KR930003239B1 - Turn-dowm control system for membrane seperating system - Google Patents

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조셉 캠프벨 미카엘
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유니온 카바이드 코포레이션
티모티 엔. 비숍
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Abstract

내용 없음.No content.

Description

멤브레인 분리 시스템을 위한 턴다운 제어방법Turndown Control Method for Membrane Separation System

도면은 멤브레인 시스템의 개략도.The figure shows a schematic of the membrane system.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

2 : 압축기 4 : 투과성 멤브레인 장치2: compressor 4: permeable membrane device

6 : 생성물 흐름메터 7 : 송신기6: product flow meter 7: transmitter

9 : 제어기(공정 컴퓨터) 12 : 용량 제어장치9 controller (process computer) 12 capacity controller

본 발명은 투과성 멤브레인(membrane) 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다양한 요구조건하에서 투과성 멤브레인 사용에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to permeable membrane systems, and more particularly to the use of permeable membranes under various requirements.

투과성 멤브레인 공정 및 시스템은 당해 기술에 공지되어 있고, 광범위한 가스 및 액체 분리에 대해 사용되거나 고찰되었다. 그러한 조작에서는, 공급 스트림은 멤브레인 표면과 접촉하게 되고, 공급 스트림중의 더 쉽게 투과할 수 있는 성분이 투과 스트림으로서 회수된다. 덜 쉽게 투과할 수 있는 성분은 비투과 스트림, 또는 잔류 스트림으로서 맴브레인 시스템에서 회수된다.Permeable membrane processes and systems are known in the art and have been used or discussed for a wide range of gas and liquid separations. In such an operation, the feed stream comes into contact with the membrane surface and more permeable components in the feed stream are recovered as permeate streams. Less permeable components are recovered in the membrane system as a non-permeable stream, or as a residual stream.

그러한 유체 분리조작의 원래의 단순성은 당해 기술에서 사실상 경제적 조작으로 멤브레인의 사용을 확장 시키는 동기를 제공한다. 물론, 멤브레인 시스템의 선택성 및 투과성 성질은 주어진 적용의 전체 생산 요구 조건과 적합하여야 한다. 또한 멤브레인 시스템의 효율은 당해 기술에서 부딪치는 조작조건하에서의 편의를 위해 사용되는 멤브레인 시스템의 편리성을 증가시키기 위해 끊임없이 개량되어야 한다.The inherent simplicity of such a fluid separation operation provides the motivation to extend the use of the membrane in a virtually economical manner in the art. Of course, the selectivity and permeability properties of the membrane system must be compatible with the overall production requirements of a given application. In addition, the efficiency of the membrane system must be constantly improved to increase the convenience of the membrane system used for convenience under operating conditions encountered in the art.

멤브레인 시스템의 설계와 전체 효율에서 중대한 요소는, 주어진 분리에 요구되는 전체 멤브레인 표면적과, 예를들어 원하는 투과성 및 선택성 또는 분리요소와 같이 원하는 산물의 질과 양을 얻기 위해 요구되는, 멤브레인을 통과하는 분압차이이다. 실용적인 멤브레인 시스템의 설계는 멤브레인 표면적과 전술한 분압차간의 조합의 최적화를 필요로 한다. 따라서, 멤브레인을 통과하는 분압차 또는 구동력이 클수록, 주어진 분리에 대해 요구되는 멤브레인 표면적은 더 작아진다. 이것은 더욱 비경제적인 펌핑(pumping) 설비와 더 높은 펌프조작 경비를 필요로 하지만, 멤브레인 설비 경비는 비교적 낮출 수 있다. 한편, 적은 구동력을 사용하면, 더 많은 멤브레인 표면적이 요구되고, 전체 시스템의 여러가지 양상의 상대적 경비와 조작은 따라서 변할 것이다.A critical factor in the design and overall efficiency of the membrane system is the total membrane surface area required for a given separation, and for example the desired permeability and selectivity or separation element required to achieve the quality and quantity of the desired product, such as the separation element. Partial pressure difference. The design of a practical membrane system requires optimization of the combination between the membrane surface area and the partial pressure difference described above. Thus, the greater the partial pressure difference or drive force through the membrane, the smaller the membrane surface area required for a given separation. This requires more economical pumping equipment and higher pumping costs, but the membrane equipment costs can be relatively low. On the other hand, with less driving force, more membrane surface area is required and the relative cost and handling of various aspects of the overall system will change accordingly.

멤브레인 시스템은 통상, 실제는 충분히 활용되지 못하는, 충분한 용량, 고정된 일정한 흐름조건 즉, 설계조건에 대해 설계되고 최적화된다. 설계조건과 다른 조작조건하에서는 다른 조합의 최적 조작조건은 멤브레인 면적 대 분압차에 대해 우선될 것이다. 유체분리 적용을 위해서는 멤브레인 시스템이 전형적으로, 고정된 흐름조건하에서 작동하지 않는 것이 바람직하다. 멤브레인 시스템에서의 요구사항은 생산물의 양 및/또는 질에 의해서 변할 것이다. 예를들어, 공기 분리 멤브레인 시스템에서 질소가스에 대한 생성물 요구사항은 질소유속 및/또는 요구되는 순도에 의해서 24시간내에 상당히 변할 수 있다.Membrane systems are typically designed and optimized for sufficient capacity, fixed constant flow conditions, i.e. design conditions, which are not fully utilized in practice. Under design and other operating conditions, different combinations of optimum operating conditions will take precedence over the membrane area versus partial pressure difference. For fluid separation applications it is typically desirable for the membrane system not to operate under fixed flow conditions. Requirements in the membrane system will vary with the quantity and / or quality of the product. For example, product requirements for nitrogen gas in an air separation membrane system can vary considerably within 24 hours depending on the nitrogen flow rate and / or required purity.

멤브레인 시스템은 수요가 중지되는 동안, 또는 소위 턴다운(turndown) 상태하에서 세가지 형태중의 하나로 전형적으로 작동한다. 하나의 방법에서는, 생성물 요구조건 감소를 조절하는 턴다운이 없다. 이 경우에는, 공급물 흐름과 분압차는 일정하게 유지된다. 결과적으로, 필요동력이 완전한 설계수준으로 남아 있는데 비해, 생성물 품질은 설계수준 이상으로 증가될 것이다. 따라서 이 방법은 동력감소를 현실화할 수 없고, 생산물은 원하는 품질수준 이상으로 얻어진다는 점에서 불리하다.Membrane systems typically operate in one of three forms while demand ceases, or under so-called turndown conditions. In one method, there is no turndown to control product requirement reduction. In this case, the feed flow and the partial pressure difference remain constant. As a result, the product quality will increase beyond the design level, while the required power remains at the full design level. This method is therefore disadvantageous in that power reduction cannot be realized and the product is obtained at a desired quality level or higher.

