Мембрана для газовой колонки: Ошибка 404. Страница не найдена — Объявления на сайте Авито

Содержание

Мембрана для газовой колонки Россиянка

Выберите категорию:

Все Запчасти для газовых котлов » Запчасти универсальные для котлов (взаимозаменяемые) » Запчасти для напольных котлов » Запчасти для электрических котлов и водонагревателей » Запчасти Navien » Запчасти Daewoo (ДЕУ) » Запчасти Master Gas Seul » Запчасти Ferroli »» Ferroli Arena »» Ferroli Fortuna »» Ferroli Domina/Pro »» Ferroli Divatech »» Ferroli DOMIPROJECT »» Ferroli Divatop » Запчасти Beretta » Запчасти для Bosch, Junkers » Запчасти Arderia » Запчасти BAXI » Запчасти Аристон » Запчасти VIESSMANN » Запчасти VAILLANT » Запчасти Балтгаз (BaltGaz), Нева Люкс (NevaLux) » Immergas » Запчасти Chaffoteaux » Запчасти для газовых горелок Запчасти для газовых колонок Запчасти на газовые и электрические плиты Отопительное оборудование » Котлы газовые »» Настенные газовые котлы »»» Котлы газовые настенные Navien »»»» Серия NAVIEN DELUXE »»»» Серия NAVIEN DELUXE PLUS »»»» Серия NAVIEN ATMO »»» Котлы газовые настенные NEVA (Нева) »»» Котлы газовые настенные Arderia »»» Котлы газовые настенные Ferroli »»» Котлы газовые настенные Daewoo »»» Котлы газовые настенные Vaillant »»» Котлы газовые настенные BAXI »»»» Настенные »»»» Настенные конденсационные »»» Котлы газовые настенные OASIS »»» Настенные газовые котлы Olical JLG (КНР) »»» Котлы газовые Vissmann »» Напольные газовые котлы »»» Котлы напольные одноконтурные »»» Котлы напольные двухконтурные »»» Аппараты АОГВ »» Парапетные котлы »» Дымоходы, комплектующие дымоход для газовых котлов » Газовые конвекторы » Котлы электрические » Котлы на отработке » Котлы напольные твердотопливные »» Котлы пиролизные »» Твердотопливные котлы »»» Твердотопливные стальные котлы »»» Твердотопливные чугунные котлы »»» Газогорелочные устройства — горелки »»» Пеллетные горелки »» Котлы пилетные » Обогреватели на жидком топливе » Расширительные баки для систем отопления » Печи отопительные твёрдотопливные » Группы безопасности Товар со скидкой (Распродажа) Бытовая сантехника » Аксессуары для ванных комнат и туалетов »» Аксессуары D-Lin »» Аксессуары FRAP » Мойки кухонные » Полотенцесушители » Смесители »» Запасные части для смесителей » Сифоны, комплектующие » Комплектующие для спускных бачков Водонагреватели Газовые шланги, гибкая подводка для воды, шланги для полива Дымоходы » Одностенные Дымоходы » Двухстенные дымоходы Запорно-регулирующая арматура » Газовые краны » Вентили, латунные, чугунные.

Резьбовые, фланцевые. » Шаровые краны »» Шаровые краны «BUGATTI» »» Шаровые краны отопление и водопровод » Задвижки, Затворы (чугунные, стальные) » Уплотнительные кольца .Средства герметизации соединений, лен, герметики, » Запорная арматура FAR »» Регулирующие и Запорные Вентили »» Терморегулирующие вентили »» Универсальные узлы (для одно — и двухтрубных систем) Инструмент » Ключи разводные и газовые » Ключи рожковые, торцовые, трубчатые, наборы инструментов » Резьбонарезной инструмент » Ручной инструмент Инфракрасные обогреватели » ИК Пион серия Thermo Glass » Инфракрасные обогреватели газовые » Инфракрасные обогреватели других производителей Канализационные трубы и фитинги » Канализация Ostendorf » Канализация Санполимер »» Фитинги Санполимер »» Трубы Санполимер ф 110мм »» Трубы Санполимер ф 50мм » Прокладки, манжеты » Трапы для слива воды Коллекторы для систем отопления » Коллекторы — гидрострелки » Коллекторы FAR »» Гидравлический разделитель FAR »» Нерегулируемые коллекторы FAR »» Регулирующие и запорные коллекторы FAR »» Терморегулирующие и запорные коллекторы FAR »» Сборные узлы, коллекторы для теплых полов »» Комплектующие к коллекторам FAR » Коллекторы START Счетчики,измерительные приборы » Счетчики »» Счетчики воды »»» Бытовые »»» Промышленные »» Счетчики газовые »» Счетчики тепла » Манометры » Термометры » Термостат (измеритель преобразователь температуры) » Установочное оборудование для термометров и манометров Насосы, насосное оборудование » Насосы «Wilo» — Станции, циркуляционные, погруженные, поверхностные и др.

»» Насосы многоступенчатые «Wilo» »» Насосы погружные «Wilo» »» Насосы самовсасывающие «Wilo» »» Насосы циркуляционные «Wilo» »» Установки «Wilo» » Насосы «PEDROLLO» »» Насосы вихревые «Pedrollo» »» Насосы погружные «Pedrollo» »»» Насосы колодезные »»» Насосы скважинные »»» Насосы погружные дренажные »»» Насосы погружные многоступенчатые »»» Насосы погружные фекальные »»» Насосные станции Pedrollo »» Насосы садовые «PEDROLLO» »» Насосы самовсасывающие «Pedrollo» »» Насосы центробежные «Pedrollo» » Насосы поверхностные вихревого типа » Насосы поверхностные центробежного типа » Насосы погружные » Насосы циркуляционные »» Циркуляционные насосы UNIPUMP »» Циркуляционные насосы GRUNDFOS »» Циркуляционные насосы SPERONI » Насосы вертикальные моноблочные » Насосы самовсасывающие » Насосы дренажные » Насосы фекальные » Насосные станции » Насосные станции канализационные » Гидроаккумуляторы » Комплектующие к насосам Обогреватели » Электрические обогреватели »» Масляные обогреватели »» Электрические обогреватели марки ПЭТ »» Обогреватели галогеновые »» Взрывозащищенные обогреватели »» Конвекторы электрические »» Тепловентиляторы »» Тепловые завесы » Тепловые пушки / Калориферы »» Тепловые пушки электрические »» Тепловые и потолочные конвекторы »» Калориферы газовые »» Калориферы дизельные » Жидкотопливные обогреватели Радиаторы отопления » Радиаторы алюминиевые » Радиаторы биметаллические » Радиаторы стальные панельные » Радиаторы чугунные » Радиаторы (конвекторы) Jaga » Комплектующие для алюминиевых и биметаллических радиаторов » Комплектующие для чугунных радиаторов Электрические, электронные модули, выключатели Системы очистки воды » Бытовые фильтры очистки воды для квартир » Фильтры очистки воды для коттеджей » Комплектующие и расходные материалы Соль Теплоносители (антифризы) для систем отопления Терморегуляторы » Механические терморегуляторы » Электронные терморегуляторы (програмируемые) » Терморегуляторы GSM (управление с мобильного) » Терморегуляторы трёхходовые для систем отопления и ГВС Трубопроводы и фитинги » Полипропиленовые системы » Металлопластиковые системы » Стальные системы » ПНД системы » Медные трубопроводы и фитинги » Теплоизоляция для труб Шланги поливочные Мы в ВК

Производитель:

Все»WIKA Alexander Wiegand GmbH & Co. «, Германия.AEG (Китай)Altoen DaewooAXIS, РоссияBAXIBeretta, ИталияBONOMINI, ИталияBugatti, ИталияD-LIN (Китай)FIV, ИталияFRAP (Китай)GrundfosGrundfos, ДанияHaierHONEYWELLHONEYWELLHoneywell, Csech RepublicIMITItaltehnica ИталияJet-line Varmega, ИталияMeerPlastMORA (Чехия)OpenTherm (starclima) италияOstendorf, ГерманияRBM, ИталияRiello, ИталияSIT GRUP EUThermoWatt, ИталияTIM, КитайUnipump РоссияVaillantWatss ГерманияWilo ГерманияZilmetАнипласт, РоссияБалтГазВенгрияГерманияГреция HalcorЗАВОД ТЕПЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ «ПЕЛЛЕТРОН» Дамир тел. 8-912-292-23-59 +WhatsAppИталияКитайКореяЛуч (Таганрог)Мимакс Таганрог (8634) 38-16-13, 38-02-80 [email protected], Ип СупруновНева (Балтгаз)НидерландыОООПолитэк, РоссияПольшаРБМ, ТулаРоссияРоссия, г. ЭнгельсРоссия, г.ТаганрогРоссия, Московская областьРоссия, Челябинск.РязаньРязань ООО»РОСТ»Санкт-Петербург, РоссияСАНПОЛИМЕР РоссияСанполимер, РоссияТурцияТурцияУклад, ПсковФинляндияФранцияЧистополь, РоссияШвеция SWEPЭван (Россия)Япония

Мембрана для газовой колонки — Ремонт газовых колонок в СПБ

Любая газовая колонка, начиная самыми старыми и заканчивая новыми современными моделями, обязательно имеет в своем составе резиновую мембрану, которая позволяет разделить полости водного регулятора. Каким бы не был надежным и качественным ваш водонагреватель, любая мембрана для газовой колонки имеет свойство изнашиваться и со временем рваться.

Разрыв мембраны – достаточно распространенная проблема, но решить ее не составляет труда. Для этого потребуется разобрать колонку и заменить старую испорченную мембрану на новую. Но не смотря на казалось бы простой процесс, конструкция колонки достаточно запутанная, поэтому рекомендуем чтобы этой работой занимался профессионал. Помимо этого, если Вы приобрели колонку сравнительно недавно – самостоятельный ремонт считается нарушением правил эксплуатации и поэтому приведет к преждевременному окончанию гарантийного срока.

Как определить, что мембрана для газовой колонки неисправна?

Разрыв мембраны диагностировать очень просто. Для этого первым делом необходимо проверить уровень давления газа и воды. Расход воды при включенном кране должен быть не менее 2-3 литров в минуту. А давление газа можно определить по форме пламени, например, на газовой плите.

Если ваша колона работает с розжигом от фитиля – проверьте размер и позицию языка пламени на горелке. Нормальное пламя должно иметь длину от 3 до 5 сантиметров, а также располагаться точно над горелкой. Если пламя не совпадает с этими требованиями – необходима прочистка жиклера. Если чистка не помогла – значит пришло время проверить мембрану.

Если колонка работает с розжигом от батареек – нужно проверить ее зажигание. Если при попытках включиться колонка издает щелчки – это значит требуется проверить запальной электрод или газовую часть. В ином случае, при отсутствии щелчков, причин проблемы может быть несколько, но разрыв мембраны является самой вероятной из них.

В некоторых газовых колонках разрыв мембраны можно проверить по сместившемуся штоку. Для проверки придется демонтировать кожух колонки. Если окажется, что шток не двигается при включении крана горячей воды – проблема точно в мембране.

Деформация и разрыв мембраны часто возникает моментально и неожиданно, но бывают ситуации, когда проблема может развиваться постепенно. В таких случаях на мембране появляется маленькая трещина, через которую начинает просачиваться вода. В связи с этим давление в колонке падает и она не может включиться должным образом. Со временем трещина увеличивается и утечка становится всё сильней, в последствии чего рано или поздно колонка совсем отключается.

Как происходит замена мембраны?

Мембрана для газовой колонки нева, baxi, ariston, bosch и колонок большинства других брендов имеет похожую структуру, а процесс замены этой детали выглядит примерно одинаково. Для этого мастер первым делом выключает газовую колонку, а затем перекрывает подачу воды и газа. Далее он открывает кран ГВС для того, чтобы снизить давление в трубах, снимает кожух с колонки и получает доступ к водяному регулятору. Теперь мастер производит разбор регулятора, получая доступ к месту расположения мембраны, где он удаляет старую изношенную деталь, заменяя ее новой. Конструкция собирается в обратном порядке и подключается в работу.

Замена мембраны газовой колонки в Саратове! Гарантия 1 год!

Зачем нужна замена мембраны в газовой колонке? Эта резиновая деталь служит для включения домашнего водонагревательного прибора. А мы в течение дня часто его запускаем, мембрана подвергается постоянному давлению воды и периодически приходит в негодность. Поэтому менять ее приходится довольно часто.

Где поменять мембрану колонки в Саратове?

Казалось бы, простейшая деталь в сложном механизме, а без нее водонагреватель начинает барахлить и со временем вообще перестает включаться. И, хотя ее замена – не такой уж сложный вид ремонта, лучше все-таки не рисковать и поручить работу профессионалам.

Замена мембраны газовой колонки

в Саратове

В нашу фирму часто обращаются с такой проблемой. Мастера быстро и качественно устранят эту неполадку в работе аппарата. Вы живете в Саратове и вам потребовалась замена мембраны в газовой колонке? Никаких проблем – мы работаем по всей территории города. Кроме того, наши мастера могут выехать по заявке клиента в Энгельс.

И это лишь одно из наших явных конкурентных преимуществ. У нас удобный для клиентов рабочий график. Заявки на ремонтные работы можно подавать ежедневно с 8 часов утра и до 9 вечера (до 21.00).

Звоните по телефону (8452) 498-577.

