Erdgasaufbereitung

Gas-Gas-Wärmetauscher einer LTS-Anlage für 60.000 m³/h (Vn)Erdgase stellen eine Mischung aus gesättigten Kohlenwasserstoffen unterschiedlichster Siedepunkte dar. Von der Hauptkomponente Methan reicht das Spektrum bis zu Pentanen. Häufig enthalten sie darüber hinaus auch Anteile höherer ungesättigter Kohlenwasserstoffverbindungen mit einem sehr komplexen Phasenverhalten. Um diese nicht gesondert definieren zu müssen, werden sie in der Praxis allgemein unter dem Begriff C6+ zusammengefasst.

Neben diesen Kohlenwasserstoffverbindungen sind Stickstoff und Kohlendioxid typische Begleitkomponenten. In unterschiedlichen Konzentrationen sind auch Schwefelwasserstoff und Kohlenoxidsulfid sowie Merkaptane häufig anzutreffende Bestandteile. Schwefelwasserstoffhaltige Erdgase werden allgemein als „Sauergas” bezeichnet. Analog dazu werden solche ohne diesen Bestandteil mit „Süßgas” definiert. Weltweit existieren darüber hinaus Erdgasvorkommen, die in unterschiedlichen Konzentrationen Quecksilber mitführen.

In den Lagerstätten hat das Erdgas immer Kontakt mit chloridhaltigem Wasser, dem so genannten Lagerstättenwasser. Es ist daher bei der Förderung dem Partialdruck entsprechend wassergesättigt.  

Wassergehalt im Erdgas bei Sättigung

Erdgasspezifikation

Für die Einspeisung in das Rohrleitungsnetz der öffentlichen Versorgung unterliegt das Erdgas einer Norm. Diese spezifiziert die Anforderungen an die Gasbeschaffenheit, der brenntechnischen Kenndaten und an die max. Richtwerte für die Begleitstoffe. In Deutschland wird diese Norm gegenwärtig durch die Richtlinien des DVGW*1-Regelwerks, Arbeitsblatt G260, defi niert. Zukunftsorientiert können allerdings die Spezifikationen der europäischen Richtlinie EASEE- gas gelten.

Ein Kriterium dieser sind u.a. die definierten Taupunkte (DP) für Wasser und höhere Kohlenwasserstoffe (HC). Bei einem üblichen Einspeisedruck von ca. 70 bar(a) muss der H2O-DP mindestens -8°C und der HC-DP im Druckbereich von 1 bis 70 bar(a) -2°C betragen. Dagegen werden vergleichbare Richtwerte für Quecksilber im Erdgas weder im DVGW-Regelwerk noch in der EASEE-gas berücksichtigt. Einer WEG*2-Vereinbarung entsprechend darf dieser 28 μg/m3(Vn) nicht überschreiten.

Aufbereitungsverfahren

Die häufig sehr unterschiedliche Zusammensetzung der Erdgase erfordert verschiedene Verfahrensweisen zur Aufbereitung. Dabei haben sich großtechnisch im Wesentlichen drei Verfahren bewährt:
Das Absorptionsverfahren mit Triethylenglykol als Trockenmittel zur Einstellung des H2O-DP.
Das Adsorptionsverfahren mit z.B. Zeoliten (Molekularsieb) bzw. Kieselgel (Silicagel) als Basis für das Adsorbens zur gleichzeitigen Einstellung des H2O-DP und des HC-DP.
Das Kondensationsverfahren als konkurrierender Prozess zum Adsorptionsverfahren einmal im LTS- (Low-Temperature-Separation) und zum anderen im CFA-Betrieb (Cold-Frac-Anlage), bei dem darüber hinaus auch gleichzeitig Quecksilber extrahiert wird.

*1 Deutsche Vereinigung des Gas- und Wasserfaches e.V.
*2 Wirtschaftsverband Erdöl-/Erdgasgewinnung e.V.