EA014010B1 - Способ получения фракции, богатой углеводородами, из газообразного сырья, содержащего фракцию углеводородов и двуокись углерода - Google Patents
Способ получения фракции, богатой углеводородами, из газообразного сырья, содержащего фракцию углеводородов и двуокись углерода Download PDFInfo
- Publication number
- EA014010B1 EA014010B1 EA200900432A EA200900432A EA014010B1 EA 014010 B1 EA014010 B1 EA 014010B1 EA 200900432 A EA200900432 A EA 200900432A EA 200900432 A EA200900432 A EA 200900432A EA 014010 B1 EA014010 B1 EA 014010B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- membrane
- feedstock
- hydrocarbon
- carbon dioxide
- hydrocarbons
- Prior art date
Links
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 66
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 title claims abstract description 56
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims abstract description 56
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 70
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims description 15
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims description 15
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 15
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 claims description 13
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 claims description 4
- -1 amino compound Chemical class 0.000 claims description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 2
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims description 2
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 claims 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 abstract description 3
- 239000012465 retentate Substances 0.000 abstract description 3
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 12
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 6
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 2
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 1
- DXHPZXWIPWDXHJ-UHFFFAOYSA-N carbon monosulfide Chemical compound [S+]#[C-] DXHPZXWIPWDXHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 230000009061 membrane transport Effects 0.000 description 1
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 125000000467 secondary amino group Chemical class [H]N([*:1])[*:2] 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N sulfolane Chemical compound O=S1(=O)CCCC1 HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 150000003512 tertiary amines Chemical class 0.000 description 1
- 125000000383 tetramethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D69/14—Dynamic membranes
- B01D69/141—Heterogeneous membranes, e.g. containing dispersed material; Mixed matrix membranes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/22—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
- B01D53/228—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion characterised by specific membranes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/02—Inorganic material
- B01D71/028—Molecular sieves
- B01D71/0281—Zeolites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/06—Organic material
- B01D71/58—Other polymers having nitrogen in the main chain, with or without oxygen or carbon only
- B01D71/60—Polyamines
- B01D71/601—Polyethylenimine
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G70/00—Working-up undefined normally gaseous mixtures obtained by processes covered by groups C10G9/00, C10G11/00, C10G15/00, C10G47/00, C10G51/00
- C10G70/04—Working-up undefined normally gaseous mixtures obtained by processes covered by groups C10G9/00, C10G11/00, C10G15/00, C10G47/00, C10G51/00 by physical processes
- C10G70/045—Working-up undefined normally gaseous mixtures obtained by processes covered by groups C10G9/00, C10G11/00, C10G15/00, C10G47/00, C10G51/00 by physical processes using membranes, e.g. selective permeation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
- C10L3/06—Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
- C10L3/10—Working-up natural gas or synthetic natural gas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
- C10L3/06—Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
- C10L3/10—Working-up natural gas or synthetic natural gas
- C10L3/101—Removal of contaminants
- C10L3/102—Removal of contaminants of acid contaminants
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
- B01D2256/24—Hydrocarbons
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
- B01D2257/702—Hydrocarbons
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/02—Inorganic material
- B01D71/028—Molecular sieves
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/06—Organic material
- B01D71/58—Other polymers having nitrogen in the main chain, with or without oxygen or carbon only
- B01D71/60—Polyamines
Abstract
Настоящее изобретение обеспечивает способ получения фракции, богатой углеводородами, из газообразного исходного сырья, содержащего углеводородную фракцию и двуокись углерода. Способ включает стадии обеспечения мембраны, имеющей сторону концентрата и сторону фильтрата; контактирования исходного сырья со стороной концентрата мембраны; получения фракции, обогащенной углеводородами, на стороне фильтрата мембраны, при этом мембрана представляет собой мезопористую мембрану, модифицированную органическим соединением.
Description
Настоящее изобретение обеспечивает способ получения фракции богатой углеводородами из исходного газообразного сырья, содержащего фракцию углеводородов и двуокись углерода.
