EP1902118A2 - Verfahren und vorrichtung zur absorption von sauergas aus erdgas - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur absorption von sauergas aus erdgas

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Publication number
EP1902118A2
EP1902118A2 EP06753798A EP06753798A EP1902118A2 EP 1902118 A2 EP1902118 A2 EP 1902118A2 EP 06753798 A EP06753798 A EP 06753798A EP 06753798 A EP06753798 A EP 06753798A EP 1902118 A2 EP1902118 A2 EP 1902118A2
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EP
European Patent Office
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separator
detergent
column
stripping
gas
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06753798A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Johannes Menzel
Martin Cosfeld
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Original Assignee
Uhde GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP1902118A2 publication Critical patent/EP1902118A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/1456—Removing acid components
    • B01D53/1462—Removing mixtures of hydrogen sulfide and carbon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/06—Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
    • C10L3/10—Working-up natural gas or synthetic natural gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/06—Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
    • C10L3/10—Working-up natural gas or synthetic natural gas
    • C10L3/101—Removal of contaminants
    • C10L3/102—Removal of contaminants of acid contaminants

Definitions

  • the invention relates to a method and apparatus for the absorption of sour gas from crude natural gas by means of physically acting solvents.
  • Corresponding absorption devices are used for raw natural gases which, in addition to valuable components such as methane, higher hydrocarbons, hydrogen, carbon dioxide and impurities such as hydrogen sulphide, organic sulfur components, such as. Mercaptan and carbon dioxide sulfide, as well as carbon dioxide - where undesirable - and contained small amounts of water vapor in different proportions used.
  • the e.g. sulfur components contained in the raw natural gas for further technical use up to ppm levels from the natural gas to remove.
  • the removal of hydrogen sulphide, mercaptans, carbon dioxide and other sour gas constituents from natural gas is generally accomplished by means of chemically acting absorbents, such as e.g. Amine solutions, alkali salt solutions, etc., or physically acting absorbents, e.g. Selexol, propylene carbonate, N-methyl-pyrrolidone, morphysorb, methanol and the like, in circulatory systems, wherein physically acting absorbents, in contrast to chemically acting detergents, are also able to remove organic sulfur components.
  • the carbon dioxide contained in the gas is either completely, partly or as little as possible removed.
  • the invention solves the problem by
  • the natural gas containing sour gas is first passed into an absorption column, where it is brought into direct contact with the physical detergent, and the physical detergent absorbs the sour gas to a residue, • the loaded detergent is passed under lowering of the working pressure in a first separator in that a part of the dissolved acid gas out of the detergent,
  • the at least one part of the loaded detergent is passed, while the working pressure is lowered again, to a stripping column in which the remainder of the dissolved acid gas is expelled from the detergent,
  • the sour gas leaving the first separator is passed into a further absorption column in which regenerated detergent is used to re-absorb a portion of the outgassed sour gas containing predominantly hydrogen sulfide and to admix it with the laden detergent of the first separator,
  • This stripping gas is used in the stripping column to remove the hydrogen sulfide in the detergent supplied to the stripping column, and
  • the finely regenerated solvent is divided into two sub-streams, one of which is at the downstream of the first separator stage absorption column and the other is passed to the absorption column located in the natural gas stream.
  • the detergent leaving the first separator is passed in lowering the working pressure in a second separator before the still partially loaded detergent is passed to the stripping column.
  • the individual pressure stages are designed so that • the pressure of acid gas absorption above 50 bar, preferably 70 bar is selected,
  • the pressure of the first separator is between 6 and 30 bar, preferably 15 bar
  • the pressure of the stripping column is selected between 0.2 and 3 bar. If a second separator is provided, the pressure of the second separator should be between 1 and 3 bar, preferably 1 bar, but always above the pressure of the stripping column.
  • the fact is taken into account that the physical solvent used has also mitabsorbiert valuable hydrocarbon compounds, which should not be deposited.
  • the first separator is therefore preceded by a recycle gas flash stage, in which a pressure drop of the loaded solvent takes place to a pressure which lies between the pressure of the absorption and that of the first separator, whereby the flash gas released by depressurization and containing absorbed, valuable gas constituents is recycled back to the absorption column by means of a recycle compressor.
  • the loaded solution is preheated by means of a preheater before entering the stripping and leaving the stripping, warm, regenerated solvent in heat exchange with the guided to the preheater, loaded solvent, and then further cooled before This cooled, regenerated solution is used for absorption.
  • the solvent used is a mixture of N-formylmorpholine and N-acetylmorpholine. applies.
  • the invention also includes suitable devices for carrying out the method.
  • the first separator and the absorption column arranged downstream of it on the oxygen gas side form a constructional unit in which the first separator is integrated into the column sump of the absorption column.
  • the second separator and the stripping column form a structural unit in which the second separator is arranged at the top of the stripping column and has a liquid outlet with a device for reducing pressure, further a distributor for liquid in the head region of the stripping column, an inlet for loaded detergent in the bottom region of the column bottom of the stripping column as well as removal devices for sour gas in the top region of the stripping column and in the second separator.
  • Fig. 1 shows the inventive method consisting of an absorption column 2, a first separator 7 with attached absorption column 7a, a second separator 12 and a stripping column 15 and the main process streams.
  • the crude natural gas 1 is passed into the absorption column 2, where it is washed at a pressure of 91 bar with the solvent 3 and leaves it as purified natural gas 4 again.
  • the loaded solvent 5 is depressurized in the pressure relief device 6 to 13 bar and then introduced directly into the bottom of the first separator 7 with attached absorption column 7a. There, a portion of the sour gas is discharged from the loaded solvent and flows into the absorption column arranged above it, where a portion thereof is re-absorbed with fresh solvent 8. In this way, a stripping gas 9 which is poor in H 2 S is formed.
  • the added solvent mixes in the sump with the loaded solvent 5 from the absorption column 2.
  • the withdrawn loaded solvent 10 is relaxed in a further pressure relief device 11 to 1, 1 bar and passed into the second separator 12, where the major part of the acid gas out of the solvent.
  • the still charged with sour gas residues solvent 13 is relaxed in another pressure relief device 14 to 0.6 bar and passed into the stripping column 15, where with the H 2 S-poor stripping gas 9, the remaining sour gas is expelled from the solvent.
  • the thus regenerated solvent 16 is promoted by the solvent pump 17 to the first separator 7 with attached absorption column 7a and the branch to the absorption column 2, and promoted by the latter after further pressure increase in the solvent pump 18 to the top of the absorption column 2.
  • the second separator 12 taken sour gas 19 is combined with the withdrawn from the vacuum pump 21 from the stripping column 15 sour gas stream 20 and fed by means of the conveyor compressor 22 another acid gas utilization 23.
  • Pressure relaxation device first separator a patch absorption column regenerated solvent

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Abstract

Verfahren und Vorrichtung zur Absorption von mindestens Schwefelwasserstoff und Kohlendioxid enthaltenden, unter Druck befindlichen Erdgasen mittels physikalisch wirkender Absorptionsmittel, wobei das Sauergas enthaltende Erdgas zunächst in eine Absorptionskolonne geleitet wird, wo es in direkten Kontakt mit dem physikalischen Waschmittel gebracht wird, und das physikalische Waschmittel das Sauergas bis auf einen Rest absorbiert, das beladene Waschmittel unter Absenkung des Arbeitsdrucks in einen ersten Abscheider geleitet wird, indem ein Teil des gelösten Sauergases aus dem Waschmittel ausgast, das wenigstens ein Teil des beladenen Waschmittels unter nochmaliger Absenkung des Arbeitsdrucks auf eine Strippkolonne geleitet wird, in welchem der Rest des gelösten Sauergases aus dem Waschmittel ausgetrieben wird, und das auf diese Weise regenerierte Waschmittel wenigstens teilweise zur Absorptionskolonne zurückgeführt wird, das den ersten Abscheider verlassende Sauergas in eine weitere Absorptionskolonne geleitet wird, in der mit regeneriertem Waschmittel ein überwiegend Schwefelwasserstoff enthaltender Teil des ausgegasten Sauergases rückabsorbiert und dem beladenen Waschmittel des ersten Abscheiders zugemischt wird, das übrige, nicht aus der dem ersten Abscheider nachgeschalteten Absorptionskolonne rückabsorbierte Sauergas als Strippgas gewonnen wird, dieses Strippgas in der Strippkolonne zur Entfernung des Schwefelwasserstoffs im Waschmittel, welches der Strippkolonne zugeführt wird, verwendet wird, und wobei das feinregenerierte Lösungsmittel in zwei Teilströme aufgeteilt wird, von denen der eine auf die der ersten Abscheiderstufe nachgeschalteten Absorptionskolonne und der andere auf die im Erdgasstrom befindliche Absorptionskolonne geleitet wird.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Absorption von Sauergas aus Erdgas
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Absorption von Sauergas aus rohem Erdgas mit Hilfe von physikalisch wirkenden Lösungsmitteln. Entsprechende Absorptionsvorrichtungen werden für rohe Erdgase, die neben Wertstoffkomponenten wie Methan, höheren Kohlenwasserstoffen, Wasserstoff, Kohlendioxid und Verunreinigungen wie Schwefelwasserstoff, organische Schwefelkomponenten, wie z.B. Merkaptane und Kohlenoxidsulfid, ferner auch Kohlendioxid - soweit unerwünscht - und geringe Mengen an Wasserdampf in unterschiedlichen Anteilen ent- halten, genutzt.
[0002] In der Regel ist es notwendig, die z.B. im rohen Erdgas enthaltenen Schwefelkomponenten für die weitere technische Nutzung bis auf ppm-Gehalte aus dem Erdgas zu entfernen. Die Entfernung von Schwefelwasserstoff, Merkaptanen, Kohlendioxid und sonstigen Sauergasbestandteilen aus Erdgas erfolgt im allgemeinen mittels chemisch wirkender Absorptionsmittel, wie z.B. Aminlösungen, Alkalisalzlösungen etc. oder physikalisch wirkender Absorptionsmittel wie z.B. Selexol, Propylencar- bonat, N-Methyl-Pyrrolidon, Morphysorb, Methanol u.a., in Kreislaufsystemen, wobei physikalisch wirkende Absorptionsmittel im Gegensatz zu chemisch wirkenden Waschmitteln in der Lage sind, auch organische Schwefelkomponenten zu entfernen. Das im Gas enthaltene Kohlendioxid wird dabei je nach Zielsetzung und Aufgabenstellung entweder ganz, zum Teil oder auch so wenig wie möglich entfernt.
[0003] Da physikalisch wirkende Absorptionsmittel bei der Entfernung von Sauer- gaskomponenten aus Erdgas in der Regel auch einen Anteil an Kohlenwasserstoffen mit absorbieren, wird in der Regel die den Absorber verlassende Lösung vor der De- sorption der Sauergase in einem Recycleflashbehälter auf einen gegenüber der Absorption niedrigeren Druck entspannt, wobei das dort frei werdende Flashgas mittels eines Recyclekompressors rückverdichtet und als Recyclegas zur erneuten Reinigung dem Einsatzgas vor der Absorptionsstufe beigemischt wird.
[0004] Normalerweise wird die für die Entfernung der Schwefelkomponenten bis in den ppm-Bereich notwendige Feinregneration des Absorptionsmittels dadurch erzielt, dass die beladene Absorptionslösung in einer Desorptionskolonne durch thermisches Strippen, d.h. Aufkochen und Verdampfen eines Teils des Lösungsmittels im Sumpf dieser Kolonne nahezu vollständig von den Sauergaskomponenten befreit wird. Nachteilig an dieser Verfahrensweise ist, dass dazu ein großer Energieaufwand not- wendig wird, da die Absorptionslösung bis zum Siedepunkt erwärmt und dann verdampft werden muss. Bei der Absorption mittels physikalischer Absorptionsmittel ist dies besonders nachteilhaft, da die Absorptionslösung in der Regel tiefkalt (0 bis -40 0C) auf die Absorptionskolonne gegeben werden muss, um für die Sauergasab- sorption günstige Absorptionsbedingungen zu erzielen. Eine Erwärmung des Absorptionsmittels muss daher zusätzlich mit teurer Kälteenergie wieder rückgängig gemacht werden.
[0005] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verfü- gung zu stellen, welches für die Feinregeneration des Lösungsmittels möglichst keine thermische Energie benötigt, bzw. deutlich weniger thermische Energie benötigt als die thermische Regeneration nach dem Stand der Technik, ohne des weiteren die Regeneration mittels eines externen Strippgases, bzw. eines intern vorhandenen Strippgases zu bewerkstelligen.
[0006] Die Erfindung löst die Aufgabe, indem
• das Sauergas enthaltende Erdgas zunächst in eine Absorptionskolonne geleitet wird, wo es in direkten Kontakt mit dem physikalischen Waschmittel gebracht wird, und das physikalische Waschmittel das Sauergas bis auf einen Rest absorbiert, • das beladene Waschmittel unter Absenkung des Arbeitsdrucks in einen ersten Abscheider geleitet wird, indem ein Teil des gelösten Sauergases aus dem Waschmittel ausgast,
• das wenigstens ein Teil des beladenen Waschmittels unter nochmaliger Absenkung des Arbeitsdrucks auf eine Strippkolonne geleitet wird, in welchem der Rest des gelösten Sauergases aus dem Waschmittel ausgetrieben wird,
• und das auf diese Weise regenerierte Waschmittel wenigstens teilweise zur Absorptionskolonne zurückgeführt wird,
• das den ersten Abscheider verlassende Sauergas in eine weitere Absorptionskolonne geleitet wird, in der mit regeneriertem Waschmittel ein überwiegend Schwe- felwasserstoff enthaltender Teil des ausgegasten Sauergases rückabsorbiert und dem beladenen Waschmittel des ersten Abscheiders zugemischt wird,
• das übrige, nicht aus der dem ersten Abscheider nachgeschalteten Absorptionskolonne rückabsorbierte Sauergas als Strippgas gewonnen wird,
• dieses Strippgas in der Strippkolonne zur Entfernung des Schwefelwasserstoffs im Waschmittel, welches der Strippkolonne zugeführt wird, verwendet wird, und
• wobei das feinregenerierte Lösungsmittel in zwei Teilströme aufgeteilt wird, von denen der eine auf die der ersten Abscheiderstufe nachgeschalteten Absorptions- kolonne und der andere auf die im Erdgasstrom befindliche Absorptionskolonne geleitet wird.
[0007] In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das den ersten Abscheider verlassende Waschmittel bei Absenkung des Arbeitsdrucks in einen zweiten Abscheider geleitet, bevor das noch teilbeladene Waschmittel zur Strippkolonne geleitet wird.
[0008] In vorteilhafter Weise werden die einzelnen Druckstufen so gestaltet, dass • der Druck der Sauergasabsorption oberhalb von 50 bar, vorzugsweise 70 bar gewählt wird,
• der Druck des ersten Abscheiders zwischen 6 und 30 bar, vorzugsweise 15 bar beträgt, und
• der Druck der Strippkolonne zwischen 0,2 und 3 bar gewählt wird. Sofern ein zweiter Abscheider vorgesehen ist, sollte der Druck des zweiten Abscheiders zwischen 1 und 3 bar, vorzugsweise 1 bar, betragen, dabei jedoch immer oberhalb des Drucks der Strippkolonne liegen.
[0009] In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dem Umstand Rechnung getragen, dass das verwendete physikalische Lösungsmittel auch wertvolle Kohlenwasserstoffverbindungen mitabsorbiert hat, die jedoch nicht abgeschieden werden sollten. Dem ersten Abscheider wird daher eine Recyclegas- Flashstufe vorgeschaltet, bei der eine Druckabsenkung des beladenen Lösungsmittels auf einen Druck stattfindet, der zwischen dem Druck der Absorption und dem des ers- ten Abscheiders liegt, wobei das durch Druckabsenkung freiwerdende, mitabsorbierte, wertvolle Gasbestandteile enthaltene Flashgas mittels eines Recyclekompressors wieder vor die Absorptionskolonne zurückgeführt wird.
[0010] In weiteren Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die beladene Lösung mittels eines Vorwärmers vor Eintritt in die Strippkolonne vorgewärmt und das die Strippkolonne verlassende, warme, regenerierte Lösungsmittel im Wärmetausch mit dem zum Vorwärmer geführten, beladenen Lösungsmittel gekühlt, sowie anschließend weiter nachgekühlt, bevor diese nachgekühlte, regenerierte Lösung zur Absorption eingesetzt wird.
[0011] In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Lösungsmittel eine Mischung aus N-Formylmorpholin und N-Acetylmorpholin ver- wendet.
[0012] Die Erfindung umfasst auch geeignete Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens. Hierbei wird vorgesehen, dass der erste Abscheider und die ihm Sauer- gas-seitig nachgeschaltete Absorptionskolonne eine bauliche Einheit bilden, bei der der erste Abscheider in den Kolonnensumpf der Absorptionskolonne integriert ist. Weiterhin wird vorgesehen, dass der zweite Abscheider und die Strippkolonne eine bauliche Einheit bilden, bei der der zweite Abscheider auf dem Kopf der Strippkolonne angeordnet ist und einen Flüssigkeitsablauf mit einer Vorrichtung zur Druckreduzierung aufweist, ferner einer Verteileinrichtung für Flüssigkeit im Kopfbereich der Strippkolonne, einen Einlass für beladenes Waschmittel im Sumpfbereich des Kolonnensumpfes der Strippkolonne sowie Abzugsvorrichtungen für Sauergas im Kopfbereich der Strippkolonne sowie im zweiten Abscheider.
[0013] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Verfahrensschemas in Fig. 1 näher erläutert: Fig. 1 zeigt das erfindungsgemäße Verfahren, bestehend aus einer Absorptionskolonne 2, einem ersten Abscheider 7 mit aufgesetzter Absorptionskolonne 7a, einem zweiten Abscheider 12 und einer Strippkolonne 15 sowie den wichtigsten Prozessströmen.
[0014] Das rohe Erdgas 1 wird in die Absorptionskolonne 2 geleitet, wo es bei einem Druck von 91 bar mit dem Lösungsmittel 3 gewaschen wird und die es als gereinigtes Erdgas 4 wieder verlässt. Das beladene Lösungsmittel 5 wird in der Druckentspannungsvorrichtung 6 auf 13 bar entspannt und direkt danach in den Sumpf des ersten Abscheiders 7 mit aufgesetzter Absorptionskolonne 7a eingeleitet. Dort gast aus dem beladenen Lösungsmittel ein Teil des Sauergases aus und strömt in die darüber angeordnete Absorptionskolonne, wo ein Teil davon mit frischem Lösungsmittel 8 rückabsorbiert wird. Auf diese Weise entsteht ein an H2S armes Strippgas 9. Das zugegebene Lösungsmittel mischt sich im Sumpf mit dem beladenen Lösungsmittel 5 aus der Absorptionskolonne 2.
[0015] Das abgezogene, beladene Lösungsmittel 10 wird in einer weiteren Druckentspannungsvorrichtung 11 auf 1 ,1 bar entspannt und in den zweiten Abscheider 12 geleitet, wo der größte Teil des Sauergases aus dem Lösungsmittel ausgast. Das noch mit Sauergasresten beladene Lösungsmittel 13 wird in einer weiteren Druckentspannungsvorrichtung 14 auf 0,6 bar entspannt und in die Strippkolonne 15 geleitet, wo mit dem H2S-armen Strippgas 9 das restliche Sauergas aus dem Lösungsmittel ausgetrieben wird.
[0016] Das so regenerierte Lösungsmittel 16 wird von der Lösungsmittelpumpe 17 zum ersten Abscheider 7 mit aufgesetzter Absorptionskolonne 7a sowie dem Abzweig zur Absorptionskolonne 2 gefördert, und von letzterem nach weiterer Druckerhöhung in der Lösungsmittelpumpe 18 auf den Kopf der Absorptionskolonne 2 gefördert.
[0017] Das dem zweiten Abscheider 12 entnommene Sauergas 19 wird mit dem von der Vakuumpumpe 21 aus der Strippkolonne 15 entnommenen Sauergasstrom 20 zusammengeführt und mittels des Förderverdichters 22 einer weiteren Sauergasverwertung 23 zugeführt.
[0018] Anhand des folgenden berechneten Beispiels in Tabelle 1 wird die Funkti- onsweise weiter deutlich, wobei sich die Stromnummern auf das in Fig. 1 dargestellte Verfahren beziehen. Die Daten wurden auf 1000 kg Erdgas pro Stunde bezogen, wobei es für das Verfahrensprinzip keine Rolle spielt, ob tatsächlich 10 t/h oder 500 t/h Durchsatz an rohem Erdgas durch das Verfahren gereinigt werden sollen.
[0019] Tabelle 1
[0020] Bezugszeichenliste
1 rohes Erdgas
2 Absorptionskolonne regeneriertes Lösungsmittel gereinigtes Erdgas beladenes Lösungsmittel
Druckentspannungsvorrichtung erster Abscheider a aufgesetzte Absorptionskolonne regeneriertes Lösungsmittel
H2S armes Strippgas 0 beladenes Lösungsmittel 1 Druckentspannungsvorrichtung 2 zweiter Abscheider 3 beladenes Lösungsmittel 4 Druckentspannungsvorrichtung 5 Strippkolonne 6 regeneriertes Lösungsmittel 7 Lösungsmittelpumpe 8 Lösungsmittelpumpe 9 Sauergas 0 Sauergas 1 Vakuumpumpe 2 Förderverdichter 3 Sauergasverwertung

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Absorption von mindestens Schwefelwasserstoff und Kohlendioxid enthaltenden unter Druck befindlichen Erdgasen (1) mittels physikalisch wirkender Absorptionsmittel,
• wobei das Sauergas enthaltende Erdgas (1) zunächst in eine Absorptionskolonne (2) geleitet wird, wo es in direkten Kontakt mit dem physikalischen Waschmittel (3) gebracht wird, und das physikalische Waschmittel das Sauergas bis auf einen Rest absorbiert,
• das beladene Waschmittel (5) unter Absenkung des Arbeitsdrucks in einen ersten Abscheider (7) geleitet wird, indem ein Teil des gelösten Sauergases aus dem Waschmittel ausgast,
• das wenigstens ein Teil des beladenen Waschmittels (10) unter nochmaliger Absenkung des Arbeitsdrucks auf eine Strippkolonne (15) geleitet wird, in welchem der Rest des gelösten Sauergases aus dem Waschmittel ausgetrieben wird,
• und das auf diese Weise regenerierte Waschmittel (16) wenigstens teilweise zur Absorptionskolonne (2) zurückgeführt wird dadurch gekennzeichnet, dass
• das den ersten Abscheider (7) verlassende Sauergas (9) in eine weitere Absorptionskolonne (7a) geleitet wird, in der mit regeneriertem Waschmittel ein überwiegend Schwefelwasserstoff enthaltender Teil des ausgegasten Sauergases rückabsorbiert und dem beladenen Waschmittel (10) des ersten Abscheiders (7) zugemischt wird,
• das übrige, nicht aus der dem ersten Abscheider (7) nachgeschalteten Absorptionskolonne (7a) rückabsorbierte Sauergas als Strippgas (9) gewonnen wird,
