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WO2021032319A1 - Method and system for processing natural gas - Google Patents

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Publication number
WO2021032319A1
WO2021032319A1 PCT/EP2020/025379 EP2020025379W WO2021032319A1 WO 2021032319 A1 WO2021032319 A1 WO 2021032319A1 EP 2020025379 W EP2020025379 W EP 2020025379W WO 2021032319 A1 WO2021032319 A1 WO 2021032319A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
natural gas
membrane separation
hydrocarbons
methane
gas
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/EP2020/025379
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Werner Leitmayr
Stefan Pleintinger
Anette Franz
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.)
Linde GmbH
Original Assignee
Linde GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Linde GmbH filed Critical Linde GmbH
Publication of WO2021032319A1 publication Critical patent/WO2021032319A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
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    • C10L3/00Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/06Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
    • C10L3/10Working-up natural gas or synthetic natural gas
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C10L2290/54Specific separation steps for separating fractions, components or impurities during preparation or upgrading of a fuel
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    • C10L3/101Removal of contaminants
    • C10L3/102Removal of contaminants of acid contaminants

Definitions

  • the invention relates to a method for processing natural gas and a corresponding system according to the preambles of the independent claims.
  • Natural gases are gas mixtures of hydrocarbons and other components, hereinafter referred to as "non-hydrocarbons".
  • the hydrocarbons mainly include methane, but also higher alkanes such as ethane, propane, butane and pentane.
  • the non-hydrocarbons include, in particular, acid gases such as carbon dioxide and sulfur compounds as well as hydrogen, nitrogen, helium and neon.
  • Membrane separation steps can be used to separate corresponding non-hydrocarbons from natural gases.
  • vitreous membranes in appropriate membrane separation steps. If these membranes are used in unconditioned natural gas, the service life, selectivity and capacity of the membrane can be negatively influenced by the typical content of hydrocarbons with three or more carbon atoms.
  • the present invention has the task of specifying improved concepts for processing natural gas using membrane separation steps, in particular when using vitreous membranes. Disclosure of the invention
  • the present invention proposes a method and a system for processing natural gas with the respective features of the independent patent claims. Refinements are the subject of the dependent claims and the following description.
  • hydrocarbons with three or more carbon atoms have a negative effect on the selectivity, capacity and service life, especially of vitreous membranes.
  • complete removal of hydrocarbons with three or more carbon atoms from the natural gas upstream of the membrane separation step is optimal.
  • maximum selectivity can be achieved in the membrane separation step, whereby, for example, the operating costs of multi-stage membrane systems are minimized.
  • the content of hydrocarbons with three or more carbon atoms for the further use of the natural gas downstream of the membrane separation step should usually not be changed to the stated range.
  • a complete removal of hydrocarbons with three or more carbon atoms is disadvantageous from the aspect of the subsequent use of the natural gas.
  • losses of products of value, such as those that occur when hydrocarbons with three or more carbon atoms are separated off, are not acceptable.
  • TSA Temperature swing adsorption
  • natural gas can, for example, also be subjected to oil scrubbing in order to separate off corresponding hydrocarbons.
  • oil scrubbing in order to separate off corresponding hydrocarbons.
  • the washing oil can consist of a short-chain or a long-chain hydrocarbon.
  • the natural gas can be expanded isenthalpically from high to low pressure via a throttle, which cools it down.
  • a throttle which cools it down.
  • only the dew point of the gas can be set.
  • high pressure differentials are necessary, which usually cannot be achieved or can only be achieved with a high compression effort.
  • the present invention solves the problems mentioned at least partially in the proposed method for processing a natural gas containing methane, ethane, higher hydrocarbons and non-hydrocarbons.
  • An essential aspect of the present invention consists in the use of pressure swing adsorption or a corresponding pressure swing adsorption step upstream of the use of the vitreous membrane in a corresponding membrane separation step.
  • the pressure swing adsorption for processing natural gas is basically already known from DE 103 03233 A1.
  • any suitable adsorbent can be used within the scope of the present invention, in particular an adsorbent which is in the form of a bed of activated aluminum oxide.
  • the bed can be designed in the form of a single bed or multi-bed bed.
  • the surface, the bulk density and the chemical composition as well as other parameters can be selected in the most suitable manner and / or taking into account other aspects.
  • the pressure swing adsorption step described with the specified adsorbent allows, in contrast to the other processes mentioned, an almost complete removal of hydrocarbons with three (and more) carbon atoms.
  • the outflowing high-pressure gas from the pressure swing adsorption, freed of hydrocarbons, is ideally conditioned for the use of vitreous membranes.
  • a positive side effect is the greatly reduced dew point of the high pressure gas, so that it remains gaseous during the further treatment steps.
  • a low-pressure or adsorbate stream from pressure swing adsorption contains the separated hydrocarbons with three or more carbon atoms as well as water and part of the carbon dioxide, if contained in the feed gas, in enriched form.
  • a membrane separation insert is provided which, compared to the natural gas, is enriched in methane and ethane and depleted in the higher hydrocarbons and which contains at least some of the non-hydrocarbons from the natural gas .
  • the term “depletion” here and in the following is also intended to include essentially complete removal (in the sense of “depletion to zero”) so that the membrane separation insert is in particular also (essentially) free of higher hydrocarbons. Concrete numerical values are explained below.
  • the "higher hydrocarbons” include, according to the language used here, in particular hydrocarbons with three or more, in particular three, four and five carbon atoms, as they are usually found in natural gas.
  • the non-hydrocarbons include in particular carbon dioxide, helium and / or neon, but at least the latter noble gases. Carbon dioxide is optionally contained in natural gas.
  • the membrane separation insert is subjected to a membrane separation step in which a permeate fraction that is depleted in methane and ethane compared to the membrane separation insert and enriched in the non-hydrocarbons, as well as a retentate fraction that is enriched in methane and ethane compared to the membrane separation insert and in the non-hydrocarbons is depleted, are formed.
  • a permeate fraction that is depleted in methane and ethane compared to the membrane separation insert and enriched in the non-hydrocarbons as well as a retentate fraction that is enriched in methane and ethane compared to the membrane separation insert and in the non-hydrocarbons is depleted.
  • the membrane separation step is carried out using a glass-like membrane.
  • the provision of the membrane separation insert comprises, as mentioned, a pressure swing adsorption step to which at least part of the natural gas is subjected and in which a high-pressure gas that is enriched in methane and ethane compared to the natural gas and contains at least a part of the non-hydrocarbons from the natural gas, as well as a low-pressure gas , which is depleted in methane and ethane compared to the natural gas and enriched in the higher hydrocarbons, with at least a portion of the high pressure gas being used as the membrane separation insert.
  • the pressure swing adsorption step is advantageously operated with an inlet pressure of 30 to 40 bar, the high pressure gas can in particular be formed at the same pressure level, the low pressure gas is advantageously formed at a pressure level of 1.3 to 1.5 bar.
  • the pressure swing adsorption step can be operated at pressures below 10 bar and above 40 bar.
  • the high pressure gas is also the membrane separation insert.
  • the membrane separation insert can be compressed if necessary and is advantageously fed to the membrane separation step at a pressure level of 30 to 100 bar.
  • the retentate fraction can in particular be formed at the same pressure level as the membrane separation insert. This results in particular advantages because these pressures represent the optimal operating window for the pressure swing adsorption step and the membrane separation step.
  • the low-pressure gas in particular at least part of the low-pressure gas can be compressed to the pressure level of the retentate fraction.
  • the Low-pressure gas which contains the separated higher hydrocarbons as well as water and carbon dioxide (if contained in the feed gas) in enriched form, can thus be re-injected with the aid of a compressor, with certain components being able to be added to the retentate stream from the membrane separation step. In this way, the original hydrocarbon composition of the natural gas used can be restored. Any losses of hydrocarbons for possible downstream processes can be avoided in this embodiment of the present invention.
  • At least part of the low-pressure gas or its compressed part can be cooled to a temperature level of greater than 0 to less than 40 ° C. after compression.
  • components condensable at these temperatures such as water and heavy hydrocarbons, can be separated in liquid form.
  • the present invention enables simple adjustment of the dew point of the natural gas used.
  • concentration of higher hydrocarbons in the low-pressure gas results in a significantly higher hydrocarbon and water dew point (if they contain water) after compression than with the same pressure in the natural gas used.
  • the present invention includes that at least some of the higher hydrocarbons are recovered from the low-pressure gas or from its compressed and cooled part, with at least some of the recovered hydrocarbons being able to be added to the retentate fraction.
  • natural gas containing water can be used, the high pressure gas being depleted in water compared to the natural gas and the low pressure gas being enriched in water compared to the natural gas.
  • the recovery of at least a part of the higher hydrocarbons from the low-pressure gas or from its compressed and cooled part can comprise the formation of an aqueous phase, a liquid organic phase and a gaseous phase (which can for example also have non-organic components such as carbon dioxide).
  • a three-phase current can be obtained if water is contained in the natural gas. If this is fed to a three-phase separator, the aqueous phase can be separated from the hydrocarbon-containing phase.
  • At least part of the liquid organic phase and at least part of the gaseous phase can be added to the retentate fraction.
  • the gas phase from the separator can therefore be mixed again with the retentate stream.
  • the resulting mixture typically has a water dew point of -20 ° C or less.
  • the liquid organic phase or a part thereof can be fed to the retentate fraction upstream of the feed of the gaseous phase.
  • the upstream feed takes place in particular so that the fastest possible phase transition can be guaranteed.
  • the remaining hydrocarbon-containing liquid phase can be used as a product of value.
  • At least part of the liquid organic phase can be fed to a further separation.
  • suitable separation processes rectification, distillation
  • the hydrocarbon-rich liquid phase can be conditioned in a targeted manner before it is fed in, in order to achieve maximum added value.
  • the natural gas can contain any molar proportion of methane, any molar proportion of ethane, and any molar proportion of higher hydrocarbons up to the saturation point, and any molar proportion of non-hydrocarbons.
  • the proportion of the respective components in the High-pressure gas can also be any purely physically.
  • the molar fraction of the higher hydrocarbons defined above in the high pressure gas upstream of the membrane separation step should be as small as possible, ideally 0 mol percent.
  • the high pressure gas from the adsorption separation step is fed to a membrane separation step.
  • Glass-like membranes are used in the membrane separation step.
  • Glass-like membranes have polymers which have an amorphous, glass-like state below the glass transition temperature and above which can change, in particular, to a rubber-elastic state. In particular, they are defined in such a way that they are only operated at temperatures below the glass transition temperature of the polymer used.
  • the invention also relates to a plant for processing a natural gas, the features of which are expressly referred to in the corresponding independent patent claim.
  • a plant for processing a natural gas the features of which are expressly referred to in the corresponding independent patent claim.
  • the hydrocarbon dew point, the water dew point and the calorific value of the discharge gas can be set flexibly with the method according to the invention and advantageous embodiments.
  • FIG. 1 A method according to an embodiment of the invention is illustrated in FIG. The explanations apply to a corresponding system in the same way.
  • a natural gas containing methane, ethane, higher hydrocarbons and non-hydrocarbons is provided in the form of a feed stream A.
  • At least part of the natural gas of the feed stream A is subjected to a pressure swing adsorption step 10, in which a high-pressure gas B, which is enriched in methane and ethane compared to the natural gas and contains at least a part of the non-hydrocarbons from the natural gas, and a low-pressure gas C, which compared to the natural gas is depleted in methane and ethane and enriched in the higher hydrocarbons.
  • a high-pressure gas B which is enriched in methane and ethane compared to the natural gas and contains at least a part of the non-hydrocarbons from the natural gas
  • a low-pressure gas C which compared to the natural gas is depleted in methane and ethane and enriched in the higher hydrocarbons.
  • the high pressure gas B is used, at least in part, as the membrane separation insert of a membrane separation step 20 which operates using a vitreous membrane.
  • a permeate fraction D which is depleted in methane and ethane compared to the membrane separation insert or the high-pressure gas B and enriched in the non-hydrocarbons
  • a retentate fraction E which compared to the membrane separation insert in methane and ethane is enriched and depleted in the non-hydrocarbons.
  • the permeate fraction is used to provide a, for example, helium-containing, hydrogen-containing and / or neon-containing non-hydrocarbon product G
  • the retentate fraction E is used to provide a hydrocarbon product F.
  • the low-pressure gas C is compressed to the pressure level of the retentate fraction E using a compressor 1 and then cooled in a heat exchanger 2.
  • a three-phase mixture is formed, which is fed into a three-phase separator 3.
  • an aqueous phase H which can be discarded, is formed, as well as a liquid organic phase I and a gaseous phase K.
  • the liquid organic phase I can, in particular, be separated in further separation steps (not illustrated) or only divided in terms of quantity, with a portion L being fed to the retentate stream E in order to set its dew point and calorific value.
  • the feed takes place upstream of the feed of the gaseous phase K.
  • a residue M of the liquid organic phase I can be discharged from the process 100 as a product of value.

Landscapes

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Abstract

The invention relates to a method (100) for processing natural gas which contains methane, ethane, higher hydrocarbons and nonhydrocarbons, wherein a membrane separation insert is provided using at least one portion of the natural gas, which membrane separation insert is enriched with methane and ethane and depleted of the higher hydrocarbons in comparison to the natural gas and contains at least one portion of the nonhydrocarbons from the natural gas, and wherein the membrane separation insert is subjected to a membrane separation step (20) in which a permeate fraction, which is depleted of methane and ethane and enriched with the nonhydrocarbons in comparison to the membrane separation insert, and a retentate fraction, which is enriched with methane and ethane and depleted of the nonhydrocarbons in comparison to the membrane separation insert, are formed. According to the invention, the membrane separation step (20) is carried out using a glass-like membrane, the provision of the membrane separation insert comprises a pressure change adsorption step (10), to which at least one portion of the natural gas is subjected and in which a high pressure gas, which is enriched with methane and ethane and is depleted of the higher hydrocarbons in comparison to the natural gas and contains at least one portion of the nonhydrocarbons from the natural gas, and a low pressure gas, which is depleted of methane and ethane and enriched with the higher hydrocarbons in comparison to the natural gas, are formed, wherein at least one portion of the high pressure gas is used as the membrane separation insert. The present invention also relates to a corresponding system.

Description

Beschreibung description

Verfahren und Anlage zur Bearbeitung von Erdgas Process and plant for processing natural gas

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bearbeitung von Erdgas und eine entsprechende Anlage gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche. The invention relates to a method for processing natural gas and a corresponding system according to the preambles of the independent claims.

Stand der Technik State of the art

Bei Erdgasen handelt es sich um Gasgemische aus Kohlenwasserstoffen und weiteren Komponenten, nachfolgend als "Nichtkohlenwasserstoffe" bezeichnet. Zu den Kohlenwasserstoffen zählen überwiegend Methan, aber auch höhere Alkane wie Ethan, Propan, Butan und Pentan. Zu den Nichtkohlenwasserstoffen zählen insbesondere Sauergase wie Kohlendioxid und Schwefelverbindungen sowie Wasserstoff, Stickstoff, Helium und Neon. Natural gases are gas mixtures of hydrocarbons and other components, hereinafter referred to as "non-hydrocarbons". The hydrocarbons mainly include methane, but also higher alkanes such as ethane, propane, butane and pentane. The non-hydrocarbons include, in particular, acid gases such as carbon dioxide and sulfur compounds as well as hydrogen, nitrogen, helium and neon.

Zur Abtrennung von entsprechenden Nichtkohlenwasserstoffen aus Erdgasen können Membrantrennschritte eingesetzt werden. In entsprechenden Membrantrennschritten ist insbesondere die Verwendung glasartiger Membranen möglich. Werden diese Membranen in unkonditioniertem Erdgas verwendet, so können durch den typischen Gehalt an Kohlenwasserstoffen mit drei und mehr Kohlenstoffatomen die Lebensdauer, Selektivität und Kapazität der Membran negativ beeinflusst werden. Membrane separation steps can be used to separate corresponding non-hydrocarbons from natural gases. In particular, it is possible to use vitreous membranes in appropriate membrane separation steps. If these membranes are used in unconditioned natural gas, the service life, selectivity and capacity of the membrane can be negatively influenced by the typical content of hydrocarbons with three or more carbon atoms.

Die Gewinnung von Helium aus Erdgas unter Verwendung entsprechender Membranen ist beispielsweise in der WO 2017/020919 A1 , der EP 3034466 B1 , der EP 3238808 B1 und der EP 3498668 A1 beschrieben. Zudem sei auf Fachliteratur wie den Artikel "Noble Gases" in Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry, Onlineveröffentlichung 15. März 2001, DOI: 10.1002/14356007.a10_045.pub2 und H.- W. Häring (Hrsg.), Industrial Gases Processing, Wiley -VCH, 2006, insbesondere Kapitel 4, "The Noble Gas Helium", verwiesen. The extraction of helium from natural gas using appropriate membranes is described, for example, in WO 2017/020919 A1, EP 3034466 B1, EP 3238808 B1 and EP 3498668 A1. In addition, reference is made to specialist literature such as the article "Noble Gases" in Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry, online publication March 15, 2001, DOI: 10.1002 / 14356007.a10_045.pub2 and H.- W. Häring (ed.), Industrial Gases Processing, Wiley -VCH, 2006, especially Chapter 4, "The Noble Gas Helium".

Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, verbesserte Konzepte zur Bearbeitung von Erdgas unter Verwendung von Membrantrennschritten, insbesondere bei Einsatz glasartiger Membranen, anzugeben. Offenbarung der Erfindung The present invention has the task of specifying improved concepts for processing natural gas using membrane separation steps, in particular when using vitreous membranes. Disclosure of the invention

Vor diesem Hintergrund schlägt die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Anlage zur Bearbeitung von Erdgas mit den jeweiligen Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vor. Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung. Against this background, the present invention proposes a method and a system for processing natural gas with the respective features of the independent patent claims. Refinements are the subject of the dependent claims and the following description.

Merkmale und Vorteile der Erfindung Features and advantages of the invention

Wie zuvor erwähnt, beeinflussen Kohlenwasserstoffe mit drei und mehr Kohlenstoffatomen die Selektivität, Kapazität und Lebensdauer insbesondere von glasartigen Membranen negativ. Um den Investitions- und Instandhaltungsaufwand eines unter Verwendung einer entsprechenden Membran durchgeführten Trennschritts zu minimieren, ist eine vollständige Entfernung von Kohlenwasserstoffen mit drei und mehr Kohlenstoffatomen aus dem Erdgas stromauf des Membrantrennschritts optimal. Zudem kann durch die vollständige Entfernung eine maximale Selektivität in dem Membrantrennschritt erreicht werden, wodurch beispielsweise die Betriebskosten mehrstufiger Membrananlagen minimiert werden. As mentioned before, hydrocarbons with three or more carbon atoms have a negative effect on the selectivity, capacity and service life, especially of vitreous membranes. In order to minimize the investment and maintenance costs of a separation step carried out using a suitable membrane, complete removal of hydrocarbons with three or more carbon atoms from the natural gas upstream of the membrane separation step is optimal. In addition, as a result of the complete removal, maximum selectivity can be achieved in the membrane separation step, whereby, for example, the operating costs of multi-stage membrane systems are minimized.

Allerdings sollte der Gehalt an Kohlenwasserstoffen mit drei und mehr Kohlenstoffatomen für die weitere Verwendung des Erdgases stromab des Membrantrennschritts üblicherweise nicht in der genannten Größenordnung verändert werden. Mit anderen Worten ist eine vollständige Entfernung von Kohlenwasserstoffen mit drei und mehr Kohlenstoffatomen unter dem Aspekt der nachfolgenden Verwendung des Erdgases von Nachteil. Weiterhin sind Verluste an Wertprodukten nicht akzeptabel, wie sie bei einer vollständigen Abtrennung von Kohlenwasserstoffen mit drei und mehr Kohlenstoffatomen auftreten. However, the content of hydrocarbons with three or more carbon atoms for the further use of the natural gas downstream of the membrane separation step should usually not be changed to the stated range. In other words, a complete removal of hydrocarbons with three or more carbon atoms is disadvantageous from the aspect of the subsequent use of the natural gas. Furthermore, losses of products of value, such as those that occur when hydrocarbons with three or more carbon atoms are separated off, are not acceptable.

Temperaturwechselregenerierte Adsorptionsverfahren (engl. Temperature Swing Adsorption, TSA) werden zur Entfernung von höheren Kohlenwasserstoffen aus Erdgas unter anderem in der US 5,557,030 A, der US 2013/0291723 A1, der WO 2014/021900 A1 und der DE 102006011031 A1 vorgeschlagen. Temperature swing adsorption (TSA) for removing higher hydrocarbons from natural gas are proposed in US 5,557,030 A, US 2013/0291723 A1, WO 2014/021900 A1 and DE 102006011031 A1, among others.

Wird Aktivkohle als Adsorbens in solchen Verfahren eingesetzt, können Kohlenwasserstoffe mit fünf und mehr Kohlenstoffatomen nahezu vollständig entfernt werden. Allerdings kommt es zu starken Schwankungen im Heizwert des gereinigten Erdgases, da der gegenüber dem vollständig zu entfernenden Kohlenwasserstoff nächstkürzere Kohlenwasserstoff am Anfang jedes Adsorptionszyklus komplett zurückgehalten und dann bei der Regeneration in relativ kurzer Zeit als Peak dem Erdgas wieder zugeführt wird. Diese hohen Schwankungen sind in der Regel für die Einspeisung in eine Erdgaspipeline nicht akzeptabel. Wird Silicagel als Adsorbens verwendet, können typischerweise nur Kohlenwasserstoffe mit sechs und mehr Kohlenstoffatomen effektiv entfernt werden. If activated carbon is used as an adsorbent in such processes, hydrocarbons with five or more carbon atoms can be almost completely removed become. However, there are strong fluctuations in the calorific value of the purified natural gas, since the next shorter hydrocarbon than the hydrocarbon to be completely removed is completely retained at the beginning of each adsorption cycle and then fed back into the natural gas as a peak in a relatively short time during regeneration. These high fluctuations are generally not acceptable for feeding into a natural gas pipeline. When silica gel is used as an adsorbent, typically only hydrocarbons with six or more carbon atoms can be effectively removed.

Mit keinem den Erfindern bekannten temperaturwechselregenerierten Adsorptionsverfahren ist es möglich, alle Kohlenwasserstoffe mit drei und mehr Kohlenstoffatomen vollständig zu entfernen, wie dies für nachgeschaltete Membranverfahren, in denen glasartige Membranen verwendet werden, optimal wäre. With no temperature change regenerated adsorption process known to the inventors, it is possible to completely remove all hydrocarbons with three or more carbon atoms, as would be optimal for downstream membrane processes in which vitreous membranes are used.

Erdgas kann gemäß der WO 2015/116793 A1 zur Abtrennung von entsprechenden Kohlenwasserstoffen beispielsweise auch einer Ölwäsche unterworfen werden. Bei dieser Technologie werden die im Erdgas enthaltenen höheren Kohlenwasserstoffe mit Hilfe von Öl absorbiert. Das Waschöl kann aus einem kurz- oder einem langkettigen Kohlenwasserstoff bestehen. According to WO 2015/116793 A1, natural gas can, for example, also be subjected to oil scrubbing in order to separate off corresponding hydrocarbons. With this technology, the higher hydrocarbons contained in natural gas are absorbed with the help of oil. The washing oil can consist of a short-chain or a long-chain hydrocarbon.

Ein Einsatz eines langkettigen Waschöls mit einem relativ niedrigen Dampfdruck hat den Vorteil, dass verhältnismäßig wenig Waschöl an das zu reinigende Gas verloren geht, allerdings muss bei der Regeneration durch Auskochen verhältnismäßig viel Energie aufgewendet werden. Diese Variante ist keine vorteilhafte Option für die Vorbehandlung eines Gases stromauf einer glasartigen Membran, da das Gas mit langkettigen Kohlenwasserstoffkomponenten des Waschöls gesättigt ist, was die Funktionalität der glasartigen Membran stark beeinträchtigt bis unmöglich macht, auch wenn entsprechende Komponenten nur in äußerst geringen Konzentrationen im Erdgas verbleiben. Using a long-chain washing oil with a relatively low vapor pressure has the advantage that relatively little washing oil is lost to the gas to be cleaned, but a relatively large amount of energy has to be expended in the regeneration by boiling. This variant is not an advantageous option for the pretreatment of a gas upstream of a vitreous membrane, since the gas is saturated with long-chain hydrocarbon components of the washing oil, which severely affects the functionality of the vitreous membrane or makes it impossible, even if the corresponding components are only in extremely low concentrations in the natural gas remain.

Wird ein kurzkettiges Waschöl mit einem relativ hohen Dampfdruck eingesetzt, geht sehr viel davon in die Gasphase über, so dass verhältnismäßig viel frisches Öl bereitgestellt werden muss, was nicht wirtschaftlich ist. Auch thermische Verfahren, bei denen schwere Kohlenwasserstoffe durch direkte Abkühlung mit Hilfe eines Kältemittels auskondensiert werden, sind bekannt. Diese Technologie ist sehr robust, erlaubt aber keine scharfe Trennung von einzelnen Kohlenwasserstofffraktionen. Es kann lediglich der Taupunkt des Gases eingestellt werden. Dadurch kann nur eine beschränkte Abreicherung von schweren Kohlenwasserstoffen erreicht werden. Zudem ist meistens die Zugabe von Chemikalien zum Einsatz erforderlich, um ein Ausfrieren von z.B. Wasser zu vermeiden. Zur Bereitstellung der benötigten Kälteleistung wird sehr viel Energie benötigt. If a short-chain washing oil with a relatively high vapor pressure is used, a great deal of it goes into the gas phase, so that a relatively large amount of fresh oil has to be made available, which is not economical. Thermal processes in which heavy hydrocarbons are condensed out by direct cooling with the aid of a refrigerant are also known. This technology is very robust, but does not allow a sharp separation of individual hydrocarbon fractions. Only the dew point of the gas can be set. As a result, only a limited depletion of heavy hydrocarbons can be achieved. In addition, it is usually necessary to add chemicals to the application in order to prevent water from freezing out, for example. A lot of energy is required to provide the required cooling capacity.

In anderen Verfahrensvarianten kann das Erdgas von hohem auf niedrigen Druck über eine Drossel isenthalp entspannt werden, wodurch es sich abkühlt. Wie bei der direkten Kühlung kann nur der Taupunkt des Gases eingestellt werden. Um niedrige Taupunkte und damit eine ausreichende Abtrennung von Kohlenwasserstoffen mit drei Kohlenstoffatomen zu erreichen, sind hohe Druckdifferenzen notwendig, welche üblicherweise nicht bzw. nur mit hohem Verdichtungsaufwand realisierbar sind. In other process variants, the natural gas can be expanded isenthalpically from high to low pressure via a throttle, which cools it down. As with direct cooling, only the dew point of the gas can be set. In order to achieve low dew points and thus sufficient separation of hydrocarbons with three carbon atoms, high pressure differentials are necessary, which usually cannot be achieved or can only be achieved with a high compression effort.

Höhere Kohlenwasserstoffe können auch mit gummiartigen Membranen aus dem Erdgas abgetrennt werden. Eine komplette und selektive Abtrennung von einzelnen Kohlenwasserstofffraktionen ist mit dieser Technologie jedoch nicht zu realisieren. Außerdem führt der Einsatz von gummiartigen Membranen typischerweise zu einem hohen Methanverlust. Higher hydrocarbons can also be separated from the natural gas with rubber-like membranes. A complete and selective separation of individual hydrocarbon fractions cannot be achieved with this technology. In addition, the use of rubber-like membranes typically leads to a high loss of methane.

Mit keinem der etablierten Verfahren ist es daher möglich, Kohlenwasserstoffe mit drei und mehr Kohlenstoffatomen vollständig aus Erdgas zu entfernen und so einen optimalen Einsatz glasartiger Membranen zu gewährleisten. With none of the established processes it is therefore possible to completely remove hydrocarbons with three or more carbon atoms from natural gas and thus to ensure the optimal use of vitreous membranes.

Die vorliegende Erfindung löst die genannten Probleme zumindest teilweise in dem vorgeschlagenen Verfahren zur Bearbeitung eines Erdgases, das Methan, Ethan, höhere Kohlenwasserstoffe und Nichtkohlenwasserstoffe enthält. Ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht dabei in Verwendung einer Druckwechseladsorption bzw. eines entsprechenden Druckwechseladsorptionsschritts stromauf der Verwendung der glasartigen Membran in einem entsprechenden Membrantrennschritt. Die Druckwechseladsorption zur Bearbeitung von Erdgas ist grundsätzlich bereits aus der DE 103 03233 A1 bekannt. In dem Druckwechseladsorptionsschritt kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung jedes geeignete Adsorptionsmittel verwendet werden, insbesondere ein Adsorptionsmittel, das in Form einer Schüttung aus aktiviertem Aluminiumoxid ausgebildet ist. Die Schüttung kann in Form einer Ein- oder Mehrbettschüttung ausgebildet sein. Die Oberfläche, die Schüttdichte und die chemische Zusammensetzung sowie weitere Parameter können in der jeweils geeignetsten Weise und/oder unter Berücksichtigung weiterer Gesichtspunkte ausgewählt werden. The present invention solves the problems mentioned at least partially in the proposed method for processing a natural gas containing methane, ethane, higher hydrocarbons and non-hydrocarbons. An essential aspect of the present invention consists in the use of pressure swing adsorption or a corresponding pressure swing adsorption step upstream of the use of the vitreous membrane in a corresponding membrane separation step. The pressure swing adsorption for processing natural gas is basically already known from DE 103 03233 A1. In the pressure swing adsorption step, any suitable adsorbent can be used within the scope of the present invention, in particular an adsorbent which is in the form of a bed of activated aluminum oxide. The bed can be designed in the form of a single bed or multi-bed bed. The surface, the bulk density and the chemical composition as well as other parameters can be selected in the most suitable manner and / or taking into account other aspects.

Der beschriebene Druckwechseladsorptionsschritt mit dem angegebenen Adsorbens erlaubt dabei im Gegensatz zu den anderen genannten Verfahren eine nahezu komplette Entfernung von Kohlenwasserstoffen mit drei (und mehr) Kohlenstoffatomen. Das abströmende, von Kohlenwasserstoffen befreite Hochdruckgas aus der Druckwechseladsorption ist ideal konditioniert für den Einsatz glasartiger Membranen. Ein positiver Nebeneffekt ist der stark reduzierte Taupunkt des Hochdruckgases, so dass dieses bei den weiteren Behandlungsschritten gasförmig bleibt. Ein Niederdruck- bzw. Adsorbatstrom aus der Druckwechseladsorption enthält die abgetrennten Kohlenwasserstoffe mit drei und mehr Kohlenstoffatomen sowie Wasser und einen Teil des Kohlendioxids, sofern im Einsatzgas enthalten, in angereicherter Form. The pressure swing adsorption step described with the specified adsorbent allows, in contrast to the other processes mentioned, an almost complete removal of hydrocarbons with three (and more) carbon atoms. The outflowing high-pressure gas from the pressure swing adsorption, freed of hydrocarbons, is ideally conditioned for the use of vitreous membranes. A positive side effect is the greatly reduced dew point of the high pressure gas, so that it remains gaseous during the further treatment steps. A low-pressure or adsorbate stream from pressure swing adsorption contains the separated hydrocarbons with three or more carbon atoms as well as water and part of the carbon dioxide, if contained in the feed gas, in enriched form.

Mit anderen Worten wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung unter Verwendung zumindest eines Teils des Erdgases mittels des Druckwechseladsorptionsschritts ein Membrantrenneinsatz bereitgestellt, der gegenüber dem Erdgas an Methan und Ethan angereichert und an den höheren Kohlenwasserstoffen abgereichert ist und der zumindest einen Teil der Nichtkohlenwasserstoffe aus dem Erdgas enthält. Der Begriff der "Abreicherung" soll dabei hier und im Folgenden auch eine im Wesentlichen vollständige Entfernung (im Sinne einer "Abreicherung auf null") umfassen, so dass der Membrantrenneinsatz insbesondere auch (im Wesentlichen) frei an höheren Kohlenwasserstoffen ist. Konkrete Zahlenwerte sind unten erläutert. Die "höheren Kohlenwasserstoffe" umfassen gemäß dem hiesigen Sprachgebrauch insbesondere Kohlenwasserstoffe mit drei und mehr, insbesondere drei, vier und fünf Kohlenstoffatomen, wie sie üblicherweise in Erdgas Vorkommen. Die Nichtkohlenwasserstoffe umfassen insbesondere Kohlendioxid, Helium und/oder Neon, zumindest aber letztere Edelgase. Kohlendioxid ist optional im Erdgas enthalten. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird der Membrantrenneinsatz einem Membrantrennschritt unterworfen, in dem eine Permeatfraktion, die gegenüber dem Membrantrenneinsatz an Methan und Ethan abgereichert und an den Nichtkohlenwasserstoffen angereichert ist, sowie eine Retentatfraktion, die gegenüber dem Membrantrenneinsatz an Methan und Ethan angereichert und an den Nichtkohlenwasserstoffen abgereichert ist, gebildet werden. Auf diese Weise können Wertprodukte, insbesondere Helium, aus dem Erdgas abgetrennt werden. In other words, within the scope of the present invention, using at least part of the natural gas by means of the pressure swing adsorption step, a membrane separation insert is provided which, compared to the natural gas, is enriched in methane and ethane and depleted in the higher hydrocarbons and which contains at least some of the non-hydrocarbons from the natural gas . The term “depletion” here and in the following is also intended to include essentially complete removal (in the sense of “depletion to zero”) so that the membrane separation insert is in particular also (essentially) free of higher hydrocarbons. Concrete numerical values are explained below. The "higher hydrocarbons" include, according to the language used here, in particular hydrocarbons with three or more, in particular three, four and five carbon atoms, as they are usually found in natural gas. The non-hydrocarbons include in particular carbon dioxide, helium and / or neon, but at least the latter noble gases. Carbon dioxide is optionally contained in natural gas. In the context of the present invention, the membrane separation insert is subjected to a membrane separation step in which a permeate fraction that is depleted in methane and ethane compared to the membrane separation insert and enriched in the non-hydrocarbons, as well as a retentate fraction that is enriched in methane and ethane compared to the membrane separation insert and in the non-hydrocarbons is depleted, are formed. In this way, valuable products, in particular helium, can be separated from the natural gas.

Erfindungsgemäß wird der Membrantrennschritt unter Verwendung einer glasartigen Membran durchgeführt. Das Bereitstellen des Membrantrenneinsatzes umfasst, wie erwähnt, einen Druckwechseladsporptionsschritt, dem zumindest ein Teil des Erdgases unterworfen wird und in dem ein Hochdruckgas, das gegenüber dem Erdgas an Methan und Ethan angereichert ist und zumindest einen Teil der Nichtkohlenwasserstoffe aus dem Erdgas enthält, sowie ein Niederdruckgas, das gegenüber dem Erdgas an Methan und Ethan abgereichert und an den höheren Kohlenwasserstoffen angereichert ist, gebildet werden, wobei zumindest ein Teil des Hochdruckgases als der Membrantrenneinsatz verwendet wird. Vorteile wurden bereits zuvor ausdrücklich erläutert. According to the invention, the membrane separation step is carried out using a glass-like membrane. The provision of the membrane separation insert comprises, as mentioned, a pressure swing adsorption step to which at least part of the natural gas is subjected and in which a high-pressure gas that is enriched in methane and ethane compared to the natural gas and contains at least a part of the non-hydrocarbons from the natural gas, as well as a low-pressure gas , which is depleted in methane and ethane compared to the natural gas and enriched in the higher hydrocarbons, with at least a portion of the high pressure gas being used as the membrane separation insert. Advantages have already been expressly explained above.

In dem vorgeschlagenen Verfahren wird der Druckwechseladsorptionsschritt vorteilhafterweise mit einem Eintrittsdruck von 30 bis 40 bar betrieben, das Hochdruckgas kann insbesondere auf dem gleichen Druckniveau gebildet werden, das Niederdruckgas wird vorteilhafterweise auf einem Druckniveau von 1,3 bis 1,5 bar gebildet. Rein physikalisch kann der Druckwechseladsorptionsschritt aber bei Drücken kleiner 10 bar und größer 40 bar betrieben werden. Das Hochdruckgas ist insbesondere gleichzeitig der Membrantrenneinsatz. Der Membrantrenneinsatz kann bei Bedarf verdichtet werden und wird vorteilhafterweise auf einem Druckniveau von 30 bis 100 bar dem Membrantrennschritt zugeführt. Die Retentatfraktion kann insbesondere auf dem gleichen Druckniveau wie der Membrantrenneinsatz gebildet werden. Hierdurch ergeben sich insbesondere Vorteile, weil diese Drücke das optimale Betriebsfenster für den Druckwechseladsorptionsschritt und den Membrantrennschritt darstellen. In the proposed method, the pressure swing adsorption step is advantageously operated with an inlet pressure of 30 to 40 bar, the high pressure gas can in particular be formed at the same pressure level, the low pressure gas is advantageously formed at a pressure level of 1.3 to 1.5 bar. In purely physical terms, the pressure swing adsorption step can be operated at pressures below 10 bar and above 40 bar. In particular, the high pressure gas is also the membrane separation insert. The membrane separation insert can be compressed if necessary and is advantageously fed to the membrane separation step at a pressure level of 30 to 100 bar. The retentate fraction can in particular be formed at the same pressure level as the membrane separation insert. This results in particular advantages because these pressures represent the optimal operating window for the pressure swing adsorption step and the membrane separation step.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann insbesondere zumindest ein Teil des Niederdruckgases auf das Druckniveau der Retentatfraktion verdichtet werden. Das Niederdruckgas, das die abgetrennten höheren Kohlenwasserstoffe sowie Wasser und Kohlendioxid (sofern im Einsatzgas enthalten) in angereicherter Form enthält, kann also mit Hilfe eines Verdichters wieder aufgedrückt werden, wobei bestimmte Komponenten dem Retentatstrom aus dem Membrantrennschritt beigemischt werden können. Auf diese Weise kann die ursprüngliche Kohlenwasserstoffzusammensetzung des eingesetzten Erdgases wieder erhalten werden. Jegliche Verluste an Kohlenwasserstoffen für mögliche stromabwärtige Prozesse können in dieser Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung vermieden werden. In the context of the present invention, in particular at least part of the low-pressure gas can be compressed to the pressure level of the retentate fraction. The Low-pressure gas, which contains the separated higher hydrocarbons as well as water and carbon dioxide (if contained in the feed gas) in enriched form, can thus be re-injected with the aid of a compressor, with certain components being able to be added to the retentate stream from the membrane separation step. In this way, the original hydrocarbon composition of the natural gas used can be restored. Any losses of hydrocarbons for possible downstream processes can be avoided in this embodiment of the present invention.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann zumindest ein Teil des Niederdruckgases oder von dessen verdichtetem Teil nach dem Verdichten auf ein Temperaturniveau von größer 0 bis kleiner 40 °C abgekühlt werden. Auf diese Weise lassen sich auf diesen Temperaturen kondensierbare Komponenten wie Wasser und schwere Kohlenwasserstoffe flüssig abscheiden. According to the present invention, at least part of the low-pressure gas or its compressed part can be cooled to a temperature level of greater than 0 to less than 40 ° C. after compression. In this way, components condensable at these temperatures, such as water and heavy hydrocarbons, can be separated in liquid form.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine einfache Einstellung des Taupunkts des eingesetzten Erdgases. Durch die Aufkonzentrierung von höheren Kohlenwasserstoffen im Niederdruckgas ergibt sich nach einer Verdichtung ein deutlich höherer Kohlenwasserstoff- und Wassertaupunkt (falls Wasser enthalten) als bei gleichem Druck im eingesetzten Erdgas. Das bedeutet, dass bei einem vergleichsweise hohen Temperaturniveau (idealerweise Kühlwassertemperatur bei ca. 30 °C) bereits ein beträchtlicher Teil der im ursprünglichen Erdgasstrom enthaltenen Kohlenwasserstoffe mit vier und mehr Kohlenstoffatomen (und Wasser) auskondensiert werden kann und gleichzeitig, durch das hohe Temperaturniveau, eine Bildung von Feststoffen (Eis, Hydrate) vermieden wird. Im ursprünglichen Erdgasstrom wäre eine Auskondensierung nur bei wesentlich niedrigeren Temperaturen möglich. Durch dieses Konditionierungsverfahren können somit andere Verfahrensschritte, zum Beispiel zur Wasserentfernung, vermieden werden. The present invention enables simple adjustment of the dew point of the natural gas used. The concentration of higher hydrocarbons in the low-pressure gas results in a significantly higher hydrocarbon and water dew point (if they contain water) after compression than with the same pressure in the natural gas used. This means that at a comparatively high temperature level (ideally cooling water temperature at approx. 30 ° C) a considerable part of the hydrocarbons with four or more carbon atoms (and water) contained in the original natural gas flow can be condensed out and at the same time, due to the high temperature level, a Formation of solids (ice, hydrates) is avoided. In the original natural gas flow, condensation would only be possible at significantly lower temperatures. With this conditioning process, other process steps, for example for water removal, can thus be avoided.

Mit anderen Worten umfasst die vorliegende Erfindung gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung, dass zumindest ein Teil der höheren Kohlenwasserstoffe aus dem Niederdruckgas oder aus dessen verdichtetem und abgekühltem Teil rückgewonnen werden, wobei zumindest ein Teil der rückgewonnenen Kohlenwasserstoffe der Retentatfraktion zugegeben werden können. In einer Ausgestaltung der Erfindung kann also Wasser enthaltendes Erdgas eingesetzt werden, wobei das Hochdruckgas gegenüber dem Erdgas an Wasser abgereichert und das Niederdruckgas gegenüber dem Erdgas an Wasser angereichert ist. In diesem Fall kann das Rückgewinnen zumindest eines Teils der höheren Kohlenwasserstoffe aus dem Niederdruckgas oder aus dessen verdichtetem und abgekühltem Teil ein Bilden einer wässrigen Phase, einer flüssigen organischen Phase und einer gasförmigen Phase (die beispielsweise auch nichtorganische Komponenten wie Kohlendioxid aufweisen kann) umfassen. In other words, according to a particularly advantageous embodiment, the present invention includes that at least some of the higher hydrocarbons are recovered from the low-pressure gas or from its compressed and cooled part, with at least some of the recovered hydrocarbons being able to be added to the retentate fraction. In one embodiment of the invention, natural gas containing water can be used, the high pressure gas being depleted in water compared to the natural gas and the low pressure gas being enriched in water compared to the natural gas. In this case, the recovery of at least a part of the higher hydrocarbons from the low-pressure gas or from its compressed and cooled part can comprise the formation of an aqueous phase, a liquid organic phase and a gaseous phase (which can for example also have non-organic components such as carbon dioxide).

Nach der erwähnten Kondensation bei moderaten Temperaturen kann also, sofern Wasser im Erdgas enthalten ist, ein dreiphasiger Strom erhalten werden. Führt man diesen einem Drei-Phasen-Abscheider zu, so kann die wässrige von der kohlenwasserstoffhaltigen Phase getrennt werden. After the mentioned condensation at moderate temperatures, a three-phase current can be obtained if water is contained in the natural gas. If this is fed to a three-phase separator, the aqueous phase can be separated from the hydrocarbon-containing phase.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann dabei zumindest ein Teil der flüssigen organischen Phase und zumindest ein Teil der gasförmigen Phase der Retentatfraktion zugegeben werden. Die Gasphase aus dem Abscheider kann also wieder mit dem Retentatstrom vermischt werden. Das resultierende Gemisch weist typischerweise einen Wassertaupunkt von - 20 °C oder geringer auf. In the context of the present invention, at least part of the liquid organic phase and at least part of the gaseous phase can be added to the retentate fraction. The gas phase from the separator can therefore be mixed again with the retentate stream. The resulting mixture typically has a water dew point of -20 ° C or less.

Zur exakten Einstellung eines Kohlenwasserstofftaupunktes bzw. Heizwertes kann die flüssige organische Phase oder ein Teil davon stromauf der Einspeisung der gasförmigen Phase der Retentatfraktion zugespeist werden. Die stromaufwärtige Zuspeisung erfolgt insbesondere deshalb, damit ein möglichst schneller Phasenübergang gewährleistet werden kann. Die übrige kohlenwasserstoffhaltige Flüssigphase kann als Wertprodukt verwendet werden. Zumindest ein Teil der flüssigen organischen Phase kann einerweiteren Trennung zugeführt werden. Durch geeignete Trennverfahren (Rektifikation, Destillation) kann die kohlenwasserstoffreiche Flüssigphase dabei gezielt vor der Zuspeisung konditioniert werden, um eine maximale Wertschöpfung zu erzielen. For the exact setting of a hydrocarbon dew point or calorific value, the liquid organic phase or a part thereof can be fed to the retentate fraction upstream of the feed of the gaseous phase. The upstream feed takes place in particular so that the fastest possible phase transition can be guaranteed. The remaining hydrocarbon-containing liquid phase can be used as a product of value. At least part of the liquid organic phase can be fed to a further separation. By means of suitable separation processes (rectification, distillation), the hydrocarbon-rich liquid phase can be conditioned in a targeted manner before it is fed in, in order to achieve maximum added value.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das Erdgas einen beliebigen Molanteil Methan, einen beliebigen Molanteil Ethan, und einen beliebigen Molanteil höhere Kohlenwasserstoffe bis zum Sättigungspunkt, und einen beliebigen Molanteil Nichtkohlenwasserstoffe enthalten. Der Anteil der jeweiligen Komponenten im Hochdruckgas kann rein physikalisch ebenfalls beliebig sein. Um aber den größtmöglichen Vorteil für den Membrantrennschritt zu generieren, sollte der Molanteil der oben definierten höheren Kohlenwasserstoffe im Hochdruckgas stromauf des Membrantrennschritts möglichst klein, idealerweise 0 Molprozent, sein. In the process according to the invention, the natural gas can contain any molar proportion of methane, any molar proportion of ethane, and any molar proportion of higher hydrocarbons up to the saturation point, and any molar proportion of non-hydrocarbons. The proportion of the respective components in the High-pressure gas can also be any purely physically. However, in order to generate the greatest possible advantage for the membrane separation step, the molar fraction of the higher hydrocarbons defined above in the high pressure gas upstream of the membrane separation step should be as small as possible, ideally 0 mol percent.

Das Hochdruckgas aus dem Adsorptionstrennschritt wird einem Membrantrennschritt zugeführt. Im Membrantrennschritt kommen glasartige Membranen zum Einsatz. Glasartige Membranen weisen Polymere auf, die unterhalb der Glasübergangstemperatur einen amorphen, glasartigen Zustand aufweisen und oberhalb derselben insbesondere in einen gummielastischen Zustand wechseln können. Sie sind in insbesondere der Art definiert, dass sie nur bei Temperaturen unterhalb der Glasübergangstemperatur des eingesetzten Polymers betrieben werden. The high pressure gas from the adsorption separation step is fed to a membrane separation step. Glass-like membranes are used in the membrane separation step. Glass-like membranes have polymers which have an amorphous, glass-like state below the glass transition temperature and above which can change, in particular, to a rubber-elastic state. In particular, they are defined in such a way that they are only operated at temperatures below the glass transition temperature of the polymer used.

Die Erfindung betrifft auch eine Anlage zur Bearbeitung eines Erdgases, zu deren Merkmalen auf den entsprechenden unabhängigen Patentanspruch ausdrücklich verwiesen wird. Zu Merkmalen und Vorteilen dieser Anlage und besonders vorteilhafter Ausgestaltungen, die eine entsprechende Anlage insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens in einer oben erläuterten Variante befähigen, sei auf die diesbezüglichen Erläuterungen ausdrücklich verwiesen. The invention also relates to a plant for processing a natural gas, the features of which are expressly referred to in the corresponding independent patent claim. Regarding features and advantages of this system and particularly advantageous configurations which enable a corresponding system in particular to carry out a method in a variant explained above, reference is expressly made to the explanations relating to this.

Grundsätzliche Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und der vorgeschlagenen Anlage umfassen, nochmals zusammengefasst, dass im Vergleich zu den bisher eingesetzten Verfahren zur Konditionierung von Erdgas für den Einsatz mit glasartigen Membranen mit diesem ein exakter Trennschnitt erfolgen kann (also eine selektive und vollständige Abtrennung von Kohlenwasserstoffen mit drei und mehr Kohlenstoffatomen möglich ist). Daher sind im Einsatzgas des Membrantrennschritts keine für die Membranperformance und -Lebensdauer nachteiligen Komponenten enthalten. Mittels direkter oder indirekter Abkühlung des Erdgases kann der Gehalt an Kohlenwasserstoffen mit drei und mehr Kohlenstoffatomen im Erdgas in Abhängigkeit von der eingestellten T emperatur zwar ebenfalls weit abgesenkt werden, allerdings erfolgt dabei kein exakter Trennschnitt, sodass Restgehalte an entsprechenden Komponenten verbleiben, was die Performance und Lebensdauer der glasartigen Membranen einschränkt. Vergleicht man den Energieaufwand, der zur Abkühlung des Erdgases aufgewendet werden muss, um einen vergleichbaren Kohlenwasserstofftaupunkt zu erreichen, wie den, welches das an Kohlenwasserstoffen mit drei Kohlenstoffatomen abgereicherte Gas aus dem hier beschriebenen Verfahren aufweist, ist dieser wesentlich höher als die Verdichtungsenergie für die Rückverdichtung des Niederdruckgases aus dem Druckwechseladsorptionsschritt. Fundamental advantages of the method according to the invention and the proposed plant include, summarized again, that in comparison to the previously used method for conditioning natural gas for use with glass-like membranes, an exact separation cut can be made with this (i.e. a selective and complete separation of hydrocarbons with three and more carbon atoms is possible). Therefore, the feed gas of the membrane separation step does not contain any components that are detrimental to membrane performance and service life. By means of direct or indirect cooling of the natural gas, the content of hydrocarbons with three or more carbon atoms in the natural gas can also be reduced depending on the set temperature, but there is no exact cut, so that residual contents of the corresponding components remain, which affects the performance and The service life of the vitreous membranes is limited. If one compares the energy expenditure that has to be expended to cool the natural gas in order to achieve a hydrocarbon dew point comparable to that which the one at Has gas depleted from hydrocarbons with three carbon atoms from the process described here, this is significantly higher than the compression energy for the recompression of the low-pressure gas from the pressure swing adsorption step.

Zusätzlich zur Konditionierung von Erdgas für den Einsatz mit glasartigen Membranen kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und vorteilhaften Ausgestaltungen der Kohlenwasserstofftaupunkt, der Wassertaupunkt und der Heizwert des Abgabegases flexibel eingestellt werden. In addition to the conditioning of natural gas for use with vitreous membranes, the hydrocarbon dew point, the water dew point and the calorific value of the discharge gas can be set flexibly with the method according to the invention and advantageous embodiments.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert, welche eine Ausgestaltung der Erfindung veranschaulicht. The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawing, which illustrates an embodiment of the invention.

Beschreibung der Zeichnung Description of the drawing

In Figur 1 ist ein Verfahren gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung veranschaulicht und insgesamt mit 100 bezeichnet. Die Erläuterungen betreffen eine entsprechende Anlage in gleicherweise. A method according to an embodiment of the invention is illustrated in FIG. The explanations apply to a corresponding system in the same way.

In dem Verfahren 100 wird ein Erdgas, das Methan, Ethan, höhere Kohlenwasserstoffe und Nichtkohlenwasserstoffe enthält, in Form eines Einsatzstroms A bereitgestellt. In the method 100, a natural gas containing methane, ethane, higher hydrocarbons and non-hydrocarbons is provided in the form of a feed stream A.

Zumindest ein Teil des Erdgases des Einsatzstroms A wird einem Druckwechseladsorptionsschritt 10 unterworfen, in dem ein Hochdruckgas B, das gegenüber dem Erdgas an Methan und Ethan angereichert ist und zumindest einen Teil der Nichtkohlenwasserstoffe aus dem Erdgas enthält, sowie ein Niederdruckgas C, das gegenüber dem Erdgas an Methan und Ethan abgereichert und an den höheren Kohlenwasserstoffen angereichert ist, gebildet werden. At least part of the natural gas of the feed stream A is subjected to a pressure swing adsorption step 10, in which a high-pressure gas B, which is enriched in methane and ethane compared to the natural gas and contains at least a part of the non-hydrocarbons from the natural gas, and a low-pressure gas C, which compared to the natural gas is depleted in methane and ethane and enriched in the higher hydrocarbons.

Das Hochdruckgas B wird zumindest zu einem Teil als der Membrantrenneinsatz einem Membrantrennschritt 20, der unter Verwendung einer glasartigen Membran arbeitet, verwendet. In dem Membrantrennschritt 20 werden eine Permeatfraktion D, die gegenüber dem Membrantrenneinsatz bzw. dem Hochdruckgas B an Methan und Ethan abgereichert und an den Nichtkohlenwasserstoffen angereichert ist, sowie eine Retentatfraktion E, die gegenüber dem Membrantrenneinsatz an Methan und Ethan angereichert und an den Nichtkohlenwasserstoffen abgereichert ist, gebildet. Die Permeatfraktion wird zur Bereitstellung eines beispielsweise heliumhaltigen, wasserstoffhaltigen und/oder neonhaltigen Nichtkohlenwasserstoffprodukts G, die Retentatfraktion E zur Bereitstellung eines Kohlenwasserstoffprodukts F verwendet. The high pressure gas B is used, at least in part, as the membrane separation insert of a membrane separation step 20 which operates using a vitreous membrane. In the membrane separation step 20, a permeate fraction D, which is depleted in methane and ethane compared to the membrane separation insert or the high-pressure gas B and enriched in the non-hydrocarbons, and a retentate fraction E, which compared to the membrane separation insert in methane and ethane is enriched and depleted in the non-hydrocarbons. The permeate fraction is used to provide a, for example, helium-containing, hydrogen-containing and / or neon-containing non-hydrocarbon product G, and the retentate fraction E is used to provide a hydrocarbon product F.

In der veranschaulichten Ausgestaltung wird das Niederdruckgas C unter Einsatz eines Verdichters 1 auf das Druckniveau der Retentatfraktion E verdichtet und danach in einem Wärmetauscher 2 abgekühlt. Es bildet sich in der hier veranschaulichten Ausgestaltung, in der das Erdgas des Einsatzstroms A Wasser enthält, ein Dreiphasengemisch, das in einen Drei-Phasen-Abscheider 3 eingespeist wird. In letzterem bilden sich eine wässrige Phase H, die verworfen werden kann, sowie eine flüssige organische Phase I und eine gasförmige Phase K. In the illustrated embodiment, the low-pressure gas C is compressed to the pressure level of the retentate fraction E using a compressor 1 and then cooled in a heat exchanger 2. In the embodiment illustrated here, in which the natural gas of the feed stream A contains water, a three-phase mixture is formed, which is fed into a three-phase separator 3. In the latter, an aqueous phase H, which can be discarded, is formed, as well as a liquid organic phase I and a gaseous phase K.

Die flüssige organische Phase I kann insbesondere in nicht veranschaulichten weiteren Trennschritten aufgetrennt oder auch nur mengenmäßig aufgeteilt werden, wobei ein Anteil L dem Retentatstrom E zugespeist werden kann, um dessen Taupunkt und Heizwert einzustellen. Die Zuspeisung erfolgt stromauf der Zuspeisung der gasförmigen Phase K. Ein Rest M der flüssigen organische Phase I kann aus dem Verfahren 100 als Wertprodukt ausgeleitet werden. The liquid organic phase I can, in particular, be separated in further separation steps (not illustrated) or only divided in terms of quantity, with a portion L being fed to the retentate stream E in order to set its dew point and calorific value. The feed takes place upstream of the feed of the gaseous phase K. A residue M of the liquid organic phase I can be discharged from the process 100 as a product of value.

Claims

Patentansprüche Claims 1. Verfahren (100) zur Bearbeitung eines Erdgases, das Methan, Ethan, höhere Kohlenwasserstoffe und Nichtkohlenwasserstoffe enthält, wobei unter Verwendung zumindest eines Teils des Erdgases ein Membrantrenneinsatz bereitgestellt wird, der gegenüber dem Erdgas an Methan und Ethan angereichert und an den höheren Kohlenwasserstoffen abgereichert ist und zumindest einen Teil der Nichtkohlenwasserstoffe aus dem Erdgas enthält, und wobei der Membrantrenneinsatz einem Membrantrennschritt (20) unterworfen wird, in dem eine Permeatfraktion, die gegenüber dem Membrantrenneinsatz an Methan und Ethan abgereichert und an den Nichtkohlenwasserstoffen angereichert ist, sowie eine Retentatfraktion, die gegenüber dem Membrantrenneinsatz an Methan und Ethan angereichert und an den Nichtkohlenwasserstoffen abgereichert ist, gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Membrantrennschritt (20) unter Verwendung einer glasartigen Membran durchgeführt wird, dass das Bereitstellen des Membrantrenneinsatzes einen Druckwechseladsorptionsschritt (10) umfasst, dem zumindest ein Teil des Erdgases unterworfen wird und in dem ein Hochdruckgas, das gegenüber dem Erdgas an Methan und Ethan angereichert ist und zumindest einen Teil der Nichtkohlenwasserstoffe aus dem Erdgas enthält, sowie ein Niederdruckgas, das gegenüber dem Erdgas an Methan und Ethan abgereichert und an den höheren Kohlenwasserstoffen angereichert ist, gebildet werden, wobei zumindest ein Teil des Hochdruckgases als der Membrantrenneinsatz verwendet wird. 1. A method (100) for processing a natural gas that contains methane, ethane, higher hydrocarbons and non-hydrocarbons, using at least a portion of the natural gas to provide a membrane separation insert which is enriched in methane and ethane and depleted in the higher hydrocarbons compared to the natural gas is and contains at least a portion of the non-hydrocarbons from the natural gas, and wherein the membrane separation insert is subjected to a membrane separation step (20) in which a permeate fraction which is depleted in methane and ethane compared to the membrane separation insert and enriched in the non-hydrocarbons, and a retentate fraction which is enriched in methane and ethane compared to the membrane separation insert and depleted in the non-hydrocarbons, characterized in that the membrane separation step (20) is carried out using a glass-like membrane, that the provision of the membrane separation insert zes comprises a pressure swing adsorption step (10) to which at least part of the natural gas is subjected and in which a high-pressure gas that is enriched in methane and ethane compared to the natural gas and contains at least part of the non-hydrocarbons from the natural gas, and a low-pressure gas that is compared to the Natural gas is depleted in methane and ethane and enriched in the higher hydrocarbons, with at least a portion of the high pressure gas being used as the membrane separation insert. 2. Verfahren (100) nach Anspruch 1, wobei der Druckwechseladsorptionsschritt (10) mit einem Eintrittsdruck von 7 bis 100 bar betrieben wird, wobei das Hochdruckgas auf einem Druckniveau von 0 bis 100 bar gebildet wird, wobei das Niederdruckgas auf einem Druckniveau von 1 ,3 bis 1 ,5 bar gebildet wird, wobei der Membrantrenneinsatz auf einem Druckniveau von 20 bis 100 bar dem Membrantrennschritt (20) zugeführt wird, und wobei die Retentatfraktion auf einem Druckniveau von 0 bis 100 bar bereitgestellt wird. 2. The method (100) according to claim 1, wherein the pressure swing adsorption step (10) is operated with an inlet pressure of 7 to 100 bar, the high-pressure gas being formed at a pressure level of 0 to 100 bar, the low-pressure gas at a pressure level of 1, 3 to 1.5 bar is formed, the membrane separation insert being fed to the membrane separation step (20) at a pressure level of 20 to 100 bar, and the retentate fraction being provided at a pressure level of 0 to 100 bar. 3. Verfahren (100) nach Anspruch 2, wobei zumindest ein Teil des Niederdruckgases auf das Druckniveau der Retentatfraktion verdichtet wird. 3. The method (100) according to claim 2, wherein at least part of the low-pressure gas is compressed to the pressure level of the retentate fraction. 4. Verfahren (100) nach Anspruch 3, wobei zumindest ein Teil des Niederdruckgases oder von dessen verdichtetem Teil nach dem Verdichten auf ein Temperaturniveau von 0 bis 40 °C abgekühlt wird. 4. The method (100) according to claim 3, wherein at least a part of the low-pressure gas or of the compressed part thereof is cooled to a temperature level of 0 to 40 ° C. after compression. 5. Verfahren (100) nach einem Ansprüche 3 oder 4, wobei zumindest ein Teil der höheren Kohlenwasserstoffe aus dem Niederdruckgas oder aus dessen verdichtetem und abgekühltem Teil rückgewonnen werden. 5. The method (100) according to claim 3 or 4, wherein at least some of the higher hydrocarbons are recovered from the low-pressure gas or from its compressed and cooled part. 6. Verfahren (100) nach Anspruch 5, wobei zumindest ein Teil der rückgewonnenen Kohlenwasserstoffe der Retentatfraktion zugegeben werden. 6. The method (100) according to claim 5, wherein at least some of the recovered hydrocarbons are added to the retentate fraction. 7. Verfahren (100) nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Erdgas Wasser enthält, wobei das Hochdruckgas gegenüber dem Erdgas an Wasser abgereichert und das Niederdruckgas gegenüber dem Erdgas an Wasser angereichert ist. 7. The method (100) according to claim 5 or 6, wherein the natural gas contains water, the high pressure gas being depleted in water compared to the natural gas and the low pressure gas being enriched in water compared to the natural gas. 8. Verfahren (100) nach Anspruch 7, wobei das Rückgewinnen zumindest eines Teils der höheren Kohlenwasserstoffe aus dem Niederdruckgas oder aus dessen verdichtetem und abgekühltem Teil ein Bilden einer wässrigen Phase, einer flüssigen organischen Phase und einer gasförmigen Phase umfasst. 8. The method (100) according to claim 7, wherein recovering at least a portion of the higher hydrocarbons from the low pressure gas or from its compressed and cooled portion comprises forming an aqueous phase, a liquid organic phase and a gaseous phase. 9. Verfahren (100) nach Anspruch 8, wobei zumindest ein Teil der flüssigen organischen Phase und zumindest ein Teil der gasförmigen Phase der Retentatfraktion zugegeben werden. 9. The method (100) according to claim 8, wherein at least part of the liquid organic phase and at least part of the gaseous phase of the retentate fraction are added. 10. Verfahren (100) nach Anspruch 9, wobei die flüssige organische Phase oder deren Teil stromauf der Zuspeisung der gasförmigen Phase der Retentatfraktion zugespeist wird. 10. The method (100) according to claim 9, wherein the liquid organic phase or part thereof is fed to the retentate fraction upstream of the feed of the gaseous phase. 11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei zumindest ein Teil der flüssigen organischen Phase einer weiteren Trennung zugeführt wird. 11. The method according to claim 10, wherein at least part of the liquid organic phase is fed to a further separation. 12. Verfahren (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Nichtkohlenwasserstoffe eine oder mehrere in Erdgasen natürlich vorkommende Komponenten umfassen, die nicht aus Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen bestehen, insbesondere Helium, Neon, Argon, Wasserstoff, Sauerstoff und Kohlendioxid. 12. The method (100) according to any one of the preceding claims, wherein the non-hydrocarbons comprise one or more components naturally occurring in natural gases that are not composed of carbon and hydrogen atoms exist, especially helium, neon, argon, hydrogen, oxygen and carbon dioxide. 13. Verfahren (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem in dem Membrantrennschritt eine oder mehrere glasartige Membranen eingesetzt werden, die ein Polymer aufweisen, das unterhalb einer Glasübergangstemperatur einen glasartigen, amorphen Zustand aufweist. 13. The method (100) according to any one of the preceding claims, in which one or more vitreous membranes are used in the membrane separation step which comprise a polymer which has a vitreous, amorphous state below a glass transition temperature. 14. Anlage zur Bearbeitung eines Erdgases, das Methan, Ethan, höhere Kohlenwasserstoffe und Nichtkohlenwasserstoffe enthält, wobei die Anlage Mittel, die dafür eingerichtet sind, unter Verwendung zumindest eines Teils des Erdgases einen Membrantrenneinsatz bereitzustellen, der gegenüber dem Erdgas an Methan und Ethan angereichert und an den höheren Kohlenwasserstoffen abgereichert ist und zumindest einen Teil der Nichtkohlenwasserstoffe aus dem Erdgas enthält, und Mittel, die dafür eingerichtet sind, den Membrantrenneinsatz einem Membrantrennschritt (20) zu unterwerfen, in dem eine Permeatfraktion, die gegenüber dem Membrantrenneinsatz an Methan und Ethan abgereichert und an den Nichtkohlenwasserstoffen angereichert ist, sowie eine Retentatfraktion, die gegenüber dem Membrantrenneinsatz an Methan und Ethan angereichert und an den Nichtkohlenwasserstoffen abgereichert ist, gebildet werden, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Membrantrennschritt (20) zur Verwendung einer glasartigen Membran eingerichtet ist, dass zum Bereitstellen des Membrantrenneinsatzes Mittel bereitgestellt sind, die zur Durchführung eines Druckwechseladsporptionsschritts (10) eingerichtet sind, dem zumindest ein Teil des Erdgases unterworfen werden kann und in dem ein Hochdruckgas, das gegenüber dem Erdgas an Methan und Ethan angereichert ist und zumindest einen Teil der Nichtkohlenwasserstoffe aus dem Erdgas enthält, sowie ein Niederdruckgas, das gegenüber dem Erdgas an Methan und Ethan abgereichert und an den höheren Kohlenwasserstoffen angereichert ist, gebildet werden können, und dass in der Anlage Mittel bereitgestellt sind, die dafür eingerichtet sind, zumindest ein Teil des Hochdruckgases als den Membrantrenneinsatz zu verwenden. 14. Plant for processing a natural gas that contains methane, ethane, higher hydrocarbons and non-hydrocarbons, the plant having means which are set up to use at least a portion of the natural gas to provide a membrane separation insert which is enriched in methane and ethane compared to the natural gas is depleted of the higher hydrocarbons and contains at least some of the non-hydrocarbons from the natural gas, and means which are set up to subject the membrane separation insert to a membrane separation step (20) in which a permeate fraction which is depleted in methane and ethane compared to the membrane separation insert and is enriched in the non-hydrocarbons, and a retentate fraction, which is enriched in methane and ethane compared to the membrane separation insert and depleted in the non-hydrocarbons, is formed, characterized in that the membrane separation step (20) for the use of a glass-like en membrane is set up that means are provided for providing the membrane separation insert, which are set up to carry out a pressure swing adsorption step (10) to which at least a part of the natural gas can be subjected and in which a high-pressure gas that is enriched in methane and ethane compared to the natural gas and contains at least some of the non-hydrocarbons from the natural gas, as well as a low-pressure gas that is depleted in methane and ethane compared to the natural gas and enriched in the higher hydrocarbons can be formed, and that means are provided in the plant which are set up for to use at least a portion of the high pressure gas as the membrane separation insert.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4306202A1 (en) 2022-07-11 2024-01-17 Linde GmbH Method and system for treating a gas stream with an amine solution

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5557030A (en) 1995-03-23 1996-09-17 Uop Process for rejecting heavy hydrocarbons from light hydrocarbons gases
US6444012B1 (en) * 2000-10-30 2002-09-03 Engelhard Corporation Selective removal of nitrogen from natural gas by pressure swing adsorption
US20040103782A1 (en) * 2002-12-02 2004-06-03 L'air Liquide Socie Methane recovery process
DE10303233A1 (en) 2003-01-28 2004-08-05 Linde Ag Adsorptive separation of ethane and higher hydrocarbons, useful for removing condensible components from natural gas, involves using activated alumina as adsorbent
DE102006011031A1 (en) 2006-03-09 2007-09-13 Linde Ag Separating crude gas by temperature swing adsorption, e.g. in recovery of carbon monoxide or ethylene, includes increasing cycle time for individual stage(s) if load value falls below theoretical figure
US20110185896A1 (en) * 2010-02-02 2011-08-04 Rustam Sethna Gas purification processes
US20130291723A1 (en) 2012-05-01 2013-11-07 Uop Llc Processes and apparatuses for preparing liquified natural gas
WO2014021900A1 (en) 2012-08-03 2014-02-06 Air Products And Chemicals, Inc. Heavy hydrocarbon removal from a natural gas stream
WO2015116793A1 (en) 2014-01-31 2015-08-06 Uop Llc Lean oil absorption and stabilization
WO2017020919A1 (en) 2015-08-04 2017-02-09 Linde Aktiengesellschaft Method for obtaining a helium-rich product fraction
EP3034466B1 (en) 2014-12-17 2017-10-18 Linde Aktiengesellschaft Combined membrane pressure change adsorption method for recovering helium
EP3238808B1 (en) 2016-04-28 2019-03-13 Linde Aktiengesellschaft Method and process for recovering helium from a feed gas containing helium
EP3498668A1 (en) 2017-12-12 2019-06-19 Linde Aktiengesellschaft Method and assembly for recovering pure helium

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5557030A (en) 1995-03-23 1996-09-17 Uop Process for rejecting heavy hydrocarbons from light hydrocarbons gases
US6444012B1 (en) * 2000-10-30 2002-09-03 Engelhard Corporation Selective removal of nitrogen from natural gas by pressure swing adsorption
US20040103782A1 (en) * 2002-12-02 2004-06-03 L'air Liquide Socie Methane recovery process
DE10303233A1 (en) 2003-01-28 2004-08-05 Linde Ag Adsorptive separation of ethane and higher hydrocarbons, useful for removing condensible components from natural gas, involves using activated alumina as adsorbent
DE102006011031A1 (en) 2006-03-09 2007-09-13 Linde Ag Separating crude gas by temperature swing adsorption, e.g. in recovery of carbon monoxide or ethylene, includes increasing cycle time for individual stage(s) if load value falls below theoretical figure
US20110185896A1 (en) * 2010-02-02 2011-08-04 Rustam Sethna Gas purification processes
US20130291723A1 (en) 2012-05-01 2013-11-07 Uop Llc Processes and apparatuses for preparing liquified natural gas
WO2014021900A1 (en) 2012-08-03 2014-02-06 Air Products And Chemicals, Inc. Heavy hydrocarbon removal from a natural gas stream
WO2015116793A1 (en) 2014-01-31 2015-08-06 Uop Llc Lean oil absorption and stabilization
EP3034466B1 (en) 2014-12-17 2017-10-18 Linde Aktiengesellschaft Combined membrane pressure change adsorption method for recovering helium
WO2017020919A1 (en) 2015-08-04 2017-02-09 Linde Aktiengesellschaft Method for obtaining a helium-rich product fraction
EP3238808B1 (en) 2016-04-28 2019-03-13 Linde Aktiengesellschaft Method and process for recovering helium from a feed gas containing helium
EP3498668A1 (en) 2017-12-12 2019-06-19 Linde Aktiengesellschaft Method and assembly for recovering pure helium

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Industrial Gases Processing", 2006, WILEY -VCH, article "The Noble Gas Helium"
"Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry", 15 March 2001, article "Noble Gases"
B. SHIMEKIT ET AL: "Natural Gas Purification Technologies - Major Advances for CO2 Separation and Future Directions", ADVANCES IN NATURAL GAS TECHNOLOGY, 11 April 2012 (2012-04-11), XP055511494 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4306202A1 (en) 2022-07-11 2024-01-17 Linde GmbH Method and system for treating a gas stream with an amine solution

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