Спосіб розділення газових сумішей

1. Спосіб розділення газових сумішей з використанням адсорбентів, який відрізняється тим, що розділення здійснюють комбінованим адсорбційно-хроматографічним методом при надлишковому тиску 1-150 аті та температурі -50 - +120°С у три стадії, на першій стадії від вихідної газової суміші відділяють діоксид вуглецю і вуглеводневі гази шляхом пропускання вихідної суміші газів через циліндричний роздільник з адсорбентом з отриманням суміші метану, оксиду вуглецю, азоту і водню, на другій стадії розділяють суміш газів після першої стадії комбінованим методом - спочатку U 1 3 19753 4 рація метану збільшується до 99,9%. Метан надщо сильно сорбуються, і не дозволяє достатньою ходить на вхід блока зрідження газу. Азот і вуглемірою розділити гази. водні розділяють у послідовно з'єднаних газорозВ основу корисної моделі поставлено задачу дільних резервуарах на окремі компоненти: етан, створення способу комбінованого адсорбційнопропан і бутан, які подають до засобів зберігання. хроматографічного розділення газових сумішей, В криогенному блоці потік очищеного природного що утворюються при термічній переробці палива і газу розділяють на два потоки. Газові потоки охобіомаси, який би дозволив повністю виділити з лоджують, об'єднують. Подають розширений потік суміші газів окремі компоненти та максимально до ректифікаційної колони. Потік першої пари охореалізувати сорбційну здатність адсорбенту. Поставлену задачу вирішують тим, що у сполоджують до температури (-112 С) – (-150 С) до собі розділення газових сумішей з використанням утворення парової та рідкої фаз шляхом пропусадсорбентів, згідно з корисною моделлю, роздікання крізь теплообмінники з використанням принлення здійснюють комбінованим адсорбційноципу протитоку з азотом, що циркулює у циклі хроматографічним методом при надлишковому охолодження. Охолоджений потік першої пари тиску 1-150атм та температурі (-50) - +120 С у три розділяють на парову та рідку фазу з утворенням потоку другої пари, що вміщує метан та азот у стадії, на першій стадії від вихідної газової суміші співвідношенні 1:(1,0-2,0), і потоку другої рідини з відділяють діоксид вуглецю і вуглеводневі гази вмістом метану і азоту у співвідношенні 1:(4,0-2,0). шляхом пропускання вихідної газової суміші крізь Повертають потік другої рідини як флегми до рекциліндричний роздільник з адсорбентом з отритифікаційної колони. Відводять з ректифікаційної манням суміші метану, оксиду вуглецю, азоту і колони першу рідину як потік продукту, який має водню, на другій стадії здійснюють розділення суміші газів після першої стадії комбінованим метотемпературу вище за (-112 С), до засобу зберігандом - спочатку здійснюють фронтальне розділення ня природного газу під тиском та до блоку зрідшляхом заповнення циліндричного роздільника з ження. У блоці зрідження газ розділяють у метаадсорбентом воднем і пропускання крізь нього новідгінній, етановідгінній, бутановідгінній та суміші газів з отриманням на виході послідовно пропановідгінній колонах. Газові потоки після заводню, суміші водню і азоту та суміші водню, азоту значених колон вирівнюють за тиском і температуі оксиду вуглецю а потім здійснюють витискувальрою та об'єднують. Частину об'єднаного потоку не розділення шляхом пропускання крізь циліндредукують і подають до боксу оператора [заявка ричний роздільник з адсорбентом метану до появи РФ №2272228. F25J3/02, 2006]. на виході чистого метану і скидання тиску до атКриогенний спосіб дозволяє розділити гази, мосферного для виділення адсорбованого метану; проте ступінь розділення не повна і він досить на третій стадії здійснюють відділення решти коменерговитратний. понентів від водню та один від одного шляхом Найближчим до корисної моделі, що заявляпропускання крізь циліндричний роздільник з адється, є адсорбційний спосіб розділення газів з сорбентом суміші водню з азотом з використанням виділенням діоксиду вуглецю, згідно з яким потік азоту для витискувального розділення та пропусгазу пропускають крізь напівпроникний для газу кання суміші водню з азотом і оксидом вуглецю з матеріал, що є молекулярним ситом або активовикористанням оксиду вуглецю для витискувальваним вугіллям типу АКТ. Від потоку відхідних ганого розділення. зів, які проходять крізь цей напівпроникний для Розділення суміші газів здійснюють в циліндгазу матеріал, відділяють потік газу з високим вміричних роздільниках з адсорбентами, співвідностом діоксиду вуглецю, і використовують щонайшення довжини і діаметру яких становить 10-1000. менше частинупотоку газу з високим вмістом діокЗдійснення розділення газової суміші при підсиду вуглецю, як вихідний матеріал на вищеному тиску комбінованим методом, що поєдпромисловій установці та/або збирають і зберіганує елементи фронтального і витискувального ють для наступного використання щонайменше розділення передбачає послідовне розподілення частини потоку газу з високим вмістом діоксиду компонентів газової суміші вздовж об'єму адсорвуглецю. бенту в залежності від їх адсорбційної здатності з Для розділення відхідних газів і виділення з отриманням найменш адсорбованого компоненту них діоксиду вуглецю як напівпроникний матеріал водню в чистому стані і суміші водню з іншими використовують матеріал, що здатний адсорбувагазами при фронтальному розділенні і послідовне ти переважно діоксид вуглецю та отримати з відхівитиснення адсорбованих (в порядку підвищення дного газу потік з високим вмістом діоксиду вуглеїх адсорбційної здатності) і не адсорбованих комцю, і в якому потік відхідного газу пропускають понентів суміші газів (в міжчастковому просторі крізь напівпроникний для газу матеріал, що адсоргранульованого адсорбенту) шляхом пропускання бує щонайменше суттєву частину діоксиду вуглекомпоненту газової суміші з максимальною адсорцю, яка міститься в потоці відхідного газу, з отрибційною здатністю - метану (або азоту і оксиду манням на виході потоку з низьким вмістом вуглецю) при витискувальному розділенні. Розродіоксиду вуглецю, який викидають в атмосферу. блений комбінований адсорбційноОтриманий потік з високим вмістом діоксиду вугхроматографічний метод розділення газових сулецю використовують на установці для одержання мішей дає можливість максимально використати аміаку та сечовини або метанолу [заявка РФ адсорбційну і роздільну здатність сорбентів, яка №2003132538, B01D53/22, 2005]. зростає з підвищенням тиску, і дозволяє повністю Адсорбційний спосіб, який здійснюють пропусрозділити газову суміш на окремі компоненти. канням газової суміші крізь адсорбент, використовується переважно для очистки газів від домішок, 5 19753 6 Корисна модель пояснюється кресленням, на ник 2 з адсорбентом і відділяють від діоксиду вугякому зображено схему розділення газової суміші лецю і вуглеводневих газів, використовуючи циліпісля термічної переробки палива і біомаси комбіндричний роздільник 3 з адсорбентом в режимі нованим адсорбційно-хроматографічним спосорегенерації. Після першої стадії суміш метану, бом. оксиду вуглецю, азоту і водню направляють у циНа схемі зображено резервуар 1 для вихідної ліндричний роздільник 4. газової суміші, вихід якої з'єднано з входами двох На другій стадії здійснюють комбіноване розциліндричних роздільників 2, 3 з адсорбентами. ділення суміші газів після першої стадії - фронтаВиходи циліндричних роздільників 2, 3 з'єднано з льне розділення, що передбачає заповнення цилівходом третього циліндричного роздільника 4, ндричного роздільника 4 з адсорбентом воднем з вихід якого з'єднано з його входом, з резервуаром резервуару 5, а потім - пропускання суміші газів з 5 для накопичення водню, резервуаром 6 для суотриманням на виході послідовно водню, суміші міші водню з азотом, резервуаром 7 для суміші водню і азоту та суміші водню, азоту і метану, і водню з азотом та оксидом вуглецю, резервуаром витискувальне розділення шляхом пропускання 8 - для метану. Резервуар 5 для водню та резеркрізь той же циліндричний роздільник 4 з адсорбевуар 8 для метану з'єднано з входом циліндричнонтом метану з резервуару 8 до появи на виході го роздільника 4. Вихід резервуару 6 для суміші чистого метану та скидання тиску до атмосферноводню з азотом з'єднано з входом циліндричного го для виділення адсорбованого метану. Суміш роздільника 9 з адсорбентом для суміші азоту і метану, оксиду вуглецю, азоту і водню, яка виховодню, вихід якого з'єднано з його входом, входом дить із циліндричного роздільника 4 при витисненрезервуару 5 для водню та з входом резервуару ні метаном із резервуару 8 повертається в цилінд10 для азоту. Вихід резервуару 10 з'єднано з вхоричний роздільник 4. дом циліндричного роздільника 9 з адсорбентом На третій стадії здійснюють відділення решти для суміші азоту і водню. Вихід резервуару 7 для компонентів від водню та один від одного шляхом суміші водню з азотом та оксидом вуглецю з'єднапропускання крізь циліндричний роздільник 9 з но з входом циліндричного роздільника 11 для адсорбентом суміші водню з азотом з використансуміші оксиду вуглецю, азоту і водню. Вихід резерням азоту для витискувального розділення із ревуару 11 з'єднано з його входом, з входом резерзервуару 10 та пропусканні суміші водню з азотом вуару 5 для водню, резервуару 6 для суміші водню і оксидом вуглецю крізь циліндричний роздільник з азотом та з входом резервуару 12 для оксиду 11 з використанням оксиду вуглецю для витискувуглецю. Вихід резервуару 12 з'єднано з входом вального розділення із резервуару 12. Суміш водциліндричного роздільника 11 для суміші оксиду ню з азотом, яка виходить із роздільника 9 при вуглецю, азоту і. водню. витисненні азотом і з роздільника 11 при пропусСпосіб здійснюють наступним чином. канні суміші водню з азотом і оксидом вуглецю В способі використовують циліндричні роздіповертається в резервуар 6 для азоту і водню. льники з адсорбентами, співвідношення довжини і Суміш водню з азотом і оксидом вуглецю, яка видіаметра яких становить 10-1000. Розділення здійходить із роздільника 11 при витисненні оксидом снюють при надлишковому тиску 1-150 аті та темвуглецю з резервуару 12, повертається в резервуар 7 для суміші водню з азотом і оксидом вуглецю. пературі (-50) - +120 С у три стадії. На першій стадії вихідну газову суміш з резервуару 1 пропускають крізь циліндричний розділь Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601