(86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego: , PCT/EP02/07635 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (21) Numer zgłoszenia: (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego: , PCT/EP02/07635 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego: , WO03/06141 PCT Gazette nr 04/03 (51) Int.Cl. C10L 3/10 ( ) B01D 53/22 ( ) (54) Urządzenie i sposób oddzielania oczyszczonego metanu (30) Pierwszeństwo: ,AT,A1063/2001 (73) Uprawniony z patentu: WIENGAS GMBH,Vienna,AT AXIOM ANGEWANDTE PROZESSTECHNIK GES. M.B.H.,Vienna,AT UBE INDUSTRIES, LTD.,Yamaguchi,JP (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 25/04 (72) Twórca(y) wynalazku: Johann Franek,Vienna,AT (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 02/08 (74) Pełnomocnik: Teresa Szlagowska-Kiszko, POLSERVICE, Kancelaria Rzeczników Patentowych Sp. z o.o. PL B1 (57) 1. Urządzenie do permeacji gazu do oddzielania oczyszczonego metanu od węglowodorów wyższych niż C 1 w mieszaninie gazu zasilającego, takiej jak gaz ziemny, ciężka benzyna, skroplony gaz ziemny, skroplony gaz naftowy, gaz odlotowy z przemysłów petrochemicznych i innych, składające się co najmniej z jednego modułu permeacji gazu (1) z wlotem gazu zasilającego, wylotem strumienia gazu (4) zawierającego oczyszczony metan, wylotem strumienia gazu (3) zawierającego węglowodory wyższe niż C 1 i permeacyjnie selektywną przeponą (1'), która ma stronę produktu permeacji (4') i stronę produktu zatrzymania (3'), znamienne tym, że wymieniona permeacyjnie selektywna przepona (1') składa się ze szklistych, bezpostaciowych albo półkrystalicznych polimerów, które mają temperaturę przejścia w stan szklisty powyżej roboczej temperatury urządzenia do permeacji gazu, oraz że wymieniony wylot strumienia gazu (4) zawierającego oczyszczony metan jest umieszczony po stronie produktu permeacji (4') wymienionej permeacyjnie selektywnej przepony (1'). 14. Sposób oddzielania oczyszczonego metanu od węglowodorów wyższych niż C 1 w mieszaninie gazu zasilającego, takiej jak gaz ziemny, ciężka benzyna, skroplony gaz ziemny, skroplony gaz naftowy gaz odlotowy z przemysłów petrochemicznych i innych, obejmujący co najmniej jeden moduł permeacji gazu (1) z permeacyjnie selektywną przeponą (1'), która ma stronę produktu permeacji (4') i stronę produktu zatrzymania (3'), znamienny tym, że mieszaninę gazowych produktów (4) w zasadzie wolną od węglowodorów wyższych niż C 1 odciąga się ze strony produktu permeacji (4') przepony (1').

