DE10360205A1

DE10360205A1 - Verfahren zur Aufbereitung von Glykol/Wasser-Gemischen aus der Erdgasförderung

Info

Publication number: DE10360205A1
Application number: DE10360205A
Authority: DE
Inventors: Christoph Dr. Bohner; Michael Ritter
Original assignee: ENVIRO CHEMIE GmbH; ENVIRO-CHEMIE GmbH
Current assignee: ENVIRO CHEMIE GmbH; ENVIRO-CHEMIE GmbH
Priority date: 2003-12-20
Filing date: 2003-12-20
Publication date: 2005-07-28
Also published as: WO2005063363A1

Abstract

Ein Verfahren zur Aufbereitung von Glykol/Wasser-Gemischen aus der Erdgasförderung soll derart weitergebildet werden, dass eine bessere Trennleistung der abzutrennenden Feststoffe erzielbar ist. Dies wird dadurch erreicht, dass das Glykol/Wasser-Gemisch einem ersten Membrantrennprozess unterzogen wird und der Hauptstrom des durch den Membrantrennprozess gewonenenen Konzentrates dem Membrantrennprozess rückgeführt wird und zumindest ein Teilstrom des gewonnenen Konzentrates ausgeschleust wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Glykol/Wasser-Gemischen aus der Ergasförderung gem. den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Ergas wird bei der Förderung durch Pipelines transportiert. Als Förderhilfsmittel wird unter anderem ein Glykol/Wasser-Gemisch zugegeben, um die Bildung von Hydraten bei der Förderung zu verhindern. Weitere Zusatzstoffe sind sogenannte Korrosionsinhibitoren und Scaleinhibitoren, die zur Verhinderung von Ablagerungen eingesetzt werden. Um die Kosten bei der Erdgasförderung möglichst gering zu halten, ist es ein Ziel, die eingesetzten Förderhilfsmittel sowie Zusatzstoffe wieder zurückzugewinnen. Ein Schritt des Aufbereitungsprozesses bei der Aufbereitung des Glykol/Wasser-Gemisches ist dabei die Abtrennung von Feststoffen, die größer als 0,5 μm im Durchmesser sind. Derartige Feststoffe resultieren beispielsweise aus der Erdgasförderung oder der Korrosion der Pipeline.
Bislang werden diese Feststoffe mittels Zentrifugen und Dekantern abgetrennt.
Bei der Verwendung von Zentrifugen erfolgt die Abtrennung der Feststoffe in Abhängigkeit des spezifischen Gewichtes. Eine definierte Trenngrenze in Bezug auf eine vorgebbare Teilchengröße kann nicht erzielt werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei der Aufbereitung von Glykol/Wasser-Gemischen aus der Erdgasförderung eine bessere Trennleistung der abzutrennenden Feststoffe zu erzielen.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Da das aufzubereitende Glykol-Wasser-Gemisch einem Membrantrennprozess unterzogen wird, kann durch gezielte Auswahl der Porengröße der Membran eine definierte Trenngrenze erzielt werden. Eine Abtrennung von Feststoffen der Größenordnung 0,1 – 200 μm kann hierbei erfolgen.
Gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens erfolgt die Aufbereitung des Glykol-Wasser-Gemisches mit einem zweistufigen Membrantrennprozess, wobei der Hauptstrom des aus dem ersten Membrantrennprozess gewonnenen Konzentrates im Kreislauf geführt wird und ein Teilstrom des gewonnenen Konzentrates einem zweiten nachgeschalteten Membrantrennprozess unterzogen wird. Hierdurch wird eine Recyclingrate größer 95% erreicht.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Aufbereitung von Glykol/Wasser-Gemischen ist in einem Blockschaltbild in 1 schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben.
Das aufzubereitende Glykol (Monoethylenglykol, 1,2 Ethandiol)/Wasser-Gemisch wird zunächst in einem Puffertank gesammelt. Eine Zuführpumpe 1 fördert die Lösung über einen Vorfilter 2 zu einer Einheit 3, in der das aufzubereitende Gemisch einem Membrantrennprozess unterzogen wird. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Membrantrennprozess eine Mikrofiltration.
Die Mikrofiltrationseinheit 3 besteht dabei aus symmetrischen Membranen, wobei die Filterfläche membranparallel angeströmt wird (cross-flow Filtration).
Der Mikrofiltrationseinheit 3 ist eine Zirkulationspumpe 4 zugeordnet, die dafür sorgt, dass die Membran der Mikrofiltrationseinheit 3 mit einem Druck von 1 bis 6 bar angeströmt wird. Dabei fließt die Glykol/Wasser-Mischung mit einer Geschwindigkeit von 1 bis 5 m/sec. über die Filterfläche der Mikrofiltrationseinheit 3. In der Mikrofiltrationseinheit 3 wird die einfließende Glykol/Wasser-Mischung in einen feststoffbelasteten Strom, das Konzentrat 5 und einen Filtratstrom 6 auch Permeat genannt, aufgeteilt (erste Filtrationsstufe). Der Konzentratstrom 5 enthält die Partikel in erhöhter Konzentration, das Filtrat 6 ist im Rahmen der Trenngrenze der Membran frei davon. Der Hauptstrom der Glykol/Wasser-Mischung 5a wird im Kreislauf über die Mikrofiltrationseinheit 3 gefahren. Dies ist durch den Pfeil dargestellt. Das Filtrat 6 und ein Teilstrom des Konzentrates 5b werden dem Kreislauf entnommen. Die Zuführpumpe 1 liefert jeweils soviel Glykol/Wasser-Mischung in den Kreislauf nach, wie an Filtrat 6 und Konzentrat 5b abgeführt werden. Die obenstehend beschriebene Betriebsweise wird als feed and bleed Betrieb bezeichnet.
