DK176585B1 - Fremgangsmåde til stripning af en gas ved afköling i nærvær af methanol - Google Patents

Description

i DK 176585 B1

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til stripning ved afkøling i nærvær af methanol for at undgå dannelsen af hydrater, hvorved det er muligt, mindst delvis at regenerere det methanol, der er indeholdt i den behandlede 5 gas.

Opfindelsen kan anvendes til naturgas såvel som andre gasser, der indeholder kondenserbare carbonhydrider, såsom raffinaderigasser. Hvis en flydende carbonhydridf ase 10 kondenserer under transport og/eller håndtering af disse gasser, risikerer den at medføre problemer, såsom forekomsten af væskepropper i transport- eller behandlingsanlæg, der er beregnet til gasformige strømme.

15 For at undgå disse problemer underkastes gasserne, der indeholder kondenserbare carbonhydrider, normalt en stripningsbehandling, inden de transporteres.

Hovedformålet med dette trin er at indstille 20 carbonhydridernes dugpunkt for at undgå kondensering af en carbonhydridfraktion under transporten af gassen. Ved behandling af naturgas kan stripningen anvendes til at indstille gassens brændværdi ifølge de kommercielle normer, der er gældende i fordelingsnettet. Den stripning, 25 der udføres for at indstille brændværdien af en gas, medfører som regel en højere grad af fraktionering end en simpel indstilling af dugpunktet med henblik på transporten. Endelig kan stripningen udføres for at udvinde naturgassens flydende fraktion (LNG), der omfatter 30 LPG-fraktionen og gasolinfraktionen (CSt) , der kan udnyttes m.ere fordelagtigt end den behandlede gas.

Forskellige fremgangsmåder til stripning baseret på anvendelsen af afkøling, absorption eller adsorption er 35 beskrevet i den kendte teknik. De fremgangsmåder, der anvender afkøling af gassen, er langt de mest udbredte.

Gassen kan enten afkøles ved ekspansion gennem en ventil 2 DK 176585 B1 eller en turbine eller ved hjælp af et ydre kølekredsløb, der gør det muligt at sænke temperaturen af den gas, der skal behandles, uden at reducere trykket.

5 Tilstedeværelsen af vand i gassen, der skal behandles, medfører en risiko for dannelse af hydrater. Denne risiko kan afværges ved indsprøjtning i gassen af en hydratdannelsesinhibitor. Når en glycol anvendes som inhibitor, kan der ved afkølingen samtidig opnås et 10 kondensat og en vandig fase, der er sammensat af en blanding af vand og inhibitor. Glycolen kan regenereres ved destillation. Denne regenerering kan dog blive meget bekostelig, når vandindholdet er højt og især i nærvær af frit vand.

15

Operatørerne foretrækker ofte at anvende methanol som hydratinhibitor. Denne alkohol er billigere end glycolerne. Desuden er den lettere at anvende, idet den er mindre tyktflydende. Denne inhibitor regenereres normalt 20 ikke. Methanol har et lavere damptryk end glycolerne og er delvis opløseligt i kondensaterne. Efter afkøling er methanolet indeholdt i den behandlede gas i en ikke ubetydeligt mængde såvel som i de to kondenserede faser.

25 Formålet med den foreliggende opfindelse er en fremgangsmåde til stripning ved afkøling i nærvær af methanol for at undgå dannelsen af hydrater, hvorved det er muligt mindst delvis at regenerere det methanol, der er indeholdt i den behandlede gas.

30

Depne fremgangsmåde gør det muligt at udføre et stripningstrin under opnåelse af en betragtelig besparelse takket være et lavere forbrug af methanol og en begrænsning af de afledte omkostninger: forsyning, 35 transport og opmagasinering.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er baseret på 3 DK 176585 B1 iværksættelsen af en vask af gassen ved hjælp af en fraktion af en flydende carbonhydridfase.

Ifølge en første udførelsesform for fremgangsmåden ifølge 5 opfindelsen fremstilles den carbonhydridfase, der anvendes til vask af gassen, under stripningen. I dette tilfælde indeholder den flydende carbonhydridfase methanol. Inden den anvendes til vask af gassen, skal den for eksempel underkastes en vask med vand.

10 I denne første udførelsesform kan fremgangsmåden defineres ved, at den omfatter følgende trin: a) Gassen strippes ved afkøling. Methanol indsprøjtes 15 opstrøms i forhold til køleenheden for at afværge risikoen for dannelse af hydrater.

b) Det fluid, der er delvis kondenseret i løbet af afkølingstrinnet, føres til en trefaseseparator. Den vandige fase og den flydende carbonhydridfase adskilles 20 ved dekantering i en separator. Den vandige fase bortledes.

c) Den flydende carbonhydridfraktion føres til en stabiliseringskolonne for at adskille de mest flygtige bestanddele (methan og ethan) fra denne 25 carbonhydridfraktion.

d) Den gasformige fraktion, der kommer ud i toppen af stabiliseringskolonnen, kan anvendes som fyringsgas (l) eller genkomprimeres for at blive ført tilbage opstrøms i forhold til separationstrinnet (2) eller blandes med den 30 behandlede gas (3).

e) Carbonhydridfasen, der omfatter bestanddelene med en højere molvægt end ethan, og som kommer ud i bunden af stabiliseringskolonnen, føres til en zone for vask med 4 DK 176585 B1 vand for at fjerne det methanol, den indeholder.

f) En fraktion af den vaskede carbonhydridfase føres til toppen af en vaskekolonne, hvori den bringes i kontakt med 5 den methanolholdige gas, der forlader separationstrinnet, eller en gasformig blanding af denne gas og gassen, der forlader stabiliseringstrinnet, såfremt det i trin (d) er mulighed (2), der vælges.

