Разделение газовых смесей

Следует отметить, что некоторые вопросы освещены недостаточно полно или требуют некоторого уточнения. В частности, при описании методов разделения газовых смесей Ф. Азингер совершенно недостаточное внимание уделяет наиболее современному методу глубокого охлаждения. [c.6]

На рйс. 30 дана схема важнейших промышленных способов разделения газовых смесей. В табл. 14 были приведены важнейшие физические константы моноолефинов, в табл. 36 сопоставлены температуры кипения низкомолекулярных, газообразных при нормальных условиях парафинов и олефинов. [c.69]

Г. РАЗДЕЛЕНИЕ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ АБСОРБЦИОННО-КОМПРЕССИОННЫМ СПОСОБОМ (АБСОРБЦИЯ МАСЛОМ ПОД ДАВЛЕНИЕМ) [c.72]

Метод широко применяется для очистки технологических газов от кислых и побочных продуктов, для разделения газовых смесей и выделения ценных компонентов. [c.488]

Из меди и ее сплавов с цинком (латуни) изготовляют холодильники газодувок и газовых компрессоров, уплотнения крышек и фланцевых соединений аппаратов высокого давления, блоки разделения газовых смесей и воздуха методом глубокого охлаждения и другое оборудование, не имеющее соприкосновения с аммиаком. Аммиак, взаимодействуя с медью и ее сплавами, образует сложные комплексные соединения. При этом полностью изменяются физические свойства металлов и может нарушиться герметичность оборудования. Кроме того, прн высоких температурах в газовой среде восстановительные газы (водород, окись углерода и углеводороды) вызывают хрупкость окисленной меди. [c.94]

Процесс концентрирования ацетилена является обычным сочетанием известных и широко применяемых процессов разделения газовых смесей методами абсорбции и ступенчатой десорбции. В частности, схема концентрирования селективным растворителем состоит в основном из двух процессов абсорбции ацетилена и других сопутствующих газов (СО2, высшие ацетиленовые углеводороды) и двухступенчатой десорбции ацетилена и поглощенных двуокиси углерода и высших ацетиленовых углеводородов. [c.102]

Силикагель находит широкое применение в процессах осушки газов. В последнее время его используют в процессах разделения нефтяных газов, в частности для выделения индивидуальных компонентов из газов нефтепереработки. Применение силикагеля при адсорбционных методах разделения газовых смесей особенно желательно ввиду его резкой избирательности по отношению к непредельным углеводородам. [c.12]

Цель настоящей книги— ознакомить специалистов с основами мембранного разделения газовых смесей механизмом переноса через мембрану, выбором и расчетом мембранной аппаратуры. [c.6]

Глава 8 посвящена промышленному применению разделения газовых смесей. В ней рассмотрены все основные процессы мембранного газоразделения, сопоставление с другими методами разделения и очистки газов, экономические аспекты и перспективы мембранного газоразделения. [c.7]

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МЕМБРАННОМ РАЗДЕЛЕНИИ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ [c.10]

В мембранных системах с возрастающей энергией связи повышение селективности сопровождается снижением проницаемости и, следовательно, производительности мембранных модулей. В ряде случаев этого удается избежать путем формирования оптимальной структуры матрицы мембраны, направленного синтеза полимерных материалов для разделения газовых смесей определенного состава, причем особенно перспективны реакционно-диффузионные мембраны, в которых возможно максимальное приближение к природным мембранным системам за счет сопряжения процессов диффузии, сорбции и химических превращений. [c.15]

Обычно при разделении газовой смеси через мембрану мигрируют все компоненты. Энергетическое сопряжение процессов диффузии и химической реакции позволяет интенсифицировать перенос целевого компонента с одновременным подавлением потоков других компонентов иногда возможна организация активного транспорта нецелевого компонента, проникшего в дренажную полость. Очевидно, реализация принципов энергетического сопряжения позволит резко повысить селективность разделения при сохранении высокой производительности мембран по целевому компоненту, что в конечном счете определяет экономичность мембранного газоразделения. [c.22]

