Способ отделения паров низкокипящих органических жидкостей от исходной смеси воздуха с 5 - 30 об.% паров этих жидкостей

 

Сущность изобретения: способ отделения паров низкокипящих органических жидкостей, например, галогенуглерода, от исходной смеси воздуха с 5 - 30 об. % паров этих жидкостей осуществляют при помощи мембранных средств, содержащих полупроницаемую мембрану с относительной селективностью не менее 10 и проницаемостью не менее 1·10^-7 (cм³·cм)/(см³ см pт.ст. по проникающему компоненту. Мембранные средства разделяют исходную смесь на два потока, первый из которых содержит менее 6 об.%, а второй более 30 об.% органических паров. Затем извлекают органические пары, направляя первый поток на обработку методом адсорбции активированным углем, а второй - на обработку сжатием и конденсацией. Преимущественно мембренные средства включают первую и вторую ступени разделения. На каждой ступени мембрана имеет рабочую сторону и сторону пермеата, на которой создается вакуум. 7 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способу извлечения органических паров из смесей органических паров с воздухом, в которых органические пары присутствуют в так называемых мертвых зонах концентраций, которые слишком велики для обычного способа адсорбции углем и слишком малы для эффективного извлечения методом сжатия конденсации. Более конкретно изобретение относится к способу отделения паров низкокипящих органических жидкостей от исходной смеси воздуха с 5-30 об. паров этих жидкостей с использованием устройства с полупроницаемой мембраной и полученим обедненного органическими парами потока воздуха, который может быть затем подвергнут обработке с использованием способа адсорбции углем, и потока, обогащенного паром, который может быть затем под вергнут обработке с использованием способа сжатия и конденсации.

Известно использование органических растворителей, например углеводородов, галогензамещенных углеводородов, окисленных углеводородов и им подобных углеводородов в различных химических процессах, при изготовлении различных изделий, в отраслях промышленности, связанных с чисткой, а также в широком круге прочих вариантов использования, где в качестве побочного продукта или потока для сброса образуется смесь воздуха и органических паров. Обычно подобные потоки смесей органических паров с воздухом ранее либо сбрасывались в атмосферу, либо сжигались с последующим выбросом в атмосферу. Однако новые современные стандарты на выброс в атмосферу, связанные, в частности, с такими явлениями, как тепличный эффект, потенциальное уменьшение содержания озона в стратосфере, а также с соображениями относительно охраны здоровья, сбережения ресурсов и общими экономическими соображениями, основанными на нежелательности выброса дорогостоящих исходных продуктов, диктуют необходимость извлечения органических растворителей из смесей органических паров воздухом.

Конкретный растворитель и концентрация его паров в воздухе зависят от конкретного производственного способа или варианта применения, при котором образуется обработанные воздушные смеси. В случае, когда органический растворитель представляет собой высококипящую жидкость, его обычно можно эффективно извлечь в результате охлаждения с конденсацией в жидкость. В тех же случаях, когда органический растворитель представляет собой низкокипящую жидкость, имеются два традиционных способа его извлечения. В частности, при высоких содержаниях органических паров в воздухе, органический растворитель может быть экономически выгодно извлечен посредством сжатия и конденсации, а при низких содержаниях органических паров в воздухе, органический растворитель может быть экономически выгодно извлечен посредством адсорбции углем.

Трудности в испльзовании традиционных способов заключаются в том, что существует диапазон так называемых мертвых зон концентраций (обычно простирающийся от примерно 6 до 30 об. органических паров), для которого ни один из указанных способов не является практичным. При слишком низких концентрациях сжатие и конденсация неэффективны ввиду сильно увеличивающейся стоимости сжатия наряду с уменьшением количества извлекаемого растворителя и увеличением количества несконденсированного пара, что в совокупности делает способ слишком дорогим с экономической точки зрения. С другой стороны, при слишком высоких концентрациях экзотермическое выделение тепла, связанное с адсорбцией активированным углем, повышает температуру слоя сорбента, в результате чего уменьшается эффективность процесса сорбции, а в некоторых случаях происхоидт самопроизвольное воспламенение. Кроме того, высокие концентрации органических паров требуют более чистой регенерации адсорбционной установки, что также увеличивает стоимость процесса. В настоящее время в случае, когда органические пары с низкой температурой содержатся в смеси органических паров с воздухом в мертвых зонах концентрации, возникает необходимость в дополнительном разбавлении потока с последующим извлечением органической фазы способом адсорбции.

