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DE2162652B2 - Verfahren zur regenerierung eines zur reinigung von erdgas verwendeten adsorptionsmittelbettes - Google Patents

Verfahren zur regenerierung eines zur reinigung von erdgas verwendeten adsorptionsmittelbettes

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DE2162652B2
DE2162652B2 DE19712162652 DE2162652A DE2162652B2 DE 2162652 B2 DE2162652 B2 DE 2162652B2 DE 19712162652 DE19712162652 DE 19712162652 DE 2162652 A DE2162652 A DE 2162652A DE 2162652 B2 DE2162652 B2 DE 2162652B2
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gas
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ppm
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DE19712162652
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Karl Gerdner Suffern N.Y.; Harris Terrance Beck with Bixby OkIa.; Collins John Joseph Katonah N.Y.; Davis (V.St.A.)
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Union Carbide Corp
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regenerierung eines zur Reinigung von Erdgas verwendeten Adsorptionsmittelbettes, bei dem durch das Adsorptionsmittelbett auf mindestens 200°C erhitztes Erdgas in der gleichen Richtung wie d.is zu reinigende Erdgas vom Einlaß zum Ausströmende hin geleitet wird und das Adsorptionsmittelbett mit einem Spülgas mit einer Temperatur von weniger als 1000C, das im Kreislauf in der gleichen Richtung wie das zu reinigende Erdgas durch das Adsorptionsmittelbett geleitet wird, wieder auf eine Temperatur unter 1000C gekühlt wird.
Ein derartiges Verfahren ist aus der BE-PS 7 19 964 bekannt, das in erster Linie die Entfernung von Wasser und darüber hinaus auch die Entfernung von weiteren kondensierbaren Verunreinigungen aus Erdgas, nämlich CO2, schweren Kohlenwasserstoffen und organischen Verbindungen von Schwefel betrifft. Die Entfernung von H2S ist jedoch nicht angesprochen. Zum Regenerieren wird hierbei ein abgezweigter Strom von gereinigtem Gas verwendet, mit dem die vollständige Desorbierung durchgeführt wird, wodurch beträchtliche Mengen an Gas verwendet werden müssen. Anschließend wird das Bett mittels eines im Kreislauf geführten Gases gekühlt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das die Regenerierung eines mit H2S enthaltenen Erdgsses beaufschlagten Adsorptionsmittelbettes unter Verwendung einer wesentlich herabgesetzten Spülgasmenge im Vergleich zu bisher üblichen Verfahren ermöglicht.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei der Regenerierung eines mit einem Erdgas, das 1—30 000 ppm W1S und nicht mehr als 400 ppm H;iO enthält, beaufschlagten, ein zeolithisches Molekularsieb als Adsorptionsmittel enthaltenden Adsorptionsmittelbettes das auf mindestens 2000C erhitzte Erdgas für eine Zeit, die zumindest genügt um das Ausströmende des Adsorptionsmittelbettes auf mindestens 200° C zu erhitzen, im Kreislauf durch das Adsorptionsmittel geführt wird und daß anschließend das erhitzte Adsorptionsmittelbett vor dem Kühlen in der gleichen Richtung wie das zu reinigende Erdgas mit 0,1 bis kg-Mol Spülgas pro 100 kg Adsorptionsmittel gespült wird.
