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Title:
OBTAINING XENON FROM GASES CONTAINING METHANE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/188938
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for obtaining a product flow (P) containing Xe, in particular a highly pure product flow (P) containing Xe, from a gaseous input flow (E) containing methane, comprising the following steps: cooling and possibly partially condensing the input flow (E), introducing the input flow (E) into a first column (31), withdrawing a top product in the form of a methane-rich gaseous phase (G) from the top of the first column, withdrawing a bottom product in the form of a (methane-poor) liquid phase (F) containing Xe from the bottom of the first column, introducing the bottom product into a second column (33), and withdrawing the product flow (P) containing Xe from the head of the second column (33). The coldness necessary for the condensers of the two columns and possibly the cooling of the input gas is provided by means of a cooling circuit, which is preferably supplied with coolant from a partial flow of the heated top product of the first column. The invention further relates to a corresponding plant (1) for obtaining Xe.

Inventors:
PETERS, Norbert (Promenadeplatz 10, München, 80333, DE)
SCHMIDT, Hans (Gebhardtstrasse 2d, Wolfratshausen, 82515, DE)
Application Number:
EP2015/001181
Publication Date:
December 17, 2015
Filing Date:
June 11, 2015
Export Citation:
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Assignee:
XENON HOLDING GMBH (Promenadeplatz 10, München, 80333, DE)
International Classes:
F25J3/02; F25J1/00; F25J1/02
Domestic Patent References:
WO2011102747A12011-08-25
Foreign References:
CN201488467U2010-05-26
DD47047A11966-07-25
DD60291A
Other References:
"Thermische Trennverfahren: Grundlagen, Auslegung, Apparate, Kapitel 2 Destillation und Teilkondensation", 28 January 2005, WILEY-VCH, WEINHEIM, ISBN: 978-3-52-731022-7, article KLAUS SATTLER: "Thermische Trennverfahren: Grundlagen, Auslegung, Apparate, Kapitel 2 Destillation und Teilkondensation", pages: 123 - 177, XP055210055, DOI: 10.1002/3527603328
Attorney, Agent or Firm:
BARSKE, Christian (Kramer Barske Schmidtchen Patentanwälte PartG mbB, Landsberger Strasse 300, München, 80687, DE)
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Claims:
Patentansprüche

Verfahren zur Gewinnung eines Xe-haltigen Produktstroms (P), insbesondere eines hochreinen Xe-haltigen Produktstroms (P), aus einem gasförmigen, methanhaltigen Einsatzstrom (E), aufweisend die Schritte:

- Abkühlen und insbesondere Ankondensieren des Einsatzstroms (E),

- Einleiten des Einsatzstroms (E) in eine erste Kolonne (31),

- Abziehen eines Kopfprodukts in Form einer methanreichen gasförmigen Phase (G) aus dem Kopf der ersten Kolonne (31 ),

- Abziehen eines Sumpfprodukts in Form einer methanarmen, Xe-haltigen flüssigen Phase (F) aus dem Sumpf der ersten Kolonne (31),

- Einleiten des Sumpfprodukts in eine zweite Kolonne (33), und

- Abziehen des Xe-haltigen Produktstroms (P) aus dem Kopf der zweiten

Kolonne (33). 2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Kopf der ersten Kolonne (31 ) eine methanreiche, gasförmige Phase (G') abgezogen, in einem ersten Kondensator (32) gegen einen ersten Kältemittelstrom (S) zumindest teilkondensiert und in die erste Kolonne (31) zurückgegeben wird, oder dass der ankondensierte Einsatzstrom (Ε') auf einen obersten Boden der ersten Kolonne (31) gegeben wird; und dass aus dem Sumpf der ersten Kolonne (31 ) eine Xe- haltige flüssige Phase (F) abgezogen wird, in einem ersten Aufkocher gegen den abzukühlenden Einsatzstrom und/oder einen abzukühlenden Kältemittelstrom teilverdampft wird und in die erste Kolonne (31 ) zurückgegeben wird.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass aus dem Kopf der zweiten Kolonne (33) eine Xe-haltige gasförmige Phase (G") abgezogen, in einem zweiten Kondensator (34) gegen einen zweiten Kältemittelstrom (S1) zumindest teilkondensiert und in die zweite Kolonne (33) zurückgegeben wird, und dass aus dem Sumpf der zweiten Kolonne (33) eine kohlenwasserstoffhaltige flüssige Phase abgezogen wird, in einem zweiten Aufkocher gegen den abzukühlenden Einsatzstrom und/oder einen abzukühlenden Kältemittelstrom teilverdampft wird und in die zweite Kolonne (33) zurückgegeben wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abkühlen und insbesondere Ankondensieren des Einsatzstroms (Ε') in einer Wärmeübertragereinheit (30) durchgeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4 und nach Anspruch 2 oder 3, dadurch

gekennzeichnet, dass der erste und/oder der zweite Kondensator (32, 34) in die Wärmeübertragereinheit (30) integriert sind oder separat zu dieser ausgebildet sind, und/oder dass der erste und/oder der zweite Aufkocher in die

Wärmeübertragereinheit (30) integriert sind oder separat zu dieser ausgebildet sind.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass das Kopfprodukt (G) aus der ersten Kolonne (31) in der Wärmeübertragereinheit (30) gegen den abzukühlenden Einsatzstrom (E) und/oder einen abzukühlenden Kälte mitte Istrom angewärmt wird, verdichtet wird (35) und zumindest teilweise in eine Rohrleitung (L) zurückgeführt wird, aus der der Einsatzstrom (E) an einer Entnahmestelle entnommen wird, bevor er die besagte Abkühlung und insbesondere Ankondensation durchläuft, wobei das Kopfprodukt (G) bevorzugt stromab der Entnahmestelle in die Rohrleitung (L) zurückgeführt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Kopfprodukts (G) aus der ersten Kolonne (31 ), insbesondere nach Einstellung des Inertengehalts, verflüssigt wird und als Flüssig-Erdgas-Produkt seiner weiteren Verwendung zugeführt wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche sofern rückbezogen auf Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des methanreichen Kopfprodukts (G) aus der ersten Kolonne (31) als Bestandteil des ersten und/oder zweiten Kältemittelstroms (S, S') verwendet wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass der erste und/oder zweite Kältemittelstrom (S, S') N2 als weiteren Bestandteil aufweisen.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass der Einsatzstrom (E) vor der Abkühlung und insbesondere Ankondensation (30) sowie insbesondere nach der besagten Entnahme aus der Rohrleitung einer Vorbehandlung (2) unterzogen wird.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass das Sumpfprodukt (F) aus der ersten Kolonne (31 ) nach dem Abziehen aus der ersten Kolonne (31 ) auf einen Druck zwischen 1 bar und 10 bar entspannt wird und sodann in die zweite Kolonne (33) gefahren wird.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass das flüssige Sumpfprodukt (F') der zweiten Kolonne (33) in einer oder mehreren weiteren Prozesseinheiten zu spezifikationsgerechten Flüssigprodukten, insbesondere Ethan, LPG, und/oder Gasoline, aufbereitet wird.

