RU2322285C2 - Способ разделения газов, устройство для его осуществления (варианты) и способ изготовления мембраны для названного устройства - Google Patents

Способ разделения газов, устройство для его осуществления (варианты) и способ изготовления мембраны для названного устройства Download PDF

Info

Publication number
RU2322285C2
RU2322285C2 RU2003130957/15A RU2003130957A RU2322285C2 RU 2322285 C2 RU2322285 C2 RU 2322285C2 RU 2003130957/15 A RU2003130957/15 A RU 2003130957/15A RU 2003130957 A RU2003130957 A RU 2003130957A RU 2322285 C2 RU2322285 C2 RU 2322285C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
membrane
acid gas
gas
substrate
sol
Prior art date
Application number
RU2003130957/15A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2003130957A (ru
Inventor
Эдвард ГОБИНА (GB)
Эдвард Гобина
Original Assignee
Зе Роберт Гордон Юнивесити
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 Зе Роберт Гордон Юнивесити filed Critical Зе Роберт Гордон Юнивесити
Publication of RU2003130957A publication Critical patent/RU2003130957A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2322285C2 publication Critical patent/RU2322285C2/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/02—Inorganic material
    • B01D71/024—Oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/22—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/22—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
    • B01D53/228—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion characterised by specific membranes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/06—Tubular membrane modules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/06—Tubular membrane modules
    • B01D63/062—Tubular membrane modules with membranes on a surface of a support tube
    • B01D63/065—Tubular membrane modules with membranes on a surface of a support tube on the outer surface thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0039—Inorganic membrane manufacture
    • B01D67/0048—Inorganic membrane manufacture by sol-gel transition
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0039—Inorganic membrane manufacture
    • B01D67/0067—Inorganic membrane manufacture by carbonisation or pyrolysis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/12—Composite membranes; Ultra-thin membranes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/02—Inorganic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/02—Inorganic material
    • B01D71/021—Carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/02—Inorganic material
    • B01D71/021—Carbon
    • B01D71/0211—Graphene or derivates thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/02—Inorganic material
    • B01D71/0215—Silicon carbide; Silicon nitride; Silicon oxycarbide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/02—Inorganic material
    • B01D71/024—Oxides
    • B01D71/027—Silicium oxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/06—Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
    • C10L3/10—Working-up natural gas or synthetic natural gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2323/00—Details relating to membrane preparation
    • B01D2323/08—Specific temperatures applied
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2323/00—Details relating to membrane preparation
    • B01D2323/08—Specific temperatures applied
    • B01D2323/081—Heating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2323/00—Details relating to membrane preparation
    • B01D2323/12—Specific ratios of components used
    • 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
    • Y02C20/20—Capture or disposal of greenhouse gases of methane

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Quick-Acting Or Multi-Walled Pipe Joints (AREA)
  • Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)

Abstract

Изобретение относится к мембранному разделению газов и служит для извлечения и кислых газов из природного газа в скважинах при добыче углеводородов. Устройство содержит неорганическую мембрану, которая имеет разделяющую часть и пористую подложку. Разделяющая часть мембраны содержит высушенный пористый слой золя из отвержденного эластомера на основе силикона, что обеспечивает прохождение сквозь нее кислого газа и препятствует прохождению сквозь нее некислого газа. Изобретение позволяет эффективно разделять смеси газов, содержащие большое количество азота, диоксида углерода или сероводорода в предельно сложных условиях. 4 н. и 27 з.п. ф-лы, 1 табл. 9 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу и устройству разделения газов, в частности, к устройству, содержащему неорганические мембраны для извлечения кислых газов из природного газа.
Уровень техники
Известно, что месторождения природного газа, содержащие сравнительно большое количество азота, диоксида углерода или сероводорода, редко разрабатываются в связи с высокой стоимостью очистки смеси газов.
Загрязненный метан также часто образуется на свалках отходов, но его промышленному использованию обычно препятствуют расходы, связанные с его очисткой.
Существующие системы переработки обычно считаются нерентабельными при содержании диоксида углерода свыше 1,5%. Для удаления из природного газа диоксида углерода обычно используются химические газоочистители. В результате образуется большое количество отходов, которые подлежат соответствующей утилизации, что дополнительно увеличивает стоимость удаления диоксида углерода. Кроме того, механическое оборудование, используемое совместно с подобными химическими газоочистителями, имеет низкую надежность.
Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков и обеспечение эффективного разделения смеси газов, в том числе в предельно сложных условиях, которые встречаются, например, в скважинах при добыче углеводородов.
Сущность изобретения
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, предлагается устройство разделения газов для выделения по крайней мере одного первого газа из смеси, содержащей по крайней мере один первый газ и по крайней мере один второй газ, содержащее мембрану обеспечения прохождения сквозь нее по крайней мере одного первого газа с существенным препятствованием прохождению сквозь нее по крайней мере одного второго газа.
В предпочтительном варианте выполнения мембрана представляет собой неорганическую, в частности керамическую мембрану.
Первым газом может быть водяной пар, азот или, в предпочтительном варианте выполнения, диоксид углерода.
В предпочтительном варианте устройство выполняет разделение газовой смеси, содержащей природный газ и кислый газ, и кислый газ обычно является первым газом, а природный газ, в частности метан, является вторым газом.
В предпочтительных вариантах выполнения кислым газом является диоксид углерода, хотя первым газом могут быть и другие газы, например, первым газом может быть сероводород.
В предпочтительном варианте выполнения неорганическая мембрана имеет такую конфигурацию, чтобы в максимальной степени обеспечивался контакт газовой смеси с поверхностью неорганической мембраны. Желательно, чтобы неорганическая мембрана содержала по крайней мере одну трубку с отверстием. Как вариант, может использоваться группа трубок, а трубка может быть гофрированной или иметь извилистую форму. В соответствии с настоящим изобретением газовая смесь может пропускаться через отверстие трубок и разделяться.
Более предпочтительным является вариант выполнения, в котором по крайней мере одна трубка содержит внутреннюю трубку, установленную внутри непроницаемой второй наружной трубки с возможностью ввода смеси, содержащей по крайней мере один первый газ и по крайней мере один второй газ, в кольцевой канал (зазор) между внутренней и внешней трубками.
Желательно, чтобы устройство содержало графитовую заглушку, посредством которой внутренняя трубка установлена в наружной трубке.
В предпочтительном варианте выполнения неорганическая мембрана содержит средства для управления типом молекул газа, проходящих сквозь нее. Желательно, чтобы наружный диаметр внутренней трубки составлял 5-12 мм, в наилучшем варианте - 10 мм. Желательно, чтобы толщина внутренних трубок находилась в интервале 1,5-2 мм, в наилучшем варианте - 1,7 мм. Может использоваться любое число внутренних трубок, хотя в предпочтительном варианте число внутренних трубок должно быть от 10 до 50 в зависимости от расхода и чистоты газовой смеси. Предпочтительная длина внутренних трубок составляет 1 м.
В предпочтительном варианте выполнения неорганическая мембрана содержит несколько химически различающихся частей. Желательно, чтобы первая часть представляла собой разделяющую часть (слой) обеспечения прохождения по крайней мере одного первого газа сквозь мембрану с существенным препятствованием прохождению сквозь мембрану по крайней мере одного второго газа. Вторая часть в предпочтительном варианте является подложкой.
В предпочтительном варианте разделяющая часть состоит из любого из перечисленных ниже материалов, их комбинации, либо сразу из всех: оксид магния, гамма-алюминийоксид или молекулярное сито. В предпочтительном варианте молекулярное сито представляет собой углеродное молекулярное сито.
Подложка может содержать альфа-алюминийоксид, нержавеющую сталь, углерод, либо иной подходящий неорганический материал.
В предпочтительном варианте разделяющая часть находится на поверхности подложки и в том случае, если подложка представляет собой трубку, разделяющая часть может располагаться на поверхности внутреннего отверстия трубки. Слой (слои) разделяющей части могут располагаться в любом порядке, хотя в предпочтительных вариантах выполнения слой гамма-алюминийоксида укладывается на подложку первым. Обычно затем на слой гамма-алюминийоксида укладывается слой диоксида кремния (т.е. разделяющая часть содержит слой гамма-алюминийоксида и слой диоксида кремния, причем слой гамма-алюминийоксида расположен на подложке, а слой диоксида кремния расположен на слое гамма-алюминийоксида). Как вариант, в качестве дополнительного слоя может использоваться слой молекулярного сита.
В более предпочтительном варианте выполнения разделяющая часть обладает химическим сродством по отношению по крайней мере одного первого газа. Как вариант, вместо диоксида кремния и молекулярного сита может быть использован оксид металла из второй (II) группы, желательно оксид магния, или мембрана дополнительно содержит оксид металла группы II, посредством чего она имеет увеличенное химическое сродство мембраны в отношении по крайней мере одного первого газа.
В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения, предложено устройство разделения газов для выделения по крайней мере одного первого газа из смеси, содержащей по крайней мере один первый газ и по крайней мере один второй газ, причем устройство снабжено первой трубкой и второй трубкой, первая трубка содержит мембрану обеспечения прохождения сквозь нее по крайней мере одного первого газа и существенного препятствования прохождению сквозь нее по крайней мере одного второго газа, причем первая трубка установлена в основном внутри второй трубки и уплотнена относительно нее посредством графитовой заглушки.
Желательно, чтобы в качестве мембраны использовалась мембрана в соответствии с первым аспектом изобретения.
В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения, предложен способ изготовления описанного выше устройства разделения газов для выделения по крайней мере одного первого газа из смеси, содержащей по крайней мере один первый газ и по крайней мере один второй газ, содержащее мембрану обеспечения прохождения сквозь нее по крайней мере одного первого газа с существенным препятствованием прохождению сквозь нее по крайней мере одного второго газа, причем устройство содержит подложку и при осуществлении способа подложку погружают в золь, затем извлекают из золя и осуществляют ее сушку.
В предпочтительном варианте выполнения мембрана представляет собой неорганическую мембрану.
В предпочтительном варианте подложка представляет собой керамическую подложку.
Желательно, чтобы в качестве мембраны, изготовленной в соответствии со вторым аспектом изобретения, использовалась мембрана в соответствии с первой особенностью изобретения.
В предпочтительном варианте выполнения шаги погружения подложки в золь, извлечения из золя и сушки повторяют по крайней мере один раз. В более предпочтительном варианте упомянутые шаги способа повторяются дважды.
Желательно, чтобы золь находился в жидком состоянии и разделяющую часть (слой) мембраны образовывали по крайней мере частично посредством золя (чтобы золь образовывал по крайней мере часть разделяющей части). Желательно, чтобы золь покрывал подложку.
В предпочтительном варианте выполнения сушку подложки осуществляют посредством нагрева.
В некоторых вариантах выполнения способ может быть повторен и подложку покрывают вторым золем.
Как вариант, подложка может быть покрыта молекулярным ситом, желательно углеродным молекулярным ситом, вместо других золей, либо, что более желательно, вместе с другими золями. В таких вариантах выполнения осуществляют карбонизацию посредством нагрева подложки с углеродным молекулярным ситом в атмосфере аргона.
В соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения, предложен способ разделения газов для выделения по крайней мере одного первого газа из смеси, содержащей по крайней мере один первый газ и по крайней мере один второй газ, в котором приводят указанную смесь в соприкосновение с мембраной и обеспечивают прохождение по крайней мере одного первого газа сквозь мембрану и существенно предотвращают прохождение сквозь мембрану по крайней мере одного второго газа.
В предпочтительном варианте выполнения используют неорганическую мембрану.
В предпочтительном варианте выполнения способ в соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения используется совместно с устройством в соответствии с первым аспектом изобретения.
В некоторых вариантах выполнения разделение газов по изобретению осуществляют в условиях скважины, причем по крайней мере один первый газ и по крайней мере один второй газ возвращают на повторное использование.
Обычно по крайней мере один первый газ включает кислый газ. В предпочтительном варианте выполнения по крайней мере один первый газ включает диоксид углерода. В более предпочтительном варианте, могут быть извлечены по крайней мере один первый газ и по крайней мере один второй газ, пригодные для различных применений.
Обычно по крайней мере один второй газ включает углеводородный газ. В предпочтительном варианте по крайней мере один второй газ включает метан. Желательно, чтобы упомянутая смесь по существу представляла собой смесь метана и диоксид углерода.
В альтернативном варианте устройство и способ могут быть использованы для удаления диоксида углерода из азота. Устройство и способ в соответствии с любым аспектом изобретения могут также быть использованы для отделения другого газа, текучей среды или смесей жидкостей, например, для удаления сероводорода из метана.
Перечень фигур чертежей и иных материалов
Варианты выполнения настоящего изобретения будут далее описаны на примерах со ссылками на приложенные чертежи, на которых:
Фиг.1 представляет вид сбоку неорганической мембраны в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.2 представляет в увеличенном масштабе вид сбоку неорганической мембраны в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.3 представляет схематическое изображение трубки, содержащей неорганическую мембрану;
Фиг.4 представляет график зависимости коэффициентов извлечения и разделения от концентрации диоксида углерода в подаваемом газе для неорганической мембраны в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.5 графически представляет влияние времени нанесения на толщину мембраны из диоксида кремния в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.6 представляет схематическое изображение неорганической мембраны в соответствии с настоящим изобретением, иллюстрирующее проникновение и задерживание различных молекул;
Фиг.7 представляет первую электронную микрофотографию, иллюстрирующую структуру неорганической мембраны в соответствии с настоящим изобретением при увеличении в 2500 раз;
Фиг.8 представляет вторую электронную микрофотографию неорганической мембраны при увеличении в 1000 раз;
Фиг.9 представляет вид сбоку трубки, содержащей неорганическую мембрану.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Пример 1
На Фиг.1 и 2 показана неорганическая мембрана 1 в соответствии с настоящим изобретением. В общем мембрана 1 используется для удаления диоксида углерода CO2 из смеси газов, содержащей метан СН4 и диоксид углерода СО2, в соответствии с настоящим изобретением. Неорганическая мембрана 1 содержит керамическую подложку 2 с относительно высокой пористостью и разделяющую часть или слой 3.
Подложка 2 представляет собой несущий элемент с крупными порами, и в приведенном первом примере предпочтительного варианта выполнения подложка 2 содержит 76% альфа-алюминийоксида и 23% оксида титана, причем подложка 2 обычно имеет поры размером 500 нм и пористость 45%. Такая подложка 2 имеется в продаже, но в данном случае была использована только в качестве фильтра для микрофильтрации. Подложка 2 в альтернативном варианте может быть выполнена из любого другого подходящего материала, например карбида кремния, диоксида циркония, нержавеющей стали или углерода.
Разделяющий слой 3 в Примере 1 представляет собой слой диоксида кремния 3.
Мембрана 1 наносится путем многократного покрытия погружением. Подложка 2 многократно погружается в исходное вещество или "золь" (не показан) и высушивается с образованием напыленного слоя золя на подложке 2, в результате чего образуется мембрана 1.
Золь готовится путем смешивания девяти частей изопентана и одной части силиконового эластомера с получением прозрачного и бесцветного золя. Затем добавляется отвердитель, например препарат из серии Sylgard®, в количестве, эквивалентном одной десятой количества эластомера, и образующийся золь перемешивается при комнатной температуре.
Золь выдерживается в течение 5-30 мин (в наиболее предпочтительном варианте 20 мин), после чего подложка погружается в прошедший выдержку золь на время около 20 мин. Затем золь подвергается сушке и испарению с подложки 2 путем высушивания подложки 2 в печи при температуре 65°С в течение 24 ч с образованием слоя на подложке 2. Эта процедура повторяется несколько раз, до тех пор пока толщина слоя не достигнет требуемого значения, обычно в интервале 1-12 мкм, желательно 6 мкм. На Фиг.5 показана зависимость толщины мембраны от времени нанесения и количества погружений.
Когда молекула CO2 наталкивается на разделяющий слой 3 неорганической мембраны 1, она может быть адсорбирована в разделяющий слой 3 и может продолжать двигаться сквозь поры 5 в подложке 2. Молекула CO2 продолжает двигаться сквозь подложку 2 и улавливается вместе с другими молекулами CO2 любыми подходящими средствами.
Вероятность адсорбции молекулы CH4 в разделяющем слое 3 при ее столкновении с разделяющим слоем 3 неорганической мембраны 1, напротив, маловероятна, и она будет продолжать движение вдоль отверстия трубки неорганической мембраны 1, где она будет собрана вместе с другими молекулами СН4. Как правило, молекулы СН4 имеют меньшую склонность к образованию связи с разделяющим слоем 3, чем молекулы CO2.
В настоящее время диоксид углерода нагнетается в скважину для повышения величины выхода добываемой текучей среды из месторождения. Настоящее изобретение, таким образом, предоставляет средства для получения диоксид углерода в непосредственной близости к месту его использования. При этом образуется замкнутый контур, в котором диоксид углерода регенерируется из природного газа и может быть повторно использован в извлечении добываемых текучих сред. Действительно, отсутствует необходимость поднимать СО2 на поверхность, поскольку этот газ может быть подан от мембраны 1 к точке повторного нагнетания, что обеспечивает экономию средств и времени.
Неорганическая мембрана может быть выполнена в виде плоского листа или, в предпочтительном варианте, в виде тонких трубочек, имеющих внутренний диаметр, равный, например, 3-11 мм и наружный диаметр, равный, например, 5-12 мм. Смесь 4 газов направляется сквозь внутреннее отверстие этой трубчатой мембраны 1. Такие трубки могут быть гофрированными или иметь извилистую форму для увеличения числа столкновений между молекулами в смеси 4 газов и внутренней поверхностью неорганической мембраны 1.
Пример трубчатой конструкции, пригодной для использования в соответствии с настоящим изобретением, показан на Фиг.9. Имеющий форму трубки сосуд 9 из нержавеющей стали содержит внутреннюю трубку 11, впускные отверстия 13, 17 и заглушку 12. Внутренняя трубка 11 выполнена из неорганической мембраны 1, а наружная трубка 10 может быть выполнена из любого подходящего материала, например, нержавеющей стали. Обычно в каждом таком сосуде 9 используется приблизительно 10 трубок, хотя на Фиг.9 показан только один конец 15 одной трубки. В некоторых вариантах выполнения изобретения, характеризующихся высоким расходом, может использоваться более 10 трубок. В предпочтительном варианте выполнения заглушка 12 выполняется из графита, поскольку он может подвергаться сжатию, отличается инертностью, выдерживает высокие температуры, что обеспечивает проведение исследований проницаемости при повышенных температурах, и недорог. Законцовка второго конца 16 сосуда 9 на Фиг.9 не показана, но обычно она имеет конфигурацию, зеркальную конфигурации первого конца 15.
Смесь 4 газов вводится через впускное отверстие 13 в кольцевой зазор 14 между внутренней трубкой 11 и наружной трубкой 10. В данном примере производится отделение молекул СО2 от молекул СН4, но могут разделяться и другие смеси. Смесь 4 протекает по кольцевому зазору 14, при этом молекулы СО2 выборочно адсорбируются в неорганической мембране 1, которая образует трубку 11. Второй конец внутренней трубки 11 второго конца 16 сосуда 9 соответствует первому выпускному отверстию (не показан), а второй конец кольцевого зазора 14 сосуда 9 соответствует второму выпускному отверстию (не показано). Относительно чистые СН4 и СО2 отводятся по отдельности через соответствующие выпускные отверстия. Как вариант, во впускное отверстие 17 внутренней трубки 11 может подаваться вытесняющий газ 18 для повышения расхода в ней CO2.
Упрощенный вариант выполнения трубки 11 показан на Фиг.3, где сходные части имеют соответствующие обозначения.
Эффективность мембраны 1 в выделении СО2 из природного газа зависит как от ее геометрии в части площади поверхности и расхода, так и от характеристик мембраны 1. В выполненных к настоящему времени испытаниях исследовались только факторы, относящиеся к мембране, и не проводилось оптимизации геометрии. Поэтому для всех испытаний могут быть использованы стандартные условия испытаний.
В первом испытании вводится подаваемый газ с известными концентрациями СО2 и СН4 и массовым расходом, а проникающий газ пропускается через ротаметр и состав проникающего газа анализируется без учета вытесняющего газа. Этим определяется величина коэффициента разделения ступени (стадии). Задержанный газ свободно выпускается.
Для расчета коэффициента разделения ступени (SSF stage separation factor) используется следующая формула:
SSF = (концентр.СН4/концентр.СО2 в проникающем газе)/(концентр. СН4/концентр.СО2 в подаваемом газе)×100
Таким образом, чем меньше SSF, тем выше эффективность разделяющих средств (в данном случае мембран).
Во втором испытании вводится подаваемый газ с известным составом по CO2 и СН4 и известным массовым расходом, и задержанный газ пропускается через ротаметр с измерением концентраций в задержанном газе без учета вытесняющего газа. Этим определяется величина коэффициента извлечения ступени (SRF stage recovery factor). Проникающий газ свободно выпускается.
SRF вычисляется с использованием следующей формулы:
SRF = (концентр. СН4/концентр.СО2 в задержанном газе)/(концентр. СН4/концентр.СО2 в подаваемом газе)×100
Таким образом, чем выше SRF, тем выше эффективность разделяющих средств (в данном случае мембран). Параметры, влияющие на эффективность разделения, анализируются в публикации "Разделение промышленных газов", с.132-134 (Schell & Houston) и "Очистка газа, процессы, определяющие проницаемость мембран", с.1242-1245.
Результаты измерений SSF и SRF для рассматриваемого примера неорганической мембраны представлены на Фиг.4.
Измерения проводились при давлении 1 атмосфера и при сравнительно маленькой трубке. Можно полагать, что избирательность процесса отделения CO2 от СН4 будет возрастать при увеличении давления. Более того, использование более длинных трубок, либо двух-трех трубок меньшего размера, установленных последовательно, также повысит избирательность.
Пример 2
Неорганическая мембрана 1 в соответствии с изобретением содержит пористую керамическую подложку 2 и разделяющий слой 3, как показано на Фиг.1 и 2.
Отличие Примера 2 от Примера 1 состоит только в составе используемого разделяющего слоя 3. При описании Примера 2 признаки, общие для Примера 1 и Примера 2, не рассматриваются.
Разделяющий слой 3 в Примере 2 содержит слой гамма-алюминийоксида (не показан), размещенный на подложке 2, слой диоксида кремния (не показан) и углеродное молекулярное сито (не показано).
Для создания мембраны 1 в Примере 2 подложка 2 обрабатывается бемитовым золем при концентрации 0,6 моль/л (в качестве источника гамма-алюминийоксида) с использованием технологии покрытия погружением, описанной в Примере 1. Подложка 2 погружается в бемитовый золь приблизительно на две минуты. Мембрана затем оставляется на ночь на просушку на воздухе и нагревается до температуры 700-800°С со скоростью 1°С/мин. Этот процесс обычно повторяется три или более раз для достижения требуемой толщины слоя гамма-алюминийоксида на подложке 2, обычно в интервале 1-12 мкм, в предпочтительном варианте - 6 мкм.
При достижении требуемой толщины слоя гамма-алюминийоксида на подложке, производится нанесение слоя диоксида кремния или углеродного молекулярного сита для завершения формирования разделяющего слоя 3. Слой диоксида кремния наносится поверх гамма-алюминийоксида способом, описанным выше в Примере 1.
Для нанесения слоя углеродного молекулярного сита, подложка 2, покрытая оксидом алюминия/диоксидом кремния, погружается в раствор полиэфирамида концентрацией от 1 до 5 моль/л, а в предпочтительном варианте выполнения - 3 моль/л. Затем подложка 2 высушивается на воздухе. Карбонизация выполняется в атмосфере аргона, при этом температура изменяется по заранее определенному закону. В данном примере подложка нагревалась в интервале 20-80°С в течение 2 часов, затем в интервале 80-120°С в течение 4 часов, хотя могут быть использованы и отличающиеся законы изменения температуры. Этот процесс может быть повторен при необходимости для достижения требуемой избирательности CO2/CH4 и проницаемости для CO2.
Пример 3
Неорганическая мембрана 1 в соответствии с изобретением содержит подложку 2 из пористой керамики и разделяющий слой 3, как это показано на Фиг.1 и 2.
Пример 3 отличается от Примера 1 только составом используемого разделяющего слоя 3. Признаки, общие для Примера 1 и Примера 3, при изложении Примера 3 не описываются.
Разделяющий слой в Примере 3, в отличие от приведенных ранее Примеров 1 и 2, не содержит слоя диоксида кремния. Слой гамма-алюминийоксида нанесен непосредственно на подложку 2, как это подробно описано в Примере 2.
Затем подложка 2 подвергается химическому модифицированию посредством пропитывания его поверхности нитратом магния, Mg(NO3)2.
Mg(NO3)2 восстанавливается с образованием MgO, который при этом находится в порах разделяющего слоя так, что поверхностная концентрация составляет 4 ммоля на квадратный метр.
Химическое сродство между оксидом магния и диоксидом углерода увеличивает избирательность мембраны 1.
То, что неорганическая мембрана 1 является керамикой, может быть использовано для работы при высоких температурах и давлениях и в экстремальных условиях, например в скважине. Более того, керамические материалы обладают устойчивостью к кислотному разрушению; кислоты, например угольная кислота, обычно образуются в этих условиях при соединении CO2 и Н2О. Поэтому варианты выполнения изобретения могут быть использованы для разделения "влажных" газов, которые будут разрушать другие разделяющие средства. Керамические материалы также обладают высокой механической прочностью.
Варианты выполнения изобретения при использовании в скважине обладают преимуществом, состоящим в том, что удаление кислых газов производится до того, как они будут отводиться трубопроводом, благодаря чему снижается коррозия, вызываемая этими кислыми газами. Прохождение CO2 сквозь мембрану обеспечивает непрерывное получение сравнительно чистого метана при высоком давлении, что делает процесс высоко рентабельным.
В большинстве местностей существуют жесткие ограничения на выпуск в атмосферу вредного для окружающей среды диоксида углерода, поэтому некоторые варианты выполнения настоящего изобретения являются средством для удаления этого газа из природного раза перед сжиганием.
Устройство в соответствии с настоящим изобретением также может быть использовано в выхлопных трубах для удаления, например, СО2 из выхлопных газов. Например, выделяющийся на свалках загрязненный метан может быть очищен и использован затем в качестве топлива.
Изображение гибридных структур может быть получено с использованием дифракции рентгеновских лучей, сканирующей электронной микроскопией (SEM), поглощения азота, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, анализа поверхности с использованием уравнения Брунауэра, Эмметта и Теллера (BET) и энергодисперсионного рентгеновского анализа элементов на поверхности. Фотографии, полученные сканирующим электронным микроскопом, представлены на Фиг.7 и 8 при увеличении в 2500 и 1000 раз, соответственно.
Варианты выполнения настоящего изобретения могут быть использованы для разделения и других смесей газов и текучих сред. Например, N2 или H2S могут быть отделены от неочищенного природного газа при умеренно высоких температурах порядка 50-100°С. Это обеспечивается сравнительными размерами молекул CH4, N2, CO2, H2O и H2S, которые сведены в приведенной ниже таблице.
Молекула Размер, Å
СН4 3,8
СО2 3,3
N2 3,6
Н2О 2,7
H2S 3,6
(Мембрана) 3,6-3,7
Таким образом, даже несмотря на то, что молекула СН4 легче других молекул, и можно было бы ожидать, что ей проще других, более тяжелых молекул, проникнуть сквозь мембрану, оказалось, что мембраны в соответствии с изобретением обеспечивают пропускание более тяжелых молекул, при этом задерживая более легкие молекулы метана.
В предпочтительном варианте выполнения избирательность разделения CO2/СН4 составляет 150 при температуре 350°С; это означает, что на каждую прошедшую сквозь мембрану молекулу СН4, сквозь мембрану пройдет 150 молекул CO2. В предпочтительном варианте выполнения избирательность разделения CO2/N2 составляет 120 при температуре 350°С. Желательно, чтобы проницаемость молекул СО2 сквозь мембрану 1 превышала 4×10-7 моль/(м2.сПа) при температуре 350°С. Желательно, чтобы срок службы неорганической мембраны 1 превышал 500 часов при температуре 350°С в агрессивной среде.
Преимуществом керамических мембран при использовании их для очистки природного газа является их долговечность. Абсорбирующие свойства известных разделяющих средств обычно со временем снижаются, в то время как абсорбирующие свойства керамических материалов не ухудшаются со временем. Особенно долговечными оказываются варианты выполнения изобретения со слоем диоксида кремния. Другими преимуществами, связанными с использованием керамики для этих целей, могут быть повышение рабочих характеристик установки и сокращение потребления энергии. Керамические материалы могут также быть использованы для очистки смесей с высоким содержанием СО2, например, составляющим от 3 до 72% CO2.
В рамках области притязаний изобретения могут быть сделаны усовершенствования и модификации.

Claims (31)

1. Устройство разделения газов для выделения по крайней мере одного кислого газа из смеси, содержащей по крайней мере один кислый газ и по крайней мере один некислый газ, содержащее мембрану, представляющую собой неорганическую мембрану, которая имеет разделяющую часть обеспечения прохождения сквозь нее по крайней мере одного кислого газа с существенным препятствованием прохождению сквозь нее по крайней мере одного некислого газа, и пористую подложку, отличающееся тем, что разделяющая часть мембраны содержит высушенный пористый слой золя из отвержденного эластомера на основе силикона.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что разделяющая часть мембраны содержит гамма-алюминийоксид, извлеченный из бомитового золя.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что разделяющая часть мембраны содержит слой диоксида кремния, расположенный на слое гамма-алюминийоксида.
4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что на слой диоксида кремния нанесен слой углеродного молекулярного сита.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что мембрана неорганическая является керамической мембраной.
6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что разделяющая часть мембраны обладает химическим сродством по отношению по крайней мере одного кислого газа.
7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что мембрана предотвращает прохождение метана.
8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что мембрана обеспечивает прохождение диоксида углерода.
9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что мембрана содержит по крайней мере одну трубку с отверстием.
10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что по крайней мере одна трубка выполнена гофрированной или с извилистой формой.
11. Устройство по п.9, отличающееся тем, что по крайней мере одна трубка содержит внутреннюю трубку, установленную внутри непроницаемой второй наружной трубки с возможностью ввода смеси, содержащей по крайней мере один кислый газ и по крайней мере один некислый газ, в кольцевой канал между внутренней и внешней трубками.
12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что оно содержит графитовую заглушку, посредством которой внутренняя трубка установлена в наружной трубке.
13. Устройство по п.1, отличающееся тем, что мембрана содержит по крайней мере один материал из группы, включающей диоксид кремния, оксид магния, гамма-алюминийоксид и молекулярное сито.
14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что молекулярное сито является углеродным молекулярным ситом.
15. Устройство по п.1, отличающееся тем, что подложка содержит по крайней мере один материал из группы, включающей альфа-алюминийоксид, диоксид титана, карбид кремния, диоксид циркония, нержавеющую сталь и углерод.
16. Устройство по п.15, отличающееся тем, что слой гамма-алюминийоксида нанесен непосредственно на подложку.
17. Устройство по п.15 или 16, отличающееся тем, что мембрана дополнительно содержит оксид металла группы II, посредством чего она имеет увеличенное химическое сродство мембраны в отношении по крайней мере одного первого газа.
18. Устройство по п.17, отличающееся тем, что оксид металла группы II является оксидом магния.
19. Способ изготовления мембраны с возможностью выделения по крайней мере одного кислого газа из смеси, содержащей по крайней мере один кислый газ и по крайней мере один некислый газ, в котором берут пористую подложку, погружают ее в золь, содержащий эластомер на основе силикона с возможностью отверждения, извлекают из золя и осуществляют ее сушку, посредством чего формируют разделяющую часть на подложке.
20. Способ по п.19, отличающийся тем, что этапы погружения подложки в золь, извлечения из золя и сушки повторяют по крайней мере один раз.
21. Способ по п.19 или 20, отличающийся тем, что сушку подложки осуществляют посредством нагрева.
22. Способ по п.19, отличающийся тем, что подложку покрывают вторым золем.
23. Способ по п.19, отличающийся тем, что на подложку наносят материал с возможностью карбонизации, и осуществляют карбонизацию посредством нагрева подложки в атмосфере аргона для образования на ней углеродного молекулярного сита.
24. Способ разделения газов для выделения по крайней мере одного кислого газа из смеси, содержащей по крайней мере один кислый газ и по крайней мере один некислый газ, отличающийся тем, что приводят указанную смесь в соприкосновение с неорганической мембраной, содержащей разделяющую часть, которая снабжена высушенным пористым слоем золя из эластомера на основе силикона и подложкой, причем мембрана имеет проницаемость для газа, обеспечивающую прохождение по крайней мере одного кислого газа сквозь мембрану и существенного предотвращения прохождения сквозь мембрану по крайней мере одного некислого газа.
25. Способ по п.24, отличающийся тем, что разделение газов осуществляют в условиях скважины.
26. Способ по п.24, отличающийся тем, что по крайней мере один кислый газ и по крайней мере один некислый газ возвращают на повторное использование.
27. Устройство разделения газов для выделения по крайней мере одного кислого газа из смеси, содержащей по крайней мере один кислый газ и по крайней мере один некислый газ, отличающееся тем, что оно снабжено первой трубкой и второй трубкой, первая трубка содержит неорганическую мембрану, имеющую разделяющую часть с проницаемостью, обеспечивающей прохождение сквозь нее по крайней мере одного кислого газа с существенным препятствованием прохождению сквозь нее по крайней мере одного некислого газа, и пористую подложку, причем первая трубка установлена в основном внутри второй трубки и уплотнена относительно нее посредством графитовой заглушки.
28. Устройство по п.27, отличающееся тем, что разделяющая часть мембраны содержит высушенный пористый слой золя.
29. Устройство по п.28, отличающееся тем, что высушенный пористый слой золя содержит диоксид кремния.
30. Устройство по п.28, отличающееся тем, что высушенный пористый слой золя содержит гамма-алюминийоксид.
31. Устройство по п.28, отличающееся тем, что пористая подложка содержит по крайней мере один материал из группы, включающей альфа-алюминийоксид, диоксид титана, карбид кремния, диоксид циркония, нержавеющую сталь и углерод.
RU2003130957/15A 2001-03-16 2002-03-18 Способ разделения газов, устройство для его осуществления (варианты) и способ изготовления мембраны для названного устройства RU2322285C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB0106478.1 2001-03-16
GBGB0106478.1A GB0106478D0 (en) 2001-03-16 2001-03-16 Apparatus and method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003130957A RU2003130957A (ru) 2005-04-10
RU2322285C2 true RU2322285C2 (ru) 2008-04-20

Family

ID=9910794

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003130957/15A RU2322285C2 (ru) 2001-03-16 2002-03-18 Способ разделения газов, устройство для его осуществления (варианты) и способ изготовления мембраны для названного устройства

Country Status (10)

Country Link
US (2) US7048778B2 (ru)
EP (2) EP1368106B1 (ru)
AT (1) ATE475470T1 (ru)
BR (1) BR0207710B1 (ru)
CA (1) CA2441157C (ru)
DE (1) DE60237144D1 (ru)
GB (1) GB0106478D0 (ru)
MX (1) MXPA03007910A (ru)
RU (1) RU2322285C2 (ru)
WO (1) WO2002074421A1 (ru)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013169521A1 (en) * 2012-05-09 2013-11-14 Uop Llc Process and apparatus for removing contaminants from a gas stream
RU2507240C2 (ru) * 2008-02-20 2014-02-20 ДжиТиЭлПЕТРОЛ ЭлЭлСи Системы и способы для переработки водорода и моноксида углерода
RU2541064C1 (ru) * 2010-12-24 2015-02-10 Ренессанс Энерджи Рисерч Корпорейшн Устройство разделения газов, мембранный реактор и устройство производства водорода
RU2555905C1 (ru) * 2013-12-12 2015-07-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук Керамическая мембрана и способ ее приготовления

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0106478D0 (en) 2001-03-16 2001-05-02 Univ Robert Gordon Apparatus and method
AU2002330412B2 (en) * 2001-09-17 2007-11-29 Ngk Insulators, Ltd. Method for preparing DDR type zeolite film, DDR type zeolite film, and composite DDR type zeolite film, and method for preparation thereof
JP3933907B2 (ja) * 2001-10-23 2007-06-20 日本碍子株式会社 ガス分離体固定構造体及びそれを用いたガス分離装置
US7316727B2 (en) * 2004-03-19 2008-01-08 The Regents Of The University Of Colorado High-selectivity supported SAPO membranes
US7857167B1 (en) * 2005-08-29 2010-12-28 Anthony Scott Hollars Compressed gas cartridge permeation dispenser having a predictable permeation rate
US20070072949A1 (en) * 2005-09-28 2007-03-29 General Electric Company Methods and apparatus for hydrogen gas production
US8409326B2 (en) 2006-05-15 2013-04-02 The Regents Of The University Of Colorado High flux and selectivity SAPO-34 membranes for CO2/CH4separations
US20080011161A1 (en) 2006-07-17 2008-01-17 General Electric Company Carbon dioxide capture systems and methods
WO2008016292A1 (en) * 2006-08-01 2008-02-07 Hyflux Ceparation Nv Ceramic hollow fibre membrane, membrane module and method for producing the membrane
TW200904752A (en) 2007-03-09 2009-02-01 Univ Colorado Regents Synthesis of zeolites and zeolite membranes using multiple structure directing agents
US7914875B2 (en) 2007-10-29 2011-03-29 Corning Incorporated Polymer hybrid membrane structures
US7938894B2 (en) * 2008-02-14 2011-05-10 Conocophillips Company Hybrid organic-inorganic gas separation membranes
EP2210656A1 (en) * 2009-01-27 2010-07-28 General Electric Company Hybrid carbon dioxide separation process and system
US8177884B2 (en) * 2009-05-20 2012-05-15 United Technologies Corporation Fuel deoxygenator with porous support plate
US8679227B2 (en) 2010-04-29 2014-03-25 The Regents Of The University Of Colorado High flux SAPO-34 membranes for CO2/CH4 separation and template removal method
US8414683B2 (en) * 2010-05-28 2013-04-09 Uop Llc Integrated process for floating liquefied natural gas pretreatment
US8282707B2 (en) * 2010-06-30 2012-10-09 Uop Llc Natural gas purification system
CN102527259A (zh) * 2012-02-10 2012-07-04 南京工业大学 一种复合碳分子筛膜及其制备方法和应用
US10076620B2 (en) 2012-12-22 2018-09-18 Dmf Medical Incorporated Anesthetic circuit having a hollow fiber membrane
CN107866137B (zh) * 2016-09-28 2021-06-01 中国石油化工股份有限公司 一种烟气中二氧化碳的捕集方法
KR101958854B1 (ko) * 2017-07-11 2019-03-15 한국화학연구원 바이오메탄 정제장치

Family Cites Families (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3489693A (en) * 1967-04-03 1970-01-13 Automatic Sprinkler Corp Carbon dioxide absorbent
US3557011A (en) * 1967-07-31 1971-01-19 Mc Donnell Douglas Corp Co2 sorption material
US4056373A (en) * 1976-05-12 1977-11-01 Resource Systems, Inc. Hydrogen-purification apparatus with palladium-alloy filter coil
US4037891A (en) * 1976-07-01 1977-07-26 Tom Walters Gland seal compression
US4175153A (en) * 1978-05-16 1979-11-20 Monsanto Company Inorganic anisotropic hollow fibers
JPS55137209A (en) * 1979-04-09 1980-10-25 Mitsubishi Rayon Co Ltd Novel hollow fiber with fine pore and its production
US4350346A (en) * 1981-03-27 1982-09-21 Smith International, Inc. Heat resistant seal
US4394023A (en) * 1982-09-29 1983-07-19 Daniel Industries Inc. High temperature valve stem packing with coiled graphite seal rings
US4493715A (en) * 1982-12-20 1985-01-15 Phillips Petroleum Company Removal of carbon dioxide from olefin containing streams
US4640901A (en) * 1985-03-18 1987-02-03 University Of Cincinnati High temperature membrane
JPH01236918A (ja) 1988-03-16 1989-09-21 Nitto Denko Corp 有機溶剤蒸気の分離回収方法
DE69007528T2 (de) * 1989-04-28 1994-06-30 Shell Int Research Veränderte Membran.
US5030351A (en) * 1989-06-09 1991-07-09 Massachusetts Institute Of Technology Process for the preparation of a binary membrane top layer
US5498278A (en) * 1990-08-10 1996-03-12 Bend Research, Inc. Composite hydrogen separation element and module
NL9100217A (nl) * 1991-02-07 1992-09-01 Univ Delft Tech Moleculaire-zeefkristallen bevattend anorganisch composietmembraan.
US5637544A (en) * 1991-06-06 1997-06-10 Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona Reactive membrane for filtration and purification of gases of impurities and method utilizing the same
US5183482A (en) * 1991-06-19 1993-02-02 Texaco Inc. Separation by membrane techniques
JPH0557162A (ja) * 1991-08-28 1993-03-09 Nok Corp 薄膜積層多孔質アルミナ中空糸の製造法
SE470179B (sv) * 1992-02-20 1993-11-29 Metpump Ab Pumpanordning för pumpning av smält metall
TW242120B (ru) 1992-06-24 1995-03-01 Air Prod & Chem
US5261932A (en) 1992-09-01 1993-11-16 Air Products And Chemicals, Inc. Process for recovering oxygen from gaseous mixtures containing water or carbon dioxide which process employs ion transport membranes
US5411721A (en) * 1992-12-29 1995-05-02 Uop Process for the rejection of CO2 from natural gas
US5286280A (en) * 1992-12-31 1994-02-15 Hoechst Celanese Corporation Composite gas separation membrane having a gutter layer comprising a crosslinked polar phenyl-containing - organopolysiloxane, and method for making the same -
US5451386A (en) * 1993-05-19 1995-09-19 The State Of Oregon Acting By And Through The State Board Of Higher Education On Behalf Of Osu Hydrogen-selective membrane
JP3358350B2 (ja) * 1994-03-31 2002-12-16 エヌオーケー株式会社 多層薄膜積層多孔質セラミックス中空糸の製造法
AU711013B2 (en) * 1994-07-08 1999-10-07 Exxon Research And Engineering Company A zeolite containing composition with a selectivity enhancing coating
JPH0871386A (ja) * 1994-08-31 1996-03-19 Kyocera Corp 二酸化炭素分離膜及びその製造方法
US6315968B1 (en) * 1995-01-18 2001-11-13 Air Products And Chemicals, Inc. Process for separating acid gases from gaseous mixtures utilizing composite membranes formed from salt-polymer blends
JP3361655B2 (ja) * 1995-05-10 2003-01-07 エヌオーケー株式会社 多孔質セラミックス複合中空糸膜およびその製造法
EP0829299A4 (en) * 1995-05-26 1999-02-10 Hitachi Chemical Co Ltd MATERIAL TO CLEAN THE AMBIENT AIR
KR0158431B1 (ko) * 1995-06-23 1998-11-16 윤덕용 수소분리용 무기재료막의 제조방법
US5772735A (en) * 1995-11-02 1998-06-30 University Of New Mexico Supported inorganic membranes
JP3336177B2 (ja) * 1995-12-25 2002-10-21 京セラ株式会社 無機分離膜の製造方法
US6471745B1 (en) * 1996-06-28 2002-10-29 University Of Delaware Nanoporous carbon catalytic membranes and method for making the same
JP3647985B2 (ja) 1996-08-09 2005-05-18 カネボウ株式会社 分子ふるい炭素膜およびその製造法
US6494937B1 (en) * 2001-09-27 2002-12-17 Idatech, Llc Hydrogen purification devices, components and fuel processing systems containing the same
DE59712113D1 (de) * 1996-11-07 2005-01-13 Bucher Guyer Ag Masch Membranmodul für eine anlage zur membrantrennung
US6296686B1 (en) * 1998-06-03 2001-10-02 Praxair Technology, Inc. Ceramic membrane for endothermic reactions
DE60031245D1 (de) * 1999-02-02 2006-11-23 Virginia Tech Intell Prop Membran auf basis von silizium selektiert gegenüber wasserstoff
WO2000058603A1 (en) * 1999-03-27 2000-10-05 Chevron U.S.A. Inc. Method and apparatus for wellbore gas separation
JP2000334250A (ja) * 1999-05-31 2000-12-05 Kyocera Corp ガス分離フィルタおよびその製造方法
US6152986A (en) * 1999-07-07 2000-11-28 Ppg Industries Ohio, Inc. Method of enriching chlorine gas
US6299669B1 (en) * 1999-11-10 2001-10-09 The University Of Texas System Process for CO2/natural gas separation
JP2001276586A (ja) * 2000-03-29 2001-10-09 Kyocera Corp ガス分離膜およびその製造方法
GB0106478D0 (en) 2001-03-16 2001-05-02 Univ Robert Gordon Apparatus and method
US20020189445A1 (en) * 2001-04-25 2002-12-19 Miller Stephen J. Process for the wellbore separation of CO2 from hydrocarbon gas
US6688477B2 (en) * 2001-05-03 2004-02-10 Air Products And Chemicals, Inc. Composite membranes
US6716275B1 (en) * 2001-12-11 2004-04-06 Sandia Corporation Gas impermeable glaze for sealing a porous ceramic surface
US6730364B2 (en) * 2002-03-28 2004-05-04 National Science Council Preparation of carbon molecular sieve membranes on porous substrate

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ДЫТНЕРСКИЙ Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии: Учебник для вузов, издание 2-е, часть 2. Массообменные процессы и аппараты. - М.: Химия, 1995, с.349-351, с.320. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2507240C2 (ru) * 2008-02-20 2014-02-20 ДжиТиЭлПЕТРОЛ ЭлЭлСи Системы и способы для переработки водорода и моноксида углерода
US8753427B2 (en) 2008-02-20 2014-06-17 Gtlpetrol Llc Systems and processes for processing hydrogen and carbon monoxide
RU2541064C1 (ru) * 2010-12-24 2015-02-10 Ренессанс Энерджи Рисерч Корпорейшн Устройство разделения газов, мембранный реактор и устройство производства водорода
WO2013169521A1 (en) * 2012-05-09 2013-11-14 Uop Llc Process and apparatus for removing contaminants from a gas stream
RU2555905C1 (ru) * 2013-12-12 2015-07-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук Керамическая мембрана и способ ее приготовления

Also Published As

Publication number Publication date
BR0207710B1 (pt) 2012-07-10
WO2002074421A1 (en) 2002-09-26
US20060112822A1 (en) 2006-06-01
GB0106478D0 (en) 2001-05-02
ATE475470T1 (de) 2010-08-15
DE60237144D1 (de) 2010-09-09
RU2003130957A (ru) 2005-04-10
US20040134347A1 (en) 2004-07-15
US7048778B2 (en) 2006-05-23
EP1920818A2 (en) 2008-05-14
EP1920818A3 (en) 2008-08-13
EP1368106B1 (en) 2010-07-28
EP1368106A1 (en) 2003-12-10
CA2441157C (en) 2011-09-06
US7297184B2 (en) 2007-11-20
CA2441157A1 (en) 2002-09-26
BR0207710A (pt) 2004-03-09
MXPA03007910A (es) 2004-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2322285C2 (ru) Способ разделения газов, устройство для его осуществления (варианты) и способ изготовления мембраны для названного устройства
Yang et al. DDR-type zeolite membrane synthesis, modification and gas permeation studies
US8043418B2 (en) Gas separator apparatus
US7988861B2 (en) Materials based on tangled nanotubes or nanofibres, preparation method thereof and use of same
WO2007025104A2 (en) Membranes for nanometer-scale mass fast transport
JP2011502042A (ja) 非晶質シリカのハイブリッド膜構造
CN113613764A (zh) 沸石膜复合体、沸石膜复合体的制造方法、沸石膜复合体的处理方法及分离方法
US9242876B2 (en) Methods, systems and membranes for separation of organic compounds from liquid samples
Rodrigues et al. Porous hydrophobic-hydrophilic Janus membranes for nondispersive membrane solvent extraction
Basile et al. Current Trends and Future Developments on (bio-) Membranes: Microporous Membranes and Membrane Reactors
CN111902202B (zh) 陶瓷支撑体、沸石膜复合体、沸石膜复合体的制造方法以及分离方法
JP2001232156A (ja) 分子ふるい炭素膜を用いた浸透気化分離方法または蒸気分離方法
Chai et al. Preparation and characterization of metal-dispersed alumina membranes for selective separation of hydrogen
JP7374320B2 (ja) 分離膜複合体、分離膜複合体の製造方法および分離方法
JP7227031B2 (ja) ゼオライト膜付多孔質支持体、その製造方法、及びそれを用いた窒素の分離方法
JP2010274174A (ja) 炭素膜複合体および分離膜モジュール
US20240181399A1 (en) Processing method of separation membrane complex and processing apparatus for separation membrane complex
Yildirim et al. An experimental study of CO2 separation using a silica based composite membrane
Kajama et al. Preparation and characterization of inorganic membranes for hydrocarbon separation from N2 for environmental applications.
Ho et al. Systems, compositions, and methods for fluid purification
EP4238631A1 (en) Gas separation method and device
WO2024048637A1 (ja) 液体燃料製造システムおよび液体燃料の製造方法
US20230330603A1 (en) Separation membrane complex and method of producing separation membrane complex
Eguchi et al. Selective hydrogen permeation through metal-dispersed porous alumina membrane
WO2010070991A1 (ja) 液体混合物用分離膜、それを用いた液体混合物の組成変化方法、及び液体混合物分離装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130319