SA112330171B1 - طريقة وجهاز لفصل خام تغذية يحتوي على غاز مختلط - Google Patents
طريقة وجهاز لفصل خام تغذية يحتوي على غاز مختلط Download PDFInfo
- Publication number
- SA112330171B1 SA112330171B1 SA112330171A SA112330171A SA112330171B1 SA 112330171 B1 SA112330171 B1 SA 112330171B1 SA 112330171 A SA112330171 A SA 112330171A SA 112330171 A SA112330171 A SA 112330171A SA 112330171 B1 SA112330171 B1 SA 112330171B1
- Authority
- SA
- Saudi Arabia
- Prior art keywords
- membrane
- absorption
- absorption liquid
- liquid
- desorption
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 137
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 126
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 114
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 113
- 238000003795 desorption Methods 0.000 claims abstract description 45
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 27
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000012466 permeate Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000047 product Substances 0.000 claims abstract description 9
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 21
- -1 poly(1-trimethylsilyl-1-propyne) Polymers 0.000 claims description 18
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 13
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 13
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 7
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-O Imidazolium Chemical compound C1=C[NH+]=CN1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 2
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-O pyridinium Chemical compound C1=CC=[NH+]C=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 claims 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 abstract description 28
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 abstract description 28
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 abstract description 11
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 33
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 description 11
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 7
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 6
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 6
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 5
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 3
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 3
- 150000003949 imides Chemical class 0.000 description 3
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 3
- 239000012465 retentate Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N Dimethyl ether Chemical compound COC LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 description 2
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 238000000935 solvent evaporation Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- JFZKOODUSFUFIZ-UHFFFAOYSA-N trifluoro phosphate Chemical compound FOP(=O)(OF)OF JFZKOODUSFUFIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCTWTZJPVLRJOU-UHFFFAOYSA-O 1-methylimidazole Chemical compound CN1C=C[NH+]=C1 MCTWTZJPVLRJOU-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- SLMFWJQZLPEDDU-UHFFFAOYSA-N 4-methylpent-2-yne Chemical compound CC#CC(C)C SLMFWJQZLPEDDU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000220450 Cajanus cajan Species 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001649081 Dina Species 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- XSGKJXQWZSFJEJ-UHFFFAOYSA-N bis(trifluoromethylsulfonyl)azanide;butyl(trimethyl)azanium Chemical compound CCCC[N+](C)(C)C.FC(F)(F)S(=O)(=O)[N-]S(=O)(=O)C(F)(F)F XSGKJXQWZSFJEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IUNCEDRRUNZACO-UHFFFAOYSA-N butyl(trimethyl)azanium Chemical compound CCCC[N+](C)(C)C IUNCEDRRUNZACO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 125000006340 pentafluoro ethyl group Chemical group FC(F)(F)C(F)(F)* 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 1
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 210000003660 reticulum Anatomy 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 125000002023 trifluoromethyl group Chemical group FC(F)(F)* 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/14—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 absorption
- B01D53/1425—Regeneration of liquid absorbents
-
- 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
- B01D53/14—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 absorption
- B01D53/1456—Removing acid components
- B01D53/1462—Removing mixtures of hydrogen sulfide and carbon dioxide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/36—Pervaporation; Membrane distillation; Liquid permeation
- B01D61/363—Vapour permeation
- B01D61/3631—Vapour permeation comprising multiple vapour permeation steps
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D19/00—Degasification of liquids
- B01D19/0031—Degasification of liquids by filtration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2252/00—Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
- B01D2252/30—Ionic liquids and zwitter-ions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
- B01D2256/16—Hydrogen
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
- B01D2256/24—Hydrocarbons
- B01D2256/245—Methane
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/30—Sulfur compounds
- B01D2257/304—Hydrogen sulfide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/50—Carbon oxides
- B01D2257/504—Carbon dioxide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
- B01D2311/26—Further operations combined with membrane separation processes
- B01D2311/2626—Absorption or adsorption
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/22—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
- B01D53/229—Integrated processes (Diffusion and at least one other process, e.g. adsorption, absorption)
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/36—Pervaporation; Membrane distillation; Liquid permeation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
Abstract
الملخـــص: يتعلق الاختراع الحالي بطريقة لفصل غازات directed to a method في تيار خام تغذية غازي مختلط mixed gas feed stream ، وبجهاز لتنفيذ الطريقة المذكورة. تشتمل طريقة الاختراع على : 1) تلامس تيار خام تغذية غازي مختلط mixed gas feed stream مع سائل امتصاص absorption liquid في عمود امتصاص absorption column عند ضغط 1 بار أو أكثر، ويكون سائل الامتصاص المذكور انتقائي لامتصاص واحد أو أكثر من الغازات في تيار خام تغذية غازي مختلط حتى يتم امتصاص جزء من الغاز في تيار خام تغذية غازي مختلط بواسطة سائل الامتصاص الذي يؤدي إلى سائل امتصاص مشبع rich absorption liquid؛ 2) توليد جزء على الأقل من سائل الامتصاص بواسطة تلامس سائل الامتصاص المشبع مع غشاء المج desorption membrane ، حيث يكون الضغط في جانب ناتج احتجاز غشاء المج على الأقل 1 بار بصورة أعلى من الضغط في جانب نفاذ الغشاء المج حتى يمج جزء على الأقل من الغاز الممتص من سائل الامتصاص المشبع وينفذ من خلال غشاء المج حتى يتم تكوين سائل الامتصاص غير المشبع forming a lean absorption liquid ؛ و 3) إعادة تدوير جزء على الأقل من سائل الامتصاص غير المشبع إلى الخطوة i) لملامسة تيار خام تغذية غازي مختلط mixed gas feed stream .
