(57) 1. Способ очистки природного газа, содержащего метан, CO₂ и углеводороды C₃₊, включающий этапы:
подачи подаваемого газа, состоящего из природного газа, на первую газоразделительную мембранную ступень, содержащую одну или несколько соединенных последовательно или параллельно мембран, содержащих селективный слой, являющийся селективным в отношении углеводородов C₃₊ относительно метана;
отбора из мембраны (мембран) первой ступени первого потока пермеата, который обогащен углеводородами C₃₊ по сравнению с подаваемым газом;
отбора из мембраны (мембран) первой ступени первого потока ретентата, обедненного по углеводородам C₃₊ по сравнению с подаваемым газом;
подачи первого потока ретентата во вторую газоразделительную мембранную ступень, содержащую одну или несколько соединенных последовательно или параллельно мембран, содержащих селективный слой, являющийся селективным в отношении CO₂ относительно метана;
отбора из мембраны (мембран) второй ступени второго потока пермеата, который обогащен CO₂ по сравнению с подаваемым газом; и
отбора из мембраны (мембран) первой ступени первого потока ретентата, обедненного по CO₂ по сравнению с подаваемым газом,
при этом одна или несколько мембран первой газоразделительной мембранной ступени имеют проницаемость по метану, составляющую менее 68 единиц газопроницаемости (GPU);
при этом одна или мембраны первой газоразделительной мембранной ступени содержат разделительный слой, выполненный из: 1) сополимера или блок-полимера тетраметиленоксида, 2) сополимера или блок-полимера тетраметиленоксида и пропиленоксида, 3) сополимера или блок-полимера пропиленоксида или 4) сополимера или блок-полимера этиленоксида, терефталата и тетраметилентерефталата.
2. Способ по п.1, дополнительно включающий удаление воды из подаваемого газа перед подачей подаваемого газа на первую газоразделительную мембранную ступень.
3. Способ по п.2, где указанный этап удаления воды включает подачу подаваемого газа в молекулярное сито, приспособленное и выполненное с возможностью удаления воды из текучих сред.
4. Способ по п.2, где указанный этап удаления воды включает подачу подаваемого газа в дегидратационную газоразделительную мембрану.
5. Способ по п.1, дополнительно включающий этап сжигания первого и/или второго потоков пермеата в виде факельного газа.
6. Способ по п.1, где подаваемый газ получен из природного газа, извлеченного из подземной или подводной геологической формации, и указанный этап дополнительно включает нагнетание потоков пермеата из первой и/или второй ступени в геологическую формацию.
7. Способ по п.6, дополнительно включающий дегидратацию первого и/или второго потоков пермеата перед нагнетанием в геологическую формацию таким образом, что содержание воды в первом и/или втором потоках пермеата, нагнетаемых в геологическую формацию, составляет не более 50 ppm (об./об.).
8. Способ по п.1, где перепад давления между давлением подаваемого газа и давлением газа-ретентата составляет менее 50 фунтов на квадратный дюйм (3,45 бара).
9. Способ по п.1, где перепад давления между давлением подаваемого газа и давлением газа-ретентата составляет менее 30 фунтов на квадратный дюйм (2,07 бара).
10. Способ по п.1, где перепад давления между давлением подаваемого газа и давлением газа-ретентата составляет менее 20 фунтов на квадратный дюйм (1,38 бара).
11. Способ по п.1, где одна или несколько мембран первой газоразделительной мембранной ступени характеризуются проницаемостью по метану, составляющей менее 34 GPU.
12. Способ по п.1, где одна или несколько мембран первой газоразделительной мембранной ступени характеризуются проницаемостью по метану, составляющей менее 20 GPU.
13. Способ по п.1, где одна или несколько мембран первой газоразделительной мембранной ступени образованы в виде плоских пленок или в виде множества полых волокон.
14. Способ по п.1, где каждая из одной или нескольких мембран первой газоразделительной мембранной ступени содержит разделительный слой, поддерживаемый опорным слоем.
15. Способ по п.14, где каждый из опорных слоев выполнен из полиимида, полисульфона или полиэфирэфиркетона.
