KR920011567A - 3단 막 가스분리 공정 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

내용 없음

Description

3단 막 가스분리 공정 및 시스템
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제1도는 본 발명의 3단 막 시스템의 구현예를 나타낸 고정 흐름선도, 제2도는 본 발명의 최적의 면적 분포를 갖는 3단 막 시스템에 있어서 질소 회수율에 대한 질소 생성물 순도의 작용을 2단 막 시스템과 비교하여 나타낸 그래프, 제3도는 본 발명의 최적의 면적 분포를 갖는 3단 막 시스템과 관련하여 동력 및 막 표면적을 설명한 그래프.

Claims (11)

  1. (a)적어도 3개의 단들을 포함하는 막 시스템에 있어서, 이 시스템은 선택적으로 더 많이 투과될 수 있는 성분을 선택적으로 투과할 수 있고, 이 막 시스템이 선택적으로 더 많이 투과될 수 있는 성분/선택적으로 더 적게 투과될 수 있는 성분에 대해 약 2내지 약 12의 분리인자를 갖는 막 재료를 포함하고, 상기 3개의 단의 제1 및 제2단에 포함된 막 표면적의 비율이 상기 범위 중 더 큰 분리인자에서는 더 크고 그리고 상기 범위 중 더 낮은 분리인자에서는 더 적은 적어도 3개의 단들을 포함하는 막 시스템의 제1단으로 공급가스 혼합물을 공급압력에서 도입하는 단계, (b)비 투과 가스로서 공급압력에서 상기 제1단으로부터 선택적으로 더 적게 투과될 수 있는 성분과 투과 가스로서 공급압력 보다 더 낮은 투과 압력에서 이것으로 선택적으로 더 많이 투과될 수 있는 성분을 분리하여 이동시키는 단계, (c)그것에 대한 공급 가스로서 공급압력에서 제1단으로부터 상기 막 시스템의 제2단으로 상기 비-투과 가스를 통과시키는 단계, (d)공급압력에서 비-투과 가스로서 상기 제2단으로부터 선택적으로 더 적게 투과될 수 있는 성분을 분리하여 이동시키는 단계, (e)추가양의 상기 공급 가스 혼합물과 함께, 공급 압력에서 막 시스템의 제1단으로 통과시키기 위해 제2단으로부터 상기 투과가스를 재순환시키는 단계, (f)그 안에 잔류하는 투과 가스의 촉매 반응을 위한 촉매 반응 단위로 통과시키는 단계 없이, 공급 압력에서 그것에 대한 공급 가스로서 제2단으로부터 상기 막 시스템의 제3단으로 상기 비 투과 가스를 통과시키는 단계, (g)상기 3개의 막 단들사이에서의 표면적의 분포는 제3단 투과 가스중에서 선택적으로 더 많이 투과될 수 있는 성분의 농도가 제1단으로부터의 비투과 가스보다 더 적게 되도록 하고 제2단 투과 가스중에서 선택적으로 더 많이 투과될 수 있는 성분의 농도가 제1단으로 도입되는 가스에서 보다 더 적게 되도록 하여, 공급압력에서 비-투과 가스로서 상기 제3단으로부터의 선택적으로 더 적게 투과될 수 있는 성분과 상기 공급압력 보다 더 낮은 투과 압력에서 그것으로부터의 선택적으로 더 많이 투과될 수 있는 성분을 분리하여 이동시키는 단계, (h)상기 제3단 투과 가스를 압축하고 그리고 제1단으로부터의 추가양의 비-투과 가스와 함께 공급압력에서 막 시스템의 제2단으로 통과시키기 위해 막 시스템의 제2단으로 상기 투과 가스를 재순환하는 단계, (i) 그것으로부터 선택적으로 더 많이 투과될 수 있는 성분의 잔류양을 제거하기 위한 비-막 처리없이 늦거나 또는 매우 높은 순도의 가스로서 제3단 비-투과 가스를 회수하는 단계로 이루어져서 이로 인해 용이하게 투과될 수 없는 성분이 향상된 회수 수준에서 높거나 또는 매우 높은 순도의 생성가스로서 유리하게 회수되는 것을 특징으로 하는 선택적으로 더 적게 투과될 수 있는 성분과 선택적으로 더 많이 투과될 수 있는 성분을 포함하는 공급가스 혼합물중에서 선택적으로 더 적게 투과될 수 있는 성분을 높거나 또는 매 우 높은 순도로 제조하기 위한 개선된 막 공정.
  2. 제1항에 있어서, 상기 막 시스템이 3개의 단을 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.
  3. 제2항에 있어서, 그것을 상기 막 시스템의 제1단으로 도입하기 전에 공급 가스 혼합물과 상기 제2단 투과가스를 공급압력으로 압축하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.
  4. 제3항에 있어서. 3개의 막 단들 사이의 표면적 분포가(1) 제1단계에 있어서는 분리인자가 약 4인 경우에는 범위가 약 8%내지 약 45인데 비해 분리인자가 약 10인 경우에는 약 20% 내지 약 64%이고, (2) 제2단에 있어서는 분리인자가 약 4인 경우에는 범위가 약 10% 내지 약 30%인데 비해 분리인자가 약 10인 경우에는 약 20% 내지 30%이고, 및 (3) 제3단에 있어서는, 제1 및 제2표면적 분포의 전체 표면적과 3개의 단들의 전체막 표면적 사이의 차이로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공정.
  5. 제1항에 있어서, 상기 공급 공기 혼합물이 공기로 이루어지고, 선택적으로 더 많이 투과될 수 있는 성분은 산소로 이루어지고 그리고 선택적으로 더 적게 투과될 수 있는 성분이 질소로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공정.
  6. 제1항에 있어서, 상기 공급 가스 혼합물이 선택적으로 더 적게 투과될 수 있는 성분으로서 아르곤과 용이하게 더 많이 투과될 수 있는 성분으로서 산소의 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공정.
  7. (a)상기 막 시스템이 선택적으로 더 많이 투과될 수 있는 성분/선택적으로 더 적게 투과될 수 있는 성분에 대해 약 2 내지 12의 분리인자를 갖는 막 재료를 포함하고, 상기 3개 단의 제1 및 제2단에 포함되는 전체 막 표면적의 비율이 상기 범위 중 일반적으로 더 큰 분리인자에서는 더 크고 그리고 상기 범위 중 더 적은 분리인자에서는 더 적으며, 상기 3개의 막 단들 사이의 표면적 분포는 제3단과 투과 가스에서의 선택적으로 더 많이 투과될 수 있는 성분의 농도가 제2단으로 통과되는 제1단에서의 비-투과 가스중에서 보다 더 적도록하고 그리고 제2단에서 선택적으로 더 많이 투과될 수 있는 성분의 농도가 제1단으로 도입되는 가스중에서 보다 더 적도록 한 적어도 3개단을 포함하고 상기 공급가스 혼합물중 선택적으로 더 많이 투과될 수 있는 성분을 선택적으로 투과할 수 있는 막 시스템 (b)공급 압력에서 공급 가스 혼합물을 막 시스템의 제1단에 도입하기 위한 도관 수단, (c) 공급압력에서 비-투과 가스로서 제1단으로부터 선택적으로 더 적게 투과될 수 있는 성분과 공급압력 보다 더 낮은 투과압력에서 투과가스로서 그것으로부터 선택적으로 더 많이 투과될 수 잇는 성분을 선택적으로 이동시키고, 공급압력에서의 그것에 대한 공급가스로서 상기 비-투과 가스를 제1단으로부터 막 시스템의 제2단으로 통과시키기 위한 수단을 포함하는 도관 수단, (d) 공급압력에서 비투과 가스로서 상기 제2단으로부터 선택적으로 더 적게 투과될 수 잇는 성분과 공급 압력보다 더 낮은 투과 압력에서 투과 가스로서 그것으로부터 선택적으로 더 많이 투고될 수 있는 성분을 선택적으로 이동시키고, 그 안에는 잔류 투과 가스의 반응을 위한 촉매 반응 단위로 통과시키기는 단계없이, 공급 압력에서 그것에 대한 공급가로서 상기 비-투과 가스를 통과시키기 위한 수단을 포함하고, 그리고 추가 양의 상기 공급 가스 혼합물과 함께 공급압력에서 막 시스템의 제1단으로 통과시키기 위해 제2단으로부터의 투과가스를 재순환시키는 수단을 포함하는 도관 수단, (e)공급 압력에서 비-투과 가스로서 제3단으로부터 높거나 도는 매우 높은 순도 가스로 이루어진 선택적으로 더 적에 투과될 수 있는 성분과 공급압력 보다 더 낮은 투과압력에서 투과 가스로서 그것으로부터 선택적으로 더 많이 투과될 수 있는 성분을 선택적으로 이동시키고, 추가 양의 상기 제1단 비-투과 가스와 함께 공급 압력에서 막 시스템의 제2단으로 통과시키기 위해 제3단으로부터 상기 투과 가스를 재순환시키는 수단을 포함하는 도관수단, (f)상기 제2단으로 통과 되기 전에 상기 제3단 투과 가스를 공급압력 보다 낮은 투과 압력으로부터 상기 공급압역으로 압축하기 위한 압축 수단으로 이루어져서 선택적으로 더 적게 투과될 수 있는 성분이 향상된 회수 수준에서 높거나 또는 매우 높은 순도의 생성 가스로서 유리하게 회수되는 것을 특징으로 하는 선택적으로 더 적게될 수 있는 성분과 선택적으로 더 많이 투과될 수 있는 성분을 포함하는 공급 가스 혼물 중 선택적으로 더 적게 투과될 수 있는 성분을 높거나 도는 매우 높은 순도로 제조하기 위한 개선된 막 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 막 시스템이 3개의 단들을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 시스템이 공기 분리 막 시스템으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 시스템.
  10. 제8항에 있어서, 상기 막 시스템이 산소로부터 아르곤을 분리하기 위한 시스템으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 시스템.
  11. 제8항에 있어서, 3개의 막들 사이의 표면적 분포가 (1)제1단계에 있어서는 분리인자가 약 4인 경우에는 범위가 약 85 내지 약 45%인데 비해 분리인자가 약 10인 경우에는 약 20% 내지 약 64%이고, (2) 제2단에 있어서는 분리인자가 약 4인 경우에는 범위가 약 10% 내지 30%인데 비해 분리인자가 약 10인 경우에는 약 20%내지 30%이고, 및 (3) 제3단계에 있어서는, 제1 및 제2표면적 분포의 전체 표면적과 3개의 단들의 전체막 표면적 사이의 차이로 이루어지는 것을 특징으로 하는 시스템.
    ※ 참고사항：최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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