(57) 1. Способ разделения газов, где
указанный способ осуществляют в устройстве, которое содержит
ступень разделения подаваемого потока, ступень разделения ретентата и ступень разделения пермеата,
где
на ступени разделения подаваемого потока подаваемый поток, содержащий по меньшей мере два компонента, разделяют на первый поток пермеата и первый поток ретентата, и
на ступени разделения ретентата первый поток ретентата разделяют на второй поток пермеата и второй поток ретентата, и
на ступени разделения пермеата первый поток пермеата разделяют на третий поток ретентата и третий поток пермеата, и
второй поток ретентата извлекают в качестве первого продукта, дополнительно обрабатывают посредством очищения, смешивания с другими газами или сжижения или отводят, в случае если третий поток пермеата извлекают или дополнительно обрабатывают, и
третий поток пермеата извлекают в качестве продукта, дополнительно обрабатывают посредством очищения, смешивания с другими газами или сжижения или отводят, в случае если второй поток ретентата извлекают или дополнительно обрабатывают, и
второй поток пермеата и третий поток ретентата подают в подаваемый поток, и
ступень разделения подаваемого потока, ступень разделения ретентата и ступень разделения пермеата представляют собой ступени мембранного разделения, и
объем рециркулируемого газа во втором потоке пермеата и в третьем потоке ретентата составляет от 60 до 100 об.% неочищенного газового потока, и
общая емкость мембран, применяемых на ступени разделения ретентата, является более высокой, чем общая емкость мембран, применяемых на ступени разделения подаваемого потока, где общая емкость мембран определяется как произведение внешней поверхности мембраны и проницаемости мембраны при средней рабочей температуре мембраны, определенной в отношении азота марки 4.8, при давлении ретентата 11 бар и давлении пермеата 1,1 бар, и
коэффициент, рассчитанный посредством деления соотношения давлений на ступени разделения пермеата на соотношение давлений на ступени разделения подаваемого потока, находится в диапазоне от 0,5 до 8.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что устройство содержит компрессор, расположенный выше по потоку относительно ступени разделения подаваемого потока, и/или по меньшей мере один вакуум-аппарат, расположенный по меньшей мере в одном потоке пермеата ступени разделения подаваемого потока, ступени разделения ретентата и/или ступени разделения пермеата.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что первый поток пермеата не подвергают повторному сжатию.
4. Способ по любому из предыдущих пунктов,
отличающийся тем, что
значение соотношения общей емкости мембран, которые применяют на ступени разделения ретентата, и общей емкости мембран, которые применяют на ступени разделения подаваемого потока, находится в диапазоне от 1,05 до 10.
5. Способ по любому из предыдущих пунктов,
отличающийся тем, что
значение соотношения общей емкости мембран, которые применяют на ступени разделения пермеата, и общей емкости мембран, которые применяют на ступени разделения подаваемого потока, находится в диапазоне от 0,5 до 3.
6. Способ по любому из предыдущих пунктов,
отличающийся тем, что
объем газа, рециркулируемого во второй поток пермеата и в третий поток ретентата, составляет от 62 до 100 об.% неочищенного газового потока.
7. Способ по любому из предыдущих пунктов,
отличающийся тем, что
коэффициент, рассчитанный посредством деления соотношения давлений на ступени разделения пермеата на соотношение давлений на ступени разделения подаваемого потока, находится в диапазоне от 0,6 до 7.
8. Способ по любому из предыдущих пунктов,
отличающийся тем, что,
по меньшей мере, на ступени разделения подаваемого потока используют газоразделительные мембраны с селективностью в отношении чистого газа для СО₂/СН₄, составляющей по меньшей мере 10.
9. Способ по любому из предыдущих пунктов,
отличающийся тем, что
материал, используемый для активного разделяющего слоя мембран, представляет собой по меньшей мере один материал, выбранный из списка, состоящего из полиамида, полиэфиримида, полиарамида, полибензоксазола, полибензотиазола, полибензимидазола, полисульфона, ацетата целлюлозы, производного ацетата целлюлозы, полифениленоксида, полисилоксана, полимера с внутренней микропористостью, мембраны со смешанной матрицей, мембраны с облегченным транспортом, полиэтиленоксида, полипропиленоксида и полиимида.
10. Способ по п.9,
отличающийся тем, что материал, используемый для активного разделяющего слоя мембран, представляет собой полиимид, состоящий из мономерных звеньев A и B

при этом 0£x£0,5 и 1³y³0,5, и где R в звене А и R в звене В представляют собой радикалы, независимо выбранные из группы, состоящей из радикалов L1, L2, L3 и L4


11. Способ по п.10,
отличающийся тем, что полиимид представляет собой полиимид, в котором x=0, y=1, и R состоит из 64 мол.% L2, 16 мол.% L3 и 20 мол.% L4, или полиимид, в котором x=0,4, y=0,6, и R состоит из 80 мол.% L2 и 20 мол.% L3.
12. Способ по пп.2-11,
отличающийся тем, что
второй поток пермеата и третий поток ретентата пропускают для повторной обработки на всасывающую сторону компрессора.
13. Способ по пп.2-12,
отличающийся тем, что при этом используют многоступенчатый компрессор, и/или
при этом второй поток пермеата и/или третий поток ретентата вводят в компрессор между двумя ступенями сжатия.
14. Способ по любому из предыдущих пунктов,
отличающийся тем, что
газоразделительный мембранный модуль(модули) состоит(состоят) из мембран из полых волокон.
15. Способ по любому из предыдущих пунктов,
отличающийся тем, что
давление ретентата на ступени разделения подаваемого потока и на ступени разделения ретентата регулируют с помощью редукционного клапана во втором потоке ретентата до 5-80 бар,
и/или
давление на стороне пермеата ступени разделения подаваемого потока регулируют с помощью редукционного клапана на стороне ретентата ступени разделения пермеата до 1-30 бар.
16. Способ по любому из предыдущих пунктов,
отличающийся тем, что
движущая сила, применяемая для операции разделения, представляет собой разность значений парциального давления газа-пермеата между стороной ретентата и стороной пермеата на соответствующей ступени мембранного разделения, разность значений парциального давления, создаваемую с помощью компрессора в подаваемом потоке, и/или с помощью вакуум-аппарата во втором и/или третьем потоках пермеата, и/или с помощью потока продувочных газов на стороне пермеата.
17. Способ по любому из предыдущих пунктов,
отличающийся тем, что
давление пермеата ступени разделения подаваемого потока является идентичным или повышенным по сравнению с давлением окружающей среды, что означает то, что разность значений парциального давления для газа-пермеата между ретентатом и пермеатом на ступени разделения пермеата и, следовательно, движущая сила присутствуют в том случае, если пермеат на ступени разделения пермеата находится при давлении окружающей среды, или применяют давление ниже атмосферного.
18. Способ по любому из предыдущих пунктов для очистки неочищенного газа,
отличающийся тем, что
неочищенный газовый поток представляет собой биогаз, или природный газ, или воздух, или другую смесь газов, содержащую диоксид углерода и метан, водород и метан, монооксид углерода и метан, гелий и метан, гелий и азот, водород и монооксид углерода, газ, характеризующийся точкой кипения, составляющей менее 110°K при 1 атм., и газ, характеризующийся точкой кипения, составляющей 110°K или больше при 1 атм., диоксид углерода и углеводород или азот и углеводород.

---