NL9320002A - Werkwijze en inrichting voor de zuivering van water dat methanol bevat en eventueel verontreinigd is met koolwaterstoffen. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Werkwijze en inrichting voor de zuivering van water dat methanol bevat en eventueel verontreinigd is met koolwaterstoffen.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en een inrichting voor de zuivering van water dat methanol bevat en eventueel is verontreinigd met koolwaterstoffen diè aanwezig zijn in dit water in opgeloste toestand en/of gesuspendeerde toestand van het al dan niet emulsietype.

Zoals de meeste industrieën vormt de aardolie- en gasproduktie effluenten die verschillende verontreinigingen kunnen bevatten die vanwege reglementen moeten worden verwijderd. De waterige effluenten moeten in het algemeen selectief worden verzameld, rekening houdend met hun aard, voordat zij worden behandeld in geschikte installaties, die het mogelijk moeten maken om water af te geven dat voldoet aan de reglementering voor afvalmateriaal.

Naast de koolwaterstoffen die zeer vaak aanwezig zijn, kan het produktiewater meer of minder belangrijke hoeveelheden methanol bevatten. Dit is in het bijzonder het geval in koolwaterstofvelden waar men zijn toevlucht neemt tot het inspuiten van methanol om de kans op de vorming van hydraten tegen te gaan.

Afhankelijk van de wijze van exploitatie van het veld en de behandeling van dit water, kan de aanwezige hoeveelheid methanol gaan van enkele duizenden mg per liter tot verschillende tientallen procenten.

Dit methanol bevattende water kan derhalve niet als zodanig in het natuurlijke milieu worden weggeworpen. Wanneer het wegwerpen daarvan ter verwijdering niet kan worden uitgevoerd in afvalputten of door herinspuiting in het koolwaterstofveld om de druk te handhaven, moet men het onderwerpen aan een zuiveringsbehandeling om de methanol daaruit te onttrekken en het aldus in overeenstemming te brengen met de reglementering voor afval.

Wanneer naast methanol het te zuiveren water eveneens koolwaterstoffen bevat in opgeloste toestand en/of in gesuspendeerde toestand van het al dan niet emulsietype, bevat de zuiveringsbehandeling eveneens een trap voor de verwijdering van koolwaterstoffen.

De uitvinding stelt een werkwijze voor voor de zuivering van water dat methanol bevat door strippen met waterdamp, die het mogelijk maakt om methanolbevattend water te behandelen, dat tot 70 gew.% methanol bevat en het methanolgehalte van dit water te verlagen tot enkele mg per liter, welke werkwijze het eveneens mogelijk maakt om tegelijkertijd de eventueel in dit water aanwezige koolwaterstoffen te verwijderen. Bovendien maakt de werkwijze volgens de uitvinding het, indien nodig, mogelijk om gelijktijdig een methanolfase met laag watergehalte te onttrekken, die men kan terugvoeren en opnieuw kan toepassen voor de anti-hydratenbehandeling.

De werkwijze volgens de uitvinding voor de zuivering van water dat methanol bevat door strippen met waterdamp wordt gekenmerkt doordat men een te behandelen waterstroom brengt in het bovenste gedeelte van een stripkolom, die een bovenste gedeelte en een onderste gedeelte bevat, die in verbinding staan via een tussenliggend gedeelte dat 2 tot 20 en bij voorkeur 5 tot 15 theoretische gas/vloeistofkontakttrappen bevat, waarbij de waterstroom stroomt naar het onderste gedeelte van de kolom, waarbij het tussenliggende gedeelte van deze laatstgenoemde wordt doorlopen, men de in het onderste gedeelte van de stripkolom aanwezige vloeistof voor ziet van een warmte-energie die voldoende is om een hoeveelheid waterdamp te vormen die in tegenstroom circuleert ten opzichte van de te behandelen waterstroom en aldus het strippen van de methanol die het bevat, uitvoert, men in de top van de kolom een druk tussen 1 en 3 bar absoluut handhaaft, men in de top van de kolom een gasfase afvoert die is gevormd uit waterdamp en door de waterdamp gestripte methanol en men de genoemde gasfase afkoelt voor het omzetten daarvan in een gecondenseerde vloeibare fase met een temperatuur die lager is dan of gelijk aan 30 °C en bij voorkeur lager dan of gelijk aan 20 °C, men de genoemde vloeibare fase afvoert die bestaat uit een waterige oplossing van methanol met een concentratie van methanol die groter is dan die van het te behandelen water en men in de bodem van de stripkolom een stroom van gezuiverd water onttrekt, waarbij dit onttrekken wordt uitgevoerd met een molair debiet dat in hoofdzaak gelijk is aan het verschil tussen het molaire debiet van het water van de te behandelen waterstroom en het molaire debiet van het water van de onttrokken gecondenseerde vloeibare fase.

In een voorkeursuitvoeringsvorm voert men uitsluitend een fractie van de gecondenseerde vloeibare fase af en voert men de resterende fractie van deze fase terug in de te behandelen waterstroom, voor het inbrengen van deze laatstgenoemde in de stripkolom, en voert men het onttrekken van de stroom gezuiverd water uit met een molair debiet dat in hoofdzaak gelijk is aan het verschil tussen het molaire debiet van het water van de. te behandelen waterstroom, voor het terugvoeren van de fractie van de gecondenseerde vloeibare fase in deze stroom, en het molaire debiet van het water van de fractie van de onttrokken vloeibare gecondenseerde fase, waarbij de vloeibare gecondenseerde fase rijker is aan methanol naarmate het volume van de fractie van de onttrokken vloeibare gecondenseerde fase kleiner is.

