NO161063B - Fremgangsmaate til rensing av naturgass i havet og apparattil utfoerelse av fremgangsmaaten. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte og et apparat til fjerning av minst én urenhet fra en gass, hvor gassen føres inn i et absorpsjonsapparat på eller nær havbunnen, idet trykket under absorpsjonen er tilnærmet lik trykket i havet utenfor absorpsjonsapparatet, sjøvann ledes inn i apparatet, C02-anriket vann returneres til havet og renset gass samles opp for overføring til bruksstedet.

Volumet av naturlige og industrielle gasser som

behandles for forskjellige formål, er stadig økende. Effektive og virksomme metoder til behandling av gasser er derfor meget viktige for industrien. Behovet for effektive og økonomiske behandlingsmetoder er særlig stort i naturgassindustrien, hvor den prosentuelle andel av gass som produseres, og som trenger behandling, vil fortsette å øke etter hvert som ikke-foru-rensede gassreserver blir uttømt.

En av de vanligste urenheter eller forurensninger som finnes i naturgass, er karbondioksid. I mange områder i verden foreligger naturgass, i alt vesentlig metan, sammen med store mengder karbondioksid. Når karbondioksid-innholdet overstiger ca. 10 volumprosent og særlig 20 volumprosent eller mer, blir fjerningen av dette ved vanlige midler, f.eks. aminabsorpsjon, uøkonomisk pga. det høye forbruk av energi som er nødvendig i aminprosessen for regenerering av aminet, og den urimelige størrelse av det utstyr som er nødvendig for å fjerne en slik stor mengde CC^ • Håndteringen av slike store mengder C02 byr også på et problem, medmindre der foreligger en spesiell situ-asjon hvor der er økonomisk behov for store mengder karbondioksid, f.eks. ved flømming av reservoarer for sekundær eller tertiær oljeutvinning. Det kan også være lønnsomt å anvende gassen i den form den produseres, som et brensel med lav varme-verdi, dersom der eksisterer et passende stort behov for brenselgass for kraftproduksjon eller industrielle formål innen en rimelig avstand fra produksjonsstedet. Uheldigvis er mange av disse gassreservoarer imidlertid å finne i avsidesliggende strøk hvor der ikke eksisterer noe større behov for brensel, hvor karbondioksid ikke har noen verdi, og hvor byg-ging av gassbehandlingsanlegg blir dyrt. Transportkostnadene for gassen kan imidlertid reduseres hvis det er mulig å fjerne C02 ved brønnen, særlig hvis C02 foreligger i meget høy kon-sentrasjon .

Det er følgelig en hensikt med oppfinnelsen å skaffe

en fremgangsmåte av den innledningsvis nevnte art som mulig-gjør en i mer økonomisk og bekvem behandling av gassblandinger.

En annen hensikt med oppfinnelsen er å skaffe et apparat til fjerning av CO,,- fra naturgass.

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte til behandling av en gassblanding for å fjerne en forurensningskomponent. Forurensningen fjernes ved selektiv absorpsjon. Nærmere bestemt går oppfinnelsen ut på en fremgangsmåte som angitt i krav 1 og et apparat som angitt i krav 4.

Andre hensikter, trekk og fordeler ved oppfinnelsen

vil fremgå av beskrivelsen og de tilhørende krav.

Oppfinnelsen er knyttet til en prosess for fjerning

av C02 fra naturgass. Prosessen ifølge oppfinnelsen omfatter uttagning av naturgass inneholdende 20-95 volumprosent C02 fra en naturgassbrønn og innføring av denne gass i et absorpsjonsapparat som er anordnet på eller nær havbunnen. Sjøvann fra havet i nærheten av dette absorpsjonsapparat føres deretter inn i absorpsjonsapparatet og bringes i berøring med naturgassen som har et høyt innehold av C02. Derved blir der produsert en renset naturgass med et redusert innhold av karbondioksid sammenlignet med den naturgass som kommer fra brøn-nen, og C02~anriket sjøvann.

Absorpsjonen utføres ved en temperatur på mellom -1

og +27°C. Det foretrekkes og er fordelaktig at trykkene i absorpsjonssonen og det omgivende hav er omtrent like store. Utførelsen av absorpsjonsapparatet kan derfor være relativt billig,- da der ikke kreves noen høyttrykks-stabilitet. Videre foretrekkes det for tiden å benytte det eventuelle naturlige trykk i naturgassen for å skaffe energi til å bevege fluidene gjennom behandlingsenheten.

Oppfinnelsen er anvendelig på en hvilken som helst karbondioksid-holdig gass, men er særlig nyttig når konsentrasjonen av karbondioksid er 10 volumprosent eller mer. Når systemet anvendes til fjerning av karbondioksid fra en gass, kan saltvann, f.eks. sjøvann, anvendes som et passende absorp-

sj onsmiddel.

Fremgangsmåten og apparatet ifølge oppfinnelsen er følge-lig meget anvendelige ved behandling av en gassblanding av karbondioksid og naturgass når gassbrønnen ligger i et avsidesliggende område og sjøvann er tilgjengelig. Oppfinnelsen vil være av spesielt stor betydning ved behandlingen.av naturgass med et høyt innhold av karbondioksid som fås frå en brønn til sjøs.

Det apparat som anvendes ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, omfatter en berøringssone med organer til innføring av tilført gass og absorpsjonsmiddel til det nedre parti av berøringssonen og ved toppen av berøringssonen anordnede organer til oppsamling og fjerning av uabsorbert gass.

Absorpsjonsapparatet omfatter dessuten en rekke utløps-organer som er anordnet på forskjellige nivåer for å tillate utslipp av det med forurensningen anrikede absorpsjonsmiddel på en slik dybde at tyngdetettheten av absorpsjonsmiddelet er mindre enn tyngdetettheten av det med forurensningen anrikede absorpsjonsmiddel som slippes ut. Absorpsjonsapparatet omfatter også organer til transport av med forurensning anriket absorpsjonsmiddel fra toppen av berøringssonen til ut-løpsorganene.

Tegningen viser skjematisk en spesiell utførelsesform av apparatet ifølge oppfinnelsen.

Behandling av en gassblanding med et absorpsjonsmiddel for å fjerne en uønsket bestanddel er velkjent. Oppfinnelsen skaffer imidlertid en ny måte til oppnåelse av kontakt mellom et absorpsjonsmiddel og en gass i et medstrøms-kontaktappa-rat.

Absorpsjonsapparatet ifølge oppfinnelsen omfatter en berøringssone med organer for innføring av mategass og absorpsjonsmiddel i det nedre parti av berøringssonen og oppsam-lingsorganer nær toppen av berøringssonen for oppsamling og fjerning av ikke-absorbert gass. Hvilke som helst egnede opp-samlingsorganer som er kjent i faget, kan anvendes til oppsamling og fjerning av den ikke-absorberte gass, f.eks. en damp/væske-separator eller selv en omvendt traktkonstruksjon hvor gass samles opp i det koniske parti og fjernes ved hjelp av en ledning for passende lagring til senere bruk. Absorpsjonsapparatet er'generelt neddykket i absorpsjonsmiddelet til en dybde som er tilstrekkelig til å skaffe det ønskede hydrauliske trykk for opprettholdelse av tilstrekkelig trykk i absorpsjonsapparatet, slik at mekanisk pumping av absorpsjonsmiddel og behovet for en høyttrykks-absorpsjonsbeholder kan unngås, idet det utvendige og innvendige trykk vil være tilnærmet like stort.

Det nedre parti av berøringssonen som absorpsjonsmiddelet og gassen føres inn i, kan også omfatte dispergerings-organer. Disse kan være i form av en hvilken som helst vanlig dispergeringsinnretning, f.eks. en gruppe eller flerhet av åpninger eller en flerhet av venturirør. Dispergeringsinn-retningen bidrar til dispergeringen av gassboblene i absorpsjonsmiddelet, hvilket igjen bidrar til å fremme kontakten mellom gassen og absorpsjonsmiddelet og frembringer en absorp-sjonsmiddelstrøm oppover gjennom berøringssonen.