Erdgas ist ein Gasgemisch, das hauptsächlich aus Methan besteht und gewöhnlich geringe Mengen anderer Gase einschließlich höherer Kohlenwasserstoffe, z. B. Äthan und Propan, Kohlendioxyd, Stickstoff, Helium und Schwefelverbindungen enthält, die zum größeren Teil aus H2S und aus geringen Mengen oder Spurenmengen von Mercaptanen bestehen. Die aus den Quellen austretenden Erdgase enthalten ferner stets Wasserdampf und sind gewöhnlich mit Wasser gesättigt. Die jeweilige geologische Umgebung führt zu Schwankungen in der Zusammensetzung eines Erdgasvorkommens. Ferner ändert sich die Zusammensetzung des Erdgases einer Quelle während der Entnahme des Gases aus dieser Bohrung. Die folgenden beiden Analysen von Gasproben aus verschiedenen Vorkommen sind repräsentativ:
I (VoL-%) II(Vol.-%)
CH4 96 78
30 C2H6 1.5 7
C3H8 0,2 \2
C3+ 0,6 2,0
N2 1,0 2,4
H2O 0,1 0,2
35 CO2 0,6 8,0
H2S 400 (ppm) 1,2
Die relative Konzentration von schwach adsorbierbaren oder nicht adsorbierbaren Permanentgasen wie Stickstoff und Helium ist nicht entscheidend wichtig. Innerhalb des vorstehend genannten Bereichs der H2S-Konzentration wird die Konzentration von etwaigem Kohlendioxyd, das im Einsatzgas vorhanden sein kann, ebenfalls herabgesetzt, jedoch wird dieses CO2 zwangsläufig nicht vollständig entfernt. Der Grad der Senkung der CO2-Konzentration hängt von mehreren Faktoren ab, zu denen die Konzentration von H2S und CO2 im Einsatzgas und die H2S-Menge gehören, deren Adsorption am Bett man während der Adsorptionsstufe zuläßt, bevor mit der Regenerierung begonnen wird. CO2 wird an Molekularsiebzeolithen weniger stark adsorbiert als H2S. Demgemäß liegt die CO2-Massenübergangszone vor der H2S-Massenübergangszone, während die beiden Zonen durch das Bett fortschreiten.
Wenn also ein Einsatzgas mit verhältnismäßig hohem COrGehalt behandelt wird, hat der Abbruch des Adsorptionszyklus unmittelbar vor dem Durchbruch der H2S-Front zur Folge, daß der größte Teil des CO2 mit dem austretenden Erdgas das Bett verläßt. Bis zu einem gewissen Grad werden jedoch CO2 und H2S gemeinsam in der gleichen Bettzone adsorbiert, J. h. eine Entfernung einer gewissen CO2-Menge mit dem H2S findet statt. In vielen Fällen ist CO2 in Erdgas nicht nachteilig und nicht zu beanstanden.
Wenn die CO2-Konzentration unter 50 ppm gesenkt werden soll, müßte das Erdgas von Natur aus oder als Folge einer vorherigen Behandlung weniger als etwa I ppm IKS und nicht mehr als etwa 30 000 ppm CO2
enthalten.
Bezüglich der Entfernung von CO2 oder H2S oder beider Verunreinigungen muß das vom Bchrlochmund kommende Erdgas vor der Behandlung gewöhnlich getrocknet werden. Die Trocknung erf >!gt in beliebiger üblicher Weise, mit der eine Senkung des Feuchtigkeitsgehalts auf 400 ppm oder weniger möglich ist Vorteilhaft wird das Gas dehydratisiert, indem es durch ein Bett eir^a zeolithischen Molekularsiebs geleitet wird.
Die Erfindung wird durch die folgende Beschreibung in Verbindung mit den Abbildungen erläutert Für die Zwecke der Beschreibung wird angenommen, daß das Erdgas 400 ppm H2S, 6000 ppm CO2,15 000 ppm Äthan, 2000 ppm Propan, 10 000 ppm Stickstoff, 20 ppm H2O, Resf Methan, enthält Die Aufgabe besteht demgemäß darin, den H2S-Gehalt ohne Rücksicht auf die Konzentration des CO2 im gesüßten Produktgas auf weniger als etwa 4 ppm zu senken. Natürlich würde das Verfahren auch in der gleichen Weise zur Entfernung von CO2 aus einem Einsatzgas mit niedriger H2S-Konzentration durchgeführt, wobei den CO2-Massenübergangszonen im Bett die gleiche Aufmerksamkeit wie den H2S-Massenübergangszonen bei dem nachstehend als Beispiel beschriebenen Verfahren gewidmet wird.