Матрицы пористых мембран представляют собой пористые среды, структурными свойствами которых обусловлен процесс разделения газовой смеси. При этом в газодиффузионных мембранах влияние матрицы ограничено в основном объемом пор и функцией распределения пор по размерам. В мембранах сорбционно-диффузионного типа, кроме того, существенно энергетическое взаимодействие компонентов газовой смеси и матрицы, количественно определяемое адсорбционным и капиллярным потенциалами. [c.38]

Получение пористых полимерных мембран, пригодных для разделения газовых смесей, не отличается от обычных и хорошо известных в литературе способов создания ультра- и микро-фильтрационных мембран [3—5]. Мембрана образуется из раствора полимера в результате частичного испарения летучих растворителей и разделения системы на фазы при охлаждении. Возникает губчатая структура пор, размеры которых можно направленно менять в широких пределах (10- —10 м). Полимерные пористые мембраны изготовляют в форме пленок и волокон с изотропной и ассиметричной структурой пор [6, 7]. [c.39]

Влияние концентрационной диффузии и фильтрационного переноса на селективность процесса разделения газовых смесей в пористых мембранах исследовалось в работе [20]. На рис. 2.8 приведены результаты расчетов фактора разделения ац, как функции отношения давлений в дренажном и напорном каналах, для смесей N2 и СО2 при различных значениях эффективного радиуса пор, среднего давления газа в мембране и температуры процесса. Видно, что селективность процесса максимальна при малых размерах пор и низком среднем давлении в мембранах, т. е. в условиях, исключающих концентрационную диффузию и фильтрационный перенос и соответствующих свободномолекулярному течению газа в порах мембраны [c.66]

В установку мембранного разделения газовых смесей кроме модулей входят компрессоры и системы предварительной подготовки исходной смеси. Группу модулей, включенных параллельно и связанных единым каркасом, можно рассматривать как мембранный разделительный аппарат. Более полное разделение смеси, предусматривающее извлечение нескольких компонентов или высокую степень чистоты целевого продукта, осуществляют в несколько стадий. Группа модулей, обеспечивающих частичное разделение смеси на одной стадии процесса, образует ступень разделения. Вся газоразделительная установка представляет собой каскад ступеней с достаточно разнообразными схемами циркуляции потоков. Методы расчета таких систем в принципе идентичны разработанным для других многостадийных массообменных процессов. Следует отметить, что оптимизация многостадийного процесса в целом и процесса разделения в отдельной ступени и модуле взаимосвязаны. При этом необходимо получить показатели, характеризующие массообменное и энергетическое совершенство и экономическую эффективность мембранного процесса, сопоставимые с аналогичными показателями при использовании альтернативных методов разделения (прежде всего низкотемпературной ректификации). [c.159]

До недавнего времени при разделении газовых смесей основное внимание уделяли расчету массопереноса в мембранах, считая эту стадию процесса лимитирующей. Внешнедиффузионные сопротивления в напорном и дренажном каналах принимали пренебрежимо малыми. Однако создание высокоселективных высокопроницаемых асимметричных мембран и применение их при значительных давлениях в напорном канале изменили ситуацию в этих условиях влияние внешнедиффузионных сопротивлений сопоставимо с сопротивлением внутреннему массопереносу в мембране. Поэтому целесообразно расчет и анализ работы аппаратов с разными (по структуре) типами мембран проводить раздельно. [c.159]

Следует отметить, что высокую степень разделения газовой смеси с помощью мембранной колонны можно получить, используя мембраны с относительно низкими значениями проницаемости и селективности. Предпочтительным представляется использование в аппаратах колонного типа мембран в виде полых волокон, сочетающих высокую плотность упаковки с достаточно хорошими технологическими характеристиками. [c.216]