13. Anlage zur Gewinnung eines Xe-haltigen Produktstroms (P), insbesondere eines hochreinen Xe-haltigen Produktstroms (P), aus einem gasförmigen,

methanhaltigem Einsatzstrom (E), mit:

- einer ersten Kolonne (31) zum Auftrennen des Einsatzstromes (E) in ein

Kopfprodukt (G) in Form einer methanreichen, gasförmigen Phase und ein Sumpfprodukt in Form einer methanarmen, Xe-haltigen flüssigen Phase,

- einer zweiten Kolonne zum Auftrennen des Sumpfprodukts der ersten Kolonne in ein Kopfprodukt in Form jenes Xe-haltigen Produktstroms (P) sowie ein Sumpfprodukt in Form einer kohlenwasserstoffhaltigen flüssigen Phase, wobei die erste Kolonne (31) mit der zweiten Kolonne (33) in Strömungsverbindung (303) steht, so dass das Sumpfprodukt aus der ersten Kolonne in die zweite Kolonne führbar ist, und

- einer Wärmeübertragereinheit (30) zum Abkühlen und insbesondere

Ankondensieren des Einsatzstroms (E), wobei die Wärmeübertragereinheit (30) mit der ersten Kolonne (31 ) in Strömungsverbindung (300) steht, so dass der abgekühlte und insbesondere ankondensierte Einsatzstrom (Ε') aus der Wärmeübertagereinheit (30) in die erste Kolonne (31 ) führbar ist.

14. Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf der ersten Kolonne (31 ), insbesondere über die Wärmeübertrageeinheit (30), mit einem Kältekreislauf (K) der Anlage (1) in Strömungsverbindung (400, 401 ) bringbar ist, so dass das Kopfprodukt (G) der ersten Kolonne als Kältelmittelstrom (K, Κ', K", K"\ S, S') in den Kältekreislauf (K) einleitbar ist.

15. Anlage nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf der erste Kolonne (31 ) mit einem ersten Kondensator (32) in Strömungsverbindung steht, der wiederum mit dem Kältekreislauf (K) in Strömungsverbindung (404, 406) steht, so dass eine aus dem Kopf der ersten Kolonne (31) abgezogene

methanreiche, gasförmige Phase (G') im ersten Kondensator (32) gegen einen ersten Kältemittelstrom (S) des Kältekreislaufs (K) zumindest teilkondensierbar und in die erste Kolonne (31 ) zurückführbar ist, und/oder dass der Kopf der zweiten Kolonne (33) mit einem zweiten Kondensator (34) in

Strömungsverbindung steht, der mit dem Kältekreislauf (K) in

Strömungsverbindung (405, 407) steht, so dass eine aus dem Kopf der zweiten

Kolonne (33) abziehbare Xe-haltige gasförmige Phase (G") in dem zweiten Kondensator (34) gegen einen zweiten Kältemittelstrom (S') des Kältekreislaufs (K) zumindest teilkondensierbar und in die zweite Kolonne (33) zurückführbar ist.

Description:
Beschreibung

Xenon-Gewinnung aus methanhaltigen Gasen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Xe gemäß Anspruch 1 sowie eine Anlage zur Gewinnung von Xe gemäß Anspruch 13.

Xenon (Xe) wurde bisher nur als Xenon-Krypton-Gemisch aus den Restgasen der Ammoniak- bzw. Methanolsynthese gewonnen, in denen neben ca. 100 ppmV Xe und Kr und ca. 1 Vol.-% bis 2 Vol.-% Ar und N 2 und weniger als ca. 0,2 Vol.-% C 2+ (Kohlenwasserstoffe mit zwei oder mehr Kohlenstoffatomen) nur noch Methan vorkommt. Derartige Verfahren zur Gewinnung von Xe sind z.B. aus der DE3922723 A1 , DE3922594 A1 , SU1262224 A1 sowie JA1973026694A_P bekannt. Diese Verfahren sind vergleichsweise komplex und erfordern einen hohen Aufwand an Apparaten und Maschinen. Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, derartige Verfahren auch auf höhere Xe-Gehalte auszudehnen und des Weiteren zu

vereinfachen.

Dieses Problem wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den entsprechenden Unteransprüchen angegeben bzw. werden nachfolgend beschrieben.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Gewinnung eines Xe-haltigen Produktstroms, insbesondere eines hochreinen Xe-haltigen Produktstroms, aus einem gasförmigen, methanhaltigem Einsatzstrom, sieht dabei die Schritte vor:

- Abkühlen und eventuell Ankondensieren (teilweises Kondensieren) des

Einsatzstroms,

- Einleiten des Einsatzstroms in eine erste Kolonne,

- Abziehen eines Kopfprodukts in Form einer methanreichen gasförmigen Phase aus dem Kopf der ersten Kolonne,

- Abziehen eines Sumpfprodukts in Form einer methanarmen, Xe-haltigen flüssigen Phase aus dem Sumpf der ersten Kolonne, - Einleiten des Sumpfprodukts bzw. der Xe-haltigen flüssigen Phase in eine zweite Kolonne, und

- Abziehen des Xe-haltigen Produktstroms aus dem Kopf der zweiten Kolonne. Bei dem Einsatzstrom bzw. Einsatzgas kann es sich z.B. um Erdgas handeln, das z.B. direkt aus einer Pipeline entnommen wird. Ein derartiges Einsatzgas weist bevorzugt 0 Vol.-% bis 5 Vol.-% N 2 , 90 Vol.-% bis 98 Vol.-% CH 4 , 1 Vol.-% bis 5 Vol.-% C 2 H 6 , 0 Vol.-% bis 3 Vol.-% C3+ (hierbei bezeichnet C 3 + Kohlenwasserstoffe mit 3 oder mehreren Kohlenstoffatomen) sowie einen Volumenanteil von Xe und Kr auf, der geringer ist als 0,1 Vol.-%.

Bei dem Einsatzgas bzw. Einsatzstrom kann es sich weiterhin auch um ein

Erdölbegleitgas handeln. Ein derartiges Einsatzgas weist bevorzugt 0 Vol.-% bis 5 Vol.- % N 2 , 40 Vol.-% bis 80 Vol.-% CH 4 , 10 Vol.-% bis 20 Vol.-% C 2 H 6 , 5 Vol.-% bis 15 Vol.- % C3H8 auf sowie einem Volumenanteil von C 4+ , der geringer ist als 3 bis 10 Vol.-%, sowie ferner einen Volumenanteil von Xe und Kr, der geringer ist als 0,1 Vol.-% (bei C 4 + handelt es sich um Kohlenwasserstoffe, die vier oder mehr Kohlenstoffatome aufweisen). Weiterhin kann es sich bei dem Einsatzgas- bzw. ström auch um ein Restgas aus der Ammoniak- oder Methanolsynthese handeln, das einen Volumenanteil von CH 4 aufweist, der insbesondere oberhalb von 98 Vol.-% liegt, wobei der Volumenanteil von Xe insbesondere geringer als 10 ppmV und der Volumenanteil von Kr insbesondere geringer als 200 ppmV ist.

Weiterhin wird im Sinne der Erfindung unter einem hochreinen Xe-haltigen

Produktstrom ein Xe-Produktstrom verstanden, der neben Xe lediglich

Verunreinigungen (andere Komponenten) unterhalb von 10ppmV aufweist. Im Hinblick auf das Kopfprodukt der ersten Kolonne bedeutet methanreich bevorzugt, dass das Kopfprodukt neben CH 4 lediglich Verunreinigungen unterhalb von 2 Vol.-% bis 0 Vol.-% enthält, insbesondere je nach Gehalt an N 2 und Ar des Einsatzgases. Im Hinblick auf das Sumpfprodukt der ersten Kolonne bedeutet methanarm bevorzugt, dass das Sumpfprodukt Methan lediglich im Bereich von 0 ppmV bis 10 ppmV aufweist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass aus dem Kopf der ersten Kolonne eine methanreiche, gasförmige Phase abgezogen, in einem ersten Kondensator gegen einen ersten Kältemittelstrom zumindest teilweise kondensiert und die entstandene Flüssigkeit als Rücklauf in die erste Kolonne zurückgegeben wird, um die Xe-Konzentration im Kopfprodukt zu minimieren und damit die Xe-Ausbeute des Prozesses zu maximieren. Alternativ hierzu besteht die Möglichkeit, dass der ankondensierte Einsatzstrom auf einen obersten Boden der ersten Kolonne gegeben wird. Ferner wird bevorzugt aus dem Sumpf der ersten Kolonne eine Xe-haltige flüssige Phase abgezogen, die in einem ersten

Aufkocher (z.B. Umlaufverdampfer) gegen warme Prozessströme (z.B. Einsatzgas bzw. -ström, Kältemittestrom, insbesondere Hochdruck-Kältemittel) teilweise verdampft wird und in die erste Kolonne zurückgegeben wird, um die Xe-Ausbeute zu maximieren und die Sumpfkonzentration an Methan einzustellen. Alternativ kann der Abzug der Xe- haltigen flüssigen Phase auch vom zweituntersten Boden der Kolonne erfolgen, wenn dadurch eine bessere Kältenutzung bei der teilweisen Verdampfung dieses Stromes möglich ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist weiterhin vorgesehen, dass aus dem Kopf der zweiten Kolonne eine Xe-haltige gasförmige Phase abgezogen, in einem zweiten Kondensator gegen einen zweiten Kältemittelstrom zumindest teilweise kondensiert und in die zweite Kolonne

zurückgegeben wird, um ein hochreines Xe-Kopfprodukt einzustellen. Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass aus dem Sumpf der zweiten Kolonne eine

kohlenwasserstoffhaltige (insbesondere C2- flüssige Phase abgezogen wird, in einem zweiten Aufkocher (z.B. Umlaufverdampfer) teilweise verdampft wird und in die zweite Kolonne zurückgegeben wird, um die Restkonzentration von Xe im Sumpfprodukt der zweiten Kolonne zu minimieren und damit die Xe-Ausbeute des Prozesses zu maximieren. Alternativ kann der Abzug der kohlenwasserstoffhaltigen flüssigen Phase auch vom zweituntersten Boden der Kolonne erfolgen, wenn dadurch eine bessere Kältenutzung bei der teilweisen Verdampfung dieses Stromes möglich ist. Durch das Rückführen der zumindest teilweise kondensierten gasförmigen Phase in den Kopf der jeweiligen Kolonne sowie das Zurückführen der teilweise verdampften flüssigen Phase in den Sumpf/unteren Bereich der jeweiligen Kolonne wird

sichergestellt, dass die gasförmige und die flüssige Phase die jeweilige Kolonne im Gegenstrom durchlaufen, was eine effektive Rektifikation in den Kolonnen ermöglicht.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist weiterhin vorgesehen, dass das Abkühlen und eventuell Ankondensieren des

Einsatzstroms in einer Wärmeübertragereinheit gegen den kalten Produktstrom bzw. kalte Produktströme und/oder einen oder mehrere kalte Kältemittelströme durchgeführt wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist weiterhin vorgesehen, dass der erste und/oder der zweite Kondensator in die

Wärmeübertragereinheit integriert sind oder separat zu dieser ausgebildet sind.

Weiterhin können auch der erste und/oder der zweite Aufkocher in die

Wärmeübertragereinheit integriert oder separat zu dieser ausgebildet sein.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen

Verfahrens ist vorgesehen, dass das Kopfprodukt aus der ersten Kolonne in der Wärmeübertragereinheit gegen abzukühlendes Einsatzgas (Einsatzstrom) und/oder einen oder mehrere abzukühlende Kältemittelströme angewärmt wird, verdichtet wird und zumindest teilweise in eine Rohrleitung bzw. Pipeline zurückgeführt wird, aus der der Einsatzstrom an einer Entnahmestelle zuvor entnommen wurde (die insbesondere stromauf der besagten Abkühlung bzw. Ankondensation des Einsatzstromes liegt).

