Verfahren zur Aufreinigung eines asphaltenhaltigen Brennstoffes

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufreinigung eines asphaltenhaltigen Brennstoffes. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine entsprechende Vorrichtung zur Aufreinigung eines asphaltenhaltigen Brennstoffes.

Im Rahmen der Energieerzeugung wird häufig auf Roh- und

Schweröle zurückgegriffen, die als preiswerte Brennstoffe zur Energiegewinnung durch Gasturbinen zur Verfügung stehen. Solche Roh- und Schweröle enthalten jedoch Asphaltene, die wie- derum chemisch gebundene Schwermetalle wie Vanadium oder Nickel enthalten. Bei der Verbrennung der Öle werden diese Schwermetalle als Metalloxide freigesetzt. Die Metalloxide wiederum legieren mit den Metallen der Turbinenschaufeln und korrodieren bzw. schwächen diese.

Weiterhin haben Asphaltene unabhängig von Ihrem Metallgehalt die Eigenschaft, bei starken Druck- oder Temperaturänderungen als Feststoff auszufallen. Diese festen Asphaltenpartikel können Leitungen bzw. feine Düsen der eingesetzten Brenner verstopfen und damit die Gemischbildung in der Turbine nachhaltig beeinflussen, wodurch der Wirkungsgrad der Turbine geschmälert wird. Die Verbrennung von Rohölen in Gasturbinen unterliegt somit hohen Anforderungen. Rohöle sind zur Verstromung in Gasturbinen nur bedingt geeignet, da moderne Hochleistungsturbinen Schwermetalle wie Nickel oder Vanadium im Brennstoff lediglich bis zu Werten tolerieren, die unterhalb der Konzentration in den meisten Rohölen liegen. Schon alleine aus diesem Grund verbietet sich deren Nutzung in schwermetallempfindlichen Hochleistungsturbinen. Eine entsprechende Vorbehandlung der Brennstoffe vor deren Nutzung in einer Gasturbine ist somit unerlässlich . Um die Asphaltene und die Schwermetalle aus einem entsprechenden Rohöl abzutrennen und das Rohöl somit zur Verbrennung in Gasturbinen aufzubereiten, sind sogenannte Deasphal- tierungsverfahren bekannt. Deasphaltierungsverfahren basieren auf einer Extraktion von Asphaltenen durch Zugabe von gesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffen als Fällungsmittel bzw. als Lösungsmittel für die restlichen Ölbestandteile .

Da die in einem Rohöl enthaltenen Schwermetalle in den

Asphaltenen stark angereichert sind, führt eine Entfernung der Asphaltene zu einer umgehenden Entfernung der Schwermetalle. Durch ein Vermischen des Asphaltene und Schwermetalle enthaltenden Rohöls mit einem entsprechenden Lösungsmittel oder Deasphaltierungsmittel werden die Asphaltene ausgefällt, wobei das schwere Rohöl zu einem mittelschweren oder leichten Rohöl umgewandelt wird.

Die ausgefällten Asphaltene und die gleichzeitig bei der Fällung der Asphaltene entfernten Schwermetalle werden aus dem Rohöl abgetrennt und aus dem Prozess entfernt. Das deasphaltierte Rohöl kann dann in einer Gasturbine verbrannt werden. Das Lösungsmittel wird aus dem Prozess zurückgewonnen und idealerweise in den Deasphaltierungsprozess zurückgeführt. Weiter existiert die Möglichkeit der gezielten Voreindampfung des Brennstoffes vor dem eigentlichen Deasphaltierungsprozess. Hierbei wird eine Fraktion mit den leichtsiedenden Brennstoffbestandteilen von dem zu reinigenden asphalten- haltigen Brennstoff abgetrennt. Es resultiert eine an schwer- siedenden Bestandteilen und an Asphaltenen und Schwermetallen aufkonzentrierte Brennstofffraktion, welche dann der

Deasphaltierung zugeführt wird. Die Fraktion mit den leichtsiedenden Brennstoffbestandteilen ist im Wesentlichen frei von Schwermetallen wie Vanadium und Nickel und kann bei- spielsweise einer vanadiumempfindlichen Hochleistungsturbine zugeführt und dort verströmt werden. Die vorbeschriebenen Prozesse der Wiedergewinnung des eingesetzten Lösungsmittels und der Voreindampfung erfordern jedoch hohe Temperaturen von mehreren hundert Grad Celsius. Bei hohen Durchsätzen von vorzubehandelndem Brennstoff müssen entsprechend große Mengen an thermischer Energie, beispielsweise durch externe Heizungen, eingebracht werden, wodurch die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens insgesamt in Frage gestellt wird. Der Erfindung liegt als eine erste Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mittels welchem eine gegenüber gängigen Verfahren wirtschaftlich verbesserte Abtrennung von

Asphaltenen aus einem asphaltenhaltigen Brennstoff erreicht wird .

Als eine zweite Aufgabe liegt der Erfindung zugrunde, eine Vorrichtung anzugeben, die eine entsprechende wirtschaftliche Abtrennung von Asphaltenen aus einem asphaltenhaltigen Brennstoff erlaubt.

Die erste Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Aufreinigung eines asphaltenhaltigen Brennstoffes, wobei der asphaltenhaltige Brennstoff einer Deasphaltierungseinheit zugeführt wird, in der im Brennstoff enthaltene Asphaltene unter Entstehung eines im Wesentlichen deasphaltierten Brennstoffes mittels eines Lösungsmittels abgetrennt werden, wobei das Lösungsmittel nach erfolgter Abtrennung der Asphaltene aus dem Brennstoff in einer Lösungsmittelrückgewinnungseinheit von dem deasphaltierten Brenn- Stoff abgetrennt wird, und wobei zur Aufreinigung des

asphaltenhaltigen Brennstoffes die Abwärme eines bei einer Verstromung von Brennstoff in einer Gasturbine entstehenden Turbinenabgases genutzt wird. In einem ersten Schritt basiert die Erfindung auf der Überlegung, dass grundsätzlich die Möglichkeit besteht, die zur Aufbereitung eines asphaltenhaltigen Brennstoffes vor dessen Verstromung in einer Gasturbine benötigte Energie dem Kraft- werksprozess selbst zu entnehmen. Allerdings müsste in diesem Fall eine unerwünschte Verringerung des Kraftwerkswirkungsgrades bzw. ein Leistungsverlust des Kraftwerkes in Kauf genommen werden.

In einem zweiten Schritt geht die Erfindung von der weiteren Tatsache aus, dass im Betrieb eines typischen Single-Cycle- Gasturbinen-Kraftwerks heißes Turbinenabgas, sogenanntes Rauchgas entsteht. Das Turbinenabgas hat typischerweise Tem- peraturen um 500 °C. Der Energieinhalt des Turbinenabgases übersteigt den Bedarf der Energie für die Aufreinigung eines Brennstoffes damit deutlich. Das Turbinenabgas, bzw. das Rauchgas wird jedoch bisweilen ungenutzt in die Umgebung entlassen .

Diese Tatsachen kombiniert die Erfindung nun und erkennt in einem dritten Schritt, dass die bislang ungenutzte Abwärme des Turbinenabgases gezielt genutzt werden kann, um

asphaltenhaltige Brennstoffe für deren Verstromung in einer Gasturbine aufzubereiten bzw. vorzubehandeln . Die Wärme des heißen Abgases wird in den Aufreinigungsprozess übertragen und hier im Rahmen der Prozessschritte genutzt, bei welchen eine Temperierung notwendig ist. Dies gilt sowohl für eine Temperierung von im Prozess strömenden Medien, als auch für eine Temperierung von zur Durchführung der Aufreinigung eingesetzten Apparaten. Das Abgas von Single-Cycle-Gasturbinen-Kraftwerken stellt hierzu genügend „kostenlose" Abwärme zur Verfügung, um den Prozess ohne externe Heizung und damit verbundenen zusätzlichen Brennstoffkosten zu betreiben.

