DE1959827C3 - Verfahren zur Absorption von elementarem Schwefel aus Erdgas durch Anwendung von Mineralöl und ähnlichen flüssigen Kohlenwasserstoffen - Google Patents
Verfahren zur Absorption von elementarem Schwefel aus Erdgas durch Anwendung von Mineralöl und ähnlichen flüssigen KohlenwasserstoffenInfo
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Description
Es ist bekannt, im aufsteigenden, elementaren
Schwefel enthaltenden Erdgas, den Schwefel durch Zugabe von Mineralöl in der Wärme zu lösen. Dieses
Verfahren ist jedoch nur bei niedrigen Schwefelgehalten in Erdgas anwendbar. Bei höheren Schwefelkonzentrationen
im Gas. insbesondere über 0,1 g/m'n Gas treten Schwierigkeiten auf. weil der Schwefel nicht
mehr vollständig aus dem Gas entfernt wird und die Gefahr der Verstopfung der Steigrohre mit Schwefel
weilerbesteht.
Die DEPS 1173 856 betrifft ein Verfahren zur
Vermeidung von Schwefelabscheidungen von Erdgas in Steigrohren von Gasbohrungen, wonach in das untere
Ende des Steigrohres ein Mineralöl, gegebenenfalls unter Zusatz eines Emulgators, in das aufsteigende,
schwefelhaltige Erdgas eingespritzt und am Bohrlochkopf ein Erdgas-Mineralöigemiscli abgezogen wird*
In der Praxis hat sich gezeigt, daß dieses Verfahren
bei sehr geringen Schwefelgehalten im gewünschten Umfang wirksam ist. Durch den Zusatz des Emulgalors
wird lediglich erreicht, daß sich beim Abkühlen des Mineralöl-Schwefel-Gemisches der Schwefel daraus in
feinkristalliner Form ausscheidet und abgetrennt werden kann. Der Stoffübertritt des Schwefels aus dem Gas
in das Mineralöl wird mit diesen Maßnahmen nicht beschleunigt Dies gilt auch für ein entsprechendes
Verfahren, das in »Erdöl und Kohle, Erdgas, Petroche-ϊ mie« 20 (1967) Seiten 849 bis 852 beschrieben wird.
Wenn in der DE-PS 12 25 577 Tetralin als Lösungsmittel
für den im Erdgas enthaltenen Schwefel eingesetzt wird, so ist dieses Lösungsmittel wegen
seines verhältnismäßig hohen Dampfdruckes in zahlrei-
lü chen Fällen der Praxis nicht mit dem gewünschten
Erfolg einsetzbar.
Es wurde nun ein Verfahren zur Adsorption von elementarem Schwefel aus Erdgas durch Anwendung
von Mineralöl und ähnlichen Kohlenwasserstoffen
η gefunden, welches diese Schwierigkeiten mit Sicherheit
vermeidet und auch bei hohen Schwefelgehalten im Erdgas über 1 g Schwefel/m3n, vorzugsweise bis 5 g
Schwefel/m'n anwendbar ist.
Dieses Verfahren zur Adsorption von elementarem
in Schwefel aus Erdgas durch Anwendung von Mineralöl
und ähnlichen flüssigen Kohlenwasserstoffen und oberflächenaktiven Mitteln ist dadurch gekennzeichnet,
daß durch die Einstellung einer aufsteigenden, an der Rohrwand nach oben laufenden amularen Strömung
aus Mineralölfraktionen oder ähnlichen flüssigen Kohlenwasserstoffen mit einer Viskosität von 2 bis. 200,
vorzugsweise von 10 bis 60 cp bei 20" C und einem Dampfdruck bis 3 ■ 10-' Torr bei 20cC in dem
Zwei-Phasen-System aus Mineralölfraktionen oder
in ähnlichen flüssigen Kohlenwasserstoffen und Erdgas, in
dem elementarer Schwefel dampfförmig verteilt ist. zur Erzielung eines vollständigen Stoffübergangs des
elementaren Schwefels aus dem Erdgas in die Mineralölfraktion oder in die ähnlichen flüssigen
Kohlenwasserstoffe, in dem etwa 200 bis 4000Ih.
vorzugsweise 500 bis 1000 i/h, Mineralölfraktion oder ähnliche flüssige Kohlenwasserstoffe, denen 100 bis
2000 in den aufsteigenden Gasstrom einer Forderung
von etwa 1000 bis 40 000 m'n/h. insbesondere von 5 br.
■ίο 15 000 m 'n/h. im Bohrlochtiefsten zugegeben wird unter
Einhaltung des Verhältnisses der Mineralölfraktion (l/h)
oder des ähnlichen flüssigen Kohlenwasserstoffes (|/h): Erdgas (msn/h) vein ! :etwa 4 bis 20 bei einem
durchschnittlichen Fließdruck von etwa 150 bis 500 atti
Bei Ünterschreitung des Verhältnisses der Mineralöl
fraktion zum Erdgas von etwa I : 20 wird noch keim
annulare Strömung creicht und damit der vollständige
Stoffübergang des elementaren Schwefels aus dem Gas in die Mineralölfraktion
>der ähnliche flüssige Kohlen Wasserstoffe noch nicht erzielt. Fs wi,d deshalb keinu
vollständige Entschwefelung des Erdgases erreicht und die Gefahr der Verstopfung der Steigrohre mit
.Schwefel nicht beseitigt.
Bei Überschreitung des Verhältnisses der Mineralöl
fraktion /um Erdgas von etwa I : 4 entsteht eine Pfropfströmung, die aus einzelnen Ölpfropfen im
Gasstrom besteht und die wegen ihrer geringen Oberfläche keine optimale Entschwefelung des Gases
gewährleisten.
Weiter ist das Verfahren der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß zur Beschleunigung des vollständigen
Stoffübergangs des Schwefels aus dem Gas in die Mineraiölfraktion oder ähnlichen flüssigen Kohlenwasserstoff
dieser als Fettsäureamin Stearylamin in Mengen von etwa 100 bis 2000, vorzugsweise 300 bis 1000 ppm,
zugegeben werden.
Es wurde eine besonders zweckmäßige Ausführungsform des Verfahrens gefunden, Welche dadurch
gekennzeichnet ist, daß in dem aufsteigenden Gasstrom von etwa 10 000m3n/h bei Schwefelgehalten bis etwa
0,1 g/m3n ein Verhältnis Mineralölfraktion (l/h) oder ähnlicher flüssiger Kohlenwasserstoffe (l/h): Erdgas
(m3n/h) von, etwa 1 :20, bei bis 1 g Schwefel/m^ ein
Verhältnis von etwa 1:12, bei bis etwa 2 g Schwefel/m3n
ein Verhältnis von etwa I : 8 und bei bis 5 g Schwefel/m3n ein Verhältnis von etwa 1 :4 zur
Einstellung der annularen Strömung verwendet wird.
Das Verfahren der Erfindung wird durch das Beispiel erläutert:
In einer Erdgassonde, die mit etwa 10 000m3n/h
gefördert wird und die im Gas 6% Schwefelwasserstoff und 1 g elementaren Schwefel/m3n gelöst enthält, wird
über eine Venturidüse mit Rückschlagventil und Düsenöffnungen von 10 mm aus einem zweiten Strang
im Bohrlochtiefsten eine Mineralölfraktion mit einer Viskosität von 12 cp bei 20° C und einem Dampfdruck
von 2,4 χ 10 3 Torr bei 20° C eindosiert.
Die Lagerstättentemepratur beträgt 125° C, durch
welche sich eine Temperatur der Mineralöifraktion nach der Zugabe im Bohrlochtiefsten von etwa 80° C
einstellt.
Die zugegebene Menge Mineralölfraktion beträgt 800 l/h. Diese Fraktion enthielt einen Ausgangsgehalt
von 0,45 Gewichtsprozent Schwefel.
Zur Erzielung der Beschleunigung des vollständigen Stoffübergangs des Schwefels aus dem Gas in die
Mineralöifraktion wurde als oberflächenaktives Mittel der Mineralölfraktion als Fettsäureamin Stearylamin in
Mengen von etwa 1000 ppm vor der Eindosierung
zugegeben.
Bei dieser Fördermenge betrug das Verhältnis Mineralöifraktion (l/h): Gas (m 'n/h) etwa 1 :12J. wobei
der durchschnittliche Fließdruck etwa YO atü betrug.
Durch die Einhaltung dieses bestimmten Verhältnis
ses der Mineralölfraklion zum Erdgas wurde eine
aufsteigende, an der Rohrwand nach oben verlaufende, annulare Strömung der Mineralöifraktion in dem
Zwei-Phasen-System aus Mineralöl und Erdgas eingestellt.
Nach dem Austritt aus der Fördersonde wird das Gemisch aus der Mineralöifraktion und dem Erdgas mit
Hilfe eines Hochdruckseparators getrennt. Das Gas verläßt den Separator praktisch frei von elementarem
Schwefel und Mineralöl und wird nach Trocknung der weiteren Aufbereitung zugeführt.
Für den Stoffübergang des elementaren Schwefels aus dem Gas in die Mineralöifraktion stehen theoretisch
vom Bohrlochtiefsten bis zum Austritt aus der Fcrdersonde etwa 15 Minuten zur Verfügung. Diese
Zeh ist jedoch für den Stoffübergang des elementaren Schwefels in die Mineralöifraktion nach dem Verfahren
der Erfindung nicht erlorderhch. Der Stoffübergang geht praktisch wesentlich rascher vonstatten, so daß
keine Verstopfung der Rohrleitung mehr eintritt. Ein gewisser Teil der eingeführten Mineralöifraktion, der in
Nebelform auftreten kann, behindert den technischen Effekt des Verfahrens der Erfindung nicht Es hat auch
im Förderstrom kondensiertes Wasser keinen Einfluß auf den technischen Effekt, da das Verhältnis Wasser zur
Mineralöifraktion bei 1 bis 5 g/m3 H2O etwa 1:10
beträgt.
Mineralölfraktionen, die zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung besonders geeignet sind, sind
beispielsweise folgende: Dieselöl, Spindelöl, leichtes Maschinenöl, und zwar mit Viskositäten in den Grenzen
von 2 bis 200 cp bei 2O0C und einem Dampfdruck bis 3x10' Torr bei 20cC. Ähnliche flüssige Kohlenwasserstoffe
zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung sind beispielsweise die folgenden: Toluol Xylol,
Steinkohlen teeröle.
Claims (3)
1. Verfahren zur Absorption von elementarem Schwefel aus Erdgas durch Anwendung von
Mineralöl und ähnlichen flüssigen Kohlenwasserstoffen und oberflächenaktiven Mitteln, gekennzeichnet durch die Einstellung einer aufsteigenden,
an der Rohrwand nach oben laufenden annularen Strömung aus Mineralölfraktionen oder
ähnlichen flüssigen Kohlenwasserstoffen mit einer Viskosität von 2 bis 200 cp, bei 200C und einem
Dampfdruck bis 3· 10'Torr bei 200C in dem
Zwei-Phasen-System aus Mineralölfraktionen oder ähnlichen flüssigen Kohlenwasserstoffen und Erdgas,
in dem elementarer Schwefel dampfförmig verteilt ist, in dem etwa 200 bis 4000 l/h Mineralölfraktion
oder ähnliche flüssige Kohlenwasserstoffe, denen 100 bis 2000 ppm eines Fettsäureamins
zugesetzt sind, in den aufsteigenden Gasstrom einer Förderung von etwa 1000 bis 40 000mjn/h im
Bohrlochtiefsten zugegeben wird unter Einhaltung des Verhältnisses der Mineralölfraktion (l/h) oder
des ähnlichen flüssigen Kohlenwasserstoffes (l/h): Erdgas (mJn/h) von 1 : etwa 4 bis 20, bei einem
durchschnittlichen Fließdruck von etwa 150 bis 500 atü.
2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet,
daß man als Fettsäureamin Stearylamin einsetzt.
3. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet,
daß in dem aufsteigenden Gasstrom von etwa 10 000 m'n/h bei Schwefelgehaltei bis etwa
'i.l g/m'n cm Verhältnis Mineralölfraktion (l/h) oder
ähnlicher flüssiger Kohlenwasserstoffe (l/h): Erdgas (m!n/h) von etwa I : 20, bei bis 1 g Schwefel/m'n ein
Verhältnis von etwa I : 12, bei bis etwa 2 g Schwefel/m'n ein Verhältnis von etwa 1 :8 und bei
bis 5g Schwefel/m'n ein Verhältnis von etwa 1 :4
zur Einstellung der annularen Strömung verwendet wird.
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