CZ226099A3 - Isolation process of tetrafluoromethane, hexafluoroethane from a gas - Google Patents

Isolation process of tetrafluoromethane, hexafluoroethane from a gas Download PDF

Info

Publication number
CZ226099A3
CZ226099A3 CZ19992260A CZ226099A CZ226099A3 CZ 226099 A3 CZ226099 A3 CZ 226099A3 CZ 19992260 A CZ19992260 A CZ 19992260A CZ 226099 A CZ226099 A CZ 226099A CZ 226099 A3 CZ226099 A3 CZ 226099A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
gas stream
gas
membrane
polyamide
vol
Prior art date
Application number
CZ19992260A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Yao-En Li
Original Assignee
L´Air Liquide Societe Anonyme Pour L´Etude Et, L´Exploitation Des Procedes Georges Claude
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by L´Air Liquide Societe Anonyme Pour L´Etude Et, L´Exploitation Des Procedes Georges Claude filed Critical L´Air Liquide Societe Anonyme Pour L´Etude Et, L´Exploitation Des Procedes Georges Claude
Priority to CZ19992260A priority Critical patent/CZ226099A3/en
Publication of CZ226099A3 publication Critical patent/CZ226099A3/en

Links

Abstract

Způsob spočívá v a/ odstranění anorganických fluoridů z odplynu elektrolyzéru pro výrobu hliníku, obsahujícího anorganické fluoridy a alespoňjeden z CF4 a Cy6, přičemž se získá vyčištěný odplyn, ab/ uvedení vyčištěného odplynu do styku s membránou při teplotě 10 až 80 °C, tlakovém spádu 0,02 až 1,4 MPa a průtoku mezi 10"4 až 10 Nrrř/hm2, čímž se získá zadržený proud plynu bohatý na alespoňjeden zCF4 a QFg a prošlý proud plynu, zbavený alespoňjednoho zCF4 aC2F6.The method consists in and / or removing inorganic fluorides from the offgas an electrolyzer for the production of aluminum containing inorganic fluorides and at least one of CF 4 and Cy 6, thereby obtaining purified degassing and contacting the cleaned degassing with the membrane at a temperature of 10 to 80 ° C, a pressure drop of 0.02 to 1.4 MPa; a flow rate between 10 -4 to 10 rpm / h 2 to obtain a retained current gas rich in at least one of CF4 and QFg and expired gas stream deprived of at least one of CF4 and C2F6.

Description

Oblast technikyTechnical field

Vynález se obecně týká způsobu rozděleni plynů. Vynález se zejména týká způsobu odstraněni alespoň jednoho z CF„ a C2F6 z proudu plynu za použiti membrány. Vynález se rovněž zejména týká způsobu výroby hliníku, při kterém se alespoň jeden z CF4 a C2F6 odstraňuje z proudu plynu za použití membrány.The invention generally relates to a method for separating gases. In particular, the invention relates to a method for removing at least one of CF 3 and C 2 F 6 from a gas stream using a membrane. In particular, the invention also relates to a process for the production of aluminum, wherein at least one of CF 4 and C 2 F 6 is removed from the gas stream using a membrane.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Běžně se kovový hliník pro komerční účely vyrábí ve dvou stupních. První stupeň zahrnuje extrakci oxidu hlinitého (A12O3) z bauxitu za použití Bayerova postupu. Druhý stupeň zahrnuje redukci oxidu hlinitého, který je rozpuštěn ve směsi roztaveného kryolitu (Na3AlF6) a fluoridu hlinitého (A1F3) v elektrolyzéru při teplotě asi 950 až 960 °C za použití Hall-Heroultova postupu. Ve druhém stupni se hliník-obsahující ionty redukují elektrochemicky za tvorby kovového hliníku na povrchu kovové katody.Normally, aluminum metal for commercial purposes is produced in two stages. The first step involves extracting alumina (Al 2 O 3 ) from bauxite using the Bayer process. The second step involves the reduction of alumina, which is dissolved in a mixture of molten cryolite (Na 3 AlF 6 ) and aluminum fluoride (AlF 3 ) in an electrolyser at a temperature of about 950 to 960 ° C using the Hall-Heroult process. In a second step, the aluminum-containing ions are reduced electrochemically to form metallic aluminum on the surface of the metal cathode.

V průběhu normální elektrolýzy se spotřebovávají uhlíkové anody v důsledku reakce kyslík-obsahujících iontů s uhlíkem uhlíkových anod za vzniku oxidu uhličitého a kovového hliníku podle následující reakce:During normal electrolysis, carbon anodes are consumed as a result of the reaction of oxygen-containing ions with carbon anodes to form carbon dioxide and metallic aluminum according to the following reaction:

2A12O3 + 3C -> 4A1 + 3CO2 2A1 2 O 3 + 3C -> 4A1 + 3CO 2

Avšak za určitých podmínek dochází v elektrolyzéru k anodovému efektu, který je charakterizován následujícími jevy:However, under certain conditions, an anode effect occurs in the electrolyser, which is characterized by the following phenomena:

1) koncentrace oxidu hlinitého v elektrolytu klesne pod 2 hmotn.%,(1) the concentration of alumina in the electrolyte falls below 2% by weight;

2) když koncentrace kyslik-obsahujících iontů klesne, převažuje v blízkosti anody vyšší koncentrace fluoridových iontů,2) when the concentration of oxygen-containing ions decreases, higher concentrations of fluoride ions predominate near the anode;

3) výrazně vzroste anodové polarizační napětí,3) anode polarization voltage increases significantly,

4) dojde k překročení kritické proudové hustoty na anodě, při které ještě dochází na anodě k odevzdání nábojů pouze u kyslik-obsahujících aniontů, a(4) the critical current density at the anode is exceeded, at which the charge still only occurs at the anode for oxygen-containing anions; and

5) na povrchu anody případně dochází k vylučování F2 rozkladem kryolitu.5) on the anode surface, where appropriate, elimination occurs F 2 decomposition of cryolite.

V průběhu anodového efektu fluor vylučovaný na anoděDuring the anode effect, fluorine excreted on the anode

reaguje s reacts with uhlíkem carbon anody za anodes for tvorby creation CF4 a C2F6 podleCF 4 and C 2 F 6 acc následuj ící following reakce: reaction: 2Na3AlF6 2Na 3 AlF 6 + 2C 2A1 + 2C 2A1 + 2NaF + + 2NaF + cf4 + c2f6 .cf 4 + c 2 f 6 . Uvedený Said anodový anode efekt je detailněji the effect is more detailed popsán v: Alton T. described in: Alton T. Tabereaux, Tabereaux, Anodě Effects, PFCs, Anode Effects, PFCs, Global Global Warming, and the Warming and the

Aluminium Industry, JOM, str.30-34 (listopad 1994).Aluminum Industry, JOM, pp. 30-34 (November 1994).

U normálního elektrolyzéru činí denní emise CF4 a C2Fg 0,25 kg. Provoz výroby hliníku normálně zahrnuje 100 až 200 elektrolyzérů, což představuje u takového provozu denní emisi CF4 a C2Fb asi 50 kg.For a normal cell, the daily emission of CF 4 and C 2 F g is 0.25 kg. The aluminum production plant normally comprises 100 to 200 electrolysers, which in such a plant represents a daily emission of CF 4 and C 2 F b of about 50 kg.

Tato emise CF4 a C2FÓ z provozů pro výrobu hliníku byla normálně vypouštěna přímo do atmosféry. Avšak tyto plyny, které jsou 10 000 krát účinnější v rámci skleníkového efektu než oxid uhličitý, byly v nedávné době klasifikovány jako plyny výrazně přispívající k celkovému oteplování naší planety. Po podepsání konvence týkající se změny klimatu na naší planetě (United Nations Framework Convention on Climate Change) a usilující o snížení množství emisí plynů způsobujících takové globální oteplení, je žádoucí dosáhnout v provozech výroby hliníku • · . · · • · · • · · · · • · · * · · • · · ♦ ·· * · omezení na minimum nebo úplné eliminace vypouštění uvedených emisí do atmosféry.The emission of CF 4 and C 2 F O from plants for the production of aluminum is normally discharged directly into the atmosphere. However, these gases, which are 10,000 times more greenhouse effect than carbon dioxide, have recently been classified as significantly contributing to the overall warming of our planet. After signing the United Nations Framework Convention on Climate Change and seeking to reduce the amount of gas emissions causing such global warming, it is desirable to achieve aluminum production facilities. · Minimize or eliminate completely the emissions of these emissions into the atmosphere.