10 g) I løbet af kontakttrinnet passerer methanolet fra den gasformige carbonhydridfase til den flydende carbonhydridfraktion. Den behandlede gas, der er mindst delvis befriet for det methanol, den indeholdte, bortledes fra toppen af kontaktzonen. Den methanolrige flydende 15 carbonhydridfraktion, der bortledes fra bunden af kontaktzonen, blandes med den flydende carbonhydridf rakt ion, der forlader trin (b) , hvorefter den føres til stabiliseringstrinnet.

20 Denne første udførelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen er illustreret i figur 1 og kan beskrives som følger.

Naturgassen, der skal behandles, ankommer via ledning 1.

25 Gassen tilføres et tilskud af methanol via ledning 2, hvorefter den via ledning 3 føres til varmeveksleren El, i hvilken den afkøles.

*

Al den behandlede gas eller en del af denne kan via 30 ledning 7 bruges som kølefluid i varmeveksleren El.

" -s

Gassen eller gassen og de i varmeveksleren El kondenserede faser føres til et afkølingstrin E2 via ledning 4. Afkølingen kan udføres ved ekspansion gennem en ventil 35 eller en turbine, ved hjælp af et ydre kølekredsløb eller ved enhver anden af fagmanden kendt løsning. De forskellige faser, der forlader dette gasafkølingstrin,' 5 DK 176585 B1 føres til en vaskekolonne LI via ledning 5. Denne kolonne indeholder en kontaktzone GI, der for eksempel er udgjorc af et pakket afsnit og en dekanteringszone Dl . I vaskekolonnen LI bringes den methanolrige gas i kontakt 5 med en fraktion af det stabiliserede og vaskede kondensat, der indsprøjtes i toppen af kontaktzonen.

Denne flydende carbonhydridfraktion, der udtages via ledning 6a nedstrøms i processen, føres ved hjælp af en 10 pumpe PI til vaskekolonnen LI via ledning 6b.

I løbet af kontakttrinnet, der udføres i zonen GI absorberes methanolet, der er mere opløseligt i de flydende end i de gasformige carbonhydrider, helt eller 15 delvis i kondensatet. I toppen af kolonnen LI kommer den behandlede, methanolfrie gas ud via ledning 7.

I bunden af kolonnen LI adskilles to flydende faser ved dekantering: en vandig fase udgjort af vand og methanol, 20 der ledes bort fra processen via ledning 8, og en flydende carbonhydridfraktion, der er sammensat af blandingen af den i løbet af afkølingsfasen E2 kondenserede carbonhydridfase og carbonhydridfasen, der føres via ledning 6b til vask af gassen.

25

Den flydende carbonhydridfraktion føres via ledning 9 til en stabiliseringskolonne SI. Fra denne kolonne fører: en flydende carbonhydridfraktion, der er^ befriet for hovedparten af de letteste bestanddele, den indeholder 30 (methan og ethan), og som føres til en vaskeenhed L2 via fedning li, og en gasformig fraktion, der for eksempel kan anvendes som fyringsgas i produktionsanlægget (denne mulighed er vist med ledning 10a på figur 1) eller genkomprimeres ved hjælp af kompressoren Cl og derefter 35 føres tilbage i processen opstrøms i forhold til kolonnen LI via ledning 10b eller blandes i den behandlede gas via ledning 10c.

6 DK 176585 B1

Vaskeenheden L2 kan for eksempel være udgjort af en eller flere statiske blandere eller en modstrømskolonne, såsom en pakket kolonne. I denne enhed bringes der.

methanolholdige flydende carbonhydridfraktion i kontakt 5 med rent vand eller vand, der indeholder mærkbart mindre methanol end carbonhydridfasen. Ved afslutningen af denne kontakt bortledes methanolet, der er mere opløseligt i vand end i carbonhydriderne, til vaskeenheden via ledning 12 i form af en vandig fase. Den flydende 10 carbonhydridfraktion bortledes via ledning 13 med henblik på eksport.

Den første udførelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen, sådan som den er beskreve.t ovenfor, 15 illustreres af nedenstående eksempel 1, der er beskrevet med henvisning til figur 1.

EKSEMPEL 1 20

Der betragtes en vandmættet naturgas med et tryk på 6,7 MPa, en temperatur på 4 3 °C og en sammensætning som givet i tabel 1. Dens strømningshastighed er på 23,25 tons/h, hvilket svarer til en produktion på ca.

2 5 0,6 MNm3/dag.

7 DK 176585 B1

Tabel 1

Sammensætning mol-% 5 N2 1,2 C02 1,5

Methan 85,0

Ethan 7,5

Propan 3,0 10 Butan 1,2

Pentan 0,4 C6. 0,2 I dette eksempel tilføres den producerede gas et tilskud 15 af methanol på 75 kg/h via ledning 2, hvorefter den føres til varmeveksleren El. Det fluid, der anvendes til afkølingen i denne varmeveksler, er den behandlede gas, der føres til varmeveksleren via ledning 7.

