DE19781761B4 - Entfernung von Kohlendioxid, Ethan und schwereren Komponenten aus einem Erdgas - Google Patents

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Abstract

Die Entfernung von Kohlendioxid, Ethan und schwereren Komponenten aus einem unter hohem Druck stehenden Erdgas (10) umfaßt: teilweises Kondensieren und Entspannen des unter hohem Druck stehenden Erdgases (10), um einen mit Methan und Kohlendioxid angereicherten Gasstrom (30) und zwei mit Ethan und schwereren Komponenten angereicherte Flüssigkeitsströme (37 und 40) zu erhalten, die in eine Fraktionierkolonne (35) eingeleitet werden; Entfernen eines Fluidstroms (45) aus der Fraktionierkolonne (35); Erwärmen (46) des Fluidstroms, um einen Reboilerstrom (47) zu erhalten, der in die Fraktionierkolonne (35) eingeleitet wird; Entfernen eines mit Kohlendioxid, Ethan und schwereren Komponenten angereicherten Flüssigkeitsstroms (50) aus der Fraktionierkolonne (35); Entfernen aus dem Kopf der Fraktionierkolonne (35) eines mit Methan angereicherten gasförmigen Kopfstroms (55); Kühlen (56) des gasförmigen Kopfstroms (55), um ein Zwei-Phasen-Fluid zu erhalten; Trennen (58) des Zwei-Phasen-Fluids in einen gekühlten gasförmigen Kopfstrom (60) und einen ersten Rücklaufstrom (62), der in die Fraktionierkolonne (35) eingeleitet wird; und Entspannen (65) des gekühlten gasförmigen Kopfstroms (60), um ein Zwei-Phasen-Fluid von niedrigem Druck zu erhalten; Trennen (69) des Zwei-Phasen-Fluids in einen Strom gasförmiger Produkte (70) und einen zweiten Rücklaufstrom (72), der in den Kopf der Fraktionierkolonne (35) eingeleitet wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von Kohlendioxid, Ethan und schwereren Komponenten aus einem unter hohem Druck stehenden Erdgasstrom, der Methan, Kohlendioxid, Ethan und schwerere Komponenten enthält. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein solches Verfahren, bei dem das Erdgas eine relativ große Menge Kohlendioxid, bis etwa 5 Mol-%, enthält.
  • Die US-PS-A 4,444,577 offenbart ein Verfahren zum Entfernen von Kohlendioxid, Ethan und schwereren Komponenten aus einem unter hohem Druck stehenden Erdgasstrom, der Methan, Kohlendioxid, Ethan und schwerere Komponenten enthält, und das umfaßt:
    • a) teilweises Kondensieren und Entspannen des unter hohem Druck stehenden Erdgasstroms, um einen mit Methan und Kohlendioxid angereicherten Strom und wenigstens einen mit Ethan und schwereren Komponenten angereicherten Flüssigkeitsstrom zu erhalten,
    • b) Einleiten des mit Methan und Kohlendioxid angereicherten Stroms bei Fraktionierdruck in eine Fraktionierkolonne, die eine Vielzahl Fraktionierstufen aufweist,
    • c) Einleiten des Flüssigkeitsstroms/der Flüssigkeitsströme bei Fraktionierdruck in die Fraktionierkolonne auf einem Niveau tiefer als das Niveau, auf dem der mit Methan und Kohlendioxid angereicherte Strom eingeleitet wird,
    • d) Entfernen aus der Fraktionierkolonne auf einem Niveau tiefer als das Niveau, auf dem der Flüssigkeitsstrom/die Flüssigkeitsströme eingeleitet wird/werden, wenigstens eines Fluidstroms, Erwärmen des Fluidstroms/der Fluidströme, um einen Reboilerstrom/Reboilerströme (reboiling stream(s)) zu erhalten, und Einleiten des Reboilerstroms/der Reboilerströme in die Fraktionierkolonne,
    • e) Entfernen aus dem Sumpf der Fraktionierkolonne eines mit Kohlendioxid, Ethan und schwereren Komponenten angereicherten Flüssigkeitsstroms, und
    • f) Entfernen aus dem Kopf der Fraktionierkolonne eines mit Methan angereicherten gasförmigen Kopfstroms.
  • Bei dem bekannten Verfahren wird der gasförmige Kopfstrom teilweise kondensiert, um einen Strom gasförmiger Produkte zu erhalten, der mit Methan angereichert ist, und einen Flüssigkeitsstrom, der als Rücklauf in den Kopf der Fraktionierkolonne eingeleitet wird. Das teilweise Kondensieren des gasförmigen Kopfstroms geschieht durch Entspannen desselben auf einen niedrigen Druck in einer Entspannungsvorrichtung in Form einer Turbinen-Entspannungsvorrichtung. In Arbeitsrichtung nach der Turbinen-Entspannungsvorrichtung wird der entspannte und gekühlte Kopfstrom in einen Strom gasförmiger Produkte und einen Flüssigkeitsstrom getrennt, und dieser Flüssigkeitsstrom wird in den Kopf der Fraktionierkolonne als Rücklaufstrom eingeleitet. Durch Entspannen des gasförmigen Kopfstroms wird dieser genügend gekühlt, um Ethan und schwerere Komponenten, die im gasförmigen Kopfstrom mitgerissen worden sind, zu kondensieren. Die Entspannung erfolgt auf einen Druck niedriger als der Fraktionierdruck, der in der Fraktionierkolonne herrscht, und daher muß der Rücklaufstrom zur Fraktionierkolonne gepumpt werden.
  • Das bekannte Verfahren ist für die Behandlung von Erdgas entwickelt worden, das Kohlendioxid bis etwa 0,6 Mol-% enthält, so daß eine vorherige Entfernung von Kohlendioxid nicht erforderlich ist.
