Способ разделения газовой смеси Советский патент 1985 года по МПК B01D53/22 

Изобретение относится к химической, нефтехимической,, газовой промышленностям и может быть использовано при извлечении или концентрировании одного или нескольких целевых компонентов из многокомпонентной газовой, civtecH,- напримерд|,р.ия из природного В химической и нефтехимической промышленности для извлечения лли.: онцентрирования целевых компонентов применяется метод, основ,аннь1Й на селейТивМом проникновении одного или нескольких компонентов газовой смеси через полупроницаемую мембрану за Счет различия в коэффициентах диффузии компонентов. Движущей силой этих процессов является разность парциальных давлений компонентов по обе стороны мембраны. Наиболее близким к предложенному является способ разделения газовой смеси, включающий стадии сжатия исходной газовой смеси, пропускания сжатой смеси через пространство между мембранными элементами, диффузию проникающего компонента газовой, смеси через полупроницаемую мембрану мембранных элементов и отвод проникщего компонента I. Мембранные элементы могут быть выполнень в виде плоских, трубчатых деталей, поверхность которых является полупроницаемой мембраной. Они могут быть выполнены также из полых волокон с полупроницаемыми стенками. Проникший через мембрану компонент смеси попадает во внутреннюю полость мембранного элемента и по каналам отводится к потребителю. Недостатками известного способа являются невысокая, надежность и связанное с этим низкое качество разделения. При любом повреждении полупроницаемой мембраны через нее начинает проходить исходная газовая смесь без разделения,качество продукта ухудшается. Повреждение полупроницаемой мембраны может произойти как в процессе ее изготовления, так и при ее эксплуатации. Цель изобретения - повь1шение качества разделения и надежности процесса разделения. Цель достигается тем, что при способе, включающем Стадии сжатия исходной газовой смеси, пропускания сжатой смеси через пространство между мембранными элементами, диффузию проникающего компонента газовой смеси через полупроницаемую м-ембрану мембранных элементов и отвод проникшего компонента, мембранные элементы выполняют в виде полых замкнутых тел, а отвод проникшего компонента осуществляют после прекращения пропускания сжатой смеси путем вакуумирования пространства межДУ мембранными элементами и обратной диффузии проникшего компонента через полупроницаемую мембрану. Пример. Разделению подвергают природный газ - газовую смесь, содержащую метан и 0,06% гелия. В качестве мембранных элементов используют полые кварцевые волокна с запаянными концами диаметром 40 мкм и толщиной стенки 8 мкм произвольной длины. Кварцевые стенки в данном случае и являются полупроницаемой мембраной с коэффициентом разделения гелий-метан 510 Природный газ сжимают до давления 200 атм, при этом парциальное давление гелия составляет 91,2 мм рт. ст. Сжатую смесь пропускают между мембранными элементами до достижения давления гелия в полости мембранных элементов, составляющего 70°/о от парциального давления гелия в сжатой смеси, т. е. 63,8 мм рт. ст., концентрация гелия в полости 99/о. Затем прекращают подачу исходной смеси и понижают давление ее до 20 мм рт. ст. .., Проникший через полупроницаемые мембраны гелий диффундирует обратно и его отводят в качестве основного продукта. Kortцентрация гелия составляет 7%, коэффициент извлечения его из природного газа 90%, Наличие дефектов в полупроницаемых мембранах не оказывает никакого влияния на качество газоразделения,так как полностью исключается сама возможность смещения целевого продукта с исходной смесью. Это повышает надежность работы.

СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ГАЗОВОЙ СМЕСИ, включающий стадии сжатия исходной газовой смеси, пропускания сжатой смеси через пространство между мембранными элементами, диффузию проникающего компонента газовой смеси через полуироницаемую мембрану мембранных элементов и отвод проникшего компонента, отличающийся тем, что, с целью повышения качества разделения и надежности процесса, мембранные элементы выполняют в виде полых замкнутых тел, а отвод проникшего компонента осуществляют после прекращения пропускания сжатой смеси путем вакуумирования пространства между мембранными элементами и обратной диффузии проникшего компонента через полупроницаемую мембрану.