiten kann in den !Türmen vorliegen, wenn ein solcher Turm von der Regeneration auf die Kühlßtufe

geschaltet wird. ' .

.Ein Teil doe gestrippten Hauptg;asstromes aus dem Turm 10 tfird über eine Rohrleitung 10 für Kühlzwecke durch den Turm 11 geleitet. Der Turm 11 wird auf geeignete Adsorptions tomperaturen gekühlt, z.B. auf weniger als 177°G

F). Die kondensierbaren Kohlenwasserstoffflüssigkeiten in dem Turm 11 werden aus dem darin befindlichen festen Adsorptionsmittel herausgespült und verlassen den Turm 11 als ein abfließender Gasstrom durch eine Rohrleitung 19· Die kondensierbaren Kohlenwaeserstoffflüssigkeiten, die in dem erhitzten Turm 11 enthalten Bind, wenn dieser in die Kühlstufe geschaltet wird, werden gewöhnlich in den ersten Anteilen des in der Rohrleitung 19 abgeführten Aueflußgas*· stromes entfernt. Beispielsweise können diese Kohlenwasserstoff flüssigkeiten in den ersten zwei Minuten des Gasetromabflusses entfernt werden. Die ersten Anteile des abfließenden Gasstromes in der Leitung 19 sind nicht nur reich an kondensierbaren Kohlenwasserstoffen, sondern haben auch die relativ höchsten Temperaturen. Bei dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird der erhitzte abfließende Gasstrom in der Rohrleitung 19 verschiedenen vorteilhaften Verwendungen, die nachstehend näher erläutert werden, zugeführt.

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In der nachfolgend "beschriebenen Regenerationseinrichtung mit geschlossenem Kreislauf wird der Turm 12, der zuvor im Verlauf einer Adsorption3otufe mit kondensierbaren Kohlenwasserstoffflüssigkeiten gesättigt worden ist, nun auf Regeneration geschaltet» In dem geschlossenen Kreislauf wird ein erhitztes reiches Regenerationsgas durch den. Turm 12 zirkuliert, um die kondensierten Kohlenwasserstoffflüssigkeiten zu desorbieren. Das He^eneratioiiG^as xrirC. in einem herkömmlichen Erhitzer 22 auf eine geeigneLe Regenerationstemperatur, z.B. etwa 260⁰O (500°!?), erhitzt. Das erhitzte reiche Regenerationsgas wird über eine Rohrleitung 25 in den Turm 12-geleitet, Zu dieser Zeit tritt'nur, 3ofern überhaupt, eine geringe Abnalune dea Regenerations^acbe et ancles ein und diese ist nützlich. Das reiche He^encrationsgac wird nach einer nur kurzen Zeitspanne, z.3. 2 Minuten, den Turm hinreichend durchquert haben, um denselben auf eine Regenerationstemperatur zu erhitzenj dies zeigt sich beispielsweise durch eine geeignete Temperatur des reichen Regenerationsgasausflussea, der aus dem Turm 12 über eine Rohrleitung 24 austritt« Biese Erhitzung führt zur Erzeugung eines Überschusses (surplus) an derartigem reichen Regenerationsgas in der Regenerationseinrichtung mit geschlossenem Kreislauf, der duroh die aus dt* Turm 12 desorbierte_tMenge an Kohlenwasserstoffgasen und -flüssigkeiten verursacht wird· Das ausfließend· reiohe Begenerationegas wird dann durch einen Kühler 26 geleitet, bei dem es sich um einen atmosphärischen

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WärmeaustaUDclier handeln kann, und fließt über eine üoiirleitung 27 zu einem Hochdruckabscheider 28. Der Hochdruckabscheider 28 ist entsprechend ausgebildet, da£ er über Kopf . durch eine Rohrleitung 29 einen Strom aus gekühltem reichen Hegenerationsßa3, das von den meisten der aus dem Turm 12 desorbierten Kohlenwasserstoffflüssigkeiten gestrippt oder befreit ist, abgibt. Weiterhin liefert der Hochdruckabscheider

