天然气膜法处理技术
净化天然气的膜分离技术
净化天然气的膜分离技术净化天然气的膜分离技术是一种基于物理过程的气体分离技术。
该技术通过利用半透膜对天然气中的杂质进行筛选，从而实现天然气质量的提升。
在天然气净化过程中，常用的膜分离技术主要包括有机膜和无机膜两类。
有机膜是一种基于有机材料制成的膜，常见的有机膜材料包括聚丙烯、聚醚酮、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等。
这些有机膜具有良好的机械性能和可塑性，且易于制造成各种形状和尺寸的膜。
有机膜在气体分离方面具有较高的分离性能，能够将天然气中的二氧化碳、氮气等杂质分离出来。
但是有机膜的耐受性较差，不适用于高温、高压和腐蚀性气体的分离。
相对于有机膜，无机膜具有更高的耐受性，适用于更加苛刻的气体分离工作。
无机膜常采用多孔陶瓷、玻璃等无机材料制成，其孔径大小具有良好的可调性和控制性，可以通过调整孔径的大小来实现对不同分子的选择性分离。
无机膜分为纳滤膜、超滤膜、微滤膜和气体分离膜等几种。
其中，气体分离膜是一种尤其重要的无机膜，其可用于分离天然气中的二氧化碳、甲烷等气体。
在天然气净化中，膜分离技术通常采用膜组件的形式进行。
膜组件是由数千个膜片组合而成的，它们通过特殊的连接方式形成一个密闭的系统，天然气从膜组件的一侧流入，经过膜的筛选作用后从另一侧流出，从而达到净化的目的。
膜组件的选择是影响膜分离技术效果的关键因素之一。
选择合适的膜组件可以提高天然气净化的效率和质量。
在选择膜组件时需要考虑以下几个因素：1. 材料的选择：膜组件的材料应具备良好的耐压、耐热、耐腐蚀等特性。
2. 孔径的选择：孔径大小直接影响到膜的分离效率和选择性。
3. 模块的密封性：模块的密封性对膜分离效果起着关键作用，需要保证密封性能好、无漏气现象。
总的来说，净化天然气的膜分离技术是一种高效、节能、环保的气体分离技术，在天然气生产、储存、运输等领域具有广泛应用前景。
净化天然气的膜分离技术
净化天然气的膜分离技术
膜分离技术是一种应用广泛的物质分离技术，可以通过膜材料的选择和设计来实现对天然气中杂质的净化。
净化天然气的膜分离技术具有高效、节能、环保等优势，广泛应用于天然气处理和利用领域。
净化天然气的膜分离技术主要通过膜的渗透和选择性阻隔作用，将天然气中的CO2、H2S等有害杂质与甲烷等有用成分分离，以达到净化气体的目的。
膜分离技术根据膜材料的特性可以分为多种类型，包括有机膜、无机膜、复合膜等。
有机膜是常用的净化天然气的膜材料之一。
有机膜是以聚合物为基础的膜材料，具有良好的可选择性和渗透性能。
聚酰胺和聚醚等有机膜常用于CO2和H2S的分离。
这些有机膜可以通过膜材料的表面改性、加入添加剂等方法来改善分离性能。
无机膜是净化天然气的另一种常用膜材料，具有较高的热稳定性和耐腐蚀性能。
常用的无机膜材料包括硅氧烷、金属氧化物膜等。
这些无机膜广泛应用于高温和高压条件下的天然气净化，能够有效去除高温高压下的有害杂质。
复合膜是同时使用有机和无机膜材料制备的膜材料，具有有机膜和无机膜的特点，能够兼顾选择性和稳定性。
复合膜可以通过调节不同膜材料的比例和结构来实现对天然气的净化。
净化天然气的膜分离技术通常包括前处理、膜分离和后处理等步骤。
前处理主要是对天然气中的固体颗粒、液滴和液态杂质进行去除，以保护膜材料的使用寿命。
膜分离是核心步骤，通过调节膜的密封、压力和温度等参数，实现对天然气中杂质物质分离的目的。
后处理主要是对分离后的流体进行处理，根据需要对纯化气体进行压缩、干燥等处理。
膜技术在天然气分离中的应用_杨爱军
第37卷第4期辽 宁 化 工V o l.37,N o.4 2008年4月L i a o n i n g C h e m i c a l I n d u s t r y A p r i l,2008专论与综述膜技术在天然气分离中的应用杨爱军1,张丽红2,孙丽萍1,程 俊2(1.唐山燃气集团有限公司,河北唐山063000; 2.河北理工大学化工与生物技术学院,河北唐山063009)摘 要: 膜分离技术是新兴的分离技术,气体膜分离技术在膜分离中占有相当的比重。
气体膜分离法正发展成为分离天然气的一项重要技术。