또 하나의 방법에서는, 분리를 위해 사용되는 멤브레인 면이 변한다. 감소된 요구조건하에서는, 멤브레인 면적의 일부가 폐쇄(shutdown)된다. 이것은 감소된 요구사항을 만족시키기 위하여 처리되는 공급 스트림의 양을 감소시킨다. 이 방법의 단점은 이용가능한 멤브레인 표면적의 부족과 관련된 비능률성에 있다. 이 요소는 멤브레인 표면적과 분압차 사이의 조합이 설계 이상의 턴다운 조건에 최적화 하지 못하게 한다.In another method, the membrane face used for separation is varied. Under reduced requirements, part of the membrane area is shut down. This reduces the amount of feed stream processed to meet the reduced requirements. The disadvantage of this method lies in the inefficiency associated with the lack of available membrane surface area. This factor prevents the combination between membrane surface area and partial pressure difference from optimizing for turndown conditions beyond design.

감소된 요구조건에 대해 세번째 방법에서는, 멤브레인 시스템이 작동중일때, 설계조건으로 작동하고, 변화할 수 있는 조건을 다루기 위해 서어지 탱크가 사용된다. 서어지 탱크가 가득차면, 멤브레인 시스템은 부하를 덜어주거나 즉, 공급펌프가 헛돌게 되거나, 또는 에너지를 절약하기 위해 임시정지된다. 이 방법 또한 설치된 멤브레인 면적 전체를 활용하지 못하는 단점을 갖고 있는데, 왜냐하면 이 맴브레인 면적이 설비운휴 또는 임시정지의 모든 기간동안 활용되지 못하기 때문이다. 그런 시동/정지 작동은 또한 관련된 장치의 마모를 증가시키는 단점을 갖는다.In a third method for reduced requirements, surge tanks are used to handle conditions that may change and operate at design conditions when the membrane system is in operation. When the surge tank is full, the membrane system is temporarily stopped to relieve the load, that is, the feed pump is idle, or to save energy. This method also has the disadvantage of not using the entire installed membrane area, because this membrane area is not available during all periods of plant operation or temporary shutdown. Such start / stop operation also has the disadvantage of increasing the wear of the associated device.

따라서, 턴다운 조건하에서 설치한 멤브레인 면적의 분리수용 능력을 충분하고 효율적으로 활용하는 방법이 당해 기술에 진실로 필요하다. 그러한 방법은 항상 최적 효율로 설치한 멤브레인 시스템을 작동할 수 있게 하고, 전술한 시동/정지 형태보다 더 신뢰성 있는 작동을 제공할 것이다.Therefore, there is a genuine need for the art to utilize the separation capacity of membrane areas installed under turndown conditions sufficiently and efficiently. Such a method will always enable the membrane system to be installed with optimal efficiency and will provide more reliable operation than the start / stop mode described above.

따라서 본 발명의 목적은 턴다운 조건하의 투과성 멤브레인 시스템을 작동시키기 위한 개량된 방법을 제공함에 있다.It is therefore an object of the present invention to provide an improved method for operating a permeable membrane system under turndown conditions.

본 발명의 또다른 목적은 감소된 생성물 요구조건하에서 설치된 멤브레인 시스템의 충분한 분리능력을 효율적으로 사용하게 할 수 있는 방법을 제공함에 있다.It is yet another object of the present invention to provide a method that allows efficient use of sufficient separation capacity of a membrane system installed under reduced product requirements.

이들 목적과 그 밖의 목적을 염두에 두고, 이하에서는 본 발명을 보다 상세히 설명하고, 본 발명의 새로운 특징은 첨부되는 특허청구 범위에서 상세히 나타냈다.With these and other objects in mind, the present invention is described in more detail below, and novel features of the present invention are set forth in detail in the appended claims.

개량된 턴다운 제어는, 모든 조작조건하에서 설치한 멤브레인 표면적을 충분히 활용하면서, 감소된 요구조건하에서 공급 스트림 흐름과 분압 구동력을 감소시킴으로써 달성한다. 생성물의 원하는 질과 양은, 턴다운 조건하의 감소된 장치부하와 변할 수 있는 요구조건하의 시동/정지 타입 조작과 관련한 마모증가를 피하는 것에 의한 증가된 멤브레인 설비 신뢰성에 의해 효율적으로 얻어질 수 있다.Improved turndown control is achieved by reducing feed stream flow and partial pressure drive under reduced requirements while fully utilizing the membrane surface area installed under all operating conditions. The desired quality and amount of product can be efficiently obtained by increased membrane plant reliability by avoiding increased device load under turndown conditions and increased wear associated with start / stop type operation under varying requirements.

이하에서는 본 발명의 턴다운 제어방법의 일반적으로 바람직한 구현예의 실시에 적합한 멤브레인 시스템의 개략도인 첨부하는 도면을 참고로 하여 본 발명을 더욱더 상세히 설명한다.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, which are schematic diagrams of membrane systems suitable for the practice of generally preferred embodiments of the turndown control method of the invention.

본 발명의 목적은 요구사항이 감소될 때, 공급물 유속 및 멤브레인을 가로지르는 분압 구동력이 감소되는 턴다운 제어방법을 사용하여 달성된다. 분압 구동력은 공급물 및 투과물 스트림 성분들의 분압의 함수이다. 그러한 낮은 에너지 조작은 설계조건하 뿐만 아니라, 전체 감소된 요구조작 조건하에서 설치한 멤브레인 표면적을 완전히 활용하는 동안 실행된다. 그 결과, 턴다운 조건에서 감소된 부하(load)하에 장치의 일정하고 고정된 조작으로, 더욱더 효율적인 조작이 이루어질 수 있고, 시동/정지 조작의 마모증가를 피할 수 있다.The object of the invention is achieved by using a turndown control method in which the feed flow rate and the partial pressure drive across the membrane are reduced when the requirements are reduced. The partial pressure driving force is a function of the partial pressure of the feed and permeate stream components. Such low energy manipulations are carried out not only under design conditions, but also during full utilization of the membrane surface area installed under the overall reduced required operating conditions. As a result, with a constant and fixed operation of the device under reduced load in turndown conditions, more efficient operation can be achieved and increased wear of the start / stop operation can be avoided.