Анализ энергетической эффективности мембранной разделительной системы предполагает как интегральную оценку энергетических затрат на реализацию процесса в целом, так и изучение распределения этих затрат по отдельным стадиям технологического процесса с целью его оптимизации. Для решения этой задачи необходимо установить зависимость критерия энергетической эффективности от проницаемости и селективности мембран, термодинамических и гидродинамических параметров газовых потоков в мембранном модуле и других конструктивных и эксплуатационных характеристик. Анализ сложной мембранной установки включает выявление связи между интегральными энергетическими затратами на разделение газовой смеси и различными вариантами организации газовых потоков. В лю- [c.228]

Рис. 7.1. Идеальное устройство для полного разделения газовой смеси

Рассмотрим идеальную модель разделения газовой смеси и определим величину минимальной работы. Схема такого обратимого устройства для полного разделения газовой смеси из к компонентов показана на рис. 7.1. Принцип разделения осно- [c.229]

ПРИМЕНЕНИЕ МЕМБРАННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ [c.271]

Наиболее часто применяемым способом полного разделения газовых смесей на отдельные составные части является фракционировка. Газ сжи-зкают путем охлаждения до низких температур при относительно высоком давлении или только лишь охлаждением до очень низкой температуры, затем разделяют на составные части фракционировкой. [c.69]

Рис. 34. Схема получения чистого этплена из газов пиролиза пропана и этана с разделением газовой смеси в присутствии промывочного масла (абсорбента).

Как уже упоминалось, пропилен образуется в к рестве побоч-, пого продукта почти при всех методах пиролиза для получения этилена. Также в больших количествах пропилен вырабатывается при разделении газовой смеси, образующейся на нефтеперерабатывающих заводах нри крекинге и риформинге. [c.41]

Абсорбпия — процесс разделения газовых смесей, основанный на избирательном поглощении отдельных компонентов сырья жидким поглотителем — абсорбентом. Растворимость углеводородов в абсорбенте возрастает с повышением давления и понижением температуры процесса, а также с ростом молекулярной массы абсорбируемого газа. [c.203]

Для высоких степеней сжатия при большой производительности практикуется совместное использование центробежных и поршневых компрессорных машин. Созданы наддувные турбокомпрессоры давлением до 30 ат и производительностью 40 000 м ч, которые подают сжатый газ или воздух непосредственно в третью ступень поршневого компрессора высокого давления. Создание наддувных компрессоров явилось крупным шагом в совершенствовании таких производств, как синтез аммиака, спиртов и разделение газовых смесей. [c.263]

Углеводородные газы из газосепаратора и стабилизатора направляются на дальнейшую переработку — газофракционирование — для разделения на соответствующие фракции, а при необходимости и на отдельные компоненты. Разделение газовой смеси па компоненты пли фракции непосредствепно из газовой фазы связано с большими трудностями. Более просто п экономически целесообразно проводить разделение двухфазной системы жидкость — газ, для чего часть углеводородных газов ожижают. [c.262]

Лейтес И. Л., Брандт Б. Б., Веранян Р. С., Соколов В. Е., Д и л ь м а и В. В. Теор. основы хим. технол., 6, 29 (1972). К выбору оптимальной технологической схемы хемосорбционных процессов разделения газовых смесей [c.272]

Интерес к использованию полимерных мембран объясняется их высокой селективностью, а также резким количественным и качественным развитием промышленности синтеза и п.ереработ-ки полимеров в 50—60-х годах. Это привело к тому, что наряду с такими традиционными массообменными процессами, как абсорбция, адсорбция, ректификация, все большее практическое применение находит мембранное разделение газовых смесей. [c.6]