介绍了气体膜分离技术的原理,并论述了该技术在天然气处理中的应用,如脱除天然气中的水分和酸性组分、天然气中提氦、天然气中轻重烃组分的脱除与回收等,最后简要分析了天然气膜法处理技术的发展与应用前景。
关 键 词: 膜;气体分离;天然气;应用中图分类号: T E868 文献标识码: A 文章编号: 10040935(2008)04024504 能源的需求和储量决定着一个国家的国民经济发展,而随着能源结构的变化,天然气在能源构成中所占比重越来越高。
天然气既是储量较大的绿色民用能源又是重要的化工原料。
但天然气中一般含有一定量的水、硫化氢、及二氧化碳等杂质,不仅会严重腐蚀管道,还给集输工艺带来了较大的影响。
为此,对天然气进行处理非常必要。
迄今工业上处理天然气大多数是采取胺吸收法。
膜分离技术被认为是21世纪最有发展前途的新技术之一,P r i s m中空纤维氮氢分离器的问世使得气体膜分离技术取得了空前的发展[1-2],具有分离效率高、能耗低、操作简单、使用方便、不产生二次污染等优点。
目前,该技术已泛应用于富氧、浓氮;合成氨驰放气中氢的回收以及工业废气中酸性气体的脱除等领域[3-4]。
随着制膜技术的不断提高,膜法分离天然气越来越被人们重视,成为常规胺(如D E A和M D E A),物理吸收(如S e l e x o l)和甘醇脱水等工艺强有力的竞争对手[5]。
油气的膜处理技术
油气的膜处理技术
油气的膜处理技术
摘要：阐明膜分离过程的机理,并对膜处理油气过程中膜通量与各操作条件的.关系作了简要叙述.运用膜分离技术处理油气具有简单、高效且节能的优点.合理选择膜,确定膜的工作条件,可以增大处理量,减小油气对大气的污染程度,膜技术是一种极具发展潜力的油气处理方法.作者：张实沈洪久作者单位：张实(中国石油天然气股份有限公司辽宁销售公司,辽宁,沈阳,110032)
沈洪久(中国石油天然气股份有限公司辽宁沈阳销售分公司,辽宁,沈阳,110032)
期刊：中国科技纵横 Journal：CHINA SCIENCE & TECHNOLOGY 年，卷(期)：2010, (18) 分类号：X7 关键词：改性膜膜分离油气处理。
净化天然气的膜分离技术
净化天然气的膜分离技术1. 膜分离技术的原理膜分离技术是一种通过膜材料对气体或液体混合物进行分离的技术。
其基本原理是利用膜材料的选择性渗透性，在一定的条件下，使得某一种成分通过膜而另一种成分被拦截在膜的一侧，从而实现了混合物的分离。
膜分离技术与传统的物理吸附、化学吸附等净化技术相比，具有操作简便、能耗低、净化效率高等优点。
天然气中的杂质主要包括二氧化碳、硫化氢等，这些有害成分在天然气的净化过程中需要被有效地去除。
而膜分离技术在这一领域具有良好的应用前景。
对于天然气中的二氧化碳和硫化氢, 可采用多种膜材料进行分离和净化。
对于二氧化碳的分离，可以采用聚醚膜和聚醚胺膜等。
这些膜材料具有较高的选择性，能够有效地将二氧化碳从天然气中分离出来。
而对于硫化氢的分离，则可以选择聚偏氟乙烯膜、聚甲基丙烯酸甲酯膜等。
这些膜材料具有良好的耐化学性和高渗透性，适合用于硫化氢的分离。
通过将这些膜装置在一定的反应器内，天然气中的二氧化碳、硫化氢等有害成分将被高效地去除，获得高纯度的天然气。
膜分离技术在净化天然气方面具有一系列的优势。
膜分离技术净化天然气不需要添加任何化学试剂，无需进行高温高压处理，因此操作简便、安全性高，对环境没有污染。
在能源消耗方面，膜分离技术相比其他净化方法更为节能，能大幅度降低天然气净化的成本。
膜分离技术的设备结构简单，占地面积小，极大地节约了生产空间。
4. 膜分离技术的应用现状和展望目前，膜分离技术在净化天然气领域已经得到了广泛的应用。
随着工业化程度的不断提高和环保要求的不断加强，膜分离技术的应用前景也越来越广阔。
未来，随着膜材料性能的进一步优化和膜分离设备的不断提升，膜分离技术将在净化天然气领域发挥更加重要的作用。
气体膜在天然气处理和轻烃回收过程
气体分离膜在天然气处理和轻烃回收过程中的应用概述：天然气作为清洁能源和优质的化工原料，对国民经济的发展和环境大气质量的保护、改善，都在发挥着越来越重要的作用。
但开采出的井口天然气，由于其成分复杂，需要处理和加工后，才能安全平稳的进入输气管线而转化成商品气。
