EA022697B1 - Способ и система избирательного удаления масла из потока газа, содержащего метан - Google Patents

Способ и система избирательного удаления масла из потока газа, содержащего метан Download PDF

Info

Publication number
EA022697B1
EA022697B1 EA201071255A EA201071255A EA022697B1 EA 022697 B1 EA022697 B1 EA 022697B1 EA 201071255 A EA201071255 A EA 201071255A EA 201071255 A EA201071255 A EA 201071255A EA 022697 B1 EA022697 B1 EA 022697B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
adsorbent
oil
gas
adsorption
structured
Prior art date
Application number
EA201071255A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201071255A1 (ru
Inventor
Гарри В. Декман
Прити Камакоти
Питер И. Равикович
Брюс Т. Келли
Пол С. Нортроп
Питер К. Расмуссен
Пол Л. Танака
Мартин Н. Вебстер
Вьеслав Дж. Рот
Эдвард В. Коркоран
Original Assignee
Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани
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 Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани filed Critical Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани
Publication of EA201071255A1 publication Critical patent/EA201071255A1/ru
Publication of EA022697B1 publication Critical patent/EA022697B1/ru

Links

Classifications

    • 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
    • B01D53/02—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 adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—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 adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • 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
    • B01D53/02—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 adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—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 adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/0407—Constructional details of adsorbing systems
    • 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
    • B01D53/02—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 adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—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 adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/0407—Constructional details of adsorbing systems
    • B01D53/0438—Cooling or heating systems
    • 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
    • B01D53/02—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 adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—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 adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/0462—Temperature swing adsorption
    • 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
    • B01D53/02—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 adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—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 adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/047—Pressure swing adsorption
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08—Sealings
    • F04D29/10—Shaft sealings
    • F04D29/12—Shaft sealings using sealing-rings
    • F04D29/122—Shaft sealings using sealing-rings especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/124—Shaft sealings using sealing-rings especially adapted for elastic fluid pumps with special means for adducting cooling or sealing fluid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/102—Carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/104—Alumina
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/106—Silica or silicates
    • B01D2253/108—Zeolites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/106—Silica or silicates
    • B01D2253/108—Zeolites
    • B01D2253/1085—Zeolites characterized by a silicon-aluminium ratio
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/112—Metals or metal compounds not provided for in B01D2253/104 or B01D2253/106
    • B01D2253/1124—Metal oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/20—Organic adsorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/20—Organic adsorbents
    • B01D2253/204—Metal organic frameworks (MOF's)
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/30—Physical properties of adsorbents
    • B01D2253/34—Specific shapes
    • B01D2253/342—Monoliths
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40083—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40088—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption by heating
    • 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
    • B01D53/02—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 adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—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 adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/047—Pressure swing adsorption
    • B01D53/0473—Rapid pressure swing adsorption
    • 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
    • B01D53/02—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 adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—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 adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/047—Pressure swing adsorption
    • B01D53/0476—Vacuum pressure swing adsorption
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)

Abstract

Настоящее изобретение относится к способу и системе для получения газовых коммунальных потоков из газовых технологических потоков, в частности, для удаления масляного загрязнения из таких потоков до их использования в качестве сухого газового уплотнения. Эти способы и системы могут включать в себя по меньшей мере один кинетический процесс короткоцикловой адсорбции, включающий безнагревную короткоцикловую адсорбцию, короткоцикловую адсорбцию при переменной температуре, кальцинирование и процессы инертной продувки, чтобы обработать газовые потоки для использования в сухих газовых уплотнениях ротационного оборудования, такого как компрессоры, турбины и насосы, и других энергоносителях (системы водоснабжения, коммунальных услуг, теплоснабжения и энергоснабжения). Используемые материалы адсорбена включают в себя структурированные микропористые и мезопористые материалы с большой удельной площадью поверхности.

Description

(57) Настоящее изобретение относится к способу и системе для получения газовых коммунальных потоков из газовых технологических потоков, в частности, для удаления масляного загрязнения из таких потоков до их использования в качестве сухого газового уплотнения. Эти способы и системы могут включать в себя по меньшей мере один кинетический процесс короткоцикловой адсорбции, включающий безнагревную короткоцикловую адсорбцию, короткоцикловую адсорбцию при переменной температуре, кальцинирование и процессы инертной продувки, чтобы обработать газовые потоки для использования в сухих газовых уплотнениях ротационного оборудования, такого как компрессоры, турбины и насосы, и других энергоносителях (системы водоснабжения, коммунальных услуг, теплоснабжения и энергоснабжения). Используемые материалы адсорбена включают в себя структурированные микропористые и мезопористые материалы с большой удельной площадью поверхности.
Данное изобретение относится в целом к способам обработки частей газовых потоков. Более конкретно, изобретение относится к способу и устройству для удаления масла из потока технологического газа, используемого в качестве коммунального газа в составляющем элементе коммунальной системы.
Этот раздел раскрывает различные аспекты техники, которые могут быть связаны с примерами вариантов осуществления настоящего изобретения, которые описаны и/или заявлены ниже. Полагают, что это описание может быть полезным в части предоставления читателю информации, чтобы облегчить лучшее понимание конкретных технологий согласно настоящему изобретению. Соответственно, следует понимать, что эти утверждения должны быть прочитаны с этой точки зрения и не обязательно как допущения предшествующего уровня техники.
Эффективная и экологически грамотная с точки зрения сохранения окружающей среды добыча масла и газа из коллекторов углеводородов является многомерной задачей, которая стала одной из труднейших энергетических задач.
Нагнетание различных газов в такие коллекторы теперь используется для секвестрации, обеспечения давления или для работ по добыче масла вторичным методом. В недавние годы технология нагнетания с помощью компрессоров продвинулась до той точки, что планы (технической) разработки для некоторых масляных и газовых месторождений включают в себя нагнетание кислоты или кислого газа в подземные формации для секвестрации или операций по добыче масла вторичным методом (ЕОК). Валы компрессоров обычно имеют уплотнения с использованием сухих газовых уплотнений (ОС8), в которых используется принцип уплотнения между неподвижной поверхностью и вращающейся поверхностью путем использования пленки из газовой текучей среды. Этот уплотнительный газ обладает смазочными и охлаждающими свойствами, которые необходимы уплотнению для длительной и надежной работы. Уплотнительный газ должен быть свободен от частиц, жидкостей и тяжелых компонентов, которые вытесняются из уплотнительного газа при расширении на уплотнительных поверхностях.
Обычно сухие компрессоры повышают давление газовых потоков для нагнетания (например, потоки кислоты или кислого газа) до давлений свыше около 4000 абсолютной фунт-силы на квадратный дюйм (р81а) (275,8 бар или 281,2 кгс/см2) со скоростями расхода потока свыше 100 миллионов стандартных кубических футов в день (8СЕЭ). Уплотнения в компрессорах, для того чтобы работать, не выходя из строя, должны быть смазаны газовым потоком, в котором жидкая фаза не будет конденсироваться, как только давление потока падает, когда он расширяется на уплотнительных поверхностях. Давление уплотнительного газа больше, чем давление всасывания компрессора, но меньше, чем давление на выходе компрессора.
Одной стратегией для производства неконденсирующегося уплотнительного газа является сжатие в поршневом компрессоре потока очищенного метана низкого давления (например, меньше чем около 800 р4а (55,16 бар)) или азота. Поршневые компрессоры смазываются цилиндровым смазочным маслом, которое имеет некоторую смешиваемость с газом, особенно при высоких давлениях (например, больше чем около 2000 р4а (137,9 бар)). После сжатия поток газа содержит масло в виде либо пара, либо унесенных капель. Обычно пар не может быть отфильтрован, при этом при высоких давлениях фильтрация унесенных капель обычно является неэффективной. Таким образом, масло в потоке метана высокого давления будет иметь жидкую фазу, которая либо уносится, либо выпадает из газа, когда давление падает на уплотнениях или на регуляторах давления, которые регулируют давление на уплотнениях. Полагают, что этот вынос цилиндрового смазочного масла в уплотнительный газ повредит и вызовет преждевременный выход из строя стандартных сухих компрессоров, приводя к значительному простою и к потере производительности.
В некоторых ситуациях, таких как снабжение кислым газом при высоком давлении, уплотнительный газ получают из источника коммунальной системы, такого как системы топливного газа. Топливный газ состоит преимущественно из метана, но может содержать некоторое количество тяжелых углеводородов, СО2, Ν2 и малое количество Н28. Обычным источником топливного газа для применения в компрессорах является часть потока, взятая из технологического газа, который подается к сухому компрессору. При низких давлениях (например, подобных давлению всасывания сухого компрессора) могут быть использованы многие различные технологии, такие как абсорбция, разделение фаз газ/жидкость, осушка газа гликолем, чтобы подготовить часть потока для использования в качестве топливного газа.
Очищение части потока, взятой на выходе высокого давления в сухом компрессоре, является технически трудной задачей. Топливный газ или газ из другого источника коммунального газа затем сжимают и используют в качестве уплотнительного газа. Такой газ используется, чтобы избежать жидкостного загрязнения или выпадения жидкости, встречающихся при использовании технологического газа. Это требует дополнительных единиц обработки и разделения для выработки топливного газа и отдельного бустер-компрессора для уплотнительного газа (например, поршневого компрессора), который сам по себе может быть источником загрязнения маслом и частицами. Поршневой компрессор обычно используется для этой работы благодаря высоким степеням сжатия и слабым потокам. Поршневые компрессоры такого типа обычно смазываются цилиндровым смазочным маслом, которое обладает некоторой смешиваемостью с газом, особенно при высоких давлениях. Таким образом, масло не может быть отфильтровано при высоком давлении, но конденсируется или выпадает из газа, когда давление падает на уплот- 1 022697 нениях или на регуляторах давления, которые регулируют давление на уплотнениях. Этот вынос цилиндрового смазочного масла в уплотнительный газ может нанести вред и вызвать преждевременный выход из строя стандартных сухих газовых уплотнителей (ΌΟ8).
В патенте США № 5976221 раскрыт способ удаления масла из пара с использованием полимерной адсорбции. С помощью такого способа улавливают только около 99,9% масла. Такие результаты являются хорошими, но даже маленькое количество масла может нанести вред сухому газовому уплотнению и быть причиной значительного простоя.
В патенте США № 4325565 раскрыт способ удаления масла, включающий в себя нагрев газового потока, чтобы полностью испарять масло в потоке перед адсорбцией масла. Хотя этот способ кажется эффективным, он требует дополнительного использования энергии и технологического оборудования для того, чтобы достичь хороших результатов.
Следовательно, требуется усовершенствованный способ удаления масла из технологического газа для использования в сухих уплотнениях.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения предложена система для обработки потока поступающего газа. Система включает в себя систему избирательного удаления компонентов, содержащую вход потока поступающего газа, выполненный с возможностью пропуска потока поступающего газа в блок короткоцикловой адсорбции, имеющий по меньшей мере один слой структурированного адсорбента. В системе поток поступающего газа включает в себя объем масляных капель и объем масляного пара и имеет давление по меньшей мере около 1000 фунтов на квадратный дюйм ρδΐ (68,95 бар); по меньшей мере один слой структурированного адсорбента выполнен с возможностью удаления по меньшей мере части объема масляных капель и части объема масляного пара, чтобы обеспечить поток выходящего газа, по существу, свободный от масла; и по меньшей мере один слой структурированного адсорбента восстанавливается в процессе кинетической короткоцикловой адсорбции.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения предложен способ обработки потока поступающего газа. Способ включает в себя обеспечение потока поступающего газа, содержащего в себе объем масла; обработку потока поступающего газа, используя систему избирательного удаления компонентов, по меньшей мере, имеющую по меньшей мере один технологический блок короткоцикловой адсорбции для создания коммунального потока для использования в составном элементе коммунальной системы, при этом по меньшей мере один технологический блок короткоцикловой адсорбции включает в себя слой структурированного адсорбента, выполненный с возможностью удаления по меньшей мере части объема масла; регенерацию технологического блока короткоцикловой адсорбции в процессе кальцинирования; подачу коммунального потока в составной элемент коммунальной системы, при этом коммунальный поток совместим с составным элементом коммунальной системы, и использование коммунального потока в составном элементе коммунальной системы.
В третьем варианте осуществления настоящего изобретения предложен контактный фильтр для структурированного адсорбента. Контактный фильтр включает в себя впускной конец; выпускной конец и множество проточных каналов, проходящих от впускного конца до выпускного конца, при этом часть из множества открытых проточных каналов закрыты на впускном конце, при этом оставшаяся часть из множества проточных каналов закрыты на выпускном конце, при этом поверхность открытых проточных каналов состоит из адсорбирующего материала с избирательностью больше чем единица для первого компонента по отношению ко второму компоненту из смеси.
Приведенные ранее и другие преимущества настоящего способа могут стать очевиднее после прочтения следующего подробного описания со ссылкой на чертежи, на которых:
фиг. 1 представляет собой иллюстрацию традиционной системы для получения уплотнительного газа из потока поступающего газа;
фиг. 2 представляет собой иллюстрацию системы избирательного удаления компонентов для получения уплотнительного газа из потока поступающего газа согласно настоящему изобретению;
фиг. 3 представляет собой блок-схему процесса получения уплотнительного газа из потока поступающего газа с использованием системы по фиг. 2;
на фиг. 4 показан пример варианта осуществления технологичной схемы системы избирательного удаления компонента по фиг. 2, работающей согласно способу по фиг. 3;
на фиг. 5А, 5В показаны примеры вариантов осуществления конструкций слоя структурированного адсорбента в контактном фильтре с параллельными каналами для использования в системе по фиг. 2 и 4 и в способах по фиг. 3;
фиг. 6 представляет собой иллюстрацию примера сегментированного контактного фильтра, который может быть использован в сочетании со слоями адсорбента, как раскрыто на фиг. 2 и 5А, 5В;
на фиг. 7 показан пример графика сравнения огибающих фаз обработанного уплотнительного газа и необработанного уплотнительного газа;
на фиг. 8 показан пример графика продвижения масляного фронта по каналу адсорбента на основе моделирования изотермы Ленгмюра.
В нижеследующем подробном описании и примере изобретение будет описано вместе с предпочтительными вариантами осуществления настоящего изобретения. Однако в связи с тем, что нижеследую- 2 022697 щее описание является характерным для конкретного варианта осуществления настоящего изобретения или для конкретного использования изобретения, оно предназначено быть только иллюстративным. Соответственно, изобретение не ограничено описанными ниже конкретными вариантами осуществления настоящего изобретения, а наоборот, изобретение включает в себя все варианты модификации и эквиваленты, подпадающие под объем приложенной формулы изобретения.
Термин слой структурированного адсорбента, использованный в данном случае, означает объем адсорбирующих материалов, которые имеют друг с другом структурное соотношение, при этом структурное соотношение поддерживается, даже когда материалы не находятся в резервуаре. Термин исключает слой, содержащий частицы адсорбента, просто сброшенные в сосуд. Примеры структурных соотношений включают в себя, например, монолитный кирпич, слоистые поверхности, монолиты с каналами и т.п. Структурированные адсорбенты содержат по меньшей мере один избирательный адсорбирующий материал и множество, по существу, параллельных проточных каналов. Избирательный адсорбирующий материал состоит из твердых веществ с большой удельной площадью поверхности и исключает полимерный или неорганический материал. Однако слой структурированного адсорбента может также включать в себя связующее вещество, чтобы удерживать частицы адсорбента вместе. Это связующее вещество может быть полимерным или неорганическим материалом. Слой структурированного адсорбента может также содержать материал, который действует как тепловая масса, служащая для ограничения роста температуры слоя структурированного адсорбента, когда молекулы избирательно адсорбируются.
Термин система избирательного удаления компонента (δΟΚδ), использованный здесь, означает систему или группу компонентов, выполненных с возможностью наличия избирательности у первого компонента больше, чем у второго компонента (один из компонентов обычно бывает газовым компонентом), например адсорбция масла выше, чем метана. Система избирательного удаления компонента (δΟΚδ) может включать в себя любое средство избирательности, если не указано конкретное, и может включать в себя компрессоры, фильтры и другое оборудование, конкретно относящееся к избирательному удалению первого компонента из второго компонента.
Термин твердое вещество с высокой удельной поверхностью, использованный здесь, означает объем твердых веществ, состоящих главным образом из мезопористых твердых веществ и микропористых твердых веществ.
Термин процесс кинетической короткоцикловой адсорбции включает в себя процессы, такие как безнагревная короткоцикловая адсорбция (ΡδΑ), короткоцикловая адсорбция предпочтительно переменной температуре (ΤδΆ), кальцинирование, короткоцикловая адсорбция при парциальном давлении или адсорбция очистки со смещением (ΡΡδΑ), включая комбинацию этих процессов. Эти процессы короткоцикловой адсорбции могут быть проведены с быстрыми циклами, в этом случае они относятся к адсорбции с быстрым циклом при переменной температуре (ΚΟΤδΑ), короткоцикловой безнагревной адсорбции с быстрым циклом (ΚΟΡδΑ), и к парциальной короткоцикловой адсорбции или адсорбции путем смещения с быстрым циклом (ΚΟΡΡδΑ). Термин короткоцикловая адсорбция также включает в себя эти процессы с быстрым циклом. Некоторые примеры процессов короткоцикловой адсорбции и их применение для разделения природного газа представлены в υδ № 60/930827, υδ 60/930826, υδ № 60/931000 и υδ № 60/930993 и υδ № 60/930998, которые включены здесь по ссылке.
Процессы короткоцикловой безнагревной адсорбции (ΡδΑ) работают по принципу, что под давлением газы имеют тенденцию адсорбироваться внутри пористой структуры микропористых или мезопористых адсорбирующих материалов или внутри свободного объема полимерных материалов. Чем выше давление, тем больше газа адсорбируется. Когда давление снижают, газ высвобождается или десорбируется. Процессы ΡδΑ могут быть использованы для разделения газов в смеси, потому что различные газы в разной степени стремятся заполнить микропору или свободный объем адсорбента. Если газовая смесь, такая как природный газ, например, проходит под давлением через сосуд, содержащий полимерный или микропористый адсорбент, который заполняется больше азотом, чем метаном, часть или весь азот будет оставаться в слое сорбента, при этом газ, выходящий из сосуда, будет обогащаться метаном. Когда слой достигает предела своей способности адсорбировать азот, он может быть регенерирован путем снижения давления, высвобождая посредством этого адсорбированный азот. И затем слой готов к другому циклу.
Процессы адсорбции при переменной температуре (ΤδΑ) работают по тому же самому принципу, что и процессы короткоцикловой безнагревной адсорбции (ΡδΑ). Когда температура адсорбента повышается, газ высвобождается или десорбируется. Путем циклической перемены температуры слоев адсорбента процессы ΤδΑ могут быть использованы, чтобы разделить газы в смеси, когда используется адсорбент, избирательность которого улавливает один или более компонентов в газовой смеси.
Короткоцикловая безнагревная адсорбция с быстрым циклом (ΚΟΡδΑ) может быть выполнена с помощью динамической (например, роторной) клапанной системы, чтобы направлять поток газа через роторный модуль адсорбера, который содержит некоторое количество отдельных отсеков со слоем адсорбента или трубок, каждый из которых последовательно проходит цикл через этапы сорбции и десорбции, как только роторный модуль завершает цикл операций. Роторный сорбционный модуль обычно состоит из многочисленных трубок, удерживаемых между двумя уплотнительными пластинами на лю- 3 022697 бом конце роторного сорбционного модуля, при этом уплотнительные пластины контактируют со статором, состоящим из отдельных манифольдов, при этом входящий газ направляется к трубкам КСР8А, а обработанный очищенный продуктовый газ и остаточный газ, выходящие из КСР8А трубок, направляются от роторного сорбционного модуля. За счет соответствующей сборки уплотнительных пластин и манифольдов некоторое число отдельных отсеков или трубок может проходить через характерные этапы полного цикла в любое заданное время. И наоборот, при традиционной короткоцикловой безнагревной адсорбции (Р8А), изменения давления и потока, необходимые для цикла сорбции/десорбции К.СР8А, изменяются в числе отдельных изменений порядка секунд на цикл, что сглаживает пульсации скорости потока и давления, вызываемые сжатием и клапанным оборудование. В этом виде модуль К.СР8А включает в себя клапанные элементы, разнесенные на угловые расстояния вокруг круговой траектории, совершаемой роторным сорбционным модулем так, что каждое отделение последовательно подходит к траектории газового потока в соответствующем направлении и при давлении, чтобы осуществить один из этапов изменения давление/направление потока в полном цикле К.СР8А.
Термин блок короткоцикловой безнагревной адсорбции, использованный здесь, означает систему, включающую в себя слой структурированного адсорбента, который выполнен с возможностью прохождения по меньшей мере одного этапа адсорбции и одного этапа регенерации, при этом по меньшей мере один из показателей температуры и давления изменяется или колеблется со значительным изменением по величине (например, от низкого значения до высокого значения). В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения блок короткоцикловой безнагревной адсорбции может выполнять один из протоколов (Р8А, К.СР8А, Т8А, К.СТ8А, РР8А, К.СРР8А и их комбинацию).
Для того чтобы получить поток поступающего газа для использования в коммунальных системах, таких как сухие компрессоры (ЭСС). классы применений сепарации, которые должны быть осуществлены, включают в себя контроль точки росы, очистку/детоксификацию, защиту от коррозии/контроль, дегидратацию, нагрев, кондиционирование и очистку. Несколькими примерами коммунальных энергоносителей, которые охватывают один или несколько видов применения, являются получение топливного газа, уплотнительного газа, технической воды, пластового газа, аппаратного и испытательного газа, холодильного агента, инертного газа и получение углеводородов.
Настоящее изобретение относится к блокам цикловой адсорбции и способам удаления масла из уплотнительного газа, чтобы предотвратить конденсацию на уплотнительной поверхности и причину преждевременного выхода из строя стандартных сухих компрессоров. Блоки цикловой адсорбции содержат слой структурированного адсорбента. Во время цикла адсорбции избирательный адсорбционный материал в слое цикловой адсорбции удаляет увлеченные капли масла и масляного пара из уплотнительного газа высокого давления. Материалы, которые подходят для избирательного адсорбционного материала, включают в себя твердые вещества с большой удельной поверхностью, такие как глинозем, мезопористые или микропористые твердые вещества. Связующее вещество, наполнитель, материал, поглощающий тепло или их комбинации также могут быть включены в избирательный адсорбционный материал. Для того чтобы повысить эффективность адсорбции и соответствовать требованиям, предъявляемым к чистоте уплотнительного газа, предпочтительно, чтобы избирательный адсорбционный материал (адсорбент) был включен в качестве структурированного адсорбционного слоя.
Структурированные адсорбенты, используемые в настоящем изобретении, могут быть скомпонованы как контактные фильтры с параллельными каналами или как золоуловитель типа монолитов или их комбинации. Эти структуры содержат множество, по существу, параллельных проточных каналов, окруженных избирательным адсорбционным материалом. Перед тем как фронт адсорбции прорывается к концу слоя структурированного адсорбента, инициируется цикл регенерации. Поскольку масло сильно адсорбировано (например, высокое соотношение избирательности для масла по сравнению с текучей средой-носителем, которым может быть природный газ) предпочтительные приемы регенерации включают в себя нагрев адсорбента, пропускание продувочного материала через адсорбент, который смещает адсорбированное масло, и кальцинирование.
Если слой структурированного адсорбента регенерируется термически или кальцинируется, можно встроить нагреватель или теплообменник таким образом, чтобы горячий газ не проходил через клапаны, контролирующие входящий и выходящий потоки из слоя структурированного адсорбента. Во многих случаях эта компоновка может быть предпочтительной, потому что некоторые клапаны высокого давления содержат эластомерные уплотнения или составные элементы, которые не могут работать при температурах свыше приблизительно 250°С.
Цилиндровые масла действуют как смазочные вещества для независимо смазываемых цилиндров, таких как поршневые компрессоры. Цилиндровые масла смазывают клапаны, поршневые кольца/поверхность контакта стенки гильзы цилиндра и создают динамическое газовое уплотнение. Цилиндровые масла доступны в диапазоне марок с разной вязкостью, индексом вязкости (т.е. зависимостью вязкости от температуры) и набором добавок, которые уменьшают трение, снижают коррозию, рассеивают коллоидные материалы и уменьшают окисление. Предпочтительно, чтобы вязкость цилиндрового масла при 40°С, определенная с помощью метода испытаний А8ТМ Ό445/446, находилась в диапазоне от 75 до 300 С’81 (сСт, сантипуаз) (75 до 300 мм2/с), при этом вязкость при 100°С находилась в пределах от 15 до
- 4 022697
С81 (сСт) (мм2/с). Предпочтительно, чтобы степень вязкости по 180, определенная согласно способу испытаний 3448 по 180, находилась в диапазоне от 70 до 300. Также желательно, чтобы индекс вязкости, определенный в соответствии с А8ТМ Ό2270, находился в диапазоне от 215 до 250. Базовый компонент, из которого получают цилиндровое масло, может быть природным (т.е. минеральным), синтетическим, или смесью природного и синтетического материалов. Примером цилиндрового масла, которое является смесью природного и синтетического материалов, является масло, полученное из базового компонента на основе минерального масла с олигомерным полиизобутиленовым веществом загустителем.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения цилиндровые масла является синтетическим, состоящим из произвольного сополимера оксида этилена и оксида пропилена. Эти произвольные сополимеры оксида этилена/оксида пропилена, часто называемые полигликоли, обладают растворимостью в холодной воде. В наиболее предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения средний молекулярный вес полигликоля, определенный с помощью гель-фильтрационной хроматографии, находится в диапазоне между 500 и 10000 г/моль. Даже в еще более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения средний молекулярный вес полигликоля, определенный с помощью гель-фильтрационной хроматографии, находится в диапазоне от 1200 и 2500 г/моль.
Хотя в настоящем изобретении могут быть использованы многие типы масла, предпочтительно использовать цилиндровые масла с низким содержанием золы или без золы. Содержание золы в масле может быть оценено путем сжигания масла и взвешивания остатка, например, с помощью термогравиметрического анализа (ТОА). Масло с низким содержанием золы является маслом, которое после полного окисления (или сжигания) имеет осадок полученного цилиндрового масла меньше чем 0,5 вес.% и в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения содержание золы составляет меньше чем 0,01 вес.% от полученного цилиндрового масла. Примером синтетического цилиндрового масла с содержанием золы меньше 0,01 вес.% является олигомер оксида этилена и пропилена.
Как показано на чертежах, фиг. 1 представляет собой иллюстрацию традиционной системы получения уплотнительного газа из потока поступающего газа. Система 100 включает в себя систему 101 избирательного удаления компонента (8СК8) с газовым потоком 102 низкого давления в качестве входящего газа, компрессор 104 уплотнительного газа для получения потока 106 сжатого уплотнительного газа для блока 108 фильтра (например, коалесцирующий фильтр), чтобы получить поток 110 отфильтрованного уплотнительного газа в качестве выходящего газа. Поток 110 отфильтрованного уплотнительного газа направляется к панели 112 управления уплотнительным газом, которая разделяет поток 110 на уплотнительный газ 114 низкого давления, уплотнительный газ 116 среднего давления и уплотнительный газ 118 высокого давления. Система 100 дополнительно включает в себя поток 120 кислого технологического газа, подаваемый в струйный компрессор 122 кислого газа низкого давления, струйный компрессор 124 кислого газа среднего давления и струйный компрессор 126 кислого газа высокого давления, который создает поток 128 сжатого кислого газа для впрыскивания в скважины 130. Струйные компрессоры 122,124 и 126 работают, используя уплотнительные газы 114,116 и 118 низкого, среднего и высокого давления соответственно.
Поток 102 низкого давления (ЬР) может иметь давление ниже около 800 абсолютных фунтов на квадратный дюйм (р81а) (55,16 бар или 56,25 кгс/см2), в то время как поток 106 под давлением может иметь давление свыше около 1500 р/а (103,4 бар или 105,5 кгс/см2) до около 3500 р/а (241,3 бар или 246,1 кгс/см2). Поток 102 газа низкого давления может иметь разнообразное процентное содержание компонентов. В одном примере варианта осуществления настоящего изобретения поток 102 низкого давления является потоком топливного газа, содержащим главным образом метан (например, от около 60% молекулярной массы до около 90% молекулярной массы), другие компоненты легких углеводородов (например, этан, пропан, бутан и т.д.) и азот, причем также включает в себя очень малые количества загрязнителей, таких как вода, двуокись углерода и сероводород (например, от около 0% молекулярной массы до около 0,001% молекулярной массы). В других вариантах осуществления настоящего изобретения поток 102 газа низкого давления может быть обработанной частью потока от потока 120 кислого технологичного газа, потоком азота высокой чистоты, или некоторым другим газовым потоком, имеющим низкое содержание загрязнителей. Поток 106 под давлением имеет, по существу, тот же состав, что и поток 102 низкого давления, но дополнительно включает в себя пары масла и капли (т.е. туман).
Коалесцирующие фильтры 108 могут только удалять туман и не могут значительно снижать насыщение пара маслом в газовом потоке. Таким образом, если насыщенный маслом газовый поток 110 проходит через уплотнительную поверхность (в компрессоре 122, 124 или 126), будет выпадать некоторое количество жидкости (масла). Само по себе некоторое количество жидкости будет выпадать в уплотнении даже с прекрасным коалесцирующим фильтром 108, при этом компрессор 122,124 или 126 не будет работать надлежащим образом в качестве сухого компрессора. Особенно при высоких давлениях, работа коалесцирующих фильтров может быть далека от идеальной, и полагают, что часть масляного тумана может пройти через фильтр в уплотнение компрессора. Полагают, что количество жидкого масла, попадающее в уплотнения, будет значительно больше, чем количество, переносимое в качестве пара. Эти количества могут быть достаточны, чтобы увеличить трение в уплотнениях, вызывая износ и преждевременный выход из строя уплотнений.
- 5 022697
Фиг. 2 представляет собой иллюстрацию системы избирательного удаления компонента для получения уплотнительного газа из потока поступающего газа в соответствии с настоящим изобретением. Для удобства функционально эквивалентные компоненты системы 100 и системы 200 обозначены одними и теми же ссылочными позициями. Система 202 избирательного удаления компонента (8СК§) включает в себя поток 120 газа низкого давления в качестве входящего газа, компрессор 104 уплотнительного газа для получения сжатого потока 106 уплотнительного газа для блока 204 цикловой адсорбции, имеющего слой структурированного адсорбента 206, чтобы получать поток 208 уплотнительного газа, по существу, свободный от масла, в качестве выходящего газа (газа на выходе). Предпочтительно для использования в настоящем изобретении, чтобы состав потока 102 газа низкого давления был таким, что компоненты в потоке не выпадали бы как жидкости, когда он сжат и расширяется на уплотнительных поверхностях.
