DE69515097T3

DE69515097T3 - Hohlfaser Membran-Trockner mit interner Spülung

Info

Publication number: DE69515097T3
Application number: DE69515097T
Authority: DE
Inventors: William Henry Morgan; Lawrence Kendall Bleikamp; Dilip Gurudath Kalthod
Original assignee: Permea Inc
Current assignee: Permea Inc
Priority date: 1994-10-17
Filing date: 1995-10-16
Publication date: 2004-05-06
Anticipated expiration: 2015-10-17
Also published as: CA2160201A1; JPH08206439A; EP0709123B2; EP0709123A1; DE69515097T2; DE69515097D1; JP2902339B2; EP0709123B1; US5525143A; CN1132658A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Dehydrieren von Gasen, wobei die Vorrichtung Hohlfasermembranen mit Dehydratationsfähigkeit, umfasst. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Gastrennmodul mit einer Membran, das eine interne Gegenstromspülung bereitstellt, sowie Verfahren zur Verwendung des Moduls.
Hintergrund der Erfindung
Es ist bekannt, ein Fluid von einer Mischung von Fluiden unter Verwendung einer Membran zu trennen, die für ein Fluid permeabler als für die anderen Fluide der Mischung ist. Die Fluid-Mischungen werden mit einer Seite der Membran unter einer Druckdifferenz, die über die Membran aufrechterhalten wird, in Kontakt gebracht und ein permeables Fluid wird die Membran zu ihrer anderen Seite durchdringen und dadurch von der Fluid-Mischung getrennt werden.
In dem gegenwärtigen Beispiel werden Dampf oder andere schnell diffundierende Gase von anderen weniger schnell diffundierenden Gasen getrennt. Zum Beispiel ist bei der Dehydratation von Luft oder natürlichen Gasen die Rate der Permeation des Dampfes durch eine Membran eine Funktion des Unterschiedes in den Partialdrücken des Dampfen auf den gegenüberliegenden Seiten der Membran. Wenn diese Partialdrücke die gleichen sind, wird kein Dampf die Membran durchdringen. Dies kann ein Problem darstellen, wenn es erwünscht ist, eine Gasmischung, die einen relativ kleinen Anteil an Dampf enthält, zu dehydrieren.
Wegen der hohen Permeationsselektivität von Wasser kann der Partialdruck des Wasserdampfes auf der Permeat-Seite der Membran dem der Zufuhrseite nahe kommen, so daß die Permeationsrate des Wassers sehr klein wird. Ein Verfahren, um dieses Problem zu lösen, ist es, auf der Permeat-Seite ein Spülgas zu verwenden. Die Spülung verdünnt die permeierte Wasserkonzentration und erniedrigt den Partialdruck des Wasserdampfes auf der Permeat-Seite, wodurch eine höhere Permeationsrate des Wassers erzeugt wird.
Einige Versuche wurden unternommen, um Spülgas auf der Permeat-Seite der Membran bereitzustellen, um mehr Wasser zu ermöglichen, die Membran zu durchdringen. Zum Beispiel im US-Patent 3,536,611 ist eine Membranvorrichtung offenbart, die einen Spülstrom verwendet, um ein permeiertes Fluid von einem Bündel von hohlen Membranen, durch die das Fluid permeiert ist, wegzuspülen. Die Spülströme werden in die gegenüberliegenden Enden des Bündels der Fasern eingebracht, und es ist offensichtlich, daß externe Leitungen und Ventile usw. erforderlich sind, um die Spülströme in die Vorrichtung zu führen. Derartige Leitungen und Ventile erhöhen die Kosten und die Komplexität des Systems.
In dem US-Patent 4,687,578 ist ein Hauptteil der Faser beschichtet, um die Permeationsrate des Gases, das den Dampf trägt, zu erhöhen, und die verbleibende Faserlänge an dem nicht permeierten Ende des Moduls ist nicht beschichtet oder nur teilweise beschichtet, wobei das dampftragende Gas schnell hindurchdringt und dadurch ein Spülgas auf der durchdrungenen Seite im Gegenstrom zu dem Zuführgas bereitstellt. Es ist jedoch schwierig, die Fasern mit ausgewählten Beschichtungen, wie z. B. defektes Ersatzmaterial, wie es in dem US-Patent 4,230,463 definiert ist, auf nur einem Teil der Faser zu beschichten, wobei der Rest der Fasern unbeschichtet bleibt.