常规的天然气处理包括天然气的脱水，天然气酸性组分C02、H2S的脱除, 和轻烃的回收。
主要的脱水方法有低温冷凝、溶剂吸收和固体吸附等方法，脱除酸性组分的方法主要醇胺法和碱性盐溶液法，轻烃回收主要是低温分离法。
气体分离膜技术的出现为天然气的处理提供了新的途径。
由于其设备简单、运行中无额外的材料和试剂消耗、占地小、撬装设计、操作方便而显示出巨大的发展潜力。
1.气体分离膜气体分离膜是基于溶解-扩散机理，气体首先溶解在膜的表面，然后沿着其在膜内的浓度梯度扩散传递，在膜的另一侧解析。
分离过程的推动力为膜两侧相应组分的分压差，渗透速率相对较快的气体优先透过膜而在低压渗透侧被富集，而渗透速率相对较慢的气体则在高压截留侧被富集。
目前用于气体分离膜的材料主要是高分子材料，按照高分子材料的形态分成橡胶态高分子分离膜和玻璃态高分子分离膜。
橡胶态高分子分离膜在气体渗透过程中的控制机理是溶解选择性控制，可凝性气体，如乙烷、丙烷、丁烷等在膜内的溶解度大，容易透过膜，在膜的渗透侧得到富集。
而不可凝性气体，如氩气、氮气、甲烷在膜内的溶解度小，不容易透过膜，在膜的截留侧得到富集。
在工业应用中橡胶态高分子分离膜的主要材料是硅橡胶，被通称为有机蒸汽分离膜。
下面是气体渗透系数从小到大的序列：N2 O2 H2 CH4 C2H6 CO 2 C3H8 H2S C4H10 H2O C5H12而玻璃态高分子分离膜的材料为聚砜、聚酰亚胺和醋酸纤维素等，气体在膜内的传递主要是由扩散系数控制，所以分子尺寸越小的其渗透系数越大。
下面是气体渗透系数从小到大的序列：C3H8 C2H6 CH4 CO N2 O2 H2S CO 2 H2 H2O由于这两种膜分离特性的差异，所以在天然气处理工艺的应用上有所不同。
天然气膜分离脱碳技术评述
在天然气预处理中，气体膜分离技术主要应用在天然气脱碳、脱水和提氦上[1]，此工艺流程简单、操作方便，当处理小流量气体时可设计为无人值守操作[2]。
目前国外已有将膜分离技术应用于天然气净化领域的实际案例，但在国内还未大规模应用，因此掌握和推广天然气膜分离脱碳技术还需进行进一步深入研究。
1 天然气膜法脱碳基本原理混合气体中各组分通过膜的渗透速率不同而获得分离的方法即为膜分离法，它的特点是装置结构简单，易操作、能耗低，是一种发展较为迅速的节能型气体分离技术[3]。
其本质是基于不同分子在膜材料上的渗透率不同，在膜两侧受到压力梯度的作用下，一种分子优先通过分离膜而达到选择性分离的目的。
2 商用分离膜材料商业上用于脱除CO2的3种主要的分离膜材料为乙酸纤维素、聚酰亚胺、全氟聚合物。
3种商用分离膜材料性能对比见表1。
其中，乙酸纤维素膜在天然气处理中占膜市场的80%，因其在工业领域的接受度广泛，已成为用于分离膜比较的行业标准，其主要市场是高含CO2的天然气和占地空间有限的油气田，如海上平台。
聚酰亚胺易于制备成不对称膜，同时表现出良好的热稳定性和化学稳定性，被认为是乙酸纤维素的替代品，但实际应用中聚酰亚胺分离性能的损失程度比乙酸纤维素严重，且受限于昂贵的价格和使用中存在塑化问题，聚酰亚胺市场很小。
全氟聚合物对CO2和碳氢化合物具有很强的抗塑能力，但选择性低，鲜有全氟聚合物的选择性能达到聚酰亚胺水平，且制造成本高。
表1 商用分离膜材料性能对比特性乙酸纤维素聚酰亚胺全氟聚合物渗透性一般高高选择性一般良好低热稳定性-良好强化学稳定性-良好强抗塑化性弱较弱强3 膜法脱碳工艺膜分离CO2工艺设计需要综合考虑以下因素：分离膜的渗透性和选择性；原始天然气中CO2的浓度和分离要求；投资等。
典型的膜分离CO2工艺有以下5种：一级膜分离工艺流程、二级膜分离工艺流程、一二级混合膜分离工艺流程、三级膜分离工艺流程、膜分离与胺吸收混合工艺流程。
天然气化工中膜技术的应用
２ ． １ ． ３ 天然气化工中 合成气 （ Ｈ ２ ／ Ｃ Ｏ ） 的调节 天然气化工中广泛使用的合成气是 １ １ ２ 和Ｃ Ｏ的