Deze uitvoeringsvorm met terugvoer maakt het mogelijk om een vloeibare gecondenseerde fase te vormen met een hogere concentratie aan methanol, die daarna opnieuw kan worden toegepast, onder andere voor de anti-hydratenbehandeling, die wordt uitgevoerd in de koolwaterstofproduktievelden.

Met voordeel wordt de te behandelen waterstroom voorverwarmd, voor het inbrengen daarvan in de stripkolom, door indirecte warmtewisseling met de stroom van gezuiverd water die in de bodem van de genoemde kolom wordt onttrokken. In deze uitvoeringsvorm wordt het terugvoeren van de fractie van niet-onttrokken vloeibare gecondenseerde, fase, in de te behandelen waterstroom, bij voorkeur voorafgaande aan het voorverwarmen van de te behandelen waterstroom uitgevoerd.

Wanneer het te behandelen water, naast methanol, eveneens koolwaterstoffen bevat in opgeloste toestand en/of in gesuspendeerde toestand van het al dan niet emulsietype, maakt de werkwijze volgens de uitvinding het voorts mogelijk om een dergelijk water te zuiveren door het gelijktijdig strippen van methanol en koolwaterstoffen die het bevat uit te voeren. In dit geval bestaat de in de top van de stripkolom onttrokken gasfase uit waterdamp en methanol en koolwaterstoffen die zijn gestript met de te behandelen waterstroom door de waterdamp en wordt de vloeibare gecondenseerde fase met een temperatuur lager dan of gelijk aan 30 eC en bij voorkeur lager dan of gelijk aan 20 °C, die afkomstig is van het koelen van deze gasfase en daardoor bestaat uit een waterige oplossing van methanol die koolwaterstoffen bevat, gescheiden door zwaartekracht in een koolwaterstofhoudende fase en een waterige fase en worden de genoemde koolwaterstof fase en waterige fase daarna afzonderlijk afgevoerd, waarbij de waterige fase in zijn geheel kan worden afgevoerd of ook wel alleen een fractie van deze waterige fase wordt afgevoerd en de resterende fractie wordt teruggevoerd in de te behandelen waterstroom, voor het inbrengen van deze laatstgenoemde in de stripkolom, en voert men het onttrekken van de stroom van gezuiverd water uit met een molair debiet dat in hoofdzaak gelijk is aan het verschil tussen het molaire debiet van het water van de te behandelen waterstroom, voor terugvoer van de fractie van de waterige fase in deze stroom, en het molaire debiet van het water van de fractie van de onttrokken waterige fase, waarbij de waterige fase veel rijker is aan methanol naarmate het volume van de fractie van de onttrokken waterige fase kleiner is. Wanneer de te behandelen waterstroom wordt voorverwarmd voor het inbrengen daarvan in de stripkolom, door indirecte warmtewisseling met de stroom van gezuiverd water die is onttrokken in de bodem van de genoemde kolom, wordt het terugvoeren van de fractie van niet af gevoerde waterige fase, in de te behandelen waterstroom, bij voorkeur uitgevoerd voorafgaande aan het voorverwarmen van de te behandelen waterstroom.

Om het kontakt uit te voeren in het tussenliggende gedeelte van de stripkolom, voor het strippen van methanol en, indien aanwezig koolwaterstoffen, tussen de te behandelen waterstroom en de door verdamping van de vloeistof in het onderste gedeelte van de stripkolom gevormde waterdamp, is het genoemde tussenliggende gedeelte in het algemeen voorzien van gas/vloeistofkontaktplaten of voorzien van een equivalente hoogte van een geschikte bekleding. Het stelsel van genoemde platen respectievelijk de equivalente bekledingshoogte, komt overeen met een bepaald aantal theoretische gas/vloeistofkontakttrappen, respectievelijk met een bepaalde theoretisch equivalente bekledingshoogte.

Onder "theoretische trap" voor het gas/vloeistofkontakt verstaat men een ideale gas/vloeistofkontaktzone waarvoor de gas- en/of vloeistoffasen die haar verlaten in thermodynamisch evenwicht zijn.

Het aantal reële gas/vloeistofkontaktplaten np, respectievelijk de equivalente reële bekledingshoogte hR, zijn verbonden met het theoretische aantal trappen nT, respectievelijk de equivalente theoretische bekledingshoogte hX/ via de betrekkingen nx = k nP en hx= m hR, waarin k en m positieve coëfficiënten kleiner dan 1 zijn, die het rendement weergeven van het gas/vloeistofkontakt voor de toegepaste platen respectievelijk voor de bekleding.

De toevoer van de warmte-energie aan de in het onderste gedeelte van de stripkolom aanwezige vloeistof, om waterdamp te vormen die dient als stripmiddel voor methanol, en indien aanwezig, koolwaterstoffen kan worden uitgevoerd onder toepassing van elke bekende techniek en met voordeel onder toepassing van de techniek van het opnieuw koken.

De werkwijze volgens de uitvinding kan worden toegepast voor het behandelen van water van verschillende herkomst dat methanol bevat in variabele concentratie die 70 gew.% kan bedragen en die eventueel koolwaterstoffen kan bevatten in opgeloste toestand en/of in gesuspendeerde toestand van het al dan niet emulsietype, waarbij de genoemde koolwaterstoffen aromatische koolwaterstoffen kunnen zijn, bijvoorbeeld zoals benzeen, tolueen, ethylbenzeen, xylenen, paraffinische koolwaterstoffen, cyclo-alifatische koolwaterstoffen, naftenische koolwaterstoffen, mengsels van dergelijke koolwaterstoffen en anderen. De werkwijze maakt het mogelijk om water te behandelen dat 0,2 tot 70 gew.% methanol bevat en eventueel tot 1 gew.% koolwaterstoffen kan bevatten, ter verkrijging van enerzijds gezuiverd water waarvan het gehalte van respectievelijk methanol en, indien dit aanwezig was, van koolwaterstoffen, lager is dan de drempelwaarden die zijn vastgesteld door reglementen voor afvalmateriaal en anderzijds van waterige oplossingen van methanol die zeer geconcentreerd kunnen zijn aan methanol wanneer de terugvoertrap wordt toegepast, in het bijzonder wordt de werkwijze volgens de uitvinding doelmatig toegepast voor de verwijdering van methanol, en indien aanwezig, van koolwaterstoffen die aanwezig zijn in methanol bevattend afvalwater dat wordt gevormd bij de aardolie- en gasproduktie in de anti-hydraten behandeling, toegepast op putten van de koolwaterstofproduktie-velden, ter verkrijging van gezuiverd water overeenkomstig de reglementen voor afvalmateriaal en eveneens vorming van aan methanol zeer geconcentreerde waterige oplossingen die opnieuw kunnen worden toegepast voor de anti-hydratenbehandeling.