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem niniejszego wynalazku jest urządzenie do permeacji do oddzielania oczyszczonego metanu od węglowodorów wyższych niż C 1 w mieszaninie gazu zasilającego, takiej jak gaz ziemny, ciężka benzyna, skroplony gaz ziemny (LNG), skroplony gaz naftowy (LPG), gaz odlotowy z przemysłów petrochemicznych i innych, zawierające co najmniej jeden moduł permeacji gazu z wlotem gazu zasilającego, wylotem strumienia gazu zawierającego oczyszczony metan, wylotem strumienia gazu zawierającego węglowodory wyższe niż C 1 i permeacyjnie selektywną przegrodą, która ma stronę produktu permeacji i stronę produktu zatrzymania, oraz sposób oddzielania oczyszczonego metanu od węglowodorów wyższych niż C 1 w mieszaninie gazu zasilającego, takiej jak gaz ziemny, ciężka benzyna, skroplony gaz ziemny (LNG), skroplony gaz naftowy (LPG), gaz odlotowy z przemysłów petrochemicznych i innych, drogą przepuszczania mieszaniny gazu zasilającego pod ciśnieniem gazu zasilającego przez co najmniej jeden moduł permeacji gazu, zawierający permeacyjnie selektywną przeponę ze stroną produktu permeacji i stroną produktu zatrzymania. Gaz ziemny, ciężka benzyna, skroplony gaz ziemny, skroplony gaz naftowy i inne, jak również niektóre gazy odlotowe z przemysłu petrochemicznego, zawierają zwykle duże ilości metanu, do 90% objętościowo. Poza tym te gazy zawierają węglowodory wyższe niż C 1, na przykład etan, propan, n-butan, i-butan, różne izomery pentanu, izomery heksanu, jak również tak zwane węglowodory C6 +, to jest węglowodory wyższe niż C 6. Wyżej wymienione gazy mogą zawierać także małe ilości azotu, dwutlenku węgla, siarko wodoru, pary wodnej i innych składników o intensywnym zapachu, na przykład czterowodorotiofenu. Takie gazy wykorzystuje się zwykle jako gazy grzejne, itp. i nie muszą być one dalej przetwarzane albo oczyszczane. Mimo wszystko w przypadku szczególnych zastosowań istnieje konieczność wysoko oczyszczonego metanu, takiego jak metanu do wytwarzania bardzo czystego wodoru, na przykład w procesach utwardzania metali, produkcji szkła ołowiowego, itp. Sposób wydzielania metanu i innych wyższych węglowodorów ze strumienia gazu ziemnego zawierającego metan jako główny składnik jest znany z amerykańskiego opisu patentowego nr US A, w którym opisuje się kauczukową, permeacyjnie selektywną przeponę, która ma selektywność propan/metan 8 albo większą, tak że dwutlenek węgla, para wodna, etan i inne wyższe węglowodory przenikają przez przeponę, a strumień zatrzymanego produktu wzbogaca się odpowiednio w metan. Ponieważ kauczukowy materiał przepony jest bardzo wrażliwy na nacisk mechaniczny, to proces można prowadzić tylko w bardzo wąskim zakresie niskich ciśnień gazu zasilającego. Celem wynalazku jest opracowanie urządzenia do permeacji gazu i sposobu oddzielania oczyszczonego metanu od gazu zasilającego w szerokim zakresie ciśnień gazu w celu otrzymania produktu gazowego, który ma wysoką zawartość bardzo czystego metanu. Zgodnie z powyższym urządzenie do permeacji gazu według wynalazku charakteryzuje się tym, że wymieniona permeacyjnie selektywna przepona składa się ze szklistych bezpostaciowych albo półkrystalicznych polimerów, które mają temperaturę przejścia w stan szklisty powyżej roboczej temperatury urządzenia do permeacji gazu, oraz tym, że wymieniony wylot strumienia gazu zawierającego oczyszczony metan sytuuje się po stronie produktu permeacji wymienionej permeacyjnie selektywnej przepony. Przepony stosowane w urządzeniu według niniejszego wynalazku mają wyższą przepuszczalność metanu w porównaniu z etanem, propanem innymi węglowodorami wyższymi niż C 1. Zatem z wylotu strumienia gazu zawierającego oczyszczony metan, który jest usytuowany po stronie produktu permeacji wymienionej permeacyjnie selektywnej przepony, można odciągać porównywalnie dużą ilość produktu gazowego zawierającego metan. Nieoczekiwanie ustalono, że po stronie produktu permeacji przepony można otrzymać wysoko oczyszczony metan w zasadzie wolny od węglowodorów wyższych niż C 1. Co więcej, przepona składająca się ze szklistych, bezpostaciowych albo półkrystalicznych polimerów zapewnia takie właściwości mechaniczne i cieplne, że wytwarzanie mieszaniny gazu wzbogaconej w metan można prowadzić w szerokim zakresie porównywalnych wysokich ciśnień W celu zapewnienia niezawodnego permeacyjnego działania przepony urządzenie pracuje w temperaturach poniżej temperatury przejścia w stan szklisty tych polimerów. Próby wykazały, że korzystne jest, gdy przepona wymienionego modułu permeacji gazu składa się z poliimidów aromatycznych, polieterów aromatycznych, itp. Takie przepony zapewniają selektywność metan/etan większą albo równą 2. Próby wykazały, że kondensacji pary wodnej i wyższych węglowodorów w przeponie można uniknąć, jeżeli urządzenie do permeacji gazu ma temperaturę roboczą od 10 do 100 C, a zwłaszcza od 40 do 60 C.