본 발명의 턴다운 방법은 요구되는 수율 및 순도감소 설계조건을 가르키는 필요신호에 의해 개시된다. 이 신호는 설계흐름 이하를 나타내는 생성물 유동량 흐름 측정치이거나, 설계조건 이하가 요구되는 것을 나타내는 것과 같은 순도 입력치일 수 있다. 멤브레인 시스템은 일반적으로 시스템에 이용할 수 있는 메브레인 표면적의 완전 활용에 근거한 새로운 최적화 조건을 위해 멤브레인을 가로지르는 작동 압력비를 낮추도록 프로그램된 공정 컴퓨터와 합동하도록 설계된다. 원하는 압력비 감소는 턴다운 신호를 펌핑장치 즉, 압축기, 진공펌프, 액펌프 등에 보내는 것에 의해 달성된다.The turndown method of the present invention is initiated by a necessary signal indicating the required yield and purity reduction design conditions. This signal can be a product flow rate flow measurement that indicates below the design flow, or a purity input such as indicating that below the design conditions are required. Membrane systems are generally designed to work with a process computer programmed to lower the operating pressure ratio across the membrane for new optimization conditions based on the full utilization of the mebrain surface area available for the system. The desired pressure ratio reduction is achieved by sending a turndown signal to a pumping device, ie a compressor, a vacuum pump, a liquid pump or the like.

도면을 참고하여 본 발명의 턴다운 제어방법을 실행하기 위한 일반적으로 바람직한 시스템을 설명하면, 유입라인(1)은 공급가스를 압축기(2)에 전달하는데 이용되고, 압축기에서 압축된 공급가스느 라인(3)을 통해 투과성 멤브레인 장치(4)에 전달된다. 투과 또는 비투과 가스인 원하는 생성물 스트림은 생성물 유동라인(5)를 통해 방출된다. 도시되지는 않았지만, 멤브레인 장치(4)에서 제거되는 다른 스트림은 버려지거나 어떤 원하는 목적에 사용된다. 표준 생성물 흐르메터(6)은 라인(5)내에 위치하는데, 상기한 메터에는 그것과 결합된 통상의 생성물 흐름신호 송신기가 있고, 이것은 번호(8)로 표시된 입력신호를 공정 컴퓨터/제어기(9)로 보내도록 적용된다. 따라서, 생성물 흐름메터(6)은 생성물 흐름을 모니터하기 위해 사용되고, 송신기(7)는 변할 수 있는 공정신호 즉, 생산물 흐름과 비례하는 신호를 공정 컴퓨터(9)에 보내는데 사용된다. 또한 상기한 컴퓨터에 대해 입력으로서 사용된 것은 번호(10)으로 표시된 순도 설정점이고, 이것은 조작의 생성물 순도요구에 따라 변할 수 있다.Referring to the drawings, a generally preferred system for carrying out the turndown control method of the present invention is described, where the inlet line 1 is used to deliver feed gas to the compressor 2 and the feed gas compressed in the compressor And through (3) to the permeable membrane device (4). The desired product stream, which is permeate or non-permeable gas, is discharged through the product flow line 5. Although not shown, other streams removed from the membrane device 4 are discarded or used for any desired purpose. The standard product flow meter 6 is located in line 5, which has a conventional product flow signal transmitter associated with it, which sends the input signal indicated by the number 8 to the process computer / controller 9 Applies to send. Thus, the product flow meter 6 is used to monitor the product flow, and the transmitter 7 is used to send a process signal 9 which may vary, i.e. a signal proportional to the product flow. Also used as input to the computer described above is the purity set point indicated by number 10, which may vary depending on the product purity requirements of the operation.

공정 컴퓨터(9)는 지시된 요구조건에 적당한 압력과 흐름조건에 대해 적당한 재순환 밸브, 흡입밸브, 가변성 속도 모우터 등의 조절에 의해, 번호(13)으로 표시되는 적당한 기계적 또는 전기적 접속에 의해 턴다운 압축기(2)에 사용되는 용량제어장치(12)로, 번호(11)로 표시되는 출력신호를 전하도록 프로그램된다. 본 발명의 방법은 설계조건이 변함에 따라, 공정적용에서의 차이, 멤브레인 성능의 개선등의 결과로서, 공정 컴퓨터가 서로 다르거나 변형된 공정적용의 새로운 설계조건에 조화할 수 있도록 쉽게 재프로그램될 수 있다는 점에서 매우 유동적이다.The process computer 9 is turned by a suitable mechanical or electrical connection, indicated by the number 13, by adjustment of a recirculation valve, intake valve, variable speed motor, etc., suitable for pressure and flow conditions suitable for the indicated requirements. To the capacity control device 12 used in the down compressor 2, it is programmed to transmit an output signal indicated by the number 11. As the design conditions change, the method of the present invention can be easily reprogrammed so that the process computer can be adapted to the new design conditions of different or modified process applications as a result of differences in process applications, improved membrane performance, and the like. It is very flexible in that it can.

대체 공정에서는, 생성물 순도 수준은 멤브레인 시스템 턴다운 제어를 개시시키는 공정변수로 이용될 수 있다. 이 경우, 생성물 흐름보다 오히려 생성물 순도가 모니터될 수 있고, 생성물 순도에 비례하는 신호는 공정 컴퓨터/제어기(9)로 전해질 것이다. 이 경우, 컴퓨터는 원하는 순도를 유지하기 위해 압축기 용량과 압력을 조절할 수 있게 프로그램된다.In alternative processes, product purity levels can be used as process variables to initiate membrane system turndown control. In this case, product purity rather than product flow can be monitored and a signal proportional to product purity will be passed to the process computer / controller 9. In this case, the computer is programmed to adjust the compressor capacity and pressure to maintain the desired purity.

당해 기술의 통상 전문가들은, 원하는 생성물 순도는 생성물 가스 또는 액체가 제어되고 있는 멤브레인 시스템에서 생성될 수 있도록 하는 하향 조작으로 부터의 가변성 압력일 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 생성물 흐름이 감소함에 따라, 생성물 순도는 높아지기 시작하고, 공정 컴퓨터는 이 높아지는 것을 감지하고 압축기 하중을 감소시킬 것이다. 그러나, 기본 측정치로서 생성물 순도를 사용하는 것은 생성물 순도의 수집과 분석에 수반되는 본래의 지체 시간으로 인하여 어떤 경우에 어떤 요소의 불안정성을 유발할 수 있다는 것이 주지되어야 한다. 반대로, 이것은 생성물 흐름 변화의 일정하 모니터링을 쉽게 달성할 수 있게한다.Those skilled in the art will appreciate that the desired product purity may be a variable pressure from downward manipulation that allows product gas or liquid to be produced in the controlled membrane system. As product flow decreases, product purity will begin to increase, and the process computer will detect this increase and reduce the compressor load. However, it should be noted that using product purity as a basic measure may in some cases lead to instability of certain elements due to the inherent delay time involved in the collection and analysis of product purity. In contrast, this makes it easy to achieve constant monitoring of product flow changes.

본 발명을 질소생성 가스를 생산하기 위해 공기분리에 사용되는 투과성 멤브레인인 예시적 실시예를 참고로 하여 좀더 설명한다. 멤브레인 재료가 더욱더 쉽게 투과할 수 있는 공기 성분으로서 산소를 분리할 수 있는 전형적인 멤브레인 시스템의 사용으로, 원하는 질소부화 생성물 스트림은 비투과 즉, 잔류가스로 회수된다는 것을 알 수 있다. 이 예에서 산소부화 투과가스는 폐스트림을 구성한다. 공급공기는 대기압 이상의 압력으로 압축되고, 생성질소 비투과 스트림은 공급압력보다 약간 낮은 압력에서 멤브레인 시스템에서 회수된다. 투과가스는 대기압에서 전형적으로 회수된다. 멤브레인 시스템은 설게조건, 즉, 원하는 생성물 흐름과 순도에 근거하여 일반적으로 최적화된 원하는 충분한 용량조작, 압력수준 및 요구되는 원하는 분압 구동력, 동력비와 같은 유용성에 기초하여 구성되고 사용된다.The invention is further described with reference to an exemplary embodiment, which is a permeable membrane used for air separation to produce a nitrogen generating gas. It can be seen that with the use of a typical membrane system capable of separating oxygen as an air component through which the membrane material can more easily permeate, the desired nitrogen enrichment product stream is recovered impermeable, ie as residual gas. In this example, the oxygen enriched permeate gas constitutes a waste stream. The feed air is compressed to a pressure above atmospheric pressure and the product nitrogen impermeable stream is withdrawn from the membrane system at a pressure slightly below the feed pressure. Permeate gas is typically recovered at atmospheric pressure. Membrane systems are constructed and used on the basis of availability such as design conditions, that is, the desired sufficient volumetric operation, pressure level and desired partial pressure drive force, power ratio generally optimized based on the desired product flow and purity.

멤브레인을 가로지르는 어떤 주어진 압력비에 대해서도, 가스 또는 다른 유체 분리조작은 면적인자와 압축기 인자로 불니는 두개의 키이(key) 변수에 의해 규정된다. 면적 인자는 예시적 실시예에서 1ncfh(시간당 규정입방 피트)의 생성 질소가스를 제조하는데 요구되는 멤브레인 표면적의 양이다. 압축기 인자는 1ncfh의 상기한 생성물을 제조하는데 요구되는 공급가스의 양이다. 주어진 적용의 생성물 요구조건이 설정되면, 멤브레인을 가로지르는 최적 또는 원하는 압력비, 및 대응되는 면적인자 및 압축기 인자가 결정될 수 있다.For any given pressure ratio across the membrane, the gas or other fluid separation operation is defined by two key variables called area and compressor factors. The area factor is the amount of membrane surface area required to produce 1 ncfh (regular cubic feet per hour) of produced nitrogen gas in an exemplary embodiment. The compressor factor is the amount of feed gas required to produce 1 ncfh of the above product. Once the product requirements of a given application are established, the optimal or desired pressure ratio across the membrane, and the corresponding area and compressor factors can be determined.

이러한 공정 변수들의 최적화는, 고압비와 그런 고압비에서 생산될 수 있는 보다 큰 생성물 흐름에서 높은 압축기 비용과 관련된 필요 동력간의 조합의 최적화를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 공기분리 적용에서는, 보다 큰 생성물 흐름은, 투과압이 대기압에서 일반적으로 및 편리하게 고정됨에 따라 높은 공급압력과 관계된다.Optimization of these process variables should be understood to include the optimization of the combination between the high pressure ratio and the required power associated with the high compressor cost at the larger product flows that can be produced at such a high pressure ratio. In air separation applications, larger product flows are associated with higher feed pressures as the permeation pressure is generally and conveniently fixed at atmospheric pressure.

상기 언급한 것과 같이, 생성물 흐름은 일정한 생성물 순도, 일정한 멤브레인 면적조작을 위해 높은 공급 압력에서 일반적으로 증가되고, 그 역도 또한 같다. 마찬가지로, 일정한 순도조작을 위해서는, 면적인자가 공급압이 증가함에 따라 일반적으로 감소한다. 게다가, 일정한 생성물 순도, 일정한 멤브레인 면적 조작을 위해서는, 공급물 흐름, 즉 압축기 흐름은 높은 공급압에서 일반적으로 증가하고, 그 역도 또한 같다. 그러한 관계는, 특정한 멤브레인 시스템 및 주어진 적용의 생성물 필요조건에 대해 최적화된 설계조건을 달성하기 위해 표시되는 조합을 바람직하게 최적화시키는 설계조건, 즉, 완전한 요구조건을 결정하는데 고려된다.As mentioned above, the product flow is generally increased at high feed pressures for constant product purity, constant membrane area manipulation, and vice versa. Likewise, for constant purity operation, the area self generally decreases as the supply pressure increases. In addition, for constant product purity, constant membrane area operation, the feed stream, ie the compressor stream, generally increases at high feed pressures and vice versa. Such a relationship is taken into account in determining the design conditions, i.e. the complete requirements, which preferably optimize the combinations indicated to achieve the design conditions optimized for the particular membrane system and the product requirements of a given application.

예시적인 공기분리 조작에서, 멤브레인 설비는 200psig의 공급가스압에서 작동하고 비투과성 가스로서 98% 질소 10,000ncfh를 제조하기 위하여 충분한 요구 조건으로 최적화된다. 만약 생성물 요구조건이 7,000ncfh로 감소하면, 이용할 수 있는 멤브레인 면적의 전체 이용은, 공급가스압을 145psig로 감소시킴에 의해 본 발명의 실시에서 유지될 수 있는데, 이때 생성물 순도는 본질적으로 설계순도 수준으로 유지된다. 감소된 공급가스압에 더하여, 7,000ncfh의 질소 생성물을 제조하기 위한 공급공기 흐름 필요조건도 또한 감소된다. 145psig의 보다 낮은 공급가스압에서는, 더욱 적은 양의 가스가 멤브레인을 통하여 투과하고, 더 적은 공급가스가 원하는 턴다운 제조를 달성하기 위해 요구된다. 위에서 언급한 턴다운 예에서, 원하는 생성물은 10,000ncfh에서 7,000ncfh로 줄어들고 공급 공기압은 200psig에서 145psig로 감소되며, 멤브레인 시스템에 대한 공급물 흐름인 압축기 흐름은 완전한 설계흐름의 72%인 것으로 나타난다. 따라서, 설계순도 수준으로 생성물을 제조하는 동안, 턴다운시에 이용할 수 있는 멤브레인 면적의 충분한 사용을 유지하기 위한 조건은, 설계공급 스트림 흐름으로 부터의 표시된 턴다운과 결합된, 예를들어 공급가스압의 감소에 의한 멤브레인을 가로지르는 구동력의 지시된 감소를 포함한다.In an exemplary air separation operation, the membrane plant is operated at a feed gas pressure of 200 psig and optimized to sufficient requirements to produce 98% nitrogen 10,000 ncfh as a non-permeable gas. If the product requirement is reduced to 7,000 ncfh, the overall utilization of the available membrane area can be maintained in the practice of the present invention by reducing the feed gas pressure to 145 psig, where the product purity is essentially at the design purity level. maintain. In addition to the reduced feed gas pressure, the feed air flow requirements for producing 7,000 ncfh of nitrogen product are also reduced. At a lower feed gas pressure of 145 psig, less gas is permeated through the membrane and less feed gas is required to achieve the desired turndown production. In the turndown example mentioned above, the desired product is reduced from 10,000 ncfh to 7,000 ncfh and the feed air pressure is reduced from 200 psig to 145 psig, and the compressor flow, the feed flow to the membrane system, appears to be 72% of the complete design flow. Thus, during production of the product at a design purity level, the conditions for maintaining sufficient use of the membrane area available at turndown are combined with the indicated turndown from the design feed stream flow, eg feed gas pressure. It includes the indicated reduction in driving force across the membrane by the reduction of.