Absorpsjonsapparatet kan også omfatte en rekke utslippsorganer som er anordnet på forskjellige nivåer i absorpsjonsmiddelet, slik at de tillater utslipp av det med forurensningen anrikede absorpsjonsmiddel på en dybde i absorps jonsmiddelet som er slik at tyngdetettheten av absorpsjonsmiddelet på dette nivå er meget nær, men fortrinnsvis mindre enn tyngdetettheten av det med forurensningen anrikede absorpsjonsmiddel som slippes ut. Det foretrekkes derfor at det med forurensningen anrikede absorpsjonsmiddel slippes ut på en absorpsjonsmiddel-dybde som er slik at tyngdetettheten av absorpsjonsmiddelet på dette nivå er minst 0,0002 g/ml mindre enn tyngdetettheten av det med forurensningen anrikede absorpsjonsmiddel som slippes ut. Dette sikrer at det med forurensningen anrikede absorpsjonsmiddel synker og ikke stiger til overflaten av absorpsjonsmiddel-massen. Hvis det med forurensningen anrikede absorpsjonsmiddel slippes ut på en absorpsjonsmiddel-dybde hvor tyngdetettheten av absorpsjonsmiddelet er større .enn tyngdetettheten av det med forurensningen anrikede absorpsjonsmiddel, kan der dannes bobler av forurensningen som kan unnslippe fra oppløsningen. Dette er særlig viktig når CO^ absorberes i sjøvann, da det ikke er ønskelig at CC>2 skal gå ut av oppløsning og ut i atmosfæren. Det foretrekkes å la det C02~anrikede sjøvann synke og forbli under overflaten slik at C02 gradvis spres, f.eks. ved havstrømmer. Den dybde som det med forurensningen anrikede absorpsjonsmiddel slippes ut på, må imidlertid ikke være så liten at middelet tillates å blande seg med nytt absorpsjonsmiddel som skal brukes i separasjonsprosessen.

Gjennomstrømningsorganer tillater det med forurensningen anrikede absorpsjonsmiddel å strømme fra berøringssonen til det riktige utslippsnivå. Gjennomstrømningsorganene be-høver ikke være noe annet enn et ringformet rom mellom berøringssonen og et forlenget parti av oppsamlingsorganet slik det er vist ved 25 på tegningen. Den ringformede åpning er dannet av forlengelsen av det nedre parti av oppsamlingsorganet for den ikke-absorberte gass. Det nedre parti rager utenfor berøringssonen og nedenfor det laveste nivå som det er sannsynlig at det utstrømmende absorpsjonsmiddel vil bli sluppet ut på. Rekken av utløpsorganer kan anordnes vertikalt på det forlengede nedre parti av oppsamlingsorganet, som også kan betegnes som den ytre mantel eller kappe av absorpsjonaappa-ratet.

I en annen utførelsesform kan absorpsjonsapparatet være forsynt med en rekke innløpsorganer på forskjellig dybde i absorpsjonsmiddelet, hvilket tillater inntak av absorpsjonsmiddel med forskjellig tyngdetetthet, og transportorganer

til transport av absorpsjonsmiddelet fra innløpsorganene til bunnpartiet av berøringssonen. Det forhold at der foreligger flere innløpsorganer, gjør det også mulig å velge den ønskede tyngdetetthet av absorpsjonsmiddelet og tillater f.eks. at innløpet for absorpsjonsmiddelet ligger på en dybde hvor middelet har en tyngdetetthet som er mindre enn for det med forurensningen anrikede, utstrømmende absorpsjonsmiddel, men fortsatt ligger over den dybde hvor det med forurensningen anrikede absorpsjonsmiddel slippes ut. Dette hindrer at med forurensning anriket, utstrømmende absorpsjonsmiddel blandes med absorpsjonsmiddel som skal anvendes i berøringssonen.

Fremgangsmåten omfatter generelt å føre en gass og

et absorpsjonsmiddel som har evnen til å absorbere en urenhet som foreligger i gassen, inn i det nedre parti av berørings-sonen i et !absorpsjonsapparat, hvilket tillater at gassen og absorps jonsmiddelet bringes i berøring med hverandre etterhvert som de beveger seg i medstrøm'oppover gjennom absorpsjonsapparatet. Dette er neddykket i absorpsjonsmiddelet, f.eks.

sjøvann, på en dybde som er tilstrekkelig for oppnåelse av det hydrauliske trykk som er ønskelig for å opprettholde et tilstrekkelig stort trykk i absorpsjonsapparatet til at mekanisk pumping av absorpsjonsmiddelet unngås. Nødvendigheten av en høytrykks-absorpsjonsbeholder unngås også, da de innvendige og utvendige trykk er tilnærmet like store pga. neddykningen av absorpsjonsapparatet i absorpsjonsmiddelet. Når absorpsjonsmiddelet og gassen når det øvre parti av berøringssonen, blir ikke-absorbert gass akkumulert nær toppen av absorpsjonsapparatet i et samleorgan og fjernet derfra. Det med forurensningen anrikede absorpsjonsmiddel som strømmer ut fra det øvre parti av kontaktsonen, blir deretter sluppet ut fra absorpsjonsapparatet inn i det omgivende absorpsjonsmiddel via utløps-organer.

Strømmen av absorpsjonsmiddel i absorpsjonsapparatet forårsakes ved dispergering av gassen i absorpsjonsmiddelet når den føres inn i medstrøms-berøringssonen. Mategassen injiseres inn i det nedre parti av berøringssonen, som kan omfatte en vanlig dispergeringsinnretning såsom en gruppe eller flerhet av åpninger eller venturirør. Åpningene eller de andre disperge-ringsorganer kan være anordnet på tvers over hele tverrsnittet av det nedre parti av berøringssonen for å sikre jevn dispergering av gassbobler i absorpsjonsmiddelet. Dispergeringen av gassen inn i det nedre parti av berøringssonen bevirker strømmen av absorpsjonsmiddel gjennom berøringssonen, og den oppdrift som følger av at mategassen dispergeres i væsken i berøringssonen, sørger for fortsatt sirkulasjon av absorpsjonsmiddel. Dette parti av systemet virker i det store og hele etter samme prinsipp som en trykkluftpumpe.

Det utløpsorgan som anvendes for å slippe det med forurensningen anrikede absorpsjonsmiddel ut i det omgivende absorpsjonsmiddel, kan være et hvilket som helst passende organ som tillater det brukte absorpsjonsmiddel å strømme ut av absorps jonsapparatet. F.eks. kan utslippsorganet ganske enkelt være en åpning i absorpsjonsapparatet nær dets øvre parti. Gjennomstrømningsorganer kan også anvendes for å føre det med forurensningen anrikede absorpsjonsmiddel til en ønsket dybde i absorpsjonsmiddelet før det slippes ut til det omgivende absorps jonsmiddel . Det foretrekkes at det med forurensningen anrikede absorpsjonsmiddel fra absorpsjonsapparatet slippes ut på en slik dybde at tyngdetettheten av absorpsjonsmiddelet på det nivå er meget nær, men mindre enn tyngdetettheten av det med forurensningen anrikede utstrømmende absorpsjonsmiddel, hvilket minsker risikoen for at med forurensning anriket absorpsjonsmiddel skal kunne blande seg med nytt absorpsjonsmiddel som kommer inn i absorpsjonsapparatet ved dettes nedre parti. Det med forurensningen anrikede absorpsjonsmiddel som strømmer ut av absorpsjonsapparatet, slippes fortrinnsvis ut på en slik dybde at tyngdetettheten av absorpsjonsmiddelet på dette nivå er minst ca.0,0 00 2 g/ml mindre enn tyngdetettheten av det med forurensningen anrikede absorpsjosmiddel som slippes ut. Ved å slippe ut det brukte eller med forurensning anrikede absorpsjonsmiddel på en dybde i det omliggende absorpsjonsmiddel hvor tyngdetettheten er lavere, unngår man dessuten at store volum av absorberte forurensninger slippes ut i atmosfæren i nærheten av driftsstedet. Dette er særlig ønskelig når den absorberte forurensning er karbondioksid fordi det er uønsket å slippe ut store volum karbondioksid i atmosfæren på ett enkelt sted. Videre vil karbondioksidet ikke være tilbøyelig til å stige og forurense nytt sjøvann som skal brukes i separasjonsprosessen, og som tas på en dybde som er mindre enn den som det C02~anrikede sjøvann slippes ut på. Karbondioksidet vil isteden forbli i oppløsning ved stor dybde og gradvis dispergeres av havstrømmer. Oppfinnelsen er derfor særlig anvendelig i det tilfelle hvor sjøvann brukes til absorpsjon av karbondioksid fra naturgass.