Das Filtrat 6 wird in einem Sammelbehälter 7 aufgefangen, um in weiteren Verfahrensschritten behandelt zu werden. Der Teilstrom des Konzentrates 5b wird in einem Absetztank zwischengespeichert oder einer Entsorgungseinheit zugeführt.
In 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Blockschaltbild schematisch dargestellt.
Das aufzubereitende Glykol/Wasser-Gemisch wird hier ebenfalls in einem Puffertank gesammelt. Eine Zuführpumpe 1 fördert die Lösung über einen Vorfilter 2 zu einer Einheit 8, in der das aufzubereitende Gemisch einem Membrantrennprozess unterzogen wird. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Membrantrennprozess eine Mikrofiltration. Die Mikrofiltration wird in der ersten Stufe in drei parallel geschalteten Mikrofiltrationseinheiten 8 durchgeführt, die wechselseitig beschickt werden können. Die Anzahl der Mikrofiltrationseinheiten 8 kann in Abhängigkeit des anfallenden aufzubereitenden Glykol/Wasser-Gemisches variiert werden. Den Mikrofiltrationseinheiten 8. sind Zirkulationspumpen 4 zugeordnet, die dafür sorgen, dass die Membranen der Mikrofiltrationseinheiten 8 mit einem Druck von 1 bis 6 bar angeströmt werden. Dabei fließt die Glykol/Wasser-Mischung mit einer Geschwindigkeit von 1 bis 5 m/sec. über die Filterfläche der Mikrofiltrationseinheit 8, wobei die Filterfläche parallel überströmt wird. In den Mikrofiltrationseinheiten 8 wird die einfließende Glykol/Wasser-Mischung in einen feststoffbelasteten Strom, das Konzentrat 9 und einen Filtratstrom 10 auch Permeat genannt, aufgeteilt. Der Konzentratstrom 9 enthält die Partikel in erhöhter Konzentration, das Filtrat 10 ist im Rahmen der Trenngrenze der Membran frei davon. Der Hauptstrom 9a der Glykol/Wasser-Mischung wird im Kreislauf über die Mikrofiltrationseinheit 8 gefahren. Dies ist durch den Pfeil dargestellt. Das Filtrat 10 und ein Teilstrom des Konzentrates 9b werden dem Kreislauf entnommen. Die Zuführpumpe 1 liefert jeweils soviel Glykol/Wasser-Mischung in den Kreislauf nach, wie an Filtrat 10 und Konzentrat 9b abgeführt werden. Das Filtrat 10 wird in einem Sammelbehälter 11 aufgefangen, um in weiteren Verfahrensschritten behandelt zu werden. Der Teilstrom des Konzentrates 9b wird in einem von zwei parallel zueinander angeordneten Konzentratsammelbehältern 12 zwischengespeichert. Diese werden wechselseitig befüllt und abgearbeitet. In einem nun folgenden zweiten Filtrationsschritt wird das feststoffangereicherte Konzentrat 9b weiterbehandelt. Dadurch wird eine weitere Konzentrierung der Feststoffe erreicht. Diese zweite Filtrationsstufe besteht aus zwei unabhängigen Einheiten 13, die jeweils wechselseitig angefahren werden können. Die zweite Filtrationsstufe wird von Zuführpumpen 14 gespeist und arbeitet analog der ersten Filtrationsstufe. Das bei der zweiten Filtrationsstufe anfallende Filtrat 15 wird ebenfalls über Zuführleitungen im Sammelbehälter 11 aufgefangen. Der Hauptstrom des Konzentrates 16a wird im Kreislauf über die Mikrofiltrationseinheit 13 geführt. Ein Teilstrom des Konzentrates 16b wird in den Konzentratsammelbehälter 12 zurückgeführt. Aufgrund dieser Prozessführung werden die Feststoffe in dem Konzentratsammelbehälter 12 kontinuierlich auf konzentriert. Sind die Feststoffe genügend aufkonzentriert, wird die Filtration beendet und die Mischung in anderen Schritten weiterbehandelt.
Die gesamte Anlage ist so angelegt, dass einzelne Mikrofiltrationseinheiten 8,13 unabhängig voneinander gereinigt und gewartet werden können. Hierdurch wird auch während eines Wartungs- oder Reinigungsprozesses ein durchgängiger Filtrationsbetrieb sichergestellt. Zur Verlängerung der Filtrationszeit ist eine Rückspüleinrichtung installiert. Hierbei wird mit einer Rückspülpumpe 17 etwas gefilterte Glykol/Wasser-Mischung von der Filtratseite her zu den Mikrofiltrationseinheiten geführt. Eine kurzer Impuls bewirkt dabei, das gebildete Ablagerungen gelöst werden. Die einzelnen Mikrofiltrationseinheiten können unabhängig voneinander gespült werden.