Для того чтобы определить, будет ли компонент выпадать в качестве жидкости, может быть рассчитана огибающая фазного состояния для состава топливного газа. Этот расчет осуществляется с использованием общепринятых уравнений состояния, таких как уравнение Пенга-Робинсона. Смоделированный состав газа также не должен включать в себя никакого компрессорного масла, которое взято из компрессора 104 уплотнительного газа. В качестве примера коммерчески доступного пакета программного обеспечения, который может быть использован для прогнозирования такой огибающей фазного состояния, является Нукук 2004.1, имеющийся в наличии у фирмы Лкреи ТесЬио1оду. Эта огибающая фазного состояния может быть показана как график с давлением, показываемым по оси у, и энтальпией, показываемой по оси х. Расширение по уплотнительным поверхностям берут как расширение, подобное по поведению расширению клапана, и оно представлено вертикальной линией на таком графике. Пересечение осью х вертикальной линии является молярной энтальпией сжатого топливного газа при температуре и давлении, при которых он используется в качестве уплотнительного газа. До тех пора пока состав вдоль вертикальной линии является полностью газовым и линия не пересекает область двухфазного состояния, поток низкого давления имеет состав, пригодный к использованию.
Если расширение входит в область двухфазного состояния, тогда поток 102 низкого давления должен быть предварительно кондиционирован, перед тем как он может быть использован в процессе. В этом случае используют дополнительный блок 203 кондиционирования для кондиционирования технологического потока 102 низкого давления, чтобы получить кондиционированный газовый поток 203 для подачи к компрессору 104. В этом блоке 203 кондиционирования удаляются конденсируемые компоненты таким образом, что область двухфазного состояния не встречается, когда газ расширяется по уплотнительным поверхностям. В одном примере, если технологический поток 102 низкого давления является топливным газом, содержащим избыточные количества тяжелых углеводородов, тогда используется блок 203 кондиционирования, содержащий устройство для удаления тяжелых углеводородов, чтобы получить кондиционированный газовый поток 205. Устройства для удаления тяжелых углеводородов включают в себя адсорбционные блоки или блок охлаждения, чтобы вызвать разделение фаз газ/жидкость. В другом примере технологический поток 102 низкого давления является топливным газом, почти насыщенным водой. В этом случае блок 203 кондиционирования выполнен с возможностью удаления воды с помощью устройств, таких как адсорберы короткоцикловой адсорбции при переменной температуре или гликолевые водоотделители. Более конкретный пример огибающей фазного состояния приведен ниже в связи с фиг. 7.
Устройство 204 короткоцикловой адсорбции и слой 206 адсорбента выполнены с возможностью удаления по меньшей мере части масляного тумана и масляного пара из газа 106 так, что он не будет конденсироваться и быть причиной преждевременного выхода из строя сухих компрессоров 122, 124, 126. Слой 206 структурированного адсорбента может быть уплотненным слоем, структурированным адсорбентом, контактный фильтром структурированного адсорбента или контактный фильтром, содержащим адсорбент. Слой 206 структурированного адсорбента регенерируется в процессе короткоцикловой адсорбции.
Хотя система 202 селективного удаления компонентов (§СК§) может быть использована в системе, подобной системе 100, она может быть использована в любой другой системе для удаления масла из газового потока для использования в сухих компрессорах. В одном конкретном варианте осуществления настоящего изобретения система может включать в себя аккумулятор с панелью управления 112 уплотнительным газом или панель управления 112 может быть замещена аккумулятором. Кроме того, может быть использовано любое количество и любая комбинация сухих компрессоров 122, 124 и 126, включая любую комбинацию газовых потоков 114, 116 и 118 низкого давления, среднего давления и высокого давления. В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения сухие компрессоры 122, 124 и 126 могут быть использованы для сжатия основного потока двуокиси углерода для добычи нефти вторичными методами или секвестрации. Отметим, что компрессоры 122, 124 и 126 могут быть любым устройством или группой устройств, в которых используется поток сухого газа для работы, при этом включает в себя по меньшей мере один компрессор, последовательность компрессоров, турбодетандерный компрессор, турбодетандерный генератор, насос, включаемый паровой котёл, работающий на органическом топливе, работающий на органическом топливе промышленный нагреватель, газовый двигатель,
- 6 022697 герметично изолированный электрический двигатель с прямым приводом, турбины, снабженные магнитными подшипниками и газовую турбину.
Как описано выше, поток 102 входящего газа может включать в себя различные составы и может быть подан из различных источников. Например, поток 102 входящего газа может включать в себя по меньшей мере один углеводородный компонент. Если поток 102 входящего газа содержит природный газ или попутный газ, то может быть получен продуктовый поток. Такой продуктовый поток является, по меньшей мере, потоком очищенного газа, который транспортируется на рынок по трубопроводу, или сжиженным природным газом, или жидкостями природного газа, или газовым потоком, который впрыскивают в нижние горизонты мест, таких как месторождение, находящееся в разработке, подземный водоносный горизонт, другую геологическую формацию или комбинацию этих различных продуктов и мест. В альтернативном варианте осуществления настоящего изобретения часть потока 212 А или 212В получают из газового потока 120 или потока 128 впрыска, соответственно, направленного к фильтрующему блоку 214, и подают к входящему потоку 102 для очистки и использования в качестве потока 114, 116 или 118 сухого уплотнительного газа.
В применениях при высоком давлении, таких как операции впрыска, предпочтительно снабжать блок короткоцикловой адсорбции 204 входящим потоком 106 в диапазоне по меньшей мере от около 100 до по меньшей мере около 500 бар и более предпочтительно в диапазоне от около 200 до около 400 бар, при этом даже еще более предпочтительно в диапазоне от около 250 до по меньшей мере около 350 бар, что зависит от давления всасывания или давления уплотнения в компрессоре. Эти давления превышают давления, которые используются в традиционных блоках короткоцикловой адсорбции.
Фиг. 3 представляет собой блок-схему процесса получения уплотнительного газа из потока поступающего газа с использованием системы по фиг. 2. Фиг. 3 сама по себе может быть лучше понята со ссылкой на фиг. 2. Способ 300 начинается в блоке 302 и, кроме того, включает в себя получение 304 газового потока 106, включающего в себя масло, обработку 306 потока 106 входящего газа в технологичном блоке 204 короткоцикловой адсорбции, использующим слой структурированного адсорбента 206 для удаления по меньшей мере части объема масла, регенерацию 308 слоя структурированного адсорбента 206 в процессе кальцинирования для получения потока 210 коммунального газа, подачу 310 потока 210 коммунального газа в элемент коммунальной системы (например, компрессоры 122, 124 или 126) и использование 312 обработанного газового потока 210 в элементе коммунальной системы (например, в качестве газа сухого уплотнения в сухом компрессоре). Процесс 300 заканчивается в блоке 314.
В процессе 306 адсорбции подача 102 (или 105) газа проходит через слой твердого адсорбционного материала 206. Примерами материалов адсорбента, подходящих для этого процесса, могут быть уплотненный слой, структурированный адсорбент, контактный фильтр структурированного адсорбента или контактный фильтр, содержащий адсорбент. Молекулы в подаче 102 адсорбируются на твердом адсорбционном материале. Компоненты поступающего газа, которые более сильно адсорбировались, удаляются из потока или, по меньшей мере, их концентрация снижается значительно ниже их исходной концентрации в поступающем газе.
В случае, когда топливный газ или кислый газ используется в качестве источника сухого уплотнительного газа, масло является наиболее сильно адсорбированным компонентом за счет своего высокого молекулярного веса и сильных взаимодействий с твердыми адсорбционными материалами, по сравнению с более легкими компонентами в поступающем газе, такими как метан, этан, Ν2, СО2 и Н2§. И масляный пар, и увлеченные капли адсорбируются на твердых адсорбционных материалах. Таким образом, в процессах адсорбции большая часть масла эффективно удаляется из потока легких компонентов для получения выходящего потока газа, по существу, свободного от масла. Процессы адсорбции могут быть осуществлены в неравновесном режиме, при котором используется разница во времени диффузии между маленькими и большими молекулами. Маленькие компоненты во входящем газовом потоке диффундируют быстрее, чем более объемные молекулы масла. Это приводит к эффективному удалению масла из выходящего потока. Адсорбция является экзотермическим процессом, при этом десорбция или регенерация твердого адсорбционного материала может включать в себя цикличный температурный процесс, высокотемпературное кальцинирование, цикличный процесс при переменном давлении, продувку инертным газом или их комбинацию. Эти кинетические процессы короткоцикловой адсорбции/десорбции могут быть проведены с быстрыми циклами.
На фиг. 4 показан пример варианта осуществления технологической схемы системы селективного удаления компонентов (§КС8) по фиг. 2, работающей согласно способу по фиг. 3. Фиг. 4 сама по себе может быть лучше понята со ссылкой на фиг. 2 и 3. Система 400 включает в себя систему селективного удаления компонентов 202, имеющую блок 204 кинетической короткоцикловой адсорбции, поток 102 входящего газа, поршневой компрессор 104, который направляет сжатый газовый поток 106 к возможному фильтру 108, который создает поток 402 входящего газа через впускной клапан 402Ь для блока 204 короткоцикловой адсорбции (§АИ). Отметим, что хотя блок 203 кондиционирования не показан, такой блок является возможным признаком. Блок 204 короткоцикловой адсорбции (§АИ) включает в себя корпус 404, впускное отверстие 406 потока продувочного газа с входным продувочным клапаном 406Ь, слой 206 структурированного адсорбента с нагревателем 408, выполненным с возможностью нагрева слоя 206
- 7 022697 для регенерации 308. Блок 204 короткоцикловой адсорбции (§ЛИ) дополнительно включает в себя охлаждающую текучую среду 410, выпускной теплообменник 412, выпускное отверстие 414 для выходящего потока и клапан 414Ь, выпускное отверстие 416 для потока коммунального газа и клапан 416Ь.
Кроме того, система 202 селективного удаления компонентов (§СК8) может включать в себя необязательные признаки, такие как охлаждающая оболочка 420, предварительный электрический нагреватель 422 и аккумулятор 418. В одном варианте осуществления настоящего изобретения поток 105 входящего газа может быть направлен через фильтр 108 и распределительный клапан 402Ь в адсорбционный блок 204. Фильтр 108 может удалять любые инородные частицы, которые могли бы загрязнить и дезактивировать слой 206 адсорбента, при этом может быть коалесцирующим фильтром или фильтром для улавливания частиц. Распределительные клапаны 402Ь и 406Ь могут регулировать поток текучих сред, подаваемых в блок 204 короткоцикловой адсорбции (§ЛИ). Потоки могут быть соединены с помощью труб, которые могут быть выполнены из коррозионностойких сплавов, углеродистой стали или других материалов, но предпочтительно трубы выполнены с возможностью удерживать текучие среды при высоком давлении, таком как давление свыше 100 бар.
В одном примере варианта осуществления системы 202 избирательного удаления компонента (8СК.8) блок 204 короткоцикловой адсорбции (§ЛИ) является блоком короткоцикловая адсорбция при переменной температуре, где входящий газ 102 обрабатывается 306 путем его подачи в слой 206 адсорбента, где загрязнители, такие как масло, адсорбируются на слое 206. На этапе 308 регенерации в цикле короткоцикловой адсорбции сбрасывается давление в слое 206 и с помощью нагревателя 408 слоя термически переключается температура слоя 206 на температуру, достаточную для кальцинирования (например, по меньшей мере от около 250 до около 500°С), при этом поток воздуха низкого давления протекает из продувочного впускного отверстия 406, или имеется некоторая комбинация этих процессов. После того как кальцинирование выполнено, слой 206 охлаждают и заново повышают давление, перед тем как начнется другой этап адсорбции 306. Охлаждение может быть выполнено либо с помощью необязательной водной охлаждающей рубашки 420 или путем протекания входящего газа 402 (либо низкого давления, либо находящегося под давлением) через слой 206, или путем протекания охлаждающей текучей среды через отдельные нагревательные/охлаждающие каналы в слое, выполненные как контактный фильтр 206. После охлаждения слой 206 готов принять другую загрузку входящим газом 402, содержащим пар и капли масла.
Дополнительно теплообменник 412 выполнен с возможностью использования охлаждающей текучей среды 410 для снижения температуры горячего газа 416, выходящего из блока 204 короткоцикловой адсорбции, до температуры достаточно низкой, чтобы он мог пройти через клапан 416Ь. Выборочно система 202 селективного удаления компонента (8К.С8) может содержать фильтр (не показан) ниже по потоку, чтобы улавливать грязь или частицы, которые могут выходить из слоя 206 структурированного адсорбента.
Поток 416 выходящего газа может быть направлен к аккумулятору 418 и/или панели 112 управления газом для направления потока коммунального или уплотнительного газа 114, 116 и 118 к компонентам коммунальной системы или сухим компрессорам 122, 124 и 126.
Выбор клапанного оборудования зависит частично от давления, состава и температуры входящего потока 402 или 106, и температуры любой необходимой нагревающей или охлаждающей текучей среды (например, 410). Во всех случаях клапаны 402Ь, 406Ь, 414Ь и 416Ь имеют уплотняющую поверхность или набивку, которая предотвращает утечку компонентов из корпуса клапана. Величина утечки из корпуса клапана зависит от перепада давления между атмосферой, окружающей клапан, и потоком или потоками, регулируемыми клапаном. Если входящий поток подается при высоких давлениях (например, выше чем 70 бар), скорость утечки из клапанов может быть важной проблемой, касающейся безопасности и работы. Например, если адсорбционный блок 204 обрабатывает Η2δ, содержащий кислый или кислотный газ, даже утечка в малых количествах может быть значительной проблемой, касающейся безопасности и работы. В одном примере варианта осуществления настоящего изобретения клапан или набор клапанов 402Ь, 406Ь, 414Ь и 416Ь находятся в отдельных корпусах, находящихся под давлением, составляющим более чем 10% от давления входящего потока 402 или 106, при этом в более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения корпуса находятся под давлением, которое составляет 90% давления входящего протока 402 или 106. Там могут быть также установлены датчики для обнаружения любого потенциального выхода Η2δ, который может представлять угрозу безопасности.
В приведенном примере варианта осуществления настоящего изобретения блок 204 короткоцикловой адсорбции содержит многочисленные адсорбционные слои 206А-206Х (только один слой показан). Предпочтительно по меньшей мере часть слоев 206А-206Х будет проходить регенерацию 308, в то время как другие слои будут проходить этап 306 адсорбции. Один пример многослойной конфигурации короткоцикловой безнагревной адсорбции и способ предложен в патенте США № 7276107, который включен здесь по ссылке для пояснения в отношении многослойных систем короткоцикловой безнагревной адсорбции (ΡδΑ). Система и этапы ΡδΑ подхода немного модифицированы для циклического подхода с переменной температурой. Примером блока с многочисленными адсорбционными слоями 206А-206Х является блок, который перерабатывает 5-10х106 стандартных кубических футов в день (δΟΤΩ) (0,14- 8 022697
0,28 куб.метров в день) сжатого (например, около 330 бар) топлива, азота или других газов, главным образом свободных от кислорода.
В одном примере конструкции для блока 204 короткоцикловой адсорбции с многочисленными слоями 206А-206Х структурированного адсорбента, каждый слой структурированного адсорбента содержится внутри единичной трубки длиной около четырех метров и имеющей диаметр около двух дюймов (5,08 см), при этом блок 204 короткоцикловой адсорбции содержит шесть таких трубок. Каждая трубка имеет свои собственные распределительные клапаны 402Ь, 406Ь, 414Ь, 416Ь, нагреватель 408, охлаждающую рубашку 420 и теплообменник 412. Этап 306 адсорбции может быть осуществлен в течение около 6 ч, при этом общее время для сброса давления, регенерации, охлаждения слоя и повторного нагнетания давления может составлять около 6 ч. Во время этапа 306 адсорбции время нахождения газа в адсорбционном слое составляет от около 0,1 до около 100 с, предпочтительно от 0,5 до 2 с.
После этапа 306 адсорбции при высоком давлении (330 бар), в слое 206 сбрасывают давление до 120 атм и предпочтительно 1-2 атм. Затем вводят воздух или сжатый воздух 406 и слой 206 структурированного адсорбента нагревают электрическим путем до около 350°С с помощью нагревателя 408, обернутого вокруг наружной стороны трубки. Также может быть использован внутренний нагреватель, при этом также возможно предварительно нагревать воздух 406 в предварительном нагревателе 422, перед тем как воздух входит в слой 206. Горячий воздух 406 будет кальцинировать масло, адсорбированное на структурированном адсорбенте, превращая его в газовый поток СО2, и в некоторых случаях в другие газообразные продукты, такие как СО. Горячий выходящий газ 416 покидает слой 206 адсорбента, который охлаждается с помощью теплообменника 412, перед тем как достигнет выпускного клапана 416Ь. После кальцинирования 308 слой 206 охлаждают и продувают азотом, перед тем как вновь повышать давление с помощью входящего газа 402.
В одном примере варианта осуществления настоящего изобретения процесс кальцинирования выполняют таким образом, что тепловая волна или волна кальцинирования продвигается через слой 206 структурированного адсорбента. Тепловую волну принимают равной острому градиенту температуры или тепловому фронту, который движется через контактный фильтр или слой адсорбента во время этапа регенерации. Скорость, при которой тепловой фронт (т.е. область с острым градиентом температуры) движется, обозначают как скорость тепловой волны, которая не должна быть постоянной. Одним примером способа введения тепловой волны в процесс кальцинирования является нагрев только начала слоя 206 или контактного фильтра до такой температуры, чтобы реакция кальцинирования продолжалась, чтобы удалить адсорбированное масло. Это может быть осуществлено путем прохода горячего воздуха в слой или контактный фильтр при такой скорости, что он быстро переносит тепло к слою или фильтру и термически уравновешивается с массой слоя или контактного фильтра. Альтернативный пример способа включает в себя нагрев снаружи только адсорбента в начале слоя 206. Как только реакция кальцинирования начинается, высвобожденное тепло переносится в слой 206 или контактный фильтр, позволяя острому фронту реакции проходить через слой 206 или контактный фильтр. Таким образом, масло в адсорбенте кальцинируется (т.е. сжигается) во фронте. Такой фронт по своей природе подобен фронту реакции, который проходит через курительную часть сигары. Можно использовать также несколько различных альтернативных способов регенерации. Они включают в себя термические колебания слоя 206 адсорбента, чтобы десорбировать масло, также как смещение масла с помощью продувочного газа или промывочной среды. Можно проводить смещение масла при высоких давлениях, при этом в некоторых конструкциях тепловая десорбция может происходить при высоком давлении. Во всех случаях этап 308 регенерации следует за этапом адсорбции 306.
Примеры материалов структурированного адсорбента, которые могут быть использованы в слое 206 структурированного адсорбента, включают в себя твердые вещества с высокой удельной поверхностью (больше чем около 10 м2/г и предпочтительно больше чем 75 м2/г), такие как двуокись алюминия, двуокись титана и двуокись циркония, микропористые цеолиты, предпочтительно цеолиты с размерами частиц меньше чем около 1 мкм, другие микропористые материалы, мезопористые материалы, упорядоченные мезопористые материалы и слоистые твердые вещества с интеркалирующими свойствами, такие как клеи, слоистые силикаты и слоистые оксиды. Примеры таких материалов, не имеющие ограничительного характера, включают в себя углероды, активированные углероды, древесный уголь, катионоактивные цеолиты, высококремнеземные цеолиты, высококремнистые упорядоченные мезопористые материалы, золь-гель материалы, алюминофосфатные (ЛЬРО) материалы (микропористые и мезопористые материалы, содержащие преимущественно фосфористый алюминий и кислород), материалы алюминофосфаты кремния (δΑΡΟ) (микропористые и мезопористые материалы, содержащие преимущественно фосфористый алюминий кремний и кислород), МОР материалы (микропористые и мезопористые материалы, состоящие из металлорганической структуры) и ΖΙΡ материалы (микропористые и мезопористые материалы, состоящие из цеолитовых имидазолатных структур).
В одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения цеолиты являются высококремнистыми, имеющими в своих каркасных структурах 12- или 14-членные кольца и выше. Полагают, что высококремнистые цеолиты должны быть цеолитами с соотношением кремний/алюминий (δί/Άί) больше чем 50:1, предпочтительно больше чем 200:1. Примеры таких высококремнеземных моле- 9 022697 кулярных сит, имеющие своей структуре 12-членные кольца, включают в себя цеолит бета, ВЕС (бета полиморф С), ЕМТ (гекс фожазит), ΙΡΚ (МСМ-58), 1№К (ТГО-24), 1№У (ΙΤΡ-27), Ι№№ (ΙΤρ-22), ΜΕΙ (ΖδΜ-18), ΜΘΚ (морденит) , ΜΟΖ (ΖδΜ-10), ΜδΕ (МСМ-68), ΜΤ\Υ (ΖδΜ-12), 8ΡΕ (δδΖ-48), 8ΡΘ (δδΖ51), 88Υ (δδΖ-60), νΕΤ (νΡΙ-8) и ΙΤΟ-21. Примеры высококремнеземных молекулярных сит, имеющих 14-членные и больше кольца, включают в себя ΕΤΚ (Ε8Τ-34, Са-силикат), СИ (ΕΙΤ-5). ΌΟΝ (υΤΌ-1), 8РН (δδΖ-53) и СП. (ΙΜ-12). Упорядоченными мезопористыми материалами являются, например, семейство Μ418- МСМ-41, МСМ-48, МСМ-50; 8ΒΆ материалы -15, 16, -11, -1 и Μδυ. Упорядоченные мезопористые материалы семейства Μ418 являются особенно подходящими для адсорбции масла из газовых потоков. Более конкретно, ожидается, что высококремнистые МСМ-41 материалы с одинаковыми цилиндрическими каналами с диаметром 4-10 нм и удельной площадью поверхности, равной 100-1,500 м2/г, и размером частицы в диапазоне 0,1-10 мкм, предпочтительно менее чем 1 мкм, будут иметь благоприятные адсорбционные свойства для масляного пара и капель. Высококремнистые молекулярные сита имеют изотерму адсорбции масла, которая, полагают, будет очень сильной при температурах ниже около 100°С, даже если масло переносится в газовом потоке при давлениях свыше около 300 бар.
В одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения слой 206 структурированного адсорбента включает в себя упорядоченные мезопористые материалы. Примеры упорядоченных мезопористых материалов включают в себя материалы семейства Μ418, 8ΒΆ материалы, Μδυ материалы, и мезопористые материалы, полученные из слоистых силикатов, таких как канемит, углеродные реплики мезопористых материалов и органонеорганические мезопористые композиты. Описание этих типов упорядоченных мезопористых материалов дано в материале δΐιιύίοδ ίη διηΓαοο δοίοηοο апб Са1а1у818. νοί. 148 (ΕΙδονίοΓ 2004), части которого с примерами упорядоченных мезопористых материалов включены здесь по ссылке.
В примере варианта осуществления настоящего изобретения слой 206 адсорбента содержит материал, выбранный из материалов семейства Μ41δ (например, МСМ-41, МСМ-48, МСМ-50). Эти материалы являются предпочтительными, потому что они легко синтезируются, являются термически устойчивыми к температурам выше чем 500°С, и содержат хорошо определяемые одинаковые размеры пор, которые могут быть замерены в диапазоне от около 20 до 100 ангстрем (10-10 м). Эта термическая устойчивость уменьшает величину ослабления адсорбента во время процесса кальцинирования, что может быть использовано для регенерации адсорбента. Соотношение δί/Αί материалов семейства Μ41δ может находиться в диапазоне от 5:1 до 100,000:1 (фактически без алюминия). Предпочтительно использовать материалы из семейства Μ41δ с большим соотношением δί/Άί (например, больше чем около 200:1). Система каналов в этих материалах может быть линейной (например, МСМ-41) или трехмерной (например, МСМ-48). Материалы либо с линейными, либо с трехмерными каналами могут быть использованы в слое 206 адсорбента. δΒΑ материалы (например, δΒΑ -15, 16, -11, -1) также являются термически устойчивыми к температурам больше чем 500°С, также как Μδυ материалы, и мезопористые материалы, полученные из слоистых силикатов, такие как канемит. Органонеорганические мезопористые композиты являются менее предпочтительными, если для регенерации адсорбента используют высокотемпературный процесс кальцинирования.
В другом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения могут быть использованы микропористый или мезопористый материал низкой кислотности, такой как глинозем, высококремнеземные молекулярные сита, или высококремнистые мезопористые материалы. Одна из причин, по которой глинозем, высококремнеземные молекулярные сита и высококремнистые мезопористые материалы являются предпочтительными для использования в системе 204 короткоцикловой адсорбции, в которой удаляется масло, заключается в том, что они имеют низкую кислотность и имеют меньшую тенденцию к растрескиванию и коксованию адсорбированного масла, если блок короткоцикловой адсорбции нагревается во время термической регенерации или этапа 308 кальцинирования.
Следует отметить, что описанные выше материалы обычно имеют поры размером меньше, чем около 10 нм (100 Ангстрем (А)), при этом все материалы имеют поры размером больше чем около 0,4 нм (4 А). Само по себе является предпочтительным проводить этот процесс с материалом структурированного адсорбента, который имеет структуру пор в диапазоне от 0,4 до 10 нм. В одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения структура поры для материала адсорбента находится в диапазоне от 0,5 до 100 нм, при этом даже в более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения структура поры находится в диапазоне от 0,5 до 90 нм. Все эти адсорбционные материалы имеют избирательность больше чем 1 относительно метана для тяжелых углеводородов (углеводороды, содержащие больше чем два атома углерода.)
Блок 204 короткоцикловой адсорбции предпочтительно содержит слой 206 адсорбента, содержащий либо четковидные, либо в форме шарика частицы адсорбента, структурированный адсорбент, выполненный как контактный фильтр с параллельными каналами, адсорбент, который выполнен как структурированный проточный адсорбент, или их комбинацию. Физическая архитектура используемого слоя адсорбента или контактного фильтра 206 зависит от того, нагревается контактный фильтр изнутри или снаружи во время процесса регенерации. С нагреваемыми изнутри слоями или контактными фильтрами, газ или текучая среда, используемая для нагрева фильтра во время этапа регенерации, непосредственно
- 10 022697 контактирует с материалом адсорбента. Сами по себе газ или текучая среда, используемые для нагрева слоя или контактного фильтра во время регенерации, проходят через тот же самый объем макропор, через который прошел сжатый поток 106 газа во время этапа адсорбции. Газ или текучая среда, используемые для нагрева и регенерации адсорбента, могут течь параллельным потоком (спутным потоком), противотоком или под прямым углом (т.е. поперечным потоком) относительно направления, по которому протекал поток 106 сжатого газа во время этапа адсорбции. Нагреваемые снаружи контактные фильтры имеют отдельный набор каналов для отвода газов или текучих сред, используемых для нагрева или охлаждения контактного фильтра 206. В одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения отдельный набор каналов загерметизирован так, что используемые для нагрева или охлаждения контактного фильтра газы, не смешиваются с маслом или продуктами реакции, высвобождаемыми во время этапа 308 регенерации.
В другом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения адсорбционный слой 206 в блоке 204 короткоцикловой адсорбции выполнен с использованием контактного фильтра с параллельными каналами (или параллельными проходами) со структурированным адсорбентом. В контактном фильтре с параллельными каналами существует по меньшей мере один набор проточных каналов, которые являются, по существу, параллельными. Контактный фильтр с параллельными каналами (или параллельными проходами) со структурированным адсорбентом выполнен с возможностью эффективного массопереноса при минимальном падении давления. Эффективный массоперенос между газовым потоком и адсорбентом является исключительно важным для удаления низких концентраций масла. Подходы к конструированию контактных фильтров с параллельными проходами и со структурированными адсорбентами раскрыты в И8 006/0169142, И8 2006/0048648, АО 2006/074343, АО 2006/017940, АО 2005/070518 и АО 2005/032694.
Не носящие ограничительного характера примеры геометрических форм контактных фильтров с параллельными каналами включают в себя монолиты разнообразной формы, имеющие множество, по существу, параллельных каналов, проходящих от одного конца монолита к другому; множество трубчатых элементов, уложенных штабелем, слои листов адсорбента с прокладкой между каждым листом и без нее; многослойные спиральные рулоны, намотанные по спирали листы адсорбента, пучки полых волокон, также как пучки, по существу, параллельных твердых волокон. Адсорбент может быть нанесен на эти геометрические формы или во многих случаях формы могут быть выполнены непосредственно из материала адсорбента или из комбинаций материала адсорбента, связующего вещества и материала, который ограничивает изменение температуры от тепла адсорбции.
Примером геометрической формы, выполненной непосредственно из адсорбента, могла бы быть экструзия композита цеолит/полимер в монолит. Другим примером геометрической формы, выполненной непосредственно из адсорбента, могли бы быть экструдированные или скрученные полые волокна, изготовленные из композита цеолит/полимер. Примером геометрической формы, которая покрыта адсорбентом, является тонкий плоский стальной лист, покрытый микропористой, с малыми мезопорами пленкой адсорбента, такой как цеолитовая пленка. Непосредственно выполненный или покрытый слой адсорбента может быть сам по себе структурирован в многочисленные слои одного и того же, или различных материалов адсорбента. Многослойные структуры листов адсорбента описаны в публикации заявки на патент США № 2006/0169142, которая включена здесь по ссылке. Если используются параллельные пластины для создания параллельного канала, в пространстве параллельного канала может присутствовать прокладка. Пример контактного фильтра с параллельными каналами без прокладок приведен в и8 2004/0197596, при этом пример контактного фильтра с параллельным проходами со структурой адсорбента высокой плотности приведен в И8 2005/0129952.
Контактный фильтр с параллельными каналами также содержит либо мезопористый, либо микропористый адсорбент, который используется для удаления масла. Контактный фильтр с параллельными каналами также содержит и мезопоры и микропоры, являющиеся результатом пространства между частицами (адсорбент, частицы связующего вещества, и частицы или материалы теплового контроля), используемые для создания контактного фильтра. Мезопоры и макропоры известны в технике для улучшения характеристик массопереноса адсорбентов, используемых либо в контактном фильтре с параллельными каналами, либо в традиционных контактных фильтрах с уплотненным слоем. Широко обсуждались улучшения характеристик массопереноса из-за наличия мезопор или макропор в традиционных контактных фильтрах с уплотненным слоем. См., например, патенты США № 6436171 и 6284021. Улучшения в характеристиках массопереноса из-за наличия мезопор и макропор в контактных фильтрах с параллельными каналами описаны в ЕР 1413348. Идея в этой области была таковой, что требуется большое количество мезопор и макропор в частице адсорбента или слое адсорбента для того, чтобы иметь достаточно хорошие характеристики массопереноса, чтобы управлять циклом короткоцикловой адсорбции. Не ожидалось, что соответствующие характеристики массопереноса могут быть достигнуты без значительного количества мезопор и/или макропор, обеспечивающих легкий доступ к микропористой структуре в адсорбенте, где происходит избирательное разделение.
Однако недавно было обнаружено, что можно создать контактный фильтр с параллельными каналами, которые имеют хорошие характеристики массопереноса вместе с малым объемом мезопор и мак- 11 022697 ропор, как описано в следующих заявках: заявки РСТ № РСТ/υδ 2008/06071; РСТ/υδ 2008/06076; РСТ/ϋδ 2008/06068; РСТ/υδ 2008/06073 и РСТ/υδ 2008/06067, которые включены здесь по ссылке.
Конфигурация слоя 206 структурированного адсорбента также зависит от способа, используемого для регенерации адсорбента. Если структурированный адсорбент регенерируется в процессе кальцинирования или термической короткоцикловой адсорбции, тепло может быть подведено опосредованно с помощью нагревателя 408 или может быть подведено непосредственно путем протекания газа или текучей среды 402 или 406 через предварительный нагреватель 422, через слой структурированного адсорбента 206 или посредством непосредственного нагрева электрическим путем (не показано) слоя структурированного адсорбента 206 (выполненного с соответствующей электрический проводимостью). Если тепло подается электрическим путем (снаружи или изнутри), может быть предпочтительно сегментировать нагревательный элемент, чтобы облегчить прохождение тепловой волны вдоль длины слоя 206 структурированного адсорбента. Можно также выполнить контактный фильтр с параллельными каналами с отдельными проходами, которые позволяют нагревающим и охлаждающим текучим средам или газам протекать так, что они не контактируют с адсорбентом. Например, контактный фильтр с параллельными каналами может быть выполнен типа кожухотрубного теплообменника с адсорбентом, нанесенным на стенки трубки теплообменника. Другой пример конфигурации включает в себя полое волокно, спирально намотанный или монолитный контактный фильтр в форме мембраны типа модуля с непроницаемым покрытием, отделяющим нагревающие и охлаждающие проходы от проходов, по которым проходит газ, который подлежит обработке.
На фиг. 5А, 5В показаны примеры вариантов осуществления конструкций слоя структурированного адсорбента в контактном фильтре с параллельными каналами для использования в системе по фиг. 2 и 4 и способах по фиг. 3. Фиг. 5А, 5В сами по себе могут быть лучше поняты со ссылками на фиг. 2-5. На фиг. 5А показан в изометрии на 502А, в разрезе на 502В и в подробном виде на 502С монолитный контактный фильтр 500А с параллельными каналами. Цилиндрический монолит 500А содержит множество параллельных проточных каналов 504А-504Х. Эти проточные каналы 504А-504Х (которые совместно могут быть обозначены как проточные каналы 504) могут иметь диаметры (просвет канала) от около 5 до около 1000 мкм, предпочтительно от около 50 до около 250 мкм, при условии, что все каналы 504 данного контактного фильтра имеют, по существу, один и тот же размер просвета канала. Каналы могут быть выполнены с разнообразной формой, включая, но не ограничиваясь, круглую, квадратную, прямоугольную и шестиугольную. Пространство между каналами занято структурированным адсорбентом 505. Как показано, каналы 504 занимают около 25% объема монолита 500А, при этом адсорбент 505 занимает около 75% объема монолита 500А. Адсорбент 505 может занимать от около 50 до около 98% объема монолита 500А. Толщина слоя 506 адсорбента также может изменяться. Например, если диаметр канала находится в диапазоне от около 50 до около 250 мкм, предпочтительно, чтобы толщина слоя 506 адсорбента находилась бы в диапазоне от около 25 до около 2500 мкм, в том случае, когда весь контактный фильтр не содержит адсорбента. Для диаметра канала, равного 50 мкм, предпочтительный диапазон толщины слоя 506 адсорбента составляет от около 25 до около 300 мкм, более предпочтительный диапазон составляет от около 50 до около 250 мкм.
Вид в разрезе 502В вдоль продольной оси, на котором показаны подающие каналы 504, проходящие вдоль длины монолита, со стенками проточных каналов 504, полностью выполненными из адсорбента
505 плюс связующее вещество. На виде в разрезе 502С показан слой адсорбента 506, состоящий из частиц 510А-510Х (510) твердого адсорбента (например, микропористого или мезопористого) и твердых частиц (тепловой массы) 508А-508Х (508), которые действуют как теплоотводы. Слой 506 адсорбента дополнительно может включать в себя закупоривающий агент (не показано) и открытые мезопоры и микропоры 512А-512Х (512) между частицами 510 и 508. Как показано, частицы 510 микропористого адсорбента занимают около 60% объема слой 506 адсорбента, при этом частицы 508 тепловой массы занимают около 5% объема. При таком составе объем пустот (например, проточные каналы) составляет около 55% объема, занимаемого частицами 510 микропористого адсорбента. Объем адсорбента 510 (например, микропористого или мезопористого) может находиться в диапазоне от около 25% объема слоя
506 адсорбента до около 98% объема слоя 506 адсорбента. На практике объемная фракция твердых частиц 508, используемых для регулирования тепла, будет изменяться в диапазоне от около 0 до около 75%, предпочтительно от около 5 до около 75% и более предпочтительно от около 10 до около 60% объема слоя 506 адсорбента. Закупоривающий агент заполняет требуемое количество пространства или пустот, оставленных между частицами 508 и 510 так, что объемная фракция открытых мезопор и макропор 512 в слое 506 адсорбента составляет меньше чем около 20%.
На фиг. 5В на виде в изометрии 502А, виде в разрезе 502В и подробном виде 502С показан альтернативный пример варианта осуществления монолитного контактного фильтра 500В с параллельными каналами. Контактный фильтр 500В представляет собой контактный фильтр со структурированным проточным адсорбентом и с параллельными каналами 504А-504Х (504), подобный фильтру 500А, но в котором чередующиеся каналы закрыты на одном конце заглушкой 503А-503Х (503). Модель 507 потока через монолит 500В подобна модели потока в монолитном сажевом фильтре, часто используемом в автомобильной промышленности. Газ, входящий в открытые проточные каналы 504, протекает через слой
- 12 022697
506 адсорбента по порам 512 и выходит через соседний канал 503.
Контактный фильтр 500В со структурированным проточным адсорбентом обеспечивает высокоэффективный массоперенос, но обычно выполнен с большим падением давления, чем в контактном фильтре 500А с параллельными каналами. Этот исключительно эффективный массоперенос между потоком
507 газа и адсорбентом 505 может быть важен при удалении масла до низких концентраций. Для многих компрессорных масел можно снизить концентрацию масла в очищенном потоке 208, выходящем из контактного фильтра, до значения меньше чем 10 (ррт) весовых частей на миллион и предпочтительно меньше чем 10 (ррЬ) весовых частей на миллиард.
Если монолит 500А или 500В используется в процессе разделения газа, который связан с кинетическим разделением (например, процесс 300), предпочтительно, чтобы частицы 510 микропористого адсорбента были, по существу, одинакового размера. Предпочтительно, чтобы стандартное отклонение объема отдельных частиц 510 микропористого адсорбента было меньше чем 100% среднего объема частицы для кинетически контролируемых процессов. В наиболее предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения стандартное отклонение объема отдельных частиц 510 микропористого адсорбента составляет меньше чем 50% от среднего объема частицы. Распределение размера частиц для цеолитовых адсорбентов может регулироваться с помощью способа, используемого для синтезирования частиц. Можно также разделять предварительно синтезированные частицы микропористого адсорбента по размеру, используя способы, такие как колонны гравитационного осаждения. Также может быть предпочтительным использовать однородные по размеру частицы микропористого адсорбента или полимерные частицы в разделениях с регулируемым равновесным состоянием.
Монолиты 500А и 500В могут быть выполнены, например, непосредственно из структурированных микропористых или мезопористых адсорбентов 505. Если микропористый или мезопористый адсорбент 505 является, например, цеолитом, монолит может быть получен путем экструдирования водной смеси, содержащей эффективные количества твердого связующего вещества, цеолита и адсорбента, твердых частиц теплового регулирования и полимера. Твердое связующее вещество может быть коллоидным кремнеземом или глиноземом, который используется для связывания вместе цеолита и твердых частиц теплового регулирования. Эффективное количество твердого связующего вещества обычно будет находится в диапазоне от около 0,5 до около 50% объема цеолита и твердых частиц теплового регулирования, используемых в смеси. Если требуется, кремнеземные связующие материалы могут быть превращены на этапе последующей обработки в цеолиты, путем использования технологий гидротермического синтеза, при этом сами по себе, они не всегда находятся в обработанном монолите. Полимер по желанию добавляют к смеси для контроля реологии и для придания большей прочности экструдату. Экструдированный монолит 500 вулканизируют путем его обжига в печи, где вода испаряется, и полимер выгорает, приводя к получению монолиту требуемого состава. После вулканизации монолита 500, слой 506 адсорбента будет иметь только от около 20 до около 40 об.% мезопор и макропор. Заданное количество этих пор может быть заполнено закупоривающим агентом на последующем этапе, таком как вакуумная пропитка.
Другим способом, с помощью которого монолит 500 может быть выполнен непосредственно из микропористого или мезопористого адсорбента 505, является экструдирование смеси полимера и микропористого адсорбента. Предпочтительными микропористыми адсорбентами для использования в процессах экструзии являются углеродные молекулярные сита и цеолиты. Не носящие ограничительного характера примеры полимеров, подходящих для процесса экструзии, включают в себя эпоксидные смолы, термопластики и отверждаемые полимеры, такие как силиконовые резины, которые могут быть экструдированы без добавленного растворителя. Если эти полимеры используются в процессе экструзии, то получающийся продукт предпочтительно будет иметь малую объемную фракцию мезопор и макропор в слое адсорбента.
Фиг. 6 представляет собой иллюстрацию примера сегментированного контактного фильтра, который может быть использован в комбинации со слоями адсорбента, как показано на фиг. 2 и 5А, 5В. Фиг. 6 сама по себе может быть лучше понята со ссылкой на фиг. 2 и 5А, 5В. Сегментированный контактный фильтр 600 включает в себя трубчатый корпус 602 для содержания многочисленных слоев 606Ά-606Ό адсорбента, которые разделены уплотнениями 604А-604Е. Уплотнения 604А-604Е предотвращают перепуск потока контактных фильтров 606Ά-606Ό, которые могут быть выбраны из любой комбинации контактных фильтров 500А-500В. Например, контактный фильтр 606А может быть монолитным контактным фильтром 500А с параллельными каналами, при этом контактные фильтры 606Β-606Ό являются контактными фильтрами 500В со структурированным проточным адсорбентом. В другом примере один из или все контактные фильтры 606А-606В могут быть проточным адсорбентом.
Компоновка сегментированного контактного фильтра 600 выполнена с возможностью выгодно смягчать эффект от различий в размере проточных каналов 504 в контактных фильтрах 500А или 500В с параллельными каналами. В сегментированном контактном фильтре 600 газ, вытекающий из одного контактного фильтра 606А с параллельными каналами, входит в следующий контактный фильтр 606В. Несмотря на смягчение эффекта от различий в размерах каналов, эта компоновка позволяет использовать различные материалы адсорбента в различных контактных фильтрах 606Ά-606Ό. Использование многочисленных материалов адсорбента может быть предпочтительным, чтобы обеспечивать оптимальное
- 13 022697 удаление масла, удаляя вещества, которые мешают адсорбции масла, также как позволяя использовать адсорбенты с разными размерами пор, чтобы оптимальным образом удалить молекулы масла с различным молекулярным весом. Уплотнения 604А-604Е могут быть изготовлены из уплотнительного материала, такого как графит. Такое сегментированное устройство также смягчает воздействие напряжения, созданного за счет теплового расширения, если блок 204 короткоцикловой адсорбции регенерируется в процессе короткоцикловой адсорбции при переменной температуре или в процессе кальцинирования.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения блок короткоцикловой адсорбции содержит и сегментированные контактные фильтры с параллельными каналами, и проточные адсорбенты. Этот вариант осуществления настоящего изобретения демонстрирует превосходные свойства взаимодействия, не привнося значительно больших падений давления (например, больше чем 200 (ρδί) (200 фунтов-силы на квадратный дюйм или 13,79 бар)) в блок 204 короткоцикловой адсорбции.
Примеры
Пример 1. Пример состава топливного газа, который не будет конденсироваться на уплотнениях.
Источники уплотнительного газа могут включать в себя любую подходящую точку экстракции в процессе получения или обработки газа, такую как на выходе компрессора, при условии, что давление на выходе больше, чем давление всасывания компрессора, который подлежит уплотнению (т.е. давление, необходимое для создания сухого газового уплотнения в компрессоре). Если давление газа снижается, (например, дросселированием через уплотнение), температура может упасть так, что некоторое количество уплотнительного газа конденсируется.
На фиг. 7 показан пример графика сравнения огибающих фазного состояния обработанного уплотнительного газа и необработанного уплотнительного газа. На графике 700 давление 702 приведено в абсолютных барах (абс.бар), а энтальпия 704 - в килокалориях на килограмм-молей (ккал/кгмоль). Огибающая фазного состояния необработанного газа 706 показана вместе с линией 708, показывающей изоэнтальпическое дросселирование необработанного газа 706 через уплотнение. Пример уплотнительного газа 706 взят на выходе компрессора при 388 абс.бар и имеет состав, подобный следующему составу:
Как показано на графике 700, если давление достигает около 70 абс.бар, некоторые компоненты газа начинают конденсироваться (например, газ достигает своей точки росы, как показано огибающей фазного состояния 706). Эта область двухфазного состояния обведена овалом 710. Дальнейшее расширение заставляет конденсироваться большее количество газа. Образование этих сконденсированных жидкостей может повредить уплотнение. Для того чтобы смягчить эту проблему, удаляют некоторые компоненты уплотнительного газа (например, 95% Н2§, 90% С5+), приводя в результате к обработанному газу с огибающей 712 фазного состояния обработанного газа с дополнительной линией 714, обозначающей изоэнтальпическое дросселирование обработанного газа 712 через уплотнение. Как показано, в случае обработки газ 712 не входит в область двухфазного состояния после дросселирования, обеспечивая таким образом то, что уплотнительный газ остается сухим. Для того чтобы достичь этот результат, материал адсорбента избирательно удалил материал Н2§ и С5+ и обогатил поток в метане. Для того чтобы достичь такого результата, избирательность для Н2§ по отношению к метану должна быть больше чем 5, при этом избирательность компонентов С5+ по отношению к метану должна быть больше чем 5.
Пример 2. Смоделирована форма фронта адсорбции, который перемещается через контактный фильтр 500А во время этапа адсорбции масла. При этом моделировании была использована сравнительная изотерма Ленгмюра, чтобы спрогнозировать загрузку масла в адсорбент 505. Ожидается, что для це- 14 022697 левых адсорбентов сила адсорбции (т.е. избирательность) масла должна быть такой большой, чтобы острая или ударная волна типа фронта адсорбции перемещалась через контактный фильтр 500А. Этот тип поведения позволяет эффективно использовать объем адсорбента в контактном фильтре 500А, минимизируя требуемый объем адсорбента и увеличивая продолжительность цикла адсорбции.
Эта модель имитирует единичный канал 504А твердого адсорбента 506 без открытых мезопористых пустот, открытых макропор или теплопоглощающего материала. За счет симметрии достаточно смоделировать единичный канал 504А. Это моделирование повторяет фронт адсорбции масла, который перемещается через контактный фильтр 500А на этапе адсорбции 306, который следует за этапом 308 кальцинирования. После этапа 308 кальцинирования все масло было удалено из слоя 506 адсорбента. В этой точке в канале 504А фугитивность составляет около 1 абс.бара, при этом канал 504А заполнен воздухом. Воздух выдувается из канала 504А с азотом, при этом затем в канале 504А нагнетают давление с помощью топливного газа, содержащего масляной пар (например, поток 106 топливного газа). Для целей моделирования фугитивность масла берут равной 6х10-5 бар, при этом полная фугитивность топливного газа 106 на входе в канал 504А в конце этапа нагнетания составляет 300 абс.бар. Общее время для нагнетания давления в используемом при моделировании канале 504А размером 5 мкм, составляет 1,04 с. Когда нагнетание давления закончено и падение фугитивности канала вдоль канала 504А достигает 3,2 бар/м, топливный газ может протекать через канал 504А с поверхностной скоростью, равной 0,091 м/с при 373 Кельвина (К). При такой скорости потока 0,012 сантипуаз (сП) топливного газа 106 имеют такое же падение фугитивности вдоль канала 504А, что и в конце этапа нагнетания давления до 3,2 бар/м. При моделировании толщину адсорбента берут равной 3 мкм и длину канала берут равной 1 м. Эта модель основана на современном контактном фильтре с параллельными каналами и соответствующим образом масштабирована, чтобы захватить явление переноса, происходящее во всей системе 204.
Адсорбция масла из протекающего потока газа описана с помощью модели линейной движущей силы (БЭР), в которой применяется сравнительная изотерма адсорбции Ленгмюра. Продукт коэффициента адсорбции Ленгмюра (Ъоц) и фугитивность (Ροι[) для масла берут равной 4, соответствующей адсорбции в нелинейной области изотермы. Коэффициент адсорбции Ленгмюра (Ъдаз) для топливного газа (3,89х10-7 Па-1) основан на репрезентативных значениях для адсорбции метана в мезопористых адсорбентах, таких как материалы семейства М41§. Ожидается, что для многих масел в нескольких различных мезопористых адсорбентах коэффициенты адсорбции Ленгмюра (Ъ значения) будут больше, чем использованные в данной модели. Большее значение Ъ приведет даже к более острому фронту адсорбции, чем фронт, смоделированный в данном примере. Характерная шкала времени для адсорбции, определенная с помощью постоянной БЭР, равной 0,1 с, выбрана, чтобы соответствовать физическим свойствам, которые ожидаются у слоя мезопористого адсорбента. Сами по себе константы времени БЭР гораздо меньше, чем время присутствия газа в проточном канале. Из-за малого размера канала (5 мкм) модель подтверждается пренебрежением продольного размывания зоны газа внутри канала. Из-за высокой фугитивности газа и низких концентраций масла (мольная долевая концентрация/мольная доля масла равна 2х10-7) теплоемкость топливного газа ограничивает рост температуры, при этом процесс адсорбции может быть смоделирован как изотермический.
На фиг. 8 показан пример графика продвижения масляного фронта через канал адсорбента, основанного на моделировании изотермы Ленгмюра. На графике 800 давление 802 масла (Р масла) приведено в барах против длины 804 в метрах. Моделирование происходит во временной рамке, равной 50,000 с. Масляные фронты 806, 808, 810, 812 и 814 представляют собой профили фугитивности в моменты времени, составляющие 0, 12500, 25000, 37500 и 50000 с соответственно. Как показано, профили фугитивности масла образуют острый фронт адсорбции в пределах около 0,08 м слоя адсорбента на входе. Фугитивность масла, замеренная в канале в точке сразу же после фронта адсорбции, позволяет предположить, что больше чем 99,99999% масла было удалено из поступающего потока. Это также предполагает, что продукт, выходящий на выходе канала, является, по существу, чистым топливным газом в течение длительных периодов времени, продолжающихся после времени, смоделированного выше. Такое поведение будет оставаться таким же предпочтительно при более низких парциальных фугитивностях масла. Предполагают, что в моделях, осуществленных с использованием более толстых слоев адсорбента, распространение фронта адсорбции масла будет дополнительно ограничено даже более маленькой областью слоя, близкой к входу. Если присутствует масляный туман (т.е. жидкость и пар), острый фронт еще продвигается через канал, но из-за повышенной концентрации масла проходит вдоль канала дальше, чем показано на графике 800. Для описанных результатов избирательность адсорбента по отношению к метану должна быть больше чем 10, предпочтительно больше чем 100 и даже более предпочтительно больше чем 1000.
Пример 3. Для того чтобы обеспечить условия, при которых масло может быть кальцинировано, 2 г пробы мезопористого цеолита МСМ-41 насыщают около 1900 г/моль полигликолевым компрессорным маслом. Цеолиты насыщают путем взаимодействия МСМ-41 цеолита с полигликолевым маслом в количестве, близком к начинающейся влажности. Для этого требуется приблизительно 0,24 г масла. Для того чтобы дополнительно уменьшить количество масла, которое не адсорбировано в цеолите, образцы были
- 15 022697 помещены в вакуумную печь и выдержаны при 125°С в течение 12 ч при давлении менее чем 1 (шшНд) мм рт. ст. - около 0,00133 бар. Когда образцы удалили из вакуумной печи, было обнаружено, что количество адсорбированного масла составляет больше чем 10 вес.% от массы образца. Для того чтобы измерить скорость, при которой это масло может быть удалено путем кальцинирования, проводят термогравиметрические опыты (ТОЛ). Пробу масла, содержащего МСМ-41 материал, делят на 2 образца по около 25 мг, которые периодически помещают в ТОА. ТОА работает с помощью воздуха, и каждый образец может оставаться в течение больше чем 1 ч при 125°С после того, как он введен в ТОА на платиновой чашке, вес которой известен. Затем для каждого образца постепенно повышают температуру до температуры, при которой должно быть исследовано кальцинирование, и записывают скорость потери веса. Каждый образец выдерживали при температуре кальцинирования в течение больше чем 30 мин затем температура была увеличена до конечной температуры больше чем 550°С. При температурах таких низких, как 300°С, все масло сжигается или кальцинируется меньше чем за 1 мин. Это приблизительно было количество времени, необходимое для нагрева образца до температуры кальцинирования. Такая быстрая кинетика и полное удаление масла наблюдались в опытах, в которых температура кальцинирования составляла 325, 350, 375, 400 и 450°С. При температурах между 225 и 275°С наблюдалась более медленная, но устойчивая потеря масла за счет кальцинирования. Для того чтобы подтвердить, что эта потеря веса была обусловлена кальцинированием, протокол ТОА был повторен с использованием азота вместо воздуха. С азотом были отмечены очень медленные потери веса с временными константами в диапазоне от часа до нескольких дней. Как можно было бы ожидать, скорость потери веса увеличивалась с повышением температуры.
Пример 4. В этом примере показан контактный фильтр, который удаляет около 2 г/мин компрессорного масла из примерно 5 ММЗСРИ топливного газа, который был сжат до 330 абс.бар. Когда поток выходит из компрессора, он находится при температуре между 85 и 115°С. Топливный газ имеет состав, показанный в таблице ниже. Когда топливный газ подают в сухие уплотнения при температуре, близкой к температуре, при которой он выходит из компрессора, он не входит в область двухфазного состояния, поскольку расширяется на уплотнительных поверхностях. Только жидкость, которая появляется, как только газ расширяется на поверхностях уплотнения, выходит из компрессорного масла. В этом примере компрессорное масло является полигликолем со средним молекулярным весом, равным 1900 г/моль.
Монолитные контактные фильтры с параллельными каналами, показанного на фиг. 5А и 5В типа используются для удаления масла из потока сжатого топливного газа. В одном примере системы монолитные контактные фильтры общим числом 6 с параллельными каналами и с длиной около 40 см пакетированы внутри трубки длиной 2,5 м и диаметром 3 дюйма (7,62 см). В этом примере три контактных фильтра из каждого вида пакетированы внутри трубок. Контактные фильтры удерживаются на месте внутри трубки либо с помощью керамического уплотнительного материала, либо с помощью пиролитических графитовых прокладок. Монолиты выполнены из глиноземосвязанного МСМ-41 цеолита, при этом шесть монолитов содержат в целом 10 килограмм МСМ-41. Размер отдельной частицы МСМ-41 составляет 1 мкм. Количество цеолита, необходимого в каждой трубке, определяется путем измерений адсорбционной способности для насыщенного масляного пара при низких давлениях в образцах МСМ41. Эти измерения показывают, что МСМ-41 способен адсорбировать около 15 вес.% насыщенного масляного пара и/или капель жидкости с молекулярным весом масла около 1900 при температурах около 100°С. Подобные адсорбционные способности ожидаемы в условиях высокого давления и предсказуема квадратная изотерма адсорбции масла (т.е. очень высокое Ь значение для изотермы Ленгмюра).
Проточные каналы в монолитах имеют 500 мкм в диаметре и занимают 10-30% площади поперечного сечения монолитов. Поток топливного газа 5 ММЗСРИ разделяется между четырьмя трубками дли- 16 022697 ной 2,5 м, при этом этап адсорбции осуществляется в течение 12 ч. В конце 12-часового этапа адсорбции фронт адсорбции масла не разбивается через конец трубок. Когда этап адсорбции завершен, четыре другие трубки, в которых закончилась регенерация 308, подключаются через клапан в линию для продолжения удаления масла (т.е. в них начинается этап 306 адсорбции). Четыре трубки, в которых прошел этап адсорбции, регенерируются 308. Трубки регенерируются путем снижения в них давления до 4 атм (около 4 бар), при этом начинает протекать сжатый воздух, который был нагрет до 325°С через трубки. Скорость потока воздуха в каждой трубке во время этой фазы процесса регенерации составляет от 1 до 50 8СРМ, при этом горячий воздух протекает в течение времени, составляющем от 5 до 40 мин, где фронт первого монолита нагревается до температуры, при которой начинается реакция кальцинирования. Тепло, высвобождаемое при реакции кальцинирования, может составлять в диапазоне от 1 до 20 КВт. Для того чтобы ограничить рост температуры, как только начнется процесс кальцинирования, вводят длительные импульсы азота. Длительность азотных импульсов может быть от 2 до 50 раз дольше, чем импульсы воздуха. Процесс кальцинирования завершается меньше чем за 6 ч, при этом трубки охлаждают в течение 4 ч за счет протекания через них либо сжатого воздуха, либо азота под давлением перед тем, как начнется другой этап адсорбции.
Хотя настоящее изобретение может быть подвержено различным модификациям и альтернативным формам, описанные выше примеры вариантов осуществления настоящего изобретения были приведены только в качестве примеров. Однако еще раз следует понять, что изобретение не предназначено быть ограниченным конкретными вариантами осуществления настоящего изобретения, описанными здесь. Несомненно, настоящее изобретение включает в себя все альтернативные варианты, модификации и эквиваленты, подпадающие под настоящий объем и существо приложенной формулы изобретения.

Claims (40)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Система для избирательного удаления масла из потока газа, содержащего метан, у которого избирательность к маслу больше, чем к метану, содержащая впускное отверстие для потока поступающего газа, выполненное с возможностью пропускания потока поступающего газа в блок короткоцикловой адсорбции, имеющий по меньшей мере один слой структурированного адсорбента, содержащий твердое вещество с высокой удельной площадью поверхности, причем поток поступающего газа включает в себя объем масляных капель и объем масляного пара; при этом поток поступающего газа является техническим потоком высокого давления и находится под давлением по меньшей мере от около 100 бар до по меньшей мере около 500 бар и предпочтительно от около 200 бар до по меньшей мере около 320 бар; при этом по меньшей мере один слой структурированного адсорбента выполнен с возможностью удаления по меньшей мере части объема масляных капель и части объема масляного пара для обеспечения потока выходящего газа, по существу, свободного от масла; и по меньшей мере один слой структурированного адсорбента выполнен с возможностью регенерации в процессе кинетической короткоцикловой адсорбции.
  2. 2. Система по п.1, в которой используют по меньшей мере один блок короткоцикловой адсорбции, выбранный из группы блоков, состоящей из блока безнагревной короткоцикловой адсорбции (Р8А), блока короткоцикловой адсорбции (Т8А) с переменной температурой, блока короткоцикловой адсорбции с парциальным давлением или адсорбции очистки смещением (ΡΡ8Α), блока термической адсорбции с быстрым циклом (КСТ8А), блока короткоцикловой адсорбции с быстрым циклом (КСР8А), блока парциальной короткоцикловой адсорбции или адсорбции путем смещения с быстрым циклом (КСРР8А), компактного Р8А, компактного Т8А, компактного РР8А и любой их комбинации.
  3. 3. Система по п.2, в которой используют средство избирательного удаления компонентов (8СК8), дополнительно содержащее по меньшей мере один из блоков: блок адсорбции, блок мембранного разделения, молекулярное сито, дистилляционную колонну и гликолевый контактный фильтр.
  4. 4. Система по п.1 дополнительно содержит непроницаемый для текучей среды корпус, по существу, окружающий блок короткоцикловой адсорбции.
  5. 5. Система по п.4, в которой непроницаемый для текучей среды корпус обеспечивает работу при давлении около 10000 фунтов на квадратный дюйм (689,5 бар).
  6. 6. Система по п.2, в которой слой структурированного адсорбента выбирают из группы, состоящей из контактного фильтра с параллельными каналами, контактного фильтра со структурированным проточным адсорбентом, проточного адсорбента и любой их комбинации.
  7. 7. Система по п.6 дополнительно содержит сегментированный контактный фильтр, выполненный с возможностью вмещения в себя по меньшей мере двух слоев структурированного адсорбента, при этом каждая пара из слоев структурированного адсорбента отделена уплотнением.
  8. 8. Система по п.1 дополнительно содержит охлаждающую рубашку, операционно захватывающую по меньшей мере один слой структурированного адсорбента.
  9. 9. Система по п.2 дополнительно содержит нагреватель, выбранный из группы, состоящей из не- 17 022697 прямого электрического нагревателя адсорбционного слоя, прямого электрического нагревателя адсорбционного слоя, текучей среды, непосредственно нагревающей газ, и любой их комбинации.
  10. 10. Система по п.1 дополнительно содержит теплообменник, выполненный с возможностью использования охлаждающей текучей среды для охлаждения выходящего потока газа, не содержащего, по существу, масла.
  11. 11. Система по п.1 дополнительно содержит аккумулятор, выполненный с возможностью удержания потока выходящего газа, по существу, не содержащего масла.
  12. 12. Система по п.1, в которой твердое вещество с высокой удельной площадью поверхности выбрано из группы, состоящей из глинозема, мезопористых твердых веществ и микропористых твердых веществ.
  13. 13. Система по п.12, в которой твердое вещество с большой удельной площадью поверхности выбрано из группы, состоящей из глиноземов, углеродов, активированных углеродов, древесного угля, катионоактивных цеолитов, высококремнеземных цеолитов, высококремнистых упорядоченных мезопористых материалов, золь-гель материалов, ΑΡΡΟ материалов (микропористых и мезопористых материалов, содержащих преимущественно фосфористый алюминий и кислород), δΑΡΟ материалов (микропористых и мезопористых материалов, содержащих преимущественно фосфористый алюминий кремний и кислород), ΜΟΡ материалов (микропористых и мезопористых материалов, состоящих из металлоорганической структуры) и ΖΙΡ материалов (микропористых и мезопористых материалов, состоящих из цеолитовых имидазолатных структур).
  14. 14. Система по п.12, в которой твердое вещество с большой удельной площадью поверхности имеет площадь поверхности больше чем около 10 м2/г.
  15. 15. Система по п.12, в которой твердое вещество с большой удельной площадью поверхности является цеолитом с 12-14-членным кольцом, с соотношением δί/Α1 больше чем около 50:1.
  16. 16. Система по п.12, в которой твердое вещество с большой удельной площадью поверхности является упорядоченным мезопористым материалом из семейства Μ41δ.
  17. 17. Система по п.1, которая дополнительно содержит блок кондиционирования.
  18. 18. Способ обработки потока поступающего газа с использованием системы по п.1, в котором подают поток газа, имеющий в себе объем масла; при этом указанный поток газа является техническим потоком высокого давления и находится под давлением по меньшей мере от около 100 бар до по меньшей мере около 500 бар и предпочтительно от около 200 бар до по меньшей мере около 320 бар;
    обрабатывают часть потока подаваемого газа, используя средство избирательного удаления компонентов по меньшей мере с одним технологическим блоком короткоцикловой адсорбции для создания коммунального потока, представляющего собой сухой уплотнительный газ, для использования в элементе коммунальной системы, в которой по меньшей мере один технологический блок короткоцикловой адсорбции включает в себя структурированный слой адсорбента, выполненный с возможностью удаления по меньшей мере части объема масла;
    осуществляют регенерацию структурированного слоя адсорбента в технологическом блоке в процессе кинетической короткоцикловой адсорбции;
    подают коммунальный поток в элемент коммунальной системы, в котором коммунальный поток совместим с элементом коммунальной системы, и используют коммунальный поток в элементе коммунальной системы.
  19. 19. Способ по п.18, в котором поток поступающего газа содержит по меньшей мере один углеводородный компонент.
  20. 20. Способ по п.18, в котором поток поступающего газа является потоком, выходящим из компрессора.
  21. 21. Способ по одному из пп.18-20, в котором поток поступающего газа находится под давлением выше критической точки потока поступающего газа.
  22. 22. Способ по одному из пп.18-21, в котором по меньшей мере один из по меньшей мере одного элемента коммунальной системы выбирают из группы, состоящей из одного компрессора, последовательности компрессоров, турбодетандерного компрессора, турбодетандерного генератора, насоса, работающего на органическом топливе включаемого парового котла, работающего на органическом топливе промышленного нагревателя, газового двигателя, герметично изолированного электрического двигателя с прямым приводом, турбин, снабженных магнитными подшипниками, и газовой турбины.
  23. 23. Способ по п.22, в котором коммунальный поток используют в качестве сухого уплотнительного газа по меньшей мере для одного из сухого газового уплотнения, лабиринтного уплотнения и механического уплотнения по меньшей мере в одном элементе коммунальной системы.
  24. 24. Способ по п.18, в котором процесс кинетической короткоцикловой адсорбции выбирают из группы, состоящей из процесса кальцинирования, процесса короткоцикловой адсорбции при переменной температуре, процесса безнагревной короткоцикловой адсорбции, процесса продувки инертным газом и любой их комбинации.
  25. 25. Способ по п.24, в котором объем масляных капель и пара удаляют в остром фронте адсорбции, как смоделировано с помощью изотермы Ленгмюра.
    - 18 022697
  26. 26. Способ по п.25, в котором по меньшей мере один слой структурированного адсорбента регенерируют путем повышения температуры слоя структурированного адсорбента по меньшей мере до около 250°С.
  27. 27. Способ по п.24, в котором слой структурированного адсорбента регенерируют с помощью процесса тепловой волны.
  28. 28. Способ по п.24, в котором слой структурированного адсорбента регенерируют с помощью газа или текучей среды, протекающих прямым током, противотоком, или ортогонально, т.е. поперечным потоком, к направлению течения потока поступающего газа.
  29. 29. Способ по п.18, в котором масло является, по существу, маслом, не содержащим золы.
  30. 30. Способ по п.18, в котором масло является синтетическим, составленным из произвольного сополимера диоксида этилена и диоксида пропилена.
  31. 31. Способ по п.30, в котором произвольный сополимер диоксида этилена и диоксида пропилена имеет средний молекулярный вес больше чем около 1200 г/моль и меньше или равный около 2500 г/моль.
  32. 32. Способ по п.25, в котором из потока поступающего газа удаляют больше чем 99,99999% масла.
  33. 33. Контактный фильтр со структурированным адсорбентом для использования в системе для обработки потока поступающего газа в соответствии с п.1, содержащий впускной конец; выпускной конец и множество открытых проточных каналов, проходящих от впускного конца до выпускного конца, в котором часть множества открытых проточных каналов закрыты на впускном конце, при этом оставшаяся часть из множества проточных каналов закрыты на выпускном конце, при этом поверхность открытых проточных каналов состоит из материала структурированного адсорбента с избирательностью больше чем единица для первого компонента по отношению ко второму компоненту из смеси, при этом контактный фильтр имеет меньше чем около 20 об.% от своего объема открытых пор в порах с диаметром больше чем около 20 ангстрем и менее чем около 1 мкм.
  34. 34. Контактный фильтр по п.33, в котором материал адсорбента обладает избирательностью для масла по сравнению с СН4 больше чем около 10.
  35. 35. Контактный фильтр по п.33, в котором материл адсорбента состоит из материала твердого вещества с большой удельной площадью поверхности, выбранного из группы, состоящей из глинозема, мезопористых твердых веществ и микропористых твердых веществ.
  36. 36. Контактный фильтр по п.35, в котором материал адсорбента является структурированным микропористым адсорбентом, выбранным из группы, состоящей из цеолитов, силикатов титана, силикатов железа, силикатов олова, алюминофосфатов (АЬРО), кремнеземалюминофосфатов (8АРО), микропористых и мезопористых активированных углеродов, мезопористых материалов, структурированных мезопористых материалов и углеродных молекулярных сит.
  37. 37. Контактный фильтр по п.36, в котором структурированный микропористый адсорбент является цеолитом, выбранным из группы, состоящей из ΜΡΙ, фожазита и Бета.
  38. 38. Контактный фильтр по п.37, в котором структурированный мезопористый адсорбент выбран из семейства Μ418.
  39. 39. Контактный фильтр по п.38, в котором структурированный микропористый адсорбент состоит из молекулярного сита, выбранного из группы, состоящей из углеродов, активированных углеродов, древесного угля, катионоактивных цеолитов, высококремнеземных цеолитов, высококремнистых упорядоченных мезопористых материалов, золь-гель материалов, алюминофосфатов (АЬРО), кремнеземалюминофосфатов (8АРО), материалов с металлоорганической структурой (МОР) и материалов, состоящих из цеолитовых имидазолатных структур (ΖΙΡ материалов).
  40. 40. Контактный фильтр по п.39, в котором структурированный микропористый адсорбент является цеолитом с 12-14-членным кольцом с соотношением 81/ΑΙ больше чем около 50:1.
EA201071255A 2008-04-30 2009-03-18 Способ и система избирательного удаления масла из потока газа, содержащего метан EA022697B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12593908P 2008-04-30 2008-04-30
PCT/US2009/037550 WO2009134543A1 (en) 2008-04-30 2009-03-18 Method and apparatus for removal of oil from utility gas stream

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201071255A1 EA201071255A1 (ru) 2011-04-29
EA022697B1 true EA022697B1 (ru) 2016-02-29

Family

ID=41255351

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201071255A EA022697B1 (ru) 2008-04-30 2009-03-18 Способ и система избирательного удаления масла из потока газа, содержащего метан

Country Status (10)

Country Link
US (2) US9126138B2 (ru)
EP (2) EP3144050B1 (ru)
JP (1) JP5577324B2 (ru)
AU (1) AU2009241530C1 (ru)
BR (1) BRPI0911224A2 (ru)
CA (1) CA2721724C (ru)
EA (1) EA022697B1 (ru)
MY (1) MY158840A (ru)
SG (1) SG189782A1 (ru)
WO (1) WO2009134543A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2756180C1 (ru) * 2018-03-29 2021-09-28 Праксайр Текнолоджи, Инк. Избирательный по скорости/кинетически избирательный цикл процесса адсорбции на множестве слоев

Families Citing this family (65)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009064569A1 (en) * 2007-11-12 2009-05-22 Exxonmobil Upstream Research Company Methods of generating and utilizing utility gas
SG189782A1 (en) 2008-04-30 2013-05-31 Exxonmobil Upstream Res Co Method and apparatus for removal of oil from utility gas stream
WO2010141629A1 (en) 2009-06-02 2010-12-09 Thermochem Recovery International, Inc. Gasifier having integrated fuel cell power generation system
WO2011149640A1 (en) 2010-05-28 2011-12-01 Exxonmobil Upstream Research Company Integrated adsorber head and valve design and swing adsorption methods related thereto
WO2012061742A1 (en) 2010-11-05 2012-05-10 ThermoChem Recovery International Solids circulation system and method for capture and conversion of reactive solids
TWI495501B (zh) 2010-11-15 2015-08-11 Exxonmobil Upstream Res Co 動力分餾器及用於氣體混合物之分餾的循環法
JP5627492B2 (ja) * 2011-02-04 2014-11-19 三菱重工業株式会社 ガスタービンプラント
WO2012118755A1 (en) 2011-03-01 2012-09-07 Exxonmobil Upstream Research Company Apparatus and systems having an encased adsorbent contractor and swing adsorption processes related thereto
WO2012118757A1 (en) 2011-03-01 2012-09-07 Exxonmobil Upstream Research Company Apparatus and systems having a reciprocating valve head assembly and swing adsorption processes related thereto
EA201391249A1 (ru) 2011-03-01 2014-02-28 Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани Устройства и системы, имеющие узел поворотного клапана, и связанные с этим циклические адсорбционные процессы
EA026118B1 (ru) 2011-03-01 2017-03-31 Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани Способ удаления загрязняющих примесей из потока углеводородов в циклическом адсорбционном процессе и связанные с этим способом устройство и система
EA201501140A1 (ru) 2011-03-01 2016-04-29 Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани Способы удаления загрязняющих примесей из потока углеводородов в циклическом адсорбционном процессе и связанные с этим устройства и системы
EA201391255A1 (ru) 2011-03-01 2014-02-28 Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани Устройства и системы, имеющие компактную конфигурацию многочисленных слоев для цикловой адсорбции, и связанные с этим способы
CA2842928A1 (en) 2011-03-01 2012-11-29 Exxonmobil Upstream Research Company Apparatus and systems having a rotary valve assembly and swing adsorption processes related thereto
FR2974735B1 (fr) * 2011-05-03 2015-11-20 Air Liquide Adsorbeur comprenant des contacteurs a passages paralleles avec isolation integree
CN105584991B (zh) 2011-09-27 2019-05-14 国际热化学恢复股份有限公司 合成气净化系统和方法
US9034078B2 (en) 2012-09-05 2015-05-19 Exxonmobil Upstream Research Company Apparatus and systems having an adsorbent contactor and swing adsorption processes related thereto
KR101501648B1 (ko) * 2012-11-26 2015-03-12 재단법인 포항산업과학연구원 바이오가스내 수분 제거장치
CA3063636C (en) 2014-07-25 2022-03-01 Exxonmobil Upstream Research Company Cyclical swing absorption process and system
RU2699551C2 (ru) 2014-11-11 2019-09-06 Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани Высокоемкие структуры и монолиты посредством печати пасты
SG11201703809RA (en) 2014-12-10 2017-06-29 Exxonmobil Res & Eng Co Adsorbent-incorporated polymer fibers in packed bed and fabric contactors, and methods and devices using same
FR3029803B1 (fr) * 2014-12-11 2019-09-27 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Melange adsorbant a capacite thermique amelioree
SG11201703813PA (en) 2014-12-23 2017-07-28 Exxonmobil Upstream Res Co Structured adsorbent beds, methods of producing the same and uses thereof
US9190114B1 (en) 2015-02-09 2015-11-17 Western Digital Technologies, Inc. Disk drive filter including fluorinated and non-fluorinated nanopourous organic framework materials
EA034705B1 (ru) 2015-05-15 2020-03-10 Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани Аппарат и система для процессов короткоцикловой адсорбции, связанные с ней
EA201792488A1 (ru) 2015-05-15 2018-03-30 Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани Аппарат и система для процессов короткоцикловой адсорбции, связанные с ней, содержащие системы продувки среднего слоя
ITUB20152676A1 (it) * 2015-07-30 2017-01-30 Nuovo Pignone Tecnologie Srl Disposizione di raffreddamento di tenute a gas secco e metodo
WO2017039991A1 (en) 2015-09-02 2017-03-09 Exxonmobil Upstream Research Company Process and system for swing adsorption using an overhead stream of a demethanizer as purge gas
US10080991B2 (en) 2015-09-02 2018-09-25 Exxonmobil Upstream Research Company Apparatus and system for swing adsorption processes related thereto
US9782717B2 (en) 2015-10-20 2017-10-10 Caterpillar Inc. Hydrocarbon separation system
JP6615373B2 (ja) 2015-10-27 2019-12-04 エクソンモービル アップストリーム リサーチ カンパニー 能動制御型供給ポペット弁及び受動制御型生成物弁を有するスイング吸着プロセス用の装置及びシステム
WO2017074655A1 (en) 2015-10-27 2017-05-04 Exxonmobil Upstream Research Company Apparatus and system for swing adsorption processes related thereto having a plurality of valves
JP6616011B2 (ja) 2015-10-27 2019-12-04 エクソンモービル アップストリーム リサーチ カンパニー 複数の弁を有するスイング吸着プロセス用の装置及びシステム
EP3377194A1 (en) 2015-11-16 2018-09-26 Exxonmobil Upstream Research Company Adsorbent materials and methods of adsorbing carbon dioxide
MX2018009906A (es) 2016-02-16 2018-09-07 Thermochem Recovery Int Inc Sistema y metodo de generacion de gas producto de energia integrada de dos etapas.
JP2019508245A (ja) 2016-03-18 2019-03-28 エクソンモービル アップストリーム リサーチ カンパニー スイング吸着プロセス用の装置及びシステム
WO2017164888A1 (en) 2016-03-25 2017-09-28 Thermochem Recovery International, Inc. Three-stage energy-integrated product gas generation system and method
US9958358B2 (en) * 2016-03-31 2018-05-01 Caterpillar Inc. Control system having seal damage counting
CN106520355B (zh) * 2016-05-30 2019-06-25 新疆福克油品股份有限公司 利用加热炉排烟余热控制再生基础油质量的气态分离装置
WO2017209860A1 (en) 2016-05-31 2017-12-07 Exxonmobil Upstream Research Company Apparatus and system for swing adsorption processes
RU2716686C1 (ru) 2016-05-31 2020-03-13 Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани Устройство и система для осуществления процессов короткоцикловой адсорбции
US10364398B2 (en) 2016-08-30 2019-07-30 Thermochem Recovery International, Inc. Method of producing product gas from multiple carbonaceous feedstock streams mixed with a reduced-pressure mixing gas
US10197015B2 (en) 2016-08-30 2019-02-05 Thermochem Recovery International, Inc. Feedstock delivery system having carbonaceous feedstock splitter and gas mixing
US10197014B2 (en) 2016-08-30 2019-02-05 Thermochem Recovery International, Inc. Feed zone delivery system having carbonaceous feedstock density reduction and gas mixing
US10434458B2 (en) 2016-08-31 2019-10-08 Exxonmobil Upstream Research Company Apparatus and system for swing adsorption processes related thereto
BR112019002106B1 (pt) 2016-09-01 2023-10-31 ExxonMobil Technology and Engineering Company Processo para remover água de corrente de alimentação gasosa,sistema cíclico adsorvente por variação de ciclo rápido e contator de canal substancialmente paralelo
US10900476B2 (en) 2016-09-02 2021-01-26 Southwest Research Institute Natural gas reciprocating compressor
US10328382B2 (en) 2016-09-29 2019-06-25 Exxonmobil Upstream Research Company Apparatus and system for testing swing adsorption processes
EP3558487A1 (en) 2016-12-21 2019-10-30 ExxonMobil Upstream Research Company Self-supporting structures having active materials
RU2019120009A (ru) 2016-12-21 2021-01-22 Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани Самоподдерживающиеся структуры, имеющие структуры с геометрией пены и активные материалы
JP6793052B2 (ja) * 2017-02-06 2020-12-02 株式会社神戸製鋼所 ボイルオフガス回収システム
US10329506B2 (en) 2017-04-10 2019-06-25 Thermochem Recovery International, Inc. Gas-solids separation system having a partitioned solids transfer conduit
US10717102B2 (en) 2017-05-31 2020-07-21 Thermochem Recovery International, Inc. Pressure-based method and system for measuring the density and height of a fluidized bed
US9920926B1 (en) 2017-07-10 2018-03-20 Thermochem Recovery International, Inc. Pulse combustion heat exchanger system and method
US10099200B1 (en) 2017-10-24 2018-10-16 Thermochem Recovery International, Inc. Liquid fuel production system having parallel product gas generation
WO2019147516A1 (en) 2018-01-24 2019-08-01 Exxonmobil Upstream Research Company Apparatus and system for temperature swing adsorption
EP3758828A1 (en) 2018-02-28 2021-01-06 ExxonMobil Upstream Research Company Apparatus and system for swing adsorption processes
WO2020131496A1 (en) 2018-12-21 2020-06-25 Exxonmobil Upstream Research Company Flow modulation systems, apparatus, and methods for cyclical swing adsorption
US11376545B2 (en) 2019-04-30 2022-07-05 Exxonmobil Upstream Research Company Rapid cycle adsorbent bed
TWI771584B (zh) * 2019-05-13 2022-07-21 純萃材料股份有限公司 吸附裝置及吸附方法
US11655910B2 (en) 2019-10-07 2023-05-23 ExxonMobil Technology and Engineering Company Adsorption processes and systems utilizing step lift control of hydraulically actuated poppet valves
WO2021076594A1 (en) 2019-10-16 2021-04-22 Exxonmobil Upstream Research Company Dehydration processes utilizing cationic zeolite rho
US11555157B2 (en) 2020-03-10 2023-01-17 Thermochem Recovery International, Inc. System and method for liquid fuel production from carbonaceous materials using recycled conditioned syngas
US11466223B2 (en) 2020-09-04 2022-10-11 Thermochem Recovery International, Inc. Two-stage syngas production with separate char and product gas inputs into the second stage
US11969690B1 (en) 2023-06-28 2024-04-30 King Faisal University Scrubber for H2S removal from continuous biogas flow

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4784672A (en) * 1987-10-08 1988-11-15 Air Products And Chemicals, Inc. Regeneration of adsorbents
US5700310A (en) * 1995-12-29 1997-12-23 Mg Generon, Inc. Removal of oil from compressed gas with macroporous polymeric adsorbent
US5750026A (en) * 1995-06-02 1998-05-12 Corning Incorporated Device for removal of contaminants from fluid streams
US6179900B1 (en) * 1997-10-09 2001-01-30 Gkss Forschungszentrum Geesthacht Gmbh Process for the separation/recovery of gases

Family Cites Families (239)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3124152A (en) 1964-03-10 Poppet-type valve construction
US725074A (en) * 1902-03-15 1903-04-14 W M Black Cultivator.
US1868138A (en) 1930-04-10 1932-07-19 Edwin J Fisk Poppet valve
NL286634A (ru) 1961-12-18 1900-01-01
CH464625A (de) 1966-10-12 1968-10-31 Sulzer Ag Wellendichtung für ein Gebläse, insbesondere für das Umwälzgebläse einer gasgekühlten Kernreaktoranlage
US3420434A (en) * 1966-12-30 1969-01-07 Judson S Swearingen Rotary compressors and systems employing same using compressor gas as seal gas
US3602247A (en) 1969-11-10 1971-08-31 Stuart E Bunn Multiple-poppet valve structure
US3788036A (en) 1972-07-26 1974-01-29 D Stahl Pressure equalization and purging system for heatless adsorption systems
US3967464A (en) 1974-07-22 1976-07-06 Air Products And Chemicals, Inc. Air separation process and system utilizing pressure-swing driers
DE2935147A1 (de) * 1979-08-30 1981-03-26 Linde Ag, 65189 Wiesbaden Verfahren zur entfernung von schmiermittelnebeln und schmiermitteldaempfen aus einem gasstrom
US4261815A (en) 1979-12-31 1981-04-14 Massachusetts Institute Of Technology Magnetic separator and method
US4325565A (en) 1980-03-03 1982-04-20 General Motors Corporation Cambering vehicle
US4329162A (en) 1980-07-03 1982-05-11 Corning Glass Works Diesel particulate trap
US4340398A (en) 1981-05-20 1982-07-20 Union Carbide Corporation Pressure swing adsorption recovery
JPS58114715A (ja) 1981-12-26 1983-07-08 Sumitomo Heavy Ind Ltd 乾式脱硫装置における不活性ガスの生成方法
JPS58114715U (ja) 1982-01-29 1983-08-05 日産自動車株式会社 走行軌跡表示装置
US4398926A (en) * 1982-04-23 1983-08-16 Union Carbide Corporation Enhanced hydrogen recovery from low purity gas streams
US4531070A (en) * 1982-11-16 1985-07-23 Westinghouse Electric Corp. Turbine generator hydrogen filtration system
US4445441A (en) 1983-06-01 1984-05-01 Combustion Engineering, Inc. Slag tap gas flow inducement in wet-bottom furnaces
JPS59232174A (ja) * 1983-06-16 1984-12-26 Tokyo Gas Co Ltd コ−クス炉ガスの精製法
US4977745A (en) * 1983-07-06 1990-12-18 Heichberger Albert N Method for the recovery of low purity carbon dioxide
US4816039A (en) 1986-02-24 1989-03-28 The Boc Group, Inc. PSA multicomponent separation utilizing tank equalization
US4770676A (en) 1986-05-16 1988-09-13 Air Products And Chemicals, Inc. Recovery of methane from land fill gas
EP0257493A1 (en) 1986-08-22 1988-03-02 Air Products And Chemicals, Inc. Adsorptive separation of gas mixtures
US4711968A (en) * 1986-10-03 1987-12-08 Exxon Research & Engineering Co. Process for the hydrofomylation of sulfur-containing thermally cracked petroleum residua
US4790272A (en) 1987-10-15 1988-12-13 Woolenweber William E Non-circular poppet valves for internal combustion engine cylinder assemblies
US5234472A (en) 1987-11-16 1993-08-10 The Boc Group Plc Separation of gas mixtures including hydrogen
US5292990A (en) * 1988-12-07 1994-03-08 Exxon Research & Engineering Co. Zeolite composition for use in olefinic separations
US4877429A (en) 1989-03-06 1989-10-31 Hunter Donald W Valve device for P.S.A. or R.P.S.A. systems
US5110328A (en) 1989-06-07 1992-05-05 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Solvent adsorber and solvent recovery system
JPH0724735B2 (ja) 1989-11-04 1995-03-22 西部瓦斯株式会社 圧力スイング吸着における過吸着回収システム
US4964889A (en) * 1989-12-04 1990-10-23 Uop Selective adsorption on magnesium-containing clinoptilolites
US5683532A (en) * 1990-08-12 1997-11-04 Kabushiki Kaisha Seibu Giken Method of manufacturing an active silica gel honeycomb adsorbing body usable in an atmosphere having 100% relative humidity
US5125934A (en) 1990-09-28 1992-06-30 The Boc Group, Inc. Argon recovery from argon-oxygen-decarburization process waste gases
US5174796A (en) 1991-10-09 1992-12-29 Uop Process for the purification of natural gas
US5169006A (en) 1991-11-14 1992-12-08 Ceil Stelzer Continuous magnetic separator
US6136222A (en) 1991-12-11 2000-10-24 Bend Research, Inc. Liquid absorbent solutions for separating nitrogen from natural gas
US5224350A (en) 1992-05-11 1993-07-06 Advanced Extraction Technologies, Inc. Process for recovering helium from a gas stream
US5306331A (en) 1993-03-18 1994-04-26 Permea, Inc. Process for cooling the feed gas to gas separation systems
US5370728A (en) 1993-09-07 1994-12-06 Praxair Technology, Inc. Single bed pressure swing adsorption system and process
US5792239A (en) 1994-10-21 1998-08-11 Nitrotec Corporation Separation of gases by pressure swing adsorption
US5811616A (en) 1995-06-13 1998-09-22 Amoco Corporation BF3 gas recovery process
AU1192897A (en) 1995-06-23 1997-01-22 Revolve Technologies Inc. Dry seal contamination prevention system
US5565018A (en) 1995-07-12 1996-10-15 Praxair Technology, Inc. Optimal pressure swing adsorption refluxing
AU711249B2 (en) * 1995-10-24 1999-10-07 Dow Chemical Company, The Process of modifying the porosity of aluminosilicates and silicas, and mesoporous compositions derived therefrom
USRE38493E1 (en) 1996-04-24 2004-04-13 Questair Technologies Inc. Flow regulated pressure swing adsorption system
US6063161A (en) 1996-04-24 2000-05-16 Sofinoy Societte Financiere D'innovation Inc. Flow regulated pressure swing adsorption system
US5807423A (en) 1996-09-27 1998-09-15 The Boc Group, Inc. Process and apparatus for gas separation
US5827358A (en) 1996-11-08 1998-10-27 Impact Mst, Incorporation Rapid cycle pressure swing adsorption oxygen concentration method and apparatus
US5769928A (en) 1996-12-12 1998-06-23 Praxair Technology, Inc. PSA gas purifier and purification process
WO1998029182A1 (en) 1996-12-31 1998-07-09 Keefer Bowie High frequency pressure swing adsorption
US5912426A (en) 1997-01-30 1999-06-15 Praxair Technology, Inc. System for energy recovery in a vacuum pressure swing adsorption apparatus
ES2230672T3 (es) 1997-01-31 2005-05-01 Ric Investments, Inc. Sistema de absorcion por modulacion de presion que comprende un recipiente de varias camaras.
EP0975418A4 (en) 1997-03-14 2000-02-09 Exxon Research Engineering Co MEMBRANES COMPRISING SALTS OF AMINO ACIDS IN POLYMERS AND POLYAMINE MIXTURES
US6152991A (en) 1997-04-17 2000-11-28 Praxair Technology, Inc. Multilayer adsorbent beds for PSA gas separation
US5882380A (en) 1997-05-14 1999-03-16 Air Products And Chemicals, Inc. Pressure swing adsorption process with a single adsorbent bed
US5906673A (en) 1997-05-15 1999-05-25 Nitrotec Corporation Pressure swing system with auxiliary adsorbent bed
US5924307A (en) 1997-05-19 1999-07-20 Praxair Technology, Inc. Turbine/motor (generator) driven booster compressor
ES2135329B1 (es) 1997-05-31 2000-05-16 Univ Valencia Politecnica Zeolita itq-3.
US7094275B2 (en) 1997-12-01 2006-08-22 Questair Technologies, Inc. Modular pressure swing adsorption apparatus
RU2217220C2 (ru) 1997-12-01 2003-11-27 Квестэйр Текнолоджис, Инк. Модульное устройство адсорбции с колебанием давления
US6007606A (en) 1997-12-09 1999-12-28 Praxair Technology, Inc. PSA process and system
US6147126A (en) 1998-02-10 2000-11-14 Exxon Research And Engineering Company Gas conversion using hydrogen from syngas gas and hydroconversion tail gas
FR2775198B1 (fr) 1998-02-26 2000-04-14 Air Liquide Procede et dispositif de purification de gaz par adsorption a lits horizontaux fixes
EP1085935B1 (en) 1998-02-27 2012-09-12 Praxair Technology, Inc. Rate-enhanced gas separation
US6444014B1 (en) 1998-02-27 2002-09-03 Praxair Technology, Inc. VPSA process using adsorbent materials
FR2775618B1 (fr) 1998-03-03 2000-05-05 Air Liquide Adsorbant a taux d'echange heterogene et procede psa mettant en oeuvre un tel adsorbant
FR2776941B1 (fr) 1998-04-07 2000-05-05 Air Liquide Procede et unite de production d'oxygene par adsorption avec cycle court
US5968234A (en) 1998-04-14 1999-10-19 Air Products And Chemicals, Inc. Temperature swing adsorption with regeneration by elevated pressure ASU nitrogen-enriched gas
US5935444A (en) 1998-05-14 1999-08-10 Amcol International Corporation Method and apparatus for removing oil from water on offshore drilling and production platforms
EP0958884A1 (de) 1998-05-19 1999-11-24 Lastec Laserjob AG Verfahren zum Bearbeiten von Werkstücken sowie Werkzeugmaschine
US6011192A (en) 1998-05-22 2000-01-04 Membrane Technology And Research, Inc. Membrane-based conditioning for adsorption system feed gases
JP4519954B2 (ja) 1998-07-07 2010-08-04 大陽日酸株式会社 高清浄乾燥空気と乾燥空気の製造方法及び装置
EP1018359A3 (en) 1998-11-25 2002-09-04 Air Products And Chemicals, Inc. Pressure swing adsorption process and system with product storage tank(s)
US6096115A (en) 1998-11-25 2000-08-01 Air Products And Chemicals, Inc. Pressure swing adsorption process and system utilizing two product storage tanks
US6398853B1 (en) 1998-12-16 2002-06-04 Quest Air Gases Inc. Gas separation with split stream centrifugal turbomachinery
US6183538B1 (en) 1999-02-09 2001-02-06 Air Products And Chemicals, Inc. Pressure swing adsorption gas flow control method and system
US6156101A (en) 1999-02-09 2000-12-05 Air Products And Chemicals, Inc. Single bed pressure swing adsorption process and system
US6245127B1 (en) 1999-05-27 2001-06-12 Praxair Technology, Inc. Pressure swing adsorption process and apparatus
AU5378100A (en) 1999-06-08 2000-12-28 Rene Mauricio Nunez Suarez Pressurized combustion and heat transfer process and apparatus
US6231302B1 (en) 1999-06-08 2001-05-15 G. Fonda Bonardi Thermal control system for gas-bearing turbocompressors
AU5381200A (en) 1999-06-09 2001-01-02 Questair Technologies, Inc. Rotary pressure swing adsorption apparatus
CA2274318A1 (en) 1999-06-10 2000-12-10 Questor Industries Inc. Pressure swing adsorption with axial or centrifugal compression machinery
CA2274312A1 (en) 1999-06-10 2000-12-10 Kevin A. Kaupert Modular pressure swing adsorption apparatus with clearance-type valve seals
ATE275435T1 (de) 1999-06-10 2004-09-15 Questair Technologies Inc Chemischer reaktor mit druckwechseladsorption
US6733571B1 (en) * 1999-07-12 2004-05-11 Saes Pure Gas, Inc. Gas purification system with an integrated hydrogen sorption and filter assembly
US6436171B1 (en) 1999-07-22 2002-08-20 The Boc Group, Inc. Oxygen-selective adsorbents
US6210466B1 (en) 1999-08-10 2001-04-03 Uop Llc Very large-scale pressure swing adsorption processes
US6311719B1 (en) 1999-08-10 2001-11-06 Sequal Technologies, Inc. Rotary valve assembly for pressure swing adsorption system
US6284021B1 (en) 1999-09-02 2001-09-04 The Boc Group, Inc. Composite adsorbent beads for adsorption process
FR2800297B1 (fr) 1999-10-28 2001-12-28 Air Liquide Installation de traitement cyclique de fluide par adsorption avec vannes a etancheite amelioree
JP2003525344A (ja) * 2000-03-03 2003-08-26 シエル・インターナシヨナル・リサーチ・マートスハツペイ・ベー・ヴエー Ｆｃｃ回収セクション内における吸収油としての低圧留分の使用
US6835354B2 (en) 2000-04-05 2004-12-28 Hyradix, Inc. Integrated reactor
US6579341B2 (en) 2000-05-19 2003-06-17 Membrane Technology And Research, Inc. Nitrogen gas separation using organic-vapor-resistant membranes
US6506351B1 (en) 2000-08-11 2003-01-14 The Boc Group, Inc. Removal of nitrogen oxides from gas streams
EP1180599A1 (de) 2000-08-16 2002-02-20 Siemens Building Technologies AG Sicherheitstechnische Einrichtung für eine Pumpe, die in einem Fluidgetriebe verwendet werden kann
JP3581879B2 (ja) 2000-08-30 2004-10-27 独立行政法人産業技術総合研究所 アルミナ多孔体及びその製造方法
US7122073B1 (en) 2000-09-18 2006-10-17 Praxair Technology, Inc. Low void adsorption systems and uses thereof
CA2320551C (en) 2000-09-25 2005-12-13 Questair Technologies Inc. Compact pressure swing adsorption apparatus
US6444012B1 (en) 2000-10-30 2002-09-03 Engelhard Corporation Selective removal of nitrogen from natural gas by pressure swing adsorption
US6425938B1 (en) 2000-11-01 2002-07-30 Air Products And Chemicals, Inc. Single bed pressure swing adsorption process
CA2329475A1 (en) 2000-12-11 2002-06-11 Andrea Gibbs Fast cycle psa with adsorbents sensitive to atmospheric humidity
US6500241B2 (en) 2000-12-19 2002-12-31 Fluor Corporation Hydrogen and carbon dioxide coproduction
US6497750B2 (en) 2001-02-26 2002-12-24 Engelhard Corporation Pressure swing adsorption process
US20020157535A1 (en) * 2001-02-28 2002-10-31 Kanazirev Vladislav I. Process and adsorbent for gas drying
FR2822085B1 (fr) 2001-03-16 2003-05-09 Air Liquide Adsorbant a transfert de matiere ameliore pour procede vsa ou psa
US6531516B2 (en) 2001-03-27 2003-03-11 Exxonmobil Research & Engineering Co. Integrated bitumen production and gas conversion
TW490814B (en) 2001-04-04 2002-06-11 Macronix Int Co Ltd Manufacturing method of memory device with floating gate
GB2375148A (en) 2001-04-30 2002-11-06 Corac Group Plc A dry gas seal
US6746515B2 (en) 2001-04-30 2004-06-08 Battelle Memorial Institute Method and apparatus for thermal swing adsorption and thermally-enhanced pressure swing adsorption
US6630012B2 (en) 2001-04-30 2003-10-07 Battelle Memorial Institute Method for thermal swing adsorption and thermally-enhanced pressure swing adsorption
JP2002348651A (ja) 2001-05-22 2002-12-04 Nisshin Steel Co Ltd Ｍｇ含有溶融亜鉛基めっき鋼板の製造方法及び製造装置
US6471939B1 (en) 2001-05-29 2002-10-29 Exxonmobil Research And Engineering Company Synthetic porous crystalline material ITQ-12, its synthesis and use
US6752852B1 (en) 2001-07-17 2004-06-22 American Air Liquide, Inc. Apparatus for removing moisture from fluids comprising acid gases; methods of using same, and compositions
WO2003018189A1 (fr) 2001-08-29 2003-03-06 Nippon Sanso Corporation Adsorbant permettant la separation de l'azote d'un melange d'oxygene et d'azote gazeux
JP3891834B2 (ja) * 2001-12-04 2007-03-14 大陽日酸株式会社 ガス供給方法及び装置
AU2002365046A1 (en) 2001-12-20 2003-07-09 Praxair Technology, Inc. Method and apparatus for gas purification
US6572678B1 (en) 2001-12-28 2003-06-03 Membrane Technology And Research, Inc. Natural gas separation using nitrogen-selective membranes of modest selectivity
EP1323468A1 (en) 2001-12-31 2003-07-02 Grace GmbH & Co. KG Adsorbing material comprised of porous functional solid incorporated in a polymer matrix
US7067208B2 (en) 2002-02-20 2006-06-27 Ion America Corporation Load matched power generation system including a solid oxide fuel cell and a heat pump and an optional turbine
US6565627B1 (en) 2002-03-08 2003-05-20 Air Products And Chemicals, Inc. Self-supported structured adsorbent for gas separation
US6770120B2 (en) 2002-05-01 2004-08-03 Praxair Technology, Inc. Radial adsorption gas separation apparatus and method of use
US6660065B2 (en) 2002-05-06 2003-12-09 Litton Systems, Inc. Pressure swing adsorption dryer for pneumatically driven pressure intensifiers
US6773225B2 (en) 2002-05-30 2004-08-10 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Gas turbine and method of bleeding gas therefrom
US6641645B1 (en) 2002-06-13 2003-11-04 Air Products And Chemicals, Inc. Vacuum swing adsorption process with controlled waste gas withdrawal
FR2841152B1 (fr) * 2002-06-19 2005-02-11 Air Liquide Procede de traitement d'au moins un gaz de charge par adsorption a modulation de pression
FR2841153B1 (fr) 2002-06-21 2004-07-23 Air Liquide Procede de regulation d'une unite de traitement, par adsorption a modulation de pression, d'au moins un gaz de charge
US6605136B1 (en) 2002-07-10 2003-08-12 Air Products And Chemicals, Inc. Pressure swing adsorption process operation and optimization
US7077891B2 (en) 2002-08-13 2006-07-18 Air Products And Chemicals, Inc. Adsorbent sheet material for parallel passage contactors
US6960551B2 (en) * 2002-08-23 2005-11-01 Exxonmobil Research And Engineering Company Functionalized periodic mesoporous materials, their synthesis and use
US6802889B2 (en) 2002-12-05 2004-10-12 Air Products And Chemicals, Inc. Pressure swing adsorption system for gas separation
US6743278B1 (en) * 2002-12-10 2004-06-01 Advanced Technology Materials, Inc. Gas storage and dispensing system with monolithic carbon adsorbent
US20060165574A1 (en) 2002-12-18 2006-07-27 Abdelhamid Sayari Modified adsorbent for dry scrubbing and use thereof
US20040197596A1 (en) 2003-02-03 2004-10-07 Questair Technologies Inc. Spacerless parallel passage contractor
GB2398522A (en) 2003-02-18 2004-08-25 Air Prod & Chem Apparatus for the purification of gasses.
AU2004201546B2 (en) 2003-04-15 2009-06-18 The Board Of Regents, The University Of Texas System Dithiolene functionalized polymer membrane for olefin/paraffin separation
US6918953B2 (en) 2003-07-09 2005-07-19 H2Gen Innovations, Inc. Modular pressure swing adsorption process and apparatus
KR20060036449A (ko) 2003-07-14 2006-04-28 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤 세라믹 허니콤 필터 및 그 제조 방법
US8712428B2 (en) * 2003-07-19 2014-04-29 Polaris Wireless, Inc. Location estimation of wireless terminals through pattern matching of deduced signal strengths
CA2535842C (en) 2003-08-29 2012-07-10 Velocys Inc. Process for separating nitrogen from methane using microchannel process technology
WO2005032694A1 (en) 2003-09-29 2005-04-14 Questair Technologies Inc. High density adsorbent structures
JP2005126524A (ja) * 2003-10-22 2005-05-19 Nippon Steel Corp 有機物のガス化方法及び装置
US7027929B2 (en) 2003-11-21 2006-04-11 Geo-X Systems Ltd. Seismic data interpolation system
US7314503B2 (en) 2003-12-08 2008-01-01 Syntroleum Corporation Process to remove nitrogen and/or carbon dioxide from methane-containing streams
US7276107B2 (en) 2003-12-23 2007-10-02 Praxair Technology, Inc. Indexing rotary dual valve for pressure swing adsorption systems
US7637989B2 (en) 2003-12-31 2009-12-29 Merits Health Products Co., Ltd. Rapid cycle pressure swing adsorption oxygen concentration method and mechanical valve for the same
US7166149B2 (en) 2004-01-12 2007-01-23 Uop Llc Adsorption process for continuous purification of high value gas feeds
EP1577561A1 (de) 2004-03-19 2005-09-21 MAN Turbomaschinen AG Schweiz Umwälz- und Heizvorrichtung für einen Rotationskompressor
GB2413603A (en) 2004-04-30 2005-11-02 Corac Group Plc A dry gas seal assembly
US7117669B2 (en) 2004-05-05 2006-10-10 Eaton Corporation Temperature swing adsorption and selective catalytic reduction NOx removal system
US7128775B2 (en) 2004-05-12 2006-10-31 Praxair Technology, Inc. Radial bed flow distributor for radial pressure adsorber vessel
US7189280B2 (en) 2004-06-29 2007-03-13 Questair Technologies Inc. Adsorptive separation of gas streams
JP4534629B2 (ja) * 2004-06-30 2010-09-01 Ｊｆｅエンジニアリング株式会社 ガス精製装置及び該ガス精製装置で使用された除去剤の再生方法
JP2006036849A (ja) 2004-07-23 2006-02-09 Kobelco Eco-Solutions Co Ltd バイオガスの処理利用システム及びバイオガスの処理利用方法
US20060048648A1 (en) * 2004-08-20 2006-03-09 Questair Technologies Inc. Parallel passage contactor structure
US7670408B2 (en) 2004-08-30 2010-03-02 Kuraray Chemical Co., Ltd. Method of separating nitrogen gas and molecular sieve carbon
US20060049102A1 (en) 2004-09-03 2006-03-09 Miller Jeffrey T Ionic polymer membranes
RU2394631C2 (ru) 2005-01-07 2010-07-20 Квестэйр Текнолоджиз Инк. Адсорбентные структуры для кинетического разделения, разработанные на научной основе
KR101140541B1 (ko) 2005-01-12 2012-05-02 루머스 테크놀로지 인코포레이티드 Ｐｓａ 흐름 변화의 향상된 제어를 위한 방법 및 장치
US7297279B2 (en) 2005-01-21 2007-11-20 Amcol International Corporation Method for removing oil from water coalescing in a polymer particle/fiber media
FR2882941B1 (fr) 2005-03-08 2007-12-21 Inst Francais Du Petrole Procede de purification d'un gaz naturel par adsorption des mercaptans
US7311763B2 (en) 2005-04-22 2007-12-25 David Lloyd Neary Gas separation vessel apparatus
US7390350B2 (en) 2005-04-26 2008-06-24 Air Products And Chemicals, Inc. Design and operation methods for pressure swing adsorption systems
US7404846B2 (en) 2005-04-26 2008-07-29 Air Products And Chemicals, Inc. Adsorbents for rapid cycle pressure swing adsorption processes
EP1922389B1 (en) 2005-08-09 2019-02-20 ExxonMobil Research and Engineering Company Absorbent composition containing molecules with a hindered amine and a metal sulfonate structure for acid gas scrubbing process
WO2007044519A1 (en) 2005-10-07 2007-04-19 Kretchmer, Alma Magnetic repulsion components for jewelry articles
JP4621575B2 (ja) 2005-10-17 2011-01-26 メタウォーター株式会社 ガス回収方法および装置
US7722700B2 (en) 2006-09-18 2010-05-25 Invacare Corporation Apparatus and method of providing concentrated product gas
US7763098B2 (en) 2005-11-18 2010-07-27 Xebec Adsorption Inc. Rapid cycle syngas pressure swing adsorption system
CA2633652A1 (en) 2005-12-21 2007-10-04 Uop Llc The use of mofs in pressure swing adsorption
FR2896823B1 (fr) 2006-01-31 2008-03-14 Saint Gobain Ct Recherches Filtre catalytique presentant un temps d'amorcage reduit
EP1993706B1 (en) 2006-03-06 2020-07-29 Lummus Technology Inc. Psa pressure measurement and control system
DE102006011031A1 (de) 2006-03-09 2007-09-13 Linde Ag TSA-Prozess
JP4728984B2 (ja) * 2006-04-07 2011-07-20 新日本製鐵株式会社 ガス化ガスの浄化方法及び浄化装置
US7651549B2 (en) 2006-06-13 2010-01-26 Air Products And Chemicals, Inc. Pressure swing adsorption process with improved recovery of high-purity product
US7626612B2 (en) * 2006-06-30 2009-12-01 Motorola, Inc. Methods and devices for video correction of still camera motion
JP2008272534A (ja) 2006-07-07 2008-11-13 Kobelco Eco-Solutions Co Ltd Ｐｓａ方式の窒素ガス発生装置を利用する有機ハロゲン化合物を含む廃棄物の加熱処理方法及び加熱処理装置
US7456131B2 (en) 2006-08-28 2008-11-25 Ut-Battelle, Llc Increased thermal conductivity monolithic zeolite structures
US20080072822A1 (en) * 2006-09-22 2008-03-27 White John M System and method including a particle trap/filter for recirculating a dilution gas
US7713333B2 (en) 2006-12-20 2010-05-11 Praxair Technology, Inc. Adsorbents for pressure swing adsorption systems and methods of use therefor
TW200828751A (en) * 2006-12-27 2008-07-01 Fitipower Integrated Tech Inc Charge pump
EP2114555B1 (en) 2007-01-24 2017-10-04 Air Products and Chemicals, Inc. Seal assembly for gas separation device
US7883569B2 (en) * 2007-02-12 2011-02-08 Donald Leo Stinson Natural gas processing system
US7740687B2 (en) 2007-02-13 2010-06-22 Iacx Energy Llc Pressure swing adsorption method and system for separating gas components
EP2130575B1 (en) 2007-03-29 2014-11-12 NGK Insulators, Ltd. Honeycomb filter comprising segments
US7740690B2 (en) * 2007-03-29 2010-06-22 Praxair Technology, Inc. Methods and systems for purifying gases
US7947118B2 (en) 2007-05-15 2011-05-24 Air Products And Chemicals, Inc. Containerized gas separation system
US8444750B2 (en) 2007-05-18 2013-05-21 Exxonmobil Research And Engineering Company Removal of CO2, N2, or H2S from gas mixtures by swing adsorption with low mesoporosity adsorbent contactors
US7731782B2 (en) 2007-05-18 2010-06-08 Exxonmobil Research And Engineering Company Temperature swing adsorption of CO2 from flue gas utilizing heat from compression
US8545602B2 (en) 2007-05-18 2013-10-01 Exxonmobil Research And Engineering Company Removal of CO2, N2, and H2S from gas mixtures containing same
US8529662B2 (en) 2007-05-18 2013-09-10 Exxonmobil Research And Engineering Company Removal of heavy hydrocarbons from gas mixtures containing heavy hydrocarbons and methane
AU2008254512B2 (en) 2007-05-18 2012-03-01 Exxonmobil Upstream Research Company Process for removing a target gas from a mixture of gases by thermal swing adsorption
US8529663B2 (en) 2007-05-18 2013-09-10 Exxonmobil Research And Engineering Company Process for removing a target gas from a mixture of gases by swing adsorption
US7959720B2 (en) 2007-05-18 2011-06-14 Exxonmobil Research And Engineering Company Low mesopore adsorbent contactors for use in swing adsorption processes
US7744677B2 (en) 2007-05-25 2010-06-29 Prometheus Technologies, Llc Systems and methods for processing methane and other gases
US7792983B2 (en) 2007-07-31 2010-09-07 International Business Machines Corporation Method and apparatus for checkpoint and restart of pseudo terminals
JP2009080171A (ja) 2007-09-25 2009-04-16 Nec Electronics Corp 信号処理装置
US7819948B2 (en) 2007-10-29 2010-10-26 Air Products And Chemicals, Inc. Rotary valve
CA2609859C (en) 2007-11-02 2011-08-23 Imperial Oil Resources Limited Recovery of high quality water from produced water arising from a thermal hydrocarbon recovery operation using vacuum technologies
EP2214814A4 (en) 2007-11-08 2011-04-27 Univ Akron AMINABSORBER FOR SUSPENSION OF CARBON DIOXIDE AND METHOD FOR THE PRODUCTION AND USE THEREOF
WO2009064569A1 (en) 2007-11-12 2009-05-22 Exxonmobil Upstream Research Company Methods of generating and utilizing utility gas
EP2222618A2 (en) 2007-11-30 2010-09-01 Corning Incorporated Compositions for applying to honeycomb bodies
US7763099B2 (en) 2007-12-14 2010-07-27 Schlumberger Technology Corporation Downhole separation of carbon dioxide from natural gas produced from natural gas reservoirs
US8512569B2 (en) 2007-12-31 2013-08-20 3M Innovative Properties Company Fluid filtration articles and methods of making and using the same
US8142746B2 (en) 2008-02-21 2012-03-27 Exxonmobil Research And Engineering Company Separation of carbon dioxide from methane utilizing zeolitic imidazolate framework materials
US8142745B2 (en) 2008-02-21 2012-03-27 Exxonmobil Research And Engineering Company Separation of carbon dioxide from nitrogen utilizing zeolitic imidazolate framework materials
US8071063B2 (en) 2008-02-21 2011-12-06 Exxonmobile Research And Engineering Company Separation of hydrogen from hydrocarbons utilizing zeolitic imidazolate framework materials
US7785405B2 (en) 2008-03-27 2010-08-31 Praxair Technology, Inc. Systems and methods for gas separation using high-speed permanent magnet motors with centrifugal compressors
US8591627B2 (en) 2009-04-07 2013-11-26 Innosepra Llc Carbon dioxide recovery
SG189782A1 (en) 2008-04-30 2013-05-31 Exxonmobil Upstream Res Co Method and apparatus for removal of oil from utility gas stream
JP5319962B2 (ja) 2008-05-30 2013-10-16 富士フイルム株式会社 有機薄膜光電変換素子およびその製造方法
US8272401B2 (en) 2008-09-09 2012-09-25 Air Products And Chemicals, Inc. Compact pressure balanced rotary valve
US7867320B2 (en) 2008-09-30 2011-01-11 Praxair Technology, Inc. Multi-port indexing drum valve for VPSA
ES2746198T3 (es) 2008-12-22 2020-03-05 Glatt Systemtechnik Gmbh Gránulo adsorbente de material compuesto, proceso para su producción y proceso de separación de gases
CN102292136A (zh) 2008-12-22 2011-12-21 3M创新有限公司 小型多气体过滤器
TW201043327A (en) 2009-03-30 2010-12-16 Taiyo Nippon Sanso Corp Pressure swing adsorbing type gas separating method and separation device
ES2346627B1 (es) 2009-04-17 2011-08-08 Universidad Politecnica De Valencia Uso de un material cristalino microporoso de naturaleza zeolitica conestructura rho en tratamiento de gas natural.
BRPI1014038A2 (pt) 2009-04-20 2016-04-12 Exxonmobil Upstream Res Co sistema e método para remover gases ácidos de uma corrente de gás bruto.
US8221712B2 (en) 2009-05-12 2012-07-17 Basf Se Absorption medium for the selective removal of hydrogen sulfide from fluid streams
US8361200B2 (en) 2009-10-15 2013-01-29 Abdelhamid Sayari Materials, methods and systems for selective capture of CO2 at high pressure
US8361205B2 (en) 2009-12-23 2013-01-29 Praxair Technology, Inc. Modular compact adsorption bed
US8268043B2 (en) 2009-12-23 2012-09-18 Praxair Technology, Inc. Modular compact adsorption bed
US20110217218A1 (en) 2010-03-02 2011-09-08 Exxonmobil Research And Engineering Company Systems and Methods for Acid Gas Removal
WO2011139894A1 (en) 2010-05-05 2011-11-10 Linde Aktiengesellschaft Method and apparatus for making a high purity gas
US8573124B2 (en) 2010-05-11 2013-11-05 Orbital Sciences Corporation Electronic safe/arm system and methods of use thereof
US8529665B2 (en) 2010-05-12 2013-09-10 Praxair Technology, Inc. Systems and methods for gas separation using high-speed induction motors with centrifugal compressors
WO2011149640A1 (en) 2010-05-28 2011-12-01 Exxonmobil Upstream Research Company Integrated adsorber head and valve design and swing adsorption methods related thereto
TWI495501B (zh) 2010-11-15 2015-08-11 Exxonmobil Upstream Res Co 動力分餾器及用於氣體混合物之分餾的循環法
EA026118B1 (ru) 2011-03-01 2017-03-31 Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани Способ удаления загрязняющих примесей из потока углеводородов в циклическом адсорбционном процессе и связанные с этим способом устройство и система
CA2842928A1 (en) 2011-03-01 2012-11-29 Exxonmobil Upstream Research Company Apparatus and systems having a rotary valve assembly and swing adsorption processes related thereto
SG192602A1 (en) 2011-03-01 2013-09-30 Exxonmobil Res & Eng Co Gas purification process utilizing engineered small particle adsorbents
EA201501140A1 (ru) 2011-03-01 2016-04-29 Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани Способы удаления загрязняющих примесей из потока углеводородов в циклическом адсорбционном процессе и связанные с этим устройства и системы
WO2012118755A1 (en) 2011-03-01 2012-09-07 Exxonmobil Upstream Research Company Apparatus and systems having an encased adsorbent contractor and swing adsorption processes related thereto
WO2012118757A1 (en) 2011-03-01 2012-09-07 Exxonmobil Upstream Research Company Apparatus and systems having a reciprocating valve head assembly and swing adsorption processes related thereto
EA201391249A1 (ru) 2011-03-01 2014-02-28 Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани Устройства и системы, имеющие узел поворотного клапана, и связанные с этим циклические адсорбционные процессы
EA201391255A1 (ru) 2011-03-01 2014-02-28 Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани Устройства и системы, имеющие компактную конфигурацию многочисленных слоев для цикловой адсорбции, и связанные с этим способы
AU2012363092B2 (en) 2011-04-06 2015-12-24 Exxonmobil Research And Engineering Company Identification and use of an isomorphously substituted molecular sieve material for gas separation
WO2013022529A1 (en) 2011-08-09 2013-02-14 Exxonmobil Upstream Research Company Natural gas liquefaction process
US8808426B2 (en) 2012-09-04 2014-08-19 Exxonmobil Research And Engineering Company Increasing scales, capacities, and/or efficiencies in swing adsorption processes with hydrocarbon gas feeds

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4784672A (en) * 1987-10-08 1988-11-15 Air Products And Chemicals, Inc. Regeneration of adsorbents
US5750026A (en) * 1995-06-02 1998-05-12 Corning Incorporated Device for removal of contaminants from fluid streams
US5700310A (en) * 1995-12-29 1997-12-23 Mg Generon, Inc. Removal of oil from compressed gas with macroporous polymeric adsorbent
US6179900B1 (en) * 1997-10-09 2001-01-30 Gkss Forschungszentrum Geesthacht Gmbh Process for the separation/recovery of gases

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2756180C1 (ru) * 2018-03-29 2021-09-28 Праксайр Текнолоджи, Инк. Избирательный по скорости/кинетически избирательный цикл процесса адсорбции на множестве слоев

Also Published As

Publication number Publication date
EP3144050A1 (en) 2017-03-22
EP3144050B1 (en) 2018-12-05
MY158840A (en) 2016-11-15
US10035096B2 (en) 2018-07-31
US20150328578A1 (en) 2015-11-19
AU2009241530C1 (en) 2016-12-01
AU2009241530B2 (en) 2015-02-12
EP2276550A4 (en) 2012-02-29
CA2721724C (en) 2016-06-28
CA2721724A1 (en) 2009-11-05
JP5577324B2 (ja) 2014-08-20
SG189782A1 (en) 2013-05-31
US9126138B2 (en) 2015-09-08
US20110031103A1 (en) 2011-02-10
BRPI0911224A2 (pt) 2015-09-29
JP2011521773A (ja) 2011-07-28
EP2276550A1 (en) 2011-01-26
AU2009241530A1 (en) 2009-11-05
WO2009134543A1 (en) 2009-11-05
EA201071255A1 (ru) 2011-04-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA022697B1 (ru) Способ и система избирательного удаления масла из потока газа, содержащего метан
CA2688551C (en) Process for removing a target gas from a mixture of gases by thermal swing adsorption
AU2008254961B2 (en) Temperature swing adsorption of CO2 from flue gas utilizing heat from compression
CA2688685C (en) Removal of heavy hydrocarbons from gas mixtures containing heavy hydrocarbons and methane
AU2008253668B2 (en) Removal of CO2, N2, or H2S from gas mixtures by swing adsorption with low mesoporosity adsorbent contactors
CA2688652C (en) Low mesopore adsorbent contactors for use in swing adsorption processes

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

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): RU