Splnění tohoto úkolu v rámci průmyslu výroby hliníku je cílem tohoto vynálezu.It is an object of the present invention to accomplish this task within the aluminum industry.

Řšení podle vynálezu bude zřejmé z následujícího popisu, patentových nároků a připojených obrázků.The solution according to the invention will be apparent from the following description, the claims and the attached figures.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Vynález se týká způsobu izolace alespoň jednoho z CF4 a C2F6 z odplynu z elektrolyzéru pro výrobu hliníku. Tento způsob zahrnuje následující stupně:The invention relates to a process for the isolation of at least one of CF 4 and C 2 F 6 from an off-gas from an aluminum production electrolyzer. The method comprises the following steps:

a) odstranění anorganických fluoridů z odplynu obsahujícího anorganické fluoridy a alespoň jeden z CF4 a C2FS, přičemž se získá vyčištěný odplyn, a(a) removing inorganic fluorides from the off-gas containing inorganic fluorides and at least one of CF 4 and C 2 F S to obtain a purified off-gas, and

b) uvedení do styku vyčištěného odplynu s membránou za podmínek, při kterých se získá zadržený proud plynu bohatý na alespoň jeden z CF4 a C2F6 a prošlý proud plynu zbavený alespoň' jednoho z CF4 a C2F6.b) contacting the cleaned offgase with the membrane under conditions to obtain a retained gas stream rich in at least one of CF 4 and C 2 F 6 and a passed gas stream free of at least one of CF 4 and C 2 F 6 .

Vynález se dále týká způsobu výroby hliníku. Tento způsob zahrnuje následující stupně:The invention further relates to a method for producing aluminum. The method comprises the following steps:

a) elektrolytická redukce oxidu hlinitého rozpuštěného ve směsi roztaveného kryolitu a fluoridu hlinitého v elektrolyzéru, při které se vyrobí hliník,(a) the electrolytic reduction of alumina dissolved in a mixture of molten cryolite and aluminum fluoride in an electrolyzer to produce aluminum;

b) odtahování odplynu obsahujícího F2, HF a alespoň jeden z CF4 a C2Fb z elektrolyzéru,b) withdrawing the offgas containing F 2 , HF and at least one of CF 4 and C 2 F b from the electrolyzer,

c) uvedení do styku odplynu s oxidem hlinitým za podmínek, při kterých dochází k tvorbě fluoridu hlinitého a proudu plynu obsahujícího alespoň jeden z CF4 a C2F6,(c) contacting the off-gas with alumina under conditions in which aluminum fluoride and a gas stream containing at least one of CF 4 and C 2 F 6 are formed;

d) recyklování alespoň části fluoridu hlinitého ze stupně c) do elektrolyzéru, ad) recycling at least a portion of the aluminum fluoride from step c) to the electrolyzer; and

e) uvedení do styku proudu plynu obsahujícího alespoň jeden z CF4 a C2F6 s membránou za podmínek, při kterých dochází k získání zadrženého proudu plynu bohatého na alespoň jeden « · · · > · · ·· · · ·« • « ·· ·· z CF4 a C2Fb a prošlého proudu plynu zbaveného alespoň jednoho z CF, a C..F..e) contacting a gas stream comprising at least one of CF 4 and C 2 F 6 with a membrane under conditions to obtain a retained gas stream rich in at least one gas ·· ··· from CF 4 and C 2 F b and a passing gas stream free of at least one of CF, and C..F ..

i. bi. b

Stručný popis obrázkůBrief description of the pictures

Na připojených výkresech obr.l znázorňuje proudové schéma způsobu izolace CF4 a C2F6 podle vynálezu, obr.2 znázorňuje graf uvádějící relativní propustnosti N2,In the accompanying drawings, FIG. 1 shows a flow diagram of a method of insulating CF 4 and C 2 F 6 according to the invention; FIG. 2 shows a graph showing the relative permeability of N 2 ;

CF4 a C2Fb skrze specifickou membránu při různých teplotách a obr.3 znázorňuje provedení membránového systému použitelného v rámci vynálezu.CF 4 and C 2 F b through a specific membrane at different temperatures, and Figure 3 shows an embodiment of a membrane system useful in the present invention.

Nej obecněji se vynález týká způsobu odstranění alespoň jednoho z CF4 a C2F z proudu plynu. Výhodně se vynález týká způsobu společného odstranění CF4 a C2F6 z proudu plynu, který tyto složky obsahuje.Most generally, the invention relates to a process for removing at least one of CF 4 and C 2 F children from the gas stream. Preferably, the invention relates to a process for the common removal of CF 4 and C 2 F 6 from a gas stream comprising these components.

Před uvedenou separací proud plynu výhodně obsahuje asi 0,01 až asi 20 obj.% alespoň jednoho z CF4 a C2F. Kromě obsahu alespoň jednoho z CF4 a C2F6 proud plynu může obsahovat také kyslík, oxid uhličitý a dusík, jakož i další plynné složky.Prior to said separation, the gas stream preferably comprises about 0.01 to about 20 vol% of at least one of CF 4 and C 2 F ti . In addition to the content of at least one of CF 4 and C 2 F 6, the gas stream may also contain oxygen, carbon dioxide and nitrogen, as well as other gaseous components.

Způsob podle vynálezu zahrnuje stupeň, při kterém se proud plynu uvede do styku s membránou za podmínek, při kterých se získá zadržený proud plynu bohatý na alespoň jeden z CF4 a' C2F6 a prošlý proud plynu zbavený alespoň jednoho z CF4 a C2Fa.The process of the invention comprises the step of bringing a gas stream into contact with the membrane under conditions such that a retained gas stream rich in at least one of CF 4 and C 2 F 6 and a passed gas stream free of at least one of CF 4 and C 2 F a .

Výhodně je zadržený proud plynu zbaven kyslíku, oxidu uhličitého a dusíku, zatímco prošlý proud plynu je bohatý na kyslík, oxid uhličitý a dusík. V případě, že jsou v proudu plynu obsaženy obě f luorouhlí kové složky CF4 a C2Fb, potom uvedení do styku s membránou výhodně vede k získání zadrženého proudu plynu bohatého na obě tyto fluorouhlíkové složky CF4 a C2Fb a prošlého proudu plynu zbaveného obou fluorouhlíkových složek CF4 a C2FÓ.Preferably, the retained gas stream is devoid of oxygen, carbon dioxide and nitrogen, while the passed gas stream is rich in oxygen, carbon dioxide and nitrogen. If both fluorocarbon components CF 4 and C 2 F b are present in the gas stream, contacting the membrane preferably results in a retention gas stream rich in both fluorocarbon components CF 4 and C 2 F b and expired. a gas stream depleted of the two fluorocarbon components of CF 4 and C 2 F O.

V rámci této popisné části a patentových nároků výraz bohatý znamená, že koncentrace příslušné složky v daném proudu plynu je vyšší než koncentrace této složky v plynném «'· proudu před jeho uvedením do styku s membránou. Podobně výraz zbavený znamená, že koncentrace příslušné složky v daném proudu je nižší než koncentrace této složky v proudu plynu před jeho uvedením do styku s membránou.Within this specification and claims, the term rich means that the concentration of the respective component in the gas stream is higher than the concentration of the component in the gaseous stream before it is brought into contact with the membrane. Similarly, deprived means that the concentration of the respective component in the stream is lower than the concentration of that component in the gas stream prior to contact with the membrane.

Zadržený proud plynu výhodně obsahuje asi 25 až asi 100 obj.% alespoň jednoho z CF4 a C2Fo. Prošlý proud plynu výhodně obsahuje asi 0 až asi 0,01 obj.% alespoň jednoho z CF4 a C2F6.The retained gas stream preferably comprises about 25 to about 100 vol% of at least one of CF 4 and C 2 F o . The passed gas stream preferably contains about 0 to about 0.01 vol% of at least one of CF 4 and C 2 F 6 .