Claims

Verfahren zur Aufbereitung von Glykol/Wasser-Gemischen aus der Erdgasförderung, wobei das Glykol/Wasser-Gemisch einem ersten Membrantrennprozess unterzogen wird, und der Hauptstrom des durch den Membrantrennprozess gewonnenen Konzentrates dem Membrantrennprozess rückgeführt wird und zumindest ein Teilstrom des gewonnenen Konzentrates ausgeschleust wird.
Verfahren zur Aufbereitung von Glykol/Wasser-Gemischen aus der Erdgasförderung, wobei der Teilstrom des gewonnenen Konzentrates in einem weiteren Aufbereitungsschritt einem zweiten Membrantrennprozess unterzogen wird und das bei dem ersten und zweiten Membrantrennprozess anfallende Filtrat aus dem Aufbereitungsprozess ausgeschleust wird.
Verfahren zur Aufbereitung von Glykol/Wasser-Gemischen aus der Erdgasförderung nach Patentanspruch 2, wobei als erster und zweiter Membrantrennprozess eine Mikrofiltration eingesetzt wird.
Verfahren zur Aufbereitung von Glykol/Wasser-Gemischen aus der Erdgasförderung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Glykol/Wasser-Gemisch in mindestens zwei parallele Teilströme aufgeteilt wird, die jeweils einem ersten Membrantrennprozess unterzogen werden.
Verfahren zur Aufbereitung von Glykol/Wasser-Gemischen aus der Erdgasförderung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der erste und zweite Membrantrennprozess über eine symmetrische Membran erfolgt, wobei die Membran parallel mit dem aufzubereitenden Gemisch überströmt wird.
Verfahren zur Aufbereitung von Glykol/Wasser-Gemischen aus der Erdgasförderung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der erste und zweite Membrantrennprozess über eine symmetrische Membran aus Polypropylen erfolgt.