28 eine Hauptfraktion an KohlenwasserstoüTlüssigkeiten, die über eine Rohrleitung 31 abfließt und einer Flüssigkeitslagerung oder anderen geeigneten Verwendung zugeführt werden kann. Im allgemeinen kann ein Flüssigkeitsstandregler 32 Anwendung finden, um die Flüssigkeit in dem Hochdruckabscheider 28 auf einem geeigneten Niveau zu halten. Der Hegler 32 kann ein Motorventil 33 steuern, das zu diesem Zweck in der Rohrleitung 31 angeordnet ist. In dieser \7eise wird ein gewünschter Anteil an kondensierbaren Kohlenwasserstoffflüsagkeiten aus dem abfließenden reichen Re^enerationG^as, das den Turm 12 über die Rohrleitung TA verlL"I;t, rjevonnen. Vorzugsweise ist die Zusammensetzung des reichen Regenerationsgases in der Rohrleitung 29 derart, daß es sich bei seinem Taupunkt befindet, wenn es einer Temperatur gleich der Temperatur des Kühlers 26 ausgesetzt wird· In der Rohrleitung

29 ist ein geeignetes Gebläse 34- vorgesehen, um die gewünschte Zirkulation des reichen RegenerationagaseB in der vorstehend beschriebenen Regenerationseinrichtung mit geschlossenem Kreislauf herbeizuführen.

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Vorzugsweise wird das reiche Regenerationsgas in. der Rohrleitung 29 in indirekten Wärmeaustausch mit dem erhitzten Schwachgasetrom, der aus dem !Turm 11 ausfließt und durch die Rohrleitung 19 geht, gebradht. S¹Ur diesen Zweck kann ein Wärmeaustauscher 36 verwendet werden, der in den Rohrleitungen 19 und 29 angeordnet ißt. Hierdurch wird das reiche Regenerationsgas in der Rohrleitung 29, bevor es über eine Rohrleitung 29* in den Erhitzer 22 eingeführt wird, durch den verhältnismäßig heißen erhitzten Schwachgasstrom aus dem Turm 11 in der Rohrleitung 19 erhitzt· Es ist ersichtlich, daß diese Wärmeauetauechbehandlung, insbesondere EU Beginn der Regenerationsstufe, die Wärmemenge verringert« die dom Regencrationsgas durch den Erhitzer 22 in der beschriebenen Regenerationseinrichtung mit geschlossenem Kreislauf eugeführt wird.

Wie vorausgehend dargelegt wurde, ist es äußerst wünschenswert, den Bestand dee Regenerationsgases bei einem : verhältnismäßig konstanten Wert zu halten. Zu diesem Zweck wird eine Gegendruckregeleinrichtung benutzt, die in einer mit der Rohrleitung 29 verbundenen Ablaßleitung 38 angeordnet ist· Vorzugsweise ist diese Einrichtung an der Seite stromaufwärts von dem Wärmeaustauscher 36 angeschlossen· Xs kann irgendeine geeignete Einrichtung Anwendung finden,. z.B. ein rückdruokbetätigtea Motorventil 37, das einen Fluß aus ' der aber nicht in die Rohrleitung 29 gestattet« Bas Motorventil 37 lot in herkömmlicher Weise mit einer Einrichtung

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ausgestattet, die den Druck des reichen. Hegenerationsgases in der. Bphrleitung 29 feststellt und auf eine gegebene Druck-Abweichung von dem no roel en Be triebe druck aifi«pri»ht, um jegliches tfbirschußgas über einen gegebenen Bestand aus der ßohxleitung 29 abzulassen· Zn dieser Weiae wird w&hrend des Torliegens von Bedingungen, die einen Überschuß des reichen Regenerationsgases erzeugen, ein verhältnismäßig konstanter Bestand aufrechterhalten, c?_; Die gewünschte statische. Regelung des Bestandes an ^reichem ^egenerationsgas kann, auch mit der Verhinderung «ines Vdrlüstes der kondensierbaren Kohlenwasserstoffflüssi^- ^keiten in den ersten Anteir des. erhitzten Ausflußgasstromes in der Rohrleitung 19 aus dem Turm 11 kombiniert werden, und »war durch den rolgenden Teil der erfindungsgemäßen Vorrich- -tung, Jm eineeinen wird der erhitzte Aueflußgas strom in der fiohrleitung 19 aus dem Turm 11 mittele einer Rohrleitung 19' durch, ein Dreiwegventil 56 ixt die Ablaßleitung 3& der Rege*- nerationseinrichtung mit geschlossenem Kreislauf geleitet· Die vereinigten Ströme aus den Rohrleitungen 19' und 38 flipton in eine Rohrleitung 39. Das Ventil 56 ist so auege- , - bildet, daß es mindestens den ersten Anteil dee JLaeflußgasstromee durch die Rohrleitung 19* in die Rohrleitung 39 eintreten läßt· Beispielsweise kann der erste Anteil dieses Stromes nur während der ersten 2 Minuten de· abfließenden Gasstromes in die Rohrleitung 39 eingespeist wexdtn* Danach kann der gesamte Aueflußgasstrom in der Rohrleitung 1$ -durch

