СПОСОБ МНОГОСТАДИЙНОЙ ОЧИСТКИ ГАЗОВОЙ СМЕСИ ДО ПАРАМЕТРОВ ЕЕ ПОТРЕБЛЕНИЯ Российский патент 2012 года по МПК B01D53/22 B01D63/02 

Изобретение относится к области разделения газовых смесей с помощью полупроницаемых мембран и может быть использовано в газовой, нефтяной, химической и других отраслях промышленности.

Из описания к патенту ЕР 0110858 известен способ многостадийной очистки газовой смеси, включающий подачу по трубопроводу исходной газовой смеси в полость высокого давления первого мембранного газоразделительного модуля, подачу непроникшего через мембрану потока газа из полости высокого давления первого мембранного газоразделительного модуля в полость высокого давления второго мембранного газоразделительного модуля и проникшего потока газа из полости низкого давления первого мембранного газоразделительного модуля на утилизацию, направление непроникшего во втором мембранном газоразделительном модуле газового потока к потребителю и подачу проникшего потока газа из полости низкого давления второго мембранного газоразделительного модуля в трубопровод подачи исходной газовой смеси.

К недостатку известного способа следует отнести недостаточно высокую эффективность процесса газоразделения.

Техническим результатом заявленного технического решения является повышение эффективности процесса газоразделения.

Данный технический результат обеспечивается за счет того, что в способе многостадийной очистки газовой смеси до параметров ее потребления, включающем подачу по трубопроводу исходной газовой смеси в полость высокого давления первого мембранного газоразделительного модуля, подачу непроникшего через мембрану потока газа из полости высокого давления первого мембранного газоразделительного модуля в полость высокого давления второго мембранного газоразделительного модуля и проникшего потока газа из полости низкого давления первого мембранного газоразделительного модуля на утилизацию, направление непроникшего во втором мембранном газоразделительном модуле газового потока к потребителю и подачу проникшего потока газа из полости низкого давления второго мембранного газоразделительного модуля в трубопровод подачи исходной газовой смеси, с выхода каждого из мембранных газоразделительных модулей непрерывно отводят часть непроникшего потока газа и направляют ее на продувку полости низкого давления соответствующего мембранного газоразделительного модуля, при этом в полости низкого давления каждого мембранного газоразделительного модуля с помощью вакуум-компрессора понижают давление и компримируют выходящий из этих полостей газ. Производительность вакуум-компрессора выбирается из условия обеспечения наибольшего значения соотношения давлений на газоразделительной мембране мембранного модуля. Количество газа, идущего на продувку, выбирается из условия обеспечения наибольшей эффективности газоразделения мембранного модуля. Перед непосредственной подачей газовой смеси в полость высокого давления первого мембранного газоразделительного модуля можно осуществить охлаждение и сепарацию с фильтрацией газовой смеси для удаления выделившегося конденсата и механических примесей. Поток конденсата из сепаратора направляют в блок стабилизации конденсата, имеющего четыре выходящих потока, первый из которых в виде потока газа стабилизации подают в поток исходной газовой смеси для повторной переработки, второй сбросной газовый поток направляют на утилизацию, третий - из стабильного углеводородного конденсата отправляют на дальнейшую переработку либо закачивают в нефть, четвертый - поток водного конденсата отправляют на закачку в пласт для поддержания пластового давления либо направляют на утилизацию.

Способ осуществляют следующим образом.

Исходную газовую смесь, например сырьевой попутный газ, по трубопроводу подают в полость высокого давления первого мембранного газоразделительного модуля. Из полости высокого давления первого мембранного газоразделительного модуля непроникший через мембрану поток газа направляют в полость высокого давления второго мембранного газоразделительного модуля, а проникший поток газа из полости низкого давления первого мембранного газоразделительного модуля с повышенным содержанием примесей, например тяжелых углеводородов, воды и двуокиси углерода, направляют на утилизацию. Непроникший во втором мембранном газоразделительном модуле газовый поток с пониженным содержанием примесей подают к потребителю. Проникший поток газа из полости низкого давления второго мембранного газоразделительного модуля направляют в трубопровод подачи исходного газа, где он смешивается с исходной газовой смесью. Для повышения эффективности газоразделения с выхода каждого из мембранных газоразделительных модулей непрерывно отводят часть непроникшего потока газа и направляют ее на продувку полости низкого давления соответствующего мембранного газоразделительного модуля, при этом в полости низкого давления каждого мембранного газоразделительного модуля с помощью вакуум-компрессора понижают давление и компримируют выходящий из этих полостей газ. Причем проникший газ второй стадии компримируют до давления не ниже, чем давление в исходной газовой смеси. Производительность вакуум-компрессора выбирается из условия обеспечения наибольшего значения соотношения давлений на газоразделительной мембране мембранного модуля. Количество газа, идущего на продувку, выбирается из условия обеспечения наибольшей эффективности газоразделения мембранного модуля. В ряде случаев перед непосредственной подачей газовой смеси в полость высокого давления первого мембранного газоразделительного модуля можно осуществлять ее охлаждение и сепарацию с фильтрацией газовой смеси для удаления выделившегося конденсата и механических примесей. Поток конденсата из сепаратора направляют в блок стабилизации конденсата, имеющий четыре выходящих потока, первый из которых в виде потока газа стабилизации подают в поток исходной газовой смеси для повторной переработки, второй сбросной газовый поток направляют на утилизацию, третий - из стабильного углеводородного конденсата отправляют на дальнейшую переработку либо закачивают в нефть, четвертый - поток водного конденсата отправляют на закачку в пласт для поддержания пластового давления либо направляют на утилизацию.

Таким образом, за счет продувки полостей низкого давления мембранных газоразделительных модулей и одновременного с этим поддержания в них пониженного давления обеспечивается эффективное разделение газовой смеси, а следовательно, повышается эффективность способа в целом.

Способ многостадийной очистки газовой смеси относится к области разделения газовых смесей с помощью полупроницаемых мембран. Способ включает подачу по трубопроводу исходной газовой смеси в полость высокого давления первого мембранного газоразделительного модуля. Часть непроникшего через мембрану потока газа с выхода полости высокого давления первого мембранного газоразделительного модуля подают в полость высокого давления второго мембранного газоразделительного модуля. Другую часть непроникшего потока газа направляют на продувку полости низкого давления первого мембранного газоразделительного модуля. Проникший поток газа из полости низкого давления первого мембранного газоразделительного модуля направляют на утилизацию. Часть непроникшего во втором мембранном газоразделительном модуле газового потока подают к потребителю. Другую часть непроникшего через мембрану потока газа направляют на продувку полости низкого давления второго мембранного газоразделительного модуля. При этом проникший поток газа с выхода полости низкого давления второго мембранного газоразделительного модуля направляют в трубопровод подачи исходной газовой смеси. В полости низкого давления каждого мембранного газоразделительного модуля с помощью вакуум-компрессоров понижают давление. Компримируют выходящий из этих полостей газ. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности процесса газоразделения. 2 з.п. ф-лы.

1. Способ многостадийной очистки газовой смеси, включающий подачу по трубопроводу исходной газовой смеси в полость высокого давления первого мембранного газоразделительного модуля, подачу части непроникшего через мембрану потока газа с выхода полости высокого давления первого мембранного газоразделительного модуля в полость высокого давления второго мембранного газоразделительного модуля, непрерывное отведение при этом другой части непроникшего через мембрану потока газа и направление ее на продувку полости низкого давления первого мембранного газоразделительного модуля, подачу проникшего потока газа из полости низкого давления первого мембранного газоразделительного модуля на утилизацию, направление части непроникшего во втором мембранном газоразделительном модуле газового потока к потребителю, отведение другой части непроникшего через мембрану потока газа и направление ее на продувку полости низкого давления второго мембранного газоразделительного модуля, подачу проникшего потока газа с выхода полости низкого давления второго мембранного газоразделительного модуля в трубопровод подачи исходной газовой смеси, при этом в полости низкого давления каждого мембранного газоразделительного модуля с помощью вакуум-компрессора понижают давление и компримируют выходящий из этих полостей газ.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед непосредственной подачей газовой смеси в полость высокого давления первого мембранного газоразделительного модуля осуществляют ее охлаждение и сепарацию с фильтрацией для удаления выделившегося конденсата и механических примесей.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что поток конденсата из сепаратора направляют в блок стабилизации конденсата, имеющего четыре выходящих потока, первый из которых в виде потока газа стабилизации подают в поток исходной газовой смеси для повторной переработки, второй сбросной газовый поток направляют на утилизацию, третий - из стабильного углеводородного конденсата отправляют на дальнейшую переработку либо закачивают в нефть, четвертый поток водного конденсата отправляют на закачку в пласт для поддержания пластового давления либо направляют на утилизацию.