Ｃ Ｏ ， Ｈ ， ｔ ｏ ｐ ｏ ｒ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｉ ｍ ｅ ｔ ｈ ｙ ｌ ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ ｉ ｎ ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｙ ｒ ａ ｒ ｅ ｄ ｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｅ ｄ ｉ ｎ ｄ ｅ ｔ ａ ｉ ｌ ． Ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｍ ｅ ｒ ｉ ｔ ｓ ｏ ｆ ｅ ａ ｃ ｈ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｓ ｐ ｏ ｒ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ａ ｒ ｅ
表面的溶解 ； 膜内溶解的气体沿浓度梯度方向进行扩 散； 气体从膜的低压侧表面上脱附。
℃ ， 户、 。 沪， 卜 奋 ． ． ‘ 、 、 ，户、 贷小甘 户１ 二 ． 、 － 夕户， ． ， ． － － 卜 Ｊ‘ 户 、 Ｙ诊 盏夕
Ｃ Ｋ ＝Ｓ Ｋ Ｐ （ ２ ） 假设传递过程阻力主要集中在两侧的气膜 七， 由 公式（ １ ） ， （ ２ ） ， 可得到气体组分 Ｋ通过膜的传递通量 Ｊ Ｋ 的公式： Ｊ Ｋ ＝Ｑ ｋ ＇ （ Ｐ Ｈ ＇ Ｘ Ｋ 一Ｐ Ｌ ． Ｙ Ｋ ）
甲醇弛放气 中回收氢气， 一个以天然气为原料年产
３ ０ 万ｔ 甲醇的厂家， 弛放气量为 ７ ５ ０ ０ Ｎ 砰／ ｈ ． 投用膜 分离后， 可使 甲醇增产 ２ ． ５ ， 天然气 费川 节省
２ ３ ％ ［ ３ １ 。由 于， 我国以天然气为原料的甲 醇装置开始
于２ ０世纪 ９ ０年代， 目 前的规模还不太大， 膜分离技 术用于甲醇厂弛放气中的技术还没有引起足够的重
净化天然气的膜分离技术
净化天然气的膜分离技术膜分离技术是一种通过渗透和扩散作用将混合物分离的方法。
在天然气净化中，膜分离技术被广泛应用于去除杂质气体，提高天然气的质量。
天然气是一种由多种气体组成的混合物，其中主要成分为甲烷。
但天然气中常含有一些杂质气体，如二氧化碳、氮气、硫化氢等。
这些杂质气体对天然气的使用和储存带来了一定的影响，因此需要通过净化技术将其去除。
膜分离技术是一种物理上的净化技术，它基于气体分子在膜表面上的渗透和扩散行为实现分离。
膜分离过程可以简单地分为三个步骤：传质、吸附和解吸。
在膜分离过程中，天然气通过膜，而杂质气体则被不同的膜材料吸附或拦截。
不同的膜材料对于不同的杂质气体具有不同的吸附能力，可以选择合适的膜材料来去除特定的杂质气体。
膜分离技术具有许多优点。
相对于传统的净化方法，如吸附剂和溶液吸收，膜分离技术具有更高的分离效率和更低的能耗。
膜分离过程无需添加化学试剂和溶剂，对环境友好。
膜分离技术操作简单，可以实现连续和稳定的操作。
在天然气净化中，常用的膜材料包括聚合物膜、无机膜和复合膜。
聚合物膜是一种通过聚合物膜材料制备的膜，具有良好的选择性和通透性，可用于去除二氧化碳、硫化氢等杂质气体。
无机膜是一种通过金属或陶瓷制备的膜，具有较高的热稳定性和化学稳定性，可用于去除氮气和重质烃。
复合膜是一种由聚合物和无机膜组成的膜材料，综合了两者的优点，具有更好的分离性能。
膜分离技术在天然气净化中的应用非常广泛。
一方面，它可用于提高天然气的质量，去除杂质气体，使天然气达到市场要求的标准。
它还可用于回收和利用被去除的杂质气体，减少资源浪费和环境污染。
净化天然气的膜分离技术
净化天然气的膜分离技术随着天然气的使用量不断增加，天然气中的杂质含量问题也日益凸显。
针对天然气中的杂质问题，净化天然气的膜分离技术正在成为一个备受关注的解决方案。
膜分离技术是一种基于物质分子尺寸大小差异，通过半透膜将混合气体或者液体分离的技术。
在天然气领域，膜分离技术主要应用于去除气体混合物中的CO2、H2S等杂质物质。
天然气净化的膜分离技术主要包括两种类型：压力驱动型和渗透驱动型。
压力驱动型膜分离技术主要通过使用高压驱动天然气通过膜，将气体分离，而渗透驱动型膜分离技术则是利用材料的特性，让天然气主动通过膜分离。
与传统的吸收法、吸附法等技术相比，膜分离技术具有节能、低成本、易操作等优势。
