ПРОБЛЕМЫ УТИЛИЗАЦИИ ПОПУТНОГО НЕФТЯНОГО ГАЗА И НАПРАВЛЕНИЯ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
часть 2
ТЕХНОЛОГИИ ПОДГОТОВКИ ПНГ
МЕМБРАННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Мембранные технологии разделения газовых смесей основаны на способности газов проникать через полупроницаемые перегородки – мембраны - с различной скоростью под действием перепада давления.
МЕМБРАННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
ЗАРУБЕЖНЫЕ
СТАДИИ МЕМБРАННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ
1.Перенос компонентов исходного потока к мембране
2.Сорбция этих компонентов в мембране
3.Транспорт компонентов через мембрану
4.Десорбция из мембраны
5.Отвод продуктов разделения из мембраны
Транспорт вещества через полимерную мембрану связан с диффундированием и растворением его в мембране, т.е. является результатом сложных молекулярных взаимодействий. Принято говорить о
диффузионной растворимости газа. |
4 |
ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА:
1.Один из продуктов разделения имеет пониженное давление
2.Организация многостадийного процесса требует затрат энергии на компримирование потоков низконапорного газа
3.Ограниченная пропускная способность мембранных аппаратов при больших расходах требует секционирования установки, что снижает ее надежность
4.Наличие в газах примесей (ингибиторы коррозии, гидраты, влага, тяжелые углеводороды) требует дополнительной очистки газа перед подачей на
мембраны и использования мембранных материалов повышенной химической стойкости 5
«Grace System»
6
До последнего времени мембранные технологии разделения газов широко применялись в процессах получения азота, выделения водорода из водородсодержащих газовых смесей, выделения гелия и СО2 из природного газа, но не
использовались для утилизации нефтяного газа.
Это было обусловлено следующими причинами:
•присутствием в нефтяном газе соединений, разрушающих и/или пластифицирующих традиционные мембраны;
• селективными свойствами традиционных |
мембран: |
|
концентрацией тяжелых углеводородов в |
|
|
подготовленном газе и метана в проникшем потоке |
||
(имеющем низкое давление), |
что |
приводило к |
необходимости компримирования газа для дальнейшего использования.
7
МЕМБРАННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
ОТЕЧЕСТВЕННЫЕ
НПК «ГРАСИС»
Основой мембранной технологии разделения газов является мембрана, с помощью которой происходит разделение газов. Современная газоразделительная мембрана представляет собой не плоскую пластину или пленку, а полое волокно.
CarboPEEK
Половолоконная мембрана состоит из пористого полимерного волокна с нанесенным на его внешнюю поверхность газоразделительным слоем.
Пористое волокно имеет сложную асимметричную структуру, плотность полимера возрастает по мере приближения к внешней поверхности волокна.
Применение |
пористых подложек с |
||
асимметричной структурой |
позволяет |
||
разделять |
газы |
при |
высоких9 |
давлениях (до 6,5 MПа). |
|
||
Толщина газоразделительного слоя волокна не превышает 0,1 мкм, что обеспечивает высокую удельную проницаемость газов через полимерную мембрану. Существующий уровень развития технологии позволяет производить полимеры, которые обладают высокой селективностью при разделении различных газов, что, соответственно, обеспечивает высокую чистоту газообразных продуктов.
Современный мембранный модуль, используемый для технологии мембранного разделения газов, состоит из сменного мембранного картриджа и корпуса. Плотность упаковки волокон в картридже достигает значений 3000—3500 квадратных метров волокна на один кубический метр картриджа, что позволяет минимизировать размеры10 газоразделительных установок.