Известен способ извлечения органических паров из потока воздуха, содержание органических паров в котором составляет не более 20 000 мл (2 об.), согласно которому для обогащения пермеата органическими парами используется тонкая полупроницаемая мембрана с селективностью, равной по меньшей мере 50 (по отношению к органическим парам) и проницаемостью, составляющей при нормальных условиях по меньшей мере 3˙10^-7 см³ см/см² с ˙см рт.ст. в комбинации с частичным вакуумом со стороны пермеата. Известен также способ извлечения фторзамещенных и хлорзамещенных углеводородов из воздушных смесей с использованием полупроницаемых мембран.

Известна система мониторинга хладагента с использованием мембраны, обладающей селективностью в пользу воздуха по отношению к хладоагенту.

Изобретение предусматривает способ извлечения органических паров из смесей органических паров с воздухом, в частности из смесей, которых концентрация подлежащих извлечению органических паров лежит в пределах так называемых мертвых зон концентраций, (т.е. концентраций, слишком высоких для эффективного извлечения методом адсорбции активированным углем и слишком низких для эффективного извлечения с использованием способа сжатия-конденсации). Способ согласно изобретению включает одновременное использование системы с мембранным разделением в комбинации с известной системой адсорбции активированным углем и известной системой сжатия конденсации, в результате чего предусматривается использование гибридного устройства для извлечения органических паров.

Согласно одному из вариантов изобретения используют двухступенчатую систему мембранного разделения с получением на первой ступени потока элюента с первой стороны мембраны, который уже обеднен органическими парами настолько, что его можно подвергнуть обработке известным способом адсорбции активированным углем. Пермеат с первой ступени затем вводят в качестве исходного потока для второй ступени системым мембранного разделения с получением пермеата, обогащенного на второй ступени органическиим парами, который можно затем подвергнуть обычной обработке с использованием известного способа сжатия конденсации. Поток элюента с первой стороны мембраны второй ступени рециркулируют на первую сторону мембраны первой ступени. Подобный способ особенно удобен при извлечении паров хлорированных углеводородов, фторированных углеводородов и фторхлорзамещенных углеводородов, которые попадают в воздух при изготовлении различных пенопластиков и им подобных материалов и изделий. Согласно другому варианту изобретения исходный поток элюента с первой стороны мембраны на первой ступени двухступенчатой системы мембранного разделения представляет собой обогащенный органическими парами поток и его переводят на сепаратор сжатия конденсации, тогда как пармеат со второй ступени представляет собой поток, обедненный органическими парами, который подвергают обработке методом адсорбции активированным углем. Кроме того, предусматривается процедура регенерации рециркуляции, в соответствии с которой используется несколько слоев для адсорбции активированным углем, и возвратный поток элюента после прохождения через слой адсорбента регенерируют посредством образующегося in situ потока, в результате чего еще больше понижается выделение галогензамещенных углеводородов.

Способ состоит в следующем. Исходную смесь воздуха с 5-30 об. паров низкокипящих органических жидкостей, в том чис- ле содержащих галогенуглерод, подают в мембранные средства, содержащие полупро- ницаемую мембрану с относительной селективностью не менее 10 и проницаемостью не менее 1˙10^-7 (см³ ˙cм)/(см² ˙с ˙см рт.ст.) по проникающему компоненту, и разделяют на два потока, первый из которых содержит менее 6 об. а второй более 30 об. органических паров. Затем извлекают органические пары, направляя первый поток на обработку методом адсорбции активированным углем, а второй поток на обработку сжатием и конденсацией.

Мембранные средства включают первую и вторую ступени разделения, причем на каждой ступени мембрана имеет рабочую сторону и сторону пермеата, на которой создается вакуум. Исходную смесь подают на рабочую сторону мембраны первой ступени разделения. Задержанный поток подают на обработку активированным углем или методом сжатия и конденсации. Пермеат первой ступени разделения подают на рабочую сторону мембраны второй степени разделения. Задержанный на ней поток рециркулируют путем смешения с исходным потоком и подачи на рабочую сторону мембраны первой ступени разделения. Пермеат второй ступени разделения подвергают сжатию и конденсации при обработке адсорбцией на активированном угле. Полупроницаемая мембрана может быть селективной относительно органических паров или воздуха.

Преимущественно обработку методом адсорбции на активированном угле ведут по меньшей мере при помощи двух блоков адсорбции, один из которых используют в качестве рабочего для адсорбции органических паров. Один из оставшихся блоков регенерируют путем подачи по меньшей мере части элюента из рабочего блока адсорбции при температуре десорбции органических паров. После этого элюент из блока регенерации рециркулируют путем подачи в мембранные средства разделения.

На чертеже представлена схема преимущественного способа отделения паров органических низкокипящих жидкостей.

Схема движения потоков иллюстрирует основные стадии одного из предпочтительных вариантов изобретения. Поток сырья (т.е. смеси галогензамещенного углеводорода с воздухом в области мертвой зоны концентрации) непрерывно вводят на первую ступень двухступенчатой установки мембранного разделения с полупроницаемой мембраной через магистраль 2. Этот поток газообразного сырья, поступающий на рабочую сторону (сторону подачи) первой ступени мембранного сепаратора 1 непрерывно смешивается с рециркулируемым газообразным потоком элюента, подаваемым с рабочей стороны второго мембранного сепаратора 3 по магистрали 4, после чего объединенная смесь поступает в мембранный сепаратор 1. Внутри указанного сепаратора 1 (в данном конкретном варианте осуществления) пермеат, обогащенный органическими парами, непрерывно отводят через магистраль 5 посредством вакуумного вентилятора 6, тогда как обедненный органическими парами поток отводят с рабочей стороны через магистраль 7 и вводят в один из двух практически одинаковых блоков адсорбции активированным углем 8 с целью извлечения органических паров. Пермеат из мембранного сепаратора первой ступени подают на рабочую сторону сепаратора второй ступени через магистраль 9. Внутри сепаратора 3 происходит дополнительное обогащение пермеата органическими парами и пермеат отводят через магистраль 10 посредством блока, состоящего из вакуумного вентилятора-компрессора 11, и подают через магистраль 12 на холодильник-сепаратор 13. Поток элюента с рабочей стороны мембранного сепаратора 3, концентрация органических паров в котором практически такая же, как в исходном потоке, непрерывно возвращают и смешивают с исходным потоком.

В процессе функционирования устройства жидкий галогенуглерод непрерывно удаляют из нижней части холодильника-сепаратора 13. Одновременно галоген-углерод осаждается на слое угля в поглотителе 8. Обедненный галогенуглеродом воздух может выпускаться как из поглотителя 8, так и из холодильника-сепаратора 13. Вследствие конечной емкости слоя поглотителя (угля) для осуществления непрерывных операций предусматривается дополнительный блок 14 адсорбции. В то время как слой 8 находится в режиме активной адсорбции галогенуглерода, второй блок 14 адсорбции может находиться в режиме регенерации. Чертеж иллюстрирует возможность регенерации при пропускании части потока элюента (воздуха) из поглотителя 8 через нагреватель 15 с последующим вводом в поглотитель 14 через магистраль 16. Затем галогенуглерод выходит из регенерируемого поглотителя 14 и вновь поступает в процесс в каком-либо удобном для этого месте цикла для дальнейшего выделения и извлечения галогенуглерода. Согласно приведенной на рисунке схеме рециркулируемый обогащенный галогенуглеродом регенерационный газ направляют по магистрали 17 в поток исходного газа, который поступает в первый блок мембранного сепаратора 1. В зависимости от уровня содержания галогенуглерода в этой петле рециркуляции поток регенерационного газа может быть с успехом ввдеен и в другие точки цикла общего процесса, включая, например, сторону пермеата первого мембранного сепаратора 1, или даже непосредственно в блок сжатия-конденсации в том случае, если концентрация галогенуглерода достаточно велика. В процесс могут быть включены различные дополнительные клапаны, магистрали, теплообменниики и другое подобное оборудование, известное из уровня техники, предназначенноре для переключения адсорбционных блоков на регенерацию.

Конкретный двухступенчатый вариант особенно удобен в случае, когда исходный поток газа относительно разбавлен по отношению к так называемой мертвой зоне концентрации, т.е. в случае, когда исходный поток достаточно разбавлен для того, чтобы после дальнейшего обеднения органических паров на одноступенчатом мембраном сепараторе он стал пригоден для обработки способом адсорбции на угле.

Таким образом, способ может использоваться в варианте, предусматривающем наличие одноступенчатого мембранного разделения или последовательности мембранных сепараторов, где последняя пара ступеней предусматривает рециркуляционную петлю. Основной смысл в каждом из подобных вариантов состоит в том, что применение полупроницаемого мембранного сепаратора, хотя и не позволяющего достигнуть полного выделения органических паров, приводит к одновременному получению потока газов, обедненного органическими парами, и потока, обогащенного органическими парами, без дополнительного внешнего разбавления, затем эти потоки могут быть обработаны с использованием известных способов адсорбции на угле и сжатия-конденсации с выделением органической фазы. Конкретный вариант изобретения, проиллюстрированный чертежом, следует осуществлять при применении полупроницаемой мембраны, селективной в отношении предпочтительного прохода органических паров относительно воздуха. В случае, когда применяемая полупроницаемая мембрана селективна в отношении прохода воздуха относительно органических паров, роли блока 8 адсорбции на угле и блока сжатия конденсации 11 и 13 меняются местами.

Преимущества способа извлечения паров органических растворителей согласно настоящему изобретению многочисленны и значительны. Во-первых (и это главное), усовершенствованный способ обеспечивает эффективный и удобный с технической точки зрения способ извлечения паров растворителей из исходных потоков газов в области мертвых зон концентраций без излишнего разбавления, без применения крупноразмерных адсорбционных колонн, их частой регенерации или исчерпания адсорбционной способности колонн до предела или в альтернативном случае без излишнего износа оборудования для сжатия-конденсации в результате его функционирования при непрактичных условиях, влкючая возможные избыточные эмиссионные потери. В результате устранения необходимости дальнейшего разбавления при получении все же обедненного органическими парами элюента для подачи его в обычное устройство для адсорбции на угле, общие характеристики данной адсорбционной колонны оптимизируются и риск, связанный с относительно высокими концентрациями паров (избыточное выделение тепла, точки вскипания и/или спонтанного возгорания), значительно уменьшается. Одновременно получение потока элюента, обогащенного органическими парами, дополнительно оптимизирует функционирование оборудования на стадии сжатия-конденсации, используемой для выделения и извлечения органического растворителя.

В число конкретных исходных потоков газов, которые могут применяться для реализации изобретения, входят практически любые низкокипящие пары органических растворителей, смешанные с воздухом или аналогичным ему газом-носителем, для которых концентрация фазы органических паров лежит в пределах так называемых мертвых зон концентраций. В определение "органические пары" входят, например, низкокипящие углеводороды, галогензамещенные углеводороды, кислородсодержащие углеводороды и им подобные соединения. Изобретение особенно полезно при извлечении галогензамещенных углеводородов, часто используемых в промышленных процессах очистки и в качестве растворителя или пенообразователя в различных процессах производства пластиков и изделий из них. В их число входят любые хлор- и/или фторуглероды, хлорфторуглероды и хлорфторуглеводороды, используемые в промышленности.

Когда органический растворитель представляет собой жидкость с относительно высокой температурой кипения, его извлечение протекает достаточно просто (например, охлаждение ниже температуры конденсации обеспечивает эффективное извлечение). Напротив, в случае, когда органический растворитель представляет собой жидкость с относительно низкой температурой кипения, например ниже примерно 40^оС, когда при обычных температурах большая часть растворителя находится в парах, простая конденсация недостаточна. Существует два традиционных способа извлечения паров низкокипящих органических растворителей способ сжатия-конденсации и способ с использованием адсорбента. В случае многих органических паров и их смесей с воздухом существует верхний предел концентраций органических паров, до которого возможна обработка с использованием указанного способа адсорбции на угле и минимальная концентрация, необходимая для того, чтобы можно было эффективно извлекать органические пары с использованием способа сжатия-конденсации. В подобных случаях могут существовать мертвые зоны концентраций, в которых концентрации органических паров в воздухе или газоносителе слишком высоки для эффективного извлечения методом адсорбции активирвоанным углем и слишком низки для эффективного извлечения с использованием способа сжатия-конденсации. Конкретные концентрации, связанные с существованием мертвых зон концентраций могут меняться в зависимости от конкретного пара органического вещества и от конкретного газа-носителя, так же как в зависимости от условий проведения процесса. Так, в общем случае область мертвых зон концентраций может рассматриваться как область концентраций, при которых невозможна обработка с использованием известных способов.

Блок полупроницаемой мембраны может представлять собой любое подобное устройство, известное согласно имеющемуся уровню техники, включая, например, но не ограничивая тем самым всех возможных случаев, тонкослойные или пленочные полупроницаемые мембраны, спиральные мембраны, полупроницаемые мембраны в виде полых волокон и др. В случае полупроницаемой мембраны, предназначенной для разделения смеси органических паров и воздуха с получением обогащенного паром компонента и обедненного этим паром компонента, необходимо существование различий в скорости прохождения через мембрану органических паров и воздуха (т.е. кислорода и азота). Для целей настоящего изобретения соотношение скоростей прохождения органических паров через барьерную мембрану к скорости прохождения через нее воздуха (которая обычно измеряется как скорость прохождения азота), должно составлять по меньшей мере 10. Предпочтительно указанная селективность или фактор разделения должна равняться 100 или даже 10000 при реальной абсолютной скорости прохождения органического пара через мембрану, составляющей обычно при нормальных условиях, по меньшей мере 1х10^-7 см ˙см³/см²˙ см рт.ст с или более. Обычно барьерная мембрана представляет собой пленку эластомерного полимера из натурального каучука, полиизопрена, полибутена, полибутадиена, силиконового каучука, неопрена или им подобных эластомеров, известных из уровня техники. Предпочтительно для случая разделения хлорфторуглеводородов и воздуха, когда селективность по проницаемости создает предпочтение к проходу галогенуглерода, используют барьерные мембраны из диметилсиликоновых каучуков. В случае, когда селективность по проницаемости создает предпочтение к проходу воздуха, в качестве потенциальных материалов для барьерных мембран можно отметить стекло, керамику, полимерные пластические материалы, пленки и эластомеры, природные продукты, например, целлюлозу и каучук, а также пористые материалы или металлические пленки, например пленки из нержавеющей стали, палладия, платины и стали, обработанной холодным прокатом.

Обедненный органическими парами поток элюента с рабочей стороны мембраны блока мембранного разделения можно подвергнуть обработке с целью удаления органического растворителя с использованием адсорбционной колонны согласно имеющемуся уровню техники. Предпочтительно применение адсорбционных колонн, однако для целей настоящего изобретения применены и другие известные адсорбционные устройства, основанные на поглощении молекулярными ситами или сорбционной средой. Эти устройства следует рассматривать в качестве эквивалента предпочтительному варианту адсорбции активированным углем. В типовом варианте подобные системы включают несколько индивидуальных адсорбционных колонн, из числа которых один блок селективно адсорбирует органические пары из поступающего в качестве потока элюента из мембранного блока, тогда как остальные блоки находятся в режиме отпаривания от органического растворителя и регенерации для дальнейшей адсорбции паров, что также известно из уровня техники.

Поток пермеата, обогащенный органическими парами, поступающий из блока мембранного разделения может подвергнуться обработке с использованием любого известного согласно имеющемуся уровню техники способа сжатия-конденсации. Этот способ включает сжатие с последующим теплообменом между холодильником и теплообменником, предназначенным для извлечения жидкого конденсата. Жидкий органический растворитель, извлеченный на этой стадии наряду с извлечением при адсорбции активированным углем можно либо отводить для хранения, либо рециркулировать в конкретный процесс или систему, в которой генерируется смесь органических паров с воздухом, подлежащая обработке.

Примером процесса, в котором получается смесь органических паров с воздухом, в которой концентрация органического растворителя в смеси органических паров с воздухом лежит в пределах примерно 10-25 об. т.е. в области мертвой зоны концентраций, может служить получение полиэтилена из непрерывных волокон в виде листов, которые используются, например, в жилищном строительстве. Согласно этому способу экструзии в качестве растворителя применяют хлорфторуглерод, а именно: фтортрихлорметан (CFCl₃, CFC-11, темпертура кипения 23,8^оС). Этот растворитель особенно удобен, поскольку он обеспечивает ряд производственых преимуществ, приводящих к получению конечного продукта с предпочтительными свойствами. Однако указанный растворитель дорогостоящий и способствует истощению озонового слоя стратосферы. Таким образом, имеются сразу два вида соображений (охрана окружающей среды и экономика) для извлечения максимально возможного количества этого растворителя эффективным с точки зрения затрат способом.

Согласно описанному производственному процессу полиэтилен тщательно смешивают и нагревают с фтортрихлорметаном в специальной емкости с получением раствора полиэтилена во фтортрихлорметане СFC-11. Этот раствор экструдируют на движущийся непрерывный транспортер в специальной камере, причем происходит быстрое испарение фтортрихлорметана. Полоса полиэтилена из непрерывных волокон затем подвергается тепловой обработке (сшиванию) и вальцеванию с получением готового листа желаемого типа. Испарившийся фтортрихлоретан, который смешивается с воздухом, содержащимся в камере, присутствует в концентрации примерно 10-25 об. Поскольку подобные концентрации фтортрихлорметана в смеси фтортрихлорметана с воздухом слишком высоки для эффективного извлечения методом адсорбции активированным углем и слишком низки для эффективного излечения с использованием способа сжатия-конденсации, к данной смеси необходимо добавлять дополнительное количество воздуха, чтобы уменьшить концентрацию фтортрихлорметана до величины ниже 7 об. когда можно проводить извлечение его способом адсорбции на активированном угле. Стадия добавления дополнительного количества воздуха для того, чтобы стало возможным применение способа адсорбции активированным углем создает дополнительные проблемы, в частности значительно больший объем смеси растворителя с воздухом, подлежащий обработке. Если использовать меньшие объемы воздуха, то уменьшается эффективность адсорбционной колонны вследствие роста температуры в ней в результате выделения тепла при адсорбции (в действительности в ряде случаев температура может возрастать настолько сильно, что в колонне может возникать пламя). Если требуется извлечение всего количества растворителя посредством применения адсорбционной колонны, то возникает постоянная необходимость в переключении адсорбционных колонн по мере их насыщения фтортрихлорметаном и в десорбции фтортрихлорметана с угля и регенерации адсорбента (активированного угля), причем неизбежны определенные потери фтортрихлорметана с выбросом его в атмосферу. При использовании способа согласно настоящему изобретению можно достичь практически полного извлечения фтортрихлорметана для повторного использования и значительно снизить выброс его в атмосферу.

П р и м е р 1. Способ осуществляют в процессе промышленного производства листов полиэтилена, включающего стадии тщательного смешивания полиэтиленовых шариков с хлорфторуглеродом СFС-11, нагревания и перемешивания смеси под давлением и экструдирования раствора полиэтилена в СFС-II на движущийся непрерывный транспортер в камере, содержащей воздух при атмосферном давлении. При этих условиях фтортрихлорметан, кипящий при 23,8^оС, испаряется очень быстро. В результате на движущемся транспортере остается готовый продукт лист полиэтилена. Смесь фтортрихлорметана с воздухом после пребывания в камере в течение 51 цикла содержит примерно 17,9 об. (10-29 об.) фтортрихлорметана. Ранее эту смесь фтортрихлорметана с воздухом разбавляли дополнительным количеством воздуха, уменьшая концентрацию фтортрихлорметана до нескольких об. в результате чего фтортрихлорметан можно было извлекать с использованием способа адсорбции ак- тивированным углем. При осуществлении способа согласно настоящему изобретению смесь фтортрихлорметана с воздухом вводят в контакт с устройством мембранного разделения. Используемая в этом случае полупроницаемая мембрана представляет собой эластомерный диметилсиликон, причем мембрана изготовлена в виде спирального модуля. Указанное устройство функционирует при поддержании меньшего давления паров на стороне пермента по сравнению с давлением паров на рабочей стороне мембраны. Это осуществляется посредством использования вакуумного насоса со стороны пермеата. После 51 цикла исходный поток, содержащий в среднем 17,9 об. фтортрихлорметана, разделяют на обогащенный фтортрихлорметаном компонент, содержащий в среднем 73,82 об. (диапазон концентраций лежит в пределах 50-100 об.), и обедненный фтортрихлорметаном компонент, содержащий в среднем 6,8 об. фтортрихлорметана (диапазон концентраций 3,8 12,0 об.). При средней концетрации СFС-11, равной 73,8 об. происходит обогащение в 4,1 раза. Фтортрихлорметан эффективно извлекают из указанной смеси с использованием известного способа сжатия-конденсации. Обедненный СFС-11 компонент со средним содержанием СFС-11, раным 6,8 об. хорошо подвергается обработке в адсорбционной колонне для адсорбции на активированном угле.

П р и м е р 2. Непрерывный поток фтортрихлорметана и воздуха, выходящий из камеры с движущимя транспортером, на котором непрерывно получают полиэтиленовое полотно со статистическим плетением, подают в гибридную систему мембранного разделения адсорбции на активированном угле сжатия конденсации. Поток газа подают со скоростью 1000 куб. футов/мин, он содержит в среднем 12 об. фтортрихлорметана. Перед введением исходного потока на первую ступень спирального мембранного блока, включающего полупроницаемую мембрану из силиконового полимера, его объединяют с содержащим 12 об. фтортрихлорметана рециркулирующим элюентом, поступающим со скоростью 71,3 куб. футов/мин с рабочей стороны второй ступени мембранного блока. Вакуумный вентилятор подает содержащий 60 об. фтортрихлорметана поток пермеата из второй ступени мембранного блока при скорости потока 169,1 куб.фут/мин. Используемую на второй стпени мембранного блока спиральную мембрану из силиконового полимера применяют в комбинации со вторым вакуумным вентилятором, отводя поток пермеата, содержащий 95 об. фтортрихлорметана при скорости 97,8 куб.футов/мин, тогда как упомянутый ранее элюент, получаемый на рабочей стороне мембраны, содержащий 12 об. фтортрихлорметана при скорости 71,8 куб. футов/мин, рециркулирует на вход первого мембранного сепаратора. Поток пермеата, содержащий 95 об. фтортрихлорметана и имеющий скорость 97,8 куб. футов/мин, направляют на стадию обработки сжатия-конденсации для окончательного удаления и извлечения фтортрихлорметана, тогда как содержащий 3 об. фтортрихлорметана поток элюента с рабочей стороны первого мембранного сепаратора, имеющий скорость подачи 902,2 куб. футов/мин, направляют в обычное устройство для адсорбции на угле с целью отделения и извлечения фтортрихлорметана.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ОТДЕЛЕНИЯ ПАРОВ НИЗКОКИПЯЩИХ ОРГАНИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ ОТ ИСХОДНОЙ СМЕСИ ВОЗДУХА С 5 - 30 ОБ % ПАРОВ ЭТИХ ЖИДКОСТЕЙ, заключающийся в том, что исходную смесь подают в мембранные средства, содержащие полупроницаемую мембрану с относительной селективностью не менее 10 и проницаемостью не менее по проникающему компоненту и разделяют на два потока, первый из которых содержит менее 6 об.%, а второй - более 30 об.% органических паров, затем извлекают органические пары, направляя первый поток на обработку методом адсорбции активированным углем, а второй поток - на обработку сжатием и конденсацией.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что мембранные средства включают первую и вторую ступени разделения, причем на каждой ступени мембрана имеет рабочую сторону и сторону пермеата, на которой создается вакуум, при этом исходную смесь подают на рабочую сторону мембраны первой ступени разделения, задержанный поток подают на обработку активированным углем или методом сжатия и конденсации, пермеат первой ступени разделения подают на рабочую сторону мембраны второй ступени разделения, задержанный на ней поток рециркулируют путем смещения с исходным потоком и подачи на рабочую сторону мембраны первой ступени разделения, а пермеат второй ступени разделения на активированном угле.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что полупроницаемая мембрана селективно пропускает органические пары, при этом выходящий с рабочей стороны мембраны поток воздуха, содержащий менее 6 об.% органических паров, подвергают обработке методом адсорбции на активированном угле, а пермеат, содержащий более 30 об.% органических паров, обрабатывают методом сжатия и конденсации.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что полупроницаемая мембрана селективно пропускает воздух, при этом выходящий с рабочей стороны мембраны поток, содержащий более 30 об.% органических паров, обрабатывают методом сжатия и конденсации, а пермеат, содержащий менее 6 об.% органических паров, подвергают обработке методом адсорбции на активированном угле.

5. Способ по п. 2, отличающийся тем, что полупроницаемые мембраны селективно пропускают органические пары, при этом выходящий с рабочей стороны мембраны первой ступени разделения поток, содержащий менее 6 об.% органических паров, подвергают обработке методом адсорбции на активированном угле, а пермеат второй ступени разделения, содержащий более 30 об.% органических паров, подвергают обработке методом сжатия и конденсации.

6. Способ по п.2, отличающийся тем, что полупроницаемые мембраны селективно пропускают воздух, при этом выходящий с рабочей стороны мембраны первой ступени разделения поток, содержащий более 30 об.% органических паров, обрабатывают методом сжатия и конденсации, а пермеат второй ступени разделения, содержащий менее 6 об.% органических паров, подвергают обработке методом адсорбции на активированном угле.

7. Способ по пп. 1 - 6, отличающийся тем, что исходная смесь органических паров и воздуха содержит галогенуглерод.

8. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что обработку методом адсорбции на активированном угле ведут по меньшей мере при помощи двух блоков адсорбции, один из которых используют в качестве рабочего для адсорбции органических паров, а по меньшей мере один из оставшихся блоков регенерируют путем подачи по меньшей мере части элюента из рабочего блока адсорбции при температуре десорбции органических паров, после чего элюент из блока регенерации рециркулируют путем подачи в мембранные средства разделения.

РИСУНКИ

Рисунок 1