V rámci výhodného provedení vynálezu se čistota prošlého a zadrženého proudu plynu zlepší uvedením těchto proudů do styku s dodatečnými membránami uspořádanými v sérii. Takový způsob může být realizován jako systém vícestupňové membránové separace, který je zobrazen na obr.3. Jak je to zřejmé z tohoto obrázku, může být jak prošlý, tak i zadržený proud plynu uveden do styku s další membránovou jednotkou za účelem zvýšení čistoty těchto proudů. Počet takových kontaktních stupňů m a n se může měnit v závislosti na požadované čistotě každého z obou uivedených proudů plynu. Použitím takového postupu je možné dosáhnout 100% izolace alespoň jednoho z CF4 a C2FS s čistotou blížící se 100 %.According to a preferred embodiment of the invention, the purity of the passed and retained gas stream is improved by contacting the streams with additional membranes arranged in series. Such a method can be implemented as a multistage membrane separation system as shown in FIG. As can be seen from this figure, both the expired and the retained gas stream can be contacted with another membrane unit to increase the purity of these streams. The number of such contact steps man may vary depending on the desired purity of each of the two gas streams introduced. Using such a procedure, it is possible to achieve 100% isolation of at least one of CF 4 and C 2 F S with a purity close to 100%.

V rámci způsobu podle vynálezu může být použita libovolná membrána, pokud je schopna selektivně zadržet alespoň jeden z CF4 a C2F6 a propustit ostatní plynné složky přítomné v plynném proudu. Materiál membrány by měl být také v podstatě inertní vůči plynným složkám určeným k oddělením, což znamená, že by s těmito složkami neměl reagovat.Any membrane can be used in the process of the invention as long as it is able to selectively retain at least one of CF 4 and C 2 F 6 and to pass the other gaseous components present in the gaseous stream. The membrane material should also be substantially inert to the gaseous components to be separated, which means that it should not react with these components.

Membránami použitelnými v rámci vynálezu jsou výhodně sklovité membrány, jako například polymerní membrány výhodně vyrobené z polyimidů, polyamidů, polyamid-imidů, polyesterů, polykarbonátů, polysulfonů, polyethersulfonů, polyetherketonů, alkylem-substituovaných aromatických polyesterů, směsí polyethersulfonů, aromatických polyimidů, aromatických polyamidů, polyamid-imidů, fluorovaných aromatických polyimidů, polyamidů a polyamid-imidů, sklovité polymerní membrány, jako například membrány popsané v USSN 08/247,125 (20.5.1994), a membrány vyrobené z acetátů celulózy, z jejich směsí a jejich • · ·» · · ·· • β · · · · • · · · · ·· · • · » · ··· ··· • · · · · ·· ·· ·· ·· kopolymerů, jakož i z jejich substituovaných polymerů (např. alkyl,aryl), a podobně.The membranes useful in the present invention are preferably glassy membranes, such as polymeric membranes preferably made of polyimides, polyamides, polyamide-imides, polyesters, polycarbonates, polysulfones, polyether sulfones, polyether ketones, alkyl-substituted aromatic polyesters, mixtures of polyether sulfones, aromatic polyimides, aromatic polyamides, polyamide-imides, fluorinated aromatic polyimides, polyamides and polyamide-imides, glassy polymeric membranes, such as those described in USSN 08 / 247,125 (May 20, 1994), and membranes made of cellulose acetates, mixtures thereof, and mixtures thereof; Olymer β jakož iz polymer kop olymer kop kop kop kop kop kop kop kop kop kop olymer kop olymer kop olymer olymer olymer olymer olymer olymer olymer olymer olymer olymer olymer olymer kop olymer olymer olymer olymer kop kop olymer olymer olymer olymer alkyl, aryl), and the like.

Asymetrické membrány se připraví srážením roztoků polymerů v nerozpouštědlech mísitelných s použitými rozpouštědly. Takové membrány jsou charakterizované hutnou separační vrstvou nesenou anisotropním nosičem, mají detinovanou poréznost a jsou připraveny v jediném stupni. Příklady takových membrán a způsobů jejich výroby jsou popsány v patentech US 4,113,628, 4,378,324, 4,460,526, 4,474,662, 4,485,056, 4,512,893, 5,085,676 a 4,717,394. Poslední dva z uvedených patentových dokumentů popisují přípravu asymetrických separačních membrán ze specifických polyimidů. Obzvláště výhodnými membránami jsou polyimidové asymetrické membrány pro separaci plynů popsané v uvedeném patentu US 5,085,676.Asymmetric membranes are prepared by precipitation of polymer solutions in non-solvents miscible with the solvents used. Such membranes are characterized by a dense separation layer supported by an anisotropic carrier, have a porosity to be detected and are prepared in a single step. Examples of such membranes and methods of making them are described in U.S. Patents 4,113,628, 4,378,324, 4,460,526, 4,474,662, 4,485,056, 4,512,893, 5,085,676 and 4,717,394. The last two of these patents disclose the preparation of asymmetric separation membranes from specific polyimides. Particularly preferred membranes are the polyimide asymmetric gas separation membranes described in said U.S. Patent 5,085,676.

Při přetlakovém separačním procesu využívajícím k separaci plynů separační membránu se jedna strana separační membrány uvede do styku s komplexní vícesložkovou plynnou směsí, přičemž některé z plynných složek prochází skrze membránu rychleji než ostatní složky. Separační membrána takto umožňuje některým plynným složkám průchod touto membránou, zatímco pro ostatní složky plynné směsi představuje relativní bariéru. Relativní rychlost průchodu plynu membránou je funkcí složení materiálu, ze kterého je membrána zhotovena, a její morfologie. V rámci dosavadního stavu techniky bylo stanoveno, že vlastní propustnost polymerní membrány je dána kombinací difúze plynu skrze membránu, regulovanou částečně naplněným a molekulrně volným objemem materiálu, a rozpustností plynu v uvedeném materiálu. Selektivita je vyjádřena jako poměr propustností dvou plynů separovaných materiálem membrány. V tomto ohledu je nanejvýše žádoucí vytvořit bezdefektní hutné separační vrstvy zajišťující vysokou selektivitu separace plynů.In a pressurized separation process using a separation membrane to separate gases, one side of the separation membrane is contacted with a complex multicomponent gas mixture, with some of the gaseous components passing through the membrane faster than the other components. The separation membrane thus allows some of the gaseous components to pass through it, while for the other components of the gas mixture it constitutes a relative barrier. The relative velocity of gas passing through the membrane is a function of the composition of the material from which the membrane is made and its morphology. It has been established in the prior art that the intrinsic permeability of a polymer membrane is determined by a combination of gas diffusion through a membrane controlled by a partially filled and molecular free volume of material and by the solubility of gas in said material. Selectivity is expressed as the ratio of permeability of two gases separated by the membrane material. In this regard, it is highly desirable to provide defective dense separation layers ensuring high selectivity of gas separation.

Kompozitní separační membrány mají obvykle hutnou separační vrstvu na předběžně vytvořeném mikroporézním podkladu. Separační vrstva a podklad mají obvykle odlišné složení. Byly vyvinuty kompozitní separační membrány mající strukturu ι A A * · ► A A ·Composite separation membranes typically have a dense separation layer on a preformed microporous substrate. The separation layer and the substrate usually have different compositions. Composite separation membranes having the structure ι A A * · ► A A · have been developed

A A ··A A ··

A A ·· » A · 4 > A A 4A A 4 A A 4

AAA ··<AAA ·· <

A <A <

AA AAAA AA

2,947,687, 2,970,106,2,947,687, 2,970,106

2,953,502, 2,960,462,2,953,502, 2,960,462,

4,602,922, 4,132,824, tvořenou ultratenkou hutnou separační vrstvu nesenou anisotropním mikroporézním nosičem. Takové struktury kompozitních membrán byly získány laminováním ultratenké hutné separační vrstvy na předběžně připravený anisotropní nosiče membrány. Příklady takových membrán a způsobu jejich přípravy jsou uvedeny v patentech US 4,644,669, 4,689,267, 4,741,829,No. 4,602,922, 4,132,824, consisting of an ultra-thin dense release layer supported by an anisotropic microporous support. Such composite membrane structures were obtained by laminating an ultra-thin dense release layer to a preformed anisotropic membrane support. Examples of such membranes and processes for their preparation are disclosed in U.S. Patents 4,644,669, 4,689,267, 4,741,829,

3,616,607, 4,714,481,3,616,607, 4,714,481

4, 7.13,292, 4,086,310,4, 7.13,292, 4,086,310,

4,192,824, 4,155,793 a 4,156,597.4,192,824, 4,155,793 and 4,156,597.

Alternativně mohou být kompozitní separační membrány.určené pro separaci plynů získány vícestupňovým preparačním postupem, při kterém se nejdříve vytvoří anisotropní porézní substrát, načež se tento substrát uvede do styku s membránotvorným roztokem. Příklady takových způsobů jsou popsány v patentech US 4,826,599, 3,648,845 a 3,508,994.Alternatively, composite separation membranes intended for gas separation may be obtained by a multi-stage preparation process in which an anisotropic porous substrate is first formed, and then the substrate is contacted with the membrane-forming solution. Examples of such methods are described in U.S. Patents 4,826,599, 3,648,845 and 3,508,994.

Patent US 4,756,932 popisuje způsob přípravy kompositních membrán s dutými vlákny společným vytlačováním několika vrstev roztoků polymerů, které se následně vysráží v nerozpouštědle uvedených polymerů, které rozpouštědly.U.S. Pat. No. 4,756,932 discloses a process for preparing composite hollow fiber membranes by co-extruding several layers of polymer solutions which subsequently precipitate in the non-solvent of said polymers as solvents.

ZJe mí sitelné použitýmiIt is miscible with used

V rámci jednoho provedení způsobu podle vynálezu může být membrána následně ošetřena nebo ovrstvena vytlačována s vrstvou fluorovaného nebo polymeru za účelem zvýšení její odolnosti nebo společně perfluorováného proti působeni škodlivých složek přítomných v plynné směsi, ze které mají být odděleny CF, a C,F6, to při nízké koncentraci uvedených škodlivých složek nebo při dočasném styku s takovými složkami.In one embodiment of the method of the invention, the membrane may subsequently be treated or coated with a fluorinated or polymer layer to increase its resistance or co-perfluorinated to the harmful components present in the gas mixture from which CF and C, F 6 are to be separated. this is at a low concentration of said harmful components or at temporary contact with such components.

Průběh proměnných, membrány z zvlákňování dutých vláken závisí na mnoha které mohou ovlivnit morfologii a vlastnosti dutých vláken. Tyto proměnné zahrnují složení roztoku polymeru použitého k vytvoření vláken, složení tekutiny vstřikované do dutiny extrudátu dutého vlákna v průběhu zvlákňování, teplota zvlákňovací trysky, koagulační médium použité ke zpracování extrudátu dutého vlákna, teplota tohoto koagulačního média, rychlost koagulace polymeru, rychlost ·The course of the variable, hollow fiber spinning membranes depends on many that may affect the morphology and properties of the hollow fibers. These variables include the composition of the polymer solution used to form the fibers, the composition of the fluid injected into the hollow fiber extrudate cavity during spinning, the spinneret temperature, the coagulation medium used to process the hollow fiber extrudate, the coagulation medium temperature, the coagulation rate of the polymer,

> · «> · «

0 · ··<0 · ·· <

vytlačování vlákna, rychlost navíjené vlákna na navíjecí buben, a podobně.extrusion of the fiber, the speed of the winding fiber onto the winding drum, and the like.

Teplota plynné směsi nebo/a membrány v průběhu kontaktní periody se může pohybovat od asi -10 °C do asi 100 °C. Výhodně se tato teplota pohybuje mezi asi 10. a 80 °C. Výhodněji se tato teplota pohybuje od teploty okolí, tj . od teploty asi 20 áž 25 °C, do asi 60 °C.The temperature of the gaseous mixture and / or membrane during the contact period may range from about -10 ° C to about 100 ° C. Preferably, the temperature is between about 10 and 80 ° C. More preferably, this temperature is from ambient temperature, i. from about 20 to about 25 ° C, to about 60 ° C.

Při způsobu podle vynálezu je výhodné dosáhnout tlakového spádu přes membránu nižšího než asi 14 MPa. Výhodněji by se měl uvedený tlakový spád pohybovat mezi asi 0,002 a asi 1,4 MPa. Ještě výhodněji by uvedený tlakový spád měl činit asi 0,14 až 0,42 MPa.In the process of the invention, it is preferred to achieve a pressure drop across the membrane of less than about 14 MPa. More preferably, said pressure drop should be between about 0.002 and about 1.4 MPa. Even more preferably said pressure drop should be about 0.14 to 0.42 MPa.

Požadovaného tlakového spádu přes membránu může být dosaženo jedním ze dvou způsobů. Při prvním z těchto způsobů se proud plynu přiváděný do styku s membránou stlačí. Výhodnými kompresory jsou utěsněné a oleje-prosté kompresory, jakými jsou například kompresory, které jsou komerčně dostupné pod označením Powerex u firmy Powerex Harrison Company, Ohio. Při druhém z uvedených způsobů, který je ostatně výhodnější, se tlakového spádu přes membránu dosáhne snížením tlaku na straně membrány, kterou opouští proud plynu prošlý membránou. K dosažení takového snížení tlaku na výstupní straně membrány může být použito vakuové čerpadlo nebo jakékoliv jiné odsávací zařízení.The desired pressure drop across the membrane can be achieved in one of two ways. In the first of these methods, the gas stream brought into contact with the membrane is compressed. Preferred compressors are sealed and oil-free compressors, such as those commercially available under the trade name Powerex by Powerex Harrison Company, Ohio. In the latter method, which is more advantageous, the pressure drop across the membrane is achieved by reducing the pressure on the side of the membrane leaving the gas flow through the membrane. A vacuum pump or any other suction device may be used to achieve such a pressure drop across the outlet side of the membrane.

Rychlost proudění proudu plynu skrze membránu se může měnit od asi 0 do asi 105 Nm3/h na čtvereční metr membrány dostupné pro separaci. Výhodně uvedená rychlost proudění činí asi ΚΓ4 až 10 Nm!/h.m2. Ještě výhodněji tato rychlost proudění činí asi 0,1 až asi 0,5 Nm3/h.m2.The flow velocity of gas flow through the membrane can vary from about 0 to about 10 5 Nm 3 / h per square meter of membrane available for separation. Preferably said flow rate is about asi 4 to 10 Nm ! / hm 2 . More preferably, this flow rate is about 0.1 to about 0.5 Nm 3 / wt 2 .

V rámci výhodného provedení se vynález týká způsobu izolace alespoň jednoho z CF4 a C2F6 z odplynu opouštějícího elektrolyzér pro výrobu hliníku. Takový odplyn obsahuje 1) plynné složky jako O2, CO2 a N2, 2) anorganické fluoridy jako F2, HF a NaAlF4 a 3) alespoň jeden z CF„ a C2F6. Tento odplyn φ φφφ φ φ *In a preferred embodiment, the invention relates to a method of isolating at least one of CF 4 and C 2 F 6 from an off-gas leaving an aluminum production electrolyzer. Such a gas comprises 1) gaseous components such as O 2 , CO 2 and N 2 , 2) inorganic fluorides such as F 2 , HF and NaAlF 4, and 3) at least one of CF 3 and C 2 F 6 . This off-gas φ φφφ φ φ *

může rovněž obsahovat uhlovodíky a velké množství částicových materiálů.it may also contain hydrocarbons and a large number of particulate materials.