3 PL B1 3 Do regulowania ilości gazu zasilającego, który doprowadza się do modułu permeacji gazu, korzystne jest, gdy urządzenie zawiera sprężarkę do sprężania wymienionego gazu zasilającego. Urządzenie według niniejszego wynalazku charakteryzuje się korzystnie tym, że wlot gazu zasilającego jest połączony z główną linią oraz że wymieniony wylot strumienia gazu zawierającego węglowodory wyższe niż C 1 jest połączony współprądowo z wymienioną główną linią gazu zasilającego w celu przepuszczenia strumienia gazu zawierającego węglowodory wyższe niż C 1 z powrotem do głównej linii gazu zasilającego. W ten sposób strumień gazu zawierającego węglowodory wyższe niż C 1 jest doprowadzany z powrotem do linii gazu zasilającego do dalszego wykorzystania, na przykład w postaci paliwa. W celu zmniejszenia ciśnienia po stronie produktu permeacji modułu permeacji gazu, przez co zwiększa się różnica ciśnień cząstkowych modułu permeacji gazu, korzystne rozwiązanie wynalazku zawiera urządzenie ssące do odciągania strumienia gazu zawierającego oczyszczony metan po stronie produktu permeacji wymienionego modułu permeacji gazu. Urządzenie ssące może być na przykład dmuchawą albo sprężarką. Inne korzystne rozwiązanie wynalazku charakteryzuje się tym, że urządzenie zawiera sprężarkę do sprężania strumienia gazu zawierającego oczyszczony metan odciągnięty po stronie produktu permeacji wymienionego modułu permeacji gazu. Przez sprężanie wymienionego gazu permeacyjnego, to jest strumienia gazu zawierającego oczyszczony metan z wymienionego modułu permeacji gazu, wytwarza się ujemne ciśnienie po stronie produktu permeacji modułu do przeciągania gazu zasilającego przez przeponę. Ponadto sprężony gazowy produkt permeacji zawierający oczyszczony metan można dostarczać do wykorzystania wysokociśnieniowego. W celu wydzielenia dwutlenku węgla i innych składników z gazu zasilającego, które mają wyższą przepuszczalność przez przepony polimeryczne, korzystne jest, gdy urządzenie do permeacji gazu zawiera dalszy nałożony moduł permeacji gazu, który jest połączony z wlotem gazu zasilającego modułu permeacji gazu. Do rozdzielania różnych gazów mieszaniny gazowej w nałożonym module permeacji gazu materiały przepon nałożonego modułu permeacji gazu i modułu permeacji gazu mogą być takie same albo różne w zależności od składników gazu zasilającego rozdzielanego przez nałożony moduł permeacji gazu. Jeżeli przewód gazowego produktu zatrzymania nałożonego modułu permeacji gazu jest połączony z wlotem gazu zasilającego wymienionego modułu permeacji gazu, to gazowy produkt zatrzymania nałożonego modułu permeacji gazu może być doprowadzany bezpośrednio do strony zasilania w gaz modułu permeacji gazu. Ponieważ stosunek przepuszczalności CO 2 i innych składników, oddzielanych przez nałożony moduł permeacji gazu, jest zwykle znacząco wyższy niż stosunek przepuszczalności metanu, który jest oddzielany i oczyszczany przez aktualny produkcyjny moduł permeacji gazu, to korzystne jest, jeżeli wielkości przepon wymienionego nałożonego modułu permeacji gazu i wymienionego modułu permeacji gazu są różne. Dzięki ciśnieniu po stronie produktu zatrzymania modułów permeacji gazu, które jest znacznie wyższe niż po stronie produktu permeacji, gazowy produkt zatrzymania aktualnego produkcyjnego modułu