Alternativ bzw. ergänzend hierzu kann ein Teil des Kopfprodukts (oder das gesamte Kopfprodukt) aus der ersten Kolonne nach Einstellung des Inertengehalts (z.B. N 2 , Ar) auf werte unter 1 Vol.-% bis 2 Vol.-% verflüssigt und als Flüssigerdgas-Produkt (LNG) gelagert werden.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass zumindest ein Teil des methanreichen Kopfprodukts aus der ersten Kolonne einen Bestandteil des ersten und/oder zweiten

Kältemittelstroms bzw. der oben genannten Kältemittelströme bildet, also in einen entsprechenden Kältekreislauf eingespeist wird. Ein derartiger Teilstrom des

Kopfprodukts der ersten Kolonne (Rückgas) kann z.B. über ein Ventil in einen geschlossenen Kältemittelkreislauf eingespeist werden. Im besagten Kältemittelkreislauf wird bevorzugt eine Verdichtung des

Kältemittelstromes durchgeführt (z.B. eine ein- oder zweistufige Vorverdichtung des Kältemittelstromes gefolgt von einer weiteren Verdichtung, z.B. mittels eines Boosters) und Abkühlung auf ca. Umgebungstemperatur mittels Wasser- oder Luftkühlung.

Hiernach wird der Kältemittelstrom bevorzugt in die Wärmeübertragereinheit geleitet, in der der Kältemittelstrom abgekühlt wird. Anschließend wird der Kältemittelstrom bevorzugt in einen ersten und einen zweiten Kältemittelstrom aufgeteilt, wobei der erste Kältemittelstrom bevorzugt einem Expander zugeführt wird und dort

arbeitsleistend expandiert wird (jene Arbeit kann zum Antreiben des besagten Boosters verwendet werden), und wobei der zweite Kältemittelstrom bevorzugt in der

Wärmeübertragereinheit unterkühlt wird und hiernach wiederum in einen ersten und einen zweiten Kältemittelstrom aufgeteilt wird. Diese beiden letzteren Kältemittelströme werden bevorzugt jeweils entspannt, wobei der erste dieser Kältemittelströme in den ersten Kondensator und der zweite dieser Kältemittelströme in den zweiten

Kondensator eingeleitet wird und dort jeweils die aus dem Kopf der ersten bzw.

zweiten Kolonne abgezogene gasförmige Phase zumindest teilweise kondensiert. Anschließend werden die beiden hierbei zumindest teilweise verdampften

Kältemittelströme sowie der expandierte erste Kältemittelstrom (Austrittsstrom des Expanders) bevorzugt zusammengeführt und miteinander vermischt. Der

solchermaßen wieder vereinte Kältemittelstrom K wird bevorzugt durch die

Wärmeübertragereinheit geführt und anschließend wieder zur besagten Verdichtung gefahren (siehe oben), so dass sich der Kältekreislauf schließt.

Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass der erste und/oder der zweite Kältemittelstrom bzw. der Kältemittelstrom durch von außen zugeführten Stickstoff an N 2 angereichert werden, um den Joule-Thomson-Effekt im Kältekreislauf beim Expandieren bzw.

Entspannen zu verstärken.

Weiterhin kann je nach Beschaffenheit des Einsatzstromes eine Vorbehandlung des Einsatzgases bzw. -Stromes durchgeführt werden, bei der insbesondere CO2 und H2O sowie ggf. sonstige ausfrierbare Komponenten entfernt werden, die der nachfolgenden Tieftemperaturzerlegung schaden könnten (siehe auch unten). Bevorzugt wird hierbei jene Vorbehandlung nach der besagten Entnahme des Einsatzgases aus der heranführenden Pipeline/Rohrleitung sowie stromauf der Abkühlung und eventuell Ankondensation durchgeführt. Weiterhin ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass das Sumpfprodukt aus der ersten Kolonne nach dem Abziehen aus der ersten Kolonne auf einen Druck zwischen 1 bar und 10 bar entspannt wird und sodann in die zweite Kolonne gefahren wird. Das in der zweiten Kolonne anfallende (methanarme bzw. -freie) Sumpfprodukt enthält die restlichen, schwereren Kohlenwasserstoffe des Einsatzgases und kann nach Anwärmung/Verdampfung in der Wärmeübertragereinheit als Brenngas verwendet werden. Alternativ hierzu kann jenes Sumpfprodukt mittels einer Pumpe auf einen Druck gebracht werden, damit es nach Verdampfung und Anwärmung in der

Wärmeübertragereinheit oder einem separaten Wärmeübertrager gegen das

Einsatzgas oder den abzukühlenden Kältemittelstrom wieder zurück in die Rohrleitung des Einsatzgases geführt werden kann, bevorzugt stromab der Entnahmestelle des Einsatzgases. Alternativ kann das flüssige Sumpfprodukt in einer oder mehreren weiteren Prozesseinheiten zu spezifikationsgerechten Flüssigprodukten (z.B. Ethan, LPG, Gasoline) aufbereitet werden.

Schließlich kann das (hochreine) Xe-Kopfprodukt der zweiten Kolonne gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach Anwärmung gegen abzukühlendes Einsatzgas (Einsatzstrom) und/oder den abzukühlenden Kältemittelstrom bzw. abzukühlende Kältemittelströme in der Wärmeübertragereinheit auf vorzugsweise 50 bar bis 200 bar komprimiert und in Flaschen abgefüllt werden.

Grundsätzlich kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. in der

entsprechenden Anlage eine Wärmeübertragereinheit verwendet werden, die als einzelner Wärmeübertrager (z.B. Plattenwärmeübertrager) ausgestaltet ist, in dem alle Prozessströme miteinander Wärme tauschen, oder mehrere separate

Wärmeübertrager aufweist, die miteinander über Rohrleitungen verbunden sind. Für den Fall, dass separate Wärmeübertrager vorliegen, werden der oder die

Kältemittelströme bevorzugt getrennt von den Einsatzströmen gefahren.

Weiterhin wird das erfindungsgemäße Problem durch eine Anlage mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anlage sind in den entsprechenden Unteransprüchen angegeben bzw. werden nachfolgend beschrieben.

Gemäß Anspruch 13 weist die Anlage zur Gewinnung eines Xe-haltigen

Produktstroms, insbesondere eines hochreinen Xe-haltigen Produktstroms, aus einem gasförmigen, methanhaltigem Einsatzstrom, die folgenden Merkmale auf:

- eine erste Kolonne zum Auftrennen des Einsatzstromes in ein Kopfprodukt in Form einer methanreichen, gasförmigen Phase und ein Sumpfprodukt in Form einer methanarmen, Xe-haltigen flüssigen Phase,

- eine zweite Kolonne zum Auftrennen des Sumpfprodukts der ersten Kolonne in ein Kopfprodukt in Form jenes Xe-haltigen Produktstroms sowie ein Sumpfprodukt in Form einer kohlenwasserstoffhaltigen flüssigen Phase, wobei die erste Kolonne mit der zweiten Kolonne in Strömungsverbindung steht, so dass das Sumpfprodukt aus der ersten Kolonne in die zweite Kolonne führbar ist, und

- eine Wärmeübertragereinheit zum Abkühlen und eventuell Ankondensieren des Einsatzstroms, wobei die Wärmeübertragereinheit mit der ersten Kolonne in Strömungsverbindung steht, so dass der ankondensierte Einsatzstrom aus der Wärmeübertagereinheit in die erste Kolonne führbar ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage ist vorgesehen, dass der Kopf der ersten Kolonne, insbesondere über die

Wärmeübertrageeinheit, mit einem Kältekreislauf der Anlage in Strömungsverbindung bringbar ist bzw. steht, so dass das Kopfprodukt der ersten Kolonne als

Kältemittelstrom in den Kältekreislauf einleitbar und dort verwendbar ist.

Weiterhin ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage vorgesehen, dass der Kopf der erste Kolonne mit einem ersten Kondensator in Strömungsverbindung steht, der wiederum mit dem Kältekreislauf in

Strömungsverbindung steht, so dass eine aus dem Kopf der ersten Kolonne abgezogene methanreiche, gasförmige Phase im ersten Kondensator gegen einen ersten Kältemittelstrom des Kältekreislaufs zumindest ankondensierbar und in die erste Kolonne zurückführbar ist, und/oder dass der Kopf der zweiten Kolonne mit einem zweiten Kondensator in Strömungsverbindung steht, der mit dem Kältekreislauf in Strömungsverbindung steht, so dass eine aus dem Kopf der zweiten Kolonne abziehbare Xe-haltige, gasförmige Phase in dem zweiten Kondensator gegen einen zweiten Kältemittelstrom des Kältekreislaufs zumindest ankondensierbar und in die zweite Kolonne zurückführbar ist.

Weitere Merkmale bzw. bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anlage ergeben sich auch aus den im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Merkmalen sowie aus allen sinnvollen Kombinationen der im Rahmen der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschriebenen Merkmale der

erfindungsgemäßen Anlage. Bevorzugt werden zur Tieftemperaturzerlegung des Einsatzgases (neben dem

Kältekreislauf sowie den Wärmeübertragern, Verdichtern und dem Expander) im erfindungsgemäßen Verfahren bzw. bei der erfindungsgemäßen Anlage lediglich zwei Kolonnen verwendet. Zusammenfassend ermöglicht die Erfindung die Herstellung eines hochreinen Xe- Produktes mit Verunreinigungen im einstelligen ppmV-Bereich. Diese Spezifikation wird dabei mit nur zwei Kolonnen erreicht (siehe oben), ohne zusätzliche Feinreinigung (der Prozess kann so geführt werden, dass trotz hohem Anteil von Kr im Xe+Kr-Anteil des Einsatzgases nur noch wenige ppmV Kr im Xe-Produkt vorliegen). Weiterhin handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren um ein energetisch günstiges Verfahren, das einen geringen apparativen Aufwand aufweist und damit

vergleichsweise kostengünstig ist. Das Verfahren ist auch einsetzbar für sehr schwere Einsatzgase (z.B. Erdölbegleitgase) und sehr methanreiche Gase (z.B. Restgase aus der Ammoniak- oder Methanolsynthese, siehe oben). Weiterhin lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Xe-Ausbeuten von 90% bis 95% ohne große

Verschlechterung des Energiebedarfs erreichen; erst bei Ausbeuten oberhalb von 95 % steigt der Energiebedarf merklich an.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sollen bei den nachfolgenden

Figurenbeschreibungen von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaubild eines erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. einer

erfindungsgemäßen Anlage; und Fig. 2 ein Detail der Figur 1 ;

Figur 1 zeigt im Zusammenhang mit Figur 2 eine Ausführungsform des

erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. einer erfindungsgemäßen Anlage zur Gewinnung von Xenon (Xe) aus einem methanhaltigen (sowie Xe enthaltenden) Einsatzgas bzw. Einsatzstrom E. Die angegebenen Temperaturen und Drücke sind beispielhafte, bevorzugte Werte. Andere Verfahrensführungen sind nicht ausgeschlossen.

Bei dem Verfahren wird ein Einsatzstrom E bereitgestellt, bei dem es sich z.B. um Erdgas handeln kann, das z.B. in einer Pipeline bzw. Rohrleitung L geführt wird. Das Erdgas kann z.B. einer Ppipeline-Spezifikation entsprechen, bei der das Einsatzgas bzw. der Einsatzstrom E gemäß einem Beispiel der Erfindung 0 Vol.-% bis 5 Vol.-% 2, 90 Vol.-% bis 98 Vol.-% CH 4 , 1 Vol.-% bis 5 Vol.-% C 2 H 6 , 0 Vol.-% bis 3 Vol.-% C 3+ , sowie einen Volumenanteil von Xe und Kr enthält, der geringer ist als 0,1 Vol.-%.

Bei dem Einsatzgas E kann es sich gemäß weiteren Beispielen der Erfindung auch um methanhaltige Erdölbegleitgase oder um methanhaltige Restgase aus verschiedenen Syntheseprozessen handeln, z.B. um Erdölbegleitgase mit 0 Vol.-% bis 5 Vol.-% N2, 40 Vol.-% bis 80 Vol.-% CH 4 , 10 Vol.-% bis 20 Vol.-% C 2 H 6 , 5 Vol.-% bis 15 Vol.-% C 3 H 8 , sowie mit einem Volumenanteil von C 4+ , der geringer ist als 3 Vol.-% bis 10 Vol.-%, sowie mit einem Volumenanteil von Xe und Kr, der geringer ist als 0, 1 Vol.-%.

Bei einem Restgas aus verschiedenen Syntheseprozessen kann es sich gemäß einem Beispiel der Erfindung um ein Restgas aus der Ammoniak- oder Methanolsynthese handeln, mit einem Volumenanteil von CH 4l der oberhalb von 98 Vol.-% liegt, wobei der Volumenanteil von Xe geringer als 10 ppmV und der Volumenanteil von Kr geringer als 200 ppmV ist.

Optional wird der bereitgestellte Einsatzstrom E, insbesondere je nach Gasqualität, einer Vorbehandlung bzw. Vorreinigung 2 unterzogen (siehe auch Figur 2). Hierbei wird der Einsatzstrom E über eine Strömungsverbindung 204 (z.B. Rohrleitung) sowie insbesondere über ein regelbares Ventil 203, mit dem der Einsatzstrom E regelbar ist, in die Anlage 1 eingeführt. Bevorzugt wird der Einsatzstrom E weiterhin verdichtet (nicht dargestellt), insbesondere falls der Druck des Einsatzgases E unter ca. 10 bar liegt. Über die Strömungsverbindung 204 wird der Einsatzstrom E in eine Prozesseinheit 24 zur CC>2-Entfernung geführt, in der der Einsatzstrom E z.B. einer Aminwäsche zur Entfernung von CO2 25 bzw. Sauergasen aus dem Einsatzgasstrom E unterzogen wird. Die Wärme zur Regenerierung des dabei verwendeten, beladenen Waschmittels kann z.B. durch Heißöl 26a bereitgestellt werden. Anfallendes Abwasser 27a wird abgeführt. Alternativ kann die Entfernung von C0 2 /Sauergasen aus dem Einsatzstrom E in einer Molsiebstation mit optionaler, sich anschließender Trocknung des Einsatzstromes E durchgeführt werden. Sofern Quecksilber (Hg) im Einsatzstrom E vermutet wird bzw. enthalten ist, kann der Einsatzstrom E stromauf der Einheit zur C0 2 -Entfernung 24 z.B. mittels der Ventile 230, 231 , 232 über einen

Quecksilberadsorber 23 geführt werden (Schließen des Ventils 230 sowie Öffnen der Ventile 231 und 232, die in Strömungsverbindung mit jenem Adsorber 23 stehen (nicht dargestellt)). Aus der CGvEntfernung wird das Einsatzgas E sodann über eine

Strömungsverbindung 208 (z.B. Rohrleitung) in eine Einheit zur Trocknung 28 des Einsatzgases E geführt, in der H2O aus dem Einsatzgasstrom E entfernt wird. Zur Trocknung verwendete Wärme kann hierbei wiederum mittels eines Heißöls 26b als Wärmeträger bereitgestellt werden. Bei der Trocknung 28 anfallendes Abwasser 27b wird abgeführt. Das solchermaßen vorbehandelte Einsatzgas E' wird dann dem

Tieftemperaturzerlegungsteil des Verfahrens bzw. der Anlage 1 zugeführt (vgl. Figur 1 ), in dem die Xe-Gewinnung aus dem (ggf. wie oben vorbehandelten) Einsatzstrom E' durchgeführt wird.

Hierzu wird der Einsatzstrom E' über eine Strömungsverbindung (z.B. Rohrleitung) 300 einer Wärmeübertragereinheit 30 zugeführt, in der der Einsatzstrom E auf ca. -1 10°C abgekühlt und inbesondere ankondensiert wird. Der hierdurch ggf. als zweiphasiges Gemisch (flüssig/gasförmig) vorliegende Einsatzstrom E' wird insbesondere über ein Ventil 301 in eine erste Kolonne 31 (Rektifikationskolonne) geführt, die einen Druck von ca. 8 bar aufweist, wobei die sich im Sumpf ansammelnde, Xe-haltige und methanarme flüssige Phase aus dem Sumpf abgezogen wird, in einem ersten

Aufkocher zumindest teilweise verdampft wird und bei ca. -30°C wieder in die erste Kolonne 31 zurückgeführt wird. Der erste Aufkocher kann dabei gemäß Fig. 1 in die Wärmeübertragereinheit 30 integriert sein, wozu die erste Kolonne 31 über

entsprechende Strömungsverbindungen 304 mit der Wärmeübertragereinheit 30 verbunden ist, so dass jene Xe-haltige flüssige Phase aus der ersten Kolonne 31 in den dort integrierten ersten Aufkocher führbar, dort teilweise verdampfbar und als zweiphasiger Strom wieder in die erste Kolonne 31 zurückführbar ist. Alternativ kann der Abzug der Xe-haltigen flüssigen Phase auch vom zweituntersten Boden der ersten Kolonne 31 erfolgen, wenn dadurch eine bessere Kältenutzung bei der teilweisen Verdampfung dieses Stromes möglich ist. Alternativ kann ein separater Wärmeübertrager als erster Aufkocher verwendet werden. In beiden Fällen wird die besagte Xe-haltige flüssige Phase aus dem Sumpf der ersten Kolonne 31 gegen den Einsatzstrom E' oder einen Kältemittelstrom K' (siehe unten) erhitzt bzw. teilverdampft. Weiterhin wird aus dem Kopf der ersten Kolonne 31 eine methanreiche, gasförmige Phase G' abgezogen, in einen ersten Kondensator 32 geführt, dort gegen den Kältemittelstrom S (siehe unten) zumindest teilweise kondensiert und in die erste Kolonne 31 bei ca. -130°C zurückgegeben.

Weiterhin wird aus dem Kopf der ersten Kolonne 31 als Kopfprodukt eine ChU-reiche gasförmige Phase G abgezogen, die als Rückgas G bezeichnet wird und Methan und Inertgase wie N2 und Ar, Kr enthält. Dieses Kopfprodukt der ersten Kolonne 31 wird in der Wärmeübertragereinheit 30 gegen den abzukühlenden Einsatzstrom und/oder den abzukühlenden Kältemittelstrom bis auf ca. 20°C angewärmt, über eine

Strömungsverbindung 307 einem Verdichter 35 zugeführt, dort verdichtet und in den Einsatzstrom E bzw. die Pipeline/Rohrleitung L zurückgeführt, insbesondere stromab der Abzweigung/Entnahmestelle zur Vorbehandlung 2. Alternativ hierzu besteht die Möglichkeit, das besagte Kopfprodukt nach teilweiser Entfernung der Inertgase zu verflüssigen und als LNG-Produkt weiter zu verwerten.

Zur Gewinnung des Xe wird weiterhin eine als Sumpfprodukt aus dem Sumpf der ersten Kolonne 31 abgezogene, Xe-haltige sowie methanarme flüssige Phase F entspannt (z.B. über Ventil 302), und zwar bevorzugt auf einen Druck zwischen 1 bar und 10 bar, und wird sodann über eine Strömungsverbindung 303 (z.B. Rohrleitung) in eine zweite Kolonne 33 gefahren (sogenannte Xenon-Anreicherungskolonne), in der Xe angereichert wird. In der flüssigen Phase F ist so gut wie kein Methan mehr enthalten (< 1 ppmV), jedoch noch die schwereren Kohlenwasserstoffe (C2+) aus dem Einsatzgas E.

Aus dem Sumpf der zweiten Kolonne 33, die in unserem Beispiel bei ca. 3 bar betrieben wird, wird bei ca. -60°C ein Sumpfprodukt in Form einer flüssigen Phase F' abgezogen, das jene schwereren Kohlenwasserstoffe, wie z.B. C2+ enthält e nach Einsatzgas E) und ggf. über eine Strömungsverbindung 308 (z.B. Rohrleitung) seiner weiteren Verwendung zugeführt wird. Dieses Sumpfprodukt F' kann z.B. nach

Anwärmung/Verdampfung gegen den abzukühlenden Einsatzstrom und/oder den abzukühlenden Kältemittelstrom in der Wärmeübertragereinheit 30 als Brenngas 38 verwendet werden. Alternativ kann dieses Sumpfprodukt nach Druckerhöhung in der Wärmeübertragereinheit 30 (oder in einem separaten Wärmeübertrager) verdampft werden (z.B. gegen den Einsatzstrom E oder den Kältemittelstrom K') und in die Pipeline/Rohrleitung L zurückgegeben werden. Alternativ kann das flüssige

Sumpfprodukt in einer oder mehreren weiteren Prozesseinheiten zu

spezifikationsgerechten Flüssigprodukten (z.B. Ethan, LPG, Gasoline) aufbereitet werden.

Weiterhin wird eine sich im Sumpf der zweiten Kolonne 33 ansammelnde,

kohlenwasserstoffhaltige flüssige Phase aus dem Sumpf der zweiten Kolonne 33 abgezogen, in einem zweiten Aufkocher teilweise verdampft und bei ca. -60°C wieder in die zweite Kolonne 33 zurückgeführt. Alternativ kann der Abzug der

kohlenwasserstoffhaltigen flüssigen Phase auch vom zweituntersten Boden der Kolonne erfolgen, wenn dadurch eine bessere Kältenutzung bei der teilweisen

Verdampfung dieses Stromes möglich ist. Der zweite Aufkocher kann dabei wiederum gemäß Fig. 1 in die Wärmeübertragereinheit 30 integriert sein, wozu die zweite Kolonne 33 über eine entsprechende Strömungsverbindung 305 mit der

Wärmeübertragereinheit 30 verbunden ist, so dass jene kohlenwasserstoffhaltige flüssige Phase aus der ersten Kolonne 33 in den dort integrierten zweiten Aufkocher führbar, dort teilweise verdampfbar und als zweiphasiger Strom wieder in die zweite Kolonne 33 zurückführbar ist. Alternativ kann ein separater Wärmeübertrager als zweiter Auf kocher verwendet werden. In beiden Fällen wird die besagte

kohlenwasserstoffhaltige flüssige Phase aus dem Sumpf der zweiten Kolonne 33 gegen den Einsatzstrom E' oder den Kältemittelstrom K' (siehe unten) erhitzt bzw. verdampft. Weiterhin wird aus dem Kopf der zweiten Kolonne 33 eine Xe-haltige, gasförmige Phase G" abgezogen, in einen zweiten Kondensator 34 geführt, dort gegen den Kältemittelstrom S' (siehe unten) zumindest teilkondensiert und in die zweite Kolonne 33 zurückgegeben.

Als Kopfprodukt bzw. Produktstrom P wird aus der zweiten Kolonne 33 bei ca. -1 10°C schließlich hochreines Xe oder ein hochreines Xe-Kr-Gemisch (je nach Einsatzgas E) mit weniger als 10 ppmV Verunreinigungen an Methan und Ethan abgezogen. Dieser Produktstrom P wird dann bevorzugt über eine Strömungsverbindung 306 der Wärmeübertragereinheit 30 zugeführt, dort auf ca. 20°C angewärmt und kann nach Verdichtung 37 und nachfolgender Kühlung 36 bei z.B. 50 bar bis 200 bar Druck in Flaschen abgefüllt werden.

Zur Bereitstellung der im Zerlegungsteil Z benötigten Kälteleistung ist ein

geschlossener Kältekreislauf K vorgesehen, wobei als Kältemittel bzw. Kältemittelstrom Κ', K", K'", S, S' bevorzugt zumindest ein Teilstrom des besagten Rückgases G verwendet wird. Hierzu kann stromab des Verdichters 35 eine Strömungsverbindung (z.B. Rohrleitung) 400 zum Kältekreislauf K vorgesehen sein, so dass das Rückgas G bzw. K' z.B. über ein Ventil 401 in den Kältekreislauf K einspeisbar ist.

Im Kältekreislauf K erfolgt eine ein- oder zweistufige Vorverdichtung in einem ersten Kreislaufverdichter 40, 41 auf ca. 40 bar mit jeweils nachgeschalteter Kühlung (z.B. jeweils mittels eines Wärmeübertragers 42 bzw. 43) auf ca. 40°C. Sodann wird der Kältemittelstrom K' mittels eines zweiten Kreislaufverdichters 44 (Booster) weiter verdichtet auf ca. 55 bar und auf ca. 40°C abgekühlt (z.B. mittels eines

Wärmeübertragers 45). Hiernach wird der Kältemittelstrom K' über eine

Strömungsverbindung 402 der Wärmeübertragereinheit 30 zugeführt, in der der

Kältemittelstrom K' gegen insbesondere einen oder mehrere (anzuwärmende) Ströme (z.B. Produkt- oder Kältemittelstrom) auf ca. -50°C abgekühlt wird.

