UA19754U - Method for separation of gas mixtures - Google Patents
Method for separation of gas mixtures Download PDFInfo
- Publication number
- UA19754U UA19754U UAU200608818U UAU200608818U UA19754U UA 19754 U UA19754 U UA 19754U UA U200608818 U UAU200608818 U UA U200608818U UA U200608818 U UAU200608818 U UA U200608818U UA 19754 U UA19754 U UA 19754U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- hydrogen
- mixture
- gases
- separation
- adsorbent
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 69
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 89
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 57
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 52
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 52
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 claims abstract description 40
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims abstract description 20
- 238000013375 chromatographic separation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 6
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 claims abstract description 5
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 14
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 7
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 claims description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract 3
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 abstract 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 abstract 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 abstract 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 11
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 10
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 5
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 2
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 2
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 2
- 206010062717 Increased upper airway secretion Diseases 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 1
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000026435 phlegm Diseases 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Корисна модель належить до галузі розділення газових сумішей, зокрема до розділення газових сумішей, що 2 утворюються при термічній переробці палива і біомаси, Її може бути використана у паливно-енергетичній та хімічній промисловості для розділення будь-яких газових сумішей, які містять водень, метан тощо, на окремі компоненти.The useful model belongs to the field of separation of gas mixtures, in particular to the separation of gas mixtures that are formed during the thermal processing of fuel and biomass. It can be used in the fuel and energy and chemical industries for the separation of any gas mixtures that contain hydrogen, methane, etc. , on separate components.
Відомо різні способи розділення газових сумішей - фракційна конденсація, ректифікація зрідженого газу, абсорбція, адсорбція, мембранне розділення. 70 Відомо спосіб мембранного розділення газових сумішей, що передбачає пропускання суміші газів вздовж поверхні селективної мембрани, яка містить дві полімерні плівки та рідке середовище між ними, відбір компонентів суміші, проникнутих крізь мембрану, причому рідке середовище прокачують між двома полімерними плівками (авторське свідоцтво СРСР Мо1637850, ВО1О 53/22,19911.Various methods of separation of gas mixtures are known - fractional condensation, rectification of liquefied gas, absorption, adsorption, membrane separation. 70 A method of membrane separation of gas mixtures is known, which involves passing a mixture of gases along the surface of a selective membrane, which contains two polymer films and a liquid medium between them, selecting the components of the mixture that have penetrated through the membrane, and the liquid medium is pumped between the two polymer films (author's certificate of the USSR Mo1637850 , VO1O 53/22, 19911.
Відомо також мембранний спосіб розділення газових сумішей, згідно з яким потік стисненого газу подають на 72 мембранний газороздільний пристрій, в якому він розділяється на два потоки, при цьому здійснюють регулювання тиску на виході установки шляхом зміни робочого тиску у мембранному пристрою за допомогою редуктора-регулятора тиску, встановленого перед пристроєм, сумісно з дроселем, установленим на виході пристрою Ізаявка РФ Мо2003106134, ВО1О 53/22,2004).A membrane method of separating gas mixtures is also known, according to which a stream of compressed gas is fed to a 72 membrane gas separation device, in which it is divided into two streams, while the pressure at the outlet of the installation is regulated by changing the working pressure in the membrane device using a pressure regulator reducer , installed in front of the device, compatible with the choke installed at the output of the device Izayavka RF Mo2003106134, VO1O 53/22, 2004).
Відомо інші мембранні способи розділення газової суміші |заявки РФ 2004139017/15, 5018 13/02, 2006; 2003130957, ВО1О 53/22, 2005).Other membrane methods of gas mixture separation are known | RF applications 2004139017/15, 5018 02/13, 2006; 2003130957, VO1O 53/22, 2005).
Усі способи мембранного розділення суміші газів не дають можливості отримати окремі гази.All methods of membrane separation of a mixture of gases do not make it possible to obtain individual gases.