permeacji gazu, jak również gazowy produkt permeacji dalszego nałożonego modułu permeacji gazu można wykorzystać do różnych zastosowań. Zgodnie z tym korzystne jest, jeżeli wylot strumienia gazu zawierającego węglowodory wyższe niż C 1, to jest wylot gazowego produktu zatrzymania wymienionego modułu permeacji gazu, jest połączony poprzez przewód zawierający zawór do redukcji ciśnienia z przewodem gazu permeacyjnego wymienionego nałożonego modułu permeacji gazu. Jeżeli urządzenie zawiera więcej modułów permeacji gazu, które są rozmieszczone równolegle, to ilość wytworzonego gazowego produktu można regulować w zależności od liczby rozmieszczonych równolegle modułów permeacji gazu. Jeżeli urządzenie zawiera więcej modułów permeacji gazu, które są rozmieszczone szeregowo, to gazowy produkt z nałożonego modułu permeacji można wykorzystać jako gaz zasilający dla następnego modułu permeacji gazu w celu stopniowego zwiększania stężenia i czystości metanu w produkcyjnej mieszaninie gazowej. Sposób oddzielania oczyszczonego metanu od węglowodorów wyższych niż C 1 w mieszaninie gazu zasilającego, takiej jak gaz ziemny, ciężka benzyna, skroplony gaz ziemny (LNG), skroplony gaz naftowy (LPG), gazy odlotowe z przemysłów petrochemicznych i innych, obejmujący co najmniej jeden moduł permeacji gazu z permeacyjnie selektywną przeponą, która na stronę produktu permeacji i stronę produktu zatrzymania, charakteryzuje się tym, że mieszaninę produktu gazowego w zasadzie wolną

4 4 PL B1 od węglowodorów wyższych niż C 1 odciąga się po stronie produktu permeacji przepony. Nieoczekiwanie ustalono, że oczyszczanie metanu z mieszaniny gazowej można prowadzić niezawodnie po stronie produktu permeacji, chociaż ze stanu techniki jest znany szereg materiałów przepon, z których wszystkie mają wyższą przepuszczalność wyższych węglowodorów niż metanu. W celu uniknięcia przechodzenia polimerycznego materiału przepony do fazy tworzywa sztucznego, co wpływałoby znacząco na permeacyjne działanie przepony, proces prowadzi się korzystnie w temperaturze niższej niż temperatura przejścia w stan szklisty przepony modułu permeacji gazu. Próby wykazały, że proces oczyszczania jest najbardziej skuteczny wtedy, gdy prowadzi się go w temperaturze od 10 do 100 C, a zwłaszcza od 40 do 60 C, ponieważ unika się w ten sposób kondensacji pary wodnej i wyższych węglowodorów w przeponie. Dla niezawodnej permeacji mieszaniny gazu zasilającego przez moduł permeacji gazu korzystne jest, gdy ciśnienie gazu zasilającego jest wyższe niż 1 bar. Jeżeli mieszanina zasilającego gazu jest gazowym produktem zatrzymania nałożonego modułu permeacji gazu, to gazy, które mają wyższą przepuszczalność przez przeponę modułu permeacji gazu, takie jak dwutlenek węgla, para wodna, azot i inne, mogą być oddzielane przez nałożony moduł permeacji gazu, a gazowy produkt zatrzymania z tego nałożonego modułu permeacji gazu można wykorzystać jako gaz zasilający dla aktualnej permeacji produkcyjnej w celu wytworzenia wzbogaconej w metan mieszaniny gazowej w zasadzie wolnej od węglowodorów wyższych niż C 1. W celu dalszego stosowania gazów o wyższej zawartości węglowodorów wyższych niż C 1 korzystne jest, gdy gazowy produkt permeacji z wymienionego nałożonego modułu permeacji gazu i gazowy produkt zatrzymania wymienionego modułu permeacji gazu są ze sobą połączone. Wynalazek będzie teraz wyjaśniony bardziej szczegółowo w odniesieniu do załączonych figur rysunku, na których: figura 1 przedstawia w widoku schematycznym odpowiednio sposób i urządzenie do oddzielania oczyszczonego metanu jako gazowego produktu permeacji, figura 2 - w widoku schematycznym odpowiednio sposób i urządzenie przedstawione na fig. 1, w którym przewiduje się sprężarkę do sprężania gazu zasilającego dla modułu permeacji gazu, figura 3 - w widoku schematycznym odpowiednio sposób i urządzenie podobne do fig. 1 i 2, w którym gazowy produkt zatrzymania wprowadza się z powrotem do głównej linii gazowej, figura 4 - w widoku schematycznym odpowiednio sposób i urządzenie, podobne do fig. 1 i 2, z urządzeniem ssącym, na przykład sprężarką do odciągania gazowego produktu permeacji, figura 5 - odpowiednio sposób i urządzenie, w którym na moduł permeacji gazu jest nałożony dalszy moduł permeacji gazu do oddzielania azotu, pary wodnej, dwutlenku węgla i innych składników z gazu zasilającego dla modułu permeacji gazu, figura 6 - odpowiednio sposób i urządzenie, podobne do fig. 5, ze sprężarką do sprężania gazu zasilającego nałożonego modułu permeacji gazu, a figura 7 - odpowiednio sposób i urządzenie, w którym gazowy produkt zatrzymania z modułu permeacji gazu do oddzielania czystego metanu łączy się z gazowym produktem permeacji z nałożonego modułu permeacji gazu. Na figurze 1 przedstawiono schematycznie odpowiednio sposób i urządzenie, w którym przewiduje się moduł permeacji gazu do oczyszczania mieszaniny gazu zasilającego 2 przez permeacyjnie selektywną przeponę 1' w celu wytworzenia gazowego produktu permeacji 4, który jest w zasadzie wolny od węglowodorów wyższych niż C 1, po stronie produktu permeacji 4' modułu permeacji gazu 1. Po stronie produktu zatrzymania 3' modułu permeacji gazu 1 można odciągać gazowy produkt zatrzymania 3. Permeacyjnie selektywna przepona 1' składa się z polimerów, które mają wysoką przepuszczalność metanu w porównaniu z etanem, propanem i innymi wyższymi węglowodorami. Te polimery mogą być szklistymi, bezpostaciowymi, częściowo krystalicznymi polimerami, które stosuje się w temperaturze niższej niż ich temperatura przejścia w stan szklisty (to jest temperatura, w której polimery przechodzą od bezpostaciowej fazy szklistej do fazy tworzywa sztucznego). Zatem przepona 1' modułu permeacji gazu 1 może składać się z aromatycznych poliimidów, aromatycznych polieterów, itp. Stosowanie tych polimerów, przez które metan przenika korzystnie w porównaniu z wyższymi węglowodorami, stwarza możliwość odciągania gazowego produktu zatrzymania 3 przy ciśnieniu podobnym do ciśnienia gazu zasilającego 2.

5 PL B1 5 Jak widać na figurze 2, gaz zasilający 2 można sprężać za pomocą sprężarki 5 w celu regulacji szybkości permeacji przez przeponę 1', a zatem można regulować wyprodukowaną ilość gazowego produktu permeacji 4 w zasadzie wolnego od węglowodorów wyższych niż C 1. Z figury 3 widać, że gaz zasilający odgałęzia się od głównej linii gazu zasilającego 2', jest sprężany przez sprężarkę 5 i wprowadzany do modułu permeacji gazu 1. Gazowy produkt zatrzymania 3, który ma w zasadzie to samo ciśnienie, co i gaz zasilający 2, przesyła się z powrotem do głównej linii gazu zasilającego 