20 Ved udgangen fra denne varmeveksler ligger temperaturen af den delvis kondenserede gas på -10 °C. De forskellige faser, der fremkommer ved kondenseringen, afkøles atter til en temperatur på -26 °C ved hjælp af et ydre kølekredsløb E2.

25

Efter afkølingstrinnet omfatter de tre faser, der føres til kontaktzonen LI: en flydende vandig fase, der indeholder 50 mol-% 3 0 methanol, med en strømningshastighed på 100 kg/h; en kondenseret flydende carbonhydridfraktion, der indeholder 2600 mol-ppm methanol; og 35 - en strøm på 22,8 tons/h gas, der skal behandles, som indeholder 125 mol-ppm methanol, til hvilken skal lægges 8 DK 176585 B1 1,8 tons/h tilbageført gas, der kommer fra stabiliseringstrinnet SI via ledning 10b.

Disse tre faser indsprøjtes i kolonnen LI via ledning 5.

5 Denne kolonne fungerer i det væsentlige isotermt og isobart.

Kontaktzonen GI i denne kolonne indeholder en højde af struktureret fyldmateriale svarende til 3 teoretiske 10 bunde. I denne zone bringes gassen, der kommer fra ledning 5, i kontakt med en stabiliseret og vasket flydende carbonhydridfraktion, der indsprøjtes i toppen af kolonnen via ledning 6b. En strøm på 1,2 tons/h flydende carbonhydrid er nødvendig for at fjerne det i gassen 15 indeholdte methanol. Ved udgangen fra kolonnen LI ligger methanolkoncentrationen i den behandlede gas, der bortledes via ledning 7, på 5 mol-ppm.

Den flydende vandige fase og den flydende carbonhydridfase 20 adskilles ved dekantering i afsnittet Dl i kolonnen LI.

Den vandige fase bortledes fra processen via ledning 8.

Den flydende carbonhydridfase er sammensat af kondensaterne, der stammer fra afkølingstrinnet, og den 25 flydende carbonhydridfraktion, der er blevet anvendt til at vaske gassen. Denne blanding føres til stabiliseringskolonnen SI via ledning 9. I dette eksempel genkomprimeres gassen fra stabiliseringskolonnen, hvorefter den føres tilbage opstrøms i forhold til 30 vaskekolonnen LI via ledning 10b.

s

Den flydende carbonhydridfraktion, der hovedsageligt indeholder C3+-bestanddele, føres via ledning 11 til vasketrinnet L2. I dette eksempel udføres vasken i en 35 pakket kolonne ved kontakt mellem carbonhydridfasen og rent vand. Efter denne vask ligger methanolkoncentrationen i den kondenserede carbonhydridfase på under 50 mol-ppm.

9 DK 176585 B1

Det methanolrige vand og den flydende carbonhydridfrakt ion bortledes henholdsvis via ledning 12 og 13.

I en anden udførelsesform for fremgangsmåden ifølge 5 opfindelsen stammer den flydende carbonhydridfase, der bruges til at befri gassen for det methanol, den indeholder, fra et kondensationstrin forud for stripningstrinnet.

10 I dette tilfælde kan fremgangsmåden ifølge opfindelsen defineres ved, at den omfatter følgende trin: a) Gassen, der skal behandles, splittes i to fraktioner (1) og (2).

15 b) Fraktionen (1) afkøles. Denne afkøling medfører kondenseringen af en flydende vandig fase og en flydende fase af højere carbonhydrider.

20 c) I en trefaseseparator adskilles faserne, der stammer fra afkølingstrinnet (b) , idet kondensationsvandet bortledes.

d) Fraktionen (2) af gassen, der skal behandles, som 25 stammer fra separationstrinnet (a), bringes i kontakt med en vandig methanolholdig fase. I kontaktzonen ekstraheres methanolet, der er indeholdt i den vandige fase, af gassen. Ved udgangen fra dette trin er gassen beriget med methanol, hvorimod den vandige fase, der næsten er 30 fuldstændig befriet for det methanol, den indeholdt, bortledes i bunden af kontaktzonen.

s e) Gasfaserne, der stammer fra trin (c) og (d) , blandes og afkøles efter at være tilført et tilskud af methanol.

35 f) De tre faser, der stammer fra trin (e) , og som er udgjort af den resterende vandige fase, den flydende 10 DK 176585 B1 carbonhydridfrakt ion og gasfasen, føres til en kolonne, i hvilken vasken af gassen og dekanteringen af de flydende faser finder sted. Vasken af gassen udføres ved i modstrøm at bringe gassen i kontakt med det methanolfrie kondensat, 5 der stammer fra separationstrinnet (c) . I løbet af dette kontakttrin passerer methanolet fra gasfasen til den flydende carbonhydridfase. Gassen, der skal behandles, som er befriet for det methanol, den indeholdt, bortledes. I kolonnens nedre del adskilles den flydende vandige fase og 10 den flydende carbonhydridfase ved dekantering.

g) Den flydende carbonhydridfase føres til en stabiliseringskolonne, i hvilken de letteste bestanddele (methan og ethan) adskilles.

15 h) Den gasformige fraktion, der kommer ud i toppen af stabiliseringskolonnen, kan anvendes som fyringsgas eller genkomprimeres for at blive ført tilbage nedstrøms i forhold til separationstrinnet eller blandes med den 20 behandlede gas.

i) Den carbonhydridf ase, der kommer ud i bunden af stabiliseringskolonnen, bortledes med henblik på eksport.