Відомо спосіб розділення та зрідження газу в нафтогазовій промисловості. Спосіб включає підготовку газу, розділення його в мембранному або криогенному блоці та зрідження і розділення в блоці зрідження. В мембранному блоці природний газ очищують, подають крізь газороздільний пристрій у газороздільні резервуари, 22 в 'яких концентрація метану збільшується до 99,995. Метан надходить на вхід блока зрідження газу. Азот і з вуглеводні розділяють у послідовно з'єднаних газороздільних резервуарах на окремі компоненти: етан, пропан і бутан, які подають до засобів зберігання. В криогенному блоці потік очищеного природного газу розділяють на два потоки. Газові потоки охолоджують, об'єднують. Подають розширений потік до ректифікаційної колони. Потік першої пари охолоджують до температури -11290 - -1509С7 до утворення парової та рідкої фаз шляхом З пропускання крізь теплообмінники з використанням принципу протитоку з азотом, що циркулює у циклі ю охолодження.The method of gas separation and liquefaction in the oil and gas industry is known. The method includes gas preparation, its separation in a membrane or cryogenic unit and liquefaction and separation in a liquefaction unit. In the membrane unit, natural gas is purified, fed through a gas separation device into gas separation tanks, 22 in which the methane concentration increases to 99.995. Methane enters the inlet of the gas liquefaction unit. Nitrogen and hydrocarbons are separated in serially connected gas separation tanks into separate components: ethane, propane and butane, which are fed to storage facilities. In the cryogenic unit, the stream of purified natural gas is divided into two streams. The gas flows are cooled and combined. The expanded stream is fed to the distillation column. The flow of the first steam is cooled to a temperature of -11290 - -1509С7 until the formation of vapor and liquid phases by passing through heat exchangers using the principle of counterflow with nitrogen circulating in the cooling cycle.
Охолоджений потік першої пари розділяють на парову та рідку фазу з утворенням потоку другої пари, що - вміщує метан та азот у співвідношенні 1:(1,0-2,0), і потоку другої рідини з вмістом метану і азоту у 0) співвідношенні 1 (4,0-2,0). Повертають потік другої рідини як флегми до ректифікаційної колони. Відводять зThe cooled stream of the first steam is divided into a vapor and liquid phase with the formation of a stream of the second steam, which - contains methane and nitrogen in the ratio 1:(1.0-2.0), and a stream of the second liquid with a content of methane and nitrogen in a ratio of 0) 1 (4.0-2.0). Return the flow of the second liquid as phlegm to the rectification column. Take away from
Зо ректифікаційної колони першу рідину як потік продукту, який має температуру вище за -112 оС, до засобу -- зберігання природного газу під тиском та до блоку зрідження. У блоці зрідження газ розділяють у метановідгінній, етановідгінній, бутановідгінній та пропановідгінній колонах. Газові потоки після зазначених колон вирівнюють за тиском і температурою та об'єднують. Частину об'єднаного потоку редукують і подають до « дю боксу оператора заявка РФ Мо2272228. Е2523/02,20061. -From the rectification column, the first liquid as a product stream, which has a temperature above -112 oC, to the means of natural gas storage under pressure and to the liquefaction unit. In the liquefaction unit, gas is separated in methane distillation, ethane distillation, butane distillation and propane distillation columns. The gas flows after the specified columns are equalized in terms of pressure and temperature and combined. Part of the combined stream is reduced and submitted to the operator's du box application RF Mo2272228. E2523/02, 20061. -
Криогенний спосіб дозволяє розділити гази, проте ступінь розділення не повна і він досить енерговитратний. с Найближчим до корисної моделі, що заявляється, є адсорбційний спосіб розділення газів з виділенням :з» діоксиду вуглецю, згідно з яким потік газу пропускають крізь напівпроникний для газу матеріал, що є молекулярним ситом або активованим вугіллям типу АКТ. Від потоку відхідних газів, які проходять крізь цей напівпроникний для газу матеріал, відділяють потік газу з високим вмістом діоксиду вуглецю, і використовують - 15 щонайменше частину потоку газу з високим вмістом діоксиду вуглецю, як вихідний матеріал на промисловій установці та/або збирають і зберігають для наступного використання щонайменше частини потоку газу з високим (Се) вмістом діоксиду вуглецю. - Для розділення відхідних газів і виділення з них діоксиду вуглецю як напівпроникний матеріал використовують матеріал, що здатний адсорбувати переважно діоксид вуглецю та отримати з відхідного газу 1 50 потік з високим вмістом діоксиду вуглецю, і в якому потік відхідного газу пропускають крізь напівпроникнийThe cryogenic method allows you to separate gases, but the degree of separation is not complete and it is quite energy-consuming. c The closest to the useful model that is claimed is the adsorption method of separating gases with the release of carbon dioxide, according to which the gas flow is passed through a semi-permeable material for the gas, which is a molecular sieve or activated carbon of the AKT type. A high carbon dioxide gas stream is separated from the waste gas stream passing through this gas-permeable material, and at least a portion of the high carbon dioxide gas stream is used as feedstock in an industrial plant and/or collected and stored for subsequent use of at least part of the gas flow with a high (Ce) carbon dioxide content. - To separate waste gases and extract carbon dioxide from them, a material is used as a semi-permeable material capable of adsorbing mainly carbon dioxide and obtaining a stream with a high content of carbon dioxide from the waste gas 1 50, and in which the waste gas stream is passed through a semi-permeable
Т» для газу матеріал, що адсорбує щонайменше суттєву частину діоксиду вуглецю, яка міститься в потоці відхідного газу, з отриманням на виході потоку з низьким вмістом діоксиду вуглецю, який викидають в атмосферу.T" for gas is a material that adsorbs at least a significant part of the carbon dioxide contained in the waste gas stream, with the output of a stream with a low carbon dioxide content, which is released into the atmosphere.
Отриманий потік з високим вмістом діоксиду вуглецю використовують на установці для одержання аміаку та сечовини або метанолу (заявка РФ Мо2003132538, ВО1О 53/22, 20051.The obtained flow with a high content of carbon dioxide is used at the plant for obtaining ammonia and urea or methanol (application of the Russian Federation Mo2003132538, VO1O 53/22, 20051.
Адсорбційний спосіб, який здійснюють пропусканням газової суміші крізь адсорбент, використовується с переважно для очистки газів від домішок, що сильно сорбуються, і не дозволяє достатньою мірою розділити гази.The adsorption method, which is carried out by passing a gas mixture through an adsorbent, is mainly used to purify gases from impurities that are strongly sorbed, and does not allow sufficient separation of gases.
В основу корисної моделі поставлено задачу створення способу адсорбційно-хроматографічного розділення газових сумішей, що утворюються при термічній переробці палива і біомаси, який би дозволив повністю виділити 60 із суміші окремі компоненти та максимально реалізувати сорбційну здатність адсорбенту.The basis of a useful model is the task of creating a method of adsorption-chromatographic separation of gas mixtures formed during thermal processing of fuel and biomass, which would allow to completely isolate 60 separate components from the mixture and to maximize the sorption capacity of the adsorbent.
Поставлену задачу вирішують тим, що у способі розділення газових сумішей з використанням адсорбентів, згідно з корисною моделлю, розділення здійснюють адсорбційно-хроматографічним методом у три стадії, на першій стадії відділяють вихідну газову суміш від діоксиду вуглецю і вуглеводневих газів шляхом пропускання вихідної суміші газів крізь циліндричний роздільник з адсорбентом з отриманням суміші метану, оксиду вуглецю, бо азоту і водню, на другій стадії здійснюють хроматографічне розділення отриманої суміші газів після першої стадії при надлишковому тиску 1-120 аті та температурі -50 - -120 С шляхом дозованого вводу суміші в потік газу-носію - водню, що циркулює крізь третій циліндричний роздільник з адсорбентом, з наступним відбором суміші окремих газів з воднем - азоту з воднем, оксиду вуглецю з воднем, метану з воднем, на третій стадії видділяють водень від інших компонентів отриманих газових сумішей шляхом комбінованого розділення, спочатку здійснюючи фронтальне розділення при роздільному пропусканні трьох газових сумішей крізь циліндричні роздільники з адсорбентом з отриманням послідовно чистого водню і сумішей водню з іншими газами, потім витискувальне розділення при наступному пропусканні крізь ті ж циліндричні роздільники з адсорбентом відповідних чистих газів, які відділяють адсорбовані компоненти від їх суміші з воднем - 70 відповідно азоту, оксиду вуглецю та метану і останнім -виділення адсорбованих чистих газів при скиданні надлишкового тиску до атмосферного.The problem is solved by the fact that in the method of separating gas mixtures using adsorbents, according to a useful model, the separation is carried out by the adsorption-chromatographic method in three stages, in the first stage, the initial gas mixture is separated from carbon dioxide and hydrocarbon gases by passing the initial mixture of gases through a cylindrical a separator with an adsorbent to obtain a mixture of methane, carbon monoxide, because nitrogen and hydrogen, in the second stage, chromatographic separation of the resulting mixture of gases is carried out after the first stage at an excess pressure of 1-120 ati and a temperature of -50 - -120 C by dosing the mixture into the gas flow - carrier - hydrogen circulating through the third cylindrical separator with an adsorbent, followed by the selection of a mixture of individual gases with hydrogen - nitrogen with hydrogen, carbon monoxide with hydrogen, methane with hydrogen, in the third stage, hydrogen is separated from other components of the obtained gas mixtures by combined separation , first performing a frontal separation at Sec the continuous passage of three gas mixtures through cylindrical separators with an adsorbent to obtain successively pure hydrogen and mixtures of hydrogen with other gases, then extrusion separation during the subsequent passage through the same cylindrical separators with an adsorbent of the corresponding pure gases, which separates the adsorbed components from their mixture with hydrogen - 70 nitrogen, carbon monoxide and methane, respectively, and the latter - release of adsorbed pure gases when the excess pressure is reduced to atmospheric.
Розділення газових сумішей здійснюють в циліндричних роздільниках з адсорбентами, співвідношення довжини і діаметру яких становить 10-1000.Separation of gas mixtures is carried out in cylindrical separators with adsorbents, the ratio of length and diameter of which is 10-1000.
Здійснення розділення суміші газів при підвищеному тиску комбінованим методом, що поєднує елементи суто 7/5 Ххроматографічного, фронтального і витискувального розділення дозволяє повністю (на 100965) розділити гази (азот, оксид вуглецю і метан) з близькою адсорбційною здатністю на стадії хроматографічного розділення з використанням в якості газу-носія одного з компонентів суміші - водню, який характеризується найменшою здатністю до адсорбції в нормальних умовах і при підвищеному тиску. Поєднання фронтального і витискувального розділення на третій стадії передбачає послідовне розділення компонентів газової суміші го вздовж фронту адсорбенту в залежності від їх адсорбційної здатності з отриманням на виході найменш адсорбованого компоненту - водню в чистому стані і суміші водню з іншими газами при фронтальному розділенні і послідовне витиснення адсорбованих (в порядку підвищення їх адсорбційної здатності) і неадсорбованих (в міжчастковому просторі гранульованого адсорбенту) суміші газів шляхом пропускання компоненту газової суміші з максимальною адсорбційною здатністю - метану (або азоту чи оксиду вуглецю) при витискувальному ов розділенні. Розроблений комбінований підхід адсорбційно-хроматографічного методу розділення газових сумішей дає можливість максимально використати адсорбційну і роздільну здатність сорбентів, яка зростає з т підвищенням тиску, і дозволяє повністю розділити суміш газів на окремі компоненти.Carrying out the separation of a gas mixture at elevated pressure by a combined method combining the elements of purely 7/5 X-chromatographic, frontal and extrusion separation allows to completely (by 100965) separate gases (nitrogen, carbon monoxide and methane) with a close adsorption capacity at the stage of chromatographic separation using in quality of the carrier gas of one of the components of the mixture - hydrogen, which is characterized by the lowest capacity for adsorption under normal conditions and at elevated pressure. The combination of frontal and extrusion separation at the third stage involves the sequential separation of the components of the gas mixture along the front of the adsorbent, depending on their adsorption capacity, with the output of the least adsorbed component - hydrogen in its pure state and a mixture of hydrogen with other gases during frontal separation and the sequential extrusion of adsorbed ( in the order of increasing their adsorption capacity) and non-adsorbed (in the interparticle space of the granular adsorbent) mixtures of gases by passing the component of the gas mixture with the maximum adsorption capacity - methane (or nitrogen or carbon monoxide) during extrusion separation. The developed combined approach of the adsorption-chromatographic method of separation of gas mixtures makes it possible to make the most of the adsorption and resolution capacity of sorbents, which increases with increasing pressure, and allows to completely separate the mixture of gases into separate components.
Корисна модель пояснюється кресленням, на якому зображено схему розділення газової суміші після термічної переробки палива і біомаси комбінованим адсорбційно-хроматографічним способом. «Е зо На схемі зображено резервуар 71 для вихідної газової суміші, вихід якої з'єднано з входами двох циліндричних роздільників 2, З з адсорбентами. Виходи циліндричних роздільників 2, З з'єднано з входом що) третього циліндричного роздільника 4 з адсорбентом, вихід якого з'єднано з його входом, циліндричним ї- роздільником 5 з адсорбентом, циліндричним роздільником 6 з адсорбентом, циліндричним роздільником 7 з адсорбентом та резервуаром 8 для накопичення водню. Вихід циліндричного роздільника 5 з адсорбентом Ме з5 З'єднано з його входом, з резервуаром 8 для накопичення водню і резервуаром 9 для накопичення азоту, вихід «- якого з'єднано з входом циліндричного роздільника 5 з адсорбентом. Вихід циліндричного роздільника 6 з адсорбентом з'єднано з його входом, з резервуаром 8 для накопичення водню, резервуаром 10 для накопичення оксиду вуглецю, з'єднаним з входом циліндричного роздільника 6. Вихід циліндричного роздільника 7 з'єднано з його входом, з резервуаром 8 для накопичення водню і резервуаром 11 для накопичення метану, вхід якого « з'єднано з входом циліндричного роздільника 7 з адсорбентом. з с Спосіб здійснюють наступним чином. . В способі використовують циліндричні роздільники з адсорбентами, співвідношення довжини і діаметра яких и?» становить 10-1000. Розділення здійснюють при надлишковому тиску 1-120 аті та температурі -50 - 4120 С у три стадії.A useful model is explained by the drawing, which depicts the scheme of separation of the gas mixture after thermal processing of fuel and biomass by the combined adsorption-chromatographic method. The diagram shows the tank 71 for the initial gas mixture, the outlet of which is connected to the inlets of two cylindrical separators 2, C with adsorbents. The outputs of the cylindrical separators 2, C are connected to the input of the third cylindrical separator 4 with an adsorbent, the output of which is connected to its input, a cylindrical separator 5 with an adsorbent, a cylindrical separator 6 with an adsorbent, a cylindrical separator 7 with an adsorbent and a tank 8 for hydrogen storage. The output of the cylindrical separator 5 with the Me z5 adsorbent is connected to its input, with the tank 8 for storing hydrogen and the tank 9 for storing nitrogen, the output of which is connected to the input of the cylindrical separator 5 with the adsorbent. The outlet of the cylindrical separator 6 with the adsorbent is connected to its inlet, with the tank 8 for storing hydrogen, the tank 10 for storing carbon monoxide, connected to the inlet of the cylindrical separator 6. The outlet of the cylindrical separator 7 is connected to its inlet, with the tank 8 for the accumulation of hydrogen and tank 11 for the accumulation of methane, the input of which is connected to the input of the cylindrical separator 7 with an adsorbent. The method is carried out as follows. . In the method, cylindrical separators with adsorbents are used, the ratio of length and diameter of which is is 10-1000. Separation is carried out at an excess pressure of 1-120 ati and a temperature of -50 - 4120 C in three stages.
На першій стадії вихідну газову суміш з резервуару 1 пропускають крізь циліндричний роздільник 2 з - адсорбентом і відділяють від діоксиду вуглецю і вуглеводневих газів, використовуючи циліндричний роздільник З з адсорбентом в режимі регенерації, тобто видалення з пор адсорбенту адсорбованих компонентів (діоксиду ік вуглецю і вуглеводневих газів) при підвищеній температурі. Після першої стадії суміш метану, оксиду вуглецю, -І азоту і водню спрямовують у циліндричний роздільник 4.At the first stage, the initial gas mixture from tank 1 is passed through a cylindrical separator 2 with an adsorbent and separated from carbon dioxide and hydrocarbon gases using a cylindrical separator C with an adsorbent in the regeneration mode, that is, the removal of adsorbed components (carbon dioxide and hydrocarbon gases) from the pores of the adsorbent ) at elevated temperature. After the first stage, the mixture of methane, carbon monoxide, nitrogen and hydrogen is sent to the cylindrical separator 4.
На другій стадії здійснюють хроматографічне розділення при надлишковому тиску 1-120 аті та температурі о -50 - 4120 С шляхом дозованого вводу отриманої після першої стадії суміші водню, азоту, оксиду вуглецю і ї» метану в потік водню, що циркулює через циліндричний роздільник 4 з адсорбентом з наступним відбором суміші окремих газів з воднем - азоту з воднем у циліндричний роздільник 5 з адсорбентом, оксиду вуглецю з воднем у циліндричний роздільник 6 з адсорбентом, метану з воднем у циліндричний роздільник 7 з адсорбентом.At the second stage, chromatographic separation is carried out at an excess pressure of 1-120 ati and a temperature of -50-4120 C by metered introduction of the mixture of hydrogen, nitrogen, carbon monoxide and methane obtained after the first stage into the stream of hydrogen circulating through a cylindrical separator 4 with adsorbent with subsequent selection of a mixture of individual gases with hydrogen - nitrogen with hydrogen into a cylindrical separator 5 with an adsorbent, carbon monoxide with hydrogen into a cylindrical separator 6 with an adsorbent, methane with hydrogen into a cylindrical separator 7 with an adsorbent.
На третій стадії виділяють водень та інші компоненти з отриманих газових сумішей шляхом комбінованого розділення. Для цього спочатку здійснюють фронтальне розділення при пропусканні газових сумішей крізь с циліндричні роздільники 5, 6, 7 з адсорбентами з отриманням чистого водню. Потім здійснюють витискувальне розділення при наступному пропусканні крізь циліндричні роздільники 5, 6, 7 з адсорбентами чистих газів - відповідно азоту, оксиду вуглецю та метану (до появи їх у чистому стані на виході) для відділення во адсорбованих компонентів від їх суміші з воднем. Після цього здійснюють виділення адсорбованих чистих газів при скиданні надлишкового тиску до атмосферного: в резервуар 8 виділяють водень, в резервуар 9 - азот, в резервуар 10 - оксид вуглецю, в резервуар 11 -метан. Суміш водню з азотом, яка виходить з роздільника 5 при початковому (до появи на виході чистого азоту) витисненні азотом з резервуару 9, повертається на вхід роздільника 5. Суміш водню з оксидом вуглецю, яка виходить із роздільника 6 при початковому (до появи на 65 виході чистого оксиду вуглецю) витисненні оксидом вуглецю із резервуару 10, повертається на вхід роздільника 6. Суміш водню з метаном, яка виходить з роздільника 7 при початковому (до появи на виході чистого метану)At the third stage, hydrogen and other components are separated from the obtained gas mixtures by combined separation. To do this, frontal separation is first carried out when gas mixtures are passed through c cylindrical separators 5, 6, 7 with adsorbents to obtain pure hydrogen. Then, extrusion separation is carried out during the next passage through cylindrical separators 5, 6, 7 with adsorbents of pure gases - nitrogen, carbon monoxide, and methane, respectively (until they appear in a pure state at the outlet) to separate the adsorbed components from their mixture with hydrogen. After that, the adsorbed clean gases are released when the excess pressure is reduced to atmospheric: hydrogen is released into tank 8, nitrogen into tank 9, carbon monoxide into tank 10, and methane into tank 11. The mixture of hydrogen and nitrogen, which leaves separator 5 during the initial (before the appearance of pure nitrogen at the outlet) nitrogen displacement from tank 9, returns to the inlet of separator 5. The mixture of hydrogen and carbon monoxide, which leaves separator 6 during the initial (before the appearance of 65 exits of pure carbon monoxide) pushed out by carbon monoxide from tank 10, returns to the inlet of the separator 6. The mixture of hydrogen and methane that exits from the separator 7 at the initial stage (before the appearance of pure methane at the outlet)
витисненні метаном із резервуару 11, повертається на вхід роздільника 7.squeezed out by methane from the tank 11, returns to the inlet of the separator 7.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU200608818U UA19754U (en) | 2006-08-07 | 2006-08-07 | Method for separation of gas mixtures |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU200608818U UA19754U (en) | 2006-08-07 | 2006-08-07 | Method for separation of gas mixtures |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA19754U true UA19754U (en) | 2006-12-15 |
Family
ID=37606746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAU200608818U UA19754U (en) | 2006-08-07 | 2006-08-07 | Method for separation of gas mixtures |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA19754U (en) |
-
2006
- 2006-08-07 UA UAU200608818U patent/UA19754U/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Skarstrom | Heatless fractionation of gases over solid adsorbents | |
| Ferreira et al. | Methane purification by adsorptive processes on MIL-53 (Al) | |
| US11110388B2 (en) | Apparatus and system for swing adsorption processes related thereto | |
| CA3054908C (en) | Helium extraction from natural gas | |
| US8211211B1 (en) | Multi-stage adsorption system for gas mixture separation | |
| RU2597081C2 (en) | Method for complex extraction of valuable admixtures from natural helium-containing hydrocarbon gas with high nitrogen content | |
| Tondeur et al. | Gas purification by pressure swing adsorption | |
| US9399607B2 (en) | Methods and apparatuses for reforming of hydrocarbons including recovery of products using a recovery zone, a pressure swing adsorption zone, and a membrane separation zone | |
| EP2880134B1 (en) | Heavy hydrocarbon removal from a natural gas stream | |
| Mersmann et al. | The potential of energy saving by gas‐phase adsorption processes | |
| AU2013224145A1 (en) | Gas treatment system using supersonic separators | |
| US20200156040A1 (en) | Hydrogen production from natural gas processing using electron beam irradiation | |
| KR20120047756A (en) | System for purifying ammonia | |
| EA028938B1 (en) | Temperature swing adsorption system and method for purifying fluids using the same | |
| Heck et al. | Pressure swing adsorption separation of H2S/CO2/CH4 gas mixtures with molecular sieves 4A, 5A, and 13X | |
| AU2009355326B2 (en) | Multi-stage adsorption system for gas mixture separation | |
| CN102602899A (en) | Helium purification method and device | |
| CA3102348A1 (en) | Multi-stage psa process to remove contaminant gases from raw methane streams | |
| Brandani et al. | Nitrogen rejection from landfill gas using Pressure Swing Adsorption | |
| TW201400415A (en) | Ammonia purification system | |
| UA19754U (en) | Method for separation of gas mixtures | |
| WO2007038661A1 (en) | A method of removing nitrous oxide | |
| UA82940C2 (en) | Method of separation of gas mixtures | |
| UA19753U (en) | Method for separation of gas mixtures | |
| RU2576428C1 (en) | Method for complex processing of natural hydrocarbon gas with high nitrogen content |