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eine Rohrleitung 5? einer geeigneten Verwendung für Schwaohgas zugeführt werden. Der Strom in der Rohrleitung 57 kann durch eine nicht dargestkLlte Rohrleitung mit dem Schwachgasctrom der Rohrleitung 17 vereinigt werden. Diese Anordnung führt zu einer Vereinigung von überschüssigem reichen Regenerationsgas mit dem erhitzten Ausflußgasstrom aus dem Turm 11, der restliche Kohlenwasserstoffflüssigkeiten enthält, in der Rohrleitung 39.

Der vereinigte Gasstrom in der Rohrleitung 39 wird in eine flüssige Fraktion aus kondensierbaren Kohlenwasserstoffen und einen Ausflußgasstrom getrennt« Vorzugsweise erfolgt diese Trennung unter solchen Bedingungen, daß diese flüssige Fraktion der Hauptfraktion aus flüssigen Kohlenwasserstoff en ähnlich ist. Diese beiden flüssigen Kohlenwasserstofffraktionen können, sofern gewünscht, zu ihrer . Gewinnung und Verwendung durch eine nicht dargestellte Rohrleitung Vereinigt werden· Weiterhin wird der vereinigte Gasstrom in d·^ lohrjleitung 39 unter solchen Bedingungen Getrennt, daft 4·» Ausflußgas st rom im wesentlichen dem ^e strippten Hau#%gäflstrom in der Rohrleitung 1? fihnllch iBt. Die Gasströitekj^njwa,, sofern gewünscht, mittels einer nioht dar ge st eil t ea Rotol ei tung vereinigt wevdezu Be kaaa irgendeine geel^aei» Änrichtung but Herbeiführung einer derartigen TiM9imune ve^ajjdjiJ werden, ßeiapieleweiee kann eine derartig* EinrichtBia» e^ne^^eit iiUOmitteln geküalten

41 geei^»t^Va%loher Auiftthrung umfassen, dir

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ausgebildet ist, um den vereinigten Gasstrom in der Bohrleitung 39 auf eine angemessene Temperatur su kühlen, daß ein Hochdruckabscheider 43 herkömmlicher Ausführungsart den gewünschten Ausflußgas strom in eine Aueflußleitung 44 und die gewünschte kondensierte Fraktion aus Kohlenwasserstoffflüsßigkeiten in einer zweiten Ausflußrohrleitunc 46 liefern kann. In dem Hochdruckabscheider 43 kann durch irgendeine geeignete Einrichtung ein Flüssigkeitsstand aufrechterhalten werden. Beispieleweise kann ein Flüssigkeitsstandregler 47 mit dem Abscheider 4J verbunden sein, wobei der Kegler zur Betätigung eines Motorventiles <:0 in übereinstiiaiaung mit lierkömmliciien Arbeitsweisen zur Regelung des Flüeßi(jkeitsBbromes durcii die Rohrleitung 46 ausgebildet ist. In dieser Weise gehen keine kondensierbaren Kohlenwasserstoff flüssigkeiten in dem überschüssigen reichen Regenerationsgas oder.in dem abfließenden QaB sue Äem Turm 11 verloren« Weiterhin wird der Gehalt an kondensitrbaren Kohlenwasserstoff flüssigkeiten in dem vereinigten Gasstrom der Ablaßl«itung 39 verhältnismäßig kinatant gehalten, Indem man die ßtröae der Bohrleitungen 19* UBd 3β vereinigt« «Der Grund für dieses Ergebnis liegt, wie vorausgehend beschrieben, d*rin, daß, der auefließende aue dem Turm 11 und da» üb«rsohüsßig» rriohe Rege-

in der Rohrleitung 29 in ihrem Gehalt an konden-Kohlenwaaeerstoffen uj|d auch hineioa^HQh ihrer im jede» Zeit etwa ueeakanrii proportionni Bind.

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Der Gasstrom &ut de« Abseheider #5 la der Bohrleitung 44 wird in indirekten Wärmeaustausch mit dem Hautffcfcasettda

in der Rohrleitung 14, der dam Turm 10 auge führt warden foil, gebracht» Slea kann unttr Anwendung dta vorausgehend erwähntan Wärmeaustaueehars A6 erfolgen. In dieaer t#i#«^r*ird 4er TerhältniamäBig ka^te aaeetrom in der Hohxl«itu«e_?#* indlrakt erwäxmt, während, dar eiu^rafeende Jrd«ae-Hauptatro· im daj? Bohrleitung 14 indirekt gekühlt wird* BIes'-lit Yorteilhaft, da die Menge an Kohlenwasserstoff flüssigkeiten, dia von daa in dem Turm 10 enthaltenen fasten Adsorptienaml^l»! adaosblart wird/ um so größer ist, jje kaiter der in den ^

Hauptgasstrom ist. V₁ Se können die übiiehen

verwendet werden, um geeignete Betrleb8b«dingu3^*ift^iÄ"a·» Vorrichtung gemäß der Erfindung zu schaffen« Der Muck dejl ' "*,. Hauptgasstromes lief ert di* J|aujp*menge dar.

in der Anlage. Beispielsweise kann ein BückschlagTantü in der Rolirleituns 44 vorgesehen sein, um eimen t en Eintritt des ge strippten Haupt gasstromes der 17 in den Hochdruckabscheider 43 zu verhindern. In ähnlicher

Weise kann ein Fließregler 54 in der Verbindung swlaohen der Rohrleitung 17 und der Rohrleitung 18 verwendet werden, vm,

zu gewährleisten, daß ein gewünachter Anteil de«.

Hauptgas ströme s bei einem geeigneten Druck ISa den $uim ΛΛ für Kühlzwecke und danach in den Rest der Vorrichtung eingeführt wird. Dies kann in irgendeiner geeigneten Waise

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erfolgen, ε«Β« durch Anordnung eine« Fließreglere 52, der mit der Rohrleitung 18 stromabwärts von dem Fließregler 54· verbunden ist und ein Motorventil 53 in. d.«* Rohrleitung .17 betätigt, so daß der gewünschte Anteil des gestrippten HauptgasstromeB in der Rohrleitung 17 bei einem geeigneten Druck für die Kühlung des Turmes 11 und den Durchgang durch den Kühler 4-1 und den Abscheider 4-3 abgezweigt wird.

Es ist ersichtlich, daß durch dae Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung zahlreiche Vorteile ertsielt werden. Beispielsweise werden die kondensierbaren Kohlenwasserstoffflüssigkeiten in dem Überschuß über den Bestand des Regenerationsgases, wenn das feste Adsorptionsmittel in dem Turm 12 Regeneriertemperaturen erreicht, in dem Abscheider 43 gewonnen. In ähnlicher Weiee werden jegliche kondensierbaren Kohlenwasserstoffflüssigkeiten, die ▼on dem ausfließenden Gasstrom aus dem Turm 11 durch das Ventil 56 in die Rohrleitung 19' getragen werden, gleichfalls in dem Hochdruckabscheider 43 gewonnen.

Irgendein Unterschuß in dem Bestand des reichen Regenerationsgases im letzten Teil der Regenerationsetufe kann aus dem Erdgasstrom in der Rohrleitung 14 aufgefüllt werden. Dies kann erreicht werden, indem man Erdgas aus der Rohrleitung 14· durch eine nicht dargestellte lohrleitung in -eine Rohrleitung 58 leitet, die mit der Rohrleitung 29 · verbunden iet. Sin Flieflregelventil 59 wird in der Rohrleitung 58 angeordnet

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Z ORSGiHAL

und so eingestellt, daß Erdgas durch diesen Ventil nur eingeführt wird, wenn ein bedeutsamer Unterschuß unter einen gegebenen Bestand an reichem Begenerationsgas während des letzten Teiles der Regeneration des Turmes 12 auftritt.

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Claims (1)

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Patentansprüche

1.i Verfahren zur Gewinnung von Kohlenwasserstoffflüseigkeiten aus einem Erdgasstrom in einer mit festem Adsorptionsmittel arbeitenden Kohlenwasserstoffgewinnungsanlage unter Verwendung einer Mehraahl von Adsorptionsmittelbetten in Adsorptions-, Kühl- und Eegenerationsstufen mit einer !Regeneration mit _wecclilossenem Kreislauf, dadurch gekenn-

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zeichnet, daß man den Irdgasstrom durch ein erstes Adsorptions mittelbett leitet, hierin adsorbierbare Kohlenwasserstoffe entfernt und dann den gestrippten Hauptgasstrom aus diesem Bett abzieht, einen Teil des gestrippten Hauptgasstromes aus de« ersten Bett durch ein* vorausgehend regeneriertes «weites Adsorptionsmittelbett leitet, hierdurch das sweite AdsQxptionsmittelbett auf geeignete Adsorbiertemperaturen IcUAiLt und dann diesen Teil des gestrippten Hauptgaestromes absieht, ein erhitztes reiches Begenerationsgas durch eine Regenerationseinrichtung mit geschlossenem Kreislauf und einem dritten'Adsorptionsmittelbett sirkuliert und die aus diesem

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Bett deeorbierten. und ron dem Regenerationsgas getragenen Kohlenwasserstoffe in ein reichte Regenerationegas und eine erste flüssige Kohlenwasserstofffraktion trennt, überschuss!- " ges reiches Regenerationsgas aus der Regenerationseinrichtung .' mit geschlossenem Kreislauf ableitet, um einen verhältnismäßig konstanten Bestand an reichem RegenerationsgaB in der Regenerationseinrichtung mit geschlossenem Kreislauf aufrechtzuerhalten, den Strom aus überschüssigem reichen Regenerationsgas in einen zweiten gestrippten Gasstrom und eine zweite flüssige Kohlenwasserstofffraktion trennt, die vorstehenden Arbei£sstufen wiederholt, während die Gasströme zwischen jedem der Adsorptionsmittelbetten umgeschaltet werden, bis jedes Adsorptionsmittelbett eine Adsorptions-, Kühl- und Hegenerationsstufe durchlaufen hat, und die flüssigen Kohlenwasserstofffraktionen gewinnt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenneelehnet, daß man als zweite flüssige Kohlenwasserstofffraktion eine _; Fraktion, die der in der Regenerationseinrichtung alt geschlossenem Kreislauf erzeugten flüssigen Kohlenwasseretofffraktion ähnlich ist, abtrennt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als zweiten geetrippten Gasstrom einen Grasstrom, der dem aus dem ersten Adcorptionsmittelbett abgezogenen gestrippten Hauptgasstrom ähnlich ist» abtrennt«

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4-* Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3» dadurch gekennzeichnet, daß man mindestens den ersten Anteil dee geetrippten Hauptgasstromes, der aus dem «weiten Ad,-Borptionsmittelbett abgezogen wird, mit dem Strom aus überschüssigem reichen Regenerationsgas vereinigt und den vereinigten Gasstrom in den zweiten gestrippten Gasstrom und die zweite flüssige Kohlenwasserstofffraktion trennt«

5* Verfahren nach Anspruch 4·, dadurch gekennzeichnet, daß man den vereinigten Gasstrom vor der Trennung in den , zweiten gestrip'pten Gasstrom und die zweite flüssige. Kohlenwasserstofffraktion kühlt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß nan das reicke Regenerationsgas. stromabwärts von der Abtrennung der flüssigen Kohlenwaeserstofffraktion in indirekten Wärmeaustausch mit dem aus dem zweiten Adsorptionsmittelbett abgezogenen gestrippten Hauptgasstrom bringt.

7· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß man den zweiten gestrippten Gasstrom stromaufwärts von dem ersten Adsorptionsmittelbett in indirekten Wanne austausch mit dem Erd^asstrom brinjt.

0. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man stromabwärts von dem dritten Bett einen Abscheider und stromaufwärts von dem dritten Bett einen Erhitzer anordnet, in dem Abscheider die in dem Eegenerationegas

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mitgeführten de'aorbierten Kohlenwasserstoffe aus diesem Bett in das j?eioht Regenerationsgas und die erste flüssige Kohlenwaseeretofffraktion trennt, dae reiche Regenerationsgas etromaufwärtB. von dem Erhitzer in indirekten Wärmeaustausch mit dem aus dem zweiten Adsorptionsmittelbett abgezogenen ge strippten-Hauptgasstrom, leitet, das überschüssige reiche, Regenerationegae stromaufwärts von dem Erhitzer aus der Regenerationseinrichtung mit geschlossenem Kreislauf abströmen läßt und einen Teil des Erdgasstromes in die Regenerationseinrichtung mit geschlossenem Kreislauf einführt, um einen verhältnismäßig konstanten Bestand an Regenerationegas in der Regenerationseinrichtung mit geschlossenem* Kreislauf aufrechtzuerhalten· Λ .. ·.