Når det med forurensning anrikede absorpsjonsmiddel passerer gjennom et gjennomstrømningsorgan før det slippes ut i det omgivende absorpsjonsmiddel, kan absorpsjonsmiddelets strømningshastighet reguleres ved justering av væskenivået øverst i absorps j,onsapparatet, hvilket forandrer trykket av den væskesøyle (AH, se fig.) som absorpsjonsmiddelet må over-vinne. Nivåforskjellen mellom det med forurensningen anrikede absorpsjonsmiddel i strømningsorganet og absorpsjonsmiddelet i berøringssonen reguleres for styring av absorpsjonsmiddelets strømningshastighet. En liten A H, som betyr et høyt nivå av med forurensning anriket absorpsjonsmiddel i gjennomstrømnings-organet, fremmer strømmen iav absorpsjonsmiddel, mens en høy verdi for A H, som betyr et lavt nivå av med forurensning anriket absorps jonsmiddel i gj ennomstrømningsorganet, bevirker redusert strøm av absorpsjonsmiddel. Foruten nivåreguiering kan der anvendes andre vanlige metoder til regulering av strømnings-hastigheten. F.eks. kan der anvendes en trykkregulator til regulering av mottrykket av den behandlede gass. Eventuelt kan den hastighet som den behandlede gass tas ut med, måles og reguleres.. Generelt kan en hvilken som helst vanlig metode til regulering av absorpsjonsmiddel-strømmen anvendes for oppnåelse av den ønskede hastighet.

Skjønt det i alminnelighet er ønskelig å ha en høy gjennomstrømning av absorpsjonsmiddel, må strømningshastig-heten avveies mot det praktiske forhold at for sterk absorpsjonsmiddel-strøm kan løse,opp for mye av gassen og derved gi en lav gjenvinningsgrad. Dette gjelder f.eks. når sjøvann anvendes til absorpsjon av karbondioksid eller en annen forurensning fra naturgass. En høy strømningshastighet av absorpsjonsmiddel virker også inn på tyngdetettheten av det med forurensningen anrikede absorpsjonsmiddel da konsentrasjonen av forurensning, dvs. CO.,, vil bli mindre. Dette ville gjøre det nødvendig å slippe ut det CO^-anrikede absorpsjonsmiddel på et mindre dyp hvor tyngdetetthet er lavere, hvilket kan øke risikoen for sammenblanding med nytt absorpsjonsmiddel som skal brukes i separasjonsprosessen.

Fremgangsmåten og apparatet kan anvendes til behandling og fjerning av bestanddeler eller forurensninger fra en hvilken som helst gass som inneholder bestanddeler som skal fjernes, og som er mer oppløselige i oppløsningsmiddelet enn de andre bestanddeler i gassen. Naturgass, nitrogen, hydrogen og mange andre syntesegasser, raffinerigasser eller produserte gasser kan behandles ved prosessen for fjerning av forurensninger såsom karbondioksid, hydrogensulfid, karbonmonoksid, svoveldioksid og ammoniakk, for å nevne noen. Typen av absorpsjonsmiddel som anvendes, og betingelsene ved behandlingen vil imidlertid variere med de spesielle gasser som skal behandles, og de spesielle urenheter en ønsker å fjerne. F.eks. kan oppfinnelsen anvendes til å fjerne vannoppløselige gasser fra. gasser som er uoppløselige i vann, ved anvendelse av vann som absorpsjonsmiddel. Når en bestemt bestanddel i gassen er valgt som den bestanddel som skal fjernes, velges et passende absorpsjonsmiddel som har affinitet for hestandde-le-n, men som de andre bestanddeler er uoppløselige i.

Fremgangsmåten og apparatet er særlig nyttige ved behandling av en karbondioksidholdig gass for fjerning av karbondioksidet. Oppfinnelsen er anvendelig på en hvilken som helst karbondioksidholdig gass, men vil være særlig økonomisk når CO.-,-konsentras j onen er på minst 10 og særlig minst 20 volumprosent.

Saltvann, f.eks. sjøvann, er vanligvis det mest økonomiske og effektive absorpsjonsmiddel for karbondioksid fra en karbondoksidholdig gass. Skjønt andre egnede absorpsjons-midler kan anvendes, vil den spesielle type absorpsjonsmiddel til syvende og sist være bestemt av gassen, som i blanding med karbondioksidet må være mindre oppløselig i absorpsjonsmiddelet enn C02 .

Oppfinnelsen er funnet å være særlig nyttig til fjerning av karbondioksid fra naturgass, særlig når naturgass-feltet ligger i et avsidesliggende område og C02-konsentrasjonen er 10 volumprosent eller mer av gassen i blandingen. Når karbondioksidet foreligger i slike høye konsentrasjoner, vil fjerning av det ved brønnen bidra til å redusere kostnad-ene forbundet med å transportere gassen fra det avsidesliggende område til et sted hvor den kan brukes eller lagres. Oppfinnelsen finner derfor størst anvendelighet i behandlingen av naturgass fra en gassbrønn i havet, f.eks. 320 km fra land, da pumping av gassen til land for behandling ville utgjøre en stor utgift, og en fjerning av karbondioksid, som kan utgjøre ca. 70 molprosent av gassblandingen, vil bidra til å redusere omkostningene ved å transportere gassen i land.

Oppfinnelsen krever ikke at apparatet anvendes til havs, idet den også kan anvendes i områder med fersk- eller brakk-vann så lenge apparatet kan neddykkes fullstendig. I områder med grunt vann kan der graves et hull i bunnen av reservoaret for fullstendig neddykking av kolonnen, så der fås større hydrostatisk driftstrykk for apparatet. Dersom vannmassen har utilstrekkelig dybde, kan det hydrostatiske driftstrykk vanligvis økes til det ønskede nivå ved at der graves et hull i havbunnen.

Oppfinnelsen kan også anvendes i en stor tank eller et basseng med oppløsnings- eller absorpsjonsmiddel som kontakt-innretningen er fullstendig neddykket i. Når absorpsjonsmiddelet føres inn i innretningen og gassen føres inn i bunnen av denne, vil den hydrauliske løftevirkning være tilstrekkelig til at ingen andre pumper er nødvendige for å tilveiebringe med-strømsberøring.

En foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen går imidlertid ut på å bruke fremgangsmåten og apparatet til behandling av naturgass fra en brønn til sjøs for fjerning av karbondioksid ved bruk av sjøvann som absorps jonsmiddel. CO-j-fjerningen utføres ved at medstrømsabsorpsjonstårn stilles opp på havbunnen og det omgivende sjøvann anvendes som absorpsjonsmiddel. Den nøyaktige plassering på havbunnen er ikke avgjør-ende. Så lenge kolonnen er fullstendig neddykket, kan den være opphengt eller understøttet, eller den kan til og med stå i et tilstrekkelig stort hull som er boret i bunnen av vann-reservoaret for å skaffe tilstrekkelig hydrostatisk driftstrykk for prosessen.

Oppfinnelsen skaffer således en ny måte til å oppnå ett-trinns kontakt mellom absorpsjonsmiddel i form av sjøvann og CO^-rik naturgass i et medstrøms-kontaktapparat. Dersom det

er ønskelig med mer enn ett kontakttrinn, kan flertrinns-kontakt skaffes ved at den behandlede gass som fjernes fra toppen av et absorpsjonsapparat, føres inn i bunnen av et annet til-

svarende absorpsjonsapparat.

For bedre, forståelse av oppfinnelsen skal det nå hen-vises til tegningen og det etterfølgende belysende eksempel. Tegningen og eksemplene gir en detaljert beskrivelse av en foretrukket utførelsesfprm av oppfinnelsen, som ikke er be-grenset til eksemplene. Skjønt prosessen er beskrevet i for-bindelse med fjerning av karbondioksid fra naturgass ved bruk av sjøvann som absorpsjonsmiddel, skal det bemerkes at oppfinnelsen ikke skal begrenses til denne ene foretrukkede utfør-elsesform.

Figuren viser et absorpsjonsapparat som er neddykket

i havet til et hvilket som helst ønsket nivå, skjønt det mest hensiktsmessig vil kunne anordnes nær eller på havbunnen. Absorpsjonsapparatets ytre mantel, som er en forlengelse av organet til oppsamling av den behandlede gass, kan være lukket i bunnen som vist på tegningen, idet den f.eks. slutter seg tettende til et lufterør som danner en berøringssone 2. Alter-nativt kan bunnen av den ytre mantel være åpen. Forlengelsen eller skjørtet bør imidlertid rage godt nedenfor det laveste nivå som det er sannsynlig at det utstrømmende sjøvann skal slippes ut på. Mategass som har en temperatur nær absorpsjons-temperaturen, og som for å skaffe energi til dispergeringen

har et trykk som er såvidt høyere enn trykket nederst i absorpsjonsapparatet, sprøytes inn i berøringssonen ved 3 og frembringer en strøm av sjøvann inn i bunnen 4 av berøringssonen som følge av den oppdrift som skapes av søylen av dispergerte gassbobler. Et dispergeringsorgan kan anvendes for å fremme dispergering av mategassen i væsken i berøringssonen.

Innkommende sjøvann som skal brukes som absorpsjonsmiddel, tas fortrinnsvis fra en. dybde hvor tyngdetettheten av vannet er mindre enn tyngdetettheten av den CO^-mettede utløps - strøm, så der unngås mulig blanding av utløpsvannet med nytt vann. Inntaket vil derfor stort sett ligge på et mindre dyp

enn den dybde som utløpsstrømmen slippes ut på. Følgelig kan en rekke inntaksventiler 5 anordnes på forskjellige dyp for inntak av sjøvann med slik lavere tyngdetetthet. Sjøvann som absorpsjonsmiddel kan imidlertid tas fra et hvilket som helst dyp, forutsatt at man omhyggelig passer på å unngå blanding av

utløpstrømmen med inntakssjøvannet.

Idet de blandede faser kommer ut av toppen av lufte-rør-kontaktsonen 6 og inn i samleorganet 7 for den behandlede gass, frigjøres den ikke-absorberte gass. Denne samles opp i organet 7, hvoretter den fjernes fra toppen av absorpsjonsapparatet via en ledning 8. Det CO,,-anrikede sjøvann strømmer inn i en passasje og slippes ut i havet gjennom en utløps-ledning som er anordnet på et passende dyp. På tegningen er passasjen en ringformet åpning 25 mellom kontaktsonen og den ytre mantel eller forlengelse av oppsamlingsorganet. Det CC^-anrikede sjøvann blir deretter sluppet ut gjennom et av de mange utløpsorganer 9. Om ønskelig kan nytt sjøvann føres inn i utløpsledningen gjennom organer som ikke er vist, for å redusere konsentrasjonen av CO^ i utløpsstrømmen, hvilket sikrer at gassbobler ikke frigjøres fra utløpsstrømmen. Dersom nytt sjøvann brukes til å redusere (X^-konsentrasjonen i utløps-strømme^ bør utslippsnivået være slik at tyngdetettheten av utløpsstrømmen er større enn det omgivende sjøvann, selv etter temperaturutjevning med det omgivende sjøvann.

Væskenivået øverst i absorpsjonsapparatet, dvs. A- H, kan reguleres for oppnåelse av den ønskede sjøvann-strømnings-hastighet. Eventuelt kan en hvilken som helst vanlig metode anvendes til å regulere strømmen av sjøvann. En måte å gjøre dette på er å betjene en reguleringsventil 10 i utløpsstrømmen av behandlet gass, hvilket forandrer mottrykket. Om ønskelig kan der anordnes en ikke vist trykkregulator i utløpsledningen 8 for gassen, eller man kan benytte en nivåregulator 11 og en nivåoverfører 12 til å styre ventilen 10. Strømmen av sjø-vann kan måles på en hvilken som helst vanlig måte, eller den kan anslås indirekte ved måling av sammensetningen av- den behandlede gass vha. et vanlig prosessanalyseapparat, f.eks. en gasskromatograf. Væskenivået i absorpsjonsapparatet kan stå over eller under toppen av lufterør-berøringssonen, avhengig av strømningsforholdene og utformingen av utstyret i hvert tilfelle.

Det ønskede nivå for utslipp av det CO^-anrikede sjø-vann kan bestemmes ved sammenligning av tyngdetetthet-profilen av det omgivende sjøvann med tyngdetettheten av den C02~ mettede utløpsstrøm ved bruk av vanlige apparater til måling av tyngdetetthet, eller ganske enkelt ved fastlegging av tempe-raturprofilen av havet og temperaturen og sammensetningen av det utstrømmende vann og- sammenligning av disse størrelser med kjente tyngdetetthet/temperatur-forhold. Oppløst C02 er til-bøyelig til å øke tyngdetettheten av sjøvann. Ved 27°C er f.eks. tyngdetettheten av sjøvann som følger:

Tyngdetettheten av sjøvann vil selvsagt også være til-bøyelig til å øke med avtagende temperatur, og temperaturen av sjøvann avtar med økende vanndybder. Under ellers like forhold vil utløpspunktet være dypere jo mer C02~anriket utløps-sjø-vannet er.

Nivået for utløpet av C02~anriket sjøvann kan reguleres på en rekke forskjellige måter. Den foretrukkede regule-ringsmåte går ut på å anvende utløpsledninger fra absorpsjonsapparatet på to eller flere nivåer som vist ved 9 på figuren. Disse vil fortrinnsvis være fjernstyrte. Driften kan endog gjøres automatisk ved bruk av et differensialdensimeter som kan sammenligne tyngdetettheten av utløpsvannet med det omliggende hav på passende nivåer. Nivået for utslipp av sjøvann kan også varieres ved bruk av et bevegelig eller teleskoperende utløps-organ, f.eks. et rør eller annen form for ledning, som kan drives pneumatisk.

Det følgende eksempel illustrerer nytten av oppfinnelsen og viser eksempler på den type betingelser som anvendes ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Eksemplet er ikke ment som noen begrensning, da forholdene som prosessen drives under, kan variere meget og bl.a. er avhengige av plasseringen av apparatet, det bestemte absorpsjonsmiddel som anvendes, og den gassblanding som skal behandles. Det spesielle eksempel angår den foretrukkede utførelsesform ifølge oppfinnelsen hvor e:t ett-trinns absorpsjonsapparat er neddykket i sjøvann for fjerning av karbondioksidgass fra metangass.

Eksempel

Naturgass inneholdende 70 volumprosent CO, og 30 volumprosent CH^ ble produsert i en mengde pa 509 000 m 3/d fra brønnhoder som ligger så meget som 137 m under havflaten, ved et trykk på 20,7 MPa og en temperatur på 127°C. Temperaturen på havbunnen var ca. 15,5°C. Gassen ble ført til et 12-meters ett-trinns absorpsjonsapparat som vist på figuren. Trykket ved bunnen av absorpsjonsapparatet var ca. 1,44 MPa, mens trykket øverst i absorpsjonsapparatet var ca. 1,36 MPa. Gassen ble bragt i berøring med sjøvann-absorpsjonsmiddelet i en berørings-sone av lufterørtypen.

Resultatene med hensyn til mengden av absorbert C02

er angitt i den følgende tabell:

Claims (5)

1. Fremgangsmåte til fjerning av minst én urenhet fra en gass, hvor gassen føres inn i et absorpsjonsapparat på eller nær havbunnen, idet trykket under absorpsjonen er tilnærmet lik trykket i havet utenfor absorpsjonsapparatet, sjøvann ledes inn i apparatet, CO^-anriket vann returneres til havet og renset gass samles opp for overføring til bruksstedet, karakterisert ved at sjøvann og naturgass inneholdende 20-95 volumprosent CO-, føres i berøring med hverandre for medstrømsrektifisering av naturgassen ved en omgivel-sesetemperatur på mellom -1 og 27°C.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det nevnte C02_anrikede sjøvann slippes ut fra absorpsjonsapparatet til det omliggende hav på den dybde hvor tyngdetettheten av det omliggende sjøvann er mindre enn tyngdetettheten av det C02-anrikede sjøvann som slippes ut.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at gassen føres inn ved bunnen av absorpsjonsapparatet, slik at det absorberende vann beveges ved hydraulisk løft uten behov for andre pumper til å skaffe berøringen mellom absorpsjonsmiddelet og gassen.

4. Absorpsjonsapparat (1) som egner seg for fjerning av C02 fra naturgass, karakterisert ved at det er neddykket i sjøvann som absorpsjonsmiddel og omfatter en berøringssone (2) med organer (3) til innføring av til- ført gass og absorpsjonsmiddel til det nedre parti av berøringssonen, ved toppen av berøringssonen anordnede organer (7) til oppsamling og fjerning av uabsorbert gass, en rekke utløpsorganer (9) som er anordnet på forskjellige nivåer for på denne måte å tillate utslipp av C02~anriket absorpsjonsmiddel på en slik absorpsjonsmiddeldybde at tyngdetettheten av absorpsjonsmiddelet på dette nivå er mindre enn tyngdetettheten av det CC^-anrikede absorpsjonsmiddel som slippes ut, hvorved det utsluppede CC^-anrikede absorpsjonsmiddel synker i det omgivende sjøvann, og ledningsorganer (25) som tillater CO^-anriket absorpsjonsmiddel å strømme fra i nærheten av toppen av berøringssonen til utløpsorganene.

5. Absorpsjonsapparat som angitt i krav 4, karakterisert ved at organene (7) til oppsamling og fjerning av uabsorbert gass har et nedre parti som strekker seg utenfor berøringssonen (2) og nedenfor det laveste nivå hvor unnslippende absorpsjonsmiddel kan tenkes å slippes ut, for på denne måte å danne et ringrom mellom berøringssonen og det forlengede nedre parti av oppsamlingsorganene, den nevnte rekke av utløpsorganer (9) er anordnet vertikalt på det nevnte forlengede nedre parti av oppsamlingsorganene, og ledningsorganene (25) utgjøres av ringrommet mellom berør-ingssonen (2) og det forlengede nedre parti av oppsamlingsorganene .