DE2539720C2 - Verfahren zur Schaumabdeckung der Sumpfoberfläche einer Gaskaverne - Google Patents
Verfahren zur Schaumabdeckung der Sumpfoberfläche einer GaskaverneInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abdeckung der Sumpfoberfiäche einer Gaskaverne mit einer
schaumförmigen Dampfsperrschicht.
In derartigen Kavernen herrschen Betriebstemperaturen von 50 bis 70° C und ein Betriebsdruck von etwa 20
bis 120 bar. Unter diesen Zustandsbedingungen verdampft das im Kavernensumpf vorhandene Wasser
und vermischt sich mit dem eingelagerten Erdgas. Nach etwa 5 bis 7 Monaten ist das ursprünglich trocken
eingelagerte Erdgas wasserdampfgesättigt. Zur Wiederverwendung muß es in einem zeitraubenden und teuren
Verfahren durch eine Trocknungsanlage geschickt werden, um den Wasserdampf möglichst vollständig
vom eingelagerten Erdgas abzutrennen. Hinzu kommt,
daß auch in den Kavernensteigrohren die Hydratbildung durch zusätzliche Methanoleinspeisung verhindert
werden muß.
s Es ist bereits aus Erdöl-Erdgas-Zeitschrift, Juni 1974,
Seiten 197-204, bekannt, zur Abdeckung der Sumpfoberfläche einer untertägigen Gasspeicherkaverne
schwere Kohlenwasserstoffe oder polymerisierbare Kunststoffe als Dampfsperrschicht aufzubringen. Anschließend
wird in dieser Publikation festgestellt, daß die Sperrwirkung der bisher untersuchten Abdeckmittel
nicht völlig befriedigen konnte.
Gemäß US-PS 29 07 627 werden Kunststoffschäume, insbesondere Polyurethanschäume, auf Flüssigkeitsoberflächen in übertägig aufgestellten Lagerbehältern
aufgebracht und gehärtet, um Verdampfungsverluste zu vermeiden. Ein solches Verfahren ist aufwendig und für
das Aufbringen in größeren Tiefen ungeeignet Zudem besitzen die als Dampfsperrschicht aufgebrachten,
gehärteten Kunststoffschäume nicht die Flexibilität, sich
beim Aufreißen der Abdeckung etwa durch herabfallende Gesteinsbrocken selbsttätig wieder zu verschließen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Sumpfoberfläche in einer Gaskaverne so abzudecken,
daß der Wasserdampf aus dem Kavernensumpf nicht mehr in das eingelagerte Erdgas und damit auch nicht in
die Kavernensteigrohre gelangen kann.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß ein Gemisch von Bitumen, Kalksteinmehl und Säure auf die
Sumpfoberfläche aufgebracht und dort aufgeschäumt wird.
Das in dieser Form aufgebrachte Bitumen schwimmt auf der Sumpfoberfläche und bildet eine zusammenhängende
Decke. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß beim Herabfallen von Gesteinsbrocken aus der
Kavernendecke die erfindungsgemäße Trennschicht sich selbsttätig wieder verschließt.
Das Aufschäumen erfolgt nach einer Ausführungsform, indem Bitumen, Kalksteinmehl und Säureharz
unterlage zusammen aufgebracht werden. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens besteht
darin, daß das aufzuschäumende Material aus einer
ίο Mischung von Bitumen, Kalksteinmehl und pulverisierter
Säure, wie SO3 oder P2O5, besteht. Dadurch kann das
Einsatzmaterial für die Abdeckung der Sumpfoberfläche in flüssiger Form durch ein Kavernensteigrohr auf
die Sumpfoberfläche gegeben werden.
Bitumen sind die bei der schonenden Aufarbeitung von Erdölen gewonnenen dunkelfarbigen, halbfesten bis
springharten, schmelzbaren, hochmolekularen Kohlenwasserstoffgemische und die in Schwefelkohlenstoff
löslichen Anteile der Naturasphalte. Bevorzugt werden für das erfindungsgemäße Verfahren die bei der
Destillation gewonnenen, weichen bis mittelharten Bitumen mit einem Erweichungspunkt von 27 bis 490C
eingesetzt.
Die für das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzten Kalksteinmehle sind solche Kalksteinmehle, die eine
Korngröße von mindestens 80% unter 0,09 mm Maschensieb aufweisen (übliche Füller für Straßenbauzwecke).
Säureharze sind die bei der Säurebehandlung von Kohlenwasserstoffen beispielsweise bei der Raffination von Schmierölen oder bei der Altölaufarbeitung mit Schwefelsäure anfallenden sauren harzartigen Rückstände, auch Säureteere genannt.
Die Dicke des Schaumteppichs soll etwa 5 bis 12 cm betragen.
Säureharze sind die bei der Säurebehandlung von Kohlenwasserstoffen beispielsweise bei der Raffination von Schmierölen oder bei der Altölaufarbeitung mit Schwefelsäure anfallenden sauren harzartigen Rückstände, auch Säureteere genannt.
Die Dicke des Schaumteppichs soll etwa 5 bis 12 cm betragen.
Die Aufbringung von Bitumenschaum soll im folgenden erörtert werden. Die Beispiele beziehen sich
auf eine Kaverne mit 400 m2 Oberfläche des Sumpfes, 70 bar Druck und einer Durchschnittstemperatur von 50
bis 90° C. Um einen 10 cm dicken Bitumenschaum zu erhalten, sind 13,6 t Material erforderlich. Das eingesetzte
Material besteht aus Bitumen mit einem ,Erweichungspunkt von 27 bis 37°C, Kalksteinmehl
(CaCO3) mit Korngrößen von mindestens 80% unter
0,09 mm Maschensieb und Säureharz, gewonnen aus der Säureraffination von Schmierölen (enthaltend 50 bis
60% Schwefelsäure).
Die erfindungsgemäßen Bestandteile werden vor Ort, kurz vor der Rohraustrittsöffnung der Kavernenbeschickungsleitung
über dem Sumpf zusammengebracht. Durch die Bildung von Kohlensäure schäumt das Bitumen auf und verteilt sich als Schaumteppich über
die Sumpfoberfläche. Für 400 m2 Sumpfoberfläche benötigt man 10,81 Bitumen, 1,41 Kalksteinmehl und
1,41 Säureharz, wobei das Verhältnis von Feststoff anteil
-zu Porenanteil mit 1 :2, ein Kalksteinmehlumsatz von
50% und 50%iges Säureharz zugrundegelegt wurden.
Bei der Umsetzung entstehen etwa 27 m3 CO*
In einem bevorzugten Herstellungsverfahren werden
'60 die Trennschichtbestandteile gemeinsam in flüssiger
Form auf die Sumpfoberfläche aufgebracht. Zunächst wird Bitumen und Kalksteinmehl in der oben genannten
Zusammensetzung mit pulverfömigem SO3 vermischt. Die auf dem Sumpf vorhandene Wasserschicht bewirkt
unter OvVBildung das Aufschäumen des Bitumengemisches.
Die zuzusetzende Menge an SO3 beträgt etwa 1,21, während die übrigen Bestandteile wie im ersten
Beispiel zugegeben werden.
Ein Anhaltspunkt für die Dichtwirkung des aufgeschäumten Bitumengemisches gibt folgende Gleichung:
Q = K
F-t-(pl-p2)
wobei Q = diffundierende Wassermenge in g, K = Diffusionskonstante für Bitumen (10-8),
F = Oberfläche der Trennschicht in cm2, d ■= DickederTrennschichtincm,
t = Zeit in Stunden
pl -p2 = Dampfdruckunterschied in Torr
pl -p2 = Dampfdruckunterschied in Torr
(1 Torr= 1,33 mbar)
ist.
ist.
Daraus errechnet sich eine durch die Bitumenschicht diffundierende Wassermenge von ca. 20 g Wasser in
einem halben Jahr.
In die Berechnung wurde der Wert (pl-p2) nicht eingesetzt. Der Wert liegt immer unter 1, so daß bei
Berücksichtigung dieses Wertes noch weniger Wasser gefunden würde.
• ν»
Si
4U .
Claims (3)
- Patentansf -liehe:ί. Verfahren zur Abdeckung der Sumpfoberflache einer Gaskaverne mit einer schaumförmigen Dampfsperrschicht, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch von Bitumen, Kalksteinmehl und Säure auf die Sumpfoberfläche aufgebracht und dort aufgeschäumt wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Säure Säureharz eingesetzt wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch von Bitumen, Kalksteinmehl und pulverisierter Säure, vorzugsweise SOj, auf die Sumpfoberfläche aufgebracht und dort unter WassereinwirKung aufgeschäumt wird.
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Cited By (1)
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