Description
_ 7 ل طريقة وجهاز لفصل خام تغذية يحتوي على غاز مختلط Method and apparatus for separating mixed gas feed الوصف الكامل خلفية الاختراع يتم توجيه الاختراع لطريقة فصل الغازات في تيار خام تغذية غازي مختلط mixed gas feed stream وبجهاز لتنفيذ الطريقة المذكورة. تكون إزالة الغازات المحددة من تيارات الغازات للعديد من العمليات المتطلبة من أجل تنقية تيارات © تغذية lll أو استخلاص المنتجات المحددة. وتتمتل احدى التكنولوجيات المستخدمة الأكثر شيوعاً في امتصاص الملوثات (التنقية (purification أو المنتج المرغوب فيه (الاستخلاص (recovery في سائل امتصاص absorption liquid انتقائي. تتمثل مشكلة الفصل المعروفة على نحو عام في إزالة الملوثات الحمضية hydrogen sulphide Jie من الخلائط الغازية ٠ gaseous mixtures ٠ وعلى سبيل المثال؛ غالباً ما يتم تلوث الغاز الطبيعي natural gas بكميات كبيرة من ثاني أكسيد الكريون carbon dioxide و/أو hydrogen sulphide (وتحديداً أثناء المراحل اللاحقة لاستخلاص الغاز الطبيعي natural gas ) . وتتعلق كمية الغاز القابل للاستخلاص مباشرةٍ بتكاليف إزالة هذه الغازات الحمضية acid gases - وثم تطوير العديد من العمليات لإزالة هذه الغازات الحمضية acid gases . Yo كمثال AT يمكن ذكر إزالة ثاني أكسيد الكربون carbon dioxide من الخلائط الغازية gaseous mixtures (تحديداً الخلائط التي تشتمل على hydrogen وثاني أكسيد الكربون). ويشتمل هذا
ا على احتجاز ما قبل الاحتراق لثاني أكسيد الكربون carbon dioxide الذي يكون صورة من معالجة غاز hydrogen أو التخليق synthesis يمكن اعتبار العديد من سوائل الامتصاص absorption liquids . وتشتمل سوائل الامتصاصض المناسة على المذيبات الكيمائية chemical solvents (التي يعتمد بالنسبة لها بصورة رئيسية على © التفاعلات الكيميائية yu chemical reactions المذيب solvent والمكون الغازي gaseous (component بالإضافة إلى المذيبات الفيزيائية physical solvents (التي يعتمد بالنسبة لها الامتصاص على قابلية ذويان المكون الغازي بدلأت من التفاعل الكيميائي reaction 0811681 مع المذيب). غالباً ما يتم استخدام موائع الامتصاص الفيزيائية physical absorption fluids عند الضغط ٠ الماص المرتفع (الجزثي) ويتم استخدامها بصورة نمطية في العمليات على أساس الامتصاص تحت الضغط العالي ثم المج عند الضغط المنخفض desorption at low pressure . وعادة ما يتم تلامس تيار خام تغذية غازي مختلط mixed gas feed stream بسائل الامتصاص absorption 0 في عمود امتصاص absorption column محشو packed أو مسطح tray وبعد امتصاص الغاز بواسطة سائل الامتصاص ؛ يمكن إعادة توليد سائل الامتصاص. وعادة ما يتم تحقيق هذا بواسطة تسخين سائل الامتصاص و/أو تقليل الضغط حتى يتم فصل الغاز الممتص من معالجة أخرى محتملة. ويؤدي هذا إلى متطلبات الطاقة العالية سواء لتسخين المذيب solvent أو لإعادة تكييف الضغط سائل الامتصاص اضغط التشغيل في خطوة الامتصاص. ومن ثم؛ عادة ما تكون خطوةٌ إعادة التوليد مكثفة الطاقة efficient regeneration وتسبب تكاليف عالية للتشغيل.
ةا
الوصف العام للاختراع
يتمثل Ga الاختراع في توفير طريقة لفصل تيار خام تغذية غازي مختلط mixed gas feed
+ absorption liquid وتستخدم هذه الطريقة إعادة توليد فعالة التكلفة لسائل الامتصاص stream
اكتشف المخترعون أن هذا الهدف يمكن تلبيته بواسطة توفير عملية الامتصاص mally المدمجة © حيث يتم الاحتفاظط بسائل الامتصاص في ضغط مرتفع liquid is maintained at elevated
.pressure
Tay, لذلك؛ في جانب أول يتم توجيه الاختراع إلى طريقة لفصل الغازات في تيار خام تغذية غازي
: وتشتمل على mixed gas feed stream مختلط
0 تلامس تيار خام تغذية غازي مختلط mixed gas feed stream مع سائل الامتصاص
absorption liquid ٠ في عمود امتصاص absorption column و/أو وحدة امتصاص غاز الغشاء membrane gas absorption unit عند ضغط ١ بار أو أكثرء ويكون سائل الامتصاص المذكور انتقائي لامتصاص واحد أو أكثر من الغازات في تيار خام تغذية (gle مختلط mixed gas feed
Is stream يتم امتصاص جزء من الغاز في تيار خام تغذية غازي مختلط بواسطة سائل الامتصاص الذي يؤدي إلى سائل امتصاص مشبع؛
(v ١٠ إعادة regenerating ag جزء على الأقل من سائل الامتصاص بواسطة تلامس سائل الامتصاص المشبع مع غشاء المج desorption membrane ؛ Cua يكون الضغط في جانب ob احتجاز غشاء المج على الأقل ١ بار بصورة أعلى من الضغط في جانب نفاذ الغشاء المج حتى يمج جزء على الأقل من الغاز الممتص من سائل الامتصاص المشبع وينفذ من خلال غشاء المج حتى يتم تكوين سائل الامتصاص غير المشبع forming a lean absorption liquid ؛ و
eo - - sale) (v تدوير جزء على الأقل من سائل الامتصاص absorption liquid غير المشبع إلى الخطوة (i لملامسة تيار تغذية الغاز المختلط -contacting with the mixed gas feed stream اكتشف المخترعون أن هذه الطريقة تكون مفيدة بدجة كبيرة. وحيث أن سائل الامتصاص يكون عند ضغط le أثناء كلاً من خطوة الامتصاص بالإضافة إلى خطوة المج؛ يكون استهلاك طاقة © أقل إلى حد كبير متطلباً للحفاظ على ضغط سائل الامتصاص أو الزيادة المحتملة لضغط سائل الامتصاص لخطوة الامتصاص بعد إعادة التوليد ٠ recycling أيضاً يمكن توصيل الغاز المنفصل sh) الغاز الذي ينفذ من خلال غشاء المج desorption membrane ) في ضغط مرتفع. ويكون هذا مفيداً بصورة كبيرة حيث أنه يسمح باستهلاك طاقة الانضغاط compression-energy الأقل عند إعادة حقن الغاز المنفصل. على سبيل المثال؛ عادة Ve ما يتطلب تخزين الغاز المنفصل «CCS) CO; Jin فصل وتخزين الكربون carbon separation (and storage الانضغاط على ثلاثة مراحل؛ حيث أن الخطوة الأولى تحديداً يكون مستهلكة للطاقة بدرجة كبيرة. وتمثل هذه الخطوة الأولى أكثر من ثلث التكاليف. وإذا كان من الممكن توصيل الغاز المنفصل تحت الضغط؛ قد يكون من الممكن التخلي عن خطوة الانضغاط الأولى المستهلكة للطاقة بشكل كبير. ويكون المثال المميز الآخر عبارة عن استخلاص الزيت المعزز الذي يتطلب غاز ١5 .مكيف الضغط (بصورة نمطية في ترتيب حوالي ٠٠١ بار) يتم حقنه في السطح الفرعي بالقرب من بئر الزيت أو الغاز. ويمكن حقن الغاز المنتفصل مكيف الضغط all من طريقة الاختراع الحالي في بثر الزيت لإخراج الزيت من البثر. يعمل غشاء المج membrane 08800000 ...في صورة حاجز لسائل الامتصاص (ag absorption liquid ثم يتجنب سائل الامتصاص الخسائر بواسطة القطيرات أو الرغوة.
0 ولا يؤدي هذا فقط إلى إعادة توليد سائل الامتصاص الأكثر oli بل يتجنب Lad الحاجة إلى تزويد سائل الامتصاص مجدداً (أو يجب تزويد سائل الامتصاص على الأقل مجدداً بشكل أقل حدوثاً) . علاوة على ذلك؛ في أحد النماذج؛ لا يعمل غشاء المج فقط في صورةٍ حاجز لسائل الامتصاص © بل يعمل بالإضافة إلى ذلك كحاجز للأنواع الأخرى الموجودة في سائل الامتصاص المشبع حتى يتم تحسين نقاوة الغاز المنتفصل (أي الغاز الذي ينفذ من خلال غشاء المج). يسمح الاختراع على نحو بديع الانسجام بتوليفة من واحد أو أكثر من أعمدة الامتصاص الكلاسيكية Jia) classical absorption columns الأعمدة المعبأة أو أعمدة مسطحة packed or (tray columns و/أو وحدات امتصاص غاز الغشاء membrane gas absorption units _بفوائد ٠ إضافية لمج غاز الغشاء. وبينما يصف الطلب الدولي على سبيل المثال رقم 4500/7005 ٠0 عملية امتصاص ومج غاز الغشاء المتكاملة Ta للاختراع الحالي يتم دمج عملية مج غاز الغشاء مع واحد أو أكثر من أعمدة الامتصاص الكلاسيكية و/أو وحدات امتصاص غاء الغشاء حتى يتم توفير مرونة ومتانة محسنة إلى حد كبير للعملية. وتتميز أيضاً وحدات امتصاص غاز الغشاء وتحديداً أعمدة الامتصاص الكلاسيكية (مثل المعروفة على سبيل المثال من الطلب الدولي رقم 01v48/44 ٠ بالسماح لتطبيقات الحجم الكبير. وبالإضافة إلى ذلك؛ تعطي توليفة واحد أو أكثر من أعمدة الامتصاص و/أو وحدات امتصاص غاز الغشاء مع واحدة أو أكثر من وحدات مج غاز الغشاء مرونة عالية في ضبط على سبيل المثال نقاوة المنتجات النهائية وسعة الفصل. ويرجع هذا إلى أن الوحدات المختلفة (Say بسهولة دمجها بالتسلسل و/أو بالتوازي بناءاً على الرخبات الخاصة للشخص المتمرس في هذا المجال. ويتم تقديم أمثلة هذه الخيارات في نهاية هذه الوثيقة. ٠ يصف الطلب الأمريكي رقم 00 VEVOE/Y 2« عملية الفصل باستخدام ملامس الغشاء في توليفة vo مع المادة الماصة السائلة. وتختلف عن الاختراع الحالي قي جوانب قليلة. ويالنسبة لأحد هذه تحديداً إلى الأغشية العضوية غير ٠٠5154/7007 الجوانب؛ يشير الطلب الأمريكي رقم يحدد الاختراع الحالي فقط خصائص الأغشية التي تترك (متمائل أو غير متماتل؛ Lay Able) الفرق الثاني في الوحدة Jaa, مفتوحاً. ) organic or inorganic ete عضوي أو غير عضوي الغشاء- السائل = all نظام من طبقات 00٠4154/7007 ذاتها. ويحدد الطلب الأمريكي رقم © بينما يفسح الاختراع الحالي المجال للاستفادة المثلى: رقاقة مستوية؛ أو ملفوفة حلزونية أو أنبوبية. وكذلك وفقاً للاختراع الحالي؛ يتم استخدام الضغط عبر الغشاء للقوة الدافعة للمج. تكون طريقة الاختراع مناسبة تحديداً لفصل تيارات الغاز المختلط التي تشتمل على الملوثات مثل . hydrogen sulphide Sif s carbon dioxide على سبيل المثال لا الحصر ثاني أكسيد الكربون على ثاني أكسيد mixed gas feed stream وفي أحد النماذج؛ يشتمل تيار خام تغذية غازي مختلط ٠ جزء على الأقل من ثاني أكسيد الكربون من خلال du, hydrogens carbon dioxide الكربون قد تكون الطريقة مناسبة أيضاً « AY) الجانب Jey . desorption membrane غشاء المج أو رفع مستوى الغاز الحيوي (أي تنقية الميثان paraffin folefin لعمليات فصل أخرى مثل فصل : و/أو ,00 على سبيل المثال). HS الحيوي بواسطة إزالة die بار ٠0-١ بار أو أكثر ويفضل في المدى من ١ يتم تنفيذ خطوة الامتصاص عند ضغط VO بار. ويزيد الضغط المطلق الأعلى من الضغط الجزئي الأعلى ٠٠١-٠١ عند ضغط في المدى ويساهم . absorption liquid لسائل الامتصاص Jef مما يؤدي إلى قوة دافعة أعلى وتحميل وافر تشغيل طريقة الاختراع عند الضغط المرتفع بقوة في تدفقات أقل لدوران مائع الامتصاص وانخفاض الانضغاط للغاز المنتفضل. ale] تكاليف يمكن تنفيذ امتصاص الغاز مثل الغاز الحمضي بواسطة سائل الامتصاص على نحو مناسب في Yo
اي جهاز الامتصاص الذي يفضل أن يكون عمود امتصاص absorption column تقليدي و/أو وحدة امتصاص غاز الغشاء. عادة ما تكون درجة الدرارة في عمود الامتصاص و/أو في وحدة امتصاص غاز الغشاء membrane gas absorption unit في المدى من ٠خ ريه م ويفضل في المدى من م الل per يتم تتفيذ امتصاص الغاز من تيار خام تغذية غازي مختلط mixed gas feed stream بواسطة استخدام سائل الامتصاص absorption liquid . ويمكن تنفيذ هذه الخطوة للامتصاص على سبيل المثال في عمود الامتصاص الذي يكون مناسباً لعمليات الضغط العالي. وتكون أمثلة هذه الأعمدة للامتصاص عبارة عن أعمدة معبأة أو أعمدة صينية. وتكون هذه الأعمدة للامتصاص معروفة ٠ للشخص المتمرس في هذا المجال. وعادة ما يتم تشغيل عمود الامتصاص في نمط مضاد للتيار حتى تدخل تغذية الغاز المختلط على سبيل المثال العمود في القاع ويدخل سائل الامتصاص غير المشبع العمود في القمة بينما يخرج الغاز المنقى من العمود في القمة ويخرج سائل الامتصاص المشبع من العمود في القاع. يكون سائل الامتصاص المستخدم انتقائي لامتصاص واحد أو أكثر من الغازات في تيار تغذية Ye الغاز المختلط. ويمكن اختيار سوائل الامتصاص absorption liquids المناسبة بواسطة الشخص المتمرس على أساس المكونات في تيار تغذية الغاز المختلط. يمكن الأخذ في الاعتبار العديد من سوائل الامتصاص absorption liquids . وتشتمل سوائل الامتصاص المناسية على المذيبات الكيميائية (التي يعتمد الامتصاص بالنسبة لها بصورة رئيسية على التفاعلات الكيميائية (yu chemical reactions المذيب solvent والمكون الغازي gaseous component ٠٠ ( بالإضافة إلى المذيبات الفيزيائية physical solvents (التي يعتمد بالنسبة
١ _ لها الامتصاص على قابلية ذوبان المكون الغازي وليس التفاعل الكيميائي chemical reaction مع المذيب solvent ). وبوجه ole تكون حرارة إعادة التوليد recycling للمذيبات الفيزيائية أقل بكثير مقارنة بالمذيبات الكيميائية. وبالإضافة إلى ذلك؛ يكون أقل تآكلاً. ومع هذا عند الضغط المنخفض (الجزثي)؛ يفضل التفاعل الكيميائي لربط ما يكفي من المكونات المستهدفة (المكونات التي يتم © فصلها عن تغذية الغاز المختلط). وسوف يشتمل الدوران شديد الارتفاع لسائل الامتصاص على ik سلبي على اقتصاديات العملية. ويمكن الاستفادة المثلى من خيار سائل الامتصاص absorption liquid على أساس درجة حرارة والضغط بناءاً على الموقف (وتحديداً الغازات المتضمنة ونوع غشاء المج desorption membrane المستخدم). تكون بعض أمثلة سوائل امتصاص المذيب الفيزيائية عبارة عن dimethylether ل tetracthylene propylene carbonate « N-methyl-2-pyrrolidone « glycol ٠ و methanol - ض أيضاً اكتشف المخترعون أن السوائل الأيونية onic liquids تكون عبارة عن سوائل الامتصاص المناسبة بشدة وتحديداً لامتصاص ثاني أكسيد الكربون carbon dioxide . وتُظهر السوائل الأيونية سعات ثاني أكسيد الكربون عند درجات ha عالية وتحتوي على استقرار جيد لدرجة الحرارة. وتكون السوائل الأيونية liquids نه في درجة Ba الغرفة Ble عن أملاح منصهرة. وتتكون Ye السوائل الأكثر شيوعاً من pyridinium + imidazolium أو ammonium cations رباعي العناصر. وعلى نحو مفيد؛ تظل السوائل الأيونية ionic liquids سائلة حتى درجات الحرارة م Ll وتكون_ غير متطايرة. وتجعل هذه الخصائص السوائل الأيونية تحديداً مناسبة لتطبيقات فصل الغاز عند درجة الحرارةٍ العالية. تكون بعض أمثلة سوائل امتصاص السائل الأيونية عبارة عن : I-hexyl-3-methylpyridinium bis(trifluoromethylsulphony})imide, 1 -pentyl-3- Ye.
١١ ل methylimidazolium tris(nonafluorobutyl)trifluorophosphate, butyl-trimethylammonium bis(trifluoromethylsulphonyl) imide, and tetrammoniumethylammonium bis (trifluoromethyl fulphonyl)imide. وبصورة عامة؛ تم اكتشاف أن سوائل امتصاص السائل الأيونية على أساس : tris(pentafluoroethyl) trifluorophosphate (FAP) © تُظهر أفضل توليفة من الخصائص لامتصاص CO; عن ضغط ودرجة حرارة عالية داخل هذه العائلة من المذيبات -solvents تتم بعد ذلك إعادة توليد سائل الامتصاص absorption liquid بواسطة ملامسة سائل abate! المشبع contacting the rich absorption liquid مع غشاء المج desorption membrane . ويفصل غشاء المج جانب mil الاحتجاز للغشاء عن جانب Mal للغشاء. ويتم الاحتفاز بفرق الضغط ٠ بحيث أن الضغط في جانب ناتج الاحتجاز لغشاء المج retentate side of the desorption membrane يكون ١ بار على الأقل بشكل أعلى من الضغط في جانب النفاذ لغشاء المج. وفي غشاء المج يمج الغاز من سائل الامتصاصض المشبع وينفذ من خلال غشاء المج. وتكون القوة الدافعة لنفاذ الغاز الممج عبارة عن الضغط المنخفض lower pressure في جانب النفاذ لغشاء المج. أثناء و/أو قبل ملامسة سائل الامتصاص بغشاء المج ؛ قد يتم glad) سائل الامتصاص Yo المشبع للتسخين الاختياري. ويمكن أن يحسن هذا التسخين أيضاً من كفاية المج في غشاء المج بواسطة زيادة القوة الدافعة للمج. ويمكن أيضاً تحسين القوة الدافعة للمج والنفاذ بواسطة استخدام تدفق غاز نقي desorbed gas في جانب نفاذ غشاء المج -permeate side of the desorption membrane وفقاً للاختراع؛ يتم استخدام غشاء المج desorption membrane في صورةٍ ملامس غشاء. ويعني
١١ - - هذا أن غشاء المج يعمل كسطح بيني بين الطورين دون أن يحتوي على تأثير كبير على انتقال الكتلة عبر الغشاء. وبصفة dale يفضل sale الغشاء عالية التدفق التي لا تشتمل على adil كبيرة للغازات التي تحتاج إلى أن يتم فصلها. ويفضل أن يشتمل الغشاء على تدفق لفصل السائل- الغاز ل /١ 7٠١ ساعة/ [a بار أو أكثر (بما يطابق التدفق لفصل الغاز- الغاز لذ /١ ٠٠٠١ © ساعة/ [Ta بار أو أكثر). ويفضل بشكل أكثرء أن يشتمل الغشاء على تدفق لفصل الغاز- الغاز في المدى /١ fee Yel ساعة/ [a بار (بما يطابق التدفق لفصل الغاز- الغاز ل “Yeo fy eens ساعة/ (Dua يفضل أن يبقى غشاء المج desorption membrane مستقراً ويحتفظ بدفقه Mall في درجة حرارة المج في تلامس مع سائل الامتصاص a8 absorption liquid الاختيار. وكذلك يفضل أن يُظهر ٠ غشاء المج خصائص حاجز جيدة تجاه سائل الامتصاص حتى عندما يتم تسليط ضغط الغشاء العابر الكبير. ووفقاً لذلك؛ سيتم بصعوبة تقليل ضغط سائل الامتصاص في جانب ناتج الاحتجاز ٠ للغشاء (أو لا) بينما يتم مج الغاز الممتص. danas تكون أغشية المج غير الآلفة للماء مفضلة بسبب أن plies سوائل الامتصاص absorption liquids تتكون أساساً من الماء. ويفضل بشكل أكثر أن يتم استخدام أغشية البوليمر Vo الزجاجي المنفذ بشكل عالي غير الآلفة للماء. وتشتمل أمثلة مواد الغشاء العضوي المناسبة على: poly(1-trimethylsilyl-1-propyne), poly(4-methyl-2-pentyne), poly(1-trimethylgermyl-1-propyne), poly(vinyltrimethylsilane), and poly{tetrafluoroethylene).
ٍْ - ١؟ -
وتم وصف استخدام بعض هذه الأغشية في مج غاز الغشاء في الطلب الدولي رقم 7 . وتم اكتشاف أن هذه المواد تكون مفيدة تحديداً في طريقة الاختراع بسبب أنه تُظهر خصائص حاجزة رائعة ضد المذيبات حتى عند درجة الحرارة والضغط المرتفع. وأيضاً تشتمل الأغشية التي تحتوي على هذه المواد على خصائص تدفق ممتازة.
© بالإضافة إلى ذلك؛ يمكن استخدام الأغشية غير العضوية (مثل الأغشية التي تتكون أساساً من (alumina وبالرغم من ذلك؛ تكون بعض الأغشية غير العضوية أقل انسجاماً مع الغازات الحمضية CO; Jie acid gases و HoS في أحد التماذج؛ يتم استخدام مادة مباعدة في وحدة مج الغشاء. ويفضل أن تتفق مادة المباعدة مع سائل الامتصاص absorption liquid الذي Las فيها. وتكون وسائل المباعدة عبارة عن المواد من
gall ٠ الشبكي فيما بين رقائق الغشاء والأغشية وجدران sang الغشاء. وتهدف هذه المواد المباعدة إلى إبعاد الرقائق Lila وتوزيع المائع عبر الغشاء. وقي حالة سائل الامتصاص absorption liquid الذي يتكون أساساً من الماء؛ من الموصى به استخدام مادة المباعدة الآلفة للماء. وفي حالة سائل الامتصاص الذي يتكون أساساً من غير الماء يتم التوصية بمواد المباعدة غير الآلفة للماء hydrophobic .
VO يمكن موالفة طريقة الاختراع بشكل دقيق بناءاً على الفصل المرغوب فيه بواسطة اختيار توليفة محددة من سائل الامتصاص absorption liquid ومواد غشاء المج desorption membrane ودرجة حرارة الامتصاص ودرجات حرارة المج وخصائص غشاء المج وضغوط الغشاء العرضي ونوع الوحدات (أنبوبية tubular ¢ رقاقة مستوية flat sheet أو ملفوفة حلزونية (spiral wound
١“ - ويسمح هذا بالاستفادة المثلى من وظيفة الحاجز لغشاء المج desorption membrane والاستفادة المتلى من كفاية الامتصاص لسائل الامتصاص absorption liquid . ومن ثم؛ تكون هناك احتمالية كبيرة لتوجية الكفاية الكلية للعملية. يشتمل غشاء المج desorption membrane بصورة نمطية على سمك في المدى من 5000-٠١ ض © ميكرو متر؛ مثل في المدى من -١١ 00© ميكرو متر. وحسبما يكون مرغوباً ead يمكن استخدام داعم مسامي لتحسين الاستقرار الميكانيكي Jie mechanical stability البوليمر العضوي organic ٠ ceramic support أو داعم خزفي polymer على نحو مفيدء تخمد الأغشية التي تكون مفضلة للاختراع تبخير المذيب «solvent ويمكن أخذ سائل الامتصاص absorption liquid المبغر بالطول بواسطة غاز المج CO, Jie) و/أو (HaS ٠ وتحديداًء عندما يتم استخدام الأنظمة المائية aqueous systems ؛ يكون تبخير الماء مستهلك للطاقة بدرجة كبيرة. ويكون هذا التلوث لغاز المج مع المذيب به عيوب لأنه يتطلب خطوة فصل إضافية (Jie) التكثيف condensation ويتطلب تكميل المذيب المفقود. بإخماد تبخير المذيب + يمكن توفير فقدان الطاقة نظراً لحرارة التبخير بعملية الاختراع بينما في نفس الوقت يتم تجنب عيوب تلوث غاز المج مع المذيب المبخر. وبالإضافة إلى ذلك؛ يعني هذا Vo أن الاختراع يوسع نطاق التشغيل لعملية الفصل لأن خسائر المذيب تلعب Dg أقل بروزاً إن وجد. وحتى المذيبات التي لم يتم بحثها حتى الآن نظراً لضغوط البخار العالية لها وخسائر التبخير المقابلة فقد يتم بحثها وفقاً للاختراع بسبب إمكانيتها كمذيب امتصاص لفصل الغازات CO Jie
HS ifs
١6 | - تشتمل الأغشية المناسبة لإخماد تبخير المذيب solvent (تحديداً تبخر الماء) على سبيل المثال على أغشية مج غير آلفة للماء مثل الأغشية البوليميرية الزجاجية dina بشكل Je غير الآلفة للماء كما تم وصفه أعلاه. يكون ضغط الغشاء العابر (أي فرق الضغط بين جانب ناتج الاحتجاز لغشاء المج retentate side ١ ) of the desorption membranedesorption membrane © بار أو أكثر ٠. ويفضل أن يتم استخدام فرق الضغط عبر غشاء المج desorption membrane في المدى من Yeo بار. وعادة ما يكون الضغط في جانب ناتج احتجاز غشاء المج desorption membrane في Yom) gad بار ويفضل في المدى Yeo بار. عادة ما تكون درجة الحرارة في وحدة مج غاز الغشاء في المدى 2٠00-٠١ م ويفضل في المدى pT من الممكن استخدام أكثر من وحدة واحدة لمج غاز الغشاء. وإذا تم استخدام وحدات متعددة لمج غاز الغشاء قد يتم بعد ذلك إقران هذه الوحدات بالتسلسل/ أو بالتوازي. ويمكن أن يحسن إقران وحدات مج غاز الغشاء بالتسلسل من نقاوة الغاز المنفصل (الغاز الذي ينفذ من خلال elie المج desorption membrane ( بينما قد يحسن GUA] وحدات مج غاز الغشاء بالتوازي السعة الكلية. VO على سبيل المثال؛ قد يمر سائل الامتصاص absorption liquid المشبع أولاً من وحدة مج غاز الغشاء الأولى حيث يتم تنفيذ خطوة المج الأولى التي قد يتم بعدها تزويد سائل الامتصاص المحتجز مع الغاز الممتص الباقي الممكن إلى واحدة أو أكثر من وحدة مج غاز الغشاء التالية وبصورة اختيارية بعد تسخين سائل الامتصاص المحتجز من وحدة مج غاز الغشاء الأولى. وقد يزيد هذا النموذج من الدرجة التي يتم بها مج الغاز من Bla الامتصاص قبل أن تتم إعادة تدوير Jil Ye الامتصاص غير المشبع لامتصاص الغاز من تيار تغذية الغاز المختلط. وعلاوة على ذلك؛
— Yo _
Ty, لهذا النموذج يمكن توليد الغاز المنفصل المنقى نظراً لخصائص الحاجز للغشاء. وأيضاً من
الممكن مج الغاز بشكل منفصل التي تم امتصاصها تلقائياً في جهاز الامتصاص؛ على سبيل
المثال بواسطة استخدام اثنين أو أكثر من الأغشية المختلفة في وحدات مج غاز الغشاء. وعادة ما
يتم تشغيل وحدة مج غاز الغشاء الثاني عند ضغط منفذ أقل من وحدة مج غاز الغشاء الأولى.
© ومع هذاء عادة ما يكون ضغط الغشاء العاير أعلى.
عند إعادة تدوير سائل الامتصاص absorption liquid غير المشبع لامتصاص الغاز من تيار
تغذية الغاز المختلط» يمكن تبريد سائل الامتصاص غير المشبع اختيارياً من أجل تحسين القوة
الدافعة لامتصاص الغاز.
في نموذج مفضل؛ يتم تسخين سائل الامتصاص المشبع وتبريد سائل الامتصاص غير المشبع Ye حيث يتم إقران سخين سائل ١ لامتصاص المشبع بتبريد سائل ١ لامتصاص غير المشبع بواسطة
المبادل الحراري heat exchanger . ويعمل هذا على خفض مدخلات الطاقة المتطلبة لتشغيل
الجهاز الذي ينفذ طريقة الاختراع.
تشتمل هذه العملية لفصل الغاز على مرونة عالية في التشغيل الفعلي . ويكون جهاز مج غاز
الغشاء معدل لذا تكون إضافة الوحدات الإضافية سهلة نسبياً. وبواسطة اختيار ضغط الغشاء ٠ والغشاء العايرء يمكن موالفة تشغيل العملية مع الاحتياجات الفعلية. ويسمح الاختراع بالاتزان
المضبوط لدرجة التحميل ونسبة الدوران لسائل الامتصاص لمدخلات الطاقة المتطلبة.
شرح مختصر للرسومات
سيتم الآن توضيح الاختراع أيضاً بواسطة أحد النماذح حيث يتم فصل غاز ثاني أكسيد الكربون
. hydrogen عن خليط غاز التغذية لثاني أكسيد الكربون و carbon dioxide
Za الذي يوضح مخطط العملية الممكن للاختراع. ١ ويتم أيضاً توضيح هذا النموذج بالشكل
Cua )١( absorption column يوضح حدوث الامتصاص في عمود الامتصاص : ١ الشكل الذي يحتوي على hydrogen بصورة انتقائية من غاز التغذية )7( (مثل غاز تغذية CO, تتم إزالة من 00) بملامسة سائل الامتصاص الانتقائي في حلقة الدوران )3( ويؤدي هذا إلى 7 pan To (CO2 الذي يحتوي على أقل من ؟ حجم 7 من hydrogen le _ثار الغاز المنقى (4) (مثل تيار © توليد سائل الامتصاص بواسطة تغذية سائل الامتصاص المحمل ب ,00 لوحدة sale) ويحدث وينفذ «0© من خلال غشاء المج ويمج من سائل .)١( desorption membrane غشاء المج regenerated الامتصاص مما يؤدي إلى تيار منفذ ل و60 )2( وسائل الامتصاص معاد التوليد .absorption liquid بواسطة تسليط ضغط أعلى في جانب ناتج الاحتجاز CO, ويتم الحصول على القوة الدافعة لنفاذ ٠ مما في retentate side of the desorption membranedesorption membrane لغشاء المج (V) وبصورة اختيارية؛ قد يتم استخدام التسخين . desorption membrane غشاء المج Sl جانب أو قد يتم استخدام الغاز النقي (1) لنفس (Y) لزيادة القوة الدافعة لخطوة المج في وحدة غشاء المج الغرض. وبصورة متشابهة؛ قد يتم استخدام التبريد لزيادة القوة الدافعة لخطوة الامتصاص في عمود .)١( الامتصاص V0 ومع هذاء يتم استخدام .١ الشكل 7 : يوضح بصورة أساسية نفس العملية الموضحة في الشكل optional دمج الحرارة لتيارات المذيب (7) (التسخين الاختياري للمذيب المشبع لجهاز الامقصاص (التبريد الاختياري للمذيب غير المشبع لجهاز (A) و ) heating of rich solvent to desorber وبواسطة استخدام وحدة المبادل (optional cooling of lean solvent to absorber الامتصاصض يمكن توفير كلا من طاقة التسخين والتبريد. oY +) heat exchanger unit الحراري ٠٠
Zw =
الشكل 7 : يوضح النموذج على أساس العملية الأساسية للشكل ١ حيث تتم sale] التوليد desorption للمذيب في خطوتين. ولهذا الغرضء يتم إدخال وحدة غشاء المج recycling
membrane الثانية )١١( بالتسلسل مع الوحدة الأولى. ويمج تيار الغاز الثاني من المذيب
(VY) solvent وبصورة اختيارية؛ يمكن استخدام تسخين تيار المذيب © (Vy) إلى التيار solvent
© وثيار غاز المسح (V£) sweep gas stream وبهذه الطريقة؛ يشتمل أحدهما على المرونة في
المج إلى الغازات الممتصة تلقائياً أو استخدام وميض ثاني عند ضغط منخفض لإنقاص الغاز
الممتص. ومن ثم يتم دمج مذيب تغذية أضعف لجهاز الامتصاص )١( والحصول على sia على
الأقل من الغاز الممج عند ضغط أعلى.
الشكل § : يوضح أحد النماذج حيث يتم وضع وحدة غشاء المج desorption membrane الثائية )١١( ٠ بالتوازي مع الوحدة الأولى . وفي هذه الحالة؛ يتم شطر المذيب المشبع من جهاز الامتصاص
إلى تيارين يتم مج الغاز late ويمكن اختيار درجات الحرارة وضغوط جانب النفاذ في الوحدتين
(7) و )١( بصورة مستقلة ومن ثم يتم تقديم مرونة إضافية. ومن المعتقد أن هذا النموذج يكون
مميزاً تحديداً لمعالجة تيارات المذيب الكبيرة حيث يتم الاحتفاظ بكل الوحدات الفردية على نحو Vo الوصف التفصيلي
بالطبع من الممكن إجراء أي توليفات بين النماذج الموضحة في الأشكال المختلفة.
في ils آخرء يتم ang الاختراع لجهاز لفصل الغازات في تيار تغذية الغاز المختلط؛ ويشتمل
على :
- عمود الامتصاص absorption column و/أو وحدة امتصاص غاز الغشاء membrane gas absorption unit لملامسة تيار خام تغذية gle مختلط mixed gas feed stream مع سائل لامتصاص ويشتمل على دخل لتغذية تيار الغاز المختلط ودخل لسائل الامتصاص غير المشبع TA : للغاز المختلط المنقى ESAS لسائل ١ لامتصاص المشبع ¢ dag - © مائع fluid connection لتحويل سائل الامتصاص absorption liquid المشبع من عمود الامتصاص إلى وحدة إعادة التوليد 8 ومزودة بصورة اختيارية بوسائل التسخين heating means ¢ - وحدة إعادة التوليد recycling التي تشتمل على غشاء مج واحد على الأقل يفصل جانب ناتج احتجاز وحدة إعادة التوليد والتي يتم فيها تزويد سائل الامتصاص المشبع من جانب النفاذ لوحدة ٠ إعادة التوليد recycling الذي ينفذ فيه الغاز الذي يمج من سائل الامتصاص المشبع من خلال غشاء المج desorption membrane ؛ و - وصلة fluid connection pile لتحويل سائل | لامتصاص غير المشبع المعاد توليده من وحدة إعادة التويد إلى عمود الامتصاص ومزودة بصورةً اختيارية بوسائل التبريد cooling means ¢ حيث يتم إدخال سائل الامتصاص أيضاً في حلقة مغلقة مكيفة الضغط. : Ne في أحد النماذج» يشتمل الجهاز على مبادل حراري لتحويل الحرارة من سائل الامتصاص المشبع المشبع من عمود الامتصاص إلى وحدة إعادة التوليد 8 بوصلة المائع لتحويل ساثل الامتصاص غير المشبع من وحدة إعادة التوليد إلى عمود الامتصاص absorption column بواسطة الميادل الحراري heat exchanger .
vq _ - ويعمل هذا أيضاً على خفض دخل الطالقة المتطب لتشغيل الجهاز الذي ينفذ طريقة الاختراع. سيتم توضيح الاختراع أكثر بالمثال التالي. المثال توضح حسابات فصل 11:00 عند ٠٠ بار باستخدام مذيب السائل الأيوني : Nai THN (butyl-trimethylammonium bis(irifluoromethylsulphonyl) imide) and Teflon ~~ © AF2400 (amorphous fluoropolymer obtainable from DuPont Fluoropolymers) membranes أنه باستخدام عملية ذات خطوتين Ala) ؟)؛ يمكن توفير طاقة بنسبة Ye 7 تقريباً لاحتجاز نفس الكمية من 007 مقارنة بالعمية التي تتضمن خطوة واحدة (الحالة .)١ ٠ نتائج العملية التي تشكل النظام Nui "THN - Teflon AF2400 المتغيرات الكلية الحالة ؟ تنب الطقة لهل ,00 | جول/ كجم] .00 Lo لمساحة fli درجة الحرارة للامتصاص [م] ل Ce lw el | ease, ee |p] see ee lo | coe see
Claims (1)
- .© عناصر_الحماية mixed gas feed في تيار تغذية غاز مختلط directed to a method طريقة لفصل غازات -١ ١ : دمقعته تشتمل على ١)١ ¥ تلامس تيار خام 43085 غازي مختلط mixed gas feed stream _مع سائل امتصاص absorption liquid ¢ في عمود امتصاص absorption column و/أو ang امتصاص غاز © غشاء عند ضغط ١ بار أو أكثر » ويكون سائل الامتصاص absorption liquid المذكور 1 الموجود في حلقة مغلقة مضغوطة انتقائي لامتصاص واحد أو أكثر من الغازات في تيار خام ١ تغذية غازي مختلط mixed gas feed stream حتى يتم امتصاص eda من الغاز في تيار خام A تغذية غازي مختلط mixed gas feed stream بواسطة سائل الامتصاص absorption liquid 4 الذي ينتج سائل امتصاص absorption liquid مشيع؛٠ ؟) توليد جزء على الأقل من سائل الامتصاص absorption liquid بواسطة تلامس سائل ١ ١ لامتصاص absorption liquid المشبع مع غشاء المج desorption membrane ؛ حيث يكون VY الضغط في جانب ناتج احتجاز غشاء المج desorption membrane على الأقل ١ بار بصورة ٠ أعلى من الضغط في جانب Ma غشاء المج desorption membrane حتى يمج ja على الأقل 4 من الغاز الممتص من سائل الامتصاصض absorption liquid المشبع وينفذ من خلال غشاء المج desorption membrane Yo حتى يتم تكوين سائل الامتصاص absorption liquid غير المشبع؛ و 1 ؟) إعادة تدوير recycling جزءٍ على الأقل من سائل الامتصاص absorption liquid غير VY المشبع إلى (i shall لملامسة تيار تغنية الغاز المختلط .mixed gas feed streammixed gas feed حيث يشتمل تيار خام تغذية غازي مختلط ١٠ ؟- الطريقة وفقاً لعنصر الحماية ١stream ¥ : على ثاني أكسيد الكربون carbon dioxide و/أو hydrogen sulphide . ١ +- الطريقة وففاً لعنصر الحماية ١ أو oF حيث يشتمل تيار غاز التغذية على :vy -0( خليط من :SCH ~ "¢ - و0 و/أو HS أو)١ 0 خليط من :sHy— 7HS JfsC0- VYabsorption الطريقة وفقاً لأي من عناصر الحماية ١-7؛ حيث يتم تبريد سائل الامتصاص —¢ ١ في mixed gas feed stream غير المشبع قبل ملامسة تيار خام تغذية غازي مختلط liquid Y .)١ ؟* الخطوة١ *#- الطريقة وفقاً لأي من عناصر الحماية ١-5؛ حيث يتم استخدام تدفق الغاز النقي في جانب Y نفاذ غشاء المج Ss desorption membrane حيث يتم تسخين سائل الامتصاص absorption liquid ¥ المشبع قبل ملامسة غشاء المج desorption membrane .absorption لأي من عناصر الحماية )=0 حيث يشتمل سائل الامتصاص Lay الطريقة -+ ١ أو pyridinium « imidazolium أيوني يتكون أساساً من Jil ويفضل (sd على سائل liquid ¥ رباعي العناصر. ammonjum cation ¥desorption gall الطريقة وفقاً لأي من عناصر الحماية ١-7؛ حيث يكون غشاء -7 ١ . absorption liquid عبارة عن حاجز لسائل الامتصاص membrane Ydesorption حيث يشتمل غشاء المج V7) الطريقة وفقاً لأي من عناصر الحماية -+ ١membrane Y على سمك ٠٠00-٠١ ميكرو متر. ١ 4- الطريقة وققاً لأي من عناصر الحماية A=) حيث يشتمل الغشاء على مادة واحدة أو أكثر ؟ تم اختيارها من المجموعة التي تحتوي على : poly(1-trimethylsilyl-1-propyne), poly(4-methyl-2-pentyne), ¥ poly(1-trimethylgermyl-1-propyne), poly(vinyltrimethylsilane), and ¢ poly(tetrafluoroethylene). 5 -٠١ ١ الطريقة وفقاً لأي من عناصر الحماية )4 حيث يكون الضغط في جانب ناتج احتجاز ¥ غشاء المج desorption membrane في المدى من ٠0-١ بانء -١١ ١ الطريقة وفقاً لأي من عناصر الحماية ١-0٠؛ حيث يكون الضغط في جانب ناتج احتجاز X غشاء المج desorption membrane في المدى من (Sb ٠٠١-٠١ VY) الطريقة وفقاً لأي من عناصر الحماية ١ Y=) حيث يكون عمود الامتصاص absorption column Y عبارة عن عمود امتصاص lies absorption column أو مسطح. ١ ؟١- الطريقة وفقاً لأي من عناصر الحماية VY) حيث يتم تلامس سائل الامتصساص absorption liquid ¥ مع الغاز الممتص بغشاء المج desorption membrane في اثنتين أو أكثر ¥ من وحدات امتصاص غاز الغشاء membrane gas absorption units ؛ المتصلة بالتسلسل و/أو ¢ التوازي . -١4 ١ الطريقة وفقاً لأي من عناصر الحماية OT حيث يتم امتصاص جزء من الغاز في تيار- yr - absorption liquid بواسطة سائل الامتصاص mixed gas feed stream خام تغذية غازي مختلط YX بار ٠٠١ -٠١ عبر الغشاء في عند ضغط يتراوح من )١ "في الخطوةve ١ الطريقة وفقاً لأي من عناصر الحماية ١-4٠؛ حيث يكون الضغط في جانب نفاذ غشاء ¥ المج desorption membrane © بار .-١ ١ الطريقة وفقاً لأي من عناصر الحماية )10 حيث يكون الضغط في جانب نفاذ غشاء ¥ المج Jb ٠١ desorption membrane ¢-١7 ١ جهاز لتنفيذ طريقة عنصر الحماية )0 يشتمل على:membrane gas الغشاء le وحدة امتصاص Ss absorption column عمود الامتصاص = ¥: سائل pe mixed gas foed stream لملامسة تيار خام تغذية غازي مختلط absorption unit ¥ :؛ الامتصاص absorption liquid ويشتمل على دخل لتغذية تيار الغاز المختلط؛ء ودخل لسائل و الامتصاص غير المشبع؛ وخرج للغاز المختلط المنقى؛ وخرج لسائل الامتصاص المشبع؛1 - وصلة fluid connection pile لتحويل سائل الامتصاص absorption liquid المشبع من ا عمود الامتصاص absorption column إلى وحدة إعادة التوليد recycling ¢ ومزودة بصورة A اختيارية بوسائل التسخين heating means ¢4 - وحدة sale) التوليد recycling التي تشتمل على غشاء مج واحد على الأقل يفصل جانب ناتج ٠ احتجاز وحدة إعادة التوليد recycling ؛ Ally يتم فيها تزويد سائل الامتصاص absorption liquid ١١ المشبع؛ من Cala النفاذ لوحدة إعادة التوليد recycling ؛ الذي ينفذ فيه الغاز الذي يمج VY من سائل الامتصاص absorption liquid المشبع من Jia غشاء المج desorption membrane ٠ ؛و© - 4 - وصلة مائع fluid connection لتحويل سائل الامتصاص absorption liquid غير المشبع Ye المعاد توليده من وحدة إعادة التوليد recycling إلى عمود الامتصاضص absorption column ١ ومزودة بصورة اختيارية بوسائل التبريد cooling means ¢ VY حيث يتم إدخال سائل الامتصاص absorption liquid في حلقة مغلقة مكيفة الضغط.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011101428/05A RU2011101428A (ru) | 2011-01-14 | 2011-01-14 | Способ и устройство для разделения газовой смеси |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SA112330171B1 true SA112330171B1 (ar) | 2015-06-10 |
Family
ID=45688215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SA112330171A SA112330171B1 (ar) | 2011-01-14 | 2012-01-14 | طريقة وجهاز لفصل خام تغذية يحتوي على غاز مختلط |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20140007768A1 (ar) |
| EP (1) | EP2663385A1 (ar) |
| BR (1) | BR112013018041A2 (ar) |
| CA (1) | CA2824687A1 (ar) |
| MY (1) | MY189654A (ar) |
| RU (2) | RU2011101428A (ar) |
| SA (1) | SA112330171B1 (ar) |
| WO (1) | WO2012096576A1 (ar) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2708277A1 (en) | 2012-09-13 | 2014-03-19 | Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO | Compact membrane gas desorption |
| EP2708276A1 (en) | 2012-09-13 | 2014-03-19 | Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO | Improved membrane gas desorption |
| PT106902A (pt) * | 2013-04-19 | 2014-10-20 | Carlos Alberto Mateus Afonso | Processo de purificação de gases de circuitos de anestesia usando contactores de membranas |
| US9951976B2 (en) * | 2014-06-05 | 2018-04-24 | University Of Florida Research Foundation, Inc. | Architecture for Absorption Based Heaters |
| GB2534383A (en) * | 2015-01-21 | 2016-07-27 | Deng Liyuan | Process |
| GB2534384A (en) * | 2015-01-21 | 2016-07-27 | Deng Liyuan | Process |
| FR3045403B1 (fr) | 2015-12-18 | 2022-02-11 | Electricite De France | Systeme de regeneration membranaire d'un solvant de captage de gaz acide |
| RU2626645C1 (ru) | 2016-10-14 | 2017-07-31 | Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" | Способ извлечения компонентов из природных и технологических газовых смесей пертракцией на нанопористых мембранах |
| US10688435B2 (en) | 2017-02-27 | 2020-06-23 | Honeywell International Inc. | Dual stripper with water sweep gas |
| FR3063436B1 (fr) * | 2017-03-06 | 2021-04-16 | Centralesupelec | Procede de purification de biogaz pour obtenir du biomethane |
| US11124692B2 (en) | 2017-12-08 | 2021-09-21 | Baker Hughes Holdings Llc | Methods of using ionic liquid based asphaltene inhibitors |
| RU2672452C1 (ru) * | 2018-01-25 | 2018-11-14 | Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" (ПАО "НК "Роснефть") | Мембранный контактор для очистки природных и технологических газов от кислых компонентов |
| CA3098188A1 (en) * | 2018-04-24 | 2019-10-31 | Petroliam Nasional Berhad (Petronas) | System and method for solvent regeneration |
| US10888857B2 (en) * | 2018-06-18 | 2021-01-12 | Uop Llc | Ionic liquid catalyst regeneration with reduced hydrogen amounts |
| EA202091413A1 (ru) | 2018-07-11 | 2020-09-24 | Бейкер Хьюз Холдингз Ллк | Скважинные ингибиторы асфальтенов на основе ионной жидкости и способы их применения |
| CN114570163A (zh) * | 2022-03-15 | 2022-06-03 | 天津工业大学 | 一种以离子液体为吸收剂的膜法烟道气脱硫方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1041135A1 (ru) * | 1982-01-28 | 1983-09-15 | Предприятие П/Я Р-6603 | Способ очистки газов от кислых компонентов |
| US4995888A (en) * | 1988-07-05 | 1991-02-26 | Texaco Inc. | Separation of gas from solvent by membrane technology |
| US20020014154A1 (en) | 1996-09-27 | 2002-02-07 | Richard Witzko | Separation of gaseous components from a gas stream with a liquid absorbent |
| NL1006013C2 (nl) | 1997-05-09 | 1998-11-10 | Tno | Inrichting en werkwijze voor het uitvoeren van membraan-gas/vloeistofabsorptie bij verhoogde druk. |
| NL1026537C2 (nl) | 2004-07-01 | 2006-01-03 | Tno | Membraangasscheiding. |
| DE102008013738A1 (de) * | 2008-03-04 | 2009-09-10 | Arlt, Wolfgang, Prof. Dr.-Ing. | Neuartige Waschmittel zur Sauergaswäsche und Verfahren zu ihrer Verwendung |
| US20110223650A1 (en) * | 2008-07-31 | 2011-09-15 | Novozymes A/S | Modular Membrane Reactor and Process for Carbon Dioxide Extraction |
-
2011
- 2011-01-14 RU RU2011101428/05A patent/RU2011101428A/ru not_active Application Discontinuation
-
2012
- 2012-01-12 US US13/979,534 patent/US20140007768A1/en not_active Abandoned
- 2012-01-12 RU RU2013135910/05A patent/RU2592522C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2012-01-12 EP EP12704559.9A patent/EP2663385A1/en not_active Withdrawn
- 2012-01-12 WO PCT/NL2012/050015 patent/WO2012096576A1/en active Application Filing
- 2012-01-12 BR BR112013018041A patent/BR112013018041A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2012-01-12 CA CA2824687A patent/CA2824687A1/en not_active Abandoned
- 2012-01-12 MY MYPI2013701229A patent/MY189654A/en unknown
- 2012-01-14 SA SA112330171A patent/SA112330171B1/ar unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011101428A (ru) | 2012-07-20 |
| RU2013135910A (ru) | 2015-02-20 |
| MY189654A (en) | 2022-02-23 |
| US20140007768A1 (en) | 2014-01-09 |
| CA2824687A1 (en) | 2012-07-19 |
| RU2592522C2 (ru) | 2016-07-20 |
| EP2663385A1 (en) | 2013-11-20 |
| BR112013018041A2 (pt) | 2019-09-24 |
| WO2012096576A1 (en) | 2012-07-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SA112330171B1 (ar) | طريقة وجهاز لفصل خام تغذية يحتوي على غاز مختلط | |
| US8784533B2 (en) | Temperature swing adsorption process for the separation of target species from a gas mixture | |
| Hedayat et al. | Simultaneous separation of H2S and CO2 from natural gas by hollow fiber membrane contactor using mixture of alkanolamines | |
| Ze et al. | Hollow fiber membrane contactor absorption of CO2 from the flue gas: review and perspective | |
| Lu et al. | Effects of activators on mass-transfer enhancement in a hollow fiber contactor using activated alkanolamine solutions | |
| JP6575050B2 (ja) | 二酸化炭素の回収方法及び回収装置 | |
| Gómez-Coma et al. | Non-dispersive absorption of CO2 in [emim][EtSO4] and [emim][Ac]: Temperature influence | |
| JP2008279441A (ja) | 燃焼煙道ガス中の二酸化炭素を低減させるための方法及びシステム | |
| EP3106216A1 (en) | Carbon-dioxide recovery apparatus, and carbon-dioxide recovery method | |
| JP2012236181A (ja) | 二酸化炭素回収方法における二酸化炭素吸収液の再生方法 | |
| US9072987B2 (en) | Method and apparatus for desorption using a microporous membrane operated in wetted mode | |
| Scholes et al. | Asymmetric composite PDMS membrane contactors for desorption of CO2 from monoethanolamine | |
| WO2014182452A1 (en) | Temperature swing adsorption systems and methods for purifying fluids using the same | |
| JP5846641B2 (ja) | ヘリウムガスの精製方法および精製装置 | |
| JP6297006B2 (ja) | 二酸化炭素製造設備及び二酸化炭素製造方法 | |
| Cai et al. | Improving gas absorption efficiency using a novel dual membrane contactor | |
| US20130319231A1 (en) | Integrated system for acid gas removal | |
| KR101658448B1 (ko) | 천연가스에 포함된 산성가스 및 수분 제거를 위한 다단계 혼성 장치 및 방법 | |
| KR101420082B1 (ko) | 불화가스 분리 및 농축장치, 및 이를 이용한 불화가스 분리 및 농축방법 | |
| EP2708276A1 (en) | Improved membrane gas desorption | |
| Li et al. | Modeling of hollow fiber facilitated transport membrane modules for post combustion carbon capture process: Evaluation of non-ideal effect and module characteristic | |
| JP4469635B2 (ja) | ガス分離方法およびガス分離装置 | |
| WO2018173676A1 (ja) | プロピレンの精製方法および精製装置 | |
| Rahmawati et al. | Application of dual membrane contactor for simultaneous CO2 removal using continues diethanolamine (DEA) | |
| Mohammed et al. | CO2 Absorption in Membrane Contactor using Piperazine, Monoethanolamine and Diethanolamine: A Mass Transfer and Performance Study |