Verfahren zum Behandeln eines Quecksilber und Sauergase enthaltenden

Kohlenwasserstoff-reichen Gasgemisches

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln eines Quecksilber und Sauergase enthaltenden Kohlenwasserstoff-reichen Gasgemisches, insbesondere Erdgas, wobei dieses einer adsorptiven Quecksilber-Abtrennung und einer nachgeschalteten

Sauergas-Wäsche unterworfen wird.

Die Entfernung von Quecksilber aus den vorgenannten Gasgemischen dient dem Schutz der Aluminiumlegierungen enthaltenden Anlagenteilen vor Korrosion sowie dem Schutz von Personen und Umwelt vor der toxischen Wirkung von Quecksilber oder seinen Verbindungen. Der Quecksilber-Anteil in derartigen Gasgemischen beträgt üblicherweise zwischen 1 und 1000 qg/Nm ³ . Mittels adsorptiver Quecksilber- Abtrennprozesse kann dieser Anteil auf 0,01 bis 0,001 qg/Nm ³ verringert werden.

Ursprünglich stand für diesen Zweck im Wesentlichen nur mit Schwefel imprägnierte Aktivkohle zur Verfügung, die allerdings vor Feuchtigkeit geschützt werden musste, also nach dem im Regelfall vorzusehenden Trocknungsprozess installiert wurde. Die neuerliche Verwendung von anorganischem Trägermaterial für die aktiven

Schwefelverbindungen erlaubt die Verwendung der Quecksilber-Adsorber auch bei Anwesenheit von Feuchtigkeit, weswegen die adsorptive Quecksilber-Abtrennung vor oder nach der Sauergas-Wäsche realisiert werden kann.

Die Sauergas-Wäsche dient der Abtrennung unerwünschter Komponenten, insbesondere von H ₂ S, C0 ₂ und COS als typische saure Gasverunreinigungen, um u. a. ein Verstopfen bzw. Verlegen nachfolgender Anlagenteile zu verhindern.

Sauergas-Wäschen enthalten in der Regel wässrige Lösungen chemischer

Verbindungen als Waschmittel, die mit den zu entfernenden Sauergasen reversible Bindungen eingehen. Kohlenwasserstoffe sind in dieser Art von Waschmittel nur in geringem Umfang löslich.

Die Anordnung der adsorptiven Quecksilber-Abtrennung vor der Sauergas-Wäsche bietet den größten Schutz der nachfolgenden Anlagenteile vor Kontamination, da auf diese Weise weder die mittels der Sauergas-Wäsche abgetrennte Sauergasfraktion noch das für die Regenerierung der Quecksilber-Adsorber erforderliche Regeneriergas Quecksilber enthalten. Beide Ströme (Sauergasfraktion und Regeneriergas) stellen potentiell eine Gefährdung für Mensch und Umwelt dar.

Im Regelfall ist es aufgrund des Wassergehaltes des zu behandelnden Gasgemisches erforderlich, vor der adsorptiven Quecksilber-Abtrennung einen Abscheider

vorzusehen, um Flüssigkeit von dem oder den nachgeschalteten Quecksilber- Adsorbern fernzuhalten. Auch wenn das verwendete Adsorbens durch Flüssigkeit nicht permanent geschädigt wird, so wird seine Funktion doch im feuchten Zustand behindert, woraus ggf. eine unvollständige Quecksilberentfernung resultiert.

Während des Betriebes des Quecksilber-Adsorbers kann es jedoch in unerwünschter Weise zum Unterschreiten des Taupunktes bezüglich Wasser und/oder

Kohlenwasserstoffen kommen, etwa weil Tröpfchen aus dem vorgenannten Abscheider mitgerissen werden oder weil das Gasgemisch in der Leitung zwischen Abscheider und Adsorber abkühlt und teilweise kondensiert.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Verfahren zum Behandeln eines Quecksilber und Sauergase enthaltenden Kohlenwasserstoff-reichen Gasgemisches, insbesondere Erdgas, anzgeben, das den trockenen Betrieb eines Quecksilber-Adsorbers in der Gasphase sicherstellt und gewährleistet, dass es in der nachgeschalteten Sauergas-Wäsche nicht zur unerwünschten Bildung flüssiger Kohlenwasserstoffe und einem damit einhergehenden Schäumen kommt.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren zum Behandeln eines Quecksilber und Sauergase enthaltenden Kohlenwasserstoff-reichen Gasgemisches vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das zu behandelnde Gasgemisch vor der Zuführung in die adsorptive Quecksilber-Abtrennung wenigstens soweit angewärmt wird, dass ein Unterschreiten des Wasser-Taupunktes in der adsorptiven Quecksilber- Abtrennung und ein Unterschreiten des Kohlenwasserstoff-Taupunktes in der

Sauergas-Wäsche vermieden werden.

Erfindungsgemäß werden die adsorptive Quecksilber-Abtrennung bzw. der oder die Quecksilber-Adsorber kontrolliert bei einer Temperatur betrieben wird, die hinreichend über dem Taupunkt liegt, so dass eine durch das Auftreten von Flüssigkeit verursachte Funktionsstörung der adsorptiven Quecksilber-Abtrennung sicher verhindert werden kann. Auch in der nachgeschalteten Sauergas-Wäsche kann aufgrund der

erfindungsgemäßen Verfahrensweise die unerwünschte Bildung flüssiger

Kohlenwasserstoffe, damit einhergehend käme es zum Schäumen, verhindert werden.

Grundsätzlich kann das zu behandelnde Gasgemisch gegen jede beliebige

Wärmequelle angewärmt werden. In vorteilhafter Weise wird das zu behandelnde Gasgemisch gegen die aus dem Kopf der Sauergas-Wäsche abgezogene, von

Sauergasen befreite Fraktion angewärmt. Diese Fraktion wird in der Sauergas-Wäsche durch die Bindungswärme zwischen Waschmittel und den Sauergaskomponenten sowie durch die Aufgabe von warmem Waschmittel als Kolonnenrücklauf hinreichend angewärmt.

Das erfindungsgemäße Verfahren weiterbildend wird vorgeschlagen, dass das zu behandelnde Gasgemisch zwischen dem Austritt aus dem Abscheideprozess bzw. Abscheider, der der Entfernung von Wasser dient, und dem Eintritt in die Sauergas- Wäsche um wenigstens 5 bis 30 °C, vorzugsweise um wenigstens 15 bis 25 °C, angewärmt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Behandeln eines Quecksilber und Sauergase enthaltenden Kohlenwasserstoff-reichen Gasgemisches sowie vorteilhafte

Ausgestaltungen desselben seien nachfolgend anhand des in der Figur 1 dargestellten Ausführungsbeipieles näher erläutert.

Das feuchte, Quecksilber und Sauergase enthaltende Kohlenwasserstoff-reiche Gasgemisch 1 wird einem Abscheider D zugeführt und in diesem von Flüssigkeit, bspw. Wasser befreit, das über die Leitung 7 aus dem Abscheider D abgezogen wird. Das am Kopf des Abscheiders D abgezogene Gasgemisch 2 wird erfindungsgemäß im Wärmetauscher E wenigstens soweit angewärmt, dass ein Unterschreiten des Wasser- Taupunktes in der nachfolgenden adsorptiven Quecksilber-Abtrennung A und ein Unterschreiten des Kohlenwasserstoff-Taupunktes in der Sauergas-Wäsche T vermieden werden. Bei dem in der Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt dieses Anwärmen gegen die aus dem Kopf der Sauergas-Wäsche T abgezogene, von Sauergasen befreite Fraktion 6, die anschließend beispielsweise einer vollständigen Trocknung zugeführt wird.

Das im Wärmetauscher E angewärmte Gasgemisch 2 wird in der adsorptiven Quecksilber-Abtrennung bis auf Restgehalte von 0,01 bis 0,001 qg/Nm ³ von

Quecksilber befreit. Der Übersichtlichkeit halber ist die adsorptive Quecksilber- Abtrennung in Form eines Adsorbers A dargestellt. Dieser weist ein für die Adsorption von Quecksilber geeignetes Adsorbens bzw. Adsorptionsmaterial auf. Ist dieses erschöpft, muss es ausgetauscht werden; eine in situ-Regenerierung findet im Regelfall nicht statt. Üblicherweise werden zwei Adsorber hintereinander geschaltet. Sobald das Adsorbens des ersten Adsorbers erschöpft ist, wird auf den zweiten Adsorber umgeschaltet.

Das aus der adsorptiven Quecksilber-Abtrennung A abgezogene, von Quecksilber befreite Gasgemisch 3 wird der Kolonne T, die der Abtrennung der unerwünschten Sauergas-Komponenten dient, zugeführt. Der Kolonne T wird im Kopfbereich ein geeignetes Waschmittel 4 zugeführt. Über Kopf der Kolonne T wird das von unerwünschten Sauergas-Komponenten befreite Gasgemisch abgezogen und seiner weiteren Behandlung, bspw. einer Verflüssigung, oder Verwendung zugeführt.