膜分离技术的操作成本低，不需要使用特殊的化学试剂，同时可以实现自动化控制。
此外，使用膜分离技术净化天然气可以大幅降低能耗，由于膜分离技术仅需要用到气体本身作为驱动力，而无需其他能源的支持，所以不但能节省大量电费，同时对环境友好。
利用膜分离技术净化天然气的过程中，需要选择合适的膜材料。
一般来说，对于净化天然气的应用场合，多使用非晶态有机物材料或者多孔陶瓷材料。
其中，非晶态有机物材料具有选择性好、通量高、耐化学腐蚀等特点，主要应用于膜分离中的渗透驱动型技术。
而多孔陶瓷材料则是通过建立不同大小、不同分布的孔隙来达到杂质的分离，主要应用于压力驱动型技术。
在净化天然气过程中，膜分离技术一般采用串列方式或并列方式组合使用。
串列方式将不同精度的分离膜串联在一起，先通过较低精度的膜过滤掉大部分杂质，再通过高精度的膜进一步净化天然气；并列方式则是在同一传输管内将不同精度的分离膜并列使用，以达到更高的净化效果。
总的来说，膜分离技术能够有效净化天然气中的杂质，已经成为一种先进的气体净化技术。
随着技术的进一步发展和应用，相信会有更多的创新和应用方式，来不断提高净化天然气的效率和质量。
[工学]天然气膜法处理技术
![[工学]天然气膜法处理技术](https://img.taocdn.com/s3/m/8e280532bb68a98270fefa08.png)
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聚酰亚胺
聚酰亚胺(PI) 是一类由芳香族或脂肪环族四酸 二酐和二元胺经缩聚得到的环链化合物，根据其结 构和制备方法不同可分成两大类：(1) 主链中含有 脂肪链的聚酰亚胺； (2) 主链中含有芳香族的聚酰 亚胺。作为膜分离材料，在80 年代中期已受到重视， 它以其优良的机械性能和热稳定性在许多混合气体 体系的分离中得到了应用，如H2/ N2、O2/ N2、H2/ CH4、CO2/ N2、CO2/ CH4等的分离。
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三、膜分离系统
后处理单元主要是对膜分离装置产生的废 气、废液进行处理，以达到安全排放的环保标 准。
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四、天然气膜处理
1．天然气膜法脱水
国内外天然气矿场集输工艺中使用最普遍的脱 水方法是三甘醇(TEG)吸收法。该法具有设备投资 大，操作复杂，容易产生苯、甲苯等污染物的排放， 也存在废三甘醇的处理问题。
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分离系数
膜对于两种组分的分离性能可以用分离系数
αa/b来显示， αa/b一般用下式表示：
a b
Pa Pb
va vb
在选择天然气处理用膜时， αa/b十分关键， 例如：通过CH4和水的分离系数可以清楚的展示
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分离系数
膜的脱水性能，下表列出了在相同工况的醋酸 纤维膜上，水对天然气中其它组分的分离系数。
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四、天然气膜处理
膜法-深冷法集成提氦工艺流程示意图
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四、天然气膜处理
4．天然气中轻重烃组分的脱除与回收
天然气中含有大量的轻重烃组分，在气体输送 前需将其脱除。传统的处理方法为冷分离法，能耗 高，设备复杂，投资大。采用膜法分离，只要选用 合适的分离膜，使轻重烃组分渗透速率高于甲烷， 优先透过膜予以脱除，渗透侧为富集了轻重烃组分 的天然气，此时采用冷分离法回收烃，能耗、设备 规模、投资都可大大降低。
天然气膜法脱碳技术应用研究
- 19 -第5期天然气膜法脱碳技术应用研究吕红岩（中石油昆仑燃气有限公司天津分公司， 天津 300457）[摘 要] 本文对利用膜法对天然气脱碳技术进行了研究，介绍了膜法天然气脱碳系统流程、膜效率的影响因素、膜法天然气脱碳系统的工艺参数等问题，当进入膜组的天然气压力为5300 kPaG、温度为30-35℃时，模组效率较高，能够满足脱除后天然气含CO 2≤3%（摩尔分数）的国标要求。