25 j) Den methanolrige vandige fase, der stammer fra dekanteringstrinnet (f) , føres tilbage til toppen af kontaktzonen (d).

Denne udførelsesform, der er vist i figur 2, er beskrevet 30 mere udførligt nedenfor.

Gassen, der skal behandles, splittes i to fraktioner, der føres via ledning 20 og 21. Den gasfraktion, der føres via ledning 21, afkøles i en varmeveksler E5. Ved udgangen fra 35 denne varmeveksler ligger gastemperaturen nær men over temperaturen for hydratdannelse i gassen, der skal behandles. Det kølefluid, der anvendes i denne' 11 DK 176585 B1 varmeveksler, kan være et kølefluid, der er til rådighed i anlægget, for eksempel luft eller vand, eller al den afkølede gas, der forlader kolonne L5 via ledning 33, eller en del af denne.

5

Det således opnåede delvis kondenserede fluid føres via ledning 22 til en trefaseseparationsballon Bl. Vandet og den flydende carbonhydridfraktion, der er kondenseret i løbet af afkølingstrinnet E5, adskilles ved dekantering.

10 Det bør bemærkes, at disse to fluider er frie for methanol. Den flydende carbonhydridfraktion bortledes fra trefaseseparationsballonen via ledning 23. Vandet bortledes fra processen via ledning 24.

15 Den anden gasfraktion, der via ledning 20 føres til kontaktzonen G4, i hvilken den bringes i kontakt med en tilbageført, methanolrig vandig fase, der indsprøjtes i toppen af kontaktzonen via ledning 25b. I løbet af denne kontakt desorberes methanolet fra den vandige fase af 20 gassen. Den vandige fase, der er mindst delvis befriet for det opløsningsmiddel, den indeholdt, bortledes fra bunden af kontaktzonen G4 via ledning 26, og den methanolrige gas bortledes fra toppen af kontaktzonen G4 via ledning 27.

25 Gassen, der forlader trefaseseparationsballonen Bl via ledning 28, blandes med den opløsningsmiddelrige gas, der kommer ud af kontaktzonen. Et tilskud af methanol tilsættes til gasblandingen via ledning 29. Mængden af dette tilskud reguleres for at opnå en sådan koncentration 30 i gassen, at enhver risiko i forbindelse med dannelsen af hydrater afværges i løbet af de efterfølgende afkølingstrin, idet der kompenseres for tabet af opløsningsmiddel i den behandlede gas og de flydende fraktioner.

Den således opnåede methanolrige gasblanding føres via ledning 30 til varmeveksleren E6, i hvilken den afkøles 35 12 DK 176585 B1 ved varmeveksling, fortrinsvis ved hjælp den kolde gas, der stammer fra kolonnen L5. Afkølingen fortsættes dernæsz i varmeveksleren E7, for eksempel ved hjælp af ez kølemiddel, således at specifikationerne for dugpunkterne 5 for vand og/eller carbonhydrider for den gas, der skal behandles, nås.

De flydende og gasformige faser, der forlader varmeveksleren E7 via ledning 32 føres til kolonne L5, der 10 omfatter en vaskezone G5, der for eksempel kan være udgjort af et afsnit med struktureret fyldmateriale og en dekanteringszone D5.

I vaskezonen bringes den methanolrige gas i kontakt med 15 den methanolfrie flydende carbonhydridfraktion, der stammer fra det afkølingstrin, der er udført i varmeveksleren E5, og som er dekanteret i ballonen Bl.

Denne flydende fraktion indsprøjtes i kolonnen via ledning 23 .

20 I løbet af dette kontakttrin absorberes methanolet helz eller delvis i den flydende carbonhydridfraktion. I topper, af kolonnen kommer den behandlede gas så godt so— methanolfri ud via ledning 33.

25 I bunden af kolonne L5 adskilles to flydende faser ved dekantering: en vandig fase, der er udgjort af vand og methanol, der udtages via ledning 25a og føres tilbage til toppen af kontaktzonen G4 via ledning 2 5b ved hjælp af 30 pumpen PI, og en flydende carbonhydridfraktion, der er sammensat af en blanding af den carbonhydridfase, der er kondenseret i løbet af det afkølingstrin, der er udført i varmeveksleren E7, og den carbonhydridfase, der indsprøjtes via ledning 23 til vask af gassen.

Den flydende carbonhydridfase føres via ledning 34 til en stabiliseringskolonne S5. Ud af denne kolonne kommer: en 35 13 DK 176585 B1 flydende carbonhydridfraktion, der er befriet for hovedparten af de letteste bestanddele, den indeholdt (methan og ethan), og som bortledes via ledning 35, og en gasfase, der for eksempel kan anvendes som fyringsgas i 5 anlægget (ledning 36a), eller genkomprimeres ved hjælp af kompressoren Cl og derefter føres tilbage opstrøms i forhold til afkølingstrinnet E7 via ledning 36b eller blandes med den behandlede gas via ledning 36c.

10 Denne udførelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen illustreres i eksempel 2, med henvisning til figur 2.

EKSEMPEL 2 15

Naturgassen produceres ved de i eksempel 1 beskrevne betingelser for tryk, strømningshastighed og sammensætning. Gastemperaturen ved udgangen fra brøndene er på 65 °C.

20 I dette eksempel føres 85 % af den producerede gas via ledning 21 til varmeveksleren E5. Ved udgangen fra denne varmeveksler ligger temperaturen på 20 °C. Dette første afkølingstrin medfører kondensering af: 25 - 78,5 kg/h vand og - 1,2 tons/h kondensat med en molekylvægt på 55 g/mol.

Ved denne operation er det muligt at kondensere nær ved 30 75 % af det vand, der oprindeligt var indeholdt i gassen, d.er skal behandles.

s

Den resterende gasfraktion, svarende til 15 % af produktionen, føres via ledning 20 til kontaktzonen G4. I 35 dette eksempel udføres kontakten mellem gassen og en vandig opløsning, der indeholder 50 mol-% methanol, i en kolonne med struktureret fyldmateriale. Den vandige fase.

14 DK 176585 B1 der kommer ud i bunden af kolonnen via ledning 26 er så godt som befriet for det opløsningsmiddel, den indeholdt.

Den methanolrige gas, der forlader kontaktzonen G4 via 5 ledning 27, blandes med gassen fra separatoren Bl. Denne blanding tilføres et tilskud på 16 kg/h methanol via ledning 29. Strømningshastigheden af det indsprøjtede methanol tilpasses med henblik på at opveje tabet af opløsningsmiddel i processen. Denne strøm er mærkbart 10 mindre end i eksempel 1, idet volumenet af den vandige fase, der er kondenseret i løbet af afkølingstrinnet, er mindre, og desuden regenereres methanolet, der er opløst i denne kondenserede vandige fase, for hovedpartens vedkommende.

15

Gassen afkøles og underkastes dernæst et afkølingstrin til -26 °C. De forskellige faser, der fremkommer ved afkølingen, føres til bunden af kolonne L5. Den flydende, methanolfrie carbonhydridfase, føres til toppen af 20 kolonnen for at vaske gassen i modstrøm og befri den for det methanol, den indeholder.

Gassen, der forlader stabiliseringskolonnen via ledning 3 6a, genkomprimeres ved hjælp af kompressoren Cl og føres 25 tilbage via ledning 36c til sammenblanding med den behandlede gas. Den behandlede gas, der forlader processen, har et restindhold af methanol på 10 mol-ppm.

Kondensatet, der forlader kolonne L5 via ledning 34, føres 30 til stabiliseringskolonnen S5.

Den vandige fase, der indeholder 50 % methanol, som forlader kolonnen via ledning 25a, pumpes ved hjælp af pumpen PI og føres tilbage via ledning 25b til toppen af 35 kontaktzonen G5.

Ved en foretrukken variant for fremgangsmåden ifølge 15 DK 176585 B1 opfindelsen er det muligt at begrænse det nødvendige methanolforbrug mest muligt for at afværge enhver risiko for dannelse af hydrater i løbet af stripningen og samtidigt at producere en gas og et kondensat, der er 5 befriet for det methanol, de indeholdt.

Denne variant af fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan da defineres ved, at den omfatter følgende trin: 10 a) Gassen, der skal behandles, splittes i to fraktioner (1) og (2) , b) Fraktionen (1) afkøles. Denne afkøling medfører kondensering af vand og en flydende carbonhydridfase.

15 Gassen og de flydende kondenserede faser adskilles i en trefaseseparator.

c) Gasfraktionen (2) splittes i to fraktioner (2a) og (2b) , der føres til en kolonne, der omfatter to adskilte 20 kontaktzoner. Gasfraktionen (2a) bringes i kontakt med en methanolrig vandig fase, der stammer fra det nedenfor beskrevne afkølingstrin (e). I løbet af dette kontakttrin beriges gassen med methanol. Den vandige fase, der er befriet for hovedparten af det methanol, den indeholdt, 25 bortledes. Gasfraktionen (2b) bringes i kontakt med en methanolrig vandig fase, der stammer fra kondensatvasketrinnet. I løbet af dette kontakttrin beriges gassen med methanol. Den vandige^ fase, der er mindst delvis befriet for det methanol, den indeholdt, 30 føres ved udgangen fra dette kontakttrin tilbage til yasketrinnet.

\ d) Gasfaserne, der stammer fra trin (b) og (c) , blandes og afkøles efter at være tilført en tilskud af methanol .

35 e) De tre faser, der stammer fra afkølingstrinnet (d) , og som er udgjort af den resterende methanolrige vandige 16 DK 176585 B1 fase, den flydende carbonhydridfraktion og gasfasen, føres til bunden af en kolonne, i hvilken en vask af gassen og en dekantering af de flydende faser finder sted. Vasken af gassen udføres ved at bringe gassen og det methanolfrie 5 kondensat, der stammer fra afkølingstrinnet (b), i kontakt med hinanden i modstrøm. I løbet af dette kontakttrir. absorberes det methanol, der var indeholdt i gasfasen, af den flydende carbonhydridf rakt ion. Gassen, der skal behandles, som er befriet for det methanol, den indeholdt, 10 bortledes. I bunden af kolonnen adskilles de flydende faser ved dekantering.

f) Den methanolrige vandige fase føres tilbage til kontakttrinnet (c).

15 g) Den flydende carbonhydridfraktion føres til en stabiliseringskolonne, i hvilken de letteste bestanddele (methan og ethan) adskilles fra den flydende fase.

20 h) Den gasformige fraktion, der stammer fra stabiliseringstrinnet, kan for eksempel anvendes som fyringsgas eller genkomprimeres for at blive ført tilbage opstrøms i forhold til afkølingstrinnet (d) .