De uitvinding heeft eveneens betrekking op een inrichting voor de zuivering van water dat methanol bevat door strippen met waterdamp, welke inrichting wordt gekenmerkt doordat hij een stripkolom omvat, die een bovenste gedeelte en een onderste gedeelte bevat die met elkaar in verbinding staan via een tussenliggend gedeelte dat 2 tot 20 en bij voorkeur 5 tot 15 theoretische gas/vloeistofkontakttrappen bezit, waarbij de kolom in de top is voorzien van een leiding voor het afvoeren van dampen en in de bodem van een leiding voor het onttrekken van gezuiverd water en is voorzien van een toevoer leiding voor te behandelen water die uitmondt in het bovenste gedeelte daarvan, en in het onderste gedeelte daarvan van een verwarmingssysteem, en een condensor die een ingang bezit, die is verbonden met de leiding voor het af voeren van dampen uit de stripkolom, en een uitgang die is voorzien van een leiding voor het af voeren van vloeistof, waarbij de condensor wordt bediend, om uit dampen, die hij ontvangt, een vloeibare gecondenseerde fase te vormen die een temperatuur bezit die gelijk aan of lager is dan 30 °C en bij voorkeur gelijk aan of lager dan 20 °C.

Volgens een uitvoeringsvorm is de leiding voor het afvoeren van vloeistof uit de condensor verbonden met de leiding voor het toevoeren van het te behandelen water aan de stripkolom door een terugvoer leiding die is voorzien van terugvoermiddelen, en een klepsysteem dat is verbonden met de vloeistofafvoerleiding van de condensor en met de terugvoerleiding, waarborgt, op verzoek, een onderbreking van de vloeistofverbinding tussen de twee leidingen of integendeel het instellen van deze verbinding met een verstelbaar debiet.

Met voordeel omvat de inrichting volgens de uitvinding voorts een indirecte warmtewisselaar, waarvan de koude keten in serie is bevestigd in de leiding die het te behandelen water voert naar de stripkolom en de warme keten in serie is geplaatst in de leiding voor het onttrekken van gezuiverd water die is bevestigd in de bodem van de stripkolom. In deze uitvoeringsvorm van de inrichting is de verbinding tussen de terugvoer leiding, wanneer deze aanwezig is, en de leiding voor het voeren van het te behandelen water naar de stripkolom bij voorkeur aangebracht voor de indirecte warmtewisselaar.

Volgens een uitvoeringsvorm die aangepast is voor de behandeling van water dat naast methanol eveneens koolwaterstoffen bevat in opgeloste toestand en/of in gesuspendeerde toestand van het al dan niet emulsietype, bevat de inrichting volgens de uitvinding een scheider die werkt door zwaartekracht en een ingang, een uitgang voor de koolwaterstoffen en een uitgang voor een vloeibare waterige fase bezit, waarbij de scheider in serie is bevestigd in de leiding voor het afvoeren van vloeistof uit de condensor zodanig dat een gedeelte van deze afvoer leiding de uitgang van de condensor verbindt met de ingang van de scheider en dat het andere gedeelte van de afvoer leiding is bevestigd op de uitgang van de scheider die is bedoeld voor de waterige vloeibare fase, en wanneer de inrichting volgens de uitvinding is voorzien van een terugvoer leiding die de leiding voor het afvoeren van vloeistof uit de condensor verbindt met de leiding die het te behandelen water voert naar de stripkolom, is de scheider voorafgaande aan de verbinding tussen de genoemde af voer leiding voor vloeistof en de terugvoerleiding aangebracht.

Andere kenmerken en voordelen van de uitvinding zullen blijken aan de hand van de beschrijving van twee van de uitvoeringsvormen daarvan die worden gegeven met verwijzing naar de tekening, waarin - Fig. 1 schematisch een inrichting volgens de uitvinding voor de zuivering van water dat methanol en koolwaterstoffen bevat toont, en

Fig. 2 schematisch een inrichting volgens de uitvinding voor de zuivering van water dat uitsluitend methanol als verontreiniging bevat, toont.

Zoals weergegeven in fig. 1 omvat de schematisch weergegeven inrichting een stripkolom 1 die een bovenste gedeelte 2 en een onderste gedeelte 3 omvat, die in verbinding staan via een tussenliggend gedeelte 4 dat een aantal gas/vloeistofkon-taktplaten bezit dat overeenkomt met een aantal theoretische gas/vloeistofkontakttrappen van 2 tot 20 en bij voorkeur van 5 tot 15. Kolom 1 is in de top voorzien van een leiding 5 voor het af voeren van dampen, en in de bodem, van een leiding 6 voor het onttrekken van vloeistof en bovendien is hij voorzien van een leiding 7 voor het toevoeren van het te behandelen water, waarbij deze leiding uitmondt in 8 in het bovenste gedeelte van kolom l. In het onderste gedeelte 3 is kolom 1 via ingangshuis 9 en uitgangsbuis 10 verbonden met een inrichting 11 voor het opnieuv; koken, die wordt verwarmd door indirecte uitwisseling van warmte-energie met een wanategeleidende vloeistof met een geschikte temperatuur die rondstroomt in buis 12. Als variant zou men eveneens een elektrische verwarming of verwarming met een verwarmingsketel van de kookinrichting 11 kunnen beogen. In leiding 7 die het te behandelen water naar kolom 1 voert, is in serie de koude keten bevestigd van een indirecte warmtewisselaar 13, waarvan de warme keten in serie is geplaatst in leiding 6 voor het onttrekken van de stroom.van gezuiverd water, die is aangebracht in de bodem van kolom 1. Een condensor 14, die een ingang 15 en een uitgang 16 bezit en die wordt gekoeld via een koudegeleidende keten, bijvoorbeeld luchtkoeling of keten met koude vloeistof, ter vorming van een vloeibare, gecondenseerde fase met een temperatuur die gelijk is aan of lager dan 30 °C en bij voorkeur gelijk is aan of lager dan 20 °C, bezit een ingang 15 die is verbonden met leiding 5 voor het afvoeren van dampen uit de stripkolom 1 en de uitgang 16 die, via een leiding 17a is verbonden met ingang 18 van een scheider 19 van het type scheider door zwaartekracht, waarbij de scheider een uitgang 20 bezit voor de koolwaterstoffen die overgaat in een afvoerleiding 21, en een uitgang 22 voor een waterfase, welke uitgang 22 is verbonden, via een leiding 17b, met de ingang van een klep 25 die een uitgang bezit die overgaat in leiding 17 voor het af voeren van een waterfase en een uitgang die, via terugvoer leiding 23 die is voorzien van terugvoermidde-len 24, bestaande uit bijvoorbeeld een pomp, is verbonden met leiding 7 voor het voeren van het te behandelen water naar de stripkolom, waarbij deze verbinding voorafgaande aan de indirecte warmtewisselaar 13 die in serie is bevestigd in leiding 7, is uitgevoerd. Klep 25 wordt bediend om op verzoek een verbinding tot stand te brengen tussen leiding 17b en de enkele afvoerleiding 17, ofwel een verbinding van leiding 17b met, tegelijkertijd en met instelbare debieten, de afvoerleiding 17 en de terugvoer leiding 23. In het schema van figuur 1 heeft men de uitgang 20 voor de koolwaterstoffen weergegeven in het middelste gedeelte van scheider 19 en de uitgang 22 voor de waterfase in het onderste gedeelte van deze scheider. Deze plaatsing komt overeen met het geval waarin de volumemassa van de uit de scheider af te voeren koolwaterstoffen veel kleiner is dan die van de methanol bevattende waterfase. In het tegenovergestelde geval, zal de uitgang voor de koolwaterstoffen zijn aangebracht in het onderste gedeelte van de scheider en de uitgang voor de waterfase zal zijn geplaatst in het middelste gedeelte van de scheider. Een regelklep, niet weergegeven, is aangebracht in leiding 5 of in leiding 17a om de druk in de top van de stripkolom 1 te regelen.

De in figuur 2 schematisch weergegeven inrichting is uitsluitend verschillend van de in figuur 1 schematisch weergegeven inrichting en waarvan de beschrijving hierna zal worden gegeven, doordat hij niet de scheider tussen condensor 14 en klep 25 bevat. In de inrichting van figuur 2 is de uitgang 16 van de condensor 14 direct, via leiding 17a, verbonden met de ingang van klep 25, waarbij de andere elementen van de inrichting overeenkomen met de elementen met dezelfde referenties als in figuur 1.

De werking van deze inrichtingen kan schematisch als volgt worden weergegeven:

De stroom van te behandelen water, in het geval van een behandeling in de inrichting van figuur 1 bevat methanol en eveneens koolwaterstoffen in opgeloste en/of gesuspendeerde toestand van het al dan niet emulsietype en in het geval van een behandeling in de inrichting van figuur 2 bevat het uitsluitend methanol als verontreiniging.

De stroom van te behandelen water komt aan via leiding 7 en gaat naar de indirecte warmtewisselaar 13, waar hij wordt voorverwarmd door indirecte warmtewisseling met gezuiverd water dat is onttrokken in de bodem van stripkolom 1 via leiding 6. De voorverwarmde stroom van te behandelen water wordt daarna via ingang 8 gebracht in het bovenste gedeelte 2 van de stripkolom. In deze kolom stroomt de stroom van te behandelen water door zwaartekracht naar het onderste gedeelte 3 van de kolom, waarbij het tussenliggende gedeelte 4 wordt doorlopen dat is voorzien van gas/vloeistofkontakttrappen. De vloeistof die in het onderste gedeelte 3 van kolom 1 komt, wordt onderworpen aan het opnieuw koken door doorvoer door buisdeel 9, naar de inrichting 11 voor het opnieuw koken en terug, via buisdeel 10, in het onderste gedeelte 3 van kolom 1, om een geschikte hoeveelheid waterdamp te vormen om het strippen van methanol en, indien aanwezig, van koolwaterstoffen uit te voeren. De druk in de top van de genoemde kolom 1 wordt gehandhaafd tussen 1 en 3 bar absoluut door middel van de drukregelklep, niet weergegeven, die is bevestigd in leiding 5 of in leiding 17a. De warmte-energie voor het opnieuw koken wordt geleverd door indirecte warmtewisseling met een warmtegeleidende vloeistof met geschikte temperatuur die rondstroomt in buisdeel 12. De door het opnieuw koken gevormde waterdamp circuleert in kolom 1, vanaf het onderste gedeelte 3 naar het bovenste gedeelte 2, waarbij het tussenliggende gedeelte 4 wordt doorlopen, dat wil zeggen in tegenstroom met de stroom van te behandelen water, en voert het strippen van methanol uit, en indien zij aanwezig zijn, van koolwaterstoffen die deze waterstroom bevat. In de top van kolom 1 voert men een gasvormige fase af die bestaat uit een mengsel van waterdamp en van methanol en, indien aanwezig, van koolwaterstoffen die zijn gestript met de te behandelen waterstroom door de waterdamp die is gevormd door het opnieuw koken, waarbij de gasvormige fase wordt af gekoeld in de condensor 14, door indirecte warmtewisseling met een geschikte koudegeleidende vloeistof, om een gecondenseerde vloeibare fase te vormen met een temperatuur die gelijk is aan of lager dan 30 °C en bij voorkeur gelijk is aan of lager dan 20 °C. Deze gecondenseerde vloeibare fase bestaat uit een waterige oplossing van methanol die afhankelijk van het geval vrij is van koolwaterstoffen of koolwaterstoffen bevat.

Wanneer de gecondenseerde vloeibare fase geen koolwaterstoffen bevat, wordt zij via leiding 17a direct gevoerd naar klep 25 (in het geval van figuur 2), om ofwel volledig te worden afgevoerd via afvoerleiding 17 ofwel gedeeltelijk te worden af gevoerd via afvoerleiding 17 en voor de rest teruggevoerd, via terugvoer leiding 23, in de stroom van te behandelen water die aankomt via leiding 7, waarbij deze terugvoer voorafgaande aan de warmtewisselaar 13 wordt uitgevoerd.

Wanneer de gecondenseerde vloeibare fase koolwaterstoffen bevat, wordt zij (conform fig. 1) via leiding 17a, gevoerd naar scheider 19, waarin zij wordt gescheiden in een koolwaterstof houdende fase, die men afvoert via leiding 21, en een waterige fase bestaande uit een waterige oplossing van methanol, die men via leiding 17b, voert naar klep 25 om ofwel volledig te worden afgevoerd via afvoerleiding 17, ofwel gedeeltelijk te worden afgevoerd via afvoerleiding 17 en voor de rest teruggevoerd via terugvoer leiding 23, in de stroom van te behandelen water die aankomt via leiding 7, waarbij deze terugvoer plaatsvindt voorafgaande aan de warmtewisselaar 13.

In de bodem van kolom 1 onttrekt men een stroom van gezuiverd water, via leiding 6, waarbij dit onttrekken plaatsvindt met een molair debiet, dat in hoofdzaak gelijk is aan het verschil tussen het molaire debiet van het water van de stroom van te behandelen water en het molaire debiet van het water van de gecondenseerde vloeibare fase die is afgevoerd via leiding 17.

Het molaire gehalte aan methanol van de waterige oplossing van methanol die is afgevoerd via leiding 17 neemt gelijktijdig toe met het debiet en de molaire concentratie aan methanol van het te behandelen water, dat wordt toegevoerd via leiding 7 voor de terugvoerfase via leiding 23, en neemt eveneens toe wanneer het debiet van de methanoloplossing die wordt afgevoerd via afvoerleiding 17, vermindert. Dit molaire gehalte zal derhalve groter zijn naarmate dit laatste debiet, dat af stelbaar is door middel van de terugvoer via leiding 23, geringer is. De werkwijze volgens de uitvinding waarbij de terugvoer via leiding 23 van een gedeelte van de gecondenseerde vloeibare fase wordt toegepast, maakt het onttrekken via leiding 17 mogelijk van een oplossing van methanol die sterk geconcentreerd aan methanol kan zijn. Dit bezit een groot belang wanneer het te behandelen water een afvalwater is van de anti-hydratenbehan-deling met methanol dat wordt uitgevoerd op de produktievelden van koolwaterstoffen, omdat de geconcentreerde methanoloplossing, die men kan verkrijgen via leiding 17 opnieuw kan worden toegepast in de anti-hydratenbehandeling.

Om de beschrijving van de werkwijze volgens de uitvinding, die is weergegeven, aan te vullen, worden hierna op niet-beperkende wij ze concrete voorbeelden gegeven voor het toepassen van deze werkwijze.

VOORBEELD I :

Men werkte met eenzelfde inrichting als die welke is beschreven aan de hand van figuur 2 van bijgaande tekening en die een stripkolom bevat met een inwendige diameter van 30 cm en die in het tussenliggende gedeelte 4 daarvan 20 geperforeerde gas/vloeistofkontaktplaten bevat, met elk een rendements-coëfficiënt k van 0,6, wat gelijkwaardig is aan de aanwezigheid van 12 theoretische gas/vloeistofkontakttrappen in het genoemde tussenliggende gedeelte, waarbij klep 25 in dit voorbeeld uitsluitend de verbinding tussen de leidingen 17a en 17 waarborgt, zonder enige terugvoer via leiding 23.

Men behandelde een afvalwater dat 3,5 gew.% methanol bevatte.

De stroom van te behandelen water kwam aan via leiding 7 met een debiet van 3,8 m3/uur en, na voorverwarmen in de indirecte warmtewisselaar, bezat het in de stripkolom 1 via ingang 8 gevoerde water een temperatuur van 98 °C .

Men handhaafde in de top van kolom 1 een druk van 1-, 25 bar absoluut, wat overeenkomt met een temperatuur in de bodem van deze kolom die gelijk is aan 107 °C en men leverde aan de inrichting 11 voor het opnieuw koken een warmtevermogen gelijk aan 370 kW.

De condensor 14, die is gekoeld door circulatie van water, leverde een gecondenseerde vloeibare fase met een temperatuur van 15 °C en bestaande uit een waterige methanoloplossing, die 17,5 gew.% methanol bevatte, welke oplossing stroomde in leiding 17a en werd afgevoerd, door middel van klep 25, via afvoerleiding 17 met een debiet van 0,66 m3/uur.