Уровень техники
Природный газ является источником газообразных углеводородов, таких как метан, этан и пропан. Обычно природный газ добывают из подземных месторождений. Такие месторождения могут включать неуглеводородные компоненты, например двуокись углерода, сероводород и воду. Когда природный газ извлекают из подземного месторождения, он содержит указанные компоненты. Перед транспортированием природного газа или дальнейшей обработкой его очищают с целью удаления неуглеводородных компонент. В последние годы изучаются результаты пробной эксплуатации месторождений природного газа, содержащего более 50 мол.% двуокиси углерода. Пробная эксплуатация таких месторождений требует удаления из добываемого природного газа существенных количеств двуокиси углерода.
Способы удаления двуокиси углерода из газа и, в частности, из потоков природного газа в уровне техники хорошо известны. Обычно способы очистки природного газа основаны на абсорбции двуокиси углерода с использованием для этого подходящего абсорбента. Примеры способов абсорбции описаны, например, в источнике информации А.Ь. КоЫ аиб Р.С. В|С5СпГс1б. Оа§ РипПсаОоп (Очистка газа), Си1Г РиЬ. Со., Воок Όίνίδίοη, Ноийоп, 1985 и включают способы, подобные ΑΌΙΡ и 8и1йпо1.
В патентном документе ЕР 1474218 А1 раскрыт способ удаления двуокиси углерода и, по усмотрению, сероводорода и/или СО8 (серооксид углерода) из потока природного газа, содержащего эти компоненты, путем промывки газа водным промывочным раствором, содержащим воду, сульфолан и вторичный или третичный амин, производный от этаноламина. Поток природного газа согласно указанному документу ЕР 1474218 А1 включает от 1 до 45 мол.% двуокиси углерода. В способе согласно ЕР 1474218 А1 двуокись углерода удаляют из основного потока газа. Однако если природный газ содержит двуокись углерода в количествах, превышающих 50 мол.%, становится все более желательным удалить из основного потока газообразные углеводороды, а не двуокись углерода.
В патентном документе ϋδ 2006/0079725 А1 описана мембрана из молекулярного сита, которая модифицирована путем адсорбции модифицирующего агента, такого как аммиак, с целью получения модифицированной мембраны из молекулярного сита. Известная мембрана с молекулярным ситом избирательно пропускает двуокись углерода в большей степени, чем она пропускает углеводороды.
Сущность изобретения
В данной области техники существует необходимость в способе, который позволит удалять газообразные углеводороды из исходного сырья, содержащего значительные количества двуокиси углерода.
В соответствии с настоящим изобретением обеспечивается способ получения фракции, обогащенной углеводородами, из газообразного исходного сырья, содержащего фракцию углеводородов и двуокись углерода, при этом указанный способ включает следующие стадии:
обеспечение мембраны, имеющей сторону, обращенную к концентрату (ретентат), и сторону, обращенную к фильтрату (пермеат);
контактирование исходного сырья с обращенной к концентрату стороной мембраны и получение фракции, обогащенной углеводородами, у обращенной к фильтрату стороны мембраны, при этом мембрана представляет собой пористую мембрану, модифицированную органическим соединением, которая избирательно пропускает углеводороды в большей степени по отношению к пропусканию двуокиси углерода и включает керамический материал основы, имеющий средний диаметр пор в интервале от 0,5 до 50 х 10-9 м и содержащий аминоорганическое соединение.
В этом описании и в пунктах формулы изобретения термин газообразное исходное сырье используют для обозначения исходного сырья, которое находится в газообразном состоянии в условиях, в которых осуществляют способ. Пористая мембрана, модифицированная органическим соединением, представляет собой пористый матричный материал с включенным в него органическим соединением.
В настоящее время неожиданно было обнаружено, что присутствие аминоорганического соединения, например полиэтиленимина, в мембране способствует переносу углеводородов и, в частности метана, через мембрану, когда эта мембрана контактирует со смесью, содержащей углеводороды и двуокись углерода. Соответственно, было обнаружено, что газообразные углеводороды и, в частности, метан, могут быть избирательно удалены из исходного сырья, содержащего газообразные углеводороды и двуокись углерода, используя для этого пористую мембрану, модифицированную органическим соединением. В отличие от способов, известных в уровне техники, в которых из исходного сырья, содержащего углеводородную фракцию и двуокись углерода, избирательно удаляют двуокись углерода, способ в соответствии с настоящим изобретением позволяет избирательно удалять газообразный углеводород.