Mit anderen Worten bietet das Verfahren die Möglichkeit einer energieoptimierten Integration einer Brennstoffaufreinigung in einen Gesamt-Kraftwerksprozess , bei welchem die Auf- reinigung des Brennstoffes durch die Übertragung von bisher ungenutzter Wärme im Wesentlichen ohne Verlust des Kraftwerkswirkungsgrads bzw. ohne Leistungsverlust erfolgt. Die Wärmeintegration wird durch eine Nutzung der Energie des Abgases einer Gasturbine erreicht. Insbesondere bei hohem Energiebedarf kann die Wärmeintegration auch durch die Nutzung der Energie von Abgasen mehrerer Gasturbinen erfolgen.

Als aufzureinigender Brennstoff wird insbesondere ein Rohöl eingesetzt, dessen Hauptbestandteile neben den Asphaltenen, also hochkondensierten aromatischen Kohlenwasserstoffen, vor allem Alkane, Alkene und Cycloalkane sind. Daneben treten noch aliphatische sowie heterocyclische Stickstoff- und

Schwefelverbindungen auf .

Um die im Brennstoff enthaltenen Asphaltene abtrennen zu können, wird der Brennstoff der Deasphaltierungseinheit zuge- führt, in welcher die Asphaltene mittels eines Lösungsmittels abgetrennt werden. Bei Eintritt in die Deasphaltierungseinheit liegt die Temperatur des asphaltenhaltigen Brennstoffes üblicherweise bei etwa 60°C. Als Lösungsmittel bzw. als

Deasphaltierungsmittel werden vorzugsweise kurzkettige Koh- lenwasserstoffe, wie Butane (C4) , Pentane (C5) , Hexane (C6) und/ oder Heptane (C7) eingesetzt. Besonders bevorzugt werden als Lösungsmittel Butane (C4) , Pentane (C5) und Hexane (C6) , auch als C4 -C6 -Fraktion bezeichnet, eingesetzt. Das bei der Deasphaltierung eingesetzte Lösungsmittel dient zur Lösung von im asphaltenhaltigen Brennstoff enthaltenen löslichen Bestandteilen, wie beispielsweise Aliphaten, Aroma- ten und Paraffinen. Die im asphaltenhaltigen Brennstoff enthaltene Asphaltenfraktion, also die Asphaltene und Schwerme- talle enthaltende Fraktion, ist in dem eingesetzten Lösungsmittel unlöslich. Das Lösungsmittel fungiert somit hinsichtlich der Asphaltene gewissermaßen als ein „Anti-Solvent " .

Nach der Deasphaltierung des Brennstoffes innerhalb der

Deasphaltierungseinheit werden der im Wesentlichen asphal- tenfreie, also der deasphaltierte Brennstoff, und das Lösungsmittel, der Lösungsmittelrückgewinnungseinheit zugeführt. Innerhalb der Lösungsmittelrückgewinnungseinheit wird das Lösungsmittel aufgereinigt und vom deasphaltierten Brennstoff abgetrennt. Die Abtrennung erfolgt destillativ, wobei das leichter siedende Lösungsmittel verdampft und aus dem Gemisch abgezogen wird.

Zur Verdampfung des Lösungsmittels ist dessen Erwärmung notwendig. Die der Deasphaltierung nachgeschaltete Lösungsmittelrückgewinnung erfordert üblicherweise eine Eingangstemperatur von etwa 200 °C. Typisch sind hierbei Temperaturen, die knapp unterhalb der kritischen Temperatur des zur Deasphaltierung eingesetzten Lösungsmittels liegen.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Abwärme des Turbinenabgases zur Abtrennung des Lö- sungsmittels von dem deasphaltierten Brennstoff genutzt.

Hierbei handelt es sich um direkte Übertragung der Wärme des Turbinenabgases auf bzw. in den Aufreinigungsprozess . Der Strom, der im Wesentlichen deasphaltiertem Brennstoff und Lösungsmittel enthält, wird hierzu vorzugsweise durch die Ab- wärme des Turbinenabgases erwärmt. Die Erwärmung des Stroms erfolgt zweckmäßigerweise vor dessen Eintritt in eine Abtrenneinheit .

Die Wärmeübertragung der Abwärme des Turbinenabgases auf das Gemisch aus deasphaltiertem Brennstoff und dem Lösungsmittel erfolgt hierzu bevorzugt über einen der Abtrenneinheit vorgeschalteten Wärmetauscher. Das heiße Turbinenabgas durchströmt den Wärmetauscher und erhitzt hierbei das Gemisch aus Lösungsmittel und deasphaltiertem Brennstoff. Durch diese di- rekte Wärmeintegration erfolgt die Lösungsmittelaufbereitung somit ohne externe Beheizung.

Das in der Lösungsmittelrückgewinnungseinheit vom deasphaltierten Brennstoff abgetrennte Lösungsmittel wird vorzugswei- se in die Deasphaltierungseinheit zurückgeführt und hier zur erneuten Deasphaltierung eines zugeführten asphaltenhaltigen Brennstoffes genutzt. Eine weiter bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der asphaltenhaltige Brennstoff vor dessen Zufuhr zur Deasphaltierungseinheit einer ersten Abtrennstufe zugeführt wird, in der ein erster Teilstrom mit leichtsiedenden Brenn- stoffbestandteilen von dem Brennstoff abgetrennt wird. Als leichtsiedende Bestandteile enthält der erste Teilstrom im Wesentlichen kurzkettige Kohlenwasserstoffe, wie Butane (C4) , Pentane (C5) , Hexane (C6) und/oder Heptane (C7) . Durch die Abtrennung eines solchen ersten Teilstroms wird somit eine Fraktion gewonnen, die als Lösungsmittel innerhalb des Aufbereitungsprozesses nutzbar ist. Entsprechend ist es von Vorteil, wenn der erste Teilstrom zusätzlich zu dem aus der Lösungsmittelrückgewinnungseinheit zurückgeführten Lö- sungsmittel der Deasphaltierungseinheit zugeführt wird.

Die Abtrennung des ersten Teilstroms von dem asphaltenhaltigen Brennstoff erfolgt zweckmäßigerweise destillativ. Hierzu wird als erste Abtrennstufe vorzugsweise eine Pre- Flash- Kolonne eingesetzt.

Besonders bevorzugt wird zur Abtrennung des ersten Teilstroms von dem Brennstoff die Abwärme des Turbinenabgases genutzt. Mit anderen Worten wird der erste Teilstrom durch die Erwär- mung des asphaltenhaltigen Brennstoffes mittels des Turbinenabgases abgetrennt. Hierzu wird die Abwärme des Turbinenabgases vorzugsweise über einen Wärmetauscher in die erste Abtrennstufe eingekoppelt. Das heiße Turbinenabgas durchströmt den Wärmetauscher und erhitzt hierbei den aufzureinigenden Brennstoff. Das Turbinenabgas liefert somit auch in diesem

Prozessschritt direkt die notwendige Wärme zur destillativen Trennung von dem ersten Teilstrom und dem asphaltenhaltigen Brennstoff . Nach der Abtrennung des ersten Teilstroms wird der Brennstoff vorzugsweise einer zweiten Abtrennstufe zugeführt. Bei dem der zweiten Abtrennstufe zugeführten Brennstoff handelt es sich im Wesentlichen um eine Sumpffraktion mit höher sieden- den Alkanen und schwersiedenden Bestandteilen, wie den

Schwermetallen und Asphaltenen.

Vorzugsweise wird der Brennstoff vor der Zufuhr zur zweiten Abtrennstufe erwärmt. Hierbei sind Temperaturen von bis zu 450°C zweckmäßig. Zur Erwärmung des Brennstoffes wird bevorzugt ebenfalls die Abwärme des Turbinenabgases genutzt, der Brennstoff wird also vor der Zufuhr zur zweiten Abtrennstufe mittels der Abwärme des Turbinenabgases direkt erwärmt. Ent- sprechend ist auch an dieser Stelle keine externe Beheizung notwendig. Stattdessen erfolgt die Wärmeübertragung der Abwärme des Turbinenabgases auf den asphaltenhaltigen Brennstoff. Hierzu wird vorzugsweise ein der zweiten Abtrennstufe vorgeschalteter Wärmetauscher genutzt.

In der zweiten Abtrennstufe wird besonders bevorzugt ein zweiter Teilstrom von dem Brennstoff abgetrennt. Die Abtrennung des zweiten Teilstroms von dem Brennstoff erfolgt zweckmäßigerweise ebenfalls destillativ. Hierzu wird als zweite Abtrennstufe bevorzugt ein Phasenabscheider, eine sogenannte Flash-Kolonne eingesetzt. Der in der zweiten Abtrennstufe abgetrennte zweite Teilstrom enthält im Wesentlichen höher- kettige Alkane und ist von Vanadium abgereichert . Vorzugsweise wird der Brennstoff vor der Zufuhr zur zweiten Abtrennstufe zusätzlich durch den von dem Brennstoff abgetrennten zweiten Teilstrom erwärmt. Die Wärmeübertragung vom zweiten Teilstrom auf den Brennstoff erfolgt hierbei idealerweise ebenfalls über einen Wärmetauscher. Der in der zweiten Abtrennstufe abgetrennte Teilstrom durchströmt den Wärmetauscher und erhitzt hierbei den asphaltenhaltigen Brennstoff.

Zweckmäßigerweise wird der zweite Teilstrom bei der Erwärmung des Brennstoffes selbst abgekühlt. So wird die Temperatur des Teilstroms vor dessen Zufuhr zu einer Gasturbine auf die Maximaltemperatur von etwa 70 °C gesenkt und so die Bedingungen für eine anschließende Verstromung geschaffen. Hierbei han- delt sich um eine interne Wärmeübertragung in Form einer wärmetechnischen Kopplung von zwei Verfahrensschritten.

Der abgekühlte zweite Teilstrom wird vorzugsweise einer Gas- turbine zugeführt. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der abgekühlte zweite Teilstrom einer vanadiumempfindlichen Hochleistungsturbine zugeführt und dort verströmt. Da der zweite Teilstrom kein Vanadium mehr enthält, bedarf es hierbei keiner Additive und es sind ebenfalls keine Turbinenbeschädigungen zu befürchten.

Weiter bevorzugt wird der zweite Teilstrom vor der Zufuhr zur Gasturbine zur Erwärmung des der Lösungsmittelrückgewinnungs- einheit zugeführten Stroms an deasphaltiertem Brennstoff und Lösungsmittel genutzt. Hierbei überträgt der zweite Teilstrom einen Teil seiner überschüssigen Wärme auf diesen Strom.

Zweckmäßigerweise erfolgt die Wärmübertragung über einen Wärmetauscher. Es handelt sich hierbei um eine interne Wärmeübertragung in Form einer wärmetechnischen Kopplung von zwei Prozessschritten des Verfahrens.

Die vorbeschrieben Prozesse der Abtrennung des ersten und des zweiten Teilstroms von dem asphaltenhaltigen Brennstoff in den entsprechenden Abtrennstufen sind unter der Begrifflich- keit der „Voreindampfung des Brennstoffes" subsummierbar .

Vorzugsweise wird der im Brennstoff vorhandene Schwefel durch die Voreindampfung des Brennstoffes, sowie durch die anschließende Deasphaltierung des Brennstoffes abgereichert . Hierbei sinkt auch die Konzentration der während der Verbrennung des Brennstoffes aus dem Schwefel gebildeten Schwefelsäure, was einen niedrigeren Schwefelsäure-Taupunkt zur Folge hat. Aufgrund der hieraus resultierenden geringeren Kondensationsneigung der Schwefelsäure wird die Gefahr der Korrosion vermindert. In Abhängigkeit des Restschwefelgehalts und dem damit korrelierenden Schwefelsäure-Taupunkt sind niedrige Abgastemperaturen realisierbar, die wiederum gleichbedeutend mit einem hohen Gesamtkraftwerks-Wirkungsgrad sind. Hierzu wird der Gasturbine bevorzugt eine Dampfturbine nachgeschaltet (GuD-Kraftwerk) .

Nach der Abtrennung des zweiten Teilstroms ist der Brennstoff an Asphaltenen und Schwermetallen aufkonzentriert . Der Brennstoff wird nun zweckmäßigerweise der Deasphaltierungseinheit zugeführt, in der im Brennstoff enthaltene Asphaltene abgetrennt werden. Innerhalb der Deasphaltierungseinheit - jedoch vor der eigentlichen Deasphaltierung - wird der Brennstoff zweckmäßigerweise auf für die Deasphaltierung bevorzugte Temperaturen in einem Temperaturbereich zwischen 60°C und 120°C gekühlt .

Die Kühlung des zu deasphaltierenden Brennstoffes erfolgt be- vorzugt mittels eines zur Verfügung stehenden, kühlen Stromes eines Kraftwerksprozesses, der eine geringere Temperatur aufweist, als der Brennstoffström selbst. Mit anderen Worten wird die Wärme des Brennstoffes auf im Kraftwerksprozess vorhandene Ströme geringerer Temperatur übertragen, wobei der Brennstoff selbst abgekühlt wird. Eine Wärmeabfuhr über generell teures Kühlwasser ist so nicht notwendig. Hierdurch wird der Energieverbrauch bei der Aufreinigung eines asphalten- haltigen Brennstoffes weiter verringert. Zweckmäßig ist hierbei die Nutzung von in Tanks gelagerten Brennstoffen, die ih- rer weiteren Verwertung zugeführt werden. Diese Brennstoffe haben zweckmäßigerweise Umgebungstemperatur, so dass die Wärme des Brennstoffes auf diese Brennstoffe übertragen und so angeführt werden kann. Die Deasphaltierung selbst erfolgt durch eine ultraschnelle Durchmischung des Brennstoffes und des Lösungsmittels in einem entsprechenden Mischelement und durch die sich anschließende Ausfällung der Asphaltene bzw. Asphaltenpartikel. Die Asphaltenpartikel werden vorzugsweise ihrer Partikelgröße nach aus dem Brennstoff abgetrennt. Die aus dem Brennstoff abgetrennten Asphaltene werden zweckmäßigerweise aus der Deasphaltierungseinheit abgezogen und einer weiteren Verwertung zugeführt . Zweckmäßigerweise wird der deasphaltierte Brennstoff nach der Abtrennung des Lösungsmittels einer Gasturbine zugeführt und in dieser verströmt. Zwar sind in diesem deasphaltierten Brennstoff noch Rückstände an Vanadium und/oder Schwermetallen möglich. Diese Anteile sind jedoch hinreichend gering, so dass der Brennstoff vorzugsweise einer vanadiumresistenten Standard-Turbine zugeführt wird und durch diese energetisch verwertet werden kann.

In einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Abwärme des Turbinenabgases zunächst auf einen Wärmeüberträgerkreislauf übertragen. Die Wärmeübertragung in den Prozess der Brennstoffaufreinigung (bzw. auf die hierzu ein- gesetzten apparativen Komponenten) erfolgt ausgehend von dem Wärmeüberträgerkreislauf erst anschließend. Die Nutzung der Abwärme des Turbinenabgases bei Vorhandensein eines Wärmeüberträgerkreislaufs erfolgt indirekt. Eine solche Verfahrensführung ist aus sicherheitstechnischen Gründen vorteil - haft, da das heiße Turbinenabgas, also das Rauchgas und der aufzuheizende Brennstoffström nicht durch denselben Apparat geführt werden müssen. Grundsätzlich ist eine Wärmeübertragung ausgehend vom Wärmeüberträgerkreislauf auf alle Prozesse möglich, bei denen eine Temperierung gefordert ist.

Als Wärmeüberträgerkreislauf wird vorzugsweise ein Sekundärkreislauf zur Wasserdampferzeugung genutzt. Der bei einem solchem Sekundärträgerkreislauf durch die Abwärme des Turbinenabgases innerhalb des Wärmeüberträgerkreislaufes erzeugte Wasserdampf wird in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung für die Lösungsmittelrückgewinnung in der Lösungsmittelrückgewinnungseinheit genutzt. Die Abwärme der Gasturbine erwärmt hierbei ein in dem Wärmeüberträgerkreislauf zirkulierendes Fluid, welches wiederum Wärme für die Lösungsmittel - rückgewinnung zur Verfügung stellt. Der Wärmeüberträgerkreislauf ist somit der Gasturbine und der Brennstoffaufreinigung zwischengeschaltet . Weiter bevorzugt wird der erzeugte Wasserdampf zur Vorein- dampfung des Brennstoffes bei der Abtrennung des ersten Teil- stroms und/oder zur Voreindampfung des Brennstoffes zur Vor- eindampfung des Öls bei der Abtrennung des zweiten Teilstroms von dem Brennstoff genutzt. Auch hier wird die Abwärme der Gasturbine auf ein in dem Wärmeüberträgerkreislauf zirkulierendes Fluid übertragen, welches Wärme für die Vorbehandlung des asphaltenhaltigen Brennstoffes auf diesen überträgt. Verbleibende Restenergie aus erzeugtem Überschussdampf wird zweckmäßigerweise mit einer Dampfturbine in Strom umgewandelt. Der Wärmeüberträgerkreislauf ist zweckmäßigerweise als eine Dampfstufe ausgebildet.

Insgesamt erlaubt das Vorhandensein überschüssiger Abwärme eines Turbinenabgases die energieoptimierte direkte und/oder indirekte Integration der Deasphaltierung eines Brennstoffes in einen Gesamt-Kraftwerksprozess . Die direkte Nutzung der Abwärme eines Turbinenabgases erfolgt im Rahmen der Abtrennung des Lösungsmittels von dem deasphaltierten Brennstoff, bei der Abtrennung des ersten Teilstroms von dem asphaltenhaltigen Brennstoff und/oder bei der Erwärmung des Brennstoffes vor dessen Zufuhr zu einer zweiten Abtrennstufe.

Die indirekte Abwärmenutzung wird durch eine Wärmeübertragung der Abwärme eines Turbinenabgases auf einen Wärmeüberträgerkreislauf erreicht. Je nach Bedarf ist selbstverständlich auch eine kombinierte Nutzung aus direkter Übertragung der Abwärme eines Turbinenabgases und gleichzeitiger indirekter Abwärmenutzung möglich.

Die zweite Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zur Aufreinigung eines asphaltenhaltigen Brennstoffes, umfassend eine Deasphaltierungseinheit zur Abtrennung von im Brennstoff enthaltenen Asphaltenen un- ter Entstehung eines im Wesentlichen deasphaltierten Brennstoffes mittels eines Lösungsmittels, sowie eine strömungstechnisch mit der Deasphaltierungseinheit gekoppelte Lösungsmittelrückgewinnungseinheit zur Abtrennung des Lösungsmittels von dem deasphaltierten Brennstoff nach erfolgter Abtrennung der Asphaltene, wobei zur Aufreinigung des asphaltenhaltigen Brennstoffes die Abwärme eines bei einer Verstromung von Brennstoff in einer Gasturbine entstehenden Turbinenabgases nutzbar ist.

Eine solche Vorrichtung erlaubt die effiziente und sichere Aufreinigung eines asphaltenhaltigen Brennstoffes durch eine energieoptimierte Integration des Deasphaltierungsprozesses und der Lösungsmittelrückgewinnung in einen Gesamt- Kraft- werksprozess .

Um den asphaltenhaltigen Brennstoff von Asphaltenen und

Schwermetallen reinigen zu können, wird dieser der

Deasphaltierungseinheit zugeführt. Der Deasphaltierungs- einheit ist hierzu zweckmäßigerweise eine Zuführleitung angeschlossen. Innerhalb der Deasphaltierungseinheit werden im Brennstoff enthaltene Asphaltene aus dem Brennstoff abgetrennt. Hierzu wird ein kurzkettige Alkane enthaltendes Lö- sungsmittel („Anti-Solvent") eingesetzt, welches zweckmäßigerweise zur Lösung von im asphaltenhaltigen Brennstoff enthaltenen löslichen Bestandteilen, wie beispielsweise von Ali- phaten, Aromaten und Paraffinen eingesetzt ist. Nach erfolgter Deasphaltierung des Brennstoffes wird dieser gemeinsam mit dem Lösungsmittel der Lösungsmittelrückgewinnungseinheit zugeführt. Hierzu ist der Deasphaltierungseinheit zweckmäßigerweise eine Abführleitung angeschlossen, die strömungstechnisch mit einer Zuführleitung der Lösungs- mittelrückgewinnungseinheit gekoppelt ist.

Besonders bevorzugt ist die Lösungsmittelrückgewinnungseinheit wärmetechnisch mit einer Abgasleitung einer Gasturbine gekoppelt. Auf diese Weise steht Abwärme des Turbinenabgases zur Abtrennung des Lösungsmittels von dem deasphaltierten

Brennstoff zur Verfügung. Hierzu ist in die Zuführleitung der Lösungsmittelrückgewinnungseinheit ein Wärmetauscher geschaltete, der von dem heißen Turbinenabgas durchströmt wird. Die Wärme wird auf das durch die Zuführleitung der Lösungsmittelrückgewinnungseinheit strömende Gemisch aus

deasphaltiertem Brennstoff und Lösungsmittel übertragen. Das erwärmte Gemisch wird dann der Lösungsmittelrückgewinnungs- einheit zur Abtrennung des Lösungsmittels von dem deasphaltierten Brennstoff zugeführt. Die Lösungsmittelrückgewinnungseinheit ist vorzugsweise als eine Destillationskolonne ausgebildet .

Nach der Abtrennung des Brennstoffes und damit der Rückgewinnung des Lösungsmittels wird dieses in die Deasphaltierungs- einheit zurückgeführt. Hierzu umfasst die Lösungsmittelrückgewinnungseinheit eine Rückführleitung, die strömungstech- nisch mit einer Zuführleitung der Deasphaltierungseinheit gekoppelt ist. Das Lösungsmittel zirkuliert somit in einem Kreislauf zwischen der Lösungsmittelrückgewinnungseinheit und der Deasphaltierungseinheit. Besonders bevorzugt ist der Deasphaltierungseinheit eine erste Abtrennstufe zur Abtrennung eines ersten Teilstroms mit leichtsiedenden Brennstoffbestandteilen - insbesondere kurzkettige Kohlenwasserstoffe, wie Butane (C4) , Pentane (C5) , Hexane (C6) und/oder Heptane (C7)von dem Brennstoff strömungstechnisch vorgeschaltet. Der erste Teilstrom eignet sich entsprechend als Lösungsmittel. Er wird vorzugsweise einem Lösungsmittelsammelbehälter zugeführt. Zweckmäßigerweise ist der ersten Abtrennstufe hierzu eine Abzugsleitung angeschlossen, die strömungstechnisch mit einer Zufuhrleitung ei- nes entsprechenden Lösungsmittelsammelbehälters gekoppelt ist .

Die Abtrennung des ersten Teilstroms erfolgt über eine

Einkopplung der Abwärme eines Turbinenabgases. In einer vor- teilhaften Ausgestaltung ist die erste Abtrennstufe - vorzugsweise ausgebildet als eine Destillationseinheit - hierzu wärmetechnisch mit einer Abgasleitung einer Gasturbine gekoppelt. Die Abwärme des Turbinenabgases wird auf die erste Ab- trennstufe übertragen. Hierzu ist der ersten Abtrennstufe zweckmäßigerweise ein Wärmetauscher angeschlossen, der den in die erste Abtrennstufe strömenden asphaltenhaltigen Brennstoff erwärmt. Der erste Teilstrom verdampft hierbei und wird aus der ersten Abtrennstufe abgezogen.

Bevorzugt ist der ersten Abtrennstufe eine zweite Abtrennstufe zur Abtrennung eines zweiten Teilstroms von dem Brennstoff strömungstechnisch nachgeschaltet. Hierzu ist eine Abführlei- tung der ersten Abtrennstufe vorzugsweise strömungstechnisch mit einer Zuführleitung der zweiten Abtrennstufe gekoppelt. Die zweite Abtrennstufe ist vorzugsweise als ein Phasenabscheider ausgebildet. Der in der zweiten Abtrennstufe abgetrennte zweite Teilstrom enthält im Wesentlichen hoherkettige Alkane und ist von Vanadium abgereichert .

In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst die zweite Abtrennstufe eine Zuführleitung, die wärmetechnisch mit einer Abgasleitung einer Gasturbine gekoppelt ist. Zur wärmetechni- sehen Kopplung ist in die Zuführleitung zweckmäßigerweise ein Wärmetauscher geschaltet, der von dem Turbinenabgas durchströmt wird.

Von Vorteil ist es weiter, wenn eine erste Abführleitung der zweiten Abtrennstufe wärmetechnisch mit der Zuführleitung der zweiten Abtrennstufe gekoppelt ist. Hierzu ist ein weiterer Wärmetauscher in die Zuführleitung der zweiten Abtrennstufe geschaltet. Über die erste Abführleitung der zweiten Abtrennstufe wird der vom asphaltenhaltigen Brennstoff abgetrennte zweite Teilstrom entnommen. Dieser aufgeheizte zweite Teilstrom gibt bei Passieren des Wärmetauschers überschüssige Wärme an den die erste Abtrennstufe verlassenden Brennstoff ab und erwärmt diesen. Dies erfolgt zusätzlich zu der Erwärmung mittels des Turbinenabgases. Entsprechend handelt es sich hier ebenfalls um eine interne Wärmeübertragung.

Über die erste Abführleitung der zweiten Abtrennstufe wird der abgetrennte zweite Teilstrom einer Gasturbine zugeführt. Hierzu ist erste Abführleitung der zweiten Abtrennstufe zweckmäßigerweise strömungstechnisch mit einer Gasturbine gekoppelt. Da der zweite Teilstrom kein Vanadium mehr enthält, kann er in einer vanadiumempfindlichen Hochleistungsturbine verströmt werden. Vorzugsweise ist die erste Abführleitung der zweiten Abtrennstufe mit einer Zuführleitung einer entsprechenden vanadiumempfindlichen Hochleistungsturbine gekoppelt . Zweckmäßigerweise ist eine zweite Abführleitung der zweiten Abtrennstufe strömungstechnisch mit einer Zuführleitung der Deasphaltierungseinheit gekoppelt. Auf diese Weise wird der zu deasphaltierende Brennstoff der Deasphaltierungseinheit zugeführt. Zur Zufuhr des deasphaltierten Brennstoffes zur Lösungsmittelrückgewinnungseinheit ist - wie bereits genannt - die Abführleitung der Deasphaltierungseinheit strömungstechnisch mit der Zuführleitung der Lösungsmittelrückgewinnungseinheit gekoppelt. Weiter von Vorteil ist es, wenn die erste Abführleitung der zweiten Abtrennstufe wärmetechnisch mit der Zuführleitung der Lösungsmittelrückgewinnungseinheit gekoppelt ist. Zweckmäßigerweise ist hierzu ein weiterer Wärmetauscher in die Zuführleitung der Lösungsmittelrückgewinnungseinheit geschaltet. Dieser Wärmetauscher wird von dem in der zweiten Abtrennstufe aus dem asphaltenhaltigen Brennstoff abgetrennten zweiten Teilstrom durchströmt.

Hierbei überträgt der zweite Teilstrom einen Teil seiner überschüssigen Wärme auf das die Deasphaltierungseinheit verlassende Gemisch aus deasphaltiertem Brennstoff und Lösungsmittel. Durch den Wärmetauscher wird also zusätzliche Wärme zur Lösungsmittelrückgewinnung bereitgestellt. Es handelt sich hierbei um eine interne Wärmeübertragung zwischen den jeweiligen Vorrichtungskomponenten, also der Abtrennstufe und der Lösungsmittelrückgewinnungseinheit . Vorzugsweise ist eine Abführleitung der Lösungsmittelrückgewinnungseinheit strömungstechnisch mit einer Gasturbine gekoppelt. Nach der Abtrennung des Lösungsmittels wird der deasphaltierte Brennstoff über diese Kopplung einer Gasturbi- ne zugeführt und in dieser verströmt .

Weiter vorteilhaft umfasst die Vorrichtung einen Wärmeüberträgerkreislauf, der wärmetechnisch mit einer Abgasleitung einer Gasturbine gekoppelt ist. Die Abwärme des Turbinenabga- ses wird über den Wärmeüberträgerkreislauf indirekt auf die jeweils zu erwärmenden Medien oder Vorrichtungskomponenten übertragen. Der Wärmeüberträgerkreislauf ist hierbei vorzugsweise als ein Sekundärkreislauf zur Wasserdampferzeugung ausgebildet .

Um die Wärme des Wärmeüberträgerkreislaufes auf den Aufreini- gungsprozess eines zu deasphaltierenden Brennstoffes zu übertragen, ist der Wärmeüberträgerkreislauf vorzugsweise wärmetechnisch der Lösungsmittelrückgewinnungseinheit gekoppelt. Weiter von Vorteil ist es, wenn die erste Abtrennstufe und/ oder die zweite Abtrennstufe wärmetechnisch mit dem Wärmeüberträgerkreislauf gekoppelt sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen für die Vorrichtung er- geben sich aus den auf das Verfahren gerichteten Unteransprüchen. Dabei können die für das Verfahren und dessen Weiterbildungen benannten Vorteile sinngemäß auf die Vorrichtung übertragen werden. Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

FIG 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur

Aufreinigung eines asphaltenhaltigen Brennstoffes ohne Voreindampfung des Brennstoffes, FIG 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur

Aufreinigung eines asphaltenhaltigen Brennstoffes mit Voreindampfung des Brennstoffes,

FIG 3 eine detaillierte Darstellung der Vorrichtung gemäß

FIG 2, eine weitere schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Aufreinigung eines asphaltenhaltigen Brennstoffes ohne Voreindampfung des Brennstoffes sowie

FIG 5 eine weitere schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Aufreinigung eines asphaltenhaltigen Brennstoffes mit Voreindampfung des Brennstoffes.

In FIG 1 ist eine Vorrichtung 1 zur Aufreinigung eines asphaltenhaltigen Brennstoffes 3 ohne Voreindampfung des Brennstoffes 3 schematisch dargestellt.

Die Vorrichtung 1 umfasst eine Deasphaltierungseinheit 5, sowie eine mit der Deasphaltierungseinheit 5 strömungstechnisch gekoppelte Lösungsmittelaufbereitungseinheit 7. Der Brennstoff 3 wird der Deasphaltierungseinheit 5 über eine dieser angeschlossene Zuführleitung 9 zugeführt. Der Brennstoff hat bei Eintritt in die Deasphaltierungseinheit 5 eine Temperatur von etwa 70 °C. Hier wird der Brennstoff 3 von Asphaltenen und Schwermetallen gereinigt. Zur Abtrennung der Asphaltene und Schwermetalle wird ein Lösungsmittel 11 eingesetzt, welches im Wesentlichen Butane (C4) , Pentane (C5) und Hexane (C6) enthält. Das Lösungsmittel 11 dient bei der Deasphaltierung zur Lösung von im asphaltenhaltigen Brennstoff 3 enthaltenen löslichen Bestandteilen. Die im asphaltenhaltigen Brennstoff 3 enthaltenen Asphaltene sind in dem eingesetzten Lösungsmittel 11 unlöslich, so dass das Lösungsmittel 11 hinsichtlich der Asphaltene ein „Anti- Solvent" darstellt. Die abgetrennten Asphaltene und Schwermetalle werden über eine der Deasphaltierungseinheit 5 angeschlossene Abzugsleitung 13 einer vorliegend nicht näher spezifizierten Aufarbeitung und anschließenden Verwertung in entsprechend hierzu ausgebildeten Vorrichtungen zugeführt. Der nun deasphaltierte Brennstoff 15 wird gemeinsam mit dem Lösungsmittel 11 der Lösungsmittelrückgewinnungseinheit 7 zugeführt. Hierzu ist der Deasphaltierungseinheit 5 eine Abführleitung

17 angeschlossen, die strömungstechnisch mit einer Zuführleitung 19 der Lösungsmittelrückgewinnungseinheit 7 gekoppelt ist. In der Lösungsmittelrückgewinnungseinheit 7 wird das Lösungsmittel 11 vom deasphaltierten Brennstoff 15 abgetrennt und wieder in den Deasphaltierungsprozess zurückgeführt.

Zur Rückführung des Lösungsmittels 11 ist der Lösungsmittel - rückgewinnungseinheit 7 eine Rückführleitung 21 angeschlossen, die strömungstechnisch mit einer Zuführleitung 23 der Deasphaltierungseinheit 5 verbunden ist. Das Lösungsmittel 11 zirkuliert somit in einem Kreislauf 25 zwischen der Lösungsmittelrückgewinnungseinheit 7 und der Deasphaltierungseinheit 5. Die Abtrennung des Lösungsmittels 11 in der Lösungsmittel - rückgewinnungseinheit 7 erfolgt thermisch durch Verdampfen des Lösungsmittels 11. Hierzu wird das Gemisch aus Lösungsmittel 11 und dem deasphaltierten Brennstoff 15 auf etwa 200 °C erhitzt. Um die hierfür benötigte Wärme bereitzustellen, wird die Abwärme eines Turbinenabgases genutzt. Die Lösungsmittelrückgewinnungseinheit 7 ist hierzu wärmetechnisch mit einer Gasturbine 27 gekoppelt. Die wärmetechnische Kopplung ist vorliegend allgemein durch die Linie 28 gekennzeichnet. Die Gasturbine 27 stellt genügend „kostenlose" Abwärme zur

Verfügung, um den Prozess ohne externe Heizung und damit verbundenen zusätzlichen Brennstoffkosten zu betreiben. Die Aufreinigung des asphaltenhaltigen Brennstoffes 3 erfolgt im Wesentlichen ohne Verminderung des Kraftwerkswirkungsgrads. Die Abwärme der Gasturbine 27 wird vorliegend direkt genutzt.

Nach der Abtrennung des Lösungsmittels 11 wird der deasphal- tierte Brennstoff 15 zur Verstromung der Gasturbine 27 zugeführt und zur Energiegewinnung in dieser verströmt . Hierzu ist eine Abführleitung 29 der Lösungsmittelrückgewinnungseinheit 7 strömungstechnisch mit der Gasturbine 27 verbunden. Da die Temperatur des deasphaltierten Brennstoffs 15 bei Ein- tritt in die Gasturbine bei höchstens 70 °C liegen soll, wird der Brennstoff vorab noch gekühlt.

FIG 2 zeigt eine weitere schematische Darstellung einer Vorrichtung 31 zur Aufreinigung eines asphaltenhaltigen Brenn- Stoffes 3. Auch die Vorrichtung 31 umfasst die Deasphal- tierungseinheit 5, sowie die mit der Deasphaltierungseinheit 5 strömungstechnisch gekoppelte Lösungsmittelaufbereitungseinheit 7. Der wesentliche Unterschied zur Vorrichtung 1 gemäß FIG 1 liegt vorliegend darin, dass der zu deasphal- tierende Brennstoff 3 vorliegend zuerst voreingedampft wird, bevor dieser der eigentlichen Deasphaltierung zugeführt wird.

Fig. 2 zeigt hierzu ganz allgemein eine Abtrenneinheit 35. Der zu deasphaltierende Brennstoff 3 wird der Abtrenneinheit 35 über eine Zuführleitung 36 zugeführt. Innerhalb der Abtrenneinheit 35, die eine erste Abtrennstufe und/oder eine zweite Abtrennstufe umfasst, werden je nach Bedarf eine oder mehrere Fraktionen von Leicht- und/oder Mittelsiedern aus dem Brennstoff 3 abgetrennt. Nach der Abtrennung einer oder meh- rere Fraktionen ist Brennstoff 3 an Asphaltenen und Schwermetallen angereichert. Erst dann wird der angereicherte Brennstoff 3 der Deasphaltierungseinheit 5 zugeführt. Hinsichtlich einer detaillierten Beschreibung des Prozesses der Vorein- dampfung wird an dieser Stelle auf die Beschreibung zur nach- folgenden FIG 3 verwiesen.

Wie bereits bei FIG 1 beschrieben, wird der Brennstoff 3 innerhalb der Deasphaltierungseinheit 5 mittels des Lösungsmit- tels 11 von Asphaltenen und Schwermetallen gereinigt. Die abgetrennten Asphaltene und Schwermetalle werden über die Abzugsleitung 13 einer Aufarbeitung und anschließenden Verwertung zugeführt. Der nach der Abtrennung deasphaltierte Brenn- Stoff 15 wird gemeinsam mit dem Lösungsmittel 11 der Lösungsmittelrückgewinnungseinheit 7 zugeführt, in welcher das Lösungsmittel 11 vom deasphaltierten Brennstoff 15 abgetrennt und wieder in den Deasphaltierungsprozess zurückgeführt wird. Die Abtrennung des Lösungsmittels 11 in der Lösungsmittel - rückgewinnungseinheit 7 erfolgt wie bereits beschrieben thermisch durch Verdampfen des Lösungsmittels 11 mittels der Abwärme des Abgases der Gasturbine 27. Das abgetrennte Lösungsmittel wird über die Rückführleitung 21 der Lösungsmittel - rückgewinnungseinheit 7 in die Deasphaltierungseinheit 5 zurückgeführt. Der deasphaltierte Brennstoff 15 wird über die Abführleitung 29 der Lösungsmittelrückgewinnungseinheit 7 zur Verstromung der Gasturbine 27 zugeführt. Zusätzlich zur Abtrennung des Lösungsmittels 11 von dem deasphaltierten Brennstoff 15 wird das Abgas der Gasturbine 27 zur Abtrennung der oder jeder Fraktionen von Leicht- und/ oder Mittelsiedern aus dem asphaltenhaltigen Brennstoff 3 innerhalb der Abtrenneinheit 35 - also innerhalb des Prozesses der Voreindampfung des asphaltenhaltigen Brennstoffes - genutzt. Hierzu ist die Abtrenneinheit 35 wärmetechnisch mit der Gasturbine 27 gekoppelt. Die wärmetechnische Kopplung ist vorliegend allgemein durch die Linie 37 gekennzeichnet. Weiter wird die im Prozess vorhandene Wärme intern zwischen der Abtrenneinheit 35 und der Lösungsmittelrückgewinnungseinheit 7 übertragen. Dies ist durch die Linie 39 angedeutet. Eine detaillierte Darstellung und die entsprechende Beschreibung hierzu sind der im Folgenden beschriebenen FIG 3 zu ent- nehmen.

FIG 3 zeigt entsprechende die Vorrichtung 31 gemäß FIG 2 in einer detaillierten Darstellung. Die Vorrichtung umfasst die Deasphaltierungseinheit 5, die strömungstechnisch mit der Deasphaltierungseinheit 5 gekoppelte Lösungsmittelrückgewinnungseinheit 7, sowie die der Deasphaltierungseinheit 5 strömungstechnisch vorgeschaltete Abtrenneinheit 35.

Zur Vorbehandlung bzw. Voreindampfung des asphaltenhaltigen Brennstoffes 3 wird dieser mit einer als Destillationseinheit ausgebildeten ersten Abtrennstufe 41 (als Teil einer Abtrenneinheit 35) über die Zuführleitung 36 zugeführt. In der ers- ten Abtrennstufe 41 wird ein erster Teilstrom mit 43 leichtsiedenden Brennstoffbestandteilen von dem asphaltenhaltigen Brennstoff 3 abgetrennt.