利用膜法对天然气脱碳具有投资小、空间利用率高、重量轻以及运行费用低等特点。
[关键词] 天然气；脱除CO 2；膜分离；技术应用作者简介：吕红岩（1983—），女，黑龙江人，2009毕业于中国石油大学（北京）工业催化专业，硕士研究生，安全环保工程师。
现在中石油昆仑燃气有限公司天津分公司主要从事管道天然气、CNG、LNG的销售管理及天然气城市输配管网的建设与运营管理等工作。
图1 天然气膜法脱碳原理图天然气中主要以甲烷等烃类为主，常含有H 2S 和CO 2等酸性物质，酸性物质的存在给天然气集输带来很大影响，最主要的是造成严重的设备和管道腐蚀。
此外，如果天然气中CO 2含量过高会严重影响天然气的热值，不利于燃烧发电，给燃料气系统设计造成极大难度，因此研究如何将天然气中的CO 2脱除是非常必要的。
目前国内主要天然气处理厂均对天然气中的CO 2进行脱除，主要采用MDEA （甲基二乙醇胺）吸收法，该种生产模式造成设备及管线的腐蚀余量选取很大，很不经济。
如果不对天然气中CO 2进行脱除，除会造成设备和管道严重腐蚀和发电机无法发电外，还将造成火炬系统无法点燃，不仅给工程设计造成极大困难，也给正常生产造成了极大安全隐患。
1 SEPAREXTM 膜系统SEPAREXTM 膜系统是一种简单、紧凑、高效的高压天然气脱CO 2系统，是Honeywell 公司开发的新一代天然气净化处理技术，其主要利用了CO 2等气体渗透性强的原理，将酸气从天然气中分离出去。
净化天然气的膜分离技术
净化天然气的膜分离技术净化天然气是保证天然气品质的重要工序，其中膜分离技术在净化天然气中起着至关重要的作用。
膜分离技术是一种利用半透膜对气体进行分离的技术，通过膜的不同渗透性，可以实现对天然气中杂质的去除，从而提高天然气的纯度和品质。
本文将介绍净化天然气的膜分离技术的原理、应用和发展现状。
一、膜分离技术的原理膜分离技术是利用半透膜对不同大小分子进行筛选和分离的技术。
在净化天然气中，通常采用多孔膜或非多孔膜来进行分离。
多孔膜是由多孔结构构成的薄膜，通过孔径的差异实现对气体中各种分子的分离；非多孔膜是由高分子材料构成的薄膜，通过分子的大小、形状和极性来实现对气体的分离。
膜分离技术的原理主要包括渗透和分离两个过程。
在渗透过程中，气体通过膜将其中的一部分成分透过，而另一部分则被滞留在膜表面。
在分离过程中，通过选择适当的膜材料和操作条件，实现对天然气中不同成分的分离和去除。
二、膜分离技术在净化天然气中的应用1. 去除酸性气体天然气中可能含有硫化氢、二氧化硫等酸性气体，会对管道和设备造成严重腐蚀，影响天然气的使用和运输。
膜分离技术可以通过选用适当的膜材料和操作条件，实现对酸性气体的去除，提高天然气的纯度。
2. 去除水分天然气中的水分会影响天然气的燃烧效率和设备的运行稳定性。
膜分离技术可以通过调整膜的渗透性，实现对水分的去除，保证天然气的干燥和纯净。
3. 分离轻烃天然气中还可能含有少量的轻烃（如乙烷、丙烷等），通过膜分离技术可以实现对轻烃的分离和回收，提高天然气的利用效率。
通过膜分离技术对天然气进行净化处理，可以实现高效、环保和经济的净化效果，被广泛应用于天然气的生产和利用过程。
随着科学技术的不断进步，膜分离技术在天然气净化领域的应用也不断得到拓展和深化。
目前国内外已经出现了多种膜分离技术，如超滤膜分离技术、纳米级多孔膜分离技术、膜蒸馏技术等。
而且，膜分离技术在节能减排和环保领域中具有广阔的应用前景。
相比传统的气体分离方法，膜分离技术具有设备简便、操作成本低、净化效果好等优势，因而备受各行业的青睐。
净化天然气的膜分离技术
净化天然气的膜分离技术【摘要】净化天然气是一项重要的工作，膜分离技术因其高效、节能、环保等优势在这一领域得到了广泛应用。
本文首先介绍了膜分离技术在天然气净化中的应用及其工作原理，然后分析了其优势和发展现状，并结合案例对其在天然气净化中的重要性进行了说明。
展望了净化天然气的膜分离技术未来的发展趋势，并总结了其在天然气行业中的重要性。