Подробное описание изобретения
Настоящее изобретение обеспечивает способ получения фракции, обогащенной углеводородом, из газообразного исходного сырья, содержащего углеводородную фракцию и двуокись углерода. В способе согласно изобретению исходное сырье контактирует с мембраной. Мембрана, используемая в способе, соответствующем изобретению, представляет собой пористую мембрану, модифицированную органическим соединением, предпочтительно керамическую пористую мембрану, модифицированную органиче
- 1 014010 ским соединением. Примером такой мембраны, а именно мембраны из материала МСМ-48, модифицированного ΡΕΙ (полиэтиленимином), является, например, мембрана, описанная в источнике информации Р. Кишат, 8. К1т, 1. 1ка, V. Сш1аи18 апк 1. Ьш РЕ1/МСМ-48 СошроШе МешЬтапек йот СатЬои Июх1ке 8ерата1юп, раде 101, Воок ой АЬктаск, 1С1М9-Ыоттау, Йипе 25-29, 2006. Указанный источник включен в настоящее описание посредством ссылки.
Мембрана представляет собой барьер, предотвращающий гидродинамическое течение и обеспечивающий в то же время избирательный перенос одной или более компонент между текучими средами, находящимися с каждой стороны этого барьера. Не связывая себя определенной теорией, можно предположить, что присутствие органического соединения в мембране способствует переносу углеводородов и, в частности, метана, когда эта мембрана контактирует со смесью, содержащей углеводороды и двуокись углерода. В результате именно углеводородная фракция избирательно переносится через мембрану со стороны концентрата мембраны к стороне фильтрата мембраны. Скорость переноса углеводородов через мембрану и избирательность углеводородов, большие по величине по сравнению с двуокисью углерода, могут, как правило, зависеть от условий осуществления способа, таких как давление исходного сырья, температура и трансмембранный перепад давления. Трансмембранный перепад давления представляет собой разность между давлением со стороны концентрата мембраны и стороны фильтрата мембраны.
На стороне мембраны, обращенной к фильтрату, получают фильтрат богатый углеводородом, в то время как концентрат, получаемый со стороны мембраны, обращенной к концентрату, представляет собой концентрат, обедненный углеводородом, причем всё это по сравнению с содержанием углеводорода в исходном сырье.
Мембрана может состоять из единственного слоя мембраны, или она может быть композитом, образованным из более чем одного слоя мембраны, или может быть образована из пористого опорного слоя (пористой подложки) и одного или более слоев мембраны. Предпочтительно мембрана включает пористый керамический матричный материал. Следует учитывать, что такие матричные материалы допускают включение органического соединения. Более предпочтительно мембрана включает матричный материал, имеющий средний диаметр пор, т. е. перед включением в него органического соединения в интервале от 0,5 до 50х10-9м, более предпочтительно в интервале от 0,75 до 10х10-9 м, ещё более предпочтительно от 1 до 5х10-9. При этом поры могут иметь любую форму, например круглую или щелевидную. Средний диаметр пор пористого матричного материала представляет собой средний диаметр пор пористого матричного материала в слое мембраны, определяющем её разделительные свойства. Следует понимать, что интервалы диаметра пор, указанные выше, не применимы, например, к пористой подложке.
Пористый матричный материал в мембране, обеспечиваемой для способа, соответствующего изобретению, может, например, включать керамический материал, такой как оксид кремния, оксид алюминия, оксид кремния-оксид алюминия, оксид титана, диоксид циркония или их комбинации. В том случае, если пористый матричный материал представляет собой пористый керамический матричный материал, керамическим материалом может быть, главным образом, кристаллический, полукристаллический или аморфный материал. Предпочтительно пористый керамический матричный материал включает цеолитный материал или материал МСМ (мобильная смесь химически связанных веществ), более предпочтительно материал МСМ типа М418. Примерами подходящих материалов МСМ типа М418 являются МСМ-41 и МСМ-48.
Предпочтительно мембрана имеет пористую подложку. Указанная пористая подложка содержит металл, керамику или полимер. Предпочтительно пористая подложка представляет собой опорный слой из огнеупорного оксида или опорный слой из пористого металла, более предпочтительно оксид алюминия, оксид титана, диоксид циркония или пористая нержавеющая сталь. Такие пористые подложки, как правило, используют для обеспечения механической прочности.
Мембраны могут быть использованы в виде какой-либо подходящей конфигурации, известной в уровне техники, например полые волокна, трубчатые, спирально-витые или в виде плоского листа.
Пористые мембраны, модифицированные органическим соединением, представляют собой мембраны с включенным в их структуру органическим соединением. Предпочтительно органическое соединение содержится в порах пористого матричного материала или на стенках пор в мезопористом матричном материале. Такое органическое соединение представляет собой аминоорганическое соединение, которое предпочтительно привито сополимеризацией на пористый материал. Подходящие примеры аминоорганических соединений включают полиэтиленимин.
Мембрана избирательно пропускает углеводороды по отношению к двуокиси углерода. Предпочтительно мембрана избирательно пропускает углеводороды, в большей степени по отношению к пропусканию двуокиси углерода, с избирательной проницаемостью, составляющей по меньшей мере 2, более предпочтительно по меньшей мере 10, ещё более предпочтительно по меньшей мере 30. Избирательная проницаемость представляет собой отношение проницаемости для углеводорода к проницаемости для двуокиси углерода при их прохождении через мембрану. Предпочтительно мембрана транспортирует углеводороды лучше, чем двуокись углерода, с избирательной проницаемостью в интервале от 2 до 150, более предпочтительно от 10 до 150, ещё более предпочтительно от 30 до 150.
- 2 014010
На стороне мембраны, обращенной к фильтрату, фракцию, обогащенную углеводородом, получают в виде фильтрата. Предпочтительно фильтрат включает от 50 до 100 мол.% углеводородов, более предпочтительно от 70 до 99 мол.% от общего количества фильтрата. Предпочтительно фильтрат включает от 50 до 100 мол.% метана, более предпочтительно от 70 до 99 мол.% от всего количества фильтрата.
Следует понимать, что со стороны мембраны, обращенной к концентрату, может быть получен концентрат, обедненный углеводородами, т.е. обедненный такими углеводородами, которые предпочтительно транспортируются через мембрану. Содержание углеводорода в концентрате может зависеть от содержания углеводорода и типа углеводорода, находящегося в исходном сырье, площади поверхности мембраны и времени контакта исходного сырья с мембраной.
Полученный концентрат, обедненный углеводородом, может быть отведен из процесса или может быть направлен на рециркуляцию к мембране, как часть исходного сырья.
Исходным сырьем может служить какое-либо сырье, содержащее фракцию углеводородов и двуокись углерода, которые в условиях осуществления способа находятся в газообразном состоянии. Предпочтительно исходное сырье содержит углеводороды от С1 до С4, например один или более из углеводородов, включающих метан, этан, этилен, пропан, пропилен, бутан или бутилены. Более предпочтительно исходное сырье содержит метан. Примеры подходящего исходного сырья включают природный газ, попутный (нефтяной) газ, газ, полученный при газификации угля, и хвостовой газ процесса синтеза Фишера-Тропша. Следует понимать, что исходное сырье может содержать значительные количества одной или более неуглеводородных компонент, таких как азот, сероводород, монооксид углерода и вода.
Предпочтительно исходное сырье содержит углеводородную фракцию в количестве от 1 до 50 мол.%, более предпочтительно от 5 до 50 мол.%, ещё более предпочтительно от 10 до 40 мол.% от общего количества исходного сырья.
Исходное сырье содержит также двуокись углерода. Как правило, содержание двуокиси углерода в исходном сырье составляет по меньшей мере 50 мол.%, как правило в интервале от 50 до 90 мол.%, более типично от 50 до 80 мол.% от общего количества исходного сырья. Кроме того, исходное сырье предпочтительно может содержать воду. Предпочтительно исходное сырье содержит воду в количестве от 0,01 до 10 мол.%.