Мембранное разделение газовых смесей основано на действии особого рода барьеров, обладающих свойством селективной проницаемости компонентов газовой смеси. Обычно мембрана представляет собой жесткую селективно-проницаемую перегородку, разделяющую массообменный аппарат на две рабочие зоны, в которых поддерживают различные давления и составы разделяемой смеси. В общем случае понятие мембраны не обязательно связано с существованием такой перегородки и перепадом давления. В широком смысле под мембраной следует понимать открытую неравновесную систему, на границах которой поддерживаются различные составы разделяемой смеси под действием извне полей различной природы (ими могут быть поля температуры и давления, гравитационное и электромагнитное поле, поле центробежных сил). Разделительная способность такой системы формируется комплексом свойств матрицы мембраны и компонентов разделяемой смеси, их взаимодействием между собой. Существенна и степень неравновесностн такой системы. [c.10]

Мембраны, свободно проницаемые только для одного компонента, принято называть полупроницаемыми, а остальные — селективно-проницаемыми, или просто проницаемыми. При разделении газовых смесей обычно имеют дело с селективно-проницаемыми мембранами, поэтому из напорного канала через стенки разделительного элемента проникают все компоненты смеси, но с различной скоростью. Поскольку движущая сила переноса компонента определяется разностью химических потенциалов в напорном и дренажном каналах, скорость проницания каждого компонента меняется по длине мембранного элемента и зависит (как показано ниже) от термодинамических и гидродинамических параметров процесса. Скорость проницания компонентов через мембрану традиционно определяют, используя понятия и феноменологические соотношения фильтрационного процесса. Плотность потока -го компонента через мембра-ну принимают линейно зависящей от перепада давлений над и под мембраной [c.12]

Анализ сорбционного фактора разделения газовой смеси в пористой матрице, определяемого соотношениями (2.8) и (2.21), можно провести на основе уравнения (2.29) с использованием принципа соответственных состояний, согласно которому упругость пара есть универсальная функция безразмерной температуры Те = Т1Тс и критического давления Рс. РуЛТ) =Рс Тв). Тогда оказывается, что коэффициент адсорбционного разделения является функцией критических параметров компонентов газовой смеси [c.50]

Обсудим проблему селективности процесса в полимерных мембранах. Столь большое число факторов, влияющих на проницаемость чистых газов, очевидно, скажется на селективности процесса. При разделении газовых смесей в общем случае необходимо учитывать взаимное влияние диффузионных потоков компонентов в мембране, при этом основные сорбционные и диффузионные характеристики процесса оказываются сложной функцией состава газовой смеси. Небольшая примесь сильно-сорбируемого компонента, который отличается специфическим взаимодействием с веществом матрицы мембраны или одним из прочих компонентов смеси, может радикально изменить проницаемость всех компонентов, поэтому принцип аддитивности при определении общего потока через мембрану и оценку селективности процесса на этой основе следует проводить с большой осторожностью. Тем не менее воспользуемся указанным принципом для выявления некторых закономерностей разделения. [c.104]

В целом процесс разделения газовой смеси в мембранном элементе описывается системой дифференциальных уравнений баланса массы, количеств движения и энергии, записанных для каждой области мембранного элемента — напорного и дренажного каналов, собственно мембраны и пористой подложки. Начальные и граничные условия процессов в каждой области взаимосвязаны, поэтому расчет модуля представляет сложную сопряженную задачу, которая должна быть решена при соблюдении ряда технологических и энергоэкономических требований. Обычно расчет процесса разделения проводят при допущениях, сильно упрощающих аналитические выкладки или процедуру численного расчета. Иногда это приводит к заметному искажению результатов, особенно при разделении неидеальных га- [c.157]

Влияние способа организации потоков в напорном и дренажном каналах мембранного модуля многими исследователями изучалось на примере разделения воздуха [5—7]. Так, проведен [5] расчет процесса разделения воздуха ( 1 м /с) на мембране толщиной 25 мкм, коэффициент проницаемости которой по кислороду принят равным 169-10 моль-м/(м -с-Па). В расчетах коэффициент проницаемости азота через мембрану изменяли таким образом, чтобы идеальный фактор разделения составлял 2, 5 и 10. Величина Рг=Р21Р составляла 0,2, причем Рг и Р принимали равными соответственно 0,1 и 0,5 МПа. Результаты расчетов представлены на рис. 5.7 и 5.8. Как и следовало ожидать, наиболее полное разделение газовой смеси можно получить, применяя противоточную схему [c.170]