턴다운시에 이루어지는 에너지 비축 양은 본 발명의 실시에 사용된 압축 장비의 형태에 좌우될 것이다. 다양한 용량제어 장치가 사용되는 압축장치의 형태에 따라 당해 기술에 사용될 수 있다는 것이 인정되어야 한다. 가변성 속도 모우터, 내부 재순환 밸브 및 흡입밸브 언로우더(unloader)는 본 발명에 의한 턴다운 압축장비에 사용될 수 있는 이용가능한 장치의 예이다.The amount of energy stockpile at turndown will depend on the type of compression equipment used in the practice of the present invention. It should be appreciated that various capacity control devices may be used in the art depending on the type of compression device used. Variable speed motors, internal recirculation valves and intake valve unloaders are examples of available devices that can be used in the turndown compression equipment according to the present invention.

압축장비, 즉, 흡입밸브 언로우더를 갖는 왕복운동하는 압축기로서, 흡입장소로 되돌아가기 위한 내부 밸브가 있는 오일 충만형 스크루우 압축기, 또는 다른 그러한 상업적으로 이용할 수 있는 장비는 턴다운을 위한 신호를 받고, 멤브레인을 가로지르는 이것의 공급 스트림 흐름과 압력비는 감소되고, 이것은 동력 인발을 감소시킨다. 본 발명의 자동화된 구현예에서는, 상기한 공정 컴퓨터는 주어진 요구신호인 흐름 또는 순도신호에 대해 사용될 수 있는 멤브레인을 가로지르는 유속 및 압력비를 최적화할 수 있도록 밸브 언로우더, 가변성 속도 모우터 등인 턴다운 메카니즘을 제어하고 압축장비를 자동적으로 세트할 수 있게 프로그램 될 수 있다.Compression equipment, ie reciprocating compressors with suction valve unloaders, oil filled screw compressors with internal valves for returning to the suction site, or other such commercially available equipment, may provide a signal for turndown. Receiving, its feed stream flow and pressure ratio across the membrane is reduced, which reduces power draw. In an automated embodiment of the present invention, the process computer is a turndown, such as a valve unloader, variable speed motor, etc., to optimize the flow rate and pressure ratio across the membrane that can be used for a given desired flow or purity signal. It can be programmed to control the mechanism and automatically set the compression equipment.

스크루우형 압축 시스템이 내부 재순환 밸브와 함께 사용되는 위에서 언급한 예시적 구현예에서는, 10,000에서 7,000ncfh 질소로의 턴다운을 위한 동력 인발은 설계값의 77%이다. 145psig의 감소된 공급가스압에서, 동력 인발은 설계값의 85%이다. 전체 동력 인발은 멤브레인을 가로지르는 구동력를 감소하기 위한 공급가스용적 및 공급가스압의 감소인 양 인자에 의해 감소되므로, 전체동력 인발은 설계의 77%의 85%, 또는 설계조건하의 동력 인발의 65%이다.In the above-mentioned exemplary embodiment where a screw-type compression system is used with an internal recirculation valve, the power draw for turndown from 10,000 to 7,000 ncfh nitrogen is 77% of the design value. At a reduced feed gas pressure of 145 psig, the power draw is 85% of the design value. Since the total power draw is reduced by both factors, the feed gas volume and the decrease in feed gas pressure to reduce the driving force across the membrane, the total power draw is 85% of the design 77%, or 65% of the power draw under the design conditions. .

본 발명의 턴다운 제어방법은 생성물 흐름 턴다운 보다는 생성물 순도 턴다운이 요구되는 구현에서 효과적으로 사용될 수 있다. 일정한 생성물 흐름에서 감소된 생성물 순도가 요구된다면, 생성물 흐름이 설계조건 수준으로 유지되는 동안, 멤브레인을 통과하는 압력차를 감소시키기 위해 공급압이 낮아질 수 있다. 그러한 구현예에서는 이용할 수 있는 전체 멤브레인 표면적은 턴다운 조작동안 다시 충분히 활용된다. 당해 분야의 통상 전문가는 위에서 언급한 공정 컴퓨터는 생성물 순도와 생성물 흐름 턴다운 제어를 동시에 설명하기 위해 자동적으로 압축 시스템 작동을 자동 조절하기 위해 쉽게 프로그램 된다는 것을 알 수 있을 것이다. 이 용도에서, 멤브레인을 가로지르는 구동력을 발생시키는 압력차는 생성물 순도 및 흐름 양자의 변화에 응하여 변할 것이고, 전체의 요구조건과 주어진 가스 또는 다른 유체분리 조작에 관련된 작동조건의 견지에서 최적화될 것이다.The turndown control method of the present invention can be effectively used in implementations where product purity turndown is required rather than product flow turndown. If reduced product purity is desired in a constant product flow, the feed pressure may be lowered to reduce the pressure differential across the membrane while the product flow is maintained at the design level. In such embodiments, the total membrane surface area available is again fully utilized during the turndown operation. Those skilled in the art will appreciate that the process computer mentioned above is easily programmed to automatically adjust the compression system operation to account for product purity and product flow turndown control simultaneously. In this application, the pressure differential that generates the driving force across the membrane will change in response to changes in both product purity and flow and will be optimized in view of the overall requirements and operating conditions associated with a given gas or other fluid separation operation.

턴다운 제어의 호율은 주어진 멤브레인 분리조작에 사용되는 압축 시스템 설계와, 멤브레인에 대한 공급 스트림 흐름을 효과적으로 제어하는 이것의 능력에 좌우된다는 것을 알 수 있다. 또한 본 발명의 턴다운 제어방법의 효율은 주어진 적용의 생성물 압력 필요조건에 민감하다는 것을 알 수 있다. 질소회수를 위한 공기분리의 상술한 예에서, 100psig의 최소 생성물 압력이 요구된다면, 턴다운의 한계는 압축 시스템의 최대 생성물 흐름의 45%일 것이다. 그러나, 대부분의 경우, 이 인자는 전체 턴다운 효율에 영향을 미치지 않는데, 왜냐하면, 전형적으로 최적화 설계 멤브레인 조작 압력은 요구되는 생성물 압력보다 상당히 더 높기 때문이다. 그러므로, 적용에서 많은 장점을 얻기 위해서는, 발명의 실시는 편리하고 가장 효과적인 턴다운 제어방법일 것이다. 당업자의 통상 전문가는 제어되는 전체 공정의 턴다운 조작의 중요성에 의해 보장되는 한계점까지 본 발명의 턴다운 방법이 바람직하게 최적화될 것이라는 것을 알 수 있을 것이다. 압축기 시스템과 설계작동 압력의 선택은 실제적인 상업적 조작에서 턴다운 효율과 배치성을 결정하는 주요변수이다.It can be seen that the rate of turndown control depends on the compression system design used for a given membrane separation operation and its ability to effectively control the feed stream flow to the membrane. It can also be seen that the efficiency of the turndown control method of the present invention is sensitive to the product pressure requirements of a given application. In the above example of air separation for nitrogen recovery, if a minimum product pressure of 100 psig is required, the limit of turndown will be 45% of the maximum product flow of the compression system. In most cases, however, this factor does not affect the overall turndown efficiency, since typically the optimized design membrane operating pressure is significantly higher than the product pressure required. Therefore, to obtain many advantages in the application, the practice of the invention will be a convenient and most effective turndown control method. One of ordinary skill in the art will appreciate that the turndown method of the present invention will preferably be optimized to the point that is guaranteed by the importance of the turndown operation of the overall process being controlled. The choice of compressor system and design operating pressure are the key determinants of turndown efficiency and placement in practical commercial operation.

본 발명은 낮은 공급유속 및 구동력 조건의 하나의 특별한 세트에 대한 설계조건으로부터의 턴다운에 단순히 관계된 것이 아니라, 상기한 설계조건과 여러가지 더 낮은 요구조건 사이의 상기한 조건의 조정, 또는 설계양 그리고/또는 순도보다 낮은 생성물 회수가 요구되는 경우인, 여러가지 낮은 요구조건들 사이의 조정에 관계된다는 것을 또한 인식하여야 한다. 설계조건이 원하는 생성물 흐름 및 순도에 관해 주어진 멤브레인 시스템의 전체 용량을 나타내더라도, 생성물 순도를 약간 손상하면서 생성물의 설계양보다 더 많이 또는 생성물 회수를 약간 손실하면서 상기한 설계순도의 생성물을 제조하기 위하여, 설계용량보다 더 큰 용량에서 멤브레인 시스템을 조작하는 것이 일반적으로 가능하다는 것을 또한 알아야 한다. 그런 설계조건 이상에서의 조작은 본 발명의 턴다운 특징에 관한 설계조건을 근본적으로 구성한다. 본원 설명으로부터, 생성물 흐름 또는 생성물 순도 요구조건중 어느 하나, 또는 둘다가 주어진 멤브레인 시스템에 대해 설계 생성물 흐름과 순도 수준보다 낮으면, 턴다운 조건이 효과가 있다는 것을 알 수 있다.The present invention is not merely concerned with the turndown from the design conditions for one particular set of low feed flow and drive force conditions, but the adjustment of the above conditions between the above design conditions and various lower requirements, or design quantities and It should also be appreciated that a relationship between various low requirements is involved, where product recovery of less than purity is required. Although the design conditions indicate the total capacity of a given membrane system with respect to the desired product flow and purity, in order to produce products of the design purity described above with a slight loss of product purity while slightly more than the product design quantity or a slight loss of product recovery. It should also be noted that it is generally possible to operate a membrane system at a capacity larger than the design capacity. Operation above such design conditions essentially constitutes the design conditions relating to the turndown feature of the present invention. From the description herein, it can be seen that turndown conditions are effective if either or both of the product flow or product purity requirements are lower than the design product flow and purity levels for a given membrane system.

턴다운 조건이 있는, 상기 언급한 질소 제조 구현예에 대한 공기분리가 그것의 예시적인 예인 광범위한 유체분리 조작으로 여기서 설명하고 청구된 턴다운 방법을 실시하는 것도 본 발명의 범위에 속한다. 그러한 조작은 투과성 멤브레인 시스템이 투과성이 더 적은 성분이 있는 유체 혼합물에서 좀더 쉽게 투과하는 성분을 분리하는데 효과적으로 사용될 수 있는 모든 경우를 포함한다. 탈황 장치에서와 같이, 수소함유 배기가스는 투과성 멤브레인 조작에서의 사용과 본 발명의 턴다운 제어방법을 위한 또다른 적당한 공급 스트림의 예이다. 이런 특성의 전형적인 배기가스는 약 45몰%의 수소, 25% 메탄, 25% 에탄 및 약간의 다른 탄화수소를 함유할 것이다. 멤브레인 시스템법은 상기한 수소를 원하는 순도수준, 예를들어 90%로 정화하는데 이용될 수 있다. 암모니아 정화가스 그리고 이산화탄소 및 메탄 분리로 부터의 수소회수는 본 발명의 턴다운 방법을 적당한 상태로 적용할 수 있는 다른 상업적 유체분리 조작의 예시적 예이다. 공기분리 적용이 대기압에서 투과하는 산소 스트림의 손쉬운 유출에 관하여 전술되었지만, 다른 적당하고 바람직한 압력조건이 본 발명의 여러가지 다른 구현예에 적합할 수 있다. 어떤 예에서는, 공기가스압을 낮추는 것에 의해서 보다는 투과압을 증가시켜 얻어지는 멤브레인을 가로지르는 구동력 감소와 함께, 턴다운 조건하에서 이용가능한 공급압력을 활용하는 것이 바람직할 수 있다. 물론, 달성되는 생성물 순도 및/또는 생성물 회수는 어떤 주어진 멤브레인 분리조작의 전체 요구조건에 따라 다소간 변할 수 있다.It is also within the scope of the present invention to implement the turndown method described and claimed herein with a wide range of fluid separation operations in which air separation for the above-mentioned nitrogen production embodiments with turndown conditions is an illustrative example thereof. Such manipulations include all cases where the permeable membrane system can be effectively used to separate more permeable components from fluid mixtures with less permeable components. As in the desulfurization apparatus, hydrogen containing exhaust gas is an example of another suitable feed stream for use in permeable membrane operation and for the turndown control method of the present invention. Typical exhaust gases of this nature will contain about 45 mole percent hydrogen, 25% methane, 25% ethane and some other hydrocarbons. The membrane system method can be used to purify the hydrogen described above to the desired purity level, for example 90%. Ammonia purge gas and hydrogen recovery from carbon dioxide and methane separation are illustrative examples of other commercial fluid separation operations in which the turndown process of the present invention can be applied as appropriate. Although air separation applications have been described above with regard to the easy outflow of oxygen streams permeating at atmospheric pressure, other suitable and preferred pressure conditions may be suitable for various other embodiments of the present invention. In some instances, it may be desirable to utilize the supply pressure available under turndown conditions, with a reduction in driving force across the membrane resulting from increasing the permeation pressure rather than by lowering the air gas pressure. Of course, the product purity and / or product recovery achieved can vary somewhat depending on the overall requirements of any given membrane separation operation.

본 발명의 턴다운 제어는 어떤 원하는 투과성 멤브레인 시스템에 대하여 사용될 수 있다. 따라서, 사용되는 멤브레인 재료는 예를들어, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트 등과 같은 셀룰로오스 유도체 ; 아릴 폴리아미드 및 아릴 폴리이미드를 포함하는 폴리아미드 및 폴리이미드 ; 폴리술폰 ; 폴리스티렌 등의 가스 또는 다른 유체 혼합물중의 보다 더 투과성인 성분을 선택적으로 투과시킬 수 있는 모든 적당한 재료일 수 있다. 어떤 원하는 형태의 투과성 멤브레인의 사용 또한 본 발명의 범위내에 있음이 인정되어야 한다. 따라서, 투과성 멤브레인은 다공성 지지층상에 위치한 멤브레인의 선택성 및 투과능력 특성을 결정하는 분리층이 있는 복합체 형태일 것이다. 비교적 조밀한 표면부가 멤브레인의 선택성 및 투과능력 특성을 결정하고 더 많은 다공부가 지지층을 제공하는 비대칭 타입 멤브레인 또한 사용될 수 있다. 조밀 멤브레인과 같은 다른 형태의 멤브레인이 또한 특별한 적용에 유용하다. 본 발명을 위한 투과성 멤브레인은 평판 시이트, 중공섬유, 스파이럴 운드(spiral wound), 또는 다른 원하는 형태와 같은 어떤 원하는 형태일 수 있으며, 중공섬유 멤브레인이 일반적으로 바람직하다. 중공섬유 또는 다른 원하는 형태의 멤브레인 재료는 일반적으로, 공급 스트림 비투과 부분을 분리제거하고 그것의 투과 부분을 제거하기 위해 구비된 도관수단과 함께, 공급물 유입구 및 투과출구측이 있는 중공섬유 다발, 주림진 평판 시이트 멤브레인 조립체 또는 스파이럴 운드통을 포함하는 멤브레인 모듀울로 조립된다. 모든 그러한 시스템은 본 발명에 의하여 효과적으로 턴다운되고, 그때 설치된 멤브레인 면은 모든 조작조건하에서 충분히 활용된다.The turndown control of the present invention can be used for any desired permeable membrane system. Thus, the membrane material used may include, for example, cellulose derivatives such as cellulose acetate, cellulose acetate butyrate and the like; Polyamides and polyimides including aryl polyamides and aryl polyimides; Polysulfone; It may be any suitable material capable of selectively permeating more permeable components in a gas or other fluid mixture such as polystyrene. It should be appreciated that the use of any desired type of permeable membrane is also within the scope of the present invention. Thus, the permeable membrane will be in the form of a composite with a separation layer that determines the selectivity and permeability characteristics of the membrane located on the porous support layer. Asymmetric type membranes may also be used in which relatively dense surface portions determine the selectivity and permeability properties of the membrane and more pores provide support layers. Other types of membranes, such as dense membranes, are also useful for particular applications. The permeable membrane for the present invention may be in any desired shape, such as flat sheet, hollow fiber, spiral wound, or other desired shape, with hollow fiber membranes being generally preferred. Hollow fiber or other desired type of membrane material is generally a hollow fiber bundle, with a feed inlet and a permeate outlet side, with conduit means provided for separating off the feed stream impermeable portion and removing the permeate portion thereof. It is assembled with a membrane modulus comprising a jean flat sheet membrane assembly or a spiral wound container. All such systems are effectively turned down by the present invention, and the membrane face then installed is fully utilized under all operating conditions.

본 발명은 이렇게 턴다운 제어의 매우 실용적이고 효과적인 수단을 제공한다. 멤브레인 시스템의 설치한 용량이 충분히 활용될 뿐만 아니라, 변할 수 있는 요구사항 또는 턴다운 조건에 대응하여 시동/정지 형태조작의 사용을 피할 수 있다. 결국, 멤브레인 시스템은 턴다운 조건하에서 생성물의 원하는 양과 질을 얻는데 통상적으로 사용할 수 있고, 멤브레인 시스템의 신뢰성은 감소된 하중, 턴다운 조건하에서 장비의 일정하고 안정된 조작으로 증가된다.The present invention thus provides a very practical and effective means of turndown control. Not only can the installed capacity of the membrane system be fully utilized, but the use of start / stop mode operations can be avoided in response to changing requirements or turndown conditions. As a result, membrane systems can be commonly used to obtain the desired quantity and quality of product under turndown conditions, and the reliability of the membrane system is increased with reduced load, constant and stable operation of the equipment under turndown conditions.

Claims (12)

설계조작 조건하에서 유체공급 스트림이, 원하는 공급물 유속 및 압력에서 덜 쉽게 투과할 수 있는 성분을 함유하는 상기한 공급 스트림중의 더욱 쉽게 투과하는 성분을 선택적으로 투과할 수 있는 설치된 멤브레인 표면적을 갖는 투과성 멤브레인 시스템의 공급측과 접촉하여 이송되고, 이때 소정량의 상기한 덜 쉽게 투과할 수 있는 성분은 비투과물로서 설계 공급 스트림 압력수준에서 회수되며 소정량의 더 쉽게 투과할 수 있는 성분은 투과물로서 낮은 압력수준에서 회수되고, 멤브레인을 가로지르는 상기한 공급 스트림 성분들의 분압은 상기한 투과성 멤브레인 분리를 위해 구동력을 제공하는 투과성 멤브레인 공정에 있어서, 턴다운 제어방법이 : (a) 멤브레인 시스템의 설치된 멤브레인 표면적을 충분히 활용하면서, 공급 스트림 유속과 멤브레인을 가로지르는 분압 구동력을, 얻어지는 투과 및 비투과물의 양과 순도가 설계양 및 순도수준이 되게 유지시키는 단계 ; (b) 투과 또는 비투과 생성물 스트림의 양 및 순도에 대해 감소된 요구조건의 기간 동안, 시스템의 설치된 멤브레인 표면적의 충분한 사용을 계속 유지하면서, 생성물 스트림이 감소된 요구조건의 상기한 턴다운 기간동안 원하는 턴다운 양 및 질로 멤브레인 시스템에서 회수되도록 공급물 유속과 멤브레인을 가로지르는 상기한 구동력을 감소시키는 단계 ; 그리고 (c) 투과 또는 비투과 생성물 스트림이 설계양 및 순도수준으로 얻어지는 설계 요구조건을 위한 단계(a)의 설계조건들과, 생성물 스트림이 상기한 설계수준보다 낮은 양 및 순도로 회수되는 보다 낮은 요구조건을 위한 단계(b) 동안의 보다 낮은 공급물 유속과 구동력 조건 사이의 공급물 유속과 멤브레인을 가로지르는 상기한 구동력을 조절하는 단계로 이루어 짐으로써, 가변성 요구조건하에서 이용가능한 멤브레인 표면적의 충분한 활용에 의해 멤브레인 공정의 효율이 증가되는 것을 특징으로 하는 턴다운 제어방법.Permeability with an installed membrane surface area under which design fluid conditions can selectively permeate more easily permeable components in the aforementioned feed streams that contain less permeable components at the desired feed flow rate and pressure. Conveyed in contact with the feed side of the membrane system, wherein a predetermined amount of said less easily permeable component is recovered as a non-permeate at the design feed stream pressure level and a predetermined amount of more easily permeable component is lower as a permeate. In a permeable membrane process which recovers at a pressure level and the partial pressure of the feed stream components across the membrane provides a driving force for the permeable membrane separation, the turndown control method comprises: (a) the installed membrane surface area of the membrane system; To make full use of the feed stream flow rate and membrane Horizontally across the partial pressure driving force, the step of the obtained transmission and non-transparent water quantity and purity maintained to be the design quantity and purity levels; (b) During the period of reduced requirements for the amount and purity of the permeate or non-permeable product stream, the product stream is desired during the turndown period of the reduced requirements, while maintaining sufficient use of the installed membrane surface area of the system. Reducing the feed flow rate and said driving force across the membrane to be recovered in the membrane system in turn down quantity and quality; And (c) the design conditions of step (a) for the design requirement that the permeate or non-permeable product stream is obtained at the design quantity and purity level, and the lower requirement that the product stream is recovered in an amount and purity lower than the design level described above. Adjusting the feed flow rate across the membrane and the feed flow rate between the lower feed flow rate and the driving force condition during step (b) for the conditions, thereby fully utilizing the membrane surface area available under variability requirements. Turndown control method characterized in that the efficiency of the membrane process is increased by. 제 1 항에 있어서, 멤브레인을 가로지르는 구동력이, 감소된 요구조건 기간동안 공급 스트림 압력을 감소시킴에 의해 단계(b)동안 감소됨을 특징으로 하는 턴다운 방법.The method of claim 1, wherein the driving force across the membrane is reduced during step (b) by reducing the feed stream pressure during the reduced requirement period. 제 1 항에 있어서, 투과물 스트림이 원하는 생성물 스트림임을 특징으로 하는 턴다운 방법.The method of claim 1 wherein the permeate stream is the desired product stream. 제 1 항에 있어서, 비투과물 스트림이 원하는 생성물 스트림임을 특징으로 하는 턴다운 방법.The method of claim 1 wherein the non-permeate stream is the desired product stream. 제 1 항에 있어서, 감소된 요구조건의 상기한 기간이 설계순도 수준으로 공급될 생성물의 설계양보다 적게 요구되는 기간을 포함함을 특징으로 하는 턴다운 방법.The method of claim 1, wherein said period of reduced requirements includes a period of time less than the amount of design of product to be supplied at a level of design purity. 제 1 항에 있어서, 감소된 요구조건의 상기한 기간이 설계양 수준으로 공급될 생성물의 설계순도보다 적게 요구되는 기간을 포함함을 특징으로 하는 턴다운 방법.2. The method of claim 1, wherein said period of reduced requirements includes a period of time less than the design purity of the product to be supplied at the design quantity level. 제 1 항에 있어서, 멤브레인을 가로지르는 구동력이, 감소된 요구조건의 기간동안 투과물 스트림 압력을 증가시킴에 의해 단계(b)동안 감소됨을 특징으로 하는 턴다운 방법.2. The turndown method of claim 1, wherein the driving force across the membrane is reduced during step (b) by increasing the permeate stream pressure during the period of reduced requirements. 제 3 항에 있어서, 상기 공급 스트림이 수소함유 스트림을 포함하고 상기 생성물 투과 스트림이 정화된 수소를 포함함을 특징으로 하는 턴다운 방법.4. The method of claim 3 wherein the feed stream comprises a hydrogen containing stream and the product permeate stream comprises purified hydrogen. 제 4 항에 있어서, 상기 공급 스트림이 공기를 포함하고, 상기 생성물 비투과 스트림이 질소부화 스트림을 포함하는 것을 특징으로 하는 턴다운 방법.5. The method of claim 4 wherein the feed stream comprises air and the product impermeable stream comprises a nitrogen enriched stream. 제 8 항에 있어서, 멤브레인을 가로지르는 구동력이, 감소된 요구조건의 기간동안 투과물 압력을 증가시킴에 의해 단계(b)동안 감소됨을 특징으로 하는 턴다운 방법.9. A method according to claim 8, wherein the driving force across the membrane is reduced during step (b) by increasing the permeate pressure during the period of reduced requirements. 제 9 항에 있어서, 멤브레인을 가로지르는 구동력이, 감소된 요구조건 기간동안 공급 스트림 압력을 감소시킴에 의해 단계(b)동안 감소됨을 특징으로 하는 턴다운 방법.10. The method of claim 9, wherein the driving force across the membrane is reduced during step (b) by reducing the feed stream pressure during the reduced requirement period. 제 1 항에 있어서, 투과성 멤브레인 시스템이 중공섬유 멤브레인을 함유하는 멤브레인 모듀울로 이루어짐을 특징으로 하는 턴다운 방법.The method of claim 1, wherein the permeable membrane system consists of a membrane modulus containing a hollow fiber membrane.
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