[發明專利]用于使用膜凈化天然氣的方法和系統

有效

• 申請號: 201680079124.0
• 申請日: 2016-12-02
• 公開（公告）號: CN108472576B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 桑迪普·K·卡洛德;丁勇
• 申請（專利權）人: 液體空氣先進技術美國有限責任公司
• 主分類號: B01D53/14
• 分類號: B01D53/14;B01D53/26;B01D53/34;B01D53/46;B01D53/62;B01D53/72;B01D53/76;B01D61/36;B01D63/02;B01D63/08
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 彭立兵;林柏楠

1.一種用于凈化包括甲烷、CO₂、和C₃₊烴的天然氣的方法，該方法包括以下步驟：

將由該天然氣組成的進料氣進料到包含串聯或并聯的一個或多個膜的第一氣體分離膜階段中，該一個或多個膜具有對于C₃₊烴的選擇性超過對甲烷的選擇性的選擇性層；

由該第一階段的該一個或多個膜抽取出第一滲透物流，其與該進料氣相比富含C₃₊烴；

由該第一階段的該一個或多個膜抽取出第一滲余物流，其與該進料氣相比缺乏C₃₊烴；

將該第一滲余物流進料到包含串聯或并聯的一個或多個膜的第二氣體分離膜階段中，該一個或多個膜具有對于CO₂的選擇性超過對甲烷的選擇性的選擇性層；

由該第二階段的該一個或多個膜抽取出第二滲透物流，其與該進料氣相比富含CO₂；并且

由該第二階段的該一個或多個膜抽取出第二滲余物流，其與該進料氣相比缺乏CO₂，其中

該第一氣體分離膜階段的該一個或多個膜具有小于68個氣體滲透單位的甲烷滲透率；并且

該第一氣體分離膜階段中的該一個或多個膜具有由以下制成的分離層：1)四氫呋喃的共聚物或嵌段聚合物，2)四氫呋喃和環氧丙烷的共聚物或嵌段聚合物，3)環氧丙烷的共聚物或嵌段聚合物，或4)以商品名Polyactive可獲得的聚(對苯二甲酸丁二醇酯)環氧乙烷共聚物，其具有以下通用化學結構：

2.如權利要求1所述的方法，進一步包括從該進料氣中去除水，然后將該進料氣進料到該第一氣體分離膜階段。

3.如權利要求2所述的方法，其中，所述去除水的步驟包括將該進料氣進料到被適配并且被配置成從流體中去除水的分子篩中。

4.如權利要求2所述的方法，其中，所述去除水的步驟包括將該進料氣進料到脫水氣體分離膜中。

5.如權利要求1所述的方法，進一步包括以下步驟：作為火炬氣燃燒該第一和/或該第二滲透物流。

6.如權利要求1所述的方法，其中，該進料氣由提取自地下或海底地質構造的天然氣獲得，并且所述步驟進一步包括將該第一和/或第二階段滲透物流注入該地質構造中。

7.如權利要求6所述的方法，進一步包括將該第一和/或第二滲透物流脫水，然后注入該地質構造中使得注入該地質構造中的該第一和/或第二滲透物流中的含水量不超過50體積ppm。

8.如權利要求1所述的方法，其中，在該進料氣的壓力與該第一滲余物流的壓力之間的壓降是小于50psi。

9.如權利要求1所述的方法，其中，在該進料氣的壓力與該第一滲余物流的壓力之間的壓降是小于30psi。

10.如權利要求1所述的方法，其中，在該進料氣的壓力與該第一滲余物流的壓力之間的壓降是小于20psi。

11.如權利要求1所述的方法，其中，該第一氣體分離膜階段的該一個或多個膜具有小于34氣體滲透單位的甲烷滲透率。

12.如權利要求1所述的方法，其中，該第一氣體分離膜階段的該一個或多個膜具有小于20氣體滲透單位的甲烷滲透率。

13.如權利要求1所述的方法，其中，該第一氣體分離膜階段的該一個或多個膜形成為平膜或多個中空纖維。

14.如權利要求1所述的方法，其中，該第一氣體分離膜階段的該一個或多個膜中的每一個具有由支撐層支撐的分離層。

15.如權利要求14所述的方法，其中，這些支撐層中的每一個由聚酰亞胺、聚砜、或聚醚醚酮制成。