Мы всегда рады оказать поддержку своим заказчикам, у нас нет выходных дней и праздников. Мы понимаем, что незаменимые бытовые приборы ломаются иногда в самое неподходящее время. Наберите наш номер, если внезапно образовалась течь в газовой колонке — и мы быстро приедем на вызов. Можно также оставить онлайн-заявку.

Качественная замена мембраны в газовой колонке по доступным ценам

Постоянные заказчики знают, что делать ремонт у нас выгодно – цены разумные и доступные для населения. Наша фирма разработала систему скидок, которая отличается гибкостью и экономичностью. Срочный выезд опытного мастера не потребует от вас дополнительной оплаты.

Объективно оценить состояние колонки и необходимость ее ремонта под силу лишь специалисту с опытом и высокой квалификацией. У нас работают именно такие профессионалы. Наш сотрудник приедет по вызову и диагностирует проблему совершенно бесплатно. Кстати, клиент сам назначает подходящее для него время приезда мастера. Долго ждать вам не придется – он может выехать на вызов в тот день, когда вы позвонили в нашу фирму.

Газовые приборы сегодня незаменимы в наших домах. Мы также осуществляем качественный ремонт котлов Висман.

Но вернемся к водонагревательным приборам. Ремонт колонки производится на дому у клиента. Нашим мастерам по плечу работы любой сложности. Наша фирма располагает складом необходимых запчастей, оригинальные комплектующие представлены в ассортименте. Срок гарантии на выполненные работы – 1 год.

Итак, поменять мембрану колонки в Саратове с помощью профессионалов не составляет никакого труда. Мы сделаем это оперативно и качественно, по приемлемым для заказчика ценам. Качественный ремонт не ударит по вашему семейному бюджету.

Замена мембраны в газовой колонке Астра

Выбирая новую мембрану для вашей колонки, например, марки Астра, лучше предпочесть не резиновую, а силиконовую деталь. Она отличается большей эластичностью и длительным сроком службы.

Чтобы поменять деталь, следует придерживаться таких рекомендаций:

Нужно прекратить поступление газа и воды к колонке;
Чтобы сбросить давление, следует открыть кран с горячей водой;
Снять кожух колонки;
Найти водяной регулятор, снять и разобрать его;
Поставить новую мембрану и собрать водонагреватель.

Газовая колонка Нева – замена мембраны

Во время ежегодного технического обслуживания колонки лучше заменить эту деталь. Это особенно актуально для аппаратов отечественного производства, например, марки Нева.

Как можно определить, что стало причиной неисправности вашей колонки:

Вы открываете кран, а прибор не загорается. Возможно, проблема в том, что мембрана лопнула;
При открытии крана пламя маленькое и вода нагревается слабо – причина может заключаться в том, что поступление газа на горелку недостаточное. Это происходит оттого, что мембрана треснула и не может давить на шток с силой, которая требуется для его полного открытия;
Скорее всего, деталь вышла из строя, если при включении аппарата на первых секундах идет слишком горячая вода или прибор запускается не сразу, а с 3-ей, а то и 5-ой попытки.

При возникновении таких проблем с водонагревателем лучше сразу обратиться в сервисный центр Нева – газовая колонка будет отремонтирована специалистами качественно и с гарантией.

Можно попробовать устранить проблему своими руками. Но не забывайте, что любое вмешательство в функционирование газовых приборов опасно и чревато последствиями. Стоит ли так рисковать, ведь цена вопроса не так уж велика. Такой ремонт не опустошит ваш кошелек.

У вас другие проблемы с газовым оборудованием? В Саратове к вашим услугам ремонт котлов Навьен. Там помогут устранить неполадки и обеспечить комфортное использование домашних приборов.

Вернемся к колонкам. Если процесс замены мембраны в газовом оборудовании кажется вам трудоемким, лучше обратиться к специалистам. Это надежный и недорогой вариант. Установка этой детали нашими мастерами не займет много времени, а гарантия надежности будет действовать целый год!

См. также:

Ремонт радиатора газовой колонки

Как почистить радиатор газовой колонки

Запчасти для газовых колонок Electrolux в Москве: огромный выбор

Лидирующая компания в своей отрасли Electrolux имеет большую популярность благодаря высококачественной сборке. Но даже хорошему оборудованию свойственно выходить из строя. Владельцы, покупая запчасти для газовой колонки Электролюкс в «Рокоста-Сервис», приступают к ремонту самостоятельно и такое решение оправданно. Ведь не стоит спешить идти в магазин за новой дорогой колонкой, если ремонт прежнего прибора и замена деталей выйдет дешевле покупки другой техники. Большую часть неисправностей по силам устранить даже тем, у кого нет особого опыта в восстановлении бытовых приборов.

Обзор популярных неполадок

Случаются проблемы с включением, но не стоит в этом случае срочно вызывать мастера. Возможно, нет газа, так как его подача отключена. Как только кран газоснабжения будет открыт, всё заработает.

Если же трубопровод для подачи воды перекрыт, то после его открытия процесс возобновится, и колонка продолжит свою работу в прежнем режиме.

Иногда источником неполадок становятся батарейки, которые могли быть неправильно установлены или просто сели. Необходимо протестировать элементы питания, проверить их установку или заменить их, если они севшие.

Если вода плохо нагревается, дело может быть в недостаточном напоре газа. Повернув регулятор, нужно увеличить его проток.

Плохой нагрев вызван тем, что подача жидкости выставлена на максимум. Тогда можно снизить скорость протока.

Когда горелка не зажигается или гаснет, нужно проверить канал дымоотвода, в дымоходе, скорее всего, скопился мусор. Из-за этого защитная система включается, и перекрывается подача газа.

Какие детали часто ломаются

Хлопки беспокоят многих хозяев оборудования. Причина может быть в слабой тяге, или сломанном замедлителе зажигания, который нужно заменить, купив необходимую запчасть для газовой колонки Электролюкс. Если у аппарата есть фитиль, то источник неисправности может быть в некорректном положении пламени фитиля.

Горелки часто гаснут из-за сломанного водяного узла. Он ломается из-за того, что:

Мембрана изношена и пришла в негодность

Засорился фильтр

Образовался налет

Придется разбирать узел и заменить мембрану или хорошо прочистить от налета шток водяного блока. Отложения провоцирует плохое качество используемой в приборе воды, и его нужно постараться улучшить, установив фильтры.

Следующее “слабое звено” в конструкции — запальник, он может гаснуть из-за сломанного электромагнитного клапана, термопары, термостата или окисления контактов.

Владельцы газового оборудования Electrolux ценят в нем надёжность, удобство и бесперебойную работу в течение долгого времени. Они удобны и полезны в быту, не занимая много домашнего пространства, они способны быстро нагреть воду. Однако иногда сложности все же возникают. Установка новых запчастей для газовой колонки Электролюкс быстро вернет агрегату прежнюю работоспособность.

Замена резиновой мембраны газовой колонки Termet Terma QG 19-01

Что делать, если из под нашей газовой колонки капает вода? Это может происходить по нескольким причинам, а именно: прогорел нагревательный элемент или резиновая мембрана механизма давления газа и подачи воды вышла из строя.

	Выявление причины течи колонки В данной работе я расскажу вам, как своими руками заменить резиновую манжету в газовой колонке Termet Terma Q G 19-01. Прежде чем начинать работу по ремонту газовой колонки необходимо выявить откуда идет течь и отключить подачу газа и воды к колонке. Если вышла из строя резиновая мембрана, то узел подачи воды будет выглядеть так, как показано на фото.
	Снятие передней панели Снимаем переднюю панель колонки, чтобы добраться к узлу подачи воды. Для этого потяните панель на себя чтобы разъединились нижние клипсы и снимите панель.
	Отсоединяем водоподводящие трубки С помощью разводного гаечного ключа откручиваем (против часовой стрелки) гайку трубки подвода холодной воды.
	Снимаем защитный экран с панели управления.
	Разводным ключом откручиваем гайку патрубка подачи холодной воды в нагревательный элемент.
	Затем откручиваем гайку патрубка подачи холодной воды в нагревательный элемент.
	Набор ключей для работы Для того, чтобы открутить винты механизма подачи воды необходимо иметь набор ключей шестигранная звезда.
	С помощью ключика Т20 откручиваем винты крепления механизма подачи воды.
	После того, как все винты сняты и отводящий патрубок отсоединен, снимаем крышку узла подачи воды и давления газа.
	После того, как крышка снята необходимо проверить механизм регулировки давления газа на предмет сколов и трещин, и по необходимости заменить.
	Замена резиновой мембраны Прежде, чем снимать резиновую мембрану, запомните правильное ее расположение относительно крышки.
	Вид механизма в разобранном состоянии. Также крышку необходимо аккуратно очистить от следов сульфатации и окислов.
	После того, как снята старая мембрана, устанавливаем на ее место новую. Блок пружинок должен фиксироваться двумя отливами на мембране.
	Сборка производится в обратной последовательности. После того, как все патрубки подсоединены, необходимо приоткрыть кран подачи воды и наполнить колонку водой. Затем открыть кран горячей воды в смесителе кухни и спустить воду до полного выхода остатков воздуха. Затем закрыть смеситель и проверить все соединения на предмет течи, и по необходимости подтянуть гаечным разводным ключом. Если прокапывание воды не обнаружены, включаем подачу газа и поджигаем фитиль колонки. Газовая колонка готова к дальнейшей эксплуатации. Смотрите также, как заменить жиклеры газовой плиты.

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или уточнить у системного администратора.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файлах cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или уточнить у системного администратора.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Что сохраняется в файлах cookie?

Полимерные газоразделительные мембраны для нефтепереработки

Полимерные газоразделительные мембраны были коммерциализированы 30 лет назад. Интерес к этим системам возрастает из-за простоты концепции и низкого энергопотребления. На нефтеперерабатывающем заводе разделение газа необходимо во многих процессах, таких как обработка природного газа, улавливание диоксида углерода, очистка водорода и разделение углеводородов. В этих процессах мембраны оказались потенциальным кандидатом на замену текущих традиционных методов очистки аминов, адсорбции при переменном давлении и криогенной дистилляции.В этой статье применение полимерных мембран на нефтеперерабатывающем заводе обсуждается путем обзора современных материалов и серийно выпускаемых устройств. Также указана экономическая оценка этих мембран по сравнению с традиционными процессами.

1. Введение

Внедрение мембранных систем в промышленности растет из-за уникальных свойств, которые мембрана может обеспечить [1]. По сравнению с другими процессами разделения мембрана проста в установке и требует минимального надзора [2].Кроме того, он занимает меньше места и не имеет движущихся частей; таким образом, он почти не требует обслуживания [3]. Кроме того, он работает с низким энергопотреблением и считается экологически чистой технологией, поскольку не выделяет газов и не работает с растворителями [4]. Мембрану также легко масштабировать для лучшей коммерциализации [5].

По материалу мембраны делятся на металлические, неорганические и полимерные [6]. Металлические мембраны из платины или палладия имеют отличные характеристики, но стоимость драгоценных металлов сильно влияет на выбор мембраны.Неорганические мембраны являются хорошей альтернативой, они обладают лучшей химической стабильностью при более низкой стоимости изготовления [7]. Тем не менее, для работы неорганических мембран необходима высокая температура от 200 до 900 ° C [2]. В настоящее время полимерные мембраны доминируют в отрасли из-за выдающейся экономичности и конкурентоспособности [8]. Мембраны могут работать при температуре окружающей среды и обладают хорошими механическими и химическими свойствами [9].

Революция полимерных мембран началась в 1960-х годах, когда Лоеб и Сурираджан разработали мембрану из ацетата целлюлозы для опреснения воды с помощью обратного осмоса [10].Тонкая мембрана размером 0,2 мкм м поддерживалась на пористой подложке, и она была способна преобразовывать морскую воду в питьевую. Позже они обнаружили, что мембрана из ацетата целлюлозы может быть использована и для разделения газов [11–13]. Впоследствии Stern et al. в 1969 г. изучал диффузию различных газов, таких как гелий и азот, в полиэтиленовой мембране при высоких температурах, и это открыло возможность для дальнейших исследований в этой области [14].

Первая крупномасштабная мембрана была разработана Permea (Air Products) в 1980 году для отделения водорода.Мембрана из полых волокон была изготовлена из полисульфона и предназначена для отделения водорода от метана [15, 16]. В 1983 году Cynara и Separex также произвели мембрану из ацетата целлюлозы, но для отделения диоксида углерода от метана [16]. Через несколько лет было введено производство азота из воздуха с помощью мембран [17]. В дальнейшем применение мембраны было расширено, чтобы охватить удаление сероводорода из метана, удаление летучих органических соединений (ЛОС) из воздуха, обогащение кислородом и обезвоживание воздуха [2].Сегодня мембрана используется на нефтеперерабатывающем заводе для очистки природного газа путем удаления из метана кислых газов, таких как сероводород и диоксид углерода [17]. Он также применяется во многих процессах гидроочистки для извлечения водорода из сероводорода [18]. Регулировка соотношения водорода и монооксида углерода в синтез-газе для удовлетворения потребности в нефтехимическом сырье может быть выполнена с использованием мембран. Обогащение кислородом в печах для лучшего окисления также применяется во многих процессах [19]. Применение мембраны для нефтяной промышленности и соответствующих разделительных газов представлено в таблице 1. В этом обзоре подробно обсуждается использование этих мембран, включая материалы мембран, коммерческие системы и сравнение с традиционными методами разделения. В следующем разделе описан транспортный механизм этих мембран.

900


Процесс	Газ, подлежащий отделению от

Очистка природного газа	H ₂ S / CH ₄
	CO ₂ / CH ₄
	H ₂ O / CH ₄
	C ₃₊ / CH ₄

Установка гидрокрекинга	H / легкие углеводороды

Гидроочистка	H ₂ / H ₂ S

Паро-метановый риформинг	H ₂ / CO

Аммиачный завод	H ₂ / N ₂

Полиолефиновый завод	ЛОС / N ₂

Отходящие газы НПЗ	Летучие органические соединения / воздух
	H ₂ из других газов
	CH ₄ из других газов газы
	CO ₂ из других газов

2.

Транспортный механизм в полимерных мембранах

Для применения в газах полимерные мембраны обычно изготавливаются из тонкого плотного слоя [17]. Для улучшения механических свойств плотный слой опирается на пористую подложку [20]. Широко распространенная теория механизма переноса основана на модели диффузии раствора [21]. Эта модель состоит в основном из трех этапов: абсорбция молекул на поверхности полимера, диффузия молекул внутри полимера и десорбция молекул на стороне низкого давления [9].Движущей силой является градиент давления на мембранах, и каждое соединение имеет разную скорость абсорбции и диффузии. Рабочие характеристики мембраны можно оценить путем измерения проницаемости и селективности газов. Проницаемость является произведением коэффициентов поглощения и диффузии следующим образом: где — коэффициент сорбции, а — коэффициент диффузии. Единица проницаемости — Баррер, равная 10 ⁻¹⁰ (см ³ / см · с · см рт. Ст.). Экспериментально проницаемость может быть рассчитана на основе потока [22]: где — поток (объемный расход на единицу площади), — толщина мембраны и — перепад давления на мембране. С другой стороны, селективность () относится к коэффициенту проницаемости для двух газов: полимеры классифицируются по структуре на каучукоподобные и стекловидные. Резиновые полимеры обладают способностью возвращаться к своей первоначальной форме после растяжения, в то время как стеклообразные — нет [23]. Кроме того, каучукоподобные полимеры имеют тенденцию иметь более высокую проницаемость, но более низкую селективность, и это связано с тем, что механизм переноса регулируется скорее абсорбцией, чем диффузией [24]. И наоборот, стеклообразные мембраны имеют более высокую селективность, но низкую проницаемость, поскольку они ограничены диффузией.Это указывает на то, что существует компромисс между проницаемостью и селективностью, и трудно получить полимер, имеющий обе характеристики. В следующем разделе подробно обсуждается использование мембран для отделения сероводорода, извлечения диоксида углерода, очистки водорода, разделения воздуха, дегидратации газа, извлечения органических паров и сжиженного нефтяного газа.

3. Удаление сероводорода

Сероводород хорошо известен своим запахом тухлого яйца даже при низкой концентрации частей на миллиард (частей на миллиард) [28].Газ выделяется естественным путем из вулканов и может образовываться при разложении органических веществ [29]. Этот газ также содержится в природном газе, и его называют высокосернистым газом, если концентрация сероводорода превышает 4 ppm [30]. Поскольку газ является коррозионным и может вызвать повреждение трубопроводов, товарный газ не должен содержать более 4 частей на миллион сероводорода и 2 мол.% Диоксида углерода [31]. Сероводород также является искусственным газом, и процесс дегидросульфуризации (для удаления соединений серы из топлива) считается основным источником [32].

3.1. Current Technologies

Существует три метода удаления сероводорода: физическая / химическая абсорбция, адсорбция и мембранные методы. Химическая абсорбция путем аминовой очистки является основным процессом отделения сероводорода из природного газа [33]. В процессе можно также удалить диоксид углерода, и обработанный поток может содержать менее 4 частей на миллион сероводорода. Технология основана на абсорбции сероводорода, а затем на реакции с амином по [34]: растворитель (в основном моноэтаноламин, МЭА) можно регенерировать, увеличивая температуру или уменьшая давление.Несмотря на высокую эффективность аминовой очистки, существуют некоторые недостатки, а именно: большие капиталовложения, огромная энергия, необходимая для регенерации растворителя, окисление аминов, которое может вызвать вспенивание или затопление, а также необходимость в специальных сплавах, чтобы выдерживать коррозионную активность растворителя [ 35–39].

Физическое поглощение метанолом — еще один способ удаления сероводорода из природного газа. Этот процесс называется Rectisol (лицензирован Linde Group и Air Liquide), и он может удалять диоксид углерода, карбонилсульфид и меркаптаны [40].При более низкой температуре абсорбционная способность метанола увеличивается, поэтому процесс протекает при температуре от –30 до –70 ° C [41]. Следует отметить, что метанол можно заменить другими растворителями, такими как полиэтиленгликоль (процесс Selexol) или карбонат калия, но метанол имеет лучшую абсорбционную способность и более высокую скорость регенерации [35, 37, 42, 43]. По сравнению с аминным скруббером, абсорбция метанола имеет лучшую эффективность удаления, но за счет капитальных и эксплуатационных затрат [39].

Адсорбция углеродным молекулярным ситом (CMS) — еще один метод отделения сероводорода от метана.В основе концепции лежит адсорбция сероводорода на поверхности углерода при высоком давлении [44]. Активированный уголь имеет большую площадь поверхности с высокой пористостью, а емкость может достигать 150 мг сероводорода на один грамм углерода [45]. Стадия десорбции (регенерации) может быть осуществлена путем снижения давления или повышения температуры до 288–316 ° C [46]. К сожалению, CMS не может использоваться для удаления большого количества сероводорода, более 1,5 мол.%, Из-за более низкой адсорбционной способности по сравнению с аминным скруббером [47]. Кроме того, углерод обладает низкими механическими свойствами, что делает его нестабильным при высоком содержании сероводорода [48].

Мембранная технология может предоставить альтернативное решение для удаления сероводорода. В отличие от очистки амином или абсорбции метанола, мембрана не требует растворителя для работы, и это сокращает расходы на покупку и утилизацию растворителя. Мембрана также имеет преимущество перед CMS, поскольку она может работать с сырьем, содержащим до 16 мол.% Сероводорода [31].В следующем разделе рассматриваются характеристики различных мембранных материалов для удаления сероводорода из природного газа.

3.2. Материалы мембраны

Ацетат целлюлозы широко используется для удаления сероводорода из природного газа [49]. Этот материал извлекается из древесной массы и имеет проницаемость по сероводороду 2,13 по Барреру с селективностью по сероводороду к метану () 19,4 [50]. Материал был испытан с природным газом, содержащим тяжелые углеводороды, и неожиданно резко упала селективность из-за проникновения в центры сорбции [50, 51].

Полидиметилсилоксан (ПДМС) дает превосходную проницаемость для сероводорода 2750 по Барреру, и эта высокая проницаемость связана с каучукоподобной структурой, но за счет селективности 0,98 [17]. Для увеличения прочности мембраны в суровых условиях сероводорода была введена сшивка [52]. Это помогает снизить подвижность полимерных цепей, и это увеличивает температуру стеклования. В результате повышается устойчивость к пластификации и старению [17].Кроме того, сшивание обычно влияет на сегментарную подвижность полимера, заставляя процесс диффузии больше зависеть от размера и формы разделяемой молекулы, и это улучшает селективность, но снижает проницаемость [53]. В 1997 году Чаттерджи и др. разработали сополимер, состоящий из эфира, уретана и мочевины, и он был получен методом двухступенчатой поликонденсации. На первом этапе метилен-бис- (4-фенилизоцианат) (MDI) добавляют к полиэтиленгликолю (PEG) с использованием диметилсульфоксида (DMSO) в качестве растворителя.На втором этапе к раствору добавляли удлинитель цепи (1,2-диаминоэтан) с образованием поли (эфир-уретан-мочевины) (PUU) [50]. В отличие от мембран из одинарного полимера, PUU состоит из двух сегментов: мягкого и жесткого. Твердый сегмент имеет стеклообразное состояние и действует как наполнитель, тогда как мягкий сегмент является эластичным, придавая мембране эластичность и гибкость [54]. PUU был испытан на отделение сероводорода от метана, проницаемость составила 199 баррера с выдающейся селективностью 74 [55].

Pebax — еще один сополимер полиэфира и полиамида.Термин «Пебакс» означает полиэфир-блок-амид и был произведен компанией Arkema [56]. Пебакс бывает разных сортов, и каждый из них зависит от концентрации полиэфира и полиамида. Например, популярный Pebax 1074 состоит из 73 мас.% Полиэфира и 27 мас.% Полиамида [57]. Проницаемость этого материала по сероводороду достигла 888 Barrer при селективности 21 [50]. Проницаемость и селективность различных мембранных материалов приведены в таблице 2. Выбор материала сильно зависит от состава подаваемого газа и от того, является ли проницаемость или селективность приоритетом.


Материал	(Barrer)		T (° C)	P (бар)	Арт.

Полиамид (Торлон)	0,2	14,8	35	4,5	[58]
Ацетат целлюлозы	2,1	19,4	35	10	[50]
Полиамид (6F-PAI-2)	2.7	12	35	4,4	[59]
Полиамид (6F-PAI-3)	4,6	11	35	4,4	[59]
Полиамид ( 6F-PAI-1)	6,4	8,5	35	4,4	[59]
Полиэфир-блок-амид (Pebax 6333)	37,8	20	35	10	[50]
Полиэфир-уретан-мочевина (PUU4)	199	74	35	10	[50]
Полиэфир-уретанмочевина (PUU1)	239	21	35	10	[50]
Полиэфир-блок-амид (Пебакс 1657)	248	50. 6	35	10	[50]
Полиэфир-уретанмочевина (PUU3)	271	58	35	10	[50]
Поливинилтриметилсилан (PVTMS)	350	1,59	35		[60]
Полиэфир-уретан-мочевина (PUU2)	613	19	35	10	[50]
Полиэфир- блок-амид (Pebax 3533)	888	21	35	10	[50]
Диметилсиликоновый каучук	1000	10.5	25	1	[61]
Полидиметилсилоксан (ПДМС)	2750	0,98	25	3	[62]

. Тематические исследования и экономическая оценка

Membrane Technology and Research (MTR) — одна из компаний по производству газоразделительных мембран. SourSep (от MTR) — это мембранная система для преобразования высокосернистого газа в чистый газ путем удаления сероводорода, и ожидается, что она будет основана на Pebax.Блок был установлен в нефтяной скважине в отдаленном районе для очистки устьевого газа, чтобы его можно было использовать в качестве топлива [26]. Действительно, система снизила содержание сероводорода с 3400 частей на миллион до менее 100 частей на миллион. Давление подачи составляло 51 бар, а объемный расход — 2001 Нм ³ / ч. По сравнению с аминовым скруббером мембранная система обеспечивает более низкие капитальные и эксплуатационные затраты. Капитальные затраты покрывают материал мембраны, раму, теплообменник и вакуумный насос, а эксплуатационные расходы относятся к энергии, используемой компрессорами и насосами [17].FuelSep — еще одна система, разработанная MTR и предназначенная для обеспечения качества топливного газа путем удаления сероводорода и других примесей, таких как диоксид углерода, азот и тяжелые углеводороды [2].

Universal Oil Products (UOP) Мембрана Separex на основе ацетата целлюлозы предназначена для очистки газов, содержащих сероводород до 20 мол.% [63]. Система была коммерциализирована почти 30 лет. Система была установлена в открытом газовом резервуаре, содержащем 15 мол.% Сероводорода.Объем подачи составлял 588 586 Нм ³ / ч газа при 92 бар. Мембрана была способна снизить содержание сероводорода в очищаемом газе до 70 частей на миллион.

Bhide и Stern провели экономическое исследование очистки природного газа с использованием мембран и аминовой очистки [64]. Мембраны изготовлены на основе ацетата целлюлозы, содержание сероводорода варьируется от 0,1 до 1 мол.%. Сырье также содержало от 5 до 40 мол.% Диоксида углерода. Расход сырья составлял 41 201 Нм ³ / ч при 54 бар.Стоимость обработки (определяемая как капитальные и эксплуатационные затраты по отношению к производственному объему) была рассчитана для получения менее 4 частей на миллион сероводорода и 2 мол. % Диоксида углерода. Было обнаружено, что стоимость обработки в мембранной системе зависит от концентрации сероводорода и диоксида углерода; чем больше содержание, тем выше стоимость, но при очистке амином стоимость обработки зависит только от содержания диоксида углерода. Для потока, содержащего 1 мол.% Сероводорода и 30 мол.% Диоксида углерода, стоимость обработки мембранной системы составила 4.87 × 10 ⁻⁷ $ / (Нм ³ / ч) по сравнению с 6,34 × 10 ⁻⁷ $ / (Нм ³ / час) для абсорбции амина. Таким образом, использование мембраны привело к снижению стоимости обработки на 23%. Однако, если сырье было изменено на 21 мол.% Диоксида углерода и 5000 ч. / Млн сероводорода, стоимость обработки обеих систем составила бы 4,87 × 10 ^-7 $ / (³ Нм / ч). Аминная очистка показала более низкую стоимость обработки — 1,99 × 10 ^-7 $ / (м ³ / ч), если сырье содержало 5% диоксида углерода и 1000 ч / млн сероводорода, в то время как мембрана дает 3. 54 × 10 ⁻⁷ $ / (Нм ³ / ч).

4. Улавливание углекислого газа

Атмосфера раньше состояла из 315 частей на миллион углекислого газа (показания 1955 года), но из-за транспортной и промышленной деятельности содержание увеличилось до 390 частей на миллион, что привело к глобальному потеплению и повышению температуры климата [65 ]. На нефтяную промышленность приходится 8% выбросов диоксида углерода, и для уменьшения воздействия необходим улавливание углерода из дымовых газов [66].

На нефтеперерабатывающем заводе отделение диоксида углерода требуется в следующих процессах: очистка природного газа, производство синтез-газа (водорода и монооксида углерода) и сжигание.Сегодня в скважины закачивается поток двуокиси углерода под высоким давлением для увеличения нефтеотдачи, что приводит к добыче природного газа с большим количеством двуокиси углерода [67]. Удаление этого углекислого газа очень важно, поскольку газ вызывает коррозию и может повредить трубопроводы [68]. Максимальное содержание диоксида углерода в товарном природном газе не должно превышать 2 мол.% [31]. Кроме того, дымовые газы большинства процессов горения (печей) содержат углекислый газ и азот. Улавливание углекислого газа обязательно до выброса этого газа в атмосферу [69].

4.1. Current Technologies

Большинство методов удаления сероводорода работают также и для двуокиси углерода, поскольку оба газа полярны. Преобладающим методом удаления диоксида углерода из природного газа по-прежнему является аминовая очистка [34]. Процесс может удалить большие количества диоксида углерода, а конечный поток может содержать всего 50 частей на миллион диоксида углерода [39]. Физическая абсорбция водой, полиэтиленгликолем, метанолом и карбонатом калия позволяет отделить диоксид углерода.При абсорбции воды газ поступает в насадочную колонну, где диоксид углерода растворяется в воде, а концентрированный поток отделяется воздухом для образования обратно диоксида углерода, а вода рециркулирует. Этот процесс рентабелен, потому что вода легко доступна; однако рециркулирующая вода может вызвать засорение; поэтому необходимы специальные трубопроводы [70]. С другой стороны, полиэтиленгликоль (ПЭГ) имеет лучшую селективность по сравнению с водой и считается некоррозионным растворителем [43]. Недостатком использования ПЭГ является низкая скорость регенерации [43].

Горячий карбонат калия эффективен для удаления большого количества диоксида углерода. В процессе также можно удалить небольшое количество сероводорода. Механизм основан на реакции диоксида углерода с раствором карбоната калия [35]:

Обогащенный диоксидом углерода поток поступает в абсорбер, где он течет в противотоке с горячим раствором карбоната калия при 110 ° C [71] . Затем раствор направляется в испарительный барабан, где будет удалена большая часть кислого газа за счет снижения давления.Чтобы регенерировать растворитель, его отправляют в отпарную колонну, работающую при 120 ° C и атмосферном давлении. К сожалению, карбонат калия имеет более низкие сорбционные свойства по сравнению с амином и обладает высокой коррозионной активностью [37, 42].

Метанол также может использоваться для физического поглощения диоксида углерода, и он имеет самую высокую селективность по сравнению с другими растворителями [39]. Растворитель можно регенерировать, уменьшив давление или повысив температуру [40]. Конечный поток может иметь очень низкое количество диоксида углерода — 10 частей на миллион, что более эффективно, чем очистка амином.Единственный недостаток этого процесса — большие капиталовложения [39].

Адсорбция с переменным давлением (PSA) — еще один метод отделения диоксида углерода. В отличие от предыдущих методов, PSA не требует растворителя. Газ проходит под высоким давлением через слой активированного угля (также известный как углеродное молекулярное сито), и из-за разницы полярностей происходит адсорбция диоксида углерода [72]. Слой можно регенерировать, снизив давление до вакуума. Этот метод обладает отличными характеристиками разделения, газ может иметь чистоту метана более 90%, и ожидается, что он будет работать в течение трех лет [73]. Другими материалами PSA являются цеолит и оксид алюминия. Недостатками этой системы являются большие затраты энергии на цикл давления и низкая адсорбционная способность по сравнению с очисткой амином [74].

Криогенная перегонка при очень низкой температуре -84 ° C эффективна для удаления диоксида углерода. Из-за низкой тройной точки диоксида углерода -57 ° C при атмосферном давлении диоксид углерода не будет иметь жидкого состояния и будет непосредственно затвердевать [75]. Поэтому перегонка должна происходить при давлении выше 5 бар, чтобы преодолеть ограничение тройной точки; в противном случае углекислый газ вызовет закупорку.Эта технология используется для сжижения и получения высококачественных потоков диоксида углерода. Чтобы процесс был экономичным, сырье должно содержать от 50 до 70% диоксида углерода, и это связано с высокими капитальными и эксплуатационными затратами на криогенную дистилляцию [73]. К сожалению, большая часть потоков нефтепереработки не имеет такой концентрации диоксида углерода [72].

По сравнению с вышеупомянутым, мембраны обладают уникальной особенностью, так как они могут удалять углекислый газ вместе с сероводородом и водой за одну стадию [76, 77].Помимо низкой рабочей энергии, мембрана имеет длительный срок службы и может работать непрерывно не менее 5 лет [78]. Однако на срок службы сильно повлияет присутствие в сырье твердых частиц; поэтому необходима предварительная обработка. В таблице 3 показаны преимущества и недостатки различных методов улавливания диоксида углерода.


Технология	Преимущества	Недостатки

Химическая и физическая абсорбция	(i) Нет необходимости в предварительной обработке. (ii) Может обрабатывать более широкий диапазон CO ₂. (iii) Высокая эффективность удаления.	(i) Высокие капитальные и эксплуатационные затраты. (ii) Регенерация растворителя.

PSA	(i) Не содержит растворителя. (ii) Лучшая устойчивость к примесям в корме.	(i) Низкая производительность по твердым газам. (ii) Низкая скорость регенерации. (iii) Цикл давления требует больших затрат энергии.

Криогенная дистилляция	(i) Достигает улавливания> 99% CO ₂. (ii) Производит сжиженный CO ₂ для облегчения хранения.	(i) Экономично, только если корм содержит 50–70% CO ₂. (ii) Чтобы избежать сублимации CO ₂, требуется более высокое давление.

Мембраны	(i) Требуется минимальный контроль. (ii) Может удалять H ₂ S и H ₂ O. (iii) Длительный срок службы (> 5 лет).	(i) Высокие капитальные затраты. (ii) Требуется предварительная обработка для удаления твердых частиц и некоторых ингибиторов.

4.2. Материалы мембраны

Удаление диоксида углерода началось, когда Робб в 1968 году изучал диффузию газов в мембране PDMS [61]. Работа была расширена в 1989 г., когда Штерн определил коэффициент проницаемости газов при более высоких температурах [17]. CO ₂-проницаемые мембраны аналогичны мембранам, проницаемым для сероводорода, но проницаемость отличается из-за разницы в коэффициентах сорбции и диффузии между диоксидом углерода и сероводородом.Самыми современными материалами для отделения диоксида углерода являются ацетат целлюлозы, полиамид, полиимид и Pebax. Как показано в Таблице 4, ацетат целлюлозы имеет самую низкую проницаемость 2,4 Баррера, но все же селективность диоксида углерода по метану () достигала 25 [25, 50]. К сожалению, присутствие тяжелых углеводородов в сырье привело к значительному падению селективности; поэтому ацетат целлюлозы непригоден для разделения топливного газа [50]. С другой стороны, полиимиды обладают лучшей термической и химической стабильностью по сравнению с ацетатом целлюлозы [2].Эти полимеры получают из двухосновной кислоты с диамином в промежуточной аминовой кислоте [79]. Матримид 5218 представляет собой полиимид, содержащий фенилиндановую группу, и он дает проницаемость для диоксида углерода 8,5 Баррера [1, 80]. Этот полимер показывает выдающуюся селективность 28 и 36,7 по диоксиду углерода по отношению к метану () и диоксиду углерода по отношению к азоту (), соответственно [81, 82]. Проницаемость полиимида для диоксида углерода может быть дополнительно увеличена путем введения фторида. Фторированные полиимиды получают с использованием 2,2-бис (3,4-дикарбоксифенил) гексафторпропандиангидрида (6FDA), а проницаемость может быть увеличена до 456 по Барреру [83, 84].Сополимеры, такие как PUU и Pebax, также демонстрируют высокую проницаемость, равную 145 и 212 Барреру соответственно [85, 86]. Каучукоподобный полимер PDMS имеет отличную проницаемость 4000 по Барреру, но самую низкую селективность по диоксиду углерода 2,6, как указано в таблице 4.


Материал	(Баррер)			T (° C)	P (бар)	Арт.

Ацетат целлюлозы	2.4	22,1	20–25	35	10	[25, 50]
Полиамид (нейлон 11)	3,1	8,4	14,8	70	4–10	[87]
Полиимид (Матримид 5218)	5,5	28	36,7	30–35	2-3	[81, 82]
Полисульфон (PSF)	5,6	22,4	22.4	35	10	[88]
Поликарбонат	6,5	22,4	24,1	35	10	[89]
Полиимид (6FDA-TBAPB)	42	25,7	21,5	30	3	[90]
Поли (2,6-диметилфениленоксид) (PPO)	61	14,2	14,9	35	—	[91]
Полиэтиленгликоль (ПЭГ)	66	15. 7	41,2	35	6	[86]
Полиэфир-уретанмочевина (PUU)	145	7,8	29,6	25	10	[85]
Полиэфир-блок-амид (Pebax 2533)	212	7,2	33	35	6	[86]
Диметилсиликоновый каучук	325	3,4	11,6	25	1	[61]
Полиимид (6FDA-дюрен)	456	16	12.8	35	10	[83]
Политетрафторэтилен (тефлон AF 1600)	520	6,5	4,7	25	3,5	[25]
Полидиметилсилоксан (ПДМС)	4000	2,6	6,6	35	1–15	[92]

4.3. Коммерческие установки и экономическая оценка

Самая большая установка для удаления CO ₂ производится Cynara (NATCO Group) для очистки природного газа в прибрежной зоне Таиланда. Мембрана из полых волокон основана на триацетате целлюлозы и способна обрабатывать 830 000 Нм ³ / ч [25]. Другая система была установлена для очистки 120 000 нм ³ / ч газа, и она снизила содержание диоксида углерода с 80% до менее 10% [77, 93].

Мембрана Polaris (производства MTR) была установлена после установки риформинга метана и успешно увеличила концентрацию углекислого газа с 20 мол.% В остаточном газе до более чем 90 мол.% [26]. Затем поток использовался для закачки в скважину для увеличения нефтеотдачи.Мембрана Polaris также может обрабатывать дымовые газы с превосходной селективностью () 50 [94].

Мембраны UOP на основе ацетата целлюлозы были установлены в Пакистане в 1995 году. Система работала непрерывно в течение 12 лет, чтобы снизить концентрацию диоксида углерода с 6,5 до 2 мол.% [63]. Система была разработана для обработки 311 950 Нм ³ газа в час при давлении 58 бар.

UBE, с другой стороны, разработала прочную мембрану для лучшей стабильности при загрязнении корма. Система основана на полиимидной мембране и может работать без какого-либо снижения производительности в присутствии 3 мол.% Сероводорода, полной водонасыщенности и тяжелых углеводородов C ₅₊ [95].

Экономическое исследование было проведено Peters et al. сравнить мембранную систему с аминной очисткой для очистки природного газа [96]. Исходный газ содержал 9,5 мол.% CO ₂, 20 частей на миллион H ₂ S, 10 частей на миллион H ₂ O и 72,4 мол.% CH ₄, а оставшееся — от C ₂ до C ₆. Рабочие условия составляли 60 ° C и 90 бар. Результаты показывают, что обе технологии достигли технических характеристик товарного газа 4 ppm H ₂ S и 2 мол.% CO ₂; однако газ, обработанный амином, имеет лучшую чистоту диоксида углерода по сравнению с мембраной, но это произошло за счет капитальных вложений.Был сделан вывод, что мембранная технология по-прежнему является лучшим выбором из-за экологических проблем, связанных с утилизацией растворителей.

Другая экономическая оценка была выполнена He et al., И она подтвердила, что мембрана может заменить очистку амином при очистке природного газа, содержащего 10 мол.% Диоксида углерода и ниже [97]. Стоимость переработки природного газа с помощью мембранной системы составила 0,00573 $ / нм ³, что на 10,4% меньше, чем при очистке амином.

5. Извлечение водорода

Водород является ключевым элементом для многих процессов на нефтеперерабатывающем заводе, таких как гидрокрекинг и гидроочистка.В гидрокрекинге водород используется для превращения крупных углеводородов в более мелкие в присутствии катализатора, а при гидроочистке водород используется для удаления соединений серы из топлива в виде сероводорода [98]. Кроме того, водород является сырьем для многих отраслей промышленности, таких как синтез аммиака и производство метанола [99].

Водород производится на нефтеперерабатывающем заводе путем парового риформинга метана (ПМР), при котором метан реагирует с водой с образованием водорода и окиси углерода. Полученный газ называется синтез-газом, и выход водорода может быть дополнительно увеличен за счет реакции моноксида углерода с водой с образованием водорода и диоксида углерода [100].

В нефтяной промышленности отделение водорода может применяться в следующих процессах: для извлечения некоторого количества водорода при производстве природного газа, для регулирования соотношения водорода и монооксида углерода (H ₂ / CO) в синтез-газе, для рециркуляции части водорода из остаточных газов гидрокрекинга и гидроочистки, для отделения водорода от азота на аммиачной установке и для очистки водорода, чтобы его можно было использовать в качестве сырья для других отраслей [102–104]. Содержание водорода в отходящих газах НПЗ представлено в таблице 5.


Процесс	Содержание водорода (об.%)

Каталитический риформинг	40–85
Термическое гидродеалкилирование	50–75
Гидрокрекинг	40–60
Гидроочистка	25–35
Каталитический крекинг	10–30

5.

1. Современные технологии

В основном, существует три метода отделения водорода от газовых смесей: криогенная дистилляция, PSA и мембранная система. Выбор технологии зависит от состава сырья, чистоты продукта, расхода продукта, надежности, диапазона изменения и, что не менее важно, капитальных и эксплуатационных затрат. Сравнение между тремя технологиями приведено в таблице 6. Как указано, мембрана имеет лучшую способность обрабатывать более широкий диапазон водорода от 30 до 90 мол.%. PSA является первым продуктом с чистотой более 99 мол.%, А криогенная дистилляция подходит для обработки больших объемов 10 000 нм ³ / ч и выше.Кроме того, мембрана обеспечивает максимальную надежность в случае неожиданного отключения. Это связано с тем, что мембрана не имеет механических частей, тогда как криогенная дистилляция имеет самую низкую надежность. Понижение производительности относится к небольшому изменению рабочего состояния, и мембранная система оказалась наиболее стабильной. Например, изменение давления подачи может снизить чистоту продукта в мембранной системе на 10%, в то время как PSA и криогенный могут быть затронуты на 30 и 50% соответственно.


Категория	Криогенная дистилляция	PSA	Мембрана

Состав сырья (H ₂ мол.%)	30–75	–90	30–90
Чистота продукта (H ₂ мол.%)	90–98	> 99	90–98
Объем продукта (Нм ³ / ч)	> 10,000	1000–10,000	<30,000
Надежность (%)	Плохая	95	100
Диапазон изменения (%)	10	30	30–50

5.2. Мембранные материалы

Первое применение газоразделительных мембран было для удаления водорода. Он был разработан в 1970-х годах компанией Monsanto (Air Products) для извлечения водорода из продувочного газа на заводе по производству аммиака [104–106]. Спирально-навитая мембрана была основана на полисульфоне и имеет проницаемость 17 Баррера. Затем Separex представила мембраны из ацетата целлюлозы, которые показали лучшую проницаемость и стабильность; поэтому они использовались для удаления водорода из природного газа [107].Проницаемость была значительно улучшена с 14 до 24 по Барреру, когда вместо полисульфона использовали ацетат целлюлозы. Для корректировки отношения H ₂ / CO в синтез-газе полиимид (изготовленный UBE) дал лучшую проницаемость 50 Barrer с превосходной селективностью H ₂ / CH ₄ (125), H ₂ / CO ( 50) и H ₂ / N ₂ (83) [1]. Хотя PDMS обеспечивает максимальную проницаемость для водорода 1500 по Барреру, он имеет низкую селективность H ₂ / CH ₄, равную единице, что делает его непригодным для отделения водорода от природного газа. Кроме того, сообщается, что производительность мембраны PDMS значительно снижается, если в сырье присутствует монооксид углерода [108]. Таблица 7 показывает проницаемость для водорода и селективность различных мембранных материалов.


Материал	(Barrer)				T (° C)	P (бар)	Ref.

Полиимид (Матримид 5218)	2.5	7	11	17	30	2	[81, 109]
Полисульфон	14	56	40–56	56	35	—	[1, 110]
Полиэтилен	17	2,2	—	4,1	30	2	[111]
Полистирол	24	30	—	40	30	2	[111]
Ацетат целлюлозы	24	67	30–40	73	25	—	[1]
Полиэфиримид	26	51	39	71	23	0. 3–0,8	[112]
Полиимид (на основе BPDA)	50	125	50	83	60	—	[1]
Диметилсиликоновый каучук	65	0,8	0,7	2,2	25	1	[61]
Поли (2,6-диметилфениленоксид) (PPO)	80	30	—	31	22	—	[113]
Полидиметилсилоксан (ПДМС)	1500	1	—	2.5	35	1–15	[92]

5.3. Коммерческие единицы и экономическая оценка

Ведущими мировыми компаниями, производящими водородопроницаемые мембраны, являются Air Products, MTR, UOP, GENERON, Praxair и UBE. Мембрана PRISM (на основе полисульфона, разработанная Air Products) способна восстанавливать от 90 до 98 мол. % Водорода из продувочного газа на установке аммиака [106]. Мембрана может также модернизировать поток отходящего газа установки гидрокрекинга, содержащий 20–30 мол.% Водорода, до 70–90 мол.% За одну стадию или до 95 мол.% За две стадии [114].Ожидается, что система будет работать без перебоев в течение 7 лет.

Мембрана VaporSep производства MTR может извлекать водород из отходящих газов нефтеперерабатывающих заводов. Систему также можно использовать для регулировки соотношения H ₂ / CO в синтез-газе, чтобы удовлетворить потребности в сырье для различных отраслей промышленности. Система может выдерживать давление подачи до 170 бар при различных концентрациях водорода от 30 до 95 мол.% С максимальным объемом 235 434 Нм ³ / ч. Пермеат имеет чистоту водорода 90–99 мол.% [26].Система была установлена на корейском нефтеперерабатывающем заводе для извлечения водорода из отходящего газа установки гидрокрекинга, и установка улучшила экономию процесса и окупилась всего за один месяц работы.

UOP PolySep — еще одна мембрана для производства водорода, которая может обрабатывать отходящие газы нефтепереработки. Мембрана работает при температурах от 60 до 82 ° C и давлении подачи от 14 до 170 бар. По сравнению с VaporSep, PolySep может обрабатывать больший объем 412 010 Нм ³ / ч. Давление пермеата составляет от 4 до 84 бар при извлечении водорода 70–98% [63].

Рекуперация водорода считается экономичной, если отходящий газ содержит 50 мол.% Водорода или более [106]. В противном случае получение водорода методом SMR будет лучшим выбором, чем разделение. Mivechian и Pakizeh провели исследование для оценки возможности использования мембранной системы для отделения водорода от отходящего газа нефтепереработки, содержащего 72 мол.% Водорода, с помощью легких углеводородов (C ₁ –C ₆). Мембрана была основана на полиимиде, и она показала лучшее восстановление на 95% по сравнению с 79% при использовании PSA.Мембрана также обеспечивает чистоту водорода 98,3 мол. %, Что близко к PSA 99,4 мол.%. Капитальные затраты были почти одинаковыми как для мембранной системы, так и для PSA [103].

6. Разделение воздуха

Воздух содержит 20,9 мол.% Кислорода и 78,1 мол.% Азота, а остальное предназначено для других газов, таких как аргон и диоксид углерода. Увеличение содержания кислорода (> 21 мол.%) В сырье может улучшить процесс окисления из-за более высокой температуры пламени. Это повышение температуры напрямую связано со снижением содержания азота в сырье [19].Идея использования обогащенного кислорода для процесса Клауса была инициирована в 1970-х годах, а затем полностью коммерциализирована в 1985 году на нефтеперерабатывающем заводе в Лейк-Чарльз (США) компаниями Goar Allison и Air Products [31]. После гидроочистки газ, обогащенный серой, направляют в процесс Клауса для извлечения сероводорода в виде твердой серы. Концепция процесса Клауса основана на окислении сероводорода до серы и воды: поскольку для окисления сероводорода используется воздух, присутствие азота снижает температуру пламени, что также может привести к образованию солей аммиака. Эти соли вызывают падение давления в системе. Использование обогащенного кислорода вместо воздуха может значительно улучшить способность удаления серы и предотвратить образование солей. Например, использование 28 мол.% Кислорода может увеличить емкость по сере до 30% [115]. Кроме того, использование 45% кислорода почти вдвое увеличивает объем серы.

Обогащение кислородом также может быть полезным для установки каталитического крекинга с псевдоожиженным слоем (FCC). Эта установка используется для разложения крупных углеводородов (обычно вакуумного газойля) на полезные продукты, такие как бензин и дизельное топливо.Сырье сначала нагревается до 315–427 ° C, а затем поступает в реактор, где контактирует с катализатором [99]. Затем катализатор термически регенерируется (для удаления кокса) путем сжигания его на воздухе. Однако исследования показывают, что при использовании 27 мол.% Кислорода способность регенерировать катализатор увеличивается на 10-15%. Кроме того, использование обогащенного кислорода в печах может уменьшить количество соединений азота (NO _x), что уменьшит выбросы [116].

6.1. Current Technologies

Идея использования обогащенного кислорода в печах практиковалась с 1930-х годов для производства чугуна методом криогенной дистилляции [19].Процесс дает сверхчистый кислород (> 99,9 мол.%) Путем сжатия воздуха и последующего охлаждения его до очень низкой температуры ниже -187 ° C с использованием холодильного цикла для сжижения воздуха. После этого его отправляют в дистилляционную колонну, где кислород выходит в виде жидкости, а азот в виде газа из-за разницы температур кипения [117].

PSA с помощью цеолита может производить обогащенный кислород в диапазоне от 25 до 50 мол.% Кислорода [72]. Фактически, и кислород, и азот будут адсорбироваться на цеолите, но азот имеет более высокую скорость адсорбции; таким образом, газ, проходящий через цеолит, будет иметь более высокое содержание кислорода.К сожалению, из-за низкой скорости адсорбции 0,02–0,08 моль кислорода на один моль сорбента процесс не получил широкого распространения [118].

Полимерная мембрана — альтернативная технология разделения воздуха. Технология имеет преимущество перед криогенной перегонкой, так как не требует низких температур. Кроме того, мембрана не требует такой же стадии регенерации, как PSA. Стоит отметить, что керамические мембраны из ионно-электронных проводящих материалов способны производить кислород со 100% чистотой [119].В основе механизма лежат кислородные вакансии, которые создаются при температуре 800 ° C и выше [120]. К сожалению, эта технология еще не коммерциализирована из-за многих проблем, связанных с герметизацией и нестабильностью из-за наличия примесей в сырье, что делает полимерную мембрану твердым выбором на данный момент [121–123].

6.2. Мембранные материалы

Использование полимерных мембран для обогащения кислородом началось в 1980-х годах, и оно показало многообещающие результаты по сравнению с криогенной дистилляцией и PSA [124].Выбор материала мембраны зависит от селективности по азоту (). Утверждается, что для того, чтобы мембрана могла конкурировать с другими технологиями, необходима селективность не менее 4 [125]. Список материалов, отвечающих этим критериям, включает ацетат целлюлозы, полисульфон, полиамид, полиимид, полиэфиримид и поли (4-метил-1-пентен) (TPX) [1, 82, 91, 126, 127]. Как показано в таблице 8, полиэфиримид показывает наивысшую селективность 8,2, но самую низкую проницаемость для кислорода 0,41 Баррера. Полисульфон (PSF) имеет лучшую проницаемость, равную 1.5 Barrer с очень хорошей селективностью 5,8, который используется при изготовлении многих коммерческих устройств [128]. Поли (4-метил-1-пентен) (TPX) также используется в коммерческих целях, он имеет проницаемость 30 по Барреру и хорошую селективность 4 [128].


Материал	(Barrer)	(Barrer)		T (° C)	P (бар)	Ref.

Полиэфиримид	0.4	0,05	8,2	35	—	[91]
Полисульфон (PSF)	1,5	0,26	5,8	—	2	[126]
Поликарбонат	1,5	0,26	5,8	35	—	[91]
Ацетат целлюлозы	1,6	0,33	4,8	25	—	[1]
Полистирол	1. 7	0,8	2,1	30	2	[111]
Полиимид (Матримид 5218)	2,1	0,32	6,6	35	2	[82]
Поливинилацетат (ПВС)	2,3	1,3	1,8	30	2	[111]
Полиамид	3,1	0,46	6,7	30	3	[127 ]
Полиимид (на основе 6FDA)	10.1	2	5	30	3	[90]
Полифениленоксид (PPO)	16,8	3,8	4,4	—	—	[1]
Натуральный каучук	17,7	6,12	3	25	—	[133]
Поли (4-метил-1-пентен) (TPX)	30	7,1	4,2	—	—	[1]
Диметилсиликоновый каучук	60	28	2. 1	25	1	[61]
Полидиметилсилоксан (ПДМС)	1000	600	1,7	35	1–15	[92]
Поли (1- триметилсилил-1-пропин) (ПТМСП)	7600	5400	1,4	—	—	[1]

6.3. Коммерческие единицы и экономическая оценка

UOP разработала мембрану под названием SPIRAGAS, которая производит поток, содержащий 30 мол.% Кислорода из воздуха [128].Мембрана основана на пористом полисульфоне, покрытом силиконом, и имеет модуль спиральной намотки. Он работает при 21 ° C, а расход продукта может достигать 10,6 Нм ³ / ч при давлении подачи от 1 до 1,4 бар. GENERON, с другой стороны, изготовил мембрану на основе TPX, которая дает более высокое содержание кислорода до 35 мол.% [129].

Более того, мембрана AVIR (производства A / G Technology Corporation) может производить от 37 до 60 мол. % Воздуха, обогащенного кислородом [130]. Следует отметить, что мембраны в таблице 8 также производят обогащенный азотом поток в ретентате.Например, половолоконная мембрана PRISM (на основе PDMS производства Air Products) производит не только обогащенный кислород, но и азот чистотой 95–99 мол.%. Мембрана работает при давлении подачи от 5,5 до 10 бар с объемным расходом до 708 Нм ³ / ч [131].

Проведен экономический анализ производства 20 тонн обогащенного кислорода чистотой 35 мол.% С использованием различных технологий [132]. Сравнение было основано на потребляемой мощности, капитальных и эксплуатационных расходах, данные приведены в таблице 9.Как и ожидалось, мембрана занимает первое место по потребляемой мощности и может сэкономить до 49% и 38% энергии по сравнению с криогенной дистилляцией и PSA, соответственно. Мембрана также имеет самые низкие капитальные затраты от 16000 до 27000 долларов на тонну кислорода по сравнению с криогенной дистилляцией и PSA. Более того, мембрана по-прежнему имеет самые низкие эксплуатационные расходы — 23 доллара за тонну O ₂, тогда как для криогенной перегонки требуется 39 долларов за тонну O ₂, что почти вдвое.


Технология	Потребляемая мощность (кВтч / тонна O ₂)	Капитальные затраты (долл. США / тонны O ₂)	Эксплуатационные расходы (долл. / Т O ₂)

Криогенная дистилляция	350	> 70,000	39
Адсорбция при переменном давлении (PSA)	285	25,000–70,000	26
Мембрана	177	16,000–27,000	23

7.Осушка газа

Одной из проблем при транспортировке природного газа является образование твердых гидратов. Эти твердые вещества образуются из-за присутствия воды и углеводородов при высоком давлении и низкой температуре [134]. Примером является гидрат метана с химической формулой CH ₄ n H ₂ O, где — число гидратации. Этот параметр используется для определения гидратов в хранилищах метана и запасов природного газа [135]. Чтобы предотвратить образование гидратов, содержание воды в природном газе не должно превышать 104 мг на кубический метр ³ природного газа [136].

7.1. Current Technologies

Физическая абсорбция триэтиленгликолем может использоваться для осушки природного газа. Однако летучие органические соединения (ЛОС) будут образовываться во время регенерации растворителя [137]. Удаление воды с помощью силикагеля или активированного оксида алюминия — это еще один метод, при котором влажный газ попадает в слой десиканта, и вода адсорбируется [138]. Слой просто регенерируется путем нагревания, и процесс адсорбции более эффективен по сравнению с этиленгликолем.

Молекулярное сито на цеолитах широко используется для удаления воды из природного газа.По сравнению с другими осушителями цеолит (3A) может обрабатывать потоки с более широким диапазоном относительной влажности [139]. Кроме того, цеолит имеет лучшую химическую стабильность и способен адсорбировать сероводород и диоксид углерода, что делает его хорошим выбором для очистки высокосернистого газа [140]. Кроме того, цеолит показывает самую высокую адсорбционную способность 20 г H ₂ O / г цеолита для потоков с относительной влажностью 10% при 25 ° C [141]. Со временем цеолит будет насыщен водой, и слой можно будет регенерировать термической регенерацией (нагрев до 200–300 ° C) или снижением давления до вакуума [142].Недостатком цеолита является более высокая потребность в энергии для регенерации, которая на 16% больше по сравнению с кремнеземом и глиноземом [141].

Полимерная мембрана не только удаляет воду, но также разделяет сероводород, диоксид углерода и тяжелые углеводороды за один этап [63]. Ожидается, что мембрана будет работать без перебоев в течение многих лет. Однако может потребоваться предварительная обработка для удаления твердых частиц из подаваемого газа. К сожалению, эта технология не подходит для очистки больших объемов природного газа из-за экономических проблем [141]. В таблице 10 показаны преимущества и недостатки каждого процесса удаления воды из природного газа.


Технология	Преимущества	Недостатки

Поглощение гликоля	(i) Непрерывный процесс. (ii) Более низкий перепад давления по сравнению с твердыми осушителями. (iii) Лучшая химическая стабильность.	(i) Трудно достичь точки росы ниже -32 ° C. (ii) Вредные летучие органические соединения образуются при регенерации растворителя.

Осушитель глинозема	(i) Способность адсорбировать тяжелые углеводороды. (ii) Производительность практически не зависит от рабочих условий подачи.	(i) Большое падение давления. (ii) Требуется регенерация.

Молекулярное просеивание цеолита	(i) Способность достигать точки росы от −101 до 149 ° C. (ii) Стабильно в высокосернистом газе.	(i) Для регенерации требуется больше энергии.

Полимерные мембраны	(i) Способность разделять сероводород, диоксид углерода и тяжелые углеводороды (C ₃₊) за один этап. (ii) Долгая жизнь (7 лет). (iii) Нет необходимости в регенерации.	(i) Может потребоваться предварительная обработка. (ii) Потребность в энергии для компрессоров. (iii) Не подходит для больших объемов.

7.2. Материалы мембраны

Водоразделительные мембраны делятся на две группы: гидрофобные и гидрофильные материалы. В гидрофобных мембранах природный газ проникает, а вода удаляется. Примерами являются полиимиды и силиконовые каучуки, в частности ПДМС. Последние имеют водопроницаемость 45 000 по Барреру с селективностью по отношению воды к метану () 38 [143, 144]. С другой стороны, гидрофильные мембраны проницаемы для воды, и некоторыми примерами являются полисульфон и ацетат целлюлозы.Как показано в таблице 11, гидрофильные мембраны имеют более высокую водопроницаемость и селективность по сравнению с гидрофобными мембранами. Например, водопроницаемый Pebax имеет проницаемость 50 000 по Барреру, что на 11% выше, чем у PDMS [145, 146]. Nafion обеспечивает выдающуюся проницаемость 450,000 по Барреру и селективность H ₂ O / CH ₄, равную 4,100,000. Это сополимер, разработанный DuPont и полученный путем сополимеризации тетрафторэтилена и перфторвинила со стадией обрыва сульфонилфторида [147, 148].Фактически, Нафион состоит из гидрофобной основной цепи (на основе политетрафторэтилена, ПТФЭ) и гидрофильной сульфированной группы, которая обеспечивает транспортный путь для воды [149].


Полимер	(Barrer)		T (° C)	Арт.

Гидрофобные мембраны
Полиэтилен (ПЭ)	90	31	25	[151]
Полиимид (каптон)	640	14000	30	[152]
Поликарбонат (ПК)	1,100	3,100	25	[152]
Полистирол	1200	1500	30	[111, 153]
Диметилсиликоновый каучук	3600	39	25	[61]
Поли (фениленоксид) (PPO)	4060	780	30	[143]
Полидиметилсилоксан (ПДМС)	45000	38	30	[143, 144]

Гидрофильные мембраны
Поли (2,6-диметилфениленоксид) (PPO)	4060	944	30	[91, 153]
Полисульфон	8000	44,444	30	[91, 153]
Ацетат целлюлозы	10,000	190,000	30	[143]
Этилцеллюлоза	20,000	2500	30	[143, 152]
Полиэфир-блок-амид (Pebax) 1074	50,000	6,060	30	[145, 146]
Nafion 117	450,000	4,100,000	30	[147, 154]

7.3. Коммерческие подразделения и экономическая оценка

Компания PRISM (Air Products) разработала водопроницаемую мембрану для удаления воды из природного газа. В Shell Nigeria была успешно установлена установка для переработки 600 000 Нм ³ / ч природного газа [77]. Ожидается, что мембрана будет основана на PDMS. Как обсуждалось ранее, FuelSep (MTR) предназначен для удаления сероводорода из природного газа, но он также может проникать в диоксид углерода и воду. GENERON также предлагает мембраны для обезвоживания, и, как и в случае с FuelSep, мембрана проникает в сероводород и диоксид углерода.Система может работать при рабочих условиях до 95 бар, 71 ° C и расходе 588 586 Нм ³ / ч [155].

По сравнению с мембраной с другими методами разделения, абсорбция гликоля имеет самые низкие капитальные затраты, за ней следует адсорбция оксида алюминия, цеолитное молекулярное сито и мембрана [141, 150]. С другой стороны, мембрана показывает самые низкие эксплуатационные расходы. Для получения более подробной информации, экономическое исследование было проведено Binci et al. оценить мембранную систему (PRISM) для осушки природного газа [150].Исследование также включало имплантацию гликольной системы. Объем подачи варьировался от 20 083 до 187 500 Нм ³ / ч, а срок службы составлял 20 лет. Подача была при 30 бар и 30 ° C. Срок службы мембраны был принят 10 лет и соответственно менялся дважды. Был сделан вывод, что мембрана была рентабельной для обработки от 20 083 до 41 667 нм ³ газа в час. Система была признана неэкономичной для очистки более 41 667 Нм ³ / ч природного газа.

8.Удаление VOC

Летучие органические соединения — это жидкости с температурой кипения от 50 до 260 ° C [156]. ЛОС — это соединения углерода, которые реагируют с оксидами азота в присутствии солнечного света с образованием вредного озона в атмосфере [157]. Следовательно, с экологической точки зрения ЛОС необходимо удалять из воздуха и промышленных отходящих газов. Некоторые летучие органические соединения являются ценными растворителями, и их восстановление необходимо. Примерами ЛОС являются ацетон, бензол, формальдегид, хлорфторуглероды (CFC) и гидрохлорфторуглероды (HCFC) [158].

8.1. Current Technologies

Активированный уголь, термическое окисление и каталитическое окисление широко используются для удаления ЛОС из газов. Активированный уголь подходит для обработки потоков, содержащих 700–10 000 частей на миллион ЛОС, и основан на физической адсорбции [27]. При высоком давлении ЛОС адсорбируются, и углерод можно регенерировать, снизив давление до вакуума. С другой стороны, термическое окисление больше подходит для удаления ЛОС с более высокой концентрацией от 20 ppm до 20% от нижнего предела взрываемости (LEL) газа.LEL определяется как самая низкая концентрация, при которой газ будет вызывать возгорание при наличии возгорания. Превышение нижнего предела взрываемости более 20% приведет к чрезмерному нагреву, что может привести к взрыву [159].

При термическом окислении газ, содержащий ЛОС, нагревается до очень высокой температуры 760–871 ° C, при этом ЛОС окисляются до диоксида углерода и воды. Катализатор может использоваться для снижения температуры до 316–538 ° C, и этот процесс называется каталитическим окислением [160]. Термическое / каталитическое окисление имеет преимущество перед активированным углем, поскольку он может выдерживать потоки с высокой влажностью.Однако система не подходит, если присутствуют хлорированные соединения. Это происходит потому, что хлорированные соединения не полностью сгорают, и это приводит к образованию токсичных газов [161]. Мембранная технология решает эту проблему благодаря высокой химической стабильности [27, 160]. Кроме того, мембрана может работать в условиях сильной влажности, где нельзя использовать активированный уголь [159]. Кроме того, мембрана работает при температуре окружающей среды, когда другие процессы требуют повышенных температур.В таблице 12 сравниваются современные методы удаления ЛОС.


Технология	Содержание летучих органических соединений	Эффективность (%)	Температура (° C)	Примечания

Термическое окисление	20 ppm –20 % LEL	95–99	371	(i) Рекуперация энергии до 85%. (ii) Хлорированные соединения могут образовывать токсичные газы.

Каталитическое окисление	100–1000	90–98	149	(i) Рекуперация энергии до 70%. (ii) Эффективность зависит от условий эксплуатации. (iii) Некоторые примеси могут отравить катализатор.

Активированный уголь	700–10 000	80–90	<54	(i) На рабочие характеристики сильно влияет влажность. (ii) Нестабильно по отношению к кетонам, альдегидам и сложным эфирам.

Мембраны	<20 ppm – 25% НПВ	90–99	Окружающая среда	(i) Очищенный газ не требует дальнейшей обработки.

8.2. Материалы мембраны

Силиконовые каучуки, такие как ПДМС, широко используются для удаления органических паров из воздуха. Эти каучукообразные полимеры были протестированы на наличие многих ЛОС, таких как ацетон, бензол, толуол и ксилол. Для удаления ацетона из воздуха PDMS имеет селективность от 11 до 25, тогда как для удаления толуола PDSM имеет более высокую селективность 83, как показано в таблице 13.


Мембрана	VOC	Селективность	Арт.

Силикон	Ацетон / N ₂	53	[163]
	Этилбензол / N ₂	28	[163]
	Tol N ₂	39	[163]
	Ксилол / N ₂	50	[163]
	Фреон-113 / N ₂	32	[163]

PDMS	Ацетон	11–25	[164]
	Толуол	83	[165]
	p-ксилол	68	[165 ]
	1,2-дихлорметан	142	[165]
	1,2-дихлорэтан	103	[165]

Полиимид e (PI 2080)	Метанол	221	[166]
	Этанол	297	[166]
	Гексан	32	[166]
	Бензол	51	[166]
	Толуол	180	[166]
	пара-ксилол	460	[166]

Стеклообразные полимеры, такие как полиимид, были также оценивался на предмет восстановления ЛОС.Полиимид типа PI 2080 (разработанный Upjohn и основанный на конденсации диангидрида 3,3 ‘, 4,4’-бензофенон тетракарбоновой кислоты, БДТА) был испытан на различные ЛОС, такие как метанол, этанол, гексан, толуол и ксилол [162]. PI 2080 имеет селективность по отношению к толуолу к воздуху более чем в два раза по сравнению с PDMS. Кроме того, селективность по отношению к ксилолу к воздуху в PI 2080 в 9 раз больше по сравнению с PDMS.

8.3. Коммерческие подразделения и экономическая оценка

Компания MTR начала установку мембран для улавливания летучих органических соединений для нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов в 1992 году.Этот процесс пригоден для удаления ЛОС в диапазоне от 200 до 1000 частей на миллион, содержащих четыреххлористый углерод. Сначала воздух, содержащий ЛОС, сжимается до 13 бар для конденсации воды и некоторых ЛОС. После этого поток попадает в двухступенчатую мембранную систему, а ЛОС проникают в жидкую форму за счет использования вакуумного насоса [27]. Содержание ЛОС в очищенном воздухе будет менее 10 частей на миллион. Компания GKSS также разработала спирально-навитую мембрану для удаления ЛОС, основанную на ПДМС с полиэфиримидной подложкой [128].

К сожалению, выбор мембранной системы для извлечения летучих органических соединений связан с некоторыми экономическими проблемами, связанными с высокими капитальными и эксплуатационными затратами. Было проведено исследование по удалению 1000 ppm ЛОС из воздуха с производительностью 850 Нм ³ / ч, и оно показало, что мембрана требует капитальных затрат в размере 660 000 долларов, тогда как для термического / каталитического окисления требуется всего 280 000 долларов [27]. Также ожидается, что активированный уголь будет стоить менее 280 000 долларов. При термическом / каталитическом окислении были достигнуты самые низкие эксплуатационные расходы — 15 700 долларов в месяц, и они увеличились до 41 000 долларов в месяц при использовании мембранной системы.Стоимость эксплуатации активированного угля немного выше — 45000 долларов в месяц. Результаты исследования представлены в Таблице 14.


Технология	Производительность (Нм ³ / ч)	Капитальные затраты ($)	Операционные расходы (в месяц, $)

Термическое / каталитическое окисление	1699–849,505	280,000	15,700
Активированный уголь	170–10,194	<280,000	45,000
Мембраны 340–	2548	660 000	41 000

Несмотря на отличные капитальные и эксплуатационные затраты на термическое / каталитическое окисление, технология не подходит для обработки газов объемом менее 1699 Нм ³ / часВ этом случае следует выбрать активированный уголь или мембранную систему. Активированный уголь — лучший выбор для обработки небольшого количества ЛОС (например, 1000 ppm), но если поток содержит более 10 000 ppm ЛОС, мембрана является победителем, поскольку активированный уголь не может работать при этих концентрациях.

9. Утилизация сжиженного нефтяного газа

Сжиженный нефтяной газ (СНГ) содержит в основном пропан (C ₃) и бутан (C ₄). Смесь находится в газообразном состоянии при нормальном давлении, но становится жидкостью при умеренных давлениях [167].СНГ обычно используется в качестве источника тепла и приготовления пищи, а также в качестве топлива для транспортных средств [168]. Он содержится в природном газе или производится из сырой нефти. СНГ также может быть извлечен из отходящих газов нефтепереработки, таких как верхний газ FCC и хвостовой газ PSA [26]. Кроме того, факельные газы могут содержать ценные количества сжиженного нефтяного газа.

9.1. Current Technologies

Преобладающий метод извлечения сжиженного нефтяного газа — это комбинация криогенного охлаждения и расширения газа (также известного как турбодетандер) природного газа. Сначала газ сжимается и охлаждается до очень низкой температуры -51 ° C, что приводит к частичной конденсации (процесс холодного ящика).Затем газовый поток направляется в турбодетандер, в котором давление снижается, а температура дополнительно снижается до -91 ° C. Поток жидкости (из процесса холодного ящика) проходит через дроссельную заслонку, чтобы снизить температуру до -81 ° C. После этого оба потока направляются в установку деметанизации для производства сжиженного природного газа (C ₂₊) и извлечения метана путем перегонки [33, 169].

До изобретения турбодетандерного метода в 1970-х годах СУГ отделяли от природного газа на абсорбционной установке.В процессе используется углеводородный растворитель для физического удаления СНГ при низкой температуре -25 ° C. Из-за большой рабочей силы и сложности технологии процесс был заменен турбодетандером [169].

Мембранная технология в последнее время применяется для добычи сжиженного нефтяного газа. В отличие от турбодетандера, мембрана более энергоэффективна, поскольку работает при температуре окружающей среды. Кроме того, стадия перегонки не требуется, особенно если сырье не содержит значительного количества более тяжелого углеводорода (C ₅₊).

9.2. Материалы мембраны

Концепция использования мембраны для извлечения сжиженного нефтяного газа из отходящих газов нефтеперерабатывающих заводов была предложена ExxonMobil в 2006 году [170]. Мембрана была основана на каучуковом полимере, который проникает в пропан и более тяжелые углеводороды (C ₃₊), но не пропускает водород, метан и этан [170]. Полимеры, такие как полисилоксан и полибутадиен, подходят для разделения СНГ из-за высокой сорбции соединений C ₃₊ [170]. К сожалению, немногие материалы были протестированы на удаление сжиженного нефтяного газа, и некоторые из них приведены в таблице 15.Мембрана PDMS обеспечивает проницаемость для пропана и бутана 7400 и 14000 по Барреру соответственно [171, 172]. С другой стороны, поли [1- (триметилсилил) -1-пропин] (ПТМСП) показывает интересные проницаемости 33 800 и 53 500 по Барреру для пропана и бутана [173, 174].


Полимер	(Barrer)	(Barrer)			(° C)	Арт.

Поливинилаллилдиметилсилан (PVADMS)	11.2	41,3	2,7	10,1	35	[175]
Диметилсиликоновый каучук	410	900	4,3	9,5	25	[61]
Поли (4-метил-2-пентин) (PMP)	4700	40,300	1,6	13,9	25	[176]
Полидиметилсилоксан (ПДМС)	7400	14000	5.7	10,8	35	[171, 172]
Поли [1- (триметилсилил) -1-пропин] (ПТМСП)	33,800	53,500	5,2	8,2	25	[173, 174]

9,3. Коммерческие подразделения и экономическая оценка

MTR разработала мембранную систему под названием LPG-SEP для извлечения сжиженного нефтяного газа из природного газа, содержащего тяжелые углеводороды (попутный нефтяной газ) [26, 177].Этот поток иногда необходимо сжигать на факеле, что приводит к потере ценных продуктов и увеличению выбросов диоксида углерода. В процессе LPG-SEP попутный газ сжимается до 24 бар, а затем охлаждается до 16 ° C для конденсации углеводородов пропана и выше (C ₃₊). Затем эти углеводороды направляются в ректификационную колонну (ректификационную колонну) для отделения сжиженного нефтяного газа. Сжатый попутный газ войдет в мембрану, которая проникает через метан для извлечения природного газа. Эта мембранная система может обрабатывать 2354–58 858 Нм ³ / ч газа с содержанием природного газа от 5 до 50 мол.%.Извлечение СУГ может достигать 95% при окупаемости от 6 до 18 месяцев [26].

MTR также разработала мембрану под названием VaporSep, которая может использоваться для отделения сжиженного нефтяного газа от факельного газа, верхнего погона FCC и хвостового газа PSA [26]. Например, на нефтеперерабатывающем заводе в Техасе возникла проблема с избытком факельного газа, который содержит ценные количества водорода и сжиженного нефтяного газа. Проблема была оценена путем установки комбинированной системы компрессионно-конденсационной мембраны. Факельный газ сначала был сжат и сконденсирован, чтобы извлечь часть СУГ.После этого газ поступает в мембранную систему для отделения СНГ от водорода. Агрегат был рассчитан на обработку 9,3 Нм ³ / ч сжиженного нефтяного газа, а окупаемость составила менее года [26].

Как уже говорилось, мембранная технология должна быть интегрирована с традиционными методами, если поток содержит значительные количества C ₅₊. Это связано с тем, что мембрана проникает через C ₃ и выше, и проницаемость увеличивается с увеличением числа атомов углерода. Следовательно, невозможно производить СНГ из потока, содержащего от C ₃ до C ₅₊, и, следовательно, потребуется дистилляционная колонна для отделения C ₃ и C ₄ от C ₅₊.Однако мембрана будет хорошим методом разделения, если поток содержит LPG только с другими газами, такими как водород или диоксид углерода.

10. Заключение

В этой статье обсуждались применения полимерных мембран на нефтеперерабатывающем заводе. Мембраны в настоящее время используются для отделения сероводорода, улавливания диоксида углерода, восстановления водорода, разделения воздуха, осушки газа, удаления летучих органических соединений и восстановления сжиженного нефтяного газа. Для отделения сероводорода ацетат целлюлозы широко используется в качестве мембранного материала, и стоимость обработки природного газа была ниже по сравнению с очисткой амином для обработки природного газа 1 мол.% Сероводорода.Что касается улавливания диоксида углерода, полиимидная мембрана имеет преимущество перед другими технологиями, поскольку она может удалять сероводород и воду за один этап. Мембрана также показывает более низкие капитальные затраты по сравнению с традиционными методами. Для извлечения водорода полиимидная мембрана может использоваться для извлечения водорода из природного газа и отходящих газов нефтепереработки. Однако процесс считается экономичным только в том случае, если содержание водорода в отходящем газе превышает 50 мол.%. При разделении воздуха использование обогащенного кислорода может повысить производительность установок Клауса и FCC.Полисульфоновые мембраны использовались для производства 35 мол.% Кислорода, и эта технология снизила потребность в энергии на 49% по сравнению с криогенной перегонкой. Для осушки газа необходимо удалить воду из природного газа, чтобы избежать образования твердых гидратов. Обычно это происходит путем абсорбции гликоля, но в результате образуются токсичные ЛОС. Мембрана не только устраняет эту проблему, но также удаляет другие примеси природного газа. Кроме того, было доказано, что мембрана PDMS является рентабельной по сравнению с абсорбцией гликоля для обработки от 20 083 до 41 667 нм ³ / ч природного газа.Летучие органические соединения обычно содержатся в отходящих газах, а некоторые из них являются дорогими растворителями. Восстановление этих летучих органических соединений необходимо по экологическим и экономическим причинам. Мембранная технология уникальна для этого применения, поскольку может работать с кормами, содержащими галогены и влагу. Однако высокие капитальные и эксплуатационные затраты отрицательно влияют на выбор этой технологии по сравнению с термическим / каталитическим окислением. На НПЗ СНГ восстанавливается из природного газа и отработанных газов. Комбинация криогенной перегонки и расширения газа широко используется для разделения СУГ.Мембрана все еще не может заменить существующую технологию, но ее можно интегрировать, чтобы исключить криогенную стадию, поскольку она работает при температуре окружающей среды, и это значительно снизит потребность в энергии.

Одной из проблем мембранной технологии является чувствительность к примесям в сырье. Ацетат целлюлозы можно использовать во многих областях, таких как удаление кислых газов, извлечение водорода и разделение воздуха, но присутствие воды и углеводородов может отрицательно сказаться на характеристиках мембраны.Следовательно, мембрану следует испытывать при реальных питающих потоках, чтобы гарантировать стабильность мембраны при длительной эксплуатации. Резюме этого документа представлено в таблице 16.

84 NG Очистка от серы -газы

9006 / CH ₄
H ₂ / CO
H ₂ / N ₂

Очистка отходящих газов Восстановление растворителей

Процесс

Разделение

Области применения

Текущие технологии

Преимущества мембран

Материалы мембран

Отделение сероводорода

CH ₄ / H ₂ S

NG подслащивание

Аминная очистка
Поглощение ПЭГ
K ₂ CO _{3 Поглощение}
Поглощение метанола
PSA

(i) Не требуется растворитель.
(ii) Может обрабатывать корма с более широким диапазоном H ₂ S.
(iii) Низкие затраты на переработку NG для кормов с <1 мол.% H ₂ S.

Ацетат целлюлозы (UOP)
Полиэфирный блок- амид
Полиамид
Полиэфир-уретан-мочевина

Улавливание углекислого газа

CO ₂ / CH ₄
CO ₂ / N ₂

Аминная очистка
Водопоглощение
Поглощение ПЭГ
K ₂ CO ₃ Поглощение
Поглощение метанола
PSA
Криогенная дистилляция

(i) Может отделять CO ₂ от других примесей, таких как H ₂ S и H ₂ O.
(ii) Может эксплуатироваться непрерывно более 5 лет.
(iii) Низкие затраты на переработку ПГ для кормов с <10 мол.% CO ₂.

Триацетат целлюлозы (Cynara)
Ацетат целлюлозы (UOP)
Полиимид (UBE)
Полиэфир-блок-амид
Полисульфон
Полиамид
Полиэфир-уретан-мочевина

Извлечение водорода

H ₂ регенерация синтез-газа
Газ продувки аммиака

Криогенная дистилляция
PSA

Возможность обрабатывать корма более широким диапазоном H ₂.
(ii) Лучшее отклонение от нормы.
(iii) Повышенная надежность.

Ацетат целлюлозы (Separex)
Полисульфон (PRISM)
Полиимид (UBE)
Полиэфиримид

Разделение воздуха

O ₂ / N ₂

Обогащение кислородом 84 PSA

(i) Может работать при температуре окружающей среды.
(ii) Не требует регенерации.
(iii) Низкие капитальные и эксплуатационные расходы.

Ацетат целлюлозы
Полисульфон (UOP)
Поли (4-метил-1-пентен) (GENERON)
Полидиметилсилоксан (PRISM)
Полиимид
Полиамид
Полиэфиримид

O / CH ₄

Дегидратация НГ

Поглощение ТЭГ
Слой кремнезема
Активированный оксид алюминия
Молекулярное сито цеолита

(i) Может работать без перерывов более 7 лет.
(ii) Способность удалять соединения H ₂ S, CO ₂ и C ₃₊.

Полидиметилсилоксан (PRISM)
Ацетат целлюлозы
Полисульфон
Полиэфир-блок-амид
Полиимид

Восстановление ЛОС

ЛОС / воздух
ЛОС / N ₂

Термическое окисление
Каталитическое окисление
Активированный уголь

(i) Работает при температуре окружающей среды.
(ii) Лучшая химическая стабильность.

Полидиметилсилоксан (GKSS)
Полиимид (Upjohn)

LPG

(C ₃ -C ₄) / CH ₄

Восстановление сжиженного нефтяного газа из газовой дистилляции

и расширение газа

(i) Интеграция процесса для снижения потребности в энергии.

Полидиметилсилоксан
Поли [1- (триметилсилил) -1-пропин]

NG: природный газ.

Конкурирующие интересы

Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих интересов.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

В вашем браузере отключены файлы cookie.Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie.Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или уточнить у системного администратора.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Что сохраняется в файлах cookie?

Автоматизированная лабораторная система тестирования мембран на проницаемость дымовых газов в Национальном центре улавливания углерода (Журнальная статья)

Кусума, Виктор А., Венна, Сурендар Р., Викраманаяке, Шан, Дахе, Ганпат Дж., Майерс, Кристина Р., О'Коннор, Джон, Резник, Кевин П., Энтони, Джастин Х. и Хопкинсон, Дэвид . Автоматизированная лабораторная система тестирования мембран на проницаемость дымовых газов в Национальном центре улавливания углерода .США: Н. П., 2017. Интернет. DOI: 10.1016 / j.memsci.2017.02.051.

Кусума, Виктор А., Венна, Сурендар Р., Викраманаяке, Шан, Дахе, Ганпат Дж., Майерс, Кристина Р., О'Коннор, Джон, Резник, Кевин П., Энтони, Джастин Х. и Хопкинсон, Дэвид . Автоматизированная лабораторная система тестирования мембран на проницаемость дымовых газов в Национальном центре улавливания углерода .Соединенные Штаты. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2017.02.051

Кусума, Виктор А., Венна, Сурендар Р., Викраманаяке, Шан, Дахе, Ганпат Дж., Майерс, Кристина Р., О'Коннор, Джон, Резник, Кевин П., Энтони, Джастин Х. и Хопкинсон, Дэвид . Сидел . «Автоматизированная лабораторная система испытания мембран на проницаемость дымовых газов в Национальном центре улавливания углерода». Соединенные Штаты.https://doi.org/10.1016/j.memsci.2017.02.051. https://www.osti.gov/servlets/purl/1478211.

@article {osti_1478211, title = {Автоматизированная лабораторная система тестирования мембран на проницаемость дымовых газов в Национальном центре улавливания углерода}, автор = {Кусума, Виктор А. и Венна, Сурендар Р. и Викраманаяке, Шан и Дахе, Ганпат Дж. и Майерс, Кристина Р.и О'Коннор, Джон и Резник, Кевин П. и Энтони, Джастин Х. и Хопкинсон, Дэвид}, abstractNote = {В Национальном центре по улавливанию углерода была развернута установка для испытания на проницаемость смешанного газа с постоянным давлением для проверки характеристик мембраны при постоянном воздействии на нее отходящего газа после сжигания. Небольшие мембраны лабораторного масштаба можно загружать для испытаний, а степень автоматизации позволяла работать на салазках без присмотра в течение нескольких недель. В этом отчете мы делимся своим опытом ввода в эксплуатацию блока и количественного определения проницаемости для CO2, N2 и O2 нескольких мембран в ходе первого раунда испытаний.Плотные пленки полидиметилсилоксана и поли (бистрифторэтоксифосфазена) испытывали с дымовыми газами в течение примерно 20 часов каждая. Здесь, кроме того, мы успешно протестировали четыре тонкопленочные композитные половолоконные мембраны, изготовленные методом покрытия погружением, состоящие из пористых полых волокон Torlon, покрытых селективным слоем поли (бистрифторэтоксифосфазена) или его смешанной матрицы с металлоорганическим каркасом SIFSIX-Cu. -2и частицы наполнителя. Первоначальные результаты показывают, что полидиметилсилоксан показал сопоставимые результаты с литературными данными, но мембраны из полых волокон с покрытием имеют более низкую проницаемость для CO2 по сравнению с проницаемостью для N2 или O2 по сравнению с их характеристиками в идеализированных, сухих, свободных от загрязнений условиях смешанного газа.Хотя была проведена количественная оценка проницаемости h3O, мы обнаружили, что на нее влияет концентрационная поляризация даже при небольшой площади мембраны и низком срезе ступени.}, doi = {10.1016 / j.memsci.2017.02.051}, url = {https://www.osti.gov/biblio/1478211}, journal = {Journal of Membrane Science}, issn = {0376-7388}, число = C, объем = 533, place = {United States}, год = {2017}, месяц = {7} }

Свойства чистоты газа: физическое разделение газов — Applied Energy Systems, Inc.

14 августа 2019 г.,

Чистота газа имеет решающее значение для различных областей применения и отраслей, от полупроводников и электроники до чистой энергии и солнечной энергии , промышленного производства и университетов и исследовательских лабораторий . В течение следующих нескольких недель мы опубликуем серию сообщений в блогах, посвященных трем ключевым аспектам очистки газа.В этом первом выпуске серии мы расскажем об основах физического разделения газов и трех основных используемых технологиях.

Обеспечение строгих уровней чистоты технологических газов является неотъемлемой частью не только для поддержания согласованности и целостности на протяжении всего производства, но и для защиты здоровья операторов, работающих с этими газами. Для достижения строгих стандартов операторы должны использовать различные методы очистки газа в зависимости от типа газа и конкретных требований.

Одним из подходов к очистке является физическое разделение газа, которое включает отделение одного компонента от другого (например, водорода от природного газа). Давайте рассмотрим три основные технологии, используемые для физического разделения, каждая из которых отличается достигнутой степенью чистоты:

Разделение мембраны

Технология мембранного разделения обычно используется, когда промышленные газы не требуют соблюдения строгих стандартов чистоты. Благодаря этой технологии тысячи половолоконных мембран помещаются в корпус, где сжатый воздух подается с одной стороны.Различные газы имеют разную скорость диффузии на стенке волокна, поэтому различные скорости потока могут использоваться для удаления загрязнений, которые перемещаются через системы, при сохранении желаемого газа.

Для промышленных газов мембранного разделения, предпочтительного из-за отсутствия движущихся частей, часто бывает достаточно для достижения желаемого уровня чистоты газа. Однако для применений с газами высокой и сверхвысокой чистоты, где необходимо постоянно достигать уровня чистоты более 99,99%, необходимо использовать другие системы.

Адсорбция при переменном давлении

Когда газы должны быть очищены до высокого уровня частей на миллион (PPM), используется адсорбция при переменном давлении (PSA). В этой технологии используются пары или серии сосудов, которые заполнены адсорбционной средой, такой как углеродные молекулярные сита, цеолиты и древесный уголь, в которых затем создается давление более 100 фунтов на кв. Дюйм. Силы Ван-дер-Ваальса — относительно слабые электронные силы, которые притягивают нейтральные молекулы друг к другу в газах и большинстве органических жидкостей и твердых тел — заставляют поток исходного газа физически адсорбироваться на среде.Требуемый газ, который адсорбируется при другом давлении и температуре, чем примеси, затем проходит через него с удаленными примесями. Поскольку при использовании PSA примеси адсорбируются в среде, сосуды необходимо регенерировать, что можно сделать, выпуская атмосферное давление, таким образом выпуская захваченные примеси, а затем повторно создавая давление в сосуде. Без этого процесса остаются примеси, загрязняющие следующую партию газа.

Ключевым преимуществом очистки с переменным давлением является достигаемый уровень чистоты, обеспечивающий до 5Ns чистого газа.В результате он подходит для широкого спектра применений с более строгими требованиями к чистоте газа, чем может быть выполнено разделение мембранного типа, например, в фармацевтике, лабораторных исследованиях, аэрокосмической промышленности и в некоторых приложениях электроники.

Криогенная дистилляция

Для наиболее строгих требований к чистоте следует использовать криогенную дистилляцию. Для удаления примесей до низкого уровня PPM криогенная дистилляция использует уникальные точки кипения газов для разделения.Сначала газ охлаждается и проходит через сито для удаления следов примесей, таких как влага, затем его подают в дистилляционную колонну, где он охлаждается до криогенных температур против выходящих газов. Из-за разницы температур кипения воздух проходит вверх по колонне через ряд тарелок и спускается каскадом вниз в виде флегмы. Во время этого непрерывного процесса удаляются загрязнения.

Криогенная дистилляция — предпочтительная технология для применений с требованиями сверхвысокой чистоты, в которых единичное нарушение чистоты может нанести ущерб безопасности или эксплуатационным результатам.Важно отметить, что размер криогенной дистилляционной системы сильно варьируется в зависимости от области применения и количества используемого чистого газа.

Технология очистки для каждого стандарта очистки

Идеальное физическое разделение газа во многом зависит от очищаемого газа, области применения, размера предприятия, отрасли и т. Д. Независимо от ваших конкретных требований к очистке, у ARM Purification есть очистители для точек использования, микро- или объемные очистители, необходимые для очистки вашего газа от следов примесей и готовности для выполнения ваших критически важных процессов.Расскажите немного о ваших требованиях к очистке нашей команде экспертов по очистке, и мы подберем для вас наиболее подходящее решение.

Поделиться этим постом:

Модернизация ректификационных колонн мембранами

Очистка дистилляцией может быть чрезвычайно энергоемким процессом.Потребности в энергии можно снизить, перенаправив поток дистиллята или кубового остатка более низкой чистоты в систему с низким потреблением энергии, такую как мембрана, для окончательной очистки.

Технологии разделения применяются во всех отраслях обрабатывающей промышленности и составляют около 4,5 петаджоулей в год, или около 22% всей энергии на предприятии, используемой в США. Только на дистилляцию приходится половина энергии промышленного разделения, потребляемой в США. (1 , 2) . Внедрение более эффективных методов разделения может внести значительный вклад в достижение глобальных целей по сокращению потребления энергии.

Исследователи приложили значительные усилия для снижения энергопотребления при разделении, например, путем значительной модификации ректификационных колонн (, например, посредством разделения сырья) (3–6) или путем замены их мембранами (2) . Оба эти варианта заслуживают рассмотрения, но одна достойная внимания альтернатива — это гибридная система, сочетающая дистилляцию и мембранное разделение (7, 8) .

Анализ требований к энергии разделения показывает, что чистота продукта повышается при высокой чистоте — например, с 95% до более 99.5% — требует пропорционально гораздо больших затрат энергии, чем при более низкой чистоте (, например, , увеличивая чистоту с 90% до 95%) (9, 10) . В этой статье обсуждается альтернатива дистилляции высокой чистоты, при которой поток продукта более низкой чистоты из дистилляционной колонны подается в мембранную систему для окончательной обработки. Такая гибридная система позволяет производителям сохранить свою текущую дистилляционную колонну и продолжать производить продукты высокой чистоты с меньшим потреблением энергии.

Мембрана для газовой колонки Россиянка

Мембрана для газовой колонки — Ремонт газовых колонок в СПБ

Замена мембраны газовой колонки в Саратове! Гарантия 1 год!

Где поменять мембрану колонки в Саратове?

Качественная замена мембраны в газовой колонке по доступным ценам

Замена мембраны в газовой колонке Астра

Газовая колонка Нева – замена мембраны

Запчасти для газовых колонок Electrolux в Москве: огромный выбор

Обзор популярных неполадок

Какие детали часто ломаются

Замена резиновой мембраны газовой колонки Termet Terma QG 19-01

Выявление причины течи колонки

Снятие передней панели

Отсоединяем водоподводящие трубки

Набор ключей для работы

Замена резиновой мембраны

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Что сохраняется в файлах cookie?

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Что сохраняется в файлах cookie?

Полимерные газоразделительные мембраны для нефтепереработки

1. Введение

2.

3. Удаление сероводорода

3.1. Current Technologies

3.2. Материалы мембраны

. Тематические исследования и экономическая оценка

4. Улавливание углекислого газа

4.1. Current Technologies

4.2. Материалы мембраны

4.3. Коммерческие установки и экономическая оценка

5. Извлечение водорода

5.

5.2. Мембранные материалы

5.3. Коммерческие единицы и экономическая оценка

6. Разделение воздуха

6.1. Current Technologies

6.2. Мембранные материалы

6.3. Коммерческие единицы и экономическая оценка

7.Осушка газа

7.1. Current Technologies

7.2. Материалы мембраны

7.3. Коммерческие подразделения и экономическая оценка

8.Удаление VOC

8.1. Current Technologies

8.2. Материалы мембраны

8.3. Коммерческие подразделения и экономическая оценка

9. Утилизация сжиженного нефтяного газа

9.1. Current Technologies

9.2. Материалы мембраны

9,3. Коммерческие подразделения и экономическая оценка

10. Заключение

84 NG Очистка от серы -газы

Конкурирующие интересы

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Что сохраняется в файлах cookie?

Автоматизированная лабораторная система тестирования мембран на проницаемость дымовых газов в Национальном центре улавливания углерода (Журнальная статья)

Свойства чистоты газа: физическое разделение газов — Applied Energy Systems, Inc.

Модернизация ректификационных колонн мембранами

Добавить комментарий Отменить ответ