Для процессов мембранного разделения газовых смесей с использованием высокоселективных композиционных мембран важен вопрос о концентрационной поляризации [14, 15]. В общем случае в результате селективного переноса компонентов газовой смеси через мембрану в напорном канале модуля возникает градиент концентраций по нормали к мембране. В результате у поверхности мембраны образуется пограничный слой, в котором концентрация целевого (или селективнопроникающего) компонента меньше, чем в ядре потока. В процессах мембранного разделения газов компоненты газовой смеси переносятся к мембране как конвекцией, так и молекулярной диффузией. Решение уравнения совместного конвективно-диффузи-онного переноса через пограничный слой к поверхности мембраны приводит к следующему выражению для концентрации целевого (или г-го) компонента ую в газовой фазе у поверхности мембраны в напорном канале [16] [c.172]

Из соотношения (5.61) видно, что профиль концентраций в напорном канале зависит от соотношения скорости проникания I и скорости диффузионного перемешивания, пропорциональной 0/6. Толщина пограничного слоя заведомо меньше половины высоты напорного канала в мембранных модулях всех типов, составляющей обычно от 0,2 до 1,0 мм. Поэтому в процессах разделения газовых смесей в модулях на основе асимметричных или композиционных мембран скорость проникания I при относительно невысоких давлениях исходной смеси на несколько порядков меньше, чем 0/8. Например, при разделении воздуха с помощью асимметричной поливинилтриме- [c.172]

Степень разделения газовых смесей с помощью мембран определяется, в первую очередь, значением фактора разделения — соотношением коэффициентов проницаемости компонентов газовой смеси через данную мембрану. Разумеется, достижения в области синтеза полимерных материалов и композиций позволяют надеяться на создание новых поколений высокоселективных и одновременно высоконроизводительных мембран. Однако существующие промышленные мембраны, используемые для разделения газовых смесей, обладают зачастую недостаточ- [c.214]

Области применения абсорбционных процессов в в>омыш-ленности весьма обширны получение готового продукта путем поглощения газа жидкостью, разделение газовых смесей на составляющие их компоненты, очистка газов от вредных примесей, улавливание ценных компонентов из газовых выбросов. [c.102]

Основные процессы и аппараты химической технологии Изд.7 (1961) -- [ c.0 ]

Основные процессы и аппараты химической технологии Издание 4 (низкое качество) (1948) -- [ c.531 ]

Основные процессы и аппараты химической технологии Издание 5 (1950) -- [ c.0 ]

Основные процессы и аппараты химической технологии Издание 6 (1955) -- [ c.688 ]

Химическая литература Библиографический справочник (1953) -- [ c.308 ]

Общая химическая технология органических веществ (1955) -- [ c.134 ]

Справочник азотчика Издание 2 (1986) -- [ c.194 ]

Газовый анализ (1955) -- [ c.257 ]

Процессы и аппараты химической технологии (1955) -- [ c.401 , c.411 ]

Газовый анализ (1961) -- [ c.257 ]

Общая технология синтетических каучуков Издание 3 (1955) -- [ c.33 , c.34 ]

Основы технологии синтеза каучуков (1959) -- [ c.48 ]

Химия и технология моноолефинов (1960) -- [ c.140 ]

Адсорбционная газовая и жидкостная хроматография (1979) -- [ c.157 , c.165 ]

Справочник по разделению газовых смесей методом глубокого охлаждения (1963) -- [ c.363 , c.416 ]

Синтетические каучуки Изд 2 (1954) -- [ c.0 , c.63 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология