[其他]氣體分離的強化方法

在審

• 申請號: 101986000004191
• 申請日: 1986-05-24
• 公開（公告）號: CN86104191B
• 公開（公告）日: 1988-07-20
• 發明（設計）人: 基肖爾·賈斯拉杰·多希
• 申請（專利權）人: 聯合碳化公司
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 李雒英

選用滲透膜提純氣體以把所需組分與雜質分離，在所述氣流通過滲透膜之前將有害氣體組分用變壓吸附系統除去。如果那些有害組分含有所述氣流中有用組分，則該氣流的凈化氣（滲透部分或未滲透部分）用來作為變壓吸附系統的吹掃氣以解吸和回收這些有害組分和由滲透膜提純得到的所需組分。如果所述有害組分不含所述氣流中的有用組分，上述氣流的雜質部分（滲透部分或未滲透部分）用來作為變壓吸附系統的吹掃氣，以便解吸和排除上述雜質及氣體提純操作中的有害組分。

本發明是關于從含有雜質的氣流中分離出所需組分的方法。特別是關于氣體分離操作中增加高純度產品的回收率的方法。

為從含有較少量不需要的它種組分或雜質的進料氣體混合物中分離和提純出所需的單一組分或多種組分氣體，本發明的滲透膜系統提供了一種工業上可行的方法。為此目的，進料氣體混合物通過一個能選擇性地使混合物中某些組分透過的滲透膜，這些可滲透的氣體組分在減壓下從膜的卸料端排出。而氣體混合物的不能滲透部分基本上在進氣壓力下，從膜的進料端排出。一般情況下，進料氣體混合物中，當其中的雜質作為不滲透部分排出時，被提純的所需組分作為可滲透部分回收。其應用涉及從氨或甲醇工廠的反應回路中釋放氣體的提純，這類釋放氣體，基本上是在反應壓力下通過一滲透膜系統。所要回收的組分，如合成氨工廠中的氫和氮，甲醇工廠中的氫和二氧化碳，均作為可滲透氣體在減壓下進行回收，然后重新壓縮，再循環到氨或甲醇的回路中去，用以進一步生產所需的產品。來自反應回路的釋放氣體通常也含氨或甲醇以及各過程中的雜質。在釋放氣體與可滲透膜相接觸之前，氨或甲醇要除去到一定程度，使它們不致損害滲透膜。從而在預定的工作壽命內不致影響它的效率。為此目的，通常是用水洗或用蒸餾法，此時氨或甲醇則以水溶液的形式除掉。

在合成氨的排出氣流中回收氫的處理方法中，所用的滲透分離膜是Gardner等人提出的，曾以題為“分離氣體用的空心纖維滲透器”的論文，于1977年10月在化學工程進展（Chemical Engin eying Progress）雜志中發表（76～78頁）。Perry在其關于超大氣壓下氫與氮生成氨的反應的專利US4，172，885中肯定了此種方法。正如該文所指出，含氨的反應流出物，從氨的合成反應區中排出。這種反應流出物含有很多未反應的氫與氮，在熟知的合成氨的回路里再循環到氨的合成反應區中。在合成氨的回路中加入再循環的反應流出物，就構成由氫、氮和雜質如甲烷、氬等所組成的進料氣流。在此回路里除了從反應流出物中除去產品流出物之外，還要從反應流出物中除去一定量的釋放氣流，以保持雜質含量在所需的較低值。在Perry所描述的過程中，由氨合成回路中來的釋放氣流被急劇冷卻，凝聚并凝結成氨后，再用水洗，這樣得到的排出氣體中氨與水蒸汽的含量大約小于0.5%的體積百分比。另一方法，用致冷方法來凝結氨，或者由氨的吸附或吸收可使釋放氣流中的氨含量降到體積含量小于0.1%。如此處理的釋放氣流，然后基本上在合成反應壓力下通過滲透膜，使其中的氫透過并再回到氨合成的反應區中。

應該指出，如上所述的除氨的預處理作業必定要用凝結器，洗滌器等等，而且為了避免產品氨的過多損失，還需要再生被排出的氨水。雖然此方法可用于工業生產，但在已有技術中還需要進行技術和裝置方面的改進。為避免滲透膜與進料氣體中某些特定濃度的有害組分相接觸，需要簡化預處理工藝過程并避免用水洗以及氨的再生。與此同時，希望提高釋放氣體中氨的回收量，從而使氨的生產中產品的總回收率提高。掌握該技術的人員，對甲醇的生產將會考慮類似的問題和有關的要求。同樣，其他氣體的提純工藝也需要進行這些改進，這不一定與反應合成回路有關，而是由于進料氣流中的對滲透膜有害但從另一角度又是有用的氣體組分，在它們與滲透膜接觸之前，需要從其中除去。在這些操作中，一般還要避免這類有用組分的損失，這樣才能得到所要求的回收率、得到高純度的產品。

因此，本發明的目的之一是：提供一種能把氣流中的所需組分與其中雜質分離的改進方法。

本發明的另一目的是：提供一種與氣體滲透膜接觸來強化從氣流中分離雜質的方法。

本發明更進一步的目的是：提供一種能促進從氣流中回收所需組分的方法，而這一回收過程是在與滲透膜相接觸使雜質從所述氣流中分離之前進行的。

本發明的上述各項目的和其他目的，將在下文中詳細介紹，而其新穎的特征也將在所附權利要求中具體說明。