Der erste Teilstrom 43 enthält im Wesentlichen kurzkettige Kohlenwasserstoffe, wie Butane (C4), Pentane (C5) , Hexane

(C6) und/oder Heptane (C7) und eignet sich entsprechend als Lösungsmittel. Entsprechend wird der erste Teilstrom 43 der ersten Abtrennstufe 41 über eine Abzugsleitung 45 entnommen und einem Lösungsmittelsammelbehälter 47 zugeführt. Die Ab- zugsleitung 45 ist hierzu strömungstechnisch mit einer Zufuhrleitung 49 des entsprechenden Lösungsmittelsammelbehälters 47 gekoppelt.

Die Abtrennung des ersten Teilstroms 43 erfolgt über die Einkopplung der Abwärme des Abgases der Gasturbine 27. Hierzu ist der ersten Abtrennstufe 41 ein Wärmetauscher 51 angeschlossen, der wärmetechnisch mit einer Abgasleitung 52 der Gasturbine 27 gekoppelt ist. Über den Wärmetauscher 51 wird der in der ersten Abtrennstufe 41 strömende asphaltenhaltige Brennstoff 3 erwärmt. Der erste Teilstrom 43 verdampft.

Der ersten Abtrennstufe 41 ist eine zweite, als Phasenabscheider ausgebildete Abtrennstufe 53 strömungstechnisch nachgeschaltet. Eine Abführleitung 55 der ersten Abtrennstufe 41 ist hierzu strömungstechnisch mit einer Zuführleitung 57 der zweiten Abtrennstufe 53 gekoppelt. In der zweiten Abtrennstufe 53 wird ein zweiter Teilstrom 59 von dem Brenn- stoff 3 abgetrennt, der im Wesentlichen höherkettige Alkane enthält und von Vanadium abgereichert ist.

Die Abtrennung des zweiten Teilstroms 59 von dem Brennstoff 3 erfolgt ebenfalls über die Nutzung der Abwärme des Abgases der Gasturbine. Der Brennstoff 3 wird vor der Zufuhr zur zweiten Abtrennstufe 53 auf Temperaturen von bis zu 450°C erwärmt. Hierzu ist Zuführleitung 57 der zweiten Abtrennstufe wärmetechnisch mit einer Abgasleitung 61 der Gasturbine ge- koppelt.

In die Zuführleitung 57 der zweiten Abtrennstufe 53 ist ein Wärmetauscher 63 geschaltet, der von dem Turbinenabgas durchströmt wird. Hierbei wird der die erste Abtrennstufe 41 ver- lassende Brennstoff 3 vor dessen Eintritt in die zweite Abtrennstufe 41 erwärmt.

Weiter ist eine erste Abführleitung 65 der zweiten Abtrennstufe 53 wärmetechnisch mit der Zuführleitung 57 der zweiten Abtrennstufe 53 gekoppelt. Dies erfolgt über einen weiteren in die Zuführleitung 57 der zweiten Abtrennstufe 53 geschalteten Wärmetauscher 67. Der in der zweiten Abtrennstufe 53 von dem Brennstoff 3 abgetrennte zweite Teilstrom 59 passiert den Wärmetauscher 67 und gibt bei Passieren des Wärmetau- schers 67 überschüssige Wärme an den die erste Abtrennstufe 41 verlassenden Brennstoff 3 ab.

Mit anderen Worten wird der die erste Abtrennstufe 41 verlassende Brennstoff 3 zusätzlich zur Erwärmung durch das Turbi- nenabgas auch durch den von dem Brennstoff 3 abgetrennten zweiten Teilstrom 59 erwärmt. Der zweite Teilstrom 59 wird hierbei selbst auf die zur Verstromung in der Turbine 69 benötigten niedrigeren Temperaturen von maximal 70 °C gebracht. Da der zweite Teilstrom 59 kein Vanadium mehr enthält, wird der abgetrennte zweite Teilstrom 59 einer Hochleistungsturbine 69 zugeführt. Hierzu ist die erste Abführleitung 65 der zweiten Abtrennstufe 53 strömungstechnisch mit einer Zuführ- leitung 71 der entsprechenden vanadiumempfindlichen Hochleistungsturbine 69 gekoppelt.

Der zweiten Abtrennstufe 53 ist weiter eine zweite Abführlei- tung 73 angeschlossen, die strömungstechnisch mit der Zuführleitung 9 der Deasphaltierungseinheit 5 gekoppelt ist. Auf diese Weise wird der vorbehandelte und nun zu deasphaltierende Brennstoff 3 der Deasphaltierungseinheit 5 zugeführt. Vor der eigentlichen Deasphaltierung wird der Brennstoff 3 noch auf die für die Deasphaltierung notwendigen Temperaturen im Bereich zwischen 60 °C und 80 °C gekühlt.

Die Deasphaltierung selbst erfolgt durch eine ultraschnelle Durchmischung des Brennstoffes 3 und des Lösungsmittels 11 in einem entsprechenden Mischelement und durch die sich anschließende Ausfällung der Asphaltene bzw. Asphaltenpartikel. Die Asphaltenpartikel werden vorzugsweise ihrer Partikelgröße nach aus dem Brennstoff abgetrennt. Die aus dem Brennstoff 3 abgetrennten Asphaltene werden über eine Abzugsleitung 13 aus der Deasphaltierungseinheit 5 abgezogen und einer weiteren, nicht näher spezifizierten Verwertung zugeführt.

Nach erfolgter Deasphaltierung wird der deasphaltierte Brennstoff 15 gemeinsam mit dem Lösungsmittel über die strömungs- technische Kopplung der Abführleitung 17 der Deasphaltierungseinheit 5 mit der Zuführleitung 19 der Lösungsmittel - rückgewinnungseinheit 7 dieser zugeführt. Die Lösungsmittel - rückgewinnungseinheit 7 ist mit einer Destillationskolonne 75 ausgebildet. In der Destillationskolonne 75 wird das Lösungs- mittel 11 vom deasphaltierten Brennstoff 15 abgetrennt und über die Rückführleitung 21 wieder in den

Deasphaltierungsprozess zurückgeführt .

Die Abtrennung des Lösungsmittels 11 erfolgt ebenfalls über die Einkopplung der Abwärme des Abgases der Gasturbine 27. Hierzu ist in die Zuführleitung 19 der Lösungsmittelrückgewinnungseinheit 7 ein Wärmetauscher 77 geschaltet, der wärmetechnisch mit einer Abgasleitung 79 der Gasturbine 27 gekop- pelt ist. Über den Wärmetauscher 77 wird das Gemisch aus deasphaltiertem Brennstoff 15 und Lösungsmittel 11 vor dem Eintritt in die Destillationskolonne 75 auf etwa 200 °C erhitzt.

Zusätzlich erfolgt eine Erwärmung des Gemisches aus deasphaltiertem Brennstoff 15 und Lösungsmittel 11 durch den in der zweiten Abtrennstufe 53 abgetrennten zweiten Teilstrom 59. Hierzu ist ein weiterer Wärmetauscher 81 in die Zuführleitung 19 der Lösungsmittelrückgewinnungseinheit 7 geschaltet, der von dem in der zweiten Abtrennstufe 53 aus dem asphalten- haltigen Brennstoff 3 abgetrennten zweiten Teilstrom 59 durchströmt wird. Hierbei überträgt der zweite Teilstrom 59 einen Teil seiner überschüssigen Wärme auf das die Deasphaltierungseinheit 5 verlassende Gemisch aus deasphaltiertem Brennstoff 3 und Lösungsmittel 11. Der zweite Teilstrom 59 stellt also zusätzliche Wärme zur Lösungsmittelrückgewinnung bereit. Es handelt sich hierbei um die bereits bei FIG 2 angedeutete interne

Wärmeübertragung zwischen der Abtrenneinheit 35 - vorliegend umfassend die erste Abtrennstufe 41 und die zweite Abtrennstufe 53 - und der Lösungsmittelrückgewinnungseinheit 7. Der deasphaltierte Brennstoff 15 wird nach der Abtrennung des Lösungsmittels 11 in der Destillationskolonne 75 zur Verstro- mung der Gasturbine 27 zugeführt und zur Energiegewinnung in dieser verströmt. Hierzu ist die Abführleitung 29 der Lösungsmittelrückgewinnungseinheit 7 strömungstechnisch mit der Gasturbine 27 gekoppelt.

Somit werden aus dem asphaltenhaltigen Brennstoff 3 drei Ströme gewonnen, die unterschiedlich genutzt werden. Zum einen wird aus dem Brennstoff 3 ein erster Teilstrom 43 gewon- nen, der als Lösungsmittel 11 eingesetzt werden kann. Zum anderen werden zwei Ströme 15, 59 gewonnen, die aufgrund ihres voneinander verschiedenen Vanadiumgehaltes in unterschiedlichen Gasturbeinen 27, 69 verströmt werden können. Weiterhin werden die Asphaltene gewonnen, die über die Abzugsleitung 13 aus der Deasphaltierungseinheit 5 abgezogen werden.

In FIG 4 ist eine weitere schematische Darstellung einer Vor- richtung 91 zur Aufreinigung eines asphaltenhaltigen Brennstoffes 3 gezeigt. Wie auch die Vorrichtung 1 gemäß FIG 1 erfolgt die Aufreinigung ohne eine Vorbehandlung bzw. ohne eine Voreindampfung des Brennstoffes 3. Die Vorrichtung 91 umfasst die Deasphaltierungseinheit 5 und die mit dieser strömungstechnisch gekoppelte Lösungsmittel - aufbereitungseinheit 7. Der Brennstoff 3 wird der Deasphaltierungseinheit 5 über die Zuführleitung 9 zugeführt und dort von Asphaltenen und Schwermetallen gereinigt. Hinsichtlich der Beschreibung des Deasphaltierungsprozesses, sowie der Lösungsmittelrückgewinnung wird an dieser Stelle auf die detaillierte Beschreibung zu den Vorrichtungen 1, 31 gemäß den FIG 1 bis 3 verwiesen. Im Unterschied zu den vorbeschriebenen Vorrichtungen 1, 31 umfasst die Vorrichtung 91 einen Wärmeüberträgerkreislauf 93. Der Wärmeüberträgerkreislauf 93 ist wärmetechnisch mit einer Abgasleitung 95 der Gasturbine 27 gekoppelt und stellt somit einen Sekundärträgerkreislauf dar. Die Abwärme des Turbinen- abgases wird somit indirekt auf die jeweils zu erwärmenden Medien oder Vorrichtungskomponenten im Rahmen des

Deasphaltierungsprozesses und der Lösungsmittelrückgewinnung übertragen . Der Wärmeüberträgerkreislauf 93 ist vorliegend mit einer

Dampfstufe 97 eines Wasserdampfkreislaufes ausgebildet. Der bei einem solchem Kreislauf 93 durch die Abwärme des Turbinenabgases in der Dampfstufe 97 erzeugte Wasserdampf wird für die Lösungsmittelrückgewinnung innerhalb der Lösungsmittel - rückgewinnungseinheit genutzt.

Die Abtrennung des Lösungsmittels 11 in der Lösungsmittel - rückgewinnungseinheit 7 erfolgt auch hier thermisch durch Verdampfen des Lösungsmittels 11. Die benötigte Wärme wird jedoch nur indirekt durch die Abwärme eines Turbinenabgases bereitgestellt. Anstatt dass die Lösungsmittelrückgewinnungs- einheit 7 selbst wärmetechnisch mit der Gasturbine 27 gekop- pelt ist, ist vorliegend der Wärmeüberträgerkreislauf 93 zwischen die Gasturbine 27 und die Lösungsmittelrückgewinnungs- einheit 7 geschaltet.

Durch die Abwärme der Gasturbine 27 verdampft das in dem Wär- meüberträgerkreislauf 93 zirkulierende Wasser. Der hierbei entstehende Dampf überträgt dann seine Wärme auf das Gemisch aus Brennstoff 3 und Lösungsmittel 11 und kondensiert hierbei . Die Lösungsmittelrückgewinnungseinheit 7 ist hierzu wärmetechnisch ebenfalls mit dem Wärmeüberträgerkreislauf 93 gekoppelt. Diese wärmetechnische Kopplung ist vorliegend allgemein durch die Linie 99 gekennzeichnet. Die solche Zwischenschaltung des Wärmeüberträgerkreislaufes

93 zwischen die Gasturbine 27 und die Lösungsmittelrückgewinnungseinheit 7 erhöht die Sicherheit bei der Verfahrensführung, da das heiße Abgas der Gasturbine 27 und der aufzureinigende Brennstoff 3 nicht durch dieselben Komponenten der Vorrichtung 91 geführt werden müssen.

In FIG 5 ist eine weitere schematische Darstellung einer Vorrichtung 111 zur Aufreinigung eines asphaltenhaltigen Brennstoffes 3 gezeigt. Wie alle der vorbeschriebenen Vorrichtun- gen 1, 31, 91 umfasst auch die Vorrichtung 111 die Deasphal- tierungseinheit 5 und die mit dieser strömungstechnisch gekoppelte Lösungsmittelaufbereitungseinheit 7.

Der wesentliche Unterschied zur Vorrichtung 91 gemäß FIG 4 liegt darin, dass der zu deasphaltierende Brennstoff 3 zuerst voreingedampft wird, bevor dieser der eigentlichen Deasphal- tierung zugeführt wird. Die Voreindampfung als solche erfolgt hierbei analog zur Voreindampfung, wie sie zu den FIG 2 und 3 beschrieben wurde.

Entsprechend umfasst die Vorrichtung 111 die Abtrenneinheit 35, in welcher je nach Bedarf eine oder mehrere Fraktionen von Leicht- und/oder Mittelsiedern aus dem Brennstoff 3 abgetrennt werden. Dann wird der an Asphaltenen und Schwermetallen angereicherte Brennstoff 3 der Deasphaltierungseinheit 5 zugeführt und mittels des Lösungsmittels 11 von Asphaltenen und Schwermetallen gereinigt. Der deasphaltierte Brennstoff

15 wird gemeinsam mit dem Lösungsmittel 11 der Lösungsmittel - rückgewinnungseinheit 7 zugeführt, in welcher das Lösungsmittel 11 vom deasphaltierten Brennstoff 15 abgetrennt und wieder in die Deasphaltierungseinheit 5 zurückgeführt.

Die Voreindampfung und die Lösungsmittelrückgewinnung erfolgen vorliegend durch die indirekte Nutzung der Abwärme des Abgases der Gasturbine 27. Die Vorrichtung 111 ist hierzu ebenfalls mit dem die Dampfstufe 97 umfassenden Wärmeüberträ- gerkreislauf 93 ausgebildet, der wärmetechnisch mit der Ab- gasleitung 95 der Gasturbine 27 gekoppelt ist. Die Abwärme des Turbinenabgases wird dann über den Wärmeüberträgerkreislauf 95 sowohl auf die Abtrenneinheit 35, als auch auf die Lösungsmittelrückgewinnungseinheit 7 übertragen.

Die wärmetechnische Kopplung der Lösungsmittelrückgewinnungs- einheit 7 mit der Dampfstufe 97 ist durch die Linie 99 gekennzeichnet. Die wärmetechnische Kopplung der Abtrenneinheit 35 mit dem Wärmeüberträgerkreislauf 93 bzw. mit der Dampfstu- fe 97 ist vorliegend allgemein durch die Linie 113 gekennzeichnet .

Zusätzlich wird die im Prozess vorhandene Wärme - analog zur Vorrichtung 31 gemäß den FIG 2 und 3 - intern zwischen der Deasphaltierungseinheit 5 und der Lösungsmittelrückgewinnungseinheit 7 übertragen (Linie 39) .