První stupeň tohoto způsobu zahrnuje odstranění uvedených anorganických fluoridů z odplynu, přičemž se získá vyčištěný odplyn. Uvedené anorganické fluoridy se výhodně z odplynu odstraní za použití kaustického skrubru. Skrubr může být mokrý nebo suchý. Suché skrubry jsou nbykle skrubry pryskyřičného typu nebo typu soda-vápno, přičemž mohou být použity,, i některé suché skrubry obsahující katalyzátor, jakým je například MnO2. Příklady mokrých skrubrů, které mohou být použity v rámci vynálezu, jsou popsány v brožurce nazvané Selecting a CDO for your Particular Application od Delatech Corporation. V přípgdě, že mají být odstraněny různé škodlivé složky, potom je výhodné použít suchý skrubr nebo suché skrubry v sérii s mokrým skrubrem nebo mokrými skrubry.The first step of the process involves removing said inorganic fluorides from the off-gas to obtain a purified off-gas. Said inorganic fluorides are preferably removed from the offgas using a caustic scrubber. The scrubber can be wet or dry. Dry scrubbers are unlike resin or soda-lime scrubbers, and some catalyst-containing dry scrubbers such as MnO 2 may also be used. Examples of wet scrubbers that can be used in the present invention are described in the brochure entitled Selecting a CDO for your Particular Application from Delatch Corporation. If various harmful components are to be removed, it is preferable to use a dry scrubber or dry scrubbers in series with the wet scrubber or wet scrubbers.

Výhodně se za skrubr nebo skrubry zařadí jeden nebo několik filtrů za účelem odstranění částicových materiálů z odplynu. Výhodně se k tomuto účelu použije filtr s póry, jejich průměr je menší než 20 mikrometrů, výhodněji menší než 10 mikrometrů.Preferably, one or more filters are downstream of the scrubber or scrubbers to remove particulate materials from the offgas. Preferably, a filter having pores having a diameter of less than 20 microns, more preferably less than 10 microns, is used for this purpose.

Druhý stupeň uvedeného způsobu zahrnuje uvedení do styku vyčištěného odplynu s membránou za podmínek, při kterých se získá zadržený proud plynu bohatý na alespoň jeden z CF4 a C2F6 a prošlého proudu plynu zbaveného alespoň jednoho z CF4 a C2FS. Tento separační membránový stupeň může být proveden výše popsaným způsobem.The second step of the process comprises contacting the cleaned offgase with the membrane under conditions to provide a retained gas stream rich in at least one of CF 4 and C 2 F 6 and a passed gas stream free of at least one of CF 4 and C 2 F 5 . This separation membrane step can be carried out as described above.

V případě, že ve vyčištěném odplynu před jeho uvedením do styku s membránovou separační jednotkou zůstal ještě určitý podíl částicového materiálu, počítá se v rámci vynálezu s použitím dodatečného filtru nebo filtrů k odstranění i tohoto zbylého podílu částicového materiálu.In the event that a certain proportion of particulate material remains in the cleaned offgas before it is contacted with the membrane separation unit, it is envisaged in the present invention to use an additional filter or filters to remove this residual particulate material.

Vynález se dále týká způsobu výroby hliníku. Tento způsob zahrnuje následující stupně:The invention further relates to a method for producing aluminum. The method comprises the following steps:

a) elektrolytická redukce oxidu hlinitého rozpuštěného ve smě9 · • ·a) electrolytic reduction of alumina dissolved in the mixture

ί» 9 • 9ί »9 • 9

• · · · 99 9 9 9 999 · · .99 si roztaveného kryolitu a fluoridu hlinitého v elektrolyzéru, při které se vyrobí hliník,99 9 9 9 999 · · .99 molten cryolite and aluminum fluoride in an electrolyzer to produce aluminum,

b) odtahování odplynu obsahujícího F2, HF a alespoň jeden zb) evacuating a flue gas comprising F 2 , HF and at least one

CF4 a C2Fó z elektrolyzéru,CF 4 and C 2 F ó from the electrolyzer,

c) uvedeni do styku odplynu s oxidem hlinitým za podmínek, při kterých dochází k tvorbě fluoridu hlinitého a proudu plynu obsahujícího alespoň jeden z CF4 a C2Fb,(c) contacting the off-gas with alumina under conditions such that aluminum fluoride and a gas stream containing at least one of CF 4 and C 2 F b are formed;

d) recyklování alespoň části fluoridu hlinitého ze stupně c) do elektrolyzéru, ad) recycling at least a portion of the aluminum fluoride from step c) to the electrolyzer; and

e) uvedení do styku proudu plynu obsahujícího alespoň jeden z CF4 a C2Fb s membránou za podmínek, při kterých dochází k získání zadrženého proudu plynu bohatého na alespoň jeden z CF4 a C2Fb a prošlého proudu plynu zbaveného alespoň jednoho z CF4 a C2F6.e) contacting a gas stream containing at least one of CF 4 and C 2 F b with a membrane under conditions to obtain a retained gas stream rich in at least one of CF 4 and C 2 F b and an expired gas stream free of at least one from CF 4 and C 2 F 6 .

Obecné znaky tohoto způsobu jsou znázorněny na obr.l. ProudThe general features of this method are shown in FIG. Current

1. oxidu hlinitého, kryolitu a fluoridu hlinitého je veden do elektrolyzéru 2 pro výrobu hliníku, ve kterém se získá roztavený hliník produkovaný elektrolytickou redukcí oxidu hlinitého. Provozní podmínky a zařízení nezbytné pro provádění tohoto stupně jsou odborníkům v daném oboru velmi dobře známé. Roztavený hliník se potom odvádí z elektrolyzéru 2_ vedením 3_. Proud odplynu 4 se z elektrolyzéru 2 rovněž odvádí. Tento proud odplynu 4_ obsahuje O2, CO2, N2, F2, HF, NaAlF4, CF4, C2F6 a částicový podíl. Proud odplynu _4 se případně vede přes filtr 5. za účelem odstranění uvedeného částicového podílu.1. Alumina, cryolite and alumina are fed to an aluminum production electrolyzer 2 in which molten aluminum is produced by the electrolytic reduction of alumina. The operating conditions and equipment necessary for carrying out this step are well known to those skilled in the art. The molten aluminum is then removed from the electrolyzer 2 via line 3. The off-gas stream 4 is also removed from the cell 2. This offgas stream 4 contains O 2 , CO 2 , N 2 , F 2 , HF, NaAlF 4 , CF 4 , C 2 F 6 and a particulate fraction. The off-gas stream 4 is optionally passed through a filter 5 to remove said particulate fraction.

Zfiltrovány odplýn 6. se případně odvádí z filtru _5 a vede se do suché skrubrové zóny T_. V této suché skrubrové zóně se zfiltrovány odplyn 6 uvede do styku s oxidem hlinitým, přiváděným vedením 8_, za podmínek, při kterých se dosáhne odstranění anorganických fluoridů, jakými jsou F2 a HF, ze zfiltrovaného odplynu. Takové podmínky provozu suché skrubrové zóny jsou odborníkům v daném oboru velmi dobře známé. V průběhu setrvání odplynu v suché skrubrové zóně J_, reaguje oxid hlinitý s F2 a HF, obsažených ve zfiltrovaném odplynu _6, za vzniku fluoridu hlinitého podle následujících reakcí:The filtered flue 6 is optionally removed from the filter 5 and fed to the dry scrubbing zone T. In this dry scrubbing zone, the filtered off-gas 6 is contacted with the alumina fed via line 8 under conditions such that inorganic fluorides such as F 2 and HF are removed from the filtered off-gas. Such conditions of operation of the dry scrubber zone are well known to those skilled in the art. During the residence of the offgas in the dry scrubbing zone 1, the alumina reacts with the F 2 and HF contained in the filtered offgas 6 to form aluminum fluoride according to the following reactions:

fe « fe fe • fe fefe fefe · • fefe fefefefe «fe fe • fe fefe fefe · fefe fefefe

A12O3 + F2 -> A1F, + 02 A12O3 + HF -> A1F, + H20A1 2 O 3 + F 2 -> A1F + 2 0 A1 2 O 3 + HF -> A1F + H 2 0

Proud 9_ obsahující fluorid hlinitý se potom odvádí ze suché skrubrové zóny a recykluje do proudu 1_. Suchá skrubrová zóna 2 rovněž poskytne vyčištěný proud plynu 10 obsahující CF4, C2F6, O2, CO2 a N2. Tento vyčištěný proud plynu 10 se potom vede do dodatečného filtru 11, v případě, kdy je nezbytné odstranit zbývající částicový podíl, který je ještě obsažen ve vyčištěném proudu plynu 10 . Vyčištěný proud plynu 10 se potom vede do separačního membránového systému 12, jehož jedno možné provedení je zobrazeno na obr.3, přičemž v tomto separačním membránovém systému se získá zadržený proud plynu 14 a prošlý proud plynu 21· Prošlý proud plynu 13 převážně obsahuje O2, CO2 a N2, zatímco zadržený proud plynu 14 převážně obsahuje CF4 a C2Fó. Tento zadržený proud plynu 14 obsahující CF4 a C2FS může být dále zde nebo jinde přečištěn, přičemž se získá proud CF4/C2F6, který je vhodný pro použiti v průmyslu polovodičů.The aluminum fluoride containing stream 9 is then withdrawn from the dry scrubbing zone and recycled to the stream 7. The dry scrubber zone 2 will also provide a purified gas stream 10 containing CF 4 , C 2 F 6 , O 2 , CO 2 and N 2 . The cleaned gas stream 10 is then fed to an additional filter 11, when it is necessary to remove any remaining particulate portion which is still present in the purified gas stream 10th The cleaned gas stream 10 is then fed to the separation membrane system 12, whose one possible embodiment is shown in Figure 3, in which the separation membrane system is obtained retentate gas stream 14 and passed through the gas flow 21 · Expired gas stream 13 comprises mostly of O 2 , CO 2 and N 2 , while the retained gas stream 14 predominantly contains CF 4 and C 2 F 6 . This retained gas stream 14 containing CF 4 and C 2 F S can be further purified here or elsewhere to obtain a CF 4 / C 2 F 6 stream that is suitable for use in the semiconductor industry.

Příklady provedeníExamples

V následující části popisu bude způsob podle vynálezu blíže objasněn pomocí konkrétních příkladů jeho provedení, přičemž tyto příklady mají pouze ilustrační charakter a nikterak neomezují vlastní rozsah vynálezu, který je jednoznačně určen definici patentových nároků.In the following, the process according to the invention will be explained in more detail by means of specific examples thereof, which examples are for the purpose of illustration only and are not intended to limit the scope of the invention as defined by the claims.

Příklad 1Example 1

Proud plynu obsahující CF4, C2Ffa a N2 se uvede do styku s polyimidovou asymetrickou kompozitní membránou na bázi dutých vláken při různých teplotách za účelem stanovení relativních propustností CF4, C2F6 a N2. Proud plynu měl konstantní rychlost průtoku 170 sccra. Tlak přiváděného plynu byl konstantně udržován na hodnotě 0,3 MPa. Propustnosti každé ze složek jsou ·The gas stream containing CF 4 , C 2 F fa and N 2 is contacted with a polyimide asymmetric hollow fiber composite membrane at different temperatures to determine the relative permeability of CF 4 , C 2 F 6 and N 2 . The gas stream had a constant flow rate of 170cc. The feed gas pressure was kept constant at 0.3 MPa. The permeability of each component is ·

4 4 · • 44 • 4

4 ·4 ·

4444 4444444 444

4 44 4

4 4 4 44 4 4 4

4 · · ·4 · · ·

4 4 · «4 44 «4 444 4 · 4 44 «4 44

4· 44 · 4

4 4 44 4 4

444 444444 444

4 graficky zobrazeny na obr.2. Jak je patrno z obr.2 mají selektivity CF4/N2 a C2FÓ/N2 hodnoty rovné asi 300.4 is shown graphically in FIG. As can be seen from FIG. 2, the selectivities CF 4 / N 2 and C 2 F Ó / N 2 have values of about 300.

Na bázi výše uvedených selektivit byla realizována počítačová simulace jednostupňové membránové separační jednotky. Koncentrace a tlak přiváděného proudu plynu, prošlého proudu plyhu a zadrženého proudu plynu, jakož i výtěžek izolaceBased on the above-mentioned selectivities, a computer simulation of a single-stage membrane separation unit was performed. Concentration and pressure of the feed gas stream, the passed gas stream and the retained gas stream, as well as the insulation yield

CF4/C2F6 jsou uvedeny v následující tabulce 1.CF 4 / C 2 F 6 are shown in Table 1 below.

Tabulka 1Table 1

Přiváděný proud Introduced current Prošlý proud Expired current Zadržený proud Detained current Výtěžek izolace CF4/C2F6 Isolation yield CF 4 / C 2 F 6 Průtok Flow 10 10 9,7 9.7 0,3 0.3 (Nm7h) (Nm7h) [ CF4][CF 4 ] 0,1 0.1 1,2 x 10' 1.2 x 10 ' 3,9 3.9 (obj.%) (% vol) [ c2fj[c 2 fj 0,1 0.1 1,5 x 10· 1.5 x 10 · 3,9 3.9 (obj.%) (% vol) Tlak Pressure 2 2 0,02 0.02 1,97 1.97

(MPa)(MPa)

98,7 %98.7%

Příklad 2Example 2

• 9. ·· · ·• 9. ·· · ·

9 9 9 99

9 9 ♦9 9 ♦

9 9 99 9 9

9· 999 · 99

9999

9 9 99 9 9

9 9 99 9 9

999 999999 999

Opakuje se postup z příkladu 1 za použití koncentrace a tlaku přiváděného plynu uvedených v následující tabulce 2, ve které jsou rovněž uvedeny získané simulované výsledky.The procedure of Example 1 is repeated using the feed gas concentration and pressure shown in Table 2 below, which also gives the simulated results obtained.

Tabulka 2Table 2

Přiváděný proud Introduced current Prošlý proud Expired current Zadržený proud Detained current Výtěžek izolace CF,/C2Fs Isolation yield CF, / C 2 F s Průtok Flow 10 10 9,4 9.4 0, 6 0, 6 (Nm* 3/h)(Nm * 3 / hr) [ CF4][CF 4 ] 1,0 1.0 0,04 0.04 16,5 16.5 (obj.%) (% vol) C c2f6] C c 2 f 6 ] 5,0 5.0 0,16 0.16 83,1 83.1 (obj.%) (% vol) Tlak Pressure 3 3 0,02 0.02 2, 97 2, 97

(MPa)(MPa)

96, 9 %96.9%

Příklad 3Example 3

V typické huti se 100 elektrolyzéry činí průtok odplynu asiIn a typical smelter, with 100 electrolysers, the flue gas flow is about

NM3/h. Zopakuje se postup popsaný v příkladu 1 za použití uvedeného odplynu. Koncentrace a tlak přiváděného odplynu a získané simulované výsledky pro uvedený odplyn jsou uvedeny v následující tabulce 3.NM 3 / hr. The procedure described in Example 1 was repeated using the off-gas. The concentration and pressure of the flue gas supplied and the simulated results obtained for the flue gas are given in Table 3 below.

Tabulka 3 • fl ·· » ·· <Table 3 • fl ·· »·· <

• fl • · · • fl• fl • fl

Přiváděný proud Introduced current Prošlý proud Expired current Zadržený proud Detained current Výtěžek, izolace cf4/c2f6 Yield, isolation cf 4 / c 2 f 6 Průtok Flow 3 3 2,6 2.6 0,4 0.4 (Nm3/h)(Nm 3 / h) [ CFJ [CFJ 10,0 10.0 0,2 0.2 79,2 79.2 (obj.%) (% vol) [ c2fj[c 2 fj 1,0 1.0 0,02 0.02 7,9 7.9 (obj.%) (% vol) Tlak Pressure 1 1 0,1 0.1 0, 97 0, 97

(MPa)(MPa)

98,1%98.1%

Příklad 4Example 4

V rámci tohoto příkladu se přiváděný proud plynu obsahující 1,14 % CF4 a C2F6 a zbytek tvořený N2 se uvede do styku s polyimidovou asymetrickou kompozitní membránou na bázi dutých vláken při pokojové teplotě. Průtoky, koncentrace a tlaky přiváděného proudu, prošlého proudu a zadrženého proudu jsou společně s výtěžkem izolace CF4/C2F6 uvedeny v následující tabulce 4.In this example, the feed gas stream containing 1.14% CF 4 and C 2 F 6 and the N 2 residue is contacted with a polyimide asymmetric hollow fiber composite membrane at room temperature. The flow rates, concentrations, and pressures of the feed current, passed current, and retention current, together with the recovery yield of CF 4 / C 2 F 6, are shown in Table 4 below.

Tabulka 4 ···· ·· ·· ·· • · · · · ϊ ···· · ·· · • · · · ··· ··· • · ♦ · · ·· ·· ··Table 4 ··············································

Přiváděný proud Introduced current Prošlý proud Expired current Zadržený proud Detained current Výtěžek izolace CF4/C2Fft Insulation yield CF 4 / C 2 F ft Průtok Flow 313,8 313.8 310 310 3,8 3.8 (Nm7h) (Nm7h) [ CFJ - [CFJ - 0,45 0.45 <0,0 01 <0.0 01 37,7 37.7 (obj.%) (% vol) [ c2fj[c 2 fj 0, 69 0, 69 0,003 0.003 57, 9 57, 9 (obj.%) (% vol) Tlak Pressure θ', 7 8 θ ', 7 8 0,1 0.1 0,77 0.77

(MPa)(MPa)

99,999%99,999%

I když byl způsob podle vynálezu popsán pomocí výhodných provedení, je samozřejmé, že do rozsahu vynálezu patří i obměny a modifikace popsaných znaků, které jsou pro odborníka v daném oboru zřejmé.While the process of the invention has been described in terms of preferred embodiments, it is to be understood that variations and modifications of the features described herein will be apparent to those skilled in the art.

Claims (20)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 32C0 -<Η ·· ··32C0 - <Η ·· ·· 1. Způsob izolace alespoň jednoho z. CF4 a C2F6 z odplynu z elektrolyzéru pro výrobu hliníku, vyznačený tím, že zahrnuje 'A process for the isolation of at least one of CF 4 and C 2 F 6 from an off-gas from an electrolyser for the production of aluminum, comprising: a) odstranění anorganických fluoridů z odplynu obsahujícího anorganické fluoridy a alespoň jeden z CF4 a C2F6, přičemž se získá vyčištěný odplyn, a(a) removing inorganic fluorides from the off-gas containing inorganic fluorides and at least one of CF 4 and C 2 F 6 to obtain a purified off-gas, and b) uvedení do styku vyčištěného odplynu s membránou za podmínek, při kterých se získá zadržený proud plynu bohatý na alespoň jeden z CF4 a a prošlý proud plynu zbavený alespoň jednoho z CF4 a C2Fa.b) contacting the purified vent gas with a membrane at conditions which yield a retentate gas stream rich in at least one of CF 4 AA expired gas stream stripped of at least one of CF 4 and C 2 F a. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že anorganickými fluoridy jsou F2, HF a NaAlF4.The process according to claim 1, wherein the inorganic fluorides are F 2 , HF and NaAlF 4 . 3. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že stupeňMethod according to claim 1, characterized in that the step a) se provádí za použití kaustického skrubru.(a) is carried out using a caustic scrubber. 4. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že uvedený odplyn dále obsahuje částicové materiály a že se uvedený odplyn uvede do styku s filtrem k dosažení odstranění uvedených částicových materiálů ještě před stupněm a).4. The method of claim 1 wherein said off-gas further comprises particulate materials and wherein said off-gas is contacted with a filter to effect removal of said particulate materials prior to step a). 5. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že vyčištěný odplyn dále obsahuje částicové materiály a že se tento vyčištěný odplyn uvede do styku s filtrem k dosažení odstranění uvedených částicových materiálů ještě před stupněm5. The method of claim 1 wherein the cleaned off gas further comprises particulate materials and wherein the cleaned off gas is contacted with a filter to achieve removal of said particulate materials prior to the step. b) .b). • ·· ·# ·· ··• ·· · # ·· ·· 9 · « 9 9 9 9 ··9 · «9 9 9 9 ·· 9 9 · 999 · ·· · • 9 · · · · · · · · · · ·9 9 · 999 · 9 · 9 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 9 9··· · *9 9 ··· · 999 9 9 ·· ·· **999 9 9 ·· ·· ** 6. Způsob podle nároku 1,vyznačený tím, že odplyn obsahuje CF4 a C2Fh a že zadržený proud plynu je bohatý na CF„ a C2Fr a uvedený prošlý proud plynu je zbavený CF4 a C2F6.The method of claim 1, wherein the off-gas comprises CF 4 and C 2 F h and wherein the retained gas stream is rich in CF 2 and C 2 F r and said passed gas stream is free of CF 4 and C 2 F 6 . 7. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že odplyn dále obsahuje 02, C02 a N2.The method of claim 1, wherein the off-gas further comprises O 2 , CO 2 and N 2 . 8. Způsob podle nároku 7, v y z n a č e n ý t í m, že zadržený proud plynu je zbavený 02, C02 a N2 a uvedený prošlý proud plynu je bohatý na 02, C02 a N2.8. The method according to claim 7, c h t en characterized in that the retentate gas stream is freed from 0 2, C0 2 and N 2, and said expired gas stream rich in 0 2, C0 2 and N second 9. Způsob podle nároku 1, vyznačený t i m, že odplyn obsahuje asi 0,01 až asi 20 obj.% alespoň jednoho z CF4 a C2F6.The method of claim 1, wherein the off-gas comprises about 0.01 to about 20 vol% of at least one of CF 4 and C 2 F 6 . 10. Způsob podle nároku 9, vyznačený tím, že zadržený proud plynu obsahuje asi 25 až asi 100 obj.% alespoň, jednoho z CF4 a C2F6 a prošlý proud obsahuje asi 0 až asi 0,01 obj.% alespoň jednoho z CF4 a C2F6.The method of claim 9, wherein the retained gas stream comprises about 25 to about 100 vol% of at least one of CF 4 and C 2 F 6 and the passed stream comprises about 0 to about 0.01 vol% of at least one from CF 4 and C 2 F 6 . 11. Způsob podle nároku 1, vyznačený t í m, že uvedené podmínky zahrnují teplotu mezi asi 10 a asi 80 °C, tlakový spád mezi asi 0,02 a asi 1,4 MPa a průtok mezi asi 10’4 a asi 10 NmVh.m2.11. The method according to claim 1 characterized in that said conditions include a temperature between about 10 and about 80 ° C, the pressure drop between about 0.02 and about 1.4 MPa and a flow rate between about 10 -4 and about 10 NmVh .m 2 . 12. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že se membrána zvolí z množiny membrán ' zhotovených z polyimidů, polyamidů, polyamid-imidů, polyesterů, polykarbonátů, polysulfonů, polyethersulfonu, polyetherketonu, alkyl-substituovaných aromatických polyesterů a směsí polyethersulfonu, aromatických polyimidů, aromatických polyamidů, polyamid-imidů, fluorovaného aromatického polyimidů, polyamidu a polyamid-imidů.12. The method of claim 1 wherein the membrane is selected from a plurality of membranes made of polyimides, polyamides, polyamide-imides, polyesters, polycarbonates, polysulfones, polyethersulfone, polyetherketone, alkyl-substituted aromatic polyesters, and mixtures of polyethersulfone, aromatic polyimides, aromatic polyamides, polyamide-imides, fluorinated aromatic polyimides, polyamide and polyamide-imides. 9 9 99 9 9 9'9 • 99'9 • 9 13. Způsob výroby hliníku, vyznačený tím, že zahrnuj e13. A process for the production of aluminum, comprising: e a) elektrolytickou redukci oxidu hlinitého rozpuštěného ve směsi roztaveného kryolitu a fluoridu hlinitého v elektrolyzéru, při které se vyrobí hliník,(a) the electrolytic reduction of alumina dissolved in a mixture of molten cryolite and aluminum fluoride in an electrolyzer to produce aluminum; b) odtahování odplynu obsahujícího F2, HF a alespoň jeden z CF4 a C2Fh z elektrolyzéru,b) withdrawing the offgas containing F 2 , HF and at least one of CF 4 and C 2 F h from the electrolyzer, c) uvedení do styku odplynu s oxidem hlinitým za podmínek, při kterých dochází k tvorbě fluoridu hlinitého a proudu plynu obsahujícího alespoň jeden z CF4 a C2Fb,(c) contacting the off-gas with alumina under conditions such that aluminum fluoride and a gas stream containing at least one of CF 4 and C 2 F b are formed; d) recyklování alespoň části fluoridu hlinitého ze stupně c) do elektrolyzéru, ad) recycling at least a portion of the aluminum fluoride from step c) to the electrolyzer; and e) uvedení do styku proudu plynu obsahujícího alespoň jeden z CF4 a C2Ftt s membránou za podmínek, při kterých dochází k získání zadrženého proudu plynu bohatého na alespoň jeden z CF4 a C2Fft a prošlého proudu plynu zbaveného alespoň jednoho z CF4 a C2F6.e) contacting a gas stream comprising at least one of CF 4 and C 2 F tt with the membrane under conditions to obtain a retained gas stream rich in at least one of CF 4 and C 2 F ft and a passed gas stream free of at least one from CF 4 and C 2 F 6 . 14. Způsob podle nároku 13, vyznačený t í m, že uvedený proud plynu obsahuje CF4 a C2Fb a že zadržený proud plynu je bohatý na CF4 a C2Ffa a prošlý proud plynu je zbavený CF4 a C2F6.14. The method of claim 13, wherein said gas stream comprises CF 4 and C 2 F b and wherein the retained gas stream is rich in CF 4 and C 2 F fa and the passed gas stream is devoid of CF 4 and C 2 F 6 . 15. Způsob podle nároku 13, v y uvedený proud plynu dále zahrnujeThe method of claim 13, wherein said gas stream further comprises 16. Způsob podle nároku 15, v y zadržený proud plynu je zbavený plynu je bohatý na 02, C02 a N2,The method of claim 15, wherein the retained gas stream is degassed and is rich in O 2 , CO 2 and N 2 . 17. Způsob podle nároku 13, v y uvedený proud plynu obsahuje asi jednoho z CF4 a C2Fb.The method of claim 13, wherein said gas stream comprises about one of CF 4 and C 2 F b . z n a o2, co2 2 , 2 č a C and e n n2.en n 2 . ý ý t t í and m, že m that z n z n a and č C e n e n Ý Ý t. t. í and m, že m that CO WHAT 2 2 a N2 and N 2 a and prošlý expired proud current z n z n a and č C e n e n ý ý t t í and m, že m that 0,01 0.01 to asi : about: 20 20 May obj . % Vol. % alespoň at least
• · • · ·· · · • ·· ·· · · ·· • · · ♦ · · · · • · ···· · ·· • · · · · · · * · · ·· • · · · · · ··· tt ♦· ♦· ··· · · · · · · · · · · · · · · · · • * * * * * * * · * * · · · ··· tt ♦ · · · ··
18. Způsob podle nároku 17, vyznačený t 1 m, že zadržený proud plynu obsahuje asi 20 až asi 100 obj.% alespoň jednoho z CF4 a C2F6 a prošlý proud obsahuje asi 0 až asi 0,01 obj.% alespoň jednoho z CF4 a C2Fo.18. The method of claim 17, wherein t is 1 m, the retentate gas stream contains about 20 to about 100 vol.% Of at least one of CF 4 and C 2 F 6 and passed stream contains about 0 to about 0.01 vol.% Of at least one of CF 4 and C 2 F o . 19. Způsob podle nároku 13, vyznačený tí m, že uvedené podmínky zahrnují teplotu mezi asi 10 a asi 80 °C, tlakový spád mezi asi 0,02 a asi 1,4 MPa a průtok mezi asi 10“4 a asi 100 Nnt/h.m2.19. The method according to claim 13, characterized i n that said conditions include a temperature between about 10 and about 80 ° C, the pressure drop between about 0.02 and about 1.4 MPa and a flow rate between about 10 "and about 4 100 NNT / hm 2 . 20. Způsob podle nároku 13, vyznačený tím, že se membrána zvolí z množiny membrán zhotovených z polyimidů, polyamidů, polyamid-imidů, polyesterů, polykarbonátů, polysulfonů, polyethersulfonu, polyetherketonu, alkyl-substituovaných aromatických polyesterů a směsí polyethersulfonu, aromatických polyimidů, aromatických polyamidů, polyamid-imidů, fluorovaného aromatického polyimidů, polyamidu a polyamid-imidů.20. The method of claim 13, wherein the membrane is selected from a plurality of membranes made of polyimides, polyamides, polyamide-imides, polyesters, polycarbonates, polysulfones, polyethersulfone, polyetherketone, alkyl-substituted aromatic polyesters, and mixtures of polyethersulfone, aromatic polyimides, aromatic. polyamides, polyamide-imides, fluorinated aromatic polyimides, polyamide and polyamide-imides.
CZ19992260A 1997-12-16 1997-12-16 Isolation process of tetrafluoromethane, hexafluoroethane from a gas CZ226099A3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ19992260A CZ226099A3 (en) 1997-12-16 1997-12-16 Isolation process of tetrafluoromethane, hexafluoroethane from a gas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ19992260A CZ226099A3 (en) 1997-12-16 1997-12-16 Isolation process of tetrafluoromethane, hexafluoroethane from a gas

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ226099A3 true CZ226099A3 (en) 2000-02-16

Family

ID=5464635

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ19992260A CZ226099A3 (en) 1997-12-16 1997-12-16 Isolation process of tetrafluoromethane, hexafluoroethane from a gas

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ226099A3 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3274474B2 (en) Method for recovering CF lower 4 and C lower 2 F lower 6 from gas
US5069686A (en) Process for reducing emissions from industrial sterilizers
EP1360985B1 (en) Method and apparatus for separating and recovering halide gas
EP1287875A2 (en) System for separation and recovery of perfluorocompound gases
EP1048338A1 (en) Recovery of perfluorinated compounds from the exhaust of semiconductor fabrications using membrane seperation
US4900626A (en) Hollow composite fibers selectively permeable to water vapor
US6187077B1 (en) Separation of CF4 and C2F6 from a perfluorocompound mixture
US20080110743A1 (en) Method and apparatus for the recovery and re-use of process gases
IE80909B1 (en) An improved process and system for separation and recovery of perfluorocompound gases
JP2008115191A (en) Co2 removable from fluorocarbon by semipermeable membrane
US6723153B2 (en) Isolation of SF6 from insulating gases in gas-insulated lines
JP2000342944A (en) Partially carbonized asymmetric hollow fiber separation membrane, production thereof and gas separation method
CZ226099A3 (en) Isolation process of tetrafluoromethane, hexafluoroethane from a gas
US6032484A (en) Recovery of perfluorinated compounds from the exhaust of semiconductor fabs with recycle of vacuum pump diluent
JP4058278B2 (en) Helium purification equipment
JP2000185212A (en) Method for separating and recovering perfluoro compound gas and device therefor
JP3727552B2 (en) Perfluoro compound gas separation and recovery equipment
Li et al. Process for recovering CF 4 and C 2 F 6 from a gas
WO2017099278A1 (en) Method for separating fluoride gas by using multistage gas separation process including hollow fiber membrane module having high selectivity
CN112569738A (en) Method and apparatus for recovering heptafluoroisobutyronitrile
JP2000334249A (en) Separation of fluorine compound from exhaust gas in semiconductor production using membrane and adsorption continuously
EP1048337A1 (en) Recovery of perfluorinated compounds from the exhaust of semiconductors fabrications with recycle of vaccum pump dilutent
JPS59156414A (en) Separation and recovery of gas
KR100324158B1 (en) Recovery Of Perfluorinated Compounds From The Exhaust Of Semiconductor Fabs Using Membrane And Adsorption In Series
JP2002361041A (en) Method for pretreating for recovering pfc mixed waste gas

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic