Мембранный аппарат для разделения многокомпонентных смесей

 

Изобретение относится к аппаратам для диффузионного разделения многокомпонентных жидких или газовых смесей с использованием полых волокон и может быть использовано в газовой, нефтяной, нефтеперерабатывающей , нефтехимической и других отраслях промышленности. Мембранный аппарат включает корпус с патрубками , два пучка полых волокон различных проницаемостей, две уплотняющих перегородки и две крышки с патрубками. Пучки полых волокон выполнены в виде полотен, смотанных в рулон, торцы волокон каждого из полотен с одной стороны закреплены в перегородках, а с другой выведены за пределы противоположных перегородок. Волокна различных проницаемостей могут располагаться под углом к оси аппарата и/или друг к другу. При прохождении через многослойный ряд чередующихся полотен, образованных волокнами различной проницаемости , исходная смесь практически одновременно обедняется теми компонентами смеси, которые селективно извлекаются волокнами , имеющими различные проницаемости . Увеличивается степень разделения и повышается концентрация выделяемых компонентов. 1 з.п,ф-лы, 2 ил. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Я}5 В 01 0 63/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4647841/26 (22) 12,12.88 (46) 23.11.91. Бюл. М 43 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт углеводородного сырья (72) Н.М.Гимранов, И.Э.Гудцов и M.Ã.Èáðaгимов (53) 66.067-278.002.73:532.711(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 469478, кл. В 01 0 13/00, 1975.

Заявка Японии N 54-14070, кл. В 01 0 53/22, 1979. (54) МЕМБРАННЫЙ АППАРАТ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СМЕСЕЙ (57) Изобретение относится к аппаратам для диффузионного разделения многокомпонентных жидких или газовых смесей с использованием полых волокон и может быть использовано в газовой, нефтяной, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и

Изобретение относится к аппаратам для диффузного разделения многокомпонентных жидких или газовых смесей с использованием полых волокон и может быть использовано в газовой, нефтяной, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Цель изобретения — повышения степени разделения, На фиг.1 представлена конструкция аппарата; на фиг.2 — конструкция мембранного элемента s стадии его изготовления.

Аппарат содержит корпус 1 с патрубками 2 и 3 для подвода и отвода разделяемой

ЬЫ 1692626 Al других отраслях промышленности. Мембранный аппарат включает корпус с патрубками, два пучка полых волокон различных проницаемостей, две уплотняющих перегородки и две крышки с патрубками, Пучки полых волокон выполнены в виде полотен, смотанных в pg÷oH, торцы волокон каждого из полотен с одной стороны закреплены в перегородках, а с другой выведены эа пределы противоположных перегородок, Волокна различных проницаемостей могут расголагаться под углом к оси аппарата и/или друг к другу. При прохождении через многослойный ряд чередующихся полотен, образованных волокнами различной проницаемости, исходная смесь практически одновременно обедняется теми компонентами смеси, которые селективно извлекаются волокнами, имеющими различные проницаемости, у величивается степень разделения и повышается концентрация выделяемых компонентов. 1 з.п,ф-лы, 2 ил, смеси, два пучка 4 и 5 полых волокон различной проницаемости, центральную опору 6, две уплотняющие торцовые перегородки 7 и 8, две уплотнительные шайбы 9 и 10 и две ксышки 11 и l2 с патрубками 13 и 14 соответственно.

Пучки 4 и 5 полых волокон различных проницаемостей укладывают в полотна 15 и

16 параллельно к центральной опоре или под различными углами к ней и/или друг к другу

Полотна 15 и 16 укладывают друг на друга со смещением относительно оси элемента на величину толщины перегородок 7

1692626 ап

3 v

3ц

55 и 8 с образованием с каждой стороны внутреннего 17 и внешнего 18 рядов торцов полотен, Обмаэка компаундом осуществляется только у внутренних рядов 17 торцов полотен 15 и 16 на ширину будущих перегородок

7 и 8, причем внутренние ряды 17 торцов полотен 15 и 16 заделываются в перегородки 7 и 8. 3а счет смещения полотен 15 и 16 два других ряда торцов полотен — внешние

18 остаются открытыми и выведены за перегородки 7 и 8. Открытые торцы волокон различных проницаемостей направлены в противоположные стороны по оси элемента. Далее полотна сворачивают в рулон.

Компаунд при затвердевании образует уплотняющие перегородки. Мембранный элемент, полученный при затвердевании, устанавливают в корпус 1, закрепляют уплотняющие перегородки 7 и 8 в уплотнительных шайбах 9 и 10 и закрывают торцы корпуса 1 крышками 11 и 12.

Аппарат работает следующим образом, В корпус 1 через патрубок 2 подают под давлением исходную смесь. На полых волокнах пучков 4 и 5 различных проницаемостей, материалы которых селективны к целевым компонентам, происходит разделение смеси, Прошедшие через стенки волокон под действием перепада давлений целевые компоненты отводятся по внутренним каналам полых волокон пучков 4 и 5 и собираются в противоположных торцах корпуса под крышками 11 и 12 и через патрубки

13 и 14 отводятся для дальнейшего использования, Смесь, не прошедшая через стенки волокон и обедненная целевь.ми компонентами (если компонентов более двух), выводится из аппарата через патрубок 3, Предлагаемая конструкция мембранного аппарата по сравнению с известной позволяет повысить эффективность разделения многокомпонентной смеси газов, Эффективность разделения смеси газов характеризуется степенью извлечения и чистотой извлекаемых компонентов и обеспечивается следующими конструктивными особенностями предлагаемого аппарата. В известных аппаратах с пучками волокон различных проницаемостей зоны разделения смеси разнесены в объеме аппарата и разделяемая смесь последовательно проходит обе эоны. При этом при разделении смеси отбор целевых компонентов осуществляется поочередно, что приводит к повышению поляризации концентрации труднопроницаемых КоМп0нентов в каждой зоне и, как следствие, к снижению чистоты извлекаемых компонентов. В отличие от этих аппаратов в предлагаемом аппарате эоны разделения смеси совмещены в объеме аппарата. При этом легкопроницаемые компоненты смеси извлекаются одновременно на разных типах волокон и концентрации легкопроницаемых компонентов снижаются одновременно, что приводит к уменьшению поляризации концентрации труднопроницаемых компонентов и, как следствие, к повышению чистоты извлекаемых компонентов, В известных аппаратах с пучками волокон различных проницаемостей укладка пучков полых волокон произведена не упорядоченно, в силу чего при прохождении разделяемой смеси через волокна образуются застойные зоны в пучках волокон и из-за этого не обеспечивается одновременное количественное и качественное разделение смеси газов, В предлагаемом аппарате укладка пучков волокон в полотна со смоткой их в рулон произведена упорядоченно, в силу чего при прохождении разделяемой смеси через чередующиеся слои волокон различны" проницаемостей застойные зоны не образуются и благодаря этому обеспечивается более высокая степень количественного и качественного извлечения целевых компонентов. Движение поток разделяемой смеси через чередующиеся слои волокон в режиме многоступенчатого контакта в предлагаемом аппарате аналогичен процессу ректификации с многоступенчатым контактом фаз на тарелках, где с увеличением числа тарелок увеличивается как степень извлечения целевых компонентов, так и их чистота (концентрация).

Формула изобретения

1. Мембранный аппарат для разделения многакомпонентных смесей, содержащий корпус с патрубками, два пучка полых волокон, концы которых закреплены в двух торцовых перегородках, и две крышки с патрубками, отличающийся тем, что, с целью повышения степени разделения, пучки выполнены из волокон различной проницаемости, один из концов которых заглушен, при этом в каждой торцовой перегородке закреплены открытые концы одного пучка и заглушенные концы другого пучка.

2, Аппарат по п.1, отл и ч а ю щи йс я тем, что пучки полых волокон выполнены в виде полотен, совместно смотанных в рулон.

1692626

Составител ь А. Свитцов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор M.Ìàêñèìèøèíåö

Редактор Н.Тупица

Производственно-издательский комбинат "Патент". r. Ужгород, ул.Гагарина. 101

Заказ 4030 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рэушская наб., 4/5