ES2268889T3 - Procedimiento para separar hidrocarburos de una corriente de gas por medio de un dispositivo de separacion de membrana. - Google Patents
Procedimiento para separar hidrocarburos de una corriente de gas por medio de un dispositivo de separacion de membrana. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2268889T3 ES2268889T3 ES99960889T ES99960889T ES2268889T3 ES 2268889 T3 ES2268889 T3 ES 2268889T3 ES 99960889 T ES99960889 T ES 99960889T ES 99960889 T ES99960889 T ES 99960889T ES 2268889 T3 ES2268889 T3 ES 2268889T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- hydrocarbons
- gas stream
- membrane
- stream
- partial
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- 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
- B01D53/22—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 diffusion
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
Procedimiento para separar hidrocarburos de una corriente de gas por medio de un dispositivo de separación de membrana, en el que la corriente de gas a separar se suministra a una entrada del dispositivo de separación de membrana, en donde ésta se separa en una corriente parcial enriquecida en hidrocarburos y una corriente parcial empobrecida en hidrocarburos, que abandonan el dispositivo de separación de membrana, y en el que la corriente de gas, antes de entrar en el dispositivo de separación de membrana, es reducida en su temperatura por medio de intercambio de calor en un intercambiador de calor a través de una corriente parcial que abandona el dispositivo de separación de membrana, de tal modo que no se produce ningún condensado en el intercambiador de calor ni en el lado de entrada del dispositivo de separación de membrana y se eleve la selectividad de la membrana del dispositivo de separación de membrana, con respecto a hidrocarburos superiores, para con los gases permanentes retenidos por dicho dispositivo de separación de membrana.
Description
Procedimiento para separar hidrocarburos de una
corriente de gas por medio de un dispositivo de separación de
membrana.
La invención concierne a un procedimiento para
separar hidrocarburos de una corriente de gas por medio de un
dispositivo de separación de membrana, en el que la corriente de
gas a separar es suministrada a una entrada del dispositivo de
separación de membrana, en el que dicha corriente es separado en un
flujo parcial enriquecido en hidrocarburos y un flujo parcial
empobrecido en hidrocarburos, que abandona el dispositivo de
membrana.
Un procedimiento de separación de membrana de
este tipo es ya conocido (documento
EP-B-0 348 501). En este
procedimiento conocido la separación de hidrocarburos superiores de
una corriente de gas se produce por medio de un dispositivo de
separación de membrana. En este caso, la corriente de gas a separar
se expansiona en una primera etapa y el condensado entonces
producido se separa en dispositivos realizados en forma
sencilla.
Un procedimiento adicional de este tipo es
conocido por el documento US-A-5
762 685.
En general, es conocido que es de uso habitual
en muchos campos técnicos la separación de hidrocarburos superiores
como, por ejemplo, propano, butano, etc., de corrientes de gas. Un
caso de aplicación, posiblemente el más importante con diferencia,
para la separación de hidrocarburos de una corriente de gas es, por
ejemplo, el gas natural, porque aquí se tratan corrientes
volumétricas muy grandes. Asimismo, en el campo de la refinación de
petróleo deben separarse de nuevo de las corrientes de gas los
hidrocarburos superiores que estaban anteriormente disueltos en el
petróleo, para que puedan hacerse recircular estas corrientes de
gas. Los propios hidrocarburos superiores representan un material
valioso cuya obtención es muy ventajosa económicamente.
Los propios hidrocarburos tienen en ocasiones la
propiedad negativa de que, por ejemplo durante el transporte de gas
natural, se condensan en tuberías, con la consecuencia de que
pueden ser atacados, por ejemplo, tubos de plástico y dispositivos
de regulación y similares. En el ámbito de la técnica de gas de
refinería los hidrocarburos superiores se enriquecerían cada vez en
la corriente de circuito cerrado y así se reduciría la importante
concentración de hidrógeno en una medida inaceptable. Por este
motivo, el contenido de hidrocarburos superiores en estos gases debe
reducirse por la introducción de un procedimiento de separación
adecuado. El punto de rocío a ajustar para los hidrocarburos
superiores y, por tanto, también el coste de la separación dependen
de los requisitos específicos del uso previsto de los
correspondientes gases.
En el estado de la técnica, para el ajuste del
punto de rocío, se utilizan sustancialmente procedimientos de
refrigeración y adsorción. En el procedimiento de generación de
frío se enfría la corriente de gas a separar hasta que los
hidrocarburos superiores se separan por medio de la condensación o
por la formación de hidratos. En este caso, puede conseguirse el
descenso de la temperatura por medio de un estrangulamiento de la
corriente de gas, por ejemplo en gas natural directamente en el
yacimiento de extracción desde la presión bastante alta del gas
natural en dicho yacimiento de extracción hasta presiones más
bajas. El gas se enfría aquí debido al efecto de
Joule-Thomson. Este procedimiento sencillo puede
utilizarse cerca de una fuente de gas natural, donde aún están
disponibles altas presiones de
extracción.
extracción.
No obstante, cuando la presión del gas o de la
corriente de gas sólo está todavía un poco por encima de la presión
del sistema de conducción, deben utilizarse dispositivos de
refrigeración externos. Así, por ejemplo, puede producirse una
separación de hidrocarburos superiores de una corriente de gas por
medio de adsorción, en donde el gas cargado con hidrocarburos
superiores fluye por un recipiente lleno de adsorbentes adecuados.
Las fuertes interrelaciones de los hidrocarburos contenidos en el
gas con los adsorbentes sólidos de superficie interior grande hacen
posible una separación selectiva de los hidrocarburos
superiores.
Una desventaja esencial de una separación de
hidrocarburos superiores de una corriente de gas por medio de un
procedimiento de adsorción se fundamenta en que el procedimiento de
adsorción se realiza principalmente sólo de forma discontinua,
porque los adsorbentes tienen sólo una capacidad de absorción
limitada para el adsorbato, aquí hidrocarburos superiores, y, por
tanto, deben regenerarse en breves períodos de tiempo. Por tanto,
son necesarios al menos dos dispositivos adsorbedores que tienen que
hacerse funcionar de manera alternativa y que deben regenerarse
cada uno de ellos. La desorción de los hidrocarburos se realiza
predominantemente con una parte de la corriente de gas purificada a
elevadas temperaturas.
El procedimiento de refrigeración descrito
anteriormente representa en sí la forma más directa de ajustar un
punto de rocío definido de una mezcla de gas y vapor. No obstante,
la aplicación del procedimiento de refrigeración para separar
hidrocarburos superiores de corrientes de gas presenta grandes
desventajas desde el punto de vista energético. La proporción de los
componentes condensables, por ejemplo de un gas natural típico,
asciende a menos del 5% en volumen. Sin embargo, esto significa que
el 95% en volumen de la corriente de gas debe enfriarse a la baja
temperatura necesaria, sin que se obtenga de ello un beneficio para
esta proporción principal de la corriente de gas. En la aplicación
real de este procedimiento se vuelve a quemar incluso una parte del
gas natural para calentar la corriente de gas de nuevo a una
temperatura que es necesaria para los demás pasos del proceso.
Además, no siempre está disponible una presión previa tan elevada
para generar las bajas temperaturas necesarias para la condensación
de los hidrocarburos superiores. En estos casos, debe enfriarse
entonces la corriente de gas adicionalmente por medio de máquinas
frigoríficas. Esto está unido a elevados costes de inversión y
explotación y significa un empeoramiento adicional del rendimiento
energético para el proceso del gas.
Además, en general, la aplicación de un
procedimiento de refrigeración no será suficiente para poder
ajustar un punto de rocío deseado. Por tanto, debe posponerse
siempre también un dispositivo de adsorción. Con éste, pueden
ajustarse ciertamente puntos de rocío más bajos, pero los
dispositivos de adsorción están sometidos a un procedimiento de
generación de frío por motivos técnicos de funcionamiento. Sin
embargo, la desventaja principal del procedimiento de adsorción se
fundamenta en el funcionamiento básicamente discontinuado; véase
más arriba. Tanto en los adsorbedores regenerados calientes como en
los adsorbedores regenerados con baja presión es necesaria una
corriente de gas de barrido para arrastrar los hidrocarburos
previamente ligados por adsorción. Dado que la corriente de gas de
barrido debe ser pobre en hidrocarburos superiores, se utiliza para
ello una cierta proporción de la corriente de gas purificado.
Conforme a eso, esta corriente parcial anteriormente tratada de
forma laboriosa no está disponible para el productor de gas y se
pierde. La corriente de gas de barrido puede entonces utilizarse a
lo sumo todavía en condiciones desfavorables como gas de
calentamiento para otras partes de la instalación. Según el caso de
aplicación y el modo de regeneración, esta corriente de pérdida
puede suponer una cantidad considerable. Mientras que la adsorción
transcurre a temperaturas lo más bajas posible, para la desorción
es necesario un aumento de la temperatura. El calentamiento de la
corriente de gas de barrido está unido desventajosamente a su vez a
un consumo de energía adicional. Finalmente, el medio de adsorción
se carga fuertemente por efecto del cambio de temperatura que hay
que realizar de forma cíclica. Las repercusiones son cargas de
equilibrio o capacidades de absorción del medio de adsorción que
descienden con el tiempo. En cierta manera, la adsorción es incluso
un procedimiento autoinhibidor, ya que el desprendimiento del calor
de adsorción está unido a la adsorción de los hidrocarburos
superiores, lo que lleva a su vez a un aumento de la temperatura en
el lecho adsorbedor y, por tanto, desplaza el equilibrio de la
adsorción en dirección a una absorción claramente peor de los
hidrocarburos. En el caso de la técnica de gas de refinería se hace
bajar el nivel de hidrocarburos superiores en la corriente de gas
circulante simplemente descargando una parte a través de una
válvula reguladora, de manera semejante a la denominada corriente
de gas de purga en la síntesis de amoníaco. Naturalmente, esto
tiene la desventaja de que se origina también una pérdida de los
componentes expresamente deseados, preferiblemente hidrógeno.
Además, esta corriente de gas de purga sirve todavía como gas de
calentamiento para otros procesos dentro de la refinería.
Por tanto, el cometido de la presente invención
consiste en crear un procedimiento del tipo citado al principio con
el que sea posible una separación efectiva de hidrocarburos
superiores de una corriente de gas, pudiendo realizarse el
procedimiento de forma sencilla y, por tanto, económica, y
evitándose pasos de procedimiento complicado y dispositivos
complejos para realizar los procedimientos como los que eran
necesarios hasta ahora.
El problema se resuelve según la invención
porque la corriente de gas antes de entrar en el dispositivo de
membrana, es reducida en su temperatura por medio de intercambio de
calor a través de una corriente parcial que abandona el dispositivo
de membrana.
La separación de los hidrocarburos superiores se
realiza propiamente en el dispositivo de separación de membrana,
que comprende una membrana selectiva. La membrana produce una
separación de la corriente de gas (alimentación) en una corriente
parcial enriquecida en hidrocarburos (permeado) y una corriente
parcial empobrecida en hidrocarburos (retentado). Así, los
componentes que permean a través de la membrana se expansionan
desde la alta presión de la corriente de gas hasta casi la presión
atmosférica. Dado que los componentes que permean en esta zona de
presión y temperatura poseen un elevado coeficiente de
Joule-Thomson, se produce, como consecuencia del
estrangulamiento, un fuerte descenso de la temperatura de la
corriente parcial enriquecida en hidrocarburos (corriente de
permeado).
La transmisión de calor desde la corriente de
retentado remanente al permeado más frío puede suponerse como muy
buena debido a la membrana seleccionada muy fina para el fin según
la invención, de modo que, por tanto, también se llega a un
enfriamiento fuerte de la corriente parcial empobrecida en
hidrocarburos (corriente de retentado). Debido a ello, tanto la
temperatura de la corriente parcial empobrecida en hidrocarburos
como la corriente parcial enriquecida en hidrocarburos están
bastante por debajo de la temperatura de la corriente de gas a
separar suministrada. Con la bajada de la temperatura según la
invención de la corriente de gas a separar, antes de que ésta entre
en el dispositivo de separación de membrana, se consigue disminuir
el nivel de temperatura medio en el dispositivo de separación de
membrana en hasta 15ºC y más.
La sorción de los hidrocarburos superiores se ve
favorecida por temperaturas más bajas debido al calor de sorción
exotérmico, mientras que, por ejemplo, la sorción de gases
permanentes contenidos en la corriente de gas se ve perjudicada con
su calor de sorción endotérmico. Por tanto, por medio de la
solución según la invención se aprovecha deliberadamente el efecto
de que, por medio de temperaturas descendentes, se eleva la
selectividad de los hidrocarburos superiores con respecto a los
gases permanentes a retener por la membrana, como hidrógeno o el
metano difícilmente condensable. Por tanto, es extraordinariamente
ventajoso que, por medio de las medidas propuestas según la
invención, se enfríe la corriente de gas que entra en el
dispositivo de membrana por medio de una corriente parcial que
abandona el dispositivo de separación de membrana, con la
consecuencia de que el dispositivo de separación de la membrana se
reduce a su vez en total en su nivel de temperatura y, por tanto,
se consigue de nuevo una capacidad de separación mejorada del
dispositivo de separación de membrana en el sentido según la
invención.
La ventaja que resulta de esto, se condensa en
una realización sencilla y compacta del procedimiento, pudiendo
indicarse también un volumen de construcción reducido con respecto
a procedimientos anteriores de este tipo y una considerable
reducción de peso (fundamentos). El procedimiento según la
invención tiene, además, la ventaja de que a diferencia de, por
ejemplo, la adsorción, hace posible una forma de procedimiento
ilimitadamente continua, y no es necesaria ninguna corriente de gas
de barrido y, por tanto, no hay que consignar pérdidas en la
corriente parcial empobrecida en hidrocarburos. Además, según la
invención, a diferencia de lo que ocurre, por ejemplo, en la
práctica del "purgado" habitual en la técnica de gas de
refinería, se evita que se derive una parte de la corriente del
circuito cerrado con los materiales valiosos propiamente dichos y
que ésta pueda emplearse solamente todavía para la retención de
calor. Una ventaja adicional es que por medio de la solución según
la invención, a igual grado de empobrecimiento, es necesaria una
diferencia de presión más reducida que para los procedimientos de
generación de frío conocidos, con lo que el coste del procedimiento
puede reducirse considerablemente de nuevo, lo que se manifiesta
positivamente en los costes más reducidos para la explotación del
procedimiento.
Como se ha explicado anteriormente, la corriente
parcial empobrecida en hidrocarburos (retentado) y la corriente
parcial enriquecida en hidrocarburos (permeado) están reducidas
considerablemente en su temperatura con respecto a la temperatura
de la corriente de gas a separar de los hidrocarburos debido al
efecto de Joule-Thomson. Por este motivo, puede ser
ventajoso emplear la corriente parcial enriquecida en hidrocarburos
(permeado), para con la corriente parcial suministrada para el
intercambio de calor con la corriente de gas, dado que precisamente
los componentes que permean poseen en esta zona de presión y de
temperatura, como se ha dicho, un elevado coeficiente de
Joule-Thomson, es decir que, como consecuencia del
estrangulamiento y condicionado por la membrana, se produce una
disminución muy fuerte de la temperatura de la corriente de
permeado, de modo que la corriente parcial enriquecida en
hidrocarburos es extraordinariamente adecuada para el intercambio
de calor con la corriente de gas suministrada al dispositivo de
membrana.
No obstante, en otra configuración ventajosa del
dispositivo es posible también utilizar la corriente parcial
empobrecida en hidrocarburos (retentado) como corriente parcial
suministrada para el intercambio de calor con la corriente de gas,
dado que, como se ha mencionado, la transmisión de calor entre la
corriente de retentado y la corriente de permeado más fría que ésta
puede presuponerse como muy buena debido a la membrana muy fina y
debido eventualmente a condiciones de flujo favorables, de modo que
también la corriente parcial empobrecida en hidrocarburos
(retentado) es muy adecuada para el intercambio de calor con la
corriente de gas suministrada al dispositivo de membrana. Las
mediciones realizadas a título de ensayo con un gas de refinería
han demostrado que se ha podido consignar un descenso de la
temperatura de 28ºC a 17,5ºC entre la corriente de gas que entra en
el dispositivo de membrana y el retentado que sale de dicho
dispositivo de membrana.
Es muy especialmente ventajoso aprovechar tanto
la corriente parcial enriquecida en hidrocarburos como la corriente
parcial empobrecida en hidrocarburos, es decir, el permeado y el
retentado, para el intercambio de calor con la corriente de gas, de
modo que el "inventario de frío" total de ambas corrientes
parciales puede aprovecharse para el intercambio de calor con la
corriente de gas según la invención.
Para garantizar que el efecto de
Joule-Thomson pueda utilizarse de manera óptima es
ventajoso, finalmente, fijar muy alta la presión de la corriente de
gas suministrada a la membrana, por ejemplo en el rango de 40 bares.
Ésta está a disposición, por ejemplo, directamente en fuentes de
gas natural, de modo que el procedimiento según la invención puede
explotarse en sí libre de energía, es decir, sin energía externa.
Si no está presente el inventario de presión de la corriente de gas
a separar necesario para la explotación del procedimiento o según
la invención, se necesita prever únicamente un dispositivo de
compresión para generar una presión primaria según se determine
para la corriente de gas. Esto representa el único requisito de
energía eventualmente adicional para la explotación del
procedimiento según la invención.
La invención se describe ahora minuciosamente
con referencia a los dibujos esquemáticos siguientes y con ayuda de
un ejemplo de realización. Estos muestran:
La Figura 1, en forma de un diagrama de bloques,
la estructura esquemática de un dispositivo para realizar el
procedimiento según la invención; y
La Figura 2, una representación a título de
ejemplo de permeabilidades de gas puro en función de la temperatura
para diferentes gases.
Un dispositivo 10 para la realización del
procedimiento está representado en la Figura 1 con ayuda de un
diagrama de bloques.
El dispositivo 10 comprende un dispositivo de
separación de membrana 18 que está estructurado según principios en
sí conocidos. La membrana 180 es aquí, por ejemplo, una membrana
compuesta de película delgada a base de polioctilmetilsiloxano que
presenta una elevada permeabilidad para hidrocarburos. Una membrana
de este tipo se describe, por ejemplo, en la patente
US-PS 5 595 658 que se retrotrae a la solicitante.
Además, el dispositivo 10 comprende un intercambiador de calor 15
que presenta en sí una estructura generalmente conocida. El
intercambiador de calor 15 está formado aquí como intercambiador de
calor doble 15, es decir, por medio del intercambiador de calor 15
pueden participar dos corrientes parciales 16 y 17 implicadas
independientemente una de otra en el proceso de intercambio de
calor, lo que se describe con detalle más adelante.
Una corriente de gas (alimentación), que se
separa de hidrocarburos, en particular hidrocarburos superiores, se
suministra a una entrada 12 (entrada de alimentación) del
dispositivo de separación de membrana 18 a través del
intercambiador de calor 15. La corriente de gas 11 presenta, por
ejemplo, una presión en el rango de 40 bares. En el dispositivo de
separación de membrana 18 se separa de una forma en sí conocida la
corriente de gas 11 en una corriente parcial 17 empobrecida en
hidrocarburos (retentado), que abandona el dispositivo de
separación de membrana 18 a través de la salida de retentado 14, y
una corriente parcial enriquecida en hidrocarburos (permeado) 16
que abandona el dispositivo de separación de membrana 18 a través
de la salida de permeado 13.
En la separación de la corriente de gas 11 a
través o por medio de la membrana 180, los componentes de la
corriente de gas 11 que permean se expansionan desde la presión
elevada, aquí en el ejemplo de 40 bares, hasta casi la presión
atmosférica. La consecuencia es que, debido al efecto de
Joule-Thomson y como consecuencia del
estrangulamiento producido por ello en la presión, tiene lugar una
fuerte bajada de la temperatura de la corriente parcial enriquecida
en hidrocarburos (permeado) 16. La corriente parcial empobrecida en
hidrocarburos (permeado) 16 se conduce, después de su paso por la
salida de permeado 13, a través del intercambiador de calor 15 y
abandona dicho intercambiador de calor 15, después de la
transmisión de calor a la corriente de gas 11, como corriente
parcial enriquecida en hidrocarburos 160 del dispositivo 10.
Asimismo, la corriente parcial empobrecida en
hidrocarburos (retentado) 17 que abandona el dispositivo de
separación de membrana 18 por la salida de retentado 14, puede
conducirse a través del intercambiador de calor 15. Debido a la
transmisión de calor del retentado o de la corriente parcial 17
empobrecida en hidrocarburos, a través de la membrana 180, al
permeado o a la corriente parcial 16 enriquecida en hidrocarburos y
a las condiciones de flujo favorables en el dispositivo de
separación de membrana 18, se produce también un enfriamiento
fuerte de la corriente parcial empobrecida en hidrocarburos
(retentado) 17, de modo que la temperatura de dicha corriente
parcial empobrecida en hidrocarburos (retentado) 17 está bastante
por debajo de la temperatura de la corriente de gas 11 suministrada
al dispositivo 10. Por tanto, la corriente parcial empobrecida en
hidrocarburos (retentado) 17 puede contribuir también al
enfriamiento de la corriente de gas 11 en el intercambiador de calor
15.
La sorción de los hidrocarburos superiores se ve
favorecida por bajas temperaturas, debido al calor de sorción
exotérmico, mientras que la sorción de gases permanentes, que
pueden estar contenidos también en una corriente de gas a separar,
resulta perjudicada por su calor de sorción endotérmico. La Figura
2 muestra claramente esta dependencia. Se ha registrado aquí la
permeabilidad de una membrana en nm^{3}m^{-2}h^{-1}bar^{-1}
de los gases puros en función de la temperatura en ºK. Mientras
que las permeabilidades de los gases permanentes, como nitrógeno o
el metano difícilmente condensable, aumentan lentamente con la
temperatura, dichas permeabilidades en los hidrocarburos superiores
descienden exponencialmente con temperatura creciente. Este
descenso es tanto más acusado cuanto más larga sea la molécula de
hidrocarburo. Por tanto, debido a las temperaturas descendentes se
eleva claramente la selectividad de los hidrocarburos superiores
con respecto a los gases permanentes a retener por la membrana 180,
como hidrógeno o el metano difícilmente condensable. Por este
motivo, es ventajosa que, como se materializa por medio de la
solución según la invención, se enfríe la corriente de gas 11 que
entra en el dispositivo de separación de membrana 18, es decir,
según la invención, con la corriente parcial enriquecida en
hidrocarburos (permeado) 16 y la corriente parcial empobrecida en
hidrocarburos (retentado) 17, concretamente, por transferencia de
estas dos corrientes parciales 16, 17 a través del intercambiador
de calor 15 intercalado en la corriente de gas 11. Según la
invención, esto lleva a un nivel de temperatura más bajo en el
dispositivo de separación de membrana completo 18 y, por tanto, a
una capacidad de separación mejorada.
En la tabla siguiente están representados los
resultados de una simulación en conexión con la invención. Para la
simulación de un dispositivo de separación de membrana 18 se
utilizó una rutina desarrollada especialmente por la solicitante.
En ésta, se subdividió el dispositivo de separación de membrana 18
en 100 celdas de corriente cruzada y se resolverá para cada celda
el balance de masa y de entalpía. Para un gas cuya composición es
similar a la de un gas típico de refinería, se calcularon con y sin
intercambiador de calor 15 antepuesto la temperatura y las
composiciones de las corrientes parciales 16, 17, así como de la
corriente de gas 11 suministrada al dispositivo de separación de
membrana 18.
Para las permeabilidades de los componentes
individuales se utilizaron las permeabilidades determinadas
experimentalmente y su dependencia de temperatura. Como
temperaturas de entrada, presiones y concentraciones se utilizaron
valores de ensayos de campo. Los resultados de la simulación según
la tabla muestran que con un intercambiador antepuesto 15 el nivel
de temperatura medio en el dispositivo de separación de membrana 18
podría ser rebajado en 15ºC, refiriéndose siempre los datos de
temperatura del permeado 16 y del retentado 17 a las corrientes que
han abandonado el dispositivo de separación de membrana 18. Como
consecuencia, se reduce la pérdida de metano - en este caso, los
componentes de material valioso a retener - alrededor de un 15% con
un empobrecimiento constante de los hidrocarburos superiores.
El procedimiento según la invención puede
utilizarse también en los casos en los que la presión del sistema
es sólo un poco mayor que la presión en los conductos de
transporte, mientras que en los procedimientos de generación de
frío conocidos son necesarios dispositivos de refrigeración
externos. Según la invención, no se necesitan materiales auxiliares
adicionales, como el agente frigorífico necesario en las máquinas
frigoríficas (asesino de ozono). El procedimiento según la
invención funciona sustancialmente sin energía del exterior ni
partes movidas de máquinas y aparatos. No tiene límites físicos con
respecto al punto de rocío de hidrocarburo a ajustar, es decir, que
pueden materializarse cualesquiera temperaturas por encima y por
debajo de 0ºC. En el lado de alta presión (lado de alimentación) de
la membrana 180 no se puede producir en principio ningún
condensado. Las elevadas emisiones de ruido, que surgen tanto en la
adsorción (expansión del recipiente a desorber) como en el
procedimiento de generación de frío (compresor de la máquina
frigorífica), no tienen lugar en el procedimiento según la
invención. Como se pretende, el procedimiento según la invención
puede explotarse en forma ampliamente exenta de perturbaciones, con
la consecuencia de que los costes de mantenimiento se reducen
correspondientemente. Debido a la disminución de la temperatura
posible según la invención de forma elegante en el dispositivo de
membrana 18, el resultado de la separación de dicho dispositivo de
membrana 18 puede mejorarse claramente, lo que se aplica
básicamente a cualquier material de membrana. Además, debido a la
elevada selectividad se reduce la pérdida del material valioso
metano con respecto a los procedimientos de membrana
convencionales.
- 10
- Dispositivo
- 11
- Corriente de gas (alimentación)
- 110
- Corriente de gas después del intercambiador de calor de
- 12
- Entrada (de la corriente de gas)
- 13
- Salida de permeado
- 14
- Salida de retentado
- 15
- Intercambiador de calor
- 16
- Corriente parcial enriquecida en hidrocarburos (permeado)
- 160
- Corriente parcial enriquecida en hidrocarburos después del intercambiador de calor
- 17
- Corriente parcial empobrecida en hidrocarburos (retentado)
- 170
- Corriente parcial enriquecida en hidrocarburos después del intercambiador de calor
- 18
- Dispositivo de separación de membrana
- 180
- Membrana.
Claims (5)
1. Procedimiento para separar hidrocarburos de
una corriente de gas por medio de un dispositivo de separación de
membrana, en el que la corriente de gas a separar se suministra a
una entrada del dispositivo de separación de membrana, en donde
ésta se separa en una corriente parcial enriquecida en
hidrocarburos y una corriente parcial empobrecida en hidrocarburos,
que abandonan el dispositivo de separación de membrana, y en el que
la corriente de gas, antes de entrar en el dispositivo de
separación de membrana, es reducida en su temperatura por medio de
intercambio de calor en un intercambiador de calor a través de una
corriente parcial que abandona el dispositivo de separación de
membrana, de tal modo que no se produce ningún condensado en el
intercambiador de calor ni en el lado de entrada del dispositivo de
separación de membrana y se eleve la selectividad de la membrana
del dispositivo de separación de membrana, con respecto a
hidrocarburos superiores, para con los gases permanentes retenidos
por dicho dispositivo de separación de membrana.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la corriente parcial suministrada para
el intercambio de calor con la corriente de gas es la corriente
parcial enriquecida en hidrocarburos (permeado).
3. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la corriente parcial suministrada para
el intercambio de calor con la corriente de gas es la corriente
parcial empobrecida en hidrocarburos (retentado).
4. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque tanto la corriente parcial enriquecida
en hidrocarburos como la corriente parcial empobrecida en
hidrocarburos (permeado y retentado) se utilizan para el
intercambio de calor con la corriente de gas.
5. Procedimiento según una o varias de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la presión de
la corriente de gas suministrada al dispositivo de membrana está en
el rango de 40 bares.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19856068 | 1998-12-04 | ||
| DE19856068A DE19856068C1 (de) | 1998-12-04 | 1998-12-04 | Verfahren zur Trennung von Kohlenwasserstoffen aus einem Gasstrom mittels einer Membrantrenneinrichtung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2268889T3 true ES2268889T3 (es) | 2007-03-16 |
Family
ID=7890030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES99960889T Expired - Lifetime ES2268889T3 (es) | 1998-12-04 | 1999-11-11 | Procedimiento para separar hidrocarburos de una corriente de gas por medio de un dispositivo de separacion de membrana. |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1140323B1 (es) |
| AT (1) | ATE332736T1 (es) |
| DE (2) | DE19856068C1 (es) |
| ES (1) | ES2268889T3 (es) |
| WO (1) | WO2000033941A1 (es) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008004077A1 (de) * | 2008-01-12 | 2009-07-23 | Man Diesel Se | Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung von Erdgas zur Nutzung in einem Gasmotor |
| DE102010030485A1 (de) * | 2010-06-24 | 2011-12-29 | Dbi - Gastechnologisches Institut Ggmbh Freiberg | Verfahren zur Abtrennung von C2+-Kohlwasserstoffen aus Erdgas oder Erdölbegleitgas unter Einsatz von Membranen |
| WO2019046291A1 (en) | 2017-08-28 | 2019-03-07 | Air Liquide Advanced Technologies U.S. Llc | PROCESS FOR SEPARATING DEAD-ENDED MEMBRANE GAS |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US595658A (en) * | 1897-12-14 | Nathaniel z | ||
| US4857078A (en) * | 1987-12-31 | 1989-08-15 | Membrane Technology & Research, Inc. | Process for separating higher hydrocarbons from natural or produced gas streams |
| US5762685A (en) * | 1997-01-24 | 1998-06-09 | Membrane Technology And Research, Inc. | Membrane expansion process for organic component recovery from gases |
-
1998
- 1998-12-04 DE DE19856068A patent/DE19856068C1/de not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-11-11 DE DE59913669T patent/DE59913669D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-11-11 AT AT99960889T patent/ATE332736T1/de active
- 1999-11-11 WO PCT/DE1999/003586 patent/WO2000033941A1/de active IP Right Grant
- 1999-11-11 ES ES99960889T patent/ES2268889T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1999-11-11 EP EP99960889A patent/EP1140323B1/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ATE332736T1 (de) | 2006-08-15 |
| DE59913669D1 (de) | 2006-08-24 |
| WO2000033941A1 (de) | 2000-06-15 |
| DE19856068C1 (de) | 2000-03-30 |
| EP1140323B1 (de) | 2006-07-12 |
| EP1140323A1 (de) | 2001-10-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2224579T3 (es) | Metodo para recuperar dioxido de carbono de una corriente de alimentacion. | |
| ES2230634T3 (es) | Proceso de separacion de gas psa con lechos adsorbentes de multiples capas. | |
| US8784534B2 (en) | Pressure-temperature swing adsorption process | |
| ES2219252T3 (es) | Procedimiento psa para la eliminacion de dioxido de carbono de un gas humedo a temperatura elevada. | |
| ES2267677T5 (es) | Método para hacer funcionar un sistema de adsorción por oscilaciones térmicas y aparato correspondiente | |
| US8273153B2 (en) | Dry natural gas liquefaction method | |
| ES2869573T3 (es) | Método para recuperación eficiente energéticamente de dióxido de carbono a partir de un absorbente y una planta adecuada para hacer funcionar el método | |
| US8790617B2 (en) | Process for producing hydrogen with complete capture of CO2 and recycling unconverted methane | |
| BRPI0709807A2 (pt) | mÉtodo para produzir uma corrente de produto diàxido de carbono a partir de uma corrente de gÁs de sÍntese formada em uma instalaÇço de hidrogÊnio | |
| WO2011140117A2 (en) | Carbon dioxide capture from power or process plant gases | |
| JP2013503808A (ja) | 低ｃｏ２含量を有する少なくとも一つのガス及び高ｃｏ２含量を有する少なくとも一つの流体を製造する方法 | |
| DK2654925T3 (en) | METHOD OF FINAL CLEANING OF BIOGAS | |
| WO2016108731A1 (en) | Method of complex extraction of valuable impurities from helium-rich hydrocarbon natural gas with high nitrogen content | |
| US11447710B2 (en) | Separation of sulfurous materials | |
| KR20220150985A (ko) | 이산화탄소 회수 장치 | |
| JP2017176954A (ja) | 二酸化炭素の回収装置及び天然ガスの燃焼システム | |
| ES2268889T3 (es) | Procedimiento para separar hidrocarburos de una corriente de gas por medio de un dispositivo de separacion de membrana. | |
| JP5319476B2 (ja) | 分離回収システム | |
| KR20220157389A (ko) | 수소 냉동을 위한 시설 및 방법 | |
| JP2002514734A (ja) | 低温発生法及び低温発生装置 | |
| US8857212B2 (en) | Process for the separation of contaminant or mixture of contaminants from a CH4-comprising gaseous feed stream | |
| US9676629B2 (en) | Helium enhanced heat transfer in adsorptive liquid or gas phase argon purification processes | |
| ES2216831T3 (es) | Procedimiento e instalacion de purificacion y de separacion de aire por via criogenica sin prerrefrigeracion. | |
| JP4091755B2 (ja) | 液化天然ガス受入基地での水素精製方法及びシステム | |
| JPS60231402A (ja) | Ｃａ−Νａ−Ａ，Νａ−Ｘ−Ａｌ↓２Ｏ↓３を使つたΝ↓２吸着塔による酸素製造方法 |