Bei der im Fließschema dargestellten Anlage wird das zweckmäßig getrocknete Erdgas durch Leitung 10 und Ventil 12 dem Adsorptionsmittelbett 14 zugeführt, das abwechselnd mit dem Adsorptionsmittelbett 16 betrieben wird. Die beiden Adsorptionsmittelbetten 14 und 16 enthalten zeolithische Molekularsiebe. Die Art des verwendeten Molekularsiebs ist nicht entscheidend wichtig, jedoch ist es vorteilhaft, daß der Zeolith einen solchen Porendurchmesser hat, daß die verunreinigenden Schwefelverbindungen und das CO2 leicht adsorbiert werden. Da ferner ein schneller Übergang dieser verunreinigenden Verbindungen und des zur Regenerierung verwendeten Spülgases in das Adsorptionsmittel und aus dem Adsorptionsmittel äußerst erwünscht ist, sollten die agglomerierten Zeolithteilchen verhältnismäßig klein sein. Es wurde gefunden, daß eine gegen zweiwertige Kationen ausgetauschte Form von Zeolith A mit einem Porendurchmesser von etwa 5 Angström in Agglomeratform bei einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von nicht mehr als etwa 3,2 mm in dieser Hinsicht äußerst wirksam ist und daher zu bevorzugen ist. Besonders bevorzugt für die Entfernung von H2S wird Calcium-Zeolith A (USA-Patent 28 82 243) in Form eines mit Ton abgebundenen zylindrischen Extrudats von 1,6 mm Durchmesser. Zur Entfernung von CO2 wird ein Zeolith mit einem Porendurchmesser von etwa 4 Angström bevorzugt. Weitere geeignete Zeolithe sind beispielsweise Zeolith T (USA-Patent 29 50 952), Zeolith X (USA-Patent 28 882 244), natürlicher und synthetischer Mordenit und natürlich vorkommender Chabazit, Erionit Klinoptilolit und Gmelinit.
Für die Zwecke dieser Beschreibung sei angenommen, daß der Betrieb des Systems stabilisiert worden ist. d. h. das Einsatzmaterial aus trockenem saurem Erdgas, das der Adsorptionskolonne 14 zugeführt wird, in ein (1(, Bett eintritt, das unmittelbar vorher regeneriert worden ist. Die Beschreibung der Regenerierstufen sei für eine spätere geeignete Stelle aufgespart. Es genügt hier, den Zustand des; Belts 14 beim Eintritt des Einsat/gases durch das Ventil 12 so zu definieren, daß es eine d«, Temperatur von minus 50 bis etwa 1000C. vorzugsweise von minus 30 bis etwa 500C hat, unter einem Druck von etwa 7 bis 210 atü steht und im Austrittsende im wesentlichen frei von adsorbiertem H2S ist
Gemäß den anderen Prozeßparametern bedingt der vorstehend definierte Zustand des Betts ferner, daß eine neue H^-Massenübergangszone im Eintrittsende des Betts vorhanden ist Während des Adsorptionszyklus im Bett 14 ist die pro Zeiteinheit zugeführte Menge des Einsatzgases nicht entscheidend wichfig. Der Druck ist ebenfalls kein entscheidend wichtiger Faktor, jedoch sind die erhöhten Drücke günstig für die effektive Aufnahmefähigkeit des zeolithischen Adsorptionsmittels für das verunreinigende H2S. Die Form des Betts ist theoretisch nicht sehr wesentlich, jedoch sollte es in der Praxis wenigstens die Länge einer H2S-Massenübergangszone unter den Arbeitsbedingungen des Gesamtprozesses haben. Der hier gebrauchte Ausdruck »Massenübergangszone« hat die gleiche Bedeutung, wie sie allgemein in der Technik üblich ist d. h. er bedeutet den Abschnitt des Adsorptionsmittelbetts, in dem die Adsorbatbeladung des Adsorptionsmittclbetts und die Konzentration der Adsorbatfraktion im Gasstrom beide mit der Zeit zunehmen. Die Adsorption im Bett 14 wird für jede beliebige gewünschte Zeit bis zum Durchbruch der H2S-Front in den gereinigten Produktstrom, der aus dem Bett 14 durch Leitung 18, Ventil 20 und Leitung 22 für den endgültigen Verbrauch abgezogen wird, jedoch nicht bis über diesen Durchbruch hinaus durchgeführt. Anschließend wird das vorher regenerierte Bett 16 durch Schließen des Ventils 12 und Führung des Einsatzgases durch das Ventil 50 auf Adsorption geschaltet, während die Desorption des Betts 14 eingeleitet wird.