Исходное сырье может быть приведено в контакт с пористой мембраной при любой температуре или давлении. Предпочтительно исходное сырье приводят в контакт с пористой мембраной при температуре в интервале от 0 до 150°С, предпочтительно в интервале от 50 до 120°С, более предпочтительно от 70 до 100°С. Предпочтительно исходное сырье контактирует с пористой мембраной при давлении в интервале от 0,1 до 15 МПа (абсолютное давление), более предпочтительно при 1-10 МПа. Предпочтительно исходное сырье контактирует с пористой мембраной при трансмембранном давлении в интервале от 0,1 до 15 МПа (абсолютное давление), более предпочтительно в интервале 0,5-5 МПа. Для поддерживания указанного трансмембранного давления со стороны мембраны, обращенной к фильтрату, может быть приложено разрежение или применен продувочный газ.
Claims (9)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Способ получения фракции, богатой углеводородами, из газообразного исходного сырья, содержащего углеводородную фракцию и двуокись углерода, включающий следующие стадии:обеспечивают мембрану, имеющую сторону, обращенную к концентрату, и сторону, обращенную к фильтрату;исходное сырье вводят в контакт со стороной мембраны, обращенной к концентрату;получают на стороне мембраны, обращенной к фильтрату, фракцию, обогащенную углеводородами; при этом мембрана представляет собой пористую мембрану, модифицированную органическим соединением, которая избирательно переносит углеводороды по отношению к переносу двуокиси углерода и включает керамический матричный материал, имеющий средний диаметр пор в интервале от 0,5х10-9 до 50х10-9 м, и аминоорганическое соединение.
- 2. Способ по п.1, в котором матричный материал имеет средний диаметр пор в интервале от 0,75х 10-9 до 10х 10-9 м и предпочтительно от 1,0х 10-9 до 5х 10-9 м.
- 3. Способ по п.2, в котором указанный пористый керамический матричный материал включает цеолит или материал МСМ, предпочтительно материал МСМ, более предпочтительно материал МСМ типа М418, ещё более предпочтительно типа МСМ-41 или МСМ-48.
- 4. Способ по одному из пп.1-3, в котором аминоорганическое соединение представляет собой полиэтиленимин.
- 5. Способ по одному из пп.1-4, в котором углеводородная фракция исходного сырья содержит метан, при этом предпочтительно содержание метана находится в интервале от 5 до 50 мол.%, более предпочтительно от 10 до 40 мол.% от общего количества исходного сырья.
- 6. Способ по одному из пп.1-5, в котором исходное сырье, кроме того, содержит воду.
- 7. Способ по одному из пп.1-6, в котором исходное сырье приводят в контакт с мембраной при температуре в интервале от 0 до 150°С, предпочтительно от 50 до 120°С, более предпочтительно от 70 до- 3 014010100°С.
- 8. Способ по одному из пп.1-7, в котором исходное сырье приводят в контакт с мембраной при абсолютном давлении в интервале от 0,1 до 15 МПа, более предпочтительно при абсолютном давлении в интервале от 1 до 10 МПа.
- 9. Способ по одному из пп.1-8, в котором со стороны мембраны, обращенной к концентрату, получают концентрат, обедненный углеводородами.4^8) Евразийская патентная организация, ЕАПВРоссия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP06120511 | 2006-09-12 | ||
| PCT/EP2007/059434 WO2008031778A1 (en) | 2006-09-12 | 2007-09-10 | Process for obtaining a hydrocarbon-enriched fraction from a gaseous feedstock comprising a hydrocarbon fraction and carbon dioxide |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA200900432A1 EA200900432A1 (ru) | 2009-06-30 |
| EA014010B1 true EA014010B1 (ru) | 2010-08-30 |
Family
ID=37781655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA200900432A EA014010B1 (ru) | 2006-09-12 | 2007-09-10 | Способ получения фракции, богатой углеводородами, из газообразного сырья, содержащего фракцию углеводородов и двуокись углерода |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20090313895A1 (ru) |
| EA (1) | EA014010B1 (ru) |
| WO (1) | WO2008031778A1 (ru) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3586941B1 (en) | 2014-04-16 | 2021-08-25 | Saudi Arabian Oil Company | Improved sulfur recovery process and apparatus for treating low to medium mole percent hydrogen sulfide gas feeds with btex in a claus unit |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5770275A (en) * | 1996-08-23 | 1998-06-23 | Raman; Narayan K. | Molecular sieving silica membrane fabrication process |
| US20030220188A1 (en) * | 2002-04-10 | 2003-11-27 | Eva Marand | Mixed matrix membranes |
| EP1474218A1 (en) * | 2002-01-14 | 2004-11-10 | Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. | Process for removing carbon dioxide from gas mixtures |
| US20060079725A1 (en) * | 2004-08-03 | 2006-04-13 | Shiguang Li | Membranes for highly selective separations |
| WO2006055817A2 (en) * | 2004-11-19 | 2006-05-26 | Chevron U.S.A. Inc. | Mixed matrix membrane with mesoporous particles and methods for making the same |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5206067A (en) * | 1992-01-28 | 1993-04-27 | Bonzo Kevin M | Landfill gas capping liner system |
| US7537641B2 (en) * | 2005-12-02 | 2009-05-26 | Membrane Technology And Research, Inc. | Natural gas treatment process for stimulated well |
-
2007
- 2007-09-10 US US12/440,666 patent/US20090313895A1/en not_active Abandoned
- 2007-09-10 WO PCT/EP2007/059434 patent/WO2008031778A1/en active Application Filing
- 2007-09-10 EA EA200900432A patent/EA014010B1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5770275A (en) * | 1996-08-23 | 1998-06-23 | Raman; Narayan K. | Molecular sieving silica membrane fabrication process |
| EP1474218A1 (en) * | 2002-01-14 | 2004-11-10 | Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. | Process for removing carbon dioxide from gas mixtures |
| US20030220188A1 (en) * | 2002-04-10 | 2003-11-27 | Eva Marand | Mixed matrix membranes |
| US20060079725A1 (en) * | 2004-08-03 | 2006-04-13 | Shiguang Li | Membranes for highly selective separations |
| WO2006055817A2 (en) * | 2004-11-19 | 2006-05-26 | Chevron U.S.A. Inc. | Mixed matrix membrane with mesoporous particles and methods for making the same |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| KUMAR P., GULIANTS V., KIM S., IDA J., LIN J.: "Pei/MCM-48 composite membranes for carbon dioxide separation" BOOK OF ABSTRACTS, 29 June 2006 (2006-06-29), page 101, XP008076068 Norway cited in the application the whole document * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA200900432A1 (ru) | 2009-06-30 |
| WO2008031778A1 (en) | 2008-03-20 |
| US20090313895A1 (en) | 2009-12-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8419828B2 (en) | Multi-stage membrane separation process | |
| AU2008231735B2 (en) | Method for reducing the mercury content of natural gas condensate and natural gas processing plant | |
| US6572679B2 (en) | Gas separation using organic-vapor-resistant membranes in conjunction with organic-vapor-selective membranes | |
| US7399897B2 (en) | Method of separating olefins from mixtures with paraffins | |
| EP1442784B1 (fr) | Membrane inorganique poreuse contenant du carbone, son procédé de préparation et son utilisation | |
| US20110009684A1 (en) | Multi-stage membrane separation process | |
| US20040050250A1 (en) | Gas separation using coated membranes | |
| KR940003596A (ko) | 흡착막에 의한 수소 회수 | |
| JPH0891805A (ja) | 水素の回収方法 | |
| WO2008046880A1 (en) | Process for the extraction of hydrogen from a gas mixture | |
| JP2008132482A (ja) | ガスの分離方法 | |
| CA2867332C (en) | Process and apparatus for removing contaminants from a gas stream | |
| EA014010B1 (ru) | Способ получения фракции, богатой углеводородами, из газообразного сырья, содержащего фракцию углеводородов и двуокись углерода | |
| CA3058381A1 (en) | Rubbery polymeric membranes for separation | |
| WO2009144277A3 (en) | Process for producing purified hydrocarbon gas | |
| US20110295052A1 (en) | Processes for olefin/paraffin separation utilizing porous, hydrophobic poly(ether ether ketone) membranes | |
| EP3197853A1 (en) | Asymmetric integrally-skinned flat sheet membranes for h2 purification and natural gas upgrading | |
| EP1567466A1 (en) | Method of separating olefins from mixtures with paraffins | |
| JP2022169625A (ja) | 硫化水素分離用ゼオライト膜の再生方法 | |
| Nasir et al. | Membrane technologies for condensate recovery from natural gas | |
| WO2024054594A2 (en) | Gas separation membranes, methods of preparing membranes, and methods of separating gases |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU |