Каскадная установка для разделения газовых смесей

Каскадная установка для разделения газовых смесей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение касается разделения многокомпонентных газовых смесей и может быть использовано в химической, нефтехимической, газоперерабатывающей и других отраслях промышленности. Цель - повышение степени разделения многокомпонентных газовых смесей по промежуточным по проницаемости через мембраны компонентам. Установка снабжена коммуникациями 14 для отвода газовой смеси из полостей высокого давления 9 модулей 1, коммуникацией 15 для отвода продукта, обогащенного промежуточными компонентами, из полости высокого давления 9 последнего модуля 16. При этом в качестве коммуникаций 11 и 12 для отвода разделенной смеси используют коммуникации 4 и 5 первого модуля 17. В результате могут быть получены продукты с концентрациями целевых (промежуточных по проницаемости) компонентов, превышающими предельно достижимые в известных установках. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU,„, 1498543 A 1 (5у 4 B 01 D 53/22, 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ VHHT СССР (21) 4315887/31-26 (22) 15.10.87 (46) 07.08.89. Бюл. Ф 29 (71) Московский инженерно-физический институт (72) Е.Б.Груздев, Н.И.Лагунцов и Е.В.Левин (53) 66.071 .6(088 .8) (56) Ohno М., Ozaki О., Sato Н.

etc. I.of Nuclear Sci. and Technology, 1977, v.14, N - 8, Р.589-602. (54) КАСКАДНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ГАЗОВЫХ СМЕСЕИ (57) Изобретение касается разделения многокомпонентных газовых смесей и может быть использовано в химической, нефтехимической, газоперерабатывающей и других отраслях промышленности.

Цель — повышение степени разделения многокомпонентных газовых смесей по промежуточным по проницаемости через мембраны компонентам. Установка снабжена коммуникациями 14 для отвода газовой смеси из полостей высокого давления 9 модулей 1, коммуникацией

15 для отвода продукта, обогащенного промежуточными компонентами, иэ полости высокого давления 9 последнего модуля 16. При этом в качестве коммуникаций 11 и 12 для отвода разделенной смеси используют коммуникации 4 и 5 первого модуля 17. В результате могут быть получены продукты с концентрациями целевых (промежуточных по проницаемости) компонен- Ж тов, превьппающими предельно достижимые в известных установках. 1 ил.

1498543

Изобретение относится к области разделения многокомпонентных газовых о смесей и может быть использовано в химической, нефтехимической, газоперерабатывающей и других отраслях промьппленности.

Цель изобретения — увеличение степени разделения многокомпонентной газовой смеси по компонентам, имеющим в ряду величин коэффициентов проницаемости через мембраны промежуточные относительно всех компонен- тов значения.

Нд чертеже изображена схема установки.

Установка содержит последовательно соединенные двухмембранные модули 1, кажцый из которых снабжен мембранами 2 и 3, противоположными по своим селективным,свойствам, коммуникации 4 и 5 для отвода газовой. смеси из полостей 6 и 7 низкого дав-: ления (ПНД) модулей и коммуникации 8 для подвода газовой смеси в полости

9 высокого давления (ПВД) модулей, коммуникацию 10 для подвода исходной газовой смеси, две коммуникации

11 и 12 для отвода разделенной смеси и компрессоры 13, дополнительные коммуникации 14 для отвода газовой смеси из ПВД модулей, соединенные с комуникациями для подвода газовой смеси в ПВД последующих модулей, и коммуникацию 15 для отбора 35 продукта из ПВД последнего модуля

16. Обе коммуникации 4 и 5 для отвода газовой смеси из ПНД каждого модуля, начиная с второго, соединены с коммуникациями 14 для подвода 40 газовой смеси с ПВД предыдущего модуля, а в качестве коммуникаций для отвода разделенной смеси из каскадной установки. используются обе коммуникации для отвода газовой смеси 45 из ПНД первого модуля 17.

Установка работает следующим образом.

Поток исходной многокомпонентной газовой смеси высокого давления подают по коммуникации 10 в полость

9 высокого давления промежуточного модуля 1, где под действием перепада давления на мембранах 2 и 3 он частично проникает в полости 6 и 7 низкого давления и обогащается легкопроникающими через мембраны 2 и 3 компонентами, Непроникший поток обогащается ценным (промежуточным) компонентом, поскольку эффективная проницаемость через обе мембраны промежуточног0 компонента меньше, чем для остальных компонентов. Непроникшую смесь, обогащенчую це««ным компонентом, по коммуникациям 14 и 8 подают в полость 9 высокого давления следующего модуля, где она опять обогащается ценным компонентом в непроникшем потоке. Количество последовательно соединенных таким образом модулей определяется заданной степенью обогащения смеси ценным компонентом.

Непроникший поток последнего модуля 16 с высоким содержанием ценного компонента выводят в коммуникацию

15 в качестве продукта. В то же время проникшую через мембраны 2 или

3 модуля 16 смесь по коммуникациям

8, 4 и 5 через компрессор подают в полость 9 высокого давления предыдущего модуля, где происходит исчерпывание ценного компонента, Аналогично, для всех остальных модулей, кроме первого, проникшую через мембраны 2 или 3 смесь по коммуникациям 8, 4 и 5 подают в полость

9 высокого давления предыдуи«его модуля. Проникшую через мембраны 2 или

3 первого модуля 17 смесь выводят из каскадной установки пд коммуникациям

11 и 12. Таким образом, в каскадной установке исходный поток разделяется на поток с требуемым содержанием ценного компонента — коммуникация

15, и два потока в коммуникациях 11 и 12, обогащенных легкопроникающими компонентами и обедненн ьх ценным компонентом.

Пример. Разделяемая смесь, мас. : Хе 40; Кг 10; N 50. Используемые мембраны: силиконовая резина с коэффициентами проницаемости

2 10,9 10, 3 10 моль м/м . с..Па по Хе, Kr u Ng соответственно; пористый четыреххлорэтилен с коэффициентами проницаемости 3 10

4 10, 6 ° 10 « моль,м/м . с Па по тем же газам. Количество модулей— два, I

Концентрация Kr в продукте, отбираемом из коммуникации 15 второго модуля каскадной установки, со-, ставляет 28 . При использовании известных мембранных установок максимальная концентрация Kr составляет 20 .

1498543 е ния многокомпонентной газовой смеси

Таким образом, в результате использования изобретения могут быть получены продукты с концентрациями целевых (промежуточных по проницаемости) компонентов, превышающими предельно достижимые в известных установках.

Формула изобретения

Составитель М. Крыкин

Редактор Н.Тупица Техред М.Дидык Корректор Т.Малец

Заказ 4488/7 Тираж 600 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина,101

Каскадная установка для разделения газовых смесей, содержащая последовательно соединенные двухмембранные модули, полости высокого и полости низкого давления каждого из которых разделены мембранами с противоположными селективными свойствами, коммуникации для подвода газовой смеси в полости высокого давления модулей, соединенные с ними коммуникации для отвода газовой смеси из полостей низкого давления модулей, коммуникацию для подвода исходной газовой смеси, две коммуникации для отвода разделенной смеси из каскадной установки и компрессоры, установленные на коммуникациях, отличающаяся тем, что, с целью увеличения степени разделепо компонентам, имеющим в ряду величин коэффициентов проницаемости че— рез мембраны промежуточные относи-.

5 тельно всех компонентов значения, она снабжена коммуникациями для отвода газовой смеси из полостей высокого давления модулей, каждая из которых, 10 кроме коммуникации последнего модуля, соединена с коммуникацией для подвода газовой смеси в полость высокого давления последующего модуля, при этом коммуникацию для отвода смеР си из полости высокого давления последнего модуля используют для отбора продукта, обогащенного промежуточными компонентами, обе коммуникации для отвода газовой смеси из полостей низкого давления каждого модуля, начиная с второго, соединены с коммуникацией для подвода газовой смеси в полость высокого дав» ления предыдущего модуля, а в каче25 стве коммуникаций для отвода разделенной смеси из. каскадной установки используют коммуникации для отвода газовой смеси из полостей низкого давления первого модуля.