通过本文的研究，我们可以更深入地了解膜分离技术对天然气净化的作用，同时也为未来该技术的应用和发展提供了参考和指导。
【关键词】净化天然气、膜分离技术、应用、工作原理、优势、发展现状、案例分析、未来发展、重要性、总结。
1. 引言1.1 净化天然气的膜分离技术概述天然气中可能混杂着二氧化碳、硫化氢等有害气体，而膜分离技术可以通过不同膜材料的选择和分离机制，实现对有害气体的高效分离。
其工作原理主要是利用膜的孔隙结构和分子筛选作用，将不同大小、性质的气体分子分离开来，从而实现天然气的净化。
膜分离技术具有节能、高效、无化学药剂消耗的优势，同时也易于实现自动化控制，减少人工干预。
在天然气净化领域，膜分离技术的应用逐渐增多，且取得了显著的经济和环保效益。
未来，随着膜材料和工艺技术的不断改进，净化天然气的膜分离技术将迎来更大的发展空间。
2. 正文2.1 膜分离技术在天然气净化中的应用膜分离技术在天然气净化中的应用是现代天然气处理中的重要环节。
通过膜分离技术，可以有效地去除天然气中的杂质，提高气体纯度，达到工业标准。
膜分离技术主要应用于以下几个方面：1. 除水处理：天然气中常含有大量水汽，通过膜分离技术可以将水汽从天然气中分离出来，提高气体的干燥度。
2. 除二氧化碳处理：二氧化碳是天然气中的主要污染物之一，通过膜分离技术可以有效剔除二氧化碳，提高天然气的纯度。
3. 除硫化氢处理：硫化氢是另一个常见的天然气杂质，通过膜分离技术可以将硫化氢从天然气中分离出来，降低对设备的腐蚀性。
4. 汞脱除处理：天然气中汞的含量较低，但汞对设备和环境的危害性极大。
净化天然气的膜分离技术
净化天然气的膜分离技术膜分离技术是一种基于分子大小和亲疏性的分离原理，通过在一定压力下使特定大小或性质的分子通过半透膜，从而实现对混合气体中不同成分的分离。
在天然气净化中，膜分离技术主要用于去除硫化氢、二氧化碳、水蒸气等杂质，以提高天然气的品质和利用价值。
膜分离技术的原理是通过选择性渗透的膜对混合气体中的不同组分进行分离。
根据不同组分的分子尺寸和亲疏性差异选择不同的膜材料和工作条件，通过一定的压力差驱动气体在膜分离单元中沿着渗透性能不同的膜表面传递，从而实现气体组分的分离。
膜分离技术具有操作简单、设备紧凑、能耗低、无化学添加剂等优点，逐渐成为天然气净化领域的热门技术之一。
膜分离技术在净化天然气中的应用主要包括以下几个方面：一、脱硫天然气中的硫化氢是一种有毒且具有腐蚀性的气体，对设备和环境造成严重危害。
利用膜分离技术可以去除天然气中的硫化氢，提高天然气的安全性和稳定性。
膜分离技术可以根据硫化氢分子在膜材料中的传送速率，选择适当的膜材料和工艺参数，实现高效去除硫化氢，并且不需要使用化学试剂，避免了二次污染的问题。
二、脱二氧化碳天然气中的二氧化碳含量较高会影响燃烧效率和能源利用率，同时也会降低天然气的热值和质量。
膜分离技术可根据二氧化碳分子在膜中的传输速率，选择合适的膜材料和操作条件，将二氧化碳从天然气中分离出来，提高天然气的质量和利用价值。
三、去除水蒸气天然气中的水蒸气在储运和使用过程中容易结露，造成管道腐蚀、设备损坏等问题。
利用膜分离技术可以有效去除天然气中的水蒸气，提高天然气的干燥度和稳定性，同时也可以防止结露问题的发生。
膜分离技术不仅可以高效去除水蒸气，而且操作简单，维护成本低，适用于各种规模的天然气净化工程。
四、其他杂质去除除了硫化氢、二氧化碳和水蒸气，天然气中还可能含有其他杂质，如甲烷、氮气等。
利用膜分离技术可以根据不同气体分子的大小、亲疏性等特性，选择合适的膜材料和工艺条件，实现对其他杂质气体的去除，提高天然气的纯度和品质。
膜法分离在天然气化工中的研发进展
Freeman 和coworkers开发了新的聚合溶解性-选择性气体分离膜材料，CO2可高度溶解，因此可用于从天然气中去除CO2。
使用这种材料可达到高溶解度选择性分离目的。
大多数研究都致力于使用刚性很强的聚合物从天然气中去除CO2。
这类材料因有高的扩散选择性，从而有高的选择性。
但在CO2高分压或烃类污染物较多的情况下，分离性能会变差。
存在于天然气中的少量脂肪族和芳香族烃类会高度溶解在用烃类制造的聚合物中。
它们会使聚合物膜增塑，减小膜的扩散选择性。
这就需要采用常规技术进行气体预处理以去除高级烃类，这样会增加投资费用。
Freeman集团验证了基于交联聚（环氧乙烷）的橡胶材料，表明可解决这一问题。
这类材料对从天然气中去除CO2有很好的溶解度选择性。
该公司也验证了这类材料对CO2/H2混合物中的CO2有极好的选择性。
Freeman集团的研究表明，分离性能可通过在聚合物中引入甲氧基链终端，或在聚合物基质中加入MgO纳米颗粒而得以提高。
降低温度也可进一步提高分离性能。
这类材料也有望用于从含CH4,、N2 、H2和其他轻质气体的混合物中去除极性分子如H2O、 H2S和NH3。
该公司的研究也表明，一些烃类（如甲烷、乙烷和丙烷）在其开发的氟聚合物中的溶解度极小。
这些聚合物由于有异常的溶解度选择性而表现出独特的分离性能。
这一性能意味着这类材料与以烃类制取的材料相比，其塑化的倾向较小。
Greenberg集团正在开发一种方法，用以同时测定由醋酸纤维素、聚苯并咪唑和其他聚合物制作的膜，以及在加压CO2/N2进料气流条件下的机械性能和运移性能。
英国Manchester大学研究人员开发了一系列多孔聚合物材料，其孔径小于2nm，用于分离两种气体如N2/O2和CH4/CO2，具有高气体渗透性和高选择性。
他们称这类材料为本质微孔隙聚合物（PIM）。
PIM由羟化的芳烃单体与氟化或氯化的芳烃单体通过与二噁烷聚合制取。
在渗透性相同情况下，PIM的选择性大大高于其他聚合物。
净化天然气的膜分离技术
净化天然气的膜分离技术膜分离技术是一种通过不同物质在膜上的分离作用实现混合物分离的方法。
在天然气净化过程中，膜分离技术被广泛应用于去除天然气中的杂质和提高天然气的纯度。
膜分离技术利用薄膜作为分离界面，通过选用不同孔径、材料和形式的膜实现对气体的分离。
常用的膜材料包括聚酯、聚醚、聚丙烯、聚四氟乙烯等。
膜分离技术具有操作简单、能耗低、对环境友好等优点，并且可以通过多级串联膜图设计提高分离效果。
在天然气净化中，膜分离技术可以分离出不同组分的气体，例如CO2、H2S、乙烯等。
CO2是天然气中一种常见的杂质，它不仅破坏了天然气的热值和燃烧特性，还会对管道和设备造成腐蚀。
通过使用特定的CO2选择性膜，可以实现对CO2的高效分离和去除，从而提高天然气的纯度。
膜分离技术在天然气净化中的应用主要包括以下几个方面：1. CO2的分离：利用CO2选择性膜，将天然气和CO2分开。
CO2通过膜的渗透，而其他气体则被阻隔在膜上。
这种技术可以实现高纯度和高回收率的CO2分离，并广泛应用于天然气脱硫和CO2捕集领域。
2. H2S的分离：膜分离技术也可以用于去除天然气中的硫化氢(H2S)。
选择性膜可以通过渗透和拦截机制将H2S从天然气中分离出来，避免了传统净化方法中使用的化学剂和吸附剂的使用。
3. 乙烯和丙烯的分离：天然气中常含有乙烯和丙烯等烯烃，而这些烯烃对聚合物催化剂有一定的毒性和抑制作用。
膜分离技术可以实现对烯烃的选择性分离和去除，从而提高聚合物催化剂的稳定性和催化效果。
膜分离技术在天然气净化中起到了重要的作用，可以高效地去除天然气中的杂质，提高天然气的纯度和热值。
随着膜分离技术的不断发展和完善，相信在未来将会有更多的创新和应用，推动天然气净化技术的进一步提升。
天然气膜法脱碳技术应用研究
天然气膜法脱碳技术应用研究作者：尉少华来源：《西部论丛》2018年第11期摘要：天然气中二氧化碳的存在会导致设备和管道的腐蚀，影响工艺安全，二氧化碳含量过高会导致天然气热值达不到规定要求，也不能满足商用天然气的技术要求。
关键词：天然气脱碳工艺处理方法引言随着清洁能源在全社会的广泛应用，天然气的需求量大大增加，推动了大型天然气气田不断被发现和开采，因不同地层区块特征差别，高含二氧化碳天然气气田不断出现。
天然气输送过程中若存在二氧化碳，会严重的腐蚀设备和管道，并且天然气内二氧化碳含量过高造成热值达不到要求规定，不能满足商品天然气的销售的技术指标规定要求。
目前天然气处理脱碳工艺方法主要为干法脱碳和湿法脱碳。
干法脱碳常用固体吸附和膜分离两种方法，固体吸附是利用天然气在加压时含有的CO2能被吸附在多孔状固体物质上，而当减压时吸附的CO2脱出。
由于固体吸附剂孔隙有限，因此吸附CO2的效率较低，且吸附量小。
为此若想提高工艺流程中二氧化碳的吸附量，只能再增加吸附段并扩充设备规格，造成工