16. Способ по п.15, где каждый из опорных слоев является пористым и выполнен из полиэфирэфиркетона.
17. Способ по п.1, где каждая из мембран второй газоразделительной мембранной ступени выполнена из ацетата целлюлозы, полисульфона или полиимида.
18. Система для осуществления способа по п.1 для очистки природного газа, содержащего метан, CO₂ и углеводороды C₃₊, содержащая
источник природного газа;
первую газоразделительную мембранную ступень, содержащую одну или несколько соединенных последовательно или параллельно мембран, сообщающихся по текучей среде с указанным источником, при этом каждая мембрана из первой газоразделительной мембранной ступени содержит селективный слой, являющийся селективным в отношении углеводородов C₃₊ относительно метана; и
вторую газоразделительную мембранную ступень, содержащую одну или несколько соединенных последовательно или параллельно мембран, сообщающихся по текучей среде с выпускным (выпускными) отверстием (отверстиями) для ретентата мембран первой газоразделительной мембранной ступени для приема ретентата из первой газоразделительной мембранной ступени в виде подаваемого газа во второй газоразделительной мембранной ступени, при этом каждая мембрана второй газоразделительной мембранной ступени содержит селективный слой, являющийся селективным в отношении CO₂ относительно метана,
при этом одна или несколько мембран первой газоразделительной мембранной ступени имеют проницаемость по метану, составляющую менее 68 единиц газопроницаемости (GPU);
при этом одна или мембраны первой газоразделительной мембранной ступени содержат разделительный слой, выполненный из: 1) сополимера или блок-полимера тетраметиленоксида, 2) сополимера или блок-полимера тетраметиленоксида и пропиленоксида, 3) сополимера или блок-полимера пропиленоксида или 4) сополимера или блок-полимера этиленоксида, терефталата и тетраметилентерефталата.
19. Система по п.18, дополнительно содержащая устройство для удаления воды, приспособленное и выполненное с возможностью удаления воды из подаваемого газа перед подачей подаваемого газа на первую газоразделительную мембранную ступень.
20. Система по п.19, где указанное устройство для удаления воды представляет собой молекулярное сито, приспособленное и выполненное с возможностью удаления воды из текучих сред.
21. Система по п.19, где указанное устройство для удаления воды представляет собой дегидратационную газоразделительную мембрану.
22. Система по п.18, где каждая из одной или нескольких мембран первой газоразделительной мембранной ступени проявляет перепад давления между давлением подаваемого газа и давлением газа-ретентата, составляющий менее 50 фунтов на квадратный дюйм (3,45 бара).
23. Система по п.18, где каждая из одной или нескольких мембран первой газоразделительной мембранной ступени проявляет перепад давления между давлением подаваемого газа и давлением газа-ретентата, составляющий менее 30 фунтов на квадратный дюйм (2,07 бара).
24. Система по п.18, где каждая из одной или нескольких мембран первой газоразделительной мембранной ступени проявляет перепад давления между давлением подаваемого газа и давлением газа-ретентата, составляющий менее 20 фунтов на квадратный дюйм (1,38 бара).
25. Система по п.18, где каждая из одной или нескольких мембран первой газоразделительной мембранной ступени проявляет проницаемость по метану менее 34 GPU.
26. Система по п.18, где каждая из одной или нескольких мембран первой газоразделительной мембранной ступени проявляет проницаемость по метану менее 20 GPU.
27. Система по п.18, где одна или несколько мембран первой газоразделительной мембранной ступени образована в виде плоских пленок или в виде множества полых волокон.
28. Система по п.18, где каждая из одной или нескольких мембран первой газоразделительной мембранной ступени содержит разделительный слой, поддерживаемый опорным слоем.
29. Система по п.28, где каждый из опорных слоев выполнен из полиимида, полисульфона или полиэфирэфиркетона.
30. Система по п.29, где каждый из опорных слоев является пористым и выполнен из полиэфирэфиркетона.
31. Система по п.18, где каждая из мембран второй газоразделительной мембранной ступени выполнена из ацетата целлюлозы, полисульфона или полиимида.

---