Способ очистки метана от примесей Советский патент 1982 года по МПК B01D53/02 

Изобретение относится к очистке газов от примесей и может быть ис- пользовано для очистки метана в хими ческой промышленности, экспериментал .ной физике и химии. Известен способ очистки газов от примесей насыщенных углеводородов, путем вакуумной дистилляции с пропусканием очищаемой среды через синтетические цеолиты в сжиженном состоянии с последующим контактированием с .металлическим зеркалом бария Содержание кислорода в очищенном метане составляло около 10 относитель ных молярных долей Недостатком способа является то, что метан пропускают через цеолиты в сжиженном состоянии. В этом случае глубокой очистки метана не происходи так как п{5и пропускании жидкого метана через цеолиты жидкость блокируе окна цеолитов. Таким образом глубина очистки мет на недостаточна, а сам способ сложен и неприемлем в производственных условиях . Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки метана от примесей путем пропускания его через синтетический цеолит типа 5А . О 1Истка метана по этому способу основана на поглощении цеолитами только полярных примесей, без использования молекулярноситового эффекта, вследствие чего глубина очистки по сумме примесей достигается небольшая ()2. Однако такие полярные соединения как вода, двуокись углерода, сероводород, сернистый ангидрид и меркаптан сильно адсорбируются и легко могут быть выделены. Кроме того , недостатком способа является недостаточно глубокая очистка метана от примесей. Целью изобретения является увеличение степени очистки метана от примесей. Указанная цель достигается тем,что согласно способу очистки метана от примесей путем пропускания газообразного метана через синтетический цеолит, в качестве последнего используют цеоли г типа N а А, а процесс велут при 90-96 К под давлением, меньшим давления паров насыщения. Использование цеолита типа NaA в способе очистки метана обусловлено тем, что он имеет диаметр входных окон 4А. Возможность низкотемпературной бчистки газообразного метана с помощью синтетических цеолитов с разме рами окон 4А обусловлена тем, чтб мо лекулы этих .газов сферически симмегр ны и поэтому не электроотрицательны неполярны, а размер, молекул при темйературе 96- К становится большим 4А, вследствие чего они перестают Поглощаться цеолитом, в отличие от примесей, молекулы которых меньше 4А в интервале 90-96 К или полярйы Нижний предел температурного диапазона очистки выбран равным поскольку при меньших температурах цеолиты в динамическом режиме очистк перестают поглощать многие приме- , /Си, в том числе кислород, Если . процесс очистки газообразного метана Проводят при , давление метана должйо быть меньше 79,55 мм рт. ст. и соответственно, если продесс очист ки проводят при 96°К, давление MeTiaна должно быть меньше 173,85 мм рт.с Если же давление метана превысит дав ление паров насыщения при данной тем пературе (например при температуре 96° К давление будет больше 173,85 мм рт. ст.) , метан начнет сжижаться, жидкий метан заблокирует окна цеолитов и очистка метана стане невозможной. . -. П Р и м е р. Цеолит ипа NaA-б отечестйенного производства с ра мерами окон 4А засыпают в адсорбертрубу из нержавеющей стали диаметром 30 мм. На входе и выходе адсорбера располагают пористые стекла для удержания пыли. В системе имеются два термокомпрессора, охлаждение ко торых жидким азотом позволяет соби рать газ. Исходный газ содержится в баллоне, и очищенный собирают в баллон. Проводят первичную регенерацию цеолита. После регенерации цеолита охлаждают (93i-3JK и пропускают через них с скоростью около 1 м/мин. под дав лением, меньшим Насыщения, метан заводского производства, имеющий исходную чистоту около . Oj. После однократного пропускания через адсорбер содержание электроотрицательных примесей в метане снижается до 5 tlO экв.012 Поскольку практически все примеси в метане электроотрицательны, то можно сделать вывод, что предлагаемый способ Обеспечивает более, чем в 200 раз более глубокую очистку метана от примесей по сравнению с из . вестным способом и в 10 - 10 раз по сравнению с промышленными способами. Суммарное содержание электроотрицательных примесей в метане определяли с помощью электроннозахватного двухфазного детектора. Использование предлагаемого способа обеспечивает сверх глубокую очистку метана в широких производственных масштабах и открывает возможнЬсть создания в ядерной физике жидкостных ионизационных камер на. основе метана, содержащего в большом количестве водород, что необходима для ряда экспериментов. Формула изобретения Способ очистки метана от примесей путем пропускания газообразного метана через синтетические цеолиты, отличающийся тем, что,с целью увеличения степени очистки, в качестве синтетического цеолита используют цеолит типа NaA, а процесс ведут при 90-96° к под давлением, меньшим давления паров насыщения. Источники информации, принятые о внимание при экспертиза 1.R.M. MInday et a1. l.Chem Phys 54, 3112, 1971. 2.Кауль А.Л.Риэенфельд Ф.С. Очистка газа. 1962, с.318.