Способ мембранного разделения газовых смесей и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к мембранной технологии и может быть использовано в химической и нефтехимической отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение селективности мембранного разделения газов. Способ заключается в пропускании исходной смеси газов вдоль поверхности составной мембраны, содержащей две пленки из полимерного материала , находящиеся в двух различных резервуарах, и жидкую среду между ними, отбор проникших через мембрану компонентов смеси, прокачивании жидкой среды между двумя резервуарами с полимерными пленками. Предлагаемый способ может быть реализован с помощью устройства, содержащего дополнительный резервуар с жидким носителем и пленкой, а также линию для циркуляции жидкости между резервуарами и насос. Применение предлагаемого способа и устройства позволяет разделять газовые смеси в промышленных условиях с селективностью, например, по паре С02/СН4 до 5000. 2 с.п.ф-лы, 1 ил. №

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК в

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ы о

Сд

4 (21) 4672879/26 (22) 03.04,89 (46) 30.03.91. Бюл, М 12 (71) Институт нефтехимического синтеза им. А.В.Топчиева (72) А,Б.Шелехин, И.Н.Бекман, В,В.Тепляков и В.С.Гладков (53) 66,071,61.8 (088,8) (56).Воробьев А, В, и др. О кинетике проницаемости диоксида углерода через жидкие мембраны.-Теоретические осн.хим.технологии, 1985, т. 19, Ь 4, с. 544 — 545.

Воробьев А.В. и др. О процессах переноса простых газов через квазижидкие мембраны.-Теоретические осн. хим. технологии, 1985, т. 19, М 5, с. 675 — 677. (54) СПОСОБ МЕМБРАННОГО РАЗДЕЛЕ,НИЯ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к мембранной технологии и может быть использовано в химической и нефтехимической отраслях

Изобретение относится к мембранной технологии и может быть использовано в химической и нефтехимической отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение селективности мембранного разделения газов.

Способ включает пропускание исходной газовой смеси вдоль поверхности составной мембраны, содержащей две пленки из полимерного материала и жидкую среду между ними.

Поставленная цель достигается за счет введения дополнительной операции. прока„„ Ы „„1637850 А1 (л)5 В 01 О 53/22 промышленности. Цель изобретения — повышение селективности мембранного разделения газов. Способ заключается в пропускании исходной смеси газов вдоль поверхности составной мембраны, содержащей две пленки из. полимерного материала, находящиеся в двух различных резервуарах, и жидкую среду между ними, отбор проникших через мембрану компонентов смеси, прокачивании жидкой среды между двумя резервуарами с полимерными пленками, Предлагаемый способ может быть реализован с помощью устройства, содержащего. дополнительный резервуар с жидким носителем и пленкой, а также линию для циркуляции жидкости между резервуарами и насос. Применение предлагаемого способа и устройства позволяет разделять газовые смеси в промышленных условиях с селективностью, например, по паре

СО2/СН4 до 5000. 2 с.п.ф-лы, 1 ил. чивания жидкой среды междудвумя полимерными мембранами.

На чертеже изображена схема устройства для осуществления способа.

Устройство содержит резервуар 1 с полимерной пленкой 2, компрессор 3, линию 4 циркуляции жидкости с насосом 5, резервуар б с полимерной пленкой 7, линии вывода пермеата 8 и нонпермеата 9.

Устройство работает следующим образом.

В резервуар 1 с помощью компрессора

3 подают разделяемую газовую смесь (давление 7 атм), которая проходит вдоль повер1637850

Способ позволяет осуществить разделение газовых смесей с селективностью до

5000, При разделении смеси диоксида углерода и кислорода достигается степень обогащения по СО2 99,77, диоксида углерода и метана 99,9/о, кислорода и азота (иэ воздуСелектив ность азделенил

Пленка

Температура жидкой среды, С

Давление жидкости, атм

Жидкая среда

С02/ СН 4

C02 / O2

02 / N2

ПВТМС" (25 С )

ПВТМС (70 С) 9,1

3,5

3,5

4,5

92

91

2,2

6,0

6,0

5,8

3,2

1,8

32

32

31

1

8

Вода н - Бутиловый спирт

20; Раствор монозтаноламина в воде

1 н. раствор

К2СОз в воде

25

145

7,1

5000

1430

9,2

3,8

63

3,8

764

4,9

4,8

5,8

2,0

5,1

2,1

Силар **

Вода

" Карбосил "

Карбонат— силоксан (50/50 )

Поли - 4 - метилпентен-1

31

Вода

4,9

2,9

8,5

4,0

7,2

Хло бенэол

* ПВТМС вЂ” поливинитриметилсилан, ** Силар — полиарилат = полидиметил - силоксановый блок = сополимер с содержанием силоксанового блока 46 7 хности пленки 2. Прошедшая через пленку

2 газовая смесь растворяется в жидкости. С помощью насоса 5 по линии 4 циркуляции жидкость под давлением 8 атм подают в резервуар 6 с пленкой 7. Прошедшую через пленку 7 газовую смесь выводят через линию 8, не прошедшую через пленку 2 газовую смесь — через линию 9.

Результаты экспериментов по разделению различных газовых смесей с использованием различных жидких сред приведены в таблице, Время контакта жидкой среды с пленкой не лимитирует процесс трансмембранного переноса, Для осуществления способа давление жидкости должно быть больше давления подаваемой для разделения газовой смеси.

xa) по 02 65%, что соответствует превышению селективности по сравнению с известными способами в 1,5 — 20 раз. °

Формула изобретения

5 1, Способ мембранного разделения газовых смесей, включающий пропускание исходной смеси вдоль поверхности селективной мембраны, содержащей две пленки из полимерного материала и жидкую среду

10 между ними, отбор проникших через мембрану компонентов смеси, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения селективности газоразделения, жидкую среду прокачивают между двумя полимерными пленками.

15 2.Устройство для мембранного разделения газовых смесей, содержащее компрессор для подачи исходной газовой смеси на мембрану, состоящую из двух полимерных пленок, между которыми образована каме20 ра, заполненная жидкостью, и систему отвода проникших через мембрану компонентов газовой смеси, отличающийся тем, что, с целью повышения селективности газоразделения, камера разделена на два

25 отсека и снабжена циркуляционной линией с насосом, 1637850

Составитель M. Крыкин

Техред M.Моргентал Корректор H. Ревская

Редактор M. Бандура

Заказ 886 Тираж 439 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательскии комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101