Low temperature membrane gas separation for nitrogen removal and helium recovery from natural gas

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Matthias Wessling
• Subject Area: Chemical and Thermal Process Engineering ; Technical Chemistry
• Term: from 2014 to 2017
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 258012131

• Final Report Year: 2019

Final Report Abstract

Im Rahmen des Projektes wurde die Temperaturabhängigkeit von Polymermembranen zur Gastrennung intensiv untersucht. Mit den ermittelten Daten war es möglich, eine Abschätzung zur Wirtschaftlichkeit von Membranprozessen bei niedrigen Temperaturen durchzuführen. Je nach Materialtyp zeigte sich eine verbesserte oder eine verschlechterte Wirtschaftlichkeit bei tiefen Temperaturen. Da Methan und Stickstoff ähnliche Temperaturabhängigkeiten besitzen, konnte für dieses Stoffsystem keine Verbesserung der Trenneigenschaften festgestellt werden. Des Weiteren wurden verschiedene Prozesse zur Abtrennung von Helium aus Erdgas untersucht und miteinander verglichen. Es konnten abseits der industriell verbreiteten Tieftemperaturdestillation Membranhybridprozesse ermittelt werden, die eine Heliumgewinnung zu geringeren Kosten ermöglichen. Ferner wurde das Mischgasverhalten von PDMS-Membranen bei der Trennung von Kohlenwasserstoffen aus Erdgas untersucht und Modellparameter zur simulativen Prozessauslegung ermittelt.

Publications

• "Helium recovery using membrane processes." Separation and Purification Technology 189 (2017): 433-440
  Alders, Michael, Winterhalder, Dominik and Wessling, Matthias
  (See online at https://doi.org/10.1016/j.seppur.2017.07.084)