25 i) Den flydende carbonhydridf raktion, der kommer ud i bunden af stabiliseringskolonnen, befries så godt som fuldstændigt for det methanol, den indeholdt, ved vask med vand. Det vand, der anvendes til vasken, regenereres og føres tilbage via kontakttrinnet (c) sammen med 30 gasfraktionen (2b) . Ved vaskens afslutning forlader kondensaterne processen.

Denne variant af fremgangsmåden ifølge opfindelsen, der illustreres i figur 3, beskrives mere udførligt nedenfor.

Naturgassen, der skal behandles, splittes i to fraktioner, der føres via ledning 50 og 51. Gassen, der strømmer i 35 17 DK 176585 B1 ledning 50, føres til en varmeveksler E10. Al den behandlede gas, der strømmer i ledning 70, eller en del af denne, kan anvendes som kølefluid i varmeveksleren E10. Afkølingen af gassen til en temperatur, der er højere end 5 temperaturen for dannelse af hydrater, medfører kondenseringen af vand og en flydende carbonhydridfraktion. De forskellige faser, der fremkommer ved afkølingen, føres til en trefaseseparationsba1Ion BIO via ledning 52. Kondensationsvandet bortledes fra 10 processen via ledning 53. Den flydende carbonhydridfraktion er fri for methanol. Den føres via ledning 54 til toppen af vaskekolonnen L10.

Den anden gasfraktion, der strømmer via ledning 51, 15 splittes atter i to fraktioner, der føres via ledning 56 og 57 til en kolonne Lll, der omfatter to adskilte kontaktzoner Gll og G12. Disse kontaktzoner kan for eksempel være udgjort af elementer med struktureret fyldmateriale. Gassen, der føres via ledning 56 til bunden 20 af kontaktzonen Gll, bringes i modstrøm i kontakt med en methanolholdig vandig fase, der stammer fra vaskeenheden for de stabiliserede kondensater L12. Denne fase forlader vaskezonen via ledning 58, hvorefter den føres via ledning 59 til zonen Gll ved hjælp af pumpen PI. I løbet af dette 25 kontakttrin beriges gassen med methanol. Den kommer ud af kontaktzonen via ledning 65. Den vandige fase, der er mindst delvis befriet for det methanol, den indeholdt, føres tilbage til vaskeenheden L12 via ledning 61.

30 Den gas, der via ledning 57 føres til bunden af

Kontaktzonen G12, bringes i modstrøm i kontakt med en stærkt methanolrig vandig fase, der stammer fra vaskekolonnen LIO. Den vandige fase, der forlader kolonnen L10 via ledning 62, føres ved hjælp af pumpen P2 via 35 ledning 63 til toppen af zonen G12. I løbet af dette kontakttrin beriges gassen med methanol. Strømningshastigheden af gassen, der føres til 18 DK 176585 B1 kontaktzonen, samt kontaktzonens højde tilpasses med henblik på at opnå en fuldstændig ekstraktion af der. vandige fase. Ved kontaktens afslutning indeholder den vandige fase kun spor af methanol og bortledes via ledning 5 64. Gasfasen, der forlader kontaktzonen via ledning 60, blandes med gassen, der forlader kontaktzonen Gll via ledning 65, og derefter med gassen, der forlader trefaseseparationsballonen BIO via ledning 55. Gassen, der skal behandles, tilføres et tilskud af methanol via 10 ledning 66. Den methanolrige gasblanding føres via ledning 67 til varmeveksleren Eli, i hvilken den afkøles, fortrinsvis ved varmeveksling med den behandlede gas, der kommer fra kolonnen LIO via ledning 70. Afkølingen fortsættes i varmeveksleren E12, for eksempel ved hjælp af 15 et kølemiddel, med henblik på at nå specifikationerne for dugpunkterne for vand og/eller carbonhydrider for den gas, der skal behandles. De forskellige faser, der fremkommer ved afkølingen, føres via ledning 69 til kolonnen L10, i hvilken en vask af gassen i kontaktzonen G10 og en 20 separation af de flydende faser ved dekantering i zone D10 finder sted.

I kontaktzonen G10 bringes den strippede og vandfrie gas, der fremkommer ved afkølingstrinnet, i kontakt med den 25 methanolfrie flydende carbonhydridfraktion, der stammer fra det afkølingstrin, der er udført i varmeveksleren E10 .

Ved afslutningen af dette kontakttrin opnås der en behandlet gas, der ikke indeholder mere end spor af methanol, og som bortledes via ledning 70, og en 30 methanolrig flydende carbonhydridfraktion, der blandes med 4en carbonhydridfraktion, der er kondenseret i løbet af det afkølingstrin, der er udført i varmeveksleren E12.

Dekanteringszonen D10 gør det muligt at adskille den 35 ovenfor beskrevne flydende carbonhydridfase fra den methanolrige vandige fase, der stammer fra afkølingstrinnet E12. Denne vandige fase føres ved hjælp 19 DK 176585 B1 af pumpen P2 tilbage til kontaktzonen G12 via ledning 63 .

Den flydende carbonhydridfraktion føres til en stabiliseringskolonne SIO via ledning 71. I løbet af dette 5 trin befries kondensaterne for deres letteste bestanddele (methan og ethan). Den gas, der forlader SIO via ledning 72a kan for eksempel anvendes som fyringsgas eller genkomprimeres ved hjælp af kompressoren Cl og blandes med den behandlede gas via ledning 72b eller føres tilbage 10 opstrøms i forhold til afkølingstrinnet Eli via ledning 72c.