In dem US-Patent 4,783,201 war die Membran nicht beschichtet, und in einem Versuch, eine Spülung auf der durchdrungenen Seite bereitzustellen, wurde die kontrollierte Porosität der Membranen entlang der Länge der Fasern beeinflusst. Hier war wieder ein spezielles Verfahren erforderlich, um das Hohlfaser-Membranmaterial zu bearbeiten, um die Membranporosität zu ändern. Eine niedrige Porosität ist wünschenswert an dem Dampfzufuhrende des Moduls und eine höhere Porosität ist an dem Produktende wünschenswert, um eine hohe Permeationsrate des Gases, das Dampf trägt, zu ermöglichen und dadurch eine Gegenstromspülung auf der Permeat-Seite bereitzustellen.
Darüber hinaus kann es eine nicht sinnvolle Option sein, wenn die Faser, die in dem Modul verwendet wird, durch ein Verfahren erzeugt wird, das eine niedrige Permeabilität für das Trägergas ergibt, und dann eine Spülung über die Permeation durch die Faser, wie in den obigen Patenten US 4,687,378 und US 4,783,201 beschrieben, bereitgestellt wird. Beispiele der Faserproduktionsverfahren, die in einer niedrigen Permeabilität für das Trägergas resultieren, beinhalten unter anderem eine Phaseninversion bei Nassspinnen, ein Lösungsbeschichten, und eine Grenzflächenpolymerisation. Die vorliegende Erfindung stellt ein Modul bereit mit interner permearseitiger Spülung, wenn die Faser, die zu verwenden ist, eine niedrige Permeabilität für das Trägergas aufweist.
Bei der gewöhnlichen Herstellung von Hohlfasermembranen für Gastrennmodule wird die Faser im allgemeinen mit einem Beschichtungsmaterial nachbehandelt, um Defekte in der Membran zu reparieren und dadurch ihre Selektivität für die Gastrennung zu erhöhen. Bisher wurde festgestellt, daß Membranen, die bei Defektreparaturen behandelt wurden, nicht für die Dehydratationsverfahren geeignet sind, weil kein Verfahren entwickelt wurde, um zufriedenstellend das Spülgas bereitzustellen. Die bisherigen Verfahren sind aus den oben beschriebenen Gründen unzureichend.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Hohlfaser Membranmodul bereit, das eine angemessene interne Spülung auf der Permeat-Seite der Fasern in einem ökonomischen und leicht herzustellenden Verfahren aufweist.
Dokument EP-A-0 669 158, das nach dem Prioritätsdatum der vorliegenden Patentanmeldung veröffentlicht wurde, offenbart ein Gasdehydratationsverfahren und ein Gastrennmodul mit Membran, das zur Gasdehydratation geeignet ist, wobei ein Teil des Nicht-Permeat-Gases als Gegenstromspülgas in dem Modul verwendet wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt ein Gastrennmodul mit einer Membran bereit, wie in Anspruch 12, definiert das eine Gegenstromspülung mit einem Anteil des Nicht-Permeat-Gases auf der Permeat-Seite der Fasern aufweist, die im Inneren des Moduls vorgesehen sind. Das Modul umfasst ein langgestrecktes Gehäuse, das einen Zufuhrgaseinlass und einen Produktauslass auf im wesentlichen gegenüberliegenden Enden des Gehäuses und einen geeignet angeordneten Permeat-Auslass zwischen den Enden des Gehäuses aufweist, der näher zu dem Zufuhrgaseinlass als zu dem Nicht-Permeat-Produktauslass ist. Das Gehäuse enthält Hohlfasermembranen, die angeordnet sind, um sich von einem ersten Rohrboden nahe dem Zufuhrgaseinlass zu einem zweiten Rohrboden nahe dem Produktauslass zu erstrecken, wobei jedes Ende der Hohlfasern in einem Rohrboden endet und ihn durchdringt. Das Modul ist auch mit mindestens einer Öffnung in dem zweiten Rohrboden ausgestattet, um einem Nicht-Permeat-Gas zu ermöglichen, auf die Permeat-Seite der Fasern zurückzukehren, um eine Gegenstromspülung bereitzustellen; wobei die Öffnung eine oder eine Vielzahl von kurzen Hohlfasermembranen 24 darstellt, die das zweite Rohr-Flächengebilde 16 durchdringen und wobei die Durchschnittslänge der Hohlfasermembranen) weniger als 25% der Durchschnittslänge der hohlen Fasermembranen 22 in dem Modul beträgt.
Die Erfindung stellt weiterhin ein Verfahren zur Dehydratation eines Zufuhrgases, wie in Anspruch 1 definiert, wobei das Zufuhrgas Wasserdampf enthält, durch in Kontaktbringen des Gases mit Hohlfasermembranen bereit, die in einem Modulgehäuse enthalten sind, das ausgelegt ist, um dem Betriebsdruck standzuhalten und das wie oben definiert ist. Der Hauptanteil des Wasserdampfes, der in dem Zufuhrgas enthalten ist, durchdringt die Membranen. Ein Anteil des sich ergebenden dehydrierten Nicht- Permeat-Gases wird durch Zurückbringen des Anteils ins Innere des Moduls verwendet, um ein Spülgas, das im Wesentlichen im Gegenstrom zu dem Fluss des Zufuhrgases ist, auf der Permeat-Seite der hohlen Fasermembranen bereitzustellen. Das verbleibende Nicht-Permeat-Gas wird als Dehydratationsgasprodukt zurückgewonnen. Der Spülgasfluss liegt bei etwa 1% bis etwa 80%, vorzugsweise von etwa 2% bis etwa 30% der Nettoflussrate des dehydrierten Nicht-Permeat-Gases.
Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine vergrößerte Teilansicht eines kleinen Abschnitts der Ausführungsform der 1;
3 ist eine andere kleine Teilansicht eines Abschnitts der Ausführungsform der 1 (nicht beansprucht); und
4 ist eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht einer anderen, nicht beanspruchten Ausführungsform.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Mit Bezug auf 1 wird ein Gastrennmodul 10 bereitgestellt, wobei das wasserdampfenthaltende Zufuhrgas 12 in die Bohrungen der Hohlfasern 22 unter Druck bei der Fläche des ersten Rohrbodens (tube sheet) 14 eintritt. Der Wasserdampf durchdringt die Fasern 22 und verlässt das Modul 10 bei der Ausgangsöffnung 20. Das dehydrierte Gas verbleibt in den Bohrungen der Fasern 22 und durchdringt noch immer unter Druck den zweiten Rohrboden 16. Die Kurzfasern 24 ermöglichen einem Teil des dehydrierten Gases, durch die Kurzfaserbohrungen auf die Permeat-Seite der Fasern 22 zurückzukehren und dadurch eine Gegenstromspülung auf der Permeat-Seite der Fasern bereitzustellen, wo die Spülung durch die Permeat-Ausgangsöffnung 20 entweicht. Das dehydrierte Gas entweicht an der Öffnung 18. Das Bereitstellen der Kurzfasern 24 durch den Rohrboden 16 ermöglicht einem vorbestimmten Anteil des dehydrierten Gases, durch den Rohrboden 16 und die kurzen Fasern 24 zurückzukehren, um das dehydrierte Gas bei dem Permeationsdruck als Gegenstromspülung der durchdrungenen Seite der Fasern 22 bereitzustellen. 2 zeigt deutlicher die Weise, in der die Gegenstromspülung an den Ausgängen der Fasern 22 durch Zurückkehren eines Anteils des dehydrierten Gases über die Kurzfasern 24 bereitgestellt wird, wobei alle Fasern den Rohrboden 16 durchdringen.
In 1 nehmen tatsächlich die Fasern den gesamten Raum des Moduls ein und lassen nicht die gezeigten offenen Kanäle frei. Die offenen Kanäle sind nur vorhanden, um dem Leser die Kurzfasern 24 sehen zu lassen und um die allgemeine Flussrichtung des Nicht-Permeiat-Gases durch die Kurzfasern 24 zum Bereitstellen der Gegenstromspülung zu verstehen. Die Ansicht in 4 zeigt die Art und Weise genauer, in der die Fasern das Modul ausfüllen.
3 zeigt eine andere, nicht mehr beanspruchte Ausführungsform, wobei die Öffnung 124 in dem Rohrboden 116, die eine Rückkehr einer vorbestimmten Menge des dehydrierten Gases zu dem Äußeren der Fasern 122 ermöglicht, eine Bohrung in dem Rohrboden ist. Eine oder mehrere Bohrungen 124 werden basierend auf der notwendi gen Menge des dehydrierten Gases für die Spülung auf der Permeat-Seite der Fasern 122 bereitgestellt.
4 zeigt noch eine weitere, nicht mehr beanspruchte Ausführungsform. Ein Gastrennmodul 200 ist mit einer Öffnung 212 ausgestattet, um ein unter Druck stehendes wasserdampfenthaltendes Zufuhrgas aufzunehmen. Das Gas tritt in die Bohrungen der hohlen Fasermembranen ein, und der Wasserdampf durchdringt die Fasern und tritt aus dem Modul 200 als Permeat-Gas bei einer Ausgangsöffnung 220 aus. Um die Dehydratation des Zufuhrgases zu erhöhen, wird ein Gegenstromgasfluss von dehydriertem Gas durch einen Rohrboden 216 mittels eines perforierten Rohres 224 bereitgestellt, das auf einem Ende 223 offen ist, um dehydriertes Gas aus der Kammer 217 zu empfangen, die an dem Ende des Moduls 200 nahe der Ausgangsöffnung 218 für das Nicht-Permeat-Gas ausgebildet ist. Ein vorbestimmter Anteil des dehydrierten Nicht-Permeat-Gasstromes strömt von der Kammer 217 aus über das Ende 223 des perforierten Rohres in das Rohr und folglich durch die Perforationen auf der zylindrischen Seite des Rohres und fließt, um ein Spülgas bereitzustellen, in einer allgemeinen Gegenstromrichtung gegenüber dem Zufuhrgas. Das Gegenstromspülgas fließt auf der Außenseite der hohlen Fasern weiter in Richtung auf die Ausgangsöffnung 220 und tritt mit dem Permeat-Gas, das den Hauptanteil des Wasserdampfes enthält, der ursprünglich im Zufuhrgas war. Das Gegenstromspülgas stellt eine wesentlich höhere Treibkraft für die Wasserpermeation bereit, womit die Menge des Gases, das durch ein gegebenes Gastrennmodul verarbeitet werden kann, erhöht wird. Die Erhöhung der Menge des Gases, das verarbeitet werden kann, macht mehr als die Menge des dehydrierten Gases, das als Spülgas verwendet wird, aus, womit die gesamte Durchflussrate des getrockneten Nicht-Permeat-Gases des Moduls erhöht wird.
Die Schätzung der Anzahl und der Größe der Kurzfasern oder der Größe der Bohrung oder der Bohrungen, die erforderlich sind, um das Produktgas zu injizieren, um die Permeat-Seite der Membranen zu spülen, kann mit der Theorie der kompressiblen Ströme durch ein Rohr oder eine Öffnung unter Schallbedingungen und der erforderlichen Durchflussrate der Spülung berechnet werden.
Die Spülungsinjektionsrate hängt von den permselektiven Eigenschaften der Membran und den gewählten Betriebsbedingungen ab. Die Spülflussrate wird eingestellt, um eine hohe Rate des Produktflusses pro Einheit der Membranoberfläche zu erhalten, während gleichzeitig die geforderte Rückgewinnung des Produktes erfüllt wird, nämlich die gewünschte Rate der Produktzufuhr. Typischerweise ist die Rate für das Trocknen von Luft S/R = 0,01 bis 0,8, vorzugsweise 0,02 bis 0,3, wobei S die Flussrate der Spülung und R die Nettoflussrate des getrockneten Produktgases sind, welches das Gastrennmodul verlässt.
Die Zahl der Kurzhohlfasern oder Bohrungen, die für eine Spülungsinjektion erforderlich sind, können für einen gegebenen Wert von S unter Verwendung der Theorie, die für kompressible Ströme durch ein Rohr oder eine Öffnung unter Schallbedingungen anwendbar ist, berechnet werden.
Jedoch ist die bevorzugte Methode zum Berechnen der Anzahl der Kurzhohlfasern oder Bohrungen, die für eine Spülungsinjektion erforderlich sind, durch ein Experiment die Flussrate durch eine Kurzhohlfaser oder eine Bohrung der gewünschten Geometrie unter den Betriebsbedingungen zu bestimmen, und dann diese Information zusammen mit der gewünschten Spülflussrate zu verwenden, um die Anzahl der benötigten Kurzfasern oder Bohrungen zu berechnen. Wünschenswerterweise ist die Länge der Kurzhohlfasern weniger als etwa 25% der Länge der Hohlfasern und vorzugsweise weniger als 10%.
Beispiel 1
Ein Gastrennmodul mit einer Zufuhrbohrung ist aus einem Bündel hohler Fasern aus Polysulfon zusammengebaut. Wie in 4 wird ein Rohr, wie das Rohr 224, das fünf hohle Nylonfasern von 470 Mikrometer Innendurchmesser und fünf Zentimeter Länge aufweist, über den Rohrboden in das Zentrum des Nicht-Permeat-Endes eingeführt. Das Rohrende, das in das hohle Faserbündel eingeführt ist, wird geschlossen. Das an dere Ende des Rohres ist offen, um das Nicht-Permeat-Gas zu empfangen. Das Rohr hat mehrere radiale Perforationen, die gleichmäßig rund um den Umfang des Rohres beabstandet sind, um eine gleichmäßige radiale Flussverteilung des Spülungsgases zu erreichen. Das Modul ist mit Öffnungen auf gegenüberliegenden Enden für die Zufuhr und das Nicht-Permeat-Gas und mit einer Gehäuseöffnung an dem Zufuhrende zur Abgabe des Permeat-Gasstroms ausgestattet. Die hohlen Fasern sind unter Verwendung einer Lösung aus Silikon, um Membran-Defekte zu reparieren, tauchbeschichtet.
Der Gaszufuhrstrom hat einen Taupunkt von 37,8°C (100°F) und wird an das Modul mit einem Druck von 7,89 bar (100 psig) und einer Temperatur von 48,9°C (120°F) geliefert. Das Modul ist ohne offene Nylonfasern, dann mit drei offenen und ultimativ mit fünf offenen Fasern getestet worden. Die Ergebnisse finden sich unten in Tabelle 1.
Tabelle 1
Die Ergebnisse zeigen klar, daß bei einer im wesentlichen konstanten Produktflussrate der Produkttaupunkt entscheidend reduziert ist, wenn die Nicht-Permeat-Gasspülung verwendet wird. Der Permeat-Fluss ist mehr als verdoppelt, um ein effizienteres Trocknen des Zufuhrgases bereitzustellen. In der Praxis würde die maximal mögliche Spülrate (Permeat/Zuführen) verwendet werden, um die Anzahl der kurzen offenen Fasern oder Bohrungen, die für die Injektion des Spülgases zu verwenden sind, zu bestimmen.
Es ist erkannt worden, daß Fasern von niedriger Permeabilität für das Trägergas nicht zufriedenstellend für den Gebrauch in der Gasdehydratation sind, weil die hohe Selektivität für Wasser den Partialdruck des Wasserdampfes veranlasst, sich auf der Permeat-Seite dem auf der Zufuhrseite zu nähern, was eine niedrige Wasserpermeationsrate zur Folge hat. Es war lange bekannt, daß eine durchführbare Methode des Bereitstellens einer Spülung helfen würde, das Problem zu korrigieren. Obwohl einige der Verfahren, die im oben bereitgestellten Stand der Technik skizziert wurden, kommerziell verwendet wurden, wurde keine für ökonomisch oder praktisch in betrieblicher Hinsicht gehalten, wenn die Permeabilität des Trägergases durch die Fasern niedrig ist. Beispiel 1 demonstriert, daß die vorliegende Erfindung niedrigere Produkttaupunkte bei gleicher Produktdurchflussrate unter Verwendung defekt reparierter Membranen von niedriger Trägergaspermeabilität vorsieht. Ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Fähigkeit, die Spülung einfach in dem Zentrum oder nahe dem Zentrum anzuordnen, um wirkungsvoll den Spülfluss zu nutzen. Die Erfindung ist auch für die Dehydratation von Erdgas geeignet.
Beispiel 2
Hohlfasern, die wie in Beispiel 1 behandelt sind, werden zu einem Bündel geformt und dann in einen Gastrennmodul eingesetzt, wobei der Durchmesser des Faserbündels 8 Zoll beträgt und die aktive Länge der Fasern 3,05 m (10 Fuß); die aktive Fläche ist 604,9 m³ (6511 Quadratfuß) ist. Erdgas, das 600 ppm Dampf enthält, wird zu der Gehäuseseite des Membrantrenngerätes bei einem Druck von 51,7 bar (750 psia) und einer Temperatur von 40°C (104°F) geliefert. Ein Anteil des Trockenproduktgases wird durch eine Öffnung oder eine kurze Hohlfaser zu der Permeat-Seite injiziert, um eine Gegenstromspülung bereitzustellen. Die Ergebnisse der Durchführungssimulationen werden in diesem Fall in Tabelle 2 berichtet. Das Produktgas enthält 43 ppm Dampf in allen Fällen.
Es ist anzumerken, daß die Nettoproduktflussrate stetig anzeigt, wenn die Spülflussrate ansteigt; jedoch steigen auch die Verluste von Erdgas (Verhältnis von Permeation zu Zufuhr) an. Die Spülflussrate, die zu verwenden ist, wird durch die Wirtschaftlichkeit und maximal akzeptierbaren Verluste des Nicht-Permeat-Gases (Produkt), das als Spülung verwendet wird, diktiert.

Claims

Verfahren zur Gasdehydratation, umfassend: a) Inkontaktbringen eines Zufuhrgases (12; 212), das Wasserdampf enthält, mit Hohlfaser (22; 122; 222) -Membranen, die in einem Druckmodul (10; 200) enthalten sind, wobei das Modul ein langgestrecktes Gehäuse, das einen Zufuhrgaseinlass und einen Produktauslass auf im Wesentlichen gegenüberliegenden Enden des Gehäuses und einen geeignet angeordneten Parmeat-Auslass zwischen den Enden des Gehäuses aufweist, der näher zu dem Zufuhrgaseinlass als zu dem Nicht-Permeat-Produktauslass ist, aufweist, wobei das Gehäuse Hohlfasermembranen enthält, die angeordnet sind, um sich von einem ersten Rohrboden nahe dem Zufuhrgaseinlass zu einem zweiten Rohrboden nahe dem Produktauslass zu erstrecken, wobei jedes Ende der Hohlfaser in einem Rohrboden endet und ihn durchdringt, wobei das Modul auch mit mindestens einer Öffnung in dem zweiten Rohrboden ausgestattet ist, um einem Nicht-Permeat-Gas zu ermöglichen, auf die Permeat-Seite der Faser zurückzukehren, um eine Gegenstromspülung bereitzustellen; b) Permeieren eines Hauptanteils des Wasserdampfes, der in dem Zufuhrgas (12, 212) enthalten ist, durch die Membranen hindurch; c) Verwenden eines Anteils des sich ergebenden nicht permeierten dehydrierten Gases durch Rückführen des Anteils des dehydrierten Gases innerhalb des Moduls (10; 200), um ein Spülgas auf der Permeat-Seite der Hohlfaser (22; 122; 222) -Membranen im Wesentlichen im Gegenstrom zu dem Fluss des Zufuhrgases (12; 212) bereitzustellen, so daß das Zufuhrgas (12; 212) und das Spülgas jeweils nur in einer Richtung gegenläufig zu dem anderen von etwa einem Ende des Moduls zum etwa anderen Ende des Moduls fließen; und d) Rückgewinnen des verbleibenden dehydrierten Nicht-Permeat Gases, wobei die Öffnung eine oder eine Vielzahl von kurzen Hohlfasermembranen (24) darstellt, die den zweiten Rohrboden (16) durchdringen und wobei die Durchschnittslänge der Hohlfasermembran(en) weniger als 25% der Durchschnittslänge der hohlen Fasermembranen (22) in dem Modul beträgt.
Verfahren zur Gasdehydratation nach Anspruch 1, wobei die Durchflussrate des Spülgases von ungefähr 1% bis etwa 80% der Nettodurchflussrate des dehydrierten Nicht-Permeat Gases liegt.
Verfahren zur Gasdehydratation nach Anspruch 2, wobei die Durchflussrate des Spülgases von etwa 2% bis etwa 30% der Nettodurchflussrate des dehydrierten Nicht-Permeat Gases liegt.
Verfahren zur Gasdehydratation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Zufuhrgas auf einem Druck von mindestens einer Atmosphäre liegt.
Verfahren zur Gasdehydratation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Zufuhrgas aus Umgebungsluft besteht.
Verfahren zur Gasdehydratation nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Zufuhrgas aus Kohlenwasserstoffgasen besteht.
Verfahren zur Gasdehydratation nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Zufuhrgas aus mindestens einem der Gase Umgebungsluft, Kohlenwasserstoffgase und saure Gase besteht.
Verfahren zur Gasdehydratation nach Anspruch 7, wobei das Zufuhrgas Kohlendioxid enthält.
Verfahren zur Gasdehydratation nach Anspruch 7, wobei das Zufuhrgas aus Kohlenwasserstoffgasen, die von einem bis drei Kohlenstoffatomen pro Molekül aufweisen, besteht.
Verfahren zur Gasdehydratation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Zufuhrgas an einem ersten Ende der Hohlfaser- (22; 122; 222) Bohrung eingeführt und das dehydrierte Zufuhrgas von einem zweiten Ende der Hohlfaser- (22; 122; 222) Bohrung abgeführt wird.
Verfahren zur Gasdehydratation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Zufuhrgas an einem ersten äußeren Ende der Hohlfaser- (22; 122; 222) Membranen eingeführt wird und das dehydrierte Zufuhrgas von einem zweiten äußeren Ende der Hohlfaser- (22; 122; 222) Membranen abgeführt wird.
Membran-Gastrennmodul (10; 200), das insbesondere für eine Gasdehydratation geeignet ist, mit einer Gegenstromspülung durch das nichtpermeierte Gas, das innerhalb des Moduls (10; 200) bereitgestellt wird, umfassend: a) ein langgestrecktes Gehäuse, das einen Zufuhrgaseinlass (12; 212) zu den Hohlfaser- (22; 122; 222) Membranen an einem Ende und einen Auslass (18; 218) für ein Nicht-Permeat Produkt auf im wesentlichen dem gegenüberliegenden Ende des Gehäuses und einen geeignet angeordneten Permeatauslass (20; 220) aufweist, der zwischen den Enden des Gehäuses angeordnet ist, und zwar näher zu dem Zufuhrgaseinlass (12; 212) als zu dem Auslass (18; 218) für das Nicht-Permeat Produkt, wobei das Gehäuse umfaßt: b) Hohlfaser- (22; 122; 222) Membranen, die in dem Gehäuse angeordnet sind und sich von einem ersten Rohr-Flächengebilde (14) nahe dem Zufuhrgaseinlass (12; 212) zu einem zweiten Rohr-Flächengebilde (16; 116; 216) nahe dem Auslass (18; 218) für das nicht permeierte Produkt angeordnet sind, wobei jedes Ende der Hohlfaser- (22; 122; 222) Membranen in dem Rohr-Flächengebilde (14; 16; 116; 216) endet und ihn durchdringt; und c) mindestens eine Öffnung in dem zweiten Rohr-Flächengebilde (16; 116; 216), um einem Anteil des Nicht-Permeat Produktes zu ermöglichen, auf die durchdrungene Seite der Hohlfaser- (22; 122; 222) Membranen zurückzukehren, um eine Gegenstromspülung bereitzustellen, wobei die Öffnung eine oder eine Vielzahl von kurzen Hohlfasermembranen (24) darstellt, die den zweiten Rohrboden (16) durchdringen und wobei die Durchschnittslänge der Hohlfasermembran(en) weniger als 25% der Durchschnittslänge der hohlen Fasermembranen (22) in dem Modul beträgt.
Modul nach Anspruch 12, wobei die Öffnung so bemaßt ist, um eine Spülgasflussrate unter Betriebsbedingungen von etwa 1% bis etwa 80% der Nettodurchflussrate des dehydrierten Nicht-Permeat Gases bereitzustellen.
Modul nach Anspruch 12, wobei die Spülgasflussrate von etwa 2% bis etwa 30% der Nettodurchflussrate des dehydrierten Nicht-Permeat Gases beträgt.
Modul nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Vorrichtung eine kurze Hohlfasermembran (24), die den zweiten Rohrboden (16) durchdringt, aufweist, wobei die Länge der Hohlfasermembran (24) weniger als etwa 25% der Durchschnittslänge der Hohlfasermembran (22) in dem Modul ist.
Modul nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Öffnung eine Vielzahl von kurzen Hohlfasermembranen (24) aufweist, die den zweiten Rohrboden (16) durchdringen und eine Durchschnittslänge von weniger als 25% der Durchschnittslänge der hohlen Fasermembranen (22) in dem Modul aufweisen.