  • Die Anmelderin hat festgestellt, daß bei größerem Kohlendioxidanteil im Erdgas das Kohlendioxid in der Turbinen-Entspannungsvorrichtung gefrieren kann, und daß dadurch Betriebsstörungen verursacht werden.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Entfernen von Kohlendioxid, Ethan und schwereren Komponenten aus einem unter hohem Druck stehenden Erdgasstrom, der Methan, Kohlendioxid, Ethan und schwerere Komponenten enthält, zu schaffen, das gegen hohe Kohlendioxidkonzentrationen im Erdgas tolerant ist.
  • Zu diesem Zweck zeichnet sich das Verfahren zum Entfernen von Kohlendioxid, Ethan und schwereren Komponenten aus einem unter hohem Druck stehenden Erdgasstrom, der Methan, Kohlendioxid, Ethan und schwerere Komponenten enthält, erfindungsgemäß dadurch aus, daß es ferner umfaßt:
    • g) Kühlen des gasförmigen Kopfstroms bei Fraktionierdruck, um ein Zwei-Phasen-Fluid zu erhalten, Trennen des Zwei-Phasen-Fluids in einen gekühlten gasförmigen Kopf strom und einen Flüssigkeitsstrom, und Einleiten des Flüssigkeitsstroms als ersten Rücklaufstrom in die Fraktionierkolonne auf einem Niveau höher als das Niveau, auf dem der mit Methan und Kohlendioxid angereicherte Strom eingeleitet wird, und
    • h) Entspannen des gekühlten gasförmigen Kopfstroms, um ein Zwei-Phasen-Fluid von niedrigem Druck zu erhalten, Trennen des Zwei-Phasen-Fluids in einen Strom gasförmiger Produkte und einen Flüssigkeitsstrom, und Einleiten des Flüssigkeitsstroms als zweiten Rücklaufstrom in die Fraktionierkolonne auf einem Niveau höher als das Niveau, auf dem der erste Rücklaufstrom eingeleitet wird.
  • Die vorliegende Erfindung nutzt die Tatsache aus, daß sich Kohlendioxid in Ethan löst. Zum Entfernen einer genügend großen Menge Kohlendioxid wird die Temperatur, auf die der gasförmige Kopfstrom gekühlt wird, so gewählt, daß soviel Ethan kondensiert, daß eine genügend große Menge Kohlendioxid mit dem kondensierenden Ethan entfernt wird. Das im kondensierenden Ethan gelöste Kohlendioxid wird zur Fraktionierkolonne in dem ersten Rücklaufstrom zurückgeleitet.
  • Der Erdgasstrom enthält bis zu 5 Mol-% Kohlendioxid, zwischen 3 und 10 Mol-% Ethan und bis zu 10 Mol-% schwerere Komponenten, der Rest ist Methan. Wahlweise kann der Erdgasstrom ferner Stickstoff enthalten.
  • Der hohe Druck des Erdgases beträgt zweckdienlicherweise zwischen 4,5 und 6,0 MPa (Absolutwert), der Fraktionierdruck ist niedriger als der hohe Druck und beträgt zweck dienlicherweise zwischen 3,0 und 3,5 MPa (Absolutwert), und der niedrige Druck liegt unter dem Fraktionierdruck und beträgt zweckdienlicherweise zwischen 1,5 und 2,0 MPa (Absolutwert). Der kleinste Wert des niedrigeren Druckes ist so gewählt, daß bei den mit dem niederen Druck verbundenen niedrigen Temperaturen und bei der erreichten schwachen Konzentration des Kohlendioxids letzteres nicht gefrieren wird.
  • Zweckdienlicherweise wird der zweite Rücklaufstrom in den Kopf der Fraktionierkolonne eingeleitet.
  • Wenn die Fraktionierkolonnen mit Fraktionierböden versehen ist, entspricht eine Fraktionierstufe einem Fraktionierboden, und wenn die Kolonne mit einer (unregelmäßigen oder regelmäßigen) Füllung versehen ist, entspricht eine Fraktionierstufe einer theoretischen Stufe.
  • Wo in der Beschreibung oder in den Patentansprüchen ein Niveau für das Einleiten eines Stroms in die Fraktionierkolonne in bezug auf das Einleiten eines anderen Stroms definiert ist, ist zwischen den beiden Niveaus wenigstens eine Fraktionierstufe vorhanden; das Gleiche gilt für die Definition des Niveaus, auf dem ein Strom aus der Fraktionierkolonne ausgeleitet wird. Der Kopf der Fraktionierkolonne ist der Teil von ihr, der sich über der obersten Fraktionierstufe befindet, und der Kolonnensumpf ist der Teil der Fraktionierkolonne, der unter der untersten Fraktionierstufe angeordnet ist.
  • Zweckdienlicherweise wird der Strom gasförmiger Produkte zum Kühlen des gasförmigen Kopfstromes durch indirekten Wärmetausch im Schritt (g) benutzt.
  • Die Anmelderin hat ferner festgestellt, daß sich der Strom gasförmiger Produkte ferner zum Kühlen des Erdgasstroms vor der Fraktionierkolonne benutzen läßt. Um einen sehr wirkungsvollen Wärmetausch zu erreichen, wird der gasförmige Kopfstrom zum Kühlen des mit Methan und Kohlendioxid angereicherten Stroms bei Fraktionierdruck durch indirekten Wärmeaustausch benutzt, bevor dieser Strom in die Fraktionierkolonne eingeleitet wird.
  • Nach diesem Wärmeaustausch kann der Strom gasförmiger Produkte ferner zum Kühlen eines Teils des unter hohem Druck stehenden Erdgasstroms durch indirekten Wärmeaustausch benutzt werden.
  • Der übrige Teil des unter hohem Druck stehenden Erdgasstroms kann durch indirekten Wärmeaustausch mit einem Kühlmittel und/oder durch indirekten Wärmeaustausch mit dem wenigstens einen/mit wenigsten einem der im Schritt (d) aus der Fraktionierkolonne ausgeleiteten Fluidströme gekühlt werden.
  • Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Beispiels mit größeren Einzelheiten unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen zeigt:
  • 1 ein Arbeitsablaufdiagramm einer Anlage zur Durchführung einer ersten Ausführungsweise der vorliegenden Erfindung, und
  • 2 eine Alternative zur Anlage gemäß 1.
  • Es wird auf 1 Bezug genommen, die ein erstes Arbeitsablaufdiagramm einer erfindungsgemäßen Anlage zum Entfernen von Kohlendioxid, Ethan und schwereren Komponenten aus einem unter hohem Druck stehenden Erdgasstrom, der Methan, Kohlendioxid, Ethan und schwerere Komponenten enthält.
  • Der durch eine Leitung 10 zugeführte unter hohem Druck stehende Erdgasstrom wird in einem Wärmetauscher 12 durch indirekten Wärmeaustausch mit einem externen Kühlmittel zum Teil kondensiert, und das erhaltene Zwei-Phasen-Fluid wird durch eine Leitung 15 einem ersten Separator 18 zugeleitet. Aus dem ersten Separator 18 werden entfernt: ein erster Gasstrom durch eine Leitung 20 und ein erster Flüssigkeitsstrom durch eine Leitung 21. Der erste Gasstrom wird in einem Drosselventil 24 entspannt, um einen teilweise kondensierten Strom zu erhalten, der in einem zweiten Separator 26 in einen zweiten Gasstrom und einen zweiten Flüssigkeitsstrom getrennt wird. Der zweite Gasstrom ist der mit Methan und Kohlendioxid angereicherte Strom, der über eine Leitung 30 in eine Fraktionierkolonne 35 eingeleitet wird, wogegen der zweite Flüssigkeitsstrom in die Fraktionierkolonne 35 durch eine Leitung 37 geleitet wird, und der erste Flüssigkeitsstrom wird in einem Drosselventil 39 entspannt und in die Fraktionierkolonne 35 über eine Leitung 40 eingeführt. Auf diese Weise werden aus dem unter hohem Druck stehenden Erdgasstrom ein mit den leichteren Komponenten Methan und Kohlendioxid angereicherter Strom und zwei mit Ethan und schwereren Komponenten angereicherte Flüssigkeitsströme erhalten, und die drei Ströme werden in die Fraktionierkolonne 35 eingeleitet.
  • Die Fraktionierkolonne umfaßt eine Vielzahl Fraktionierstufen, die hier als Fraktionierböden 43 dargestellt sind, bei denen aus Gründen der Übersichtlichkeit die Bodenöffnungen nicht gezeichnet sind und nicht alle Fraktionierböden mit einem Bezugszeichen bezeichnet sind.
  • Die Fluide werden in die Fraktionierkolonne 35 unter dem in dieser herrschenden Druck eingeleitet, der als Fraktionierdruck bezeichnet wird. Der erste Flüssigkeitsstrom wird über die Leitung 40 in die Fraktionierkolonne 35 auf einem Niveau eingeleitet, das niedriger als das Niveau ist, auf dem der zweite Gasstrom über die Leitung 30 eingeleitet wird, und der zweite Flüssigkeitsstrom wird über die Leitung 37 in die Fraktionierkolonne 35 auf einem Niveau eingeleitet, das höher als das Niveau ist, auf dem der erste Flüssigkeitsstrom über die Leitung 40 eingeleitet wird. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die Einlaßvorrichtungen nicht dargestellt.
  • Um dem unteren Teil der Fraktionierkolonne 35 Wärme zuzuführen, wird der Fraktionierkolonne 35 auf einem tieferen als den Einleitniveaus der Flüssigkeitsströme ein Fluidstrom entnommen, der erwärmt wird, um einen Reboilerstrom (reboiling stream) zu erhalten, und der Reboilerstrom wird in die Fraktionierkolonne 35 eingeleitet. In diesem Falle wird Flüssigkeit dem Sumpf der Fraktionierkolonne 35 über eine Leitung 45 entnommen, in einem Wärmetauscher 46 erwärmt und über die Leitung 47 in die Fraktionierkolonne eingeleitet. Das Niveau der Einleitung liegt unter den Niveaus der Einleitung der Flüssigkeitsströme über die Leitungen 37 und 40.
  • Über eine Leitung 50 wird aus dem Sumpf der Fraktionierkolonne 35 ein mit Methan und schwereren Komponenten angereicherter Flüssigkeitsstrom entnommen, der ferner das entfernte Kohlendioxid enthält.
  • Über eine Leitung 55 wird aus dem Kopf der Fraktionierkolonne ein mit Methan angereicherter gasförmiger Kopfstrom entnommen. Der gasförmige Kopfstrom wird bei Fraktionierdruck in einem Wärmetauscher 56 gekühlt, um ein Zwei-Phasen-Fluid zu erhalten. Das Zwei-Phasen-Fluid wird in einem Separator 58 in einen gekühlten gasförmigen Kopfstrom, der über eine Leitung 60 entfernt wird, und einen Flüssigkeitsstrom getrennt. Der Flüssigkeitsstrom wird über eine Leitung 62 als erster Rücklaufstrom direkt in die Fraktionierkolonne 35 auf einem Niveau eingeleitet, das über dem Niveau liegt, auf dem der zweite Gasstrom über die Leitung 30 zugeführt wird.
  • Die Temperatur, auf welche der gasförmige Kopfstrom im Wärmetauscher 58 gekühlt wird, ist so gewählt, daß soviel Ethan kondensiert, daß eine genügend große Menge Kohlendioxid mit dem kondensierenden Ethan entfernt wird. Das im kondensierenden Ethan gelöste Kohlendioxid wird zur Fraktionierkolonne im ersten Rücklaufstrom über die Leitung 62 zurückgeführt. Die Konzentration des Kohlendioxids im gekühlten gasförmigen Kopfstrom ist so niedrig, daß das Kohlendioxid bei den stromabwärts angetroffenen niedrigeren Temperaturen nicht gefrieren wird.
  • Der gekühlte gasförmige Kopfstrom wird über die Leitung 60 einer Turbinen-Entspannungsvorrichtung 65 zugeleitet, in der er auf einen niedrigen Druck entspannt wird, um ein Zwei-Phasen-Fluid zu erhalten. Das Zwei-Phasen-Fluid wird über eine Leitung 67 einem Separator 69 zugeleitet, in dem es in einen mit Methan angereicherten Strom gasförmiger Produkte und einen Flüssigkeitsstrom getrennt wird. Der Strom gasförmiger Produkte wird über eine Leitung 70 entfernt, und der Flüssigkeitsstrom wird über eine Leitung 72 als zweiter Rücklaufstrom direkt in den Kopf der Fraktionierkolonne 35 auf einem Niveau eingeleitet, das über dem Niveau liegt, auf dem der erste Rücklaufstrom über die Leitung 62 eingeleitet wird.
  • Da mit der Entspannung eine Abkühlung eintritt, ist die Temperatur des Zwei-Phasen-Fluids in der Leitung 67 niedriger als die des gekühlten gasförmigen Kopfstroms in der Leitung 60. Somit ist die Temperatur des zweiten Rücklaufstroms niedriger als die des ersten Rücklaufstroms.
  • Die Rücklaufströme werden in die Fraktionierkolonne 35 auf einem Niveau höher als das Niveau, auf dem der zweite Gasstrom eingeleitet wird, und auf einem Niveau, auf dem sich die Temperatur, die in der Fraktionierkolonne 35 herrscht, an die Temperatur der Rücklaufströme angleicht.
  • Da der zweite Rücklaufstrom kälter als der erste ist, wird er auf einem Niveau eingeleitet, das über dem des ersten Rücklaufstroms liegt, und zweckdienlicherweise wird der zweite Rücklaufstrom in den Kopf der Fraktionierkolonne 35 eingeleitet.
  • Der erste Rücklaufstrom, der gelöstes Kohlendioxid enthält, wird auf einem relativ niedrigen Niveau in die Fraktionierkolonne 35 eingeleitet, und somit wird das Kohlendioxid in der Fraktionierkolonne 35 nach unten geschoben. Der kältere zweite Rücklaufstrom, der außerdem an Kohlendioxid arm ist, wird auf einem höheren Niveau eingeleitet und dient als Lösungsmittel für Kohlendioxid.
  • Die zum Einleiten des ersten und des zweiten Rücklaufstroms in die Fraktionierkolonne 35 erforderlichen Pumpen sind nicht dargestellt.
  • Der Strom gasförmiger Produkte wird zweckdienlicherweise durch die Leitung 70 zum Wärmetauscher 56 geleitet, um den gasförmigen Kopfstrom zu kühlen.
  • Zusätzlich kann der Strom gasförmiger Produkte zu einem Wärmetauscher 75 geleitet werden, um den dem zweiten Separator 26 entnommenen zweiten Gasstrom zu kühlen. Diese den Strömen entnommene und an die Fraktionierkolonne 35 abgegebene Wärme wird dem entspannten zweiten Gasstrom entnommen, damit Wärme dem leichtesten Teil der der Fraktionierkolonne 35 zugeleiteten Erdgase entnommen und somit der wirkungsvollste Wärmeaustausch erhalten wird.
  • Es wird nun auf 2 Bezug genommen, die eine Alternative zu der Anlage gemäß 1 darstellt. Gleiche Bauteile sind mit denselben Bezugszeichen wie in 1 bezeichnet.
  • Das über die Leitung 10 gelieferte unter hohem Druck stehende Erdgas ist in drei Ströme geteilt, die getrennt gekühlt werden, um teilweise kondensierte Ströme unter hohem Druck zu erhalten. Der erste der drei Ströme wird über eine Leitung 80 einem Wärmetauscher 81 zugeführt, in dem dieser Strom durch indirekten Wärmeaustausch mit dem Strom gasförmiger Produkte teilweise kondensiert wird; der zweite Strom wird im Wärmetauscher 12 gekühlt, und der dritte Strom wird über eine Leitung 83 einem Wärmetauscher 84 zugeleitet, in dem er durch indirekten Wärmeaustausch mit einem der Fraktionierkolonne 35 entnommenen Fluidstrom gekühlt wird. Der zuletzt genannte Fluidstrom wird über eine Leitung 85 entnommen und in die Fraktionierkolonne 35 über eine Leitung 86 als Reboilerstrom eingeleitet. Die Entnahme- und Einleitungsniveaus liegen tiefer als die Niveaus, auf denen die Flüssigkeitsströme über die Leitungen 37 und 40 eingeleitet werden.
  • Nach dem Kühlen werden die drei teilweise kondensierten Ströme zusammengeführt, und der kombinierte, teilweise kondensierte Strom wird zum ersten Separator 18 geleitet. Dem ersten Separator 18 werden entnommen der erste Gasstrom über die Leitung 20 und der erste Flüssigkeitsstrom, der bei Fraktionierdruck über die Leitung 40 in die Fraktionierkolonne 35 eingeleitet wird.
  • Der erste Gasstrom wird in einer Turbinen-Entspannungsvorrichtung 90 entspannt, um bei niedrigerem Druck einen teilweise kondensierten Strom zu erhalten. Dieser teilweise kondensierte Strom wird im zweiten Separator 26 in einen zweiten Gasstrom, der über die Leitung 30 entnommen wird, und einen zweiten Flüssigkeitsstrom getrennt, der über die Leitung 37 bei Fraktionierdruck in die Fraktionierkolonne 35 auf einem Niveau eingeleitet wird, das über dem Niveau der Einleitung des ersten Flüssigkeitsstroms durch die Leitung 40 liegt.
  • Der zweite Gasstrom wird durch indirekten Wärmeaustausch mit dem Strom gasförmiger Produkte im Wärmetauscher 75 gekühlt und bei Fraktionierdruck in die Fraktionierkolonne auf einem Niveau höher als das Niveau der Einleitung des zweiten Flüssigkeitsstromes eingeleitet.
  • Der Strom gasförmiger Produkte wird zweckdienlicherweise in einem Verdichter 100 auf Leitungsdruck komprimiert, um komprimiertes Produktgas zu erhalten, und wenigstens ein Teil der Kompressionswärme wird dem komprimierten Produktgas durch indirekten Wärmeaustausch im Wärmetauscher 46 mit einem Teil des Flüssigkeitsstromes entfernt, der über die Leitung 45 dem Sumpf der Fraktionierkolonne 35 entnommen wurde, um einen Reboilerstrom zu erhalten, der über die Leitung 47 in die Fraktionierkolonne 35 eingeleitet wird.
  • Die Anmelderin hat ferner festgestellt, daß im Normalbetrieb die Kohlendioxidkonzentration, bezogen auf die Höhe der Fraktionierkolonne 35, nicht konstant ist; im Gegenteil, sie hat einen Maximalwert auf einem Niveau, das tiefer liegt als das Niveau, auf dem die Flüssigkeitsströme über die Leitungen 37 und 40 eingeleitet werden. Weil dieser Maximalwert höher als die Kohlendioxidkonzentration im Flüssigkeitsstrom ist, der durch die Leitung 50 aus dem Sumpf der Fraktionierkolonne entfernt wurde, ist es vorteilhaft, Kohlendioxid aus einem Strom zu entfernen, der aus der Fraktionierkolonne 35 auf dem Niveau abgezogen wird, das der größten Kohlendioxidkonzentration entspricht. Zu diesem Zweck wird der Fraktionierkolonne 35 ein Flüssigkeitsstrom über eine Leitung 110 entnommen (sh. 2), aus dem in einer Kohlendioxid-Entfernungsanlage 112 Kohlendioxid entfernt wird, und es wird in die Fraktionierkolonne über eine Leitung 114 ein Flüssigkeitsstrom eingeleitet, der eine verringerte Kohlendioxidkonzentration aufweist.
  • Das Niveau, auf dem der kohlendioxidreiche Strom entnommen wird, liegt unter dem Niveau, auf dem der Flüssigkeitsstrom/die Flüssigkeitsströme eingeleitet wird/werden, und das Niveau der Einleitung des an Kohlendioxid abgereicherten Stroms liegt zweckdienlicherweise tiefer als das Niveau, auf dem der an Kohlendioxid reiche Strom entnommen wird.
  • Eine Anlage zum Entfernen von Kohlendioxid aus einem Flüssigkeitsstrom ist als solche bekannt und wird hier nicht beschrieben werden.
  • Die Turbinen-Entspannungsvorrichtung 65 kann zweckdienlicherweise durch ein Drosselventil ersetzt werden.
  • Zweckdienlicherweise kann der Wärmetauscher 56 durch einen Wärmetauscher ergänzt oder ersetzt werden, in dem der gasförmige Kopfstrom durch indirekten Wärmeaustausch mit einem externen Kühlmittel gekühlt wird.
  • Die Auswirkungen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nunmehr unter Bezugnahme auf die Ergebnisse von zwei Berechnungen dargestellt, die auf dem Arbeitsablaufdiagramm gemäß 1 beruhen. Bei beiden Berechnungen enthielt das Erdgas Stickstoff, Kohlendioxid, Methan und Ethan sowie schwerere Komponenten.
  • Tabelle 1 gibt für das erfindungsgemäße Verfahren die Durchsatzmengen der in das System eingeleiteten und aus dem System austretenden Komponenten an, Tabelle 2 die Temperaturen, Drücke, Kohlendioxidkonzentration und die gesamte Durchsatzmenge für einige der Ströme.
  • Tabelle 1: Durchsatzmengen der Komponenten in mol/s; die Zahl in der Kopfzeile ist die Numerierung der Leitung in Fig. 1 (Darstellung der Erfindung).
    Figure 00150001
  • Tabelle 2: Daten mehrerer Ströme; die Strom-Nr. bezieht sich auf die Numerierung der Leitung in Fig. 1 (Darstellung der Erfindung).
    Figure 00160001
  • Nachstehend werden die Ergebnisse der Berechnungen angegeben, die nach dem in der US-Patentschrift Nr. 4,444,577 beschriebenen Verfahren erzielt wurden. Dieses Verfahren unterscheidet sich von der vorliegenden Erfindung dadurch, daß der gasförmige Kopfstrom (in der Leitung 55) der Entspannungsturbine (65) direkt zugeleitet wird; diese direkte Zuleitung ist in Tabelle 4 durch die Leitung 55–60 angegeben.
  • Tabelle 3 gibt die Durchsatzmengen der Komponenten an, die bei dem nicht erfindungsgemäßen Verfahren in das System eingeleitet und aus ihm ausgeleitet werden, Tabelle 4 die Temperaturen, Drücke, Kohlendioxidkonzentration und gesamte Durchsatzmenge für einige Ströme. Tabelle 3: Durchsatzmengen der Komponenten in Mol/s; die Zahl in der Kopfzeile ist die Numerierung der Leitung in Fig. 1 (Stand der Technik).
    Figure 00170001
    Tabelle 4: Daten mehrerer Ströme; die Strom-Nr. bezieht sich auf die Numerierung der Leitung gemäß Fig. 1 (Stand der Technik).
    Figure 00170002
  • Aus einem Vergleich der Daten der Tabellen 1 und 3 kann geschlossen werden, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren mehr Kohlendioxid entfernt wird: mit dem flüssigen Sumpfstrom 50 werden (erfindungsgemäß) 15 Mol CO2/s gegen 11 Mol CO2/s (gemäß dem Stand der Technik) entfernt. Ein Grund hierfür ist, daß bei dem erfindungsgemäßen Prozeß weniger Kohlendioxid im gasförmigen Strom 60 zur Turbinen-Entspannungsvorrichtung 65 geleitet wird als bei dem herkömmlichen Prozeß (sh. Tabellen 2 und 4), und folglich kann bei dem dem Separator 69 zugeleiteten Strom eine niedrigere Temperatur erhalten werden, ohne daß Gefrieren eintritt.
  • Aus einem Vergleich der Daten in den Tabellen 1 und 3 kann auch geschlossen werden, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren mehr Methan und schwerere Komponenten entfernt werden: mit dem flüssigen Sumpfstrom 50 werden (erfindungsgemäß) 148 Mol C2 +/s gegen 135 Mol C2 +/s (gemäß dem Stand der Technik) entfernt.
  • Die vorstehenden Beispiele zeigen, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine bedeutende Verbesserung bei der Entfernung von Kohlendioxid und Ethan sowie schwereren Komponenten aus Erdgas erzielt werden kann.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Entfernen von Kohlendioxid, Ethan und schwereren Komponenten aus einem unter hohem Druck stehenden Erdgasstrom, der Methan, Kohlendioxid, Ethan und schwerere Komponenten enthält, mit den Schritten: a) teilweises Kondensieren und Entspannen des unter hohem Druck stehenden Erdgasstromes, um einen mit Methan und Kohlendioxid angereicherten Strom und wenigstens einen mit Ethan und schwereren Komponenten angereicherten Flüssigkeitsstrom zu erhalten, b) Einleiten des mit Methan und Kohlendioxid angereicherten Stroms bei Fraktionierdruck in eine Fraktionierkolonne, die eine Vielzahl Fraktionierstufen aufweist, c) Einleiten des Flüssigkeitsstroms/der Flüssigkeitsströme bei Fraktionierdruck in die Fraktionierkolonne auf einem Niveau tiefer als das Niveau, auf dem der mit Methan und Kohlendioxid angereicherte Strom eingeleitet wird, d) Entfernen aus der Fraktionierkolonne auf einem Niveau tiefer als das Niveau, auf dem der Flüssigkeitsstrom/die Flüssigkeitsströme eingeleitet wird/werden, wenigstens eines Fluidstroms, Erwärmen des Fluidstroms/der Fluidströme, um einen Reboilerstrom/Reboilerströme zu erhalten, und Einleiten des Reboilerstroms/der Reboilerströme in die Fraktionierkolonne, e) Entfernen aus dem Sumpf der Fraktionierkolonne eines mit Kohlendioxid, Ethan und schwereren Komponenten angereicherten Flüssigkeitsstroms, und f) Entfernen aus dem Kopf der Fraktionierkolonne eines mit Methan angereicherten gasförmigen Kopfstroms, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren ferner umfaßt: g) Kühlen des gasförmigen Kopfstroms bei Fraktionierdruck, um ein Zwei-Phasen-Fluid zu erhalten, Trennen des Zwei-Phasen-Fluids in einen gekühlten gasförmigen Kopfstrom und einen Flüssigkeitsstrom, und Einleiten des Flüssigkeitsstroms als ersten Rücklaufstrom in die Fraktionierkolonne auf einem Niveau höher als das Niveau, auf dem der mit Methan und Kohlendioxid angereicherte Strom eingeleitet wird, und h) Entspannen des gekühlten gasförmigen Kopfstroms, um ein Zwei-Phasen-Fluid von niedrigem Druck zu erhalten, Trennen des Zwei-Phasen-Fluids in einen Strom gasförmiger Produkte und einen Flüssigkeitsstrom, und Einleiten des Flüssigkeitsstroms als zweiten Rücklaufstrom in die Fraktionierkolonne auf einem Niveau höher als das Niveau, auf dem der erste Rücklaufstrom eingeleitet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der gasförmige Kopfstrom durch indirekten Wärmeaustausch mit dem Strom gasförmiger Produkte gekühlt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der unter Fraktionierdruck stehende, mit Methan und Kohlendioxid angereicherte Strom durch indirekten Wärmeaustausch mit dem Strom gasförmiger Produkte gekühlt wird, bevor der Strom in die Fraktionierkolonne eingeleitet wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem ein Teil des unter hohem Druck stehenden Erdgasstroms durch indirekten Wärmeaustausch mit dem Strom gasförmiger Produkte gekühlt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der übrige Teil des unter hohem Druck stehenden Erdgasstroms durch indirekten Wärmeaustausch mit einem Kühlmittel und/oder durch indirekten Wärmeaustausch mit dem wenigstens einen/mit wenigstens einem der im Schritt (d) aus der Fraktionierkolonne entfernten Fluidströme gekühlt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der Strom gasförmiger Produkte auf Leitungsdruck komprimiert wird, um ein komprimiertes Produktgas zu erhalten.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem wenigstens ein Teil der Kompressionswärme aus dem komprimierten Produktgas durch indirekten Wärmeaustausch mit einem Teil des aus dem Kolonnensumpf entfernten Flüssigkeitsstromes entfernt wird, um einen Reboilerstrom zu erhalten, der in die Fraktionierkolonne eingeleitet wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Schritte (a), (b) und (c) das Kühlen wenigstens eines Teils des unter hohem Druck stehenden Erdgasstroms durch indirekten Wärmeaustausch mit dem Strom gasförmiger Produkte und das Kühlen des übrigen Teils durch indirekten Wärmeaustausch mit einem Kühlmittel und/oder durch indirekten Wärmeaustausch mit dem wenigstens einen Fluidstrom/mit wenigstens einem der Fluidströme gekühlt wird, der/die im Schritt (d) aus der Fraktionierkolonne entfernt wurde/wurden, um einen teilweise kondensierten Strom/teilweise kondensierte Ströme von hohem Druck zu erhalten; das Zusammenfassen der teilweise kondensierten Ströme; das Trennen der kombinierten, teilweise kondensierten Ströme in einen ersten Gasstrom und einen ersten Flüssigkeitsstrom, von denen der letztere bei Fraktionierdruck in die Fraktionierkolonne eingeleitet wird; Entspannen des ersten Gasstromes, um einen teilweise kondensierten Strom von niedrigerem Druck zu erhalten; Trennen des teilweise kondensierten Stroms in einen zweiten Gasstrom und einen zweiten Flüssigkeitsstrom, von denen der letztere bei Fraktionierdruck in die Fraktionierkolonne auf einem Niveau höher als das Niveau eingeleitet wird, auf dem der erste Flüssigkeitsstrom eingeleitet wird; Kühlen des zweiten Gasstromes durch indirekten Wärmeaustausch mit dem Strom gasförmiger Produkte, und Einleiten des gekühlten zweiten Gasstromes bei Fraktionierdruck in die Fraktionierkolonne auf einem Niveau höher als das Niveau, auf dem der zweite Flüssigkeitsstrom eingeleitet wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der Strom gasförmiger Produkte auf Leitungsdruck verdichtet wird, um ein komprimiertes Produktgas zu erhalten, und bei dem wenigstens ein Teil der Kompressionswärme aus dem komprimierten Produktgas durch indirekten Wärmeaustausch mit einem Teil des aus dem Sumpf der Fraktionierkolonne entfernten Flüssigkeitsstroms entfernt wird, um einen Reboilerstrom zu erhalten, der in die Fraktionierkolonne eingeleitet wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, das ferner umfaßt: Entfernen eines Flüssigkeitsstromes aus der Fraktionierkolonne auf einem Niveau tiefer als das Niveau, auf dem im Schritt (c) der Flüssigkeitsstrom/die Flüssigkeitsströme eingeleitet wird/werden, Entfernen von Kohlendioxid aus diesem Flüssigkeitsstrom, um einen Flüssigkeitsstrom von verringerter Kohlendioxidkonzentration zu erhalten, und Einleiten des Flüssigkeitsstroms von verringerter Kohlendioxidkonzentration in die Fraktionierkolonne.
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Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6509557B1 (en) 1999-08-03 2003-01-21 Shell Oil Company Apparatus and method for heating single insulated flowlines
US6278096B1 (en) 1999-08-03 2001-08-21 Shell Oil Company Fabrication and repair of electrically insulated flowliness by induction heating
US6278095B1 (en) 1999-08-03 2001-08-21 Shell Oil Company Induction heating for short segments of pipeline systems
TW573112B (en) 2001-01-31 2004-01-21 Exxonmobil Upstream Res Co Process of manufacturing pressurized liquid natural gas containing heavy hydrocarbons
US6425266B1 (en) * 2001-09-24 2002-07-30 Air Products And Chemicals, Inc. Low temperature hydrocarbon gas separation process
US6823692B1 (en) 2002-02-11 2004-11-30 Abb Lummus Global Inc. Carbon dioxide reduction scheme for NGL processes
MY146497A (en) * 2004-12-08 2012-08-15 Shell Int Research Method and apparatus for producing a liquefied natural gas stream
US20060162924A1 (en) * 2005-01-26 2006-07-27 Dominion Oklahoma Texas Exploration & Production, Inc. Mobile gas separation unit
US20090194461A1 (en) * 2006-05-30 2009-08-06 Eduard Coenraad Bras Method for treating a hydrocarbon stream
RU2446370C2 (ru) * 2006-06-16 2012-03-27 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Способ для обработки потока углеводородов и устройство для его осуществления
CN101506606B (zh) * 2006-08-23 2011-06-08 国际壳牌研究有限公司 用于处理烃物流的方法和设备
KR20090088372A (ko) * 2006-10-24 2009-08-19 쉘 인터내셔날 리써취 마트샤피지 비.브이. 탄화수소 스트림을 처리하는 방법 및 장치
US8545602B2 (en) * 2007-05-18 2013-10-01 Exxonmobil Research And Engineering Company Removal of CO2, N2, and H2S from gas mixtures containing same
US8529663B2 (en) * 2007-05-18 2013-09-10 Exxonmobil Research And Engineering Company Process for removing a target gas from a mixture of gases by swing adsorption
CA2688545C (en) * 2007-05-18 2013-08-06 Exxonmobil Research And Engineering Company Temperature swing adsorption of co2 from flue gas utilizing heat from compression
US8529662B2 (en) * 2007-05-18 2013-09-10 Exxonmobil Research And Engineering Company Removal of heavy hydrocarbons from gas mixtures containing heavy hydrocarbons and methane
US8444750B2 (en) * 2007-05-18 2013-05-21 Exxonmobil Research And Engineering Company Removal of CO2, N2, or H2S from gas mixtures by swing adsorption with low mesoporosity adsorbent contactors
WO2009103715A2 (en) * 2008-02-20 2009-08-27 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method and apparatus for cooling and separating a hydrocarbon stream
FR2936864B1 (fr) * 2008-10-07 2010-11-26 Technip France Procede de production de courants d'azote liquide et gazeux, d'un courant gazeux riche en helium et d'un courant d'hydrocarbures deazote et installation associee.
EP2189513A1 (de) * 2008-11-21 2010-05-26 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. Verfahren zur Gasverarbeitung
CN102428332B (zh) * 2009-05-18 2015-07-01 国际壳牌研究有限公司 用于冷却气态烃流的方法和设备
US10852060B2 (en) * 2011-04-08 2020-12-01 Pilot Energy Solutions, Llc Single-unit gas separation process having expanded, post-separation vent stream
US20130186132A1 (en) * 2012-01-25 2013-07-25 Istvan Banszky System and Method of Capturing, Processing and Utilizing Stranded Natural Gas
CN103864101B (zh) 2012-12-18 2017-09-08 英威达科技公司 使经处理的天然气作为含甲烷进料源的氰化氢的生产方法
CN110697732A (zh) 2012-12-18 2020-01-17 英威达纺织（英国）有限公司 使用受控进料组合物的氰化氢的生产方法
US10254042B2 (en) 2013-10-25 2019-04-09 Air Products And Chemicals, Inc. Purification of carbon dioxide
US20150114034A1 (en) * 2013-10-25 2015-04-30 Air Products And Chemicals, Inc. Purification of Carbon Dioxide
RU2703249C1 (ru) * 2015-12-18 2019-10-15 Бектел Гидрокарбон Текнолоджи Солушенз, Инк. Системы и способы для извлечения целевых легких углеводородов из газообразных отходов рафинирования с использованием турбодетандера в оконечной части систем
US20170176097A1 (en) * 2015-12-18 2017-06-22 Bechtel Hydrocarbon Technology Solutions, Inc. Systems and Methods for Recovering Desired Light Hydrocarbons from Refinery Waste Gas Using a Back-End Turboexpander
GB2556878A (en) * 2016-11-18 2018-06-13 Costain Oil Gas & Process Ltd Hydrocarbon separation process and apparatus
EP4345406A1 (de) * 2022-09-29 2024-04-03 Sulzer Management AG Anlage und verfahren zur abtrennung von flüssiggas aus brenngas durch kryogene destillation

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4444577A (en) * 1982-09-09 1984-04-24 Phillips Petroleum Company Cryogenic gas processing

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4115086A (en) * 1975-12-22 1978-09-19 Fluor Corporation Recovery of light hydrocarbons from refinery gas
IT1056904B (it) * 1976-03-05 1982-02-20 Snam Progetti Procedimento per la purificazione di gas naturali ad alto contenuto di gas acidi
DE2849344A1 (de) * 1978-11-14 1980-05-29 Linde Ag Verfahren zur abtrennung einer c tief 2+ -kohlenwasserstoff-fraktion aus erdgas
US4451274A (en) * 1981-10-01 1984-05-29 Koch Process Systems, Inc. Distillative separation of methane and carbon dioxide
FR2557586B1 (fr) * 1983-12-30 1986-05-02 Air Liquide Procede et installation de recuperation des hydrocarbures les plus lourds d'un melange gazeux
DE3441307A1 (de) * 1984-11-12 1986-05-15 Linde Ag, 6200 Wiesbaden Verfahren zur abtrennung einer c(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)(pfeil abwaerts)+(pfeil abwaerts)-kohlenwasserstoff-fraktion aus erdgas
DE3445994A1 (de) * 1984-12-17 1986-06-19 Linde Ag Verfahren zur gewinnung von c(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)(pfeil abwaerts)+(pfeil abwaerts)- oder von c(pfeil abwaerts)3(pfeil abwaerts)(pfeil abwaerts)+(pfeil abwaerts)-kohlenwasserstoffen

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4444577A (en) * 1982-09-09 1984-04-24 Phillips Petroleum Company Cryogenic gas processing

Also Published As

Publication number Publication date
PE90698A1 (es) 1999-01-08
AR007346A1 (es) 1999-10-27
AU705205B2 (en) 1999-05-20
NO317566B1 (no) 2004-11-15
PL187777B1 (pl) 2004-10-29
GB2329904A8 (en) 1999-04-12
PL330347A1 (en) 1999-05-10
NO985672L (no) 1998-12-04
AU3337397A (en) 1998-01-05
WO1997046503A1 (en) 1997-12-11
NO985672D0 (no) 1998-12-04
GB9824633D0 (en) 1999-01-06
DE19781761T1 (de) 1999-06-17
MY128321A (en) 2007-01-31
US5960644A (en) 1999-10-05
CA2256611C (en) 2006-02-21
GB2329904A (en) 1999-04-07
BR9709429A (pt) 1999-08-10
GB2329904B (en) 1999-10-27
DZ2244A1 (fr) 2002-12-18
EA000759B1 (ru) 2000-04-24
CA2256611A1 (en) 1997-12-11
EA199801080A1 (ru) 1999-04-29

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