9. y<3^ri,Qhtung zur Durchführung des Verfahrens ^:\ gemäß einem der Ansprüche 1 -8, gekennzeichnet durch eine^ Λ Mehrzahl von yeat_;Btoffadsorptionsmittelbetten (10,11,12), * . *U.-...; eine Äegener%tionaeinrichtung mit geschlossenem Kreislauf , zum De sortieren, von kondensierten Kohlenwasserstoffen aus · -

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Jedem der i^die* eine Einrichtung (22) zum Erhitzen '-' •ine», ie»· iPwÄhejti Begenerationegaeea, eine Umwälzeinriohtung (34) »« aa^ptoilieren des Gaeee und eine Einrichtung (28) , sum ln£f«mm teqpAenßierbarer KohlenwasBerstoffflüsaigkeiten

aus dem QfXTuHIi, Einrichtungen zum Umschalten dea Medien- -.

» Adeorptionsmittelbetten und die Regene- f

mit geschlossenem Kreislauf verbinden,

so daß jedes der Betten wechselweise in die Adsorptions-, Kühl- und Regeneratiönsstüfe geschaltet und jedes Bett nach seiner Aasorptionsstlütfe durch erhitztes reiches Begenerationsgas regeneriert und naoh der Regeneration durch einen TaII eines Hauptgasströme*, der durch ein in seiner- Adsorptiotte*»' stufe befindliches Bett geleitet worden ist, gekühlt wird, Mittel (37i38) zum Ableiten von überschüssigem reichen Regenerationsgas aus der Regenerationseinrichtung mit geschlossenem Kreislauf, die in der Regenerationseinrichtung einen verhältniamfißig konstanten Bestand an Regeneratiönsgas aufrechterhalten* und mit der Regenerationseinrichtung mit geschlossenem Kreislauf verbund·»sind, und"eine mit den Mitteln zum Ableiten von überschüssigem reichen Regenerationsgas verbunden« Trenneinrichtung (4J) zur' Braeugüng von gasförmigen und* flüssigen Aueflüssen·

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeiöhfi#ti £«£ ;je*es in einer Kühlstufe befindliche⁴ Adsorptionsmittelbett (11) an seinem Aüsflüß^nde durch Bohrverbindungen (19*190 alt den Mitteln (37,38) «ua Ableiten tronÜberschüssi- §im'reichen Segenerationsgns v«rbund»n ist tuid^v die Trenn- ' •itoichtung tty) an die Rohrverb indungen angesBhlo ssen ist.' '' «Sri -11 _β Vorriehtung nach AnsprUeh 9 od*r^riO|^: dadurch gikewizeichnet, daß in der Regenerationseinrichtung'mit gesehl*esenem Kreislauf strenaufwärts von der Heileinrichtung ein· Wirmeaustauscheinrichtung (36) angeordnet und mit

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jedem in der Kühlstufe befindlichen Adsorptionsmittelbett (11) an dessen Ausflußende verbunden ist, so daß das reiche Regenerationsgas mit dem Teil des Hauptgasstromes, der zum

Kühlen eines vorausgehend regenerierten Adsorptionsmittelbettes verwendet worden ist, indirekt erhitzt wird.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 - 11» dadurch gekennzeichnet, daß eine Wärmeaustauscheinrichtung (16) mit dem Gasaustrittsende de* Trenneinrichtung (4-3) und mit dem Einlaß des in der Adsorptionsstufe befindlichen Adsorptionsmittelbettes, durch den der Erdijaestrom cilice- „ fükrt^v/ird, verbunden ist, so daß der Erdgasstrom vor'der Adsorption von dem gasförmigen Ausfluß der Trenneinrichtung indirekt gekühlt v/ird.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9-12, dadurch gekennzeichnet, ^_&^ ^_β Regenerationseinrichtung mit geschlossenem Kreislauf eine Einrichtung (58,59) zum Einlassen von Gas aus einer äußeren Quelle auf v/eist, um in der Regenerationseinrichtung einen verhältnismäßig konstanten Bestand an reichem Regenerationsgas aufrechtzuerhalten, wobei die Einrichtung zum Einlassen von Gas in Medienverbindung mit der Re^eneratioiiseinriclitung nit Geschlossenem Kreislauf steht.

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