Nach Verlassen der Wärmeübertragereinheit 30 wird der Kältemittestrom K' sodann in einen ersten und einen zweiten Kältemittelstrom K", K'" aufgeteilt, wobei der erste Kältemittelteilstrom K", der bevorzugt 25% bis 99% des Volumenstroms des

Kältemittelstroms K' aufweist, einem Expander 46 zugeführt wird und dort

arbeitsleistend auf ca. 7 bar expandiert wird, wobei jene Arbeit zum Antreiben des Boosters 44 verwendet werden kann. Der zweite Kältemittelstrom K'" wird der

Wärmeübertragereinheit 30 über eine von der Strömungsverbindung 402 abzweigende Strömungsverbindung (z.B. Rohrleitung) 403 zugeführt und dort vorzugsweise gegen anzuwärmende Produktströme und/oder anzuwärmende Kältemittelströme kondensiert und auf ca. -130°C unterkühlt. Hiernach wird der zweite Kältemittelstrom K'" wiederum in einen ersten und einen zweiten Kältemittelstrom S, S' aufgeteilt, wobei diese beiden Kältemittelströme S, S' jeweils über eine Strömungsverbindung 404, 405 je einer Drossel 410 bzw. 41 1 zugeleitet werden, dort auf ca. 7 bar entspannt werden und in den ersten bzw. zweiten Kondensator 32, 34 eingeleitet werden, um dort jeweils die aus dem Kopf der ersten bzw. zweiten Kolonne 31 , 32 abgezogene gasförmige Phase G', G" zumindest teilweise zu kondensieren. Die beiden Kältemittelteilströme S, S' werden dabei jeweils im zugeordneten Kondensator 32, 34 zumindest teilweise verdampft. Anschließend werden die beiden Kältemittelströme S, S' sowie der expandierte erste Kältemittelteilstrom K" (Austrittsstrom des Expanders 46) über je eine Strömungsverbindung 406, 407, 408 zusammengeführt und miteinander vermischt. Der solchermaßen wieder vereinte Kältemittelstrom K wird in der

Wärmeübertragereinheit 30 gegen den abzukühlenden Einsatzstrom und/oder den abzukühlenden Kältemittelstrom bis auf ca. 20°C angewärmt und über eine

Strömungsverbindung 409 (z.B. Rohrleitung) zum ersten Kreislaufverdichter 40, 41 gefahren, so dass sich der Kältekreislauf K schließt. Je nach Kapazität und Qualität des Einsatzgases E kann, auch auf den zweiten

Kreislaufverdichter bzw. Booster 44 verzichtet werden. Der Expander 46 kann dann z.B. mit mechanischer oder Flüssigkeitsbremse betrieben werden. Weiterhin kann je nach Kapazität und Qualität des Einsatzgases E ggf. auch vollständig auf den

Expander-Booster 44, 46 verzichtet werden. Der erste Kreislaufverdichter 40, 41 drückt dann das Kreislaufmedium (Kältelmittelstrom) K auf Enddruck und die gesamte

Kreislaufmenge wird über die Entspannungsventile (Drosseln) 410, 41 1 gefahren.

Grundsätzlich besteht hinsichtlich aller Varianten der Erfindung die Möglichkeit, dass die Wärmeübertragereinheit 30 als ein einzelner Wärmeübertrager (z.B.

Plattenwärmeübertrager) ausgebildet ist oder aus mehreren separaten

Wärmeübertragern (z.B. Plattenwärmeübertragem) zusammengeschaltet ist. Sofern separate Wärmeübertrager vorliegen, können die Kältemittelströme getrennt von den Einsatz(gas)strömen gefahren werden. Weiterhin können natürlich auch die beiden Kondensatoren 32, 34 in die

Wärmeübertragereinheit 30 integriert sein. Ferner besteht die Möglichkeit, auf den ersten Kondensator 32 zu verzichten. Zur Sicherstellung einer effektiven Rektifikation wird dann bevorzugt der abgekühlte bzw. ankondensierte Einsatzstrom E aus der Wärmeübertragereinheit 30 in den Kopf der ersten Kolonne 31 gegeben, insbesondere auf einen obersten Boden der ersten Kolonne 31. Weiterhin besteht die Möglichkeit, dem Kältemittelstrom K', der fast vollständig aus Methan besteht (Rückgas G), Stickstoff zuzufügen, so dass der Kältemittelstrom K' (bzw. die daraus abgeleiteten Ströme K", K'", S, S') einen höheren Anteil an N 2 aufweist. Der Vorteil liegt in einem besseren Joule-Thomson-Effekt beim Expandieren im Expander 46 sowie beim Entspannen über die Drosseln 410 und 41 1.

Falls das methanreiche Rückgas G verflüssigt werden soll, um ein LNG-Produkt zu erhalten, kann das Kreislaufgas (Kältemittelstrom) K' auch durch einen

Gemischkreislauf ersetzt werden (Expander 46 entfällt), falls dies energetisch günstiger sein sollte als der Expanderkreislauf.

Bezugszeichenliste

1 Anlage

2 Vorbehandlung Einsatzgas

20 Brenngassystem

21 Filter-Abscheider

2 Abwasserbehandlung

3 Einbindung Hg-Adsorber

4 C02-Entfernung

5 Sauergas

6a, 26b Heißöl

7a, 27b Abwasser

8 Trocknung 0 Wärmeübertragereinheit

1 Erste Kolonne

2 Erster Kondensator

3 Zweite Kolonne

4 Zweiter Kondensator

5 Erster Verdichter

6 Wärmeübertrager

7 Zweiter Verdichter

8 Brenngas zur Wärmeversorgung 0, 41 Erster Kreislaufverdichter

2, 43, 45 Wärmeübertrager

4 Zweiter Kreislaufverdichter (Booster)6 Expander 203, 230-232 Ventil

204, 208 Strömungsverbindung (z.B. Rohrleitung)

300, 303-308 Strömungsverbindung (z.B. Rohrleitung)

301 , 302 Ventil

400, 402 - 409 Strömungsverbindung (z.B. Rohrleitung)

401 Ventil

410, 411 Drossel

G Methanreiche gasförmige Phase (Rückgas)

G' Methanreiche gasförmige Phase

G" Xe-haltige gasförmige Phase

F Xe-haltige flüssige Phase

F Flüssige Phase

K Kältekreislauf

K' Kältemittelstrom

K" Erster Kältemittelstrom

K'" Zweiter Kältemittelstrom

E, E' Einsatzgas bzw. Einsatzstrom

P Produkt bzw. Produktstrom

S erster Kältemittelstrom

S' zweiter Kältemittelstrom

z Zerlegungsteil