• dieses Strippgas (9) in der Strippkolonne (15) zur Entfernung des Schwefelwasserstoffs im Waschmittel, welches der Strippkolonne (15) zugeführt wird, verwendet wird, und
• wobei das feinregenerierte Lösungsmittel (16) in zwei Teilströme aufgeteilt wird, von denen der eine (8) auf die der ersten Abscheiderstufe (7) nachgeschalteten Absorptionskolonne (7a) und der andere auf die im Erdgasstrom befindliche Absorptionskolonne (2) geleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das den ersten Abscheider (7) verlassende Waschmittel (10) bei Absenkung des Arbeitsdrucks in einen zweiten Abscheider (12) geleitet wird, bevor das noch teilbeladene Waschmittel (13) zur Strippkolonne (15) geleitet wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
• der Druck der Sauergasabsorption oberhalb von 50 bar, vorzugsweise 70 bar gewählt wird,
• der Druck des ersten Abscheiders (7) zwischen 6 und 30 bar, vorzugsweise 15 bar beträgt, und
• der Druck der Strippkolonne (15) zwischen 0,2 und 3 bar gewählt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck des zweiten Abscheiders (12) zwischen 1 und 3 bar, vorzugsweise 1 bar, beträgt, dabei jedoch immer oberhalb des Drucks der Strippkolonne (15) liegt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem ersten Abscheider (7) eine Recyclegas-Flashstufe vorgeschaltet ist, bei dem eine Druckabsenkung des beladenen Lösungsmittels auf einen Druck stattfindet, der zwischen dem Druck der Absorption und dem des ersten Abscheiders liegt, wobei das durch Druckabsenkung freiwerdende, mitabsorbierte, wertvolle Gasbestandteile enthaltene Flashgas mittels eines Recyclekompressors wieder vor die Absorptionskolonne zurückgeführt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beladene Lösung mittels eines Vorwärmers vor Eintritt in die Strippkolonne (15) vorgewärmt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das die Strippkolonne verlassende, warme, regenerierte Lösungsmittel (16) im Wärmetausch mit dem zum Vorwärmer geführten, beladenen Lösungsmittel gekühlt, sowie anschließend weiter nachgekühlt wird, bevor diese nachgekühlte, regenerierte Lösung zur Absorption eingesetzt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Lösungsmittel eine Mischung aus N-Formylmorpholin und N-Acetylmorpholin verwendet wird.
9. Vorrichtung entsprechend dem Verfahren der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abscheider (7) und die ihm sauergasseitig nachgeschaltete Absorptionskolonne (7a) eine bauliche Einheit bilden, bei der der erste Abscheider in den Kolonnensumpf der Absorptionskolonne integriert ist.
10. Vorrichtung entsprechend dem Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abscheider (12) und die Strippkolonne (15) eine bauliche Einheit bilden, bei der der zweite Abscheider (12) auf dem Kopf der Strippkolonne (15) angeordnet ist und einen Flüssigkeitsablauf mit einer Vorrichtung zur Druckreduzierung aufweist, ferner einer Verteileinrichtung für Flüssigkeit im Kopfbereich der Strippkolonne, einen Einlass für beladenes Waschmittel im Sumpfbereich des Kolonnensumpfes der Strippkolonne sowie Abzugsvorrichtungen für Sauergas im Kopfbereich der Strippkolonne sowie im zweiten Abscheider (12).
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EP (1) EP1902118A2 (de)
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DE (1) DE102005030028A1 (de)
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