2' bez istotnej konieczności dalszego sprężania. Gazowy produkt permeacji 4, który jest w zasadzie wolny od węglowodorów wyższych niż C 1 i który ma wyższe stężenie metanu, odciąga się po stronie produktu permeacji przepony 1'. Na figurze 4 przedstawiono schematycznie odpowiednio sposób i urządzenie bardzo podobne do fig. 1 i 2, z urządzeniem ssącym, w tym przypadku sprężarką 6, przewidzianą po stronie produktu permeacji 4' modułu permeacji gazu 1. Za pomocą sprężarki 6 gaz zasilający 2 jest zasysany przez permeacyjnie selektywną przeponę 1', a gazowy produkt permeacji 4 jest sprężany, co może być korzystne dla dalszej obróbki albo wykorzystania gazowego produktu permeacji 4. Na figurze 5 przedstawiono inne korzystne rozwiązanie wynalazku, w którym na aktualny produkcyjny moduł permeacji gazu 1 nakłada się dalszy moduł permeacji gazu 7 w celu oddzielania składników od mieszaniny zasilającego gazu 2, która łatwiej będzie przenikać przez permeacyjnie selektywną przeponę 1'. Zgodnie z tym przepona 7' modułu permeacji gazu 7 może oddzielać składniki, takie jak dwutlenek węgla, azot, para wodna, które mogą być odciągane razem z pewną ilością metanu w postaci gazowego produktu permeacji 9 po stronie produktu permeacji 9' nałożonego modułu permeacji gazu 7. Gazowy produkt zatrzymania 8, który odciąga się po stronie produktu zatrzymania 8' nałożonego modułu permeacji gazu 7, jest mieszaniną gazową z bardzo zmniejszonym stężeniem składników, które oddzielano za pomocą przepony 7', a zatem nadaje się jako gaz zasilający dla modułu permeacji 1. Drogą tego dwustopniowego oczyszczania gazu zasilającego 2, który może być gazem ziemnym, skroplonym gazem ziemnym, skroplonym gazem naftowym, ciężką benzyną, gazami odlotowymi z przemysłów petrochemicznych i innych, które zawierają metan jako główny składnik, można otrzymać gazowy produkt permeacji składający się zasadniczo z metanu o najwyższej czystości i stężeniu. Jak przedstawiono na figurze 6, w celu regulacji ciśnienia gazu zasilającego 2 sprężarka 5 może być usytuowana po stronie gazu zasilającego nałożonego modułu permeacji gazu 7. Na figurze 7 przedstawiono dalsze połączenie nałożonego modułu permeacji gazu 7 i aktualnego modułu produkcji gazu 1, gdzie gazowy produkt zatrzymania 3 produkcyjnego modułu permeacji gazu łączy się z gazowym produktem permeacji 9 nałożonego modułu permeacji gazu 7. Ponieważ ciśnienie po stronie produktu permeacji odpowiednio modułów permeacji gazu 1 i 7 jest znacznie niższe niż ciśnienie po stronie produktu zatrzymania modułów permeacji gazu 1, 7, to w przewodzie gazowego produktu zatrzymania 3a produkcyjnego modułu permeacji 1 umieszcza się zawór redukcyjny ciśnienia 3b. Do realizacji sposobu według wynalazku, tak jak przedstawiono na fig. 7, gazowy produkt zatrzymania 8 z nałożonego modułu permeacji gazu 7 wprowadza się jako gaz zasilający do produkcyjnego modułu permeacji gazu 1. W celu połączenia strumieni gazowych produktów 3 i 9 przewód gazowego produktu zatrzymania 3a jest połączony z przewodem gazowego produktu permeacji 7a nałożonego modułu permeacji gazu 7 w celu uzyskania pojedynczego strumienia gazu 10 zawierającego pozornie wszystkie węglowodory wyższe niż C 1, dwutlenek węgla, parę wodną, azot, itp. Ponadto ewentualnie sprężony strumień gazowy 10 można przesyłać bez jakichkolwiek problemów do układu głównego przewodu gazowego. Oczywiście do regulacji ilości produkowanego gazowego produktu permeacji można rozmieścić równolegle szereg modułów permeacji gazu, odpowiednio 1 i 7. Z drugiej strony w celu regulacji poziomu wstępnego oczyszczania gazu zasilającego, a przez to stężenia i czystości metanu w mieszaninie gazowego produktu permeacji 4, można rozmieścić szeregowo szereg modułów permeacji gazu, odpowiednio 1 i 7. Wyniki ze stosowania sposobu według niniejszego wynalazku z zastosowaniem urządzenia do permeacji gazu według niniejszego wynalazku są podane w następującej tabeli: Moduł permeacji gazu: długość (mm) 610 średnica (mm) 50 materiał obudowy: aluminium materiał przepony poliimid

6 6 PL B1 Źródło zasilania : gaz ziemny dostarczony przez Wiengaz (AT) Wyniki: Gaz zasilający Produkt permeacji Produkt zatrzymania Przepływ (l/min) 34,5 Przepływ (l/min) 1,5 Przepływ (l/min) 33 Ciśnienie (bary) 5,2 Ciśnienie (bary) 1 Ciśnienie (bary) 5,1 T ( C) 56 T ( C) 56 T ( C) 56 Analiza gazu (% obj.) Analiza gazu (% obj.) Analiza gazu (% obj.) O 2 0,00 O 2 0,00 O 2 0,00 N 2 0,60 N 2 0,77 N 2 0,58 CH 4 97,98 CH 4 97,83 CH 4 97,92 CO 2 0,00 CO 2 0,98 CO 2 0,00 C 2 H 6 0,87 C 2 H 6 0,37 C 2 H 6 0,87 C 3 H 8 0,18 C 3 H 8 0,02 C 3 H 8 0,18 i-bu 0,07 i-bu 0,00 i-bu 0,07 n-bu 0,07 n-bu 0,00 n-bu 0,07 C 5 H 12 0,07 C 5 H 12 0,01 C 5 H 12 0,07 C 6 H 14 0,16 C 6 H 14 0,02 C 6 H 14 0,24 i-bu = izobutan, n-bu = n-butan Ilość węglowodorów wyższych niż C 1 : Gaz zasilajacy Produkt permeacji Produkt zatrzymania C2 + 1,42% obj. C2 + 0,42% obj. C2 + 1,50% obj. Na koniec można wspomnieć, że sposób i urządzenie według wynalazku można stosować do selektywnego rozdzielania związków siarki, to jest merkaptanów, tiofenu, itp., do wytwarzania gazów o bardzo niskim stężeniu związków siarki, co jest użyteczne w niektórych specjalnych zastosowaniach. Zastrzeżenia patentowe 1. Urządzenie do permeacji gazu do oddzielania oczyszczonego metanu od węglowodorów wyższych niż C 1 w mieszaninie gazu zasilającego, takiej jak gaz ziemny, ciężka benzyna, skroplony gaz ziemny, skroplony gaz naftowy, gaz odlotowy z przemysłów petrochemicznych i innych, składające się co najmniej z jednego modułu permeacji gazu (1) z wlotem gazu zasilającego, wylotem strumienia gazu (4) zawierającego oczyszczony metan, wylotem strumienia gazu (3) zawierającego węglowodory wyższe niż C 1 i permeacyjnie selektywną przeponą (1'), która ma stronę produktu permeacji (4') i stronę produktu zatrzymania (3'), znamienne tym, że wymieniona permeacyjnie selektywna przepona (1') składa się ze szklistych, bezpostaciowych albo półkrystalicznych polimerów, które mają temperaturę przejścia w stan szklisty powyżej roboczej temperatury urządzenia do permeacji gazu, oraz że wymieniony wylot strumienia gazu (4) zawierającego oczyszczony metan jest umieszczony po stronie produktu permeacji (4') wymienionej permeacyjnie selektywnej przepony (1'). 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że przepona (1') wymienionego modułu permeacji gazu (1) składa się z aromatycznych poliimidów, aromatycznych polieterów, itp. 3. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że urządzenie do permeacji gazu ma temperaturę roboczą od 10 do 100 C, a zwłaszcza od 40 do 60 C.

7 PL B Urządzenie według jednego z zastrz. 1 do 3, znamienne tym, że urządzenie zawiera sprężarkę (5) do sprężania wymienionego gazu zasilającego (2) przed jego przejściem do wlotu gazu zasilającego. 5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne ponadto tym, że wymieniony wlot gazu zasilającego jest połączony z główną linią (2') gazu zasilającego (2) oraz że wymieniony wylot strumienia gazu (3) zawierającego węglowodory wyższe niż C 1 jest połączony współprądowo z wymienioną główną linią gazu zasilającego (2') w celu przepuszczenia strumienia gazu (3) zawierającego węglowodory wyższe niż C 1 z powrotem do głównej linii (2') gazu zasilającego (2). 6. Urządzenie według jednego z zastrz. 1 do 5, znamienne tym, że zawiera urządzenie ssące (6) do odciągania strumienia gazu (4) zawierającego oczyszczony metan ze strony produktu permeacji (4') wymienionego modułu permeacji gazu (1). 7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że wymienione urządzenie ssące (6) jest sprężarką do dalszego sprężania strumienia gazu (4) zawierającego oczyszczony metan odciągnięty ze strony produktu permeacji (4') wymienionego modułu permeacji gazu (1). 8. Urządzenie według jednego z zastrz. 1 do 7, znamienne tym, że urządzenie ma ponadto nałożony moduł permeacji gazu (7), który jest połączony z wlotem gazu zasilającego modułu permeacji gazu (1). 9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że wylot gazowego produktu zatrzymania nałożonego modułu permeacji gazu (7) jest połączony z wlotem gazu zasilającego wymienionego modułu permeacji gazu (1) w celu przepuszczenia strumienia gazowego produktu zatrzymania (8) z nałożonego modułu permeacji gazu (7) do wymienionego modułu permeacji gazu (1). 10. Urządzenie według zastrz. 8 albo 9, znamienne tym, że wielkości przepon (1', 7') wymienionego nałożonego modułu permeacji gazu (7) i wymienionego modułu permeacji gazu (1) są różne. 11. Urządzenie według jednego z zastrz. 8 do 10, znamienne tym, że wylot strumienia gazu (3) zawierającego węglowodory wyższe niż C 1 wymienionego modułu permeacji gazu (1) jest połączony poprzez przewód (3a), zawierający zawór redukcyjny ciśnienia (3b), z przewodem gazowego produktu permeacji (7a) wymienionego nałożonego modułu permeacji gazu (7). 12. Urządzenie według jednego z zastrz. 1 do 11, znamienne tym, że urządzenie zawiera szereg modułów permeacji gazu (1), które są rozmieszczone równolegle. 13. Urządzenie według jednego z zastrz. 1 do 12, znamienne tym, że urządzenie zawiera szereg modułów permeacji gazu (1), które są rozmieszczone szeregowo. 14. Sposób oddzielania oczyszczonego metanu od węglowodorów wyższych niż C 1 w mieszaninie gazu zasilającego, takiej jak gaz ziemny, ciężka benzyna, skroplony gaz ziemny, skroplony gaz naftowy gaz odlotowy z przemysłów petrochemicznych i innych, obejmujący co najmniej jeden moduł permeacji gazu (1) z permeacyjnie selektywną przeponą (1'), która ma stronę produktu permeacji (4') i stronę produktu zatrzymania (3'), znamienny tym, że mieszaninę gazowych produktów (4) w zasadzie wolną od węglowodorów wyższych niż C 1 odciąga się ze strony produktu permeacji (4') przepony (1'). 15. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że proces prowadzi się w temperaturze niższej niż temperatura przejścia w stan szklisty przepony (1') modułu permeacji gazu (1). 16. Sposób według zastrz. 14 albo 15, znamienny tym, że proces prowadzi się w temperaturze od 10 do 100 C, a zwłaszcza od 40 do 60 C. 17. Sposób według jednego z zastrz. 14 do 16, znamienny tym, że ciśnienie gazu zasilającego jest wyższe niż 1 bar. 18. Sposób według jednego z zastrz. 14 do 17, znamienny tym, że mieszanina gazu zasilającego (2) jest gazowym produktem zatrzymania (8) z nałożonego modułu permeacji gazu (7). 19. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że gazowy produkt permeacji (9) z wymienionego nałożonego modułu permeacji gazu (7) i gazowy produkt zatrzymania (3) z wymienionego gazowego się modułu permeacji gazu (1) łączy się.

8 8 PL B1 Rysunki

9 PL B1 9

10 10 PL B1 Departament Wydawnictw UP RP Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.