Via leiding 6 onttrok men in de bodem van de stripkolom 1, 2,96 m3/uur van een stroom van gezuiverd water dat 6 mg/1 methanol bevatte, welke stroom, na doorvoer door warmtewisselaar 13 werd gevoerd naar de plaats voor het wegwerpen.

VOORBEELD II :

Men werkte in eenzelfde "inrichting als die welke is toegepast in voorbeeld I, echter onder toepassing van een warmtevermogen van 530 kW voor de inrichting voor het opnieuw koken en zodanige plaatsing van klep 25 dat via leiding 23 een fractie van de uit condensor 14 afkomstige gecondenseerde vloeibare fase werd teruggevoerd in de stroom van te behandelen water die aankwam via leiding 7.

Het te behandelen water bevatte 7,5 gew.% methanol en kwam aan via leiding 7, met een debiet, waarvan de waarde, gemeten voorafgaande aan de terugvoerleiding 23, gelijk was aan 3,13 m3/uur, welk water na voorverwarmen in de warmtewisselaar 13 een temperatuur van 95 °C bezat. De temperatuur in de bodem van de stripkolom bedroeg 107 °C en de druk in de top van de genoemde kolom bedroeg 1,25 bar absoluut.

De door circulatie van water gekoelde condensor 14 leverde een gecondenseerde vloeibare fase met een temperatuur van 15 °C en bestaande uit een waterige oplossing van methanol, die 60,3 gew.% methanol bevatte. Via leiding 17 voerde men 0,415 m3/uur van de genoemde methanoloplossing af en via leiding 23 voerde men 0,69 m3/uur van deze methanoloplossing terug in de stroom van te behandelen water die ging door leiding 7.

Via leiding 6 onttrok men in de bodem van de stripkolom 1, 2,67 m3/uur van een stroom van gezuiverd water dat 5 mg/1 methanol bevatte, welke stroom, na door leiden door warmtewisselaar 13, werd gevoerd naar de plaats voor het wegwerpen. VOORBEELD III :

Men ging te werk onder toepassing van eenzelfde inrichting als die welke is beschreven aan de hand van figuur 1 van bijgaande tekening, en die een stripkolom bevat met een inwendige diameter van 30 cm en die in het tussenliggende gedeelte daarvan 20 geperforeerde gas/vloeistofkontaktplaten bevat met elk een rendementscoëfficiënt k van 0,6, wat gelijkwaardig is aan de aanwezigheid van 12 theoretische gas/vloeistofkontakttrappen in het genoemde tussenliggende gedeelte, waarbij klep 25 in dit voorbeeld uitsluitend de verbinding tussen de leidingen 17b en 17 waarborgt, zonder enige terugvoer via leiding 23.

Men behandelde een afvalwater dat 30,6 gew.% methanol en 7250 mg/1 koolwaterstoffen bevat, bestaande uit een mengsel van 20 gew.% C3 tot Cn koolwaterstoffen, die voor ongeveer 1/8 bestaat uit aromatische koolwaterstoffen en voor de rest uit paraffinische en cycloparaffinische koolwaterstoffen, en uit 80 gew% paraffinische C12 tot C39 koolwaterstoffen.

De stroom van te behandelen water kwam aan via leiding 7 met een debiet van 4,3 m3/uur en, na voorverwarmen in de indirecte warmtewisselaar, bezat het in de stripkolom 1 via ingang 8 gevoerde water een temperatuur van 92 °C.

Men handhaafde in de top van kolom 1 een druk van 1,25 bar absoluut, wat overeenkomt met een temperatuur in de bodem van deze kolom van 107 °C en men verschafte aan de inrichting 11 voor het opnieuw koken een warmtevermogen van 590 kW.

De condensor 14, af gekoeld door circulatie van een koude geleidende vloeistof, leverde een gecondenseerde vloeibare fase met een temperatuur van 15 °C en bestaande uit een waterige oplossing van methanol die eveneens koolwaterstoffen bevat, welke oplossing werd gevoerd in de schelder 19, waar een bovenste koolwaterstofhoudende fase en een onderste fase gevormd uit een waterige methanoloplossing werd gescheiden.

Via leiding 21 voerde men 31 kg/uur koolwaterstofhoudende fase af en via leiding 17 voerde men 2,13 m3/uur van een waterige oplossing van methanol die 65 gew.% methanol bevat, af.

Via leiding 6 onttrok men in de bodem van de stripkolom 1, 2,1 m3/uur van een stroom van gezuiverd water die 11 mg/1 methanol en 33 mg/1 koolwaterstoffen bevatte, welke stroom na doorvoer door warmtewisselaar 13, werd geleid naar de plaats voor het wegwerpen.

VOORBEELD IV :

Men werkte met eenzelfde inrichting als die welke is toegepast in voorbeeld III, echter onder toepassing van een warmtevermogen van 645 kW voor het opnieuw koken, andere plaatsing van de scheider 19 en plaatsing van de klep 25 zodanig dat via leiding 23, in de stroom van te behandelen water die aankomt via leiding 7, een fractie van de waterfase die scheider 19 verlaat via leiding 17b wordt teruggevoerd. Scheider 19 was zodanig geplaatst dat de uitgang 20 voor de koolwaterstoffen, die overgaat in leiding 21, was aangebracht in het onderste gedeelte van de scheider en dat de uitgang 22 voor de methanol-bevattende waterfase, die overgaat in leiding 17b, was aangebracht in het middelste gedeelte van deze scheider.

Het te behandelen water bevatte 33 gew.% methanol alsmede 1450 mg/1 van het in voorbeeld III omschreven koolwater stof mengsel.

De stroom van te behandelen water kwam aan via leiding 7, met een debiet, gemeten voor terugvoer via leiding 23, van 1,66 m3/uur en, na voorverwarmen in de indirecte warmtewisselaar 13 bezat het in de stripkolom 1, via ingang 8 gevoerde water, een temperatuur van 84 eC. De temperatuur in de bodem van de stripkolom bedroeg 107 °C en de druk in de genoemde kolom was gelijk aan 1,25 bar absoluut.

De condensor 14, die was afgekoeld door circulatie van een koudegeleidende vloeistof, verschafte een gecondenseerde vloeibare fase met een temperatuur van 15 °C en bestaande uit een waterige methanoloplossing die koolwaterstoffen bevatte, welke oplossing werd gevoerd in de scheider 19, waar zij werd gescheiden in een onderste koolwaterstofhoudende fase en een bovenste fase die bestond uit een geconcentreerde waterige methanoloplossing.

Via leiding 21 voerde men 2,35 kg/uur koolwaterstof houdende fase af en via leiding 17b verzamelde men 3,05 m3/uur waterige methanoloplossing die 87 gew.% methanol bevatte. Via leiding 17 voerde men 0,69 m3/uur van de genoemde methanoloplossing af en via leiding 23 voerde men 2,36 m3/uur van deze methanoloplossing terug in de stroom van te behandelen water die ging door leiding 7.

Via leiding 6 onttrok men in de bodem van stripkolom 1, 0,932 m3/uur van een stroom van gezuiverd water dat 8 mg/1 methanol en 24 mg/1 koolwaterstoffen bevatte, welke stroom na door leiden door warmtewisselaar 13 werd gevoerd naar de plaats voor het wegwerpen.

Claims (15)

1. Werkwijze voor het zuiveren van water dat methanol bevat door strippen met waterdamp, met het kenmerk, dat men een stroom van te behandelen water voert in het bovenste gedeelte van een stripkolom, die een bovenste gedeelte en een onderste gedeelte bevat, die in verbinding staan via een tussenliggend gedeelte dat 2 tot 20 theoretische gas/vloeistofkontakttrappen bevat', welke waterstroom stroomt naar het onderste gedeelte van de kolom, waarbij het tussenliggende gedeelte van deze laatstgenoemde wordt doorlopen, men aan de vloeistof die aanwezig is in het onderste gedeelte van de stripkolom een warmte-energie verschaft die voldoende is om een hoeveelheid waterdamp te vormen die in tegenstroom circuleert ten opzichte van de stroom van te behandelen water en aldus het strippen van methanol die het bevat uitvoert, men in de top van de kolom een druk tussen 1 en 3 bar absoluut handhaaft, men in de top van de kolom een gasfase afvoert die is gevormd uit waterdamp en door de waterdamp gestripte methanol en men deze gasfase afkoelt om haar om te zetten in een gecondenseerde vloeibare fase met een temperatuur lager dan of gelijk aan 30 “C en bij voorkeur lager dan of gelijk aan 20 °C, men de genoemde vloeibare fase af voert die bestaat uit een waterige oplossing van methanol met een methanolconcen-tratie die groter is dan die van het te behandelen water en men in de bodem van de stripkolom een stroom van gezuiverd water onttrekt, waarbij dit onttrekken wordt uitgevoerd met een molair debiet dat in hoofdzaak gelijk is aan het verschil tussen het molaire debiet van het water van de stroom van te behandelen water en het molaire debiet van het water van de afgevoerde gecondenseerde vloeibare fase.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het tussenliggende gedeelte van de stripkolom 5 tot 15 theoretische gas/vloeistofkontakttrappen bevat.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het te behandelen water 0,2 tot 70 gew.% methanol bevat.

4. Werkwijze volgens een of meer der conclusies 1 tot 3, met het kenmerk, dat de stroom van te behandelen water wordt voorverwarmd, voor het inbrengen daarvan in de stripkolom, door indirecte warmtewisseling met de in de bodem van de genoemde kolom onttrokken stroom van gezuiverd water.

5. Werkwijze volgens een of meer der conclusies 1 tot· 4, met het kenmerk, dat men uitsluitend een fractie van de gecondenseerde vloeibare fase afvoert en de resterende fractie van deze fase terugvoert in de stroom van te behandelen water./ voor het inbrengen van deze laatstgenoemde in de stripkolom, en men het onttrekken van de stroom van gezuiverd water uitvoert met een molair debiet dat in hoofdzaak gelijk is aan het verschil tussen het molaire debiet van het water van de stroom van te behandelen water, voor terugvoer van de niet-onttrokken fractie van de gecondenseerde vloeibare fase in deze stroom, en het molaire debiet van het water van de fractie van de afgevoerde gecondenseerde vloeibare fase, waarbij de gecondenseerde vloeibare fase rijker is aan methanol naarmate het volume van de fractie af gevoerde gecondenseerde vloeibare fase geringer is.

6. Werkwijze volgens de conclusies 4 en 5, met het kenmerk, dat het terugvoeren van de fractie van de niet-afgevoerde gecondenseerde vloeibare fase, in de stroom van te behandelen water, wordt uitgevoerd voorafgaande aan het voorverwarmen van de stroom van te behandelen water.

7. Werkwijze volgens een of meer der conclusies 1 tot 4, met het kenmerk, dat het te behandelen water, naast methanol, eveneens koolwaterstoffen bevat in opgeloste en/of gesuspendeerde toestand van het al dan niet emulsietype, waarbij de in de top van de stripkolom afgevoerde gasvormige fase bestaat uit waterdamp en methanol en koolwaterstoffen, gestript uit de stroom van te behandelen water door de waterdamp en de gecondenseerde vloeibare fase bij een temperatuur gelijk aan of lager dan 30 °C en bij voorkeur gelijk aan of lager dan 20 °C, die afkomstig is van het koelen van deze gasvormige fase, bestaande uit een waterige oplossing van methanol die koolwaterstoffen bevat, en men de genoemde gecondenseerde vloeibare fase door zwaartekracht scheidt in een koolwaterstofhoudende fase en een waterige fase die men afzonderlijk afvoert, waarbij het afvoeren van de waterige fase zodanig wordt uitgevoerd dat men ofwel de genoemde waterige fase volledig afvoert ofwel uitsluitend een fractie van de genoemde waterige fase afvoert en de resterende, niet-afgevoerde fractie terugvoert in de stroom van te behandelen water, voor het inbrengen van deze laatstgenoemde in de stripkolom, en men het onttrekken van de stroom van gezuiverd water uitvoert met een molair debiet dat in hoofdzaak gelijk is aan het verschil tussen het molaire debiet van het water van de stroom van te behandelen water voor terugvoer, indien dit wordt uitgevoerd, van de fractie van de niet-afgevoerde waterige fase in deze stroom, en het molaire debiet van het water van de fractie van de afgevoerde waterige fase, waarbij de waterige fase rijker is aan methanol naarmate het volume van de fractie van de afgevoerde waterige fase geringer is.

8. Werkwijze volgens de conclusies 4 en 7, met het kenmerk, dat men een fractie van de waterige fase terugvoert in de stroom van te behandelen water, waarbij deze terugvoer wordt uitgevoerd voorafgaande aan het voorverwarmen van de stroom van te behandelen water.

9. Werkwijze volgens de conclusies 7 of 8, met het kenmerk, dat het te behandelen water tot 1 gew.% koolwaterstoffen bevat.

10. Werkwijze volgens een of meer der conclusies 1 tot 9, met het kenmerk, dat het te behandelen water een afvalwater is van de anti-hydratenbehandeling die wordt toegepast op de putten van de produktievelden van koolwaterstoffen.

11. Inrichting voor de zuivering van water dat methanol bevat door strippen met waterdamp, met het kenmerk, dat hij een stripkolom (1) bevat, die een bovenste gedeelte (2) en een onderste gedeelte (3) bevat die in verbinding staan via een tussenliggend gedeelte (4) dat 2 tot 20 en bij voorkeur 5 tot 15 theoretische gas/vloeistofkontakttrappen bevat, waarbij deze kolom in de top is voorzien van een leiding (5) voor het af voer en van dampen en, in de bodem van een leiding (6) voor het onttrekken van gezuiverd water en die is voorzien van een leiding (7) voor het toevoeren van het te behandelen water die uitmondt in het bovenste gedeelte daarvan en, in het onderste gedeelte daarvan, van een verwarmingssysteem (11), en een condensor (14) die een ingang (15), verbonden met de leiding (5) voor het afvoeren van dampen uit de stripkolom, en een uitgang (16) voorzien van een leiding (17a, 17) voor het afvoeren van vloeistof, waarbij deze condensor wordt bediend om uit de dampen die hij ontvangt een gecondenseerde vloeibare fase te verschaffen met een temperatuur die gelijk aan of lager is dan 30 °C en bij voorkeur gelijk aan of lager is dan 20 °C.

12. Inrichting volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de vloeistofafvoerleiding (17) van de condensor is verbonden met de leiding (7) voor het toevoeren van het te behandelen water naar de stripkolom via een terugvoer leiding (23) die is voorzien van terugvoermiddelen (24), en een klepsysteem (25) dat is verbonden met de vloeistof af voer leiding (17) van de condensor en de terugvoerleiding (23) naar behoefte een afsluiting van de vloeistofverbinding waarborgt tussen de twee leidingen of daarentegen deze verbinding met een instelbaar debiet instelt.

13. Inrichting volgens conclusie 11 of 12, met het kenmerk, dat hij voorts een indirecte warmtewisselaar (13) bevat, waarvan de koude keten in serie is bevestigd in leiding (7) die het te behandelen water voert naar de stripkolom en de koude keten in serie is geplaatst in leiding (6) voor het afvoeren van gezuiverd water die in de bodem van de stripkolom is aangebracht.

14. Inrichting volgens de conclusies 12 en 13, met het kenmerk, dat de verbinding tussen terugvoerleiding (23) en leiding (7) voor het toevoeren van het te behandelen water naar de stripkolom wordt uitgevoerd voorafgaande aan de indirecte warmtewisselaar (13).

15. Inrichting volgens een of meer der conclusies 11 tot 14, met het kenmerk, dat voor het mogelijk maken van de behandeling van water dat naast methanol eveneens koolwaterstoffen bevat in opgeloste en/of gesuspendeerde toestand van het al dan niet emulsietype, hij voorts een scheider (19) bevat, die werkt door zwaartekracht en een ingang (18), een uitgang (20) voor de koolwaterstoffen en een uitgang (22) voor een vloeibare waterige fase bezit, welke scheider in serie is bevestigd in de vloeistofafvoerleiding (17) van de condensor zodanig dat een gedeelte (17a) van deze af voer leiding de uitgang (16) van de condensor (14) verbindt met de ingang (18) van de scheider (19) en dat het andere gedeelte (17b) van de afvoerleiding (17) ofwel is bevestigd op de uitgang (22) van de scheider die is voorzien voor de vloeibare waterige fase en, wanneer de inrichting is voorzien van een terugvoer leiding (23) die de vloeistof af voer leiding (17) van de condensor verbindt met de leiding (7) die het te behandelen water voert naar de stripkolom, de scheider (19) voorafgaande aan de verbinding tussen de genoemde vloeistof af voer leiding (17) en de terugvoer-leiding (23) is aangebracht.