Den stabiliserede flydende carbonhydridfraktion, der bortledes fra kolonnen S10 via ledning 73, føres til 15 toppen af vaskezonerne L12. På figur 3 er vaskezonen fremstillet som en modstrømskolonne, der tilføres vaskevandet via ledning 61. Det er muligt at anvende andet udstyr, for eksempel en eller flere statiske blandere. Methanol er mere opløseligt i vand end i kondensaterne.

20 Ved afslutningen af vasketrinnet føres den methanolrige vandige fase tilbage til kontaktzonen Gll via ledning 59, og de stabiliserede og vaskede kondensater bortledes via ledning 74.

25 Denne variant af fremgangsmåden ifølge opfindelsen er illustreret af følgende eksempel 3.

EKSEMPEL 3 30

Qassen, der skal behandles, produceres ved de i eksempel 2 beskrevne betingelser. Gassen behandles ifølge skemaet i figur 3.

35 Halvdelen af den gas, der skal behandles, føres til varmeveksleren E10. Ved udgangen fra denne varmeveksler ligger dens temperatur på 20 °C. Gassen og de flydende 20 DK 176585 B1 faser, der fremkommer ved kondenseringen, adskilles i trefaseballonen BIO. Kondensationsvandet bortledes via ledning 53. En strøm på 1,2 tons/h flydende carbonhydridfraktion, der er kondenseret i løbet af dette 5 afkølingstrin, føres til vaskekolonnen L10, i hvilken der.

i modstrøm bringes i kontakt med den afkølede gas.

Den anden fraktion af den gas, der skal behandles, splittes atter i to fraktioner, svarende til 15 og 35 % af 10 den producerede gas. Disse fraktioner føres henholdsvis via ledning 57 og 56 til kontaktzonerne G12 og Gll i kolonnen Lll. I zonen G12 bringes gassen i modstrøm i kontakt med den vandige fase, der er kondenseret i løbet af afkølingstrinnet, og som er ført tilbage til 15 kontaktzonen G12 ved hjælp af pumpen P2. Efter dette kontakttrin bortledes vandet, der er befriet for det methanol, det indeholdt, via ledning 64. Den samlede strøm, der bortledes via ledning 53 og 64, svarer omtrent til den mængde, der er til stede i den mættede gas ved 20 indgangen til processen (svarende til en massestrøm på 100 kg/h).

I kontaktzonen Gll bringes gassen i modstrøm i kontakt med den methanolrige vandige fase, der kommer fra kolonnen L12 25 efter vask af kondensaterne, og som føres tilbage ved hjælp af pumpen PI.

De tre gasformige fraktioner, der ^ kommer fra trefaseseparationsballonen og kontaktzonerne Gll og G12, 3 0 blandes og tilføres et tilskud af methanol, der i dette t.ilfælde er meget lille, på mindre end 3 kg/h, idet hovedparten af opløsningsmidlet regenereres. Den resulterende gasblanding underkastes et afkølingstrin til -26 °C. Ved udgangen fra dette afkølingstrin opnås der en 35 vandig fase med et methanolindhold på 50 mol-%, der føres tilbage til kontaktzonen G12, en strøm på 20 tons gas/h og en flydende carbonhydridfraktion, der indeholder 21 DK 176585 B1 5000 mol-ppm methanol. Disse tre faser føres til bunden af kolonnen L10. Ved indgangen til kolonnen L10 indeholder denne gas 90 mol-ppm methanol. Den bringes i kontakt med en strøm på 1,2 tons/h methanolfri flydende 5 carbonhydridfase, der kommer fra ballonen BIO. Ved udgangen fra dette kontakttrin ligger restkoncentrationen af methanol i den behandlede gas, der bortledes via ledning 70, på 10 mol-ppm.

10 Den flydende carbonhydridfraktion, der har tjent til vask af gassen, der forlader kolonnen L10, føres via ledning 71 til stabiliseringskolonnen S10. I dette eksempel genkomprimeres gasfasen, der fremkommer ved dette stabiliseringstrin, og blandes med den behandlede gas.

15

Kondensatet, der stammer fra stabiliseringskolonnen, vaskes dernæst i vaskezonen. I dette eksempel anvendes en pakket kolonne, i hvilken vand og kondensat strømmer i modstrøm. Med denne type udstyr er det muligt at nå en 20 regenereringsprocent for methanol på over 99 %. Efter vasken indeholder den flydende carbonhydridfraktion mindre end 50 mol-ppm methanol.

Forskellige andre indretninger kan benyttes inden for 25 rammerne af den foreliggende opfindelse.

Vasken af den flydende carbonhydridf raktion ved hjælp af den vandige fase kan udføres i eni eller flere * blandings-dekanteringsenheder.

30

Den kan ligeledes udføres i en kolonne, der drives i modstrøm, og som for eksempel kan være en pakket kolonne. Forskellige typer fyldmateriale kan anvendes, for eksempel en struktureret fyldmateriale. En bundkolonne kan 35 ligeledes anvendes.

Regenereringen af det methanol, der er indeholdt i deh 22 DK 176585 B1 flydende carbonhydridfraktion, kan udføres ved andre teknikker end vask med vand. Adskillelsen af methanol og den flydende carbonhydridfraktion kan for eksempel udføres ved pervaporation gennem en membran, der er selektiv for 5 methanol.

Regenereringen af methanolet kan ligeledes udføres ved adsorption af methanolet på en passende molekylsi. I denne udformning fungerer to adsorberende lejer samtidigt, det 10 første til absorption af methanolet ved kontakt med den flydende carbonhydridfraktion, der gennemstrømmer det, det andet til regenerering. Regenerering opnås ved gennemstrømning af det mættede leje med en fraktion af fødegassen, hvilket medfører desorption af methanolet.

15

De i fremgangsmåden anvendte varmevekslere kan være af forskellige typer, for eksempel enten af typen rørbundtsvarmeveksler eller af typen pladevarmeveksler, for eksempel pladevarmevekslere af slagloddet aluminium.

20

De foregående eksempler kan gentages med analoge resultater idet reagenserne og/eller de generelle eller særlige betingelser, der er beskrevet i opfindelsen, erstatter de, der er brugt i eksemplerne.

25

Med henvisning til den foregående beskrivelse kan fagmanden let bestemme de væsentlige karakteristika ved opfindelsen og, uden at afvige fra dennes ånd og rækkevidde, bibringe den diverse ændringer og 30 modifikationer for at tilpasse den til diverse anvendelser

Qg iværksættelsesbetingelser.

Claims (12)

1. Fremgangsmåde til stripning af en gas ved afkøling i 5 nærvær af methanol, kendetegnet ved, at methanolet, der er indeholdt i gassen, regenereres mindst delvis ved vask af gassen ved hjælp af en flydende carbonhydridfraktion.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at gassen befries mindst delvis for det methanol, den indeholder, ved vask med en flydende carbonhydridfraktion, der produceres under stripningen.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at methanolet adskilles mindst delvis fra den flydende carbonhydridfraktion ved vask med vand.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 3, kendetegnet ved, 20 at vasken med vand udføres i modstrøm i en fyldt kolonne.

5. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 3 til 4, kendetegnet ved, at vaskevandet regenereres mindst delvis ved kontakt med mindst en fraktion af 25 fødegassen.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at methanolet adskilles mindst delvis fra den flydende carbonhydridfraktion ved pervaporation. 30

7. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at methanolet kan adskilles mindst delvis fra den flydende carbonhydridfraktion ved et adsorptionstrin, idet adsorbanten regenereres ved hjælp af en fraktion af 35 fødegassen.

8. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 1 til 7, 24 DK 176585 B1 kendetegnet ved, at den flydende carbonhydridfraktion, der anvendes til at vaske gassen, gennemgår et stabiliseringstrin inden methanoladskillelsestrinnet. 5

9. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 1 til 7, kendetegnet ved, at den flydende carbonhydridfraktion, der anvendes til at vaske gassen, stammer fra et kondensationstrin, der går forud for 10 stripningen.

10. Fremgangsmåde ifølge krav 9, kendetegnet ved, at den omfatter følgende trin: 15 a) gassen, der skal behandles, splittes i to fraktioner il) og (2); b) fraktionen (1) afkøles, hvorved en flydende vandig fase og en flydende carbonhydridfase kondenserer; 20 c) i en trefaseseparator adskilles faserne, der stammer fra afkølingstrinnet (b), idet kondensationsvandet bortledes; 25 d) fraktionen (2) af gassen, der skal behandles, som stammer fra separationstrinnet (a), bringes i kontakt med en vandig methanolholdig fase, idet methanolet, der er indeholdt i den vandige fase, desorberes af gassen, hvorved dette trin frembringer den methanolberigede gas og 30 den vandige fase, der, stort set befriet for det methanol, den indeholdt, bortledes i bunden af kontaktzonen; e) gasfaserne, der stammer fra trin (c) og (d), blandes og afkøles efter tilførsel af et tilskud af methanol; 35 f) de tre faser, der stammer fra afkølingen, og som er udgjort af den resterende vandige fase, den flydende 25 DK 176585 B1 carbonhydridfraktion og gasfasen, føres til en kontaktzone, hvori vasken af gassen og dekanteringen af de flydende faser finder sted, idet vasken af gassen udføres ved i modstrøm at bringe gassen i kontakt med det 5 methanolfrie kondensat, der stammer fra separationstrinnet (c), og idet methanolet i løbet af denne kontakt passerer fra gasfasen til den flydende carbonhydridfraktion, idet den behandlede gas, der er befriet for det methanol, den indeholdt, bortledes, og idet den flydende vandige fase og 10 den flydende carbonhydridfase adskilles ved dekantering i kolonnens nedre del; g) den flydende carbonhydridfase føres til en stabiliseringszone, hvori de letteste bestanddele {methan 15 og ethan) adskilles; h) den gasformige fraktion, der kommer ud i toppen af stabiliseringskolonnen, anvendes som fyringsgas; eller den genkomprimeres for at føre den tilbage nedstrøms i forhold 20 til separationstrinnet; eller den blandes med den behandlede gas; i) den carbonhydridfase, der kommer ud i bunden af stabiliseringskolonnen, bortledes; og 25 j) den methanolrige vandige fase, der stammer fra dekanteringstrinnet (f), føres tilbage til toppen af kontaktzonen (d) . 3 0

11. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 1 til 10, kendetegnet ved, at den behandlede gas er en naturgas.

12. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 1 til 10, 35 kendetegnet ved, at den behandlede gas er en raffinaderigas.