Die Gesamtregenerierung, bei der H2S aus dem Bett 14 desorbiert und das Bett für eine neue Adsorption vorbereitet wird, findet in einer Folge von Stufen statt, die aus dem Erhitzen im geschlossenen Kreislauf, dem Spülen und der Kühlung bestehen. Im allgemeinen ist es vorteilhaft das Bett bei Drücken zu desorbieren, die etwas niedriger sind als die während der Adsorption angewandten Drücke. In die aufeinanderfolgenden Maßnahmen zur Regenerierung kann daher wahlweise eine Drucksenkung zu Beginn und eine Druckerhöhung zum Schluß einbezogen werden. Die Drucksenkung zu Beginn hat den Vorteil, daß bei der gleichen Temperatur weniger Spülgas oder Abtreibegas erforderlich ist, um eine gegebene H2S-Menge aus dem Bett bei niedrigeren Drücken abzutreiben. Dieser Vorteil wird wenigstens teilweise durch das niedrige Adsorptionsvermögen des Betts zu Beginn des folgenden Adsorptionszyklus als Folge der durch die Druckerhöhung erzeugten Hitze wieder aufgehoben. Zum Ausgleich wi-d gewöhnlich so gearbeitet, daß der Druck im Bett vor der Spülung oder Abtreibung um bis zu etwa 80% gesenkt wird, jedoch ist auch eine stärkere Drucksenkung möglich. In dieser Hinsicht ist zu bemerken, daß durch die Drucksenkung im Bett ein Kühleffekt erzeugt wird, der, wenn er nach dem Erhitzen im geschlossenen Kreislauf und vor der Spül- und Abtreibestufe eintritt, zur Folge hat, daß das H2S schwieriger aus dem zeolithischen Adsorptionsmittel desorbierbar ist, so daß nachteilig größere Spiilgasmengen für die Reinigung des Betts erforderlieh sind. Wenn somit die Drucksenkung während der Desorption vorgenommen wird, muß sie vor Beendigung des Erhitzens im geschlossenen Kreislauf stattfinden. Im Falle des Betts 14 wird eine Drucksenkung zweckmäßig vorgenommen, indem aus dem System ein Teil des Gases aus dem Bell 14 durch das Ventil 24 in die Leitung 26 und nacheinander durch den Kühler 28, die Kondensatvorlage 30, das Gebläse 34. die Leitung 16
und das Ventil 38 abgelassen wird. Anschließend wird durch geeignete Ventilbetätigung eine geschlossene Schleife ausgebildet, die aus Bett 14, Leitung 18, Ventil 24, Leitung 26, Kühler 28, Kondensatvorlage 30, Gebläse 34, Ventilen 40 und 42, Ofen 44, Leitung 46 und Ventil 53 besteht. Der Kühler 28 dient dazu, die Temperatur des dem Gebläse zugeführten Gases bei etwa IOO°C oder niedriger zu halten, so daß ein wesentlicher Teil von etwa vorhandenem Kohlenwasserstoff oder etwa vorhandenem Wasser herauskondensiert werden kann. Der Kühler 28 wird auch während der letzten Phasen der Regenerierung des Betts eingesetzt, wenn das Bett auf die Aclsorptionstcmperaturen gekühlt wird. Die Führung des heißen Gases im Gleichstrom von oben nach unten durch das Bett 14 wird durch Betätigung des Gebläses 34 erreicht. Die Temperatur des Betts sollte als Folge dieses Erhitzens im geschlossenen Kreislauf schließlich auf wenigstens etwa 200°C, aber nicht auf mehr als etwa 375CC erhöht werden.
Das Erhitzen im geschlossenen Kreislauf oder in der geschlossenen Schleife hat den Zweck, dem Adsorptionsmittel Wärmeenergie zuzuführen und hierdurch die zur ausreichenden Desorption des Betts erforderliche Menge des Spül- oder Verdrängungsgases zu senken. Da das wesentliche Ziel des Verfahrens darin besteht. Spül- oder Verdrängungsgas zu sparen, kann das Erhitzen im geschlossenen Kreislauf fortgesetzt werden, bis die Wärmefront das Austrittsende des Betts erreicht hat und alle Teile des Betts sich bei einer Temperatur von wenigstens 2000C befinden. Da jedoch durch die spätere, im Gleichstrom erfolgende Spülung oder Verdrängung die Wärme durch das Bett transportiert wird, auch wenn kaltes Verdrängungsgas verwendet wird, und zusätzliche Wärme dem Bett zugeführt werden kann, ist es nicht erforderlich, daß das Erhitzen im geschlossenen Kreislauf fortgesetzt wird, bis das gesamte Bett auf eine gleichmäßige Temperatur erhitzt ist. Es ist lediglich notwendig, daß das Austrittsende des Betts vor Beendigung der später im Gleichstrom erfolgenden Spülung oder Verdrängung eine Temperatur von wenigstens 200° C erreicht.
Der erhitzte Gasstrom im geschlossenen Kreislauf erhöht die Bettemperatur in einer vorrückenden Aufheizzone, die die Desorption des Teils des Bettes bewirkt, der erhitzt wird, und das desorbierte H2S wird im nicht erhitzten Teil des Betts erneut adsorbiert. Während ein weiterer Teil des Betts heiß wird, steigt das gesamte Gasvolumen im geschlossenen Kreislauf, und das Abblasen durch die Leitung 36 und das Ventil 38 dient dazu, den Druck des Gases im geschlossenen Kreislauf oder in der Schleife aufrechtzuerhalten. Mit fortschreitender Aufheizstufe steigt die Konzentration des H2S im zirkulierenden Gas mit dem Ergebnis, daß zu dem Zeitpunkt, zu dem die Bettemperatur die gewünschte Desorptionstemperatur erreicht hat, eine erhebliche restliche Beladung mit adsorbiertem H?S im Gleichgewicht mit dem erhöhten Partialdruck des H2S im Gasstrom verbleibt Dieses adsorbierte H2S wird desorbiert und aus dem System entfernt, indem das Ventil 38 weiter geöffnet und das Ventil 40 geschlossen und dem Gleichstrom ein Verdrängungsgas, das aus süßem Produktgas besteht, aus Leitung 22 zugeführt wird. Wenn das Verdrängungsgas erhitzt werden soll, ivird es aus Leitung 22 durch Leitung 51, die Ventile 52 f>5 jnd 42, dem Erhitzer 44, Leitung 46 und das Ventil 53 /on oben nach unten durch das Bett 14 geführt Bei Verwendung von Verdrängungsgas aus der Umgebung oder von michterhitztem Verdrängungsgas wird dei Erhitzer 44 umgangen, indem das Ventil 54 geöffnet unc das Ventil 412 geschlossen wird. Das aus dem Bett 14 austretende Gas wird durch Ventil 24 und durch Leitungen 26 und 36 geführt und durch das Ventil 38 abgeführt. Das Erhitzen im geschlossenen Kreislauf und die Desorption mit dem Verdrängungsgas werden zur Erzielung des wirksamsten Betriebes ungefähr beim gleichen Druck durchgeführt Damit das Bett frisches Einsatzgas bis zum gewünschten Grade reinigt, ist es nicht wesentlich, daß das vorher adsorbierte H2S vollständig aus dem Bett abgetrieben wird. Es kommt nicht so sehr darauf an, wieviel restliches H2S sich noch im Bett befindet. Wesentlicher ist, wo es sich im Bett befindet. Wenn das Austrittsende des Betts im wesentlichen frei von H2S ist aber H2S im Eintrittsteil des Betts adsorbiert ist kann das eintretende Einsatzgas in dem erforderlichen Maße gereinigt werden, obwohl die Gasmenge, die vor dem H2S-Durchbruch gereinigt wird, geringer ist als wenn das Bett zu Beginn der Adsorption frei von H2S wäre.
Es ist somit nicht der Zweck der Spülung oder Verdrängung beim Verfahren gemäß der Erfindung, H;S vollständig aus dem Bett zu entfernen, vielmehr ist das Verfahren darauf abgestellt eine begrenzte Menge von Verdrängungsgas zu verwenden, die lediglich genügt, um das Bett in einem solchen Maße zu desorbieren, daß eine anschließende, im Gleichstrom im geschlossenen Kreislauf erfolgende Zirkulation von kühlem Gas beim Verfahren gemäß der Erfindung restliches H2S, das im Austrittsende des Betts adsorbiert ist, zum Eintrittsende des Betts vor einem neuen Adsorptionszyklus neu zu verteilen. Für die Spülung oder Veränderung wird daher Erdgas in einer Menge von etwa 0,1 bis Z5 kg-Mol pro 100 kg Adsorptionsmittel verwendet Innerhalb dieses Bereichs wird eine solche Menge gewählt die dazu führt, daß das Austrittsende des Betts eine Temperatur von wenigstens 200°C erreicht Die Temperatur des Verdrängungsgases kann zwischen etwa minus 500C und 375°C liegen.
Nach der offenen Spülung oder Verdrängung wird ein geschlossener Kreislauf für ein kühles Gas eingerichtet, indem die Ventile 38 und 52 geschlossen werden und das Ventil 40 geöffnet wird. Durch das im geschlossenen Kreislauf strömende kühle Gas wird restliches H2S sorgfältig aus dem Austrittsabschniit des Betts abgetrieben und in einer neuen Massenübergangszone am Eintrittsende des Betts 14 wieder abgeschieden, wodurch sichergestellt wird, daß das Produktgas, das bei der nächsten Adsorption zuerst austritt, nicht mehr als die zulässige Menge H2S enthält In Fällen, in denen der vorherige offene Verdrängungsgasstrom wärmer war als die gewünschte Temperatur des Betts für den Adsorptionszykhis, dient das im geschlossenen Kreislauf geführte kühle Gas gleichzeitig zur Kühlung des Betts auf eine annehmbare Temperatur für die Adsorption. Die Adsorption in Bett 14 wird ausgelöst indem die Ventile 12 und 20 geöffnet and die Ventile 24 und 53 geschlossen werden. Gleichzeitig wird das Bett 16 in der gleichen Weise, wie dies vorstehend für das Bett 14 beschrieben wurde, auf Regenerierung geschaltet
Bei der Ausführungsform der Erfindung, bei der die Regenerierung des Betts wenigstens teilweise bei einem Druck durchgeführt wird, der niedriger ist als der Druck während der anschließenden Adsorption, kann die Drucksenkung in verschiedener Weise erreicht werden. Bevorzugt hierzu wird eine Arbeitsweise, bei der
während des Erhitzens im geschlossenen Kreislauf durch das Ventil 38 mehr Gas abgeblasen wird, als zum Ausgleich für den durch die steigende Temperatur des Gases eintretende Druckanstieg notwendig ist. Im allgemeinen kann die erneute Druckerhöhung zu jedem Zeitpunkt nach der offenen Spülung oder Verdrängung und vor der Rückkehr zur Adsorption erfolgen.
Natürlich sind zahlreiche Modifikationen des Verfahrens im Rahmen der Erfindung möglich. Beispielsweise ist es während des Aufheizens im geschlossenen Kreislauf und während des Abkühlens im geschlossenen Kreislauf während der Regenerierung des Betts durchaus möglich, stetig geringe Mengen des Verdrängungsgases zuzuführen. Ebenso können geringe Gasmengen aus dem geschlossenen Kreislauf abgezogen werden. Da jedoch die größere Menge des Gases im geschlossenen Kreislauf oder in der geschlossenen Schleife umgewälzt wird, ist es dennoch im wesentlichen eine im geschlossenen Kreislauf durchgeführte Operation, die unter den Begriff »geschlossener Kreislauf« im hier gebrauchten Sinne fällt. Ebenso ist es möglich, ein einzelnes Bett oder drei oder mehr Betten anstelle des Zweibettsystems zu verwenden, anhand dessen die Erfindung vorstehend beschrieben wurde.
Der hier gebrauchte Ausdruck »Spülgas« oder »Verdrängungsgas« bezeichnet alle bekannten Gase die auf diesem Gebiet verwendet werden, die mit den Kohlenwasserstoffen im Bett nicht reaktionsfähig sind und das zeolithische Adsorptionsmittel durch Zerstörung des Kristallgitters nicht schädigen oder einen großen Teil eines Adsorptionsvermögens in Anspruch nehmen. Geeignet als Spül- oder Verdrängungsgasc sind beispielsweise Stickstoff, Wasserstoff, Methan Äthan, Erdgas, Helium und andere Gase aus der Gruppe der Edelgase.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
709525/4

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zur Regenerierung eines zur Reinigung von Erdgas verwendeten Adsorptionsmittelbettes, bei dem durch das Adsorptionsmittel« auf mindestens 2000C erhitztes Erdgas in der gleichen Richtung wie das zu reinigende Erdgas vom Einlaß zum Ausströmende hin geleitet wird und das Adsorptionsmittelbett mit einem Spülgas mit einer Temperatur von weniger als 1000C, das im Kreislauf in der gleichen Richtung wie das zu reinigende Erdgas durch das Adsorptionsmittelbett geleitet wird, wieder auf eine Temperatur unter 1000C gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet; daß bei der Regenerierung eines mit einem Erdgas, das 1 —30 000 ppm H2S und nicht mehr als 400 ppm H2O enthält, beaufschlagten, ein zeolithisches Molekularsieb als Adsorptionsmittel enthaltenden Adsorptionsmittelbettes das auf mindestens 2000C erhitzte Erdgas für eine Zeit, die zumindest genügt, um das Ausströmende des Adsorptionsinittelbettes auf mindestens 2000C zu erhitzen, im Kreislauf durch das Adsorptionsmittel geführt wird und daß anschließend das erhitzte Adsorptionsmittelbett vor dem Kühlen in der gleichen Richtung wie das zu reinigende Erdgas mit 0,1 bis 2,5 kg-Mo! Spülgas pro 100 kg Adsorptionsmittel gespült wird.
DE19712162652 1970-12-18 1971-12-17 Verfahren zur regenerierung eines zur reinigung von erdgas verwendeten adsorptionsmittelbettes Withdrawn DE2162652B2 (de)

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DE19712162652 Withdrawn DE2162652B2 (de) 1970-12-18 1971-12-17 Verfahren zur regenerierung eines zur reinigung von erdgas verwendeten adsorptionsmittelbettes

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5298418A (en) * 1976-02-13 1977-08-18 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 2-value signal converter apparatus for analogue picture signal
US6444012B1 (en) * 2000-10-30 2002-09-03 Engelhard Corporation Selective removal of nitrogen from natural gas by pressure swing adsorption
US9364782B1 (en) * 2015-01-26 2016-06-14 Chevron U.S.A. Inc. Separation of gases using GME framework type zeolites
NL2014701B1 (nl) * 2015-04-23 2017-01-26 Green Vision Holding Bv Werkwijze en inrichting voor het ontzwavelen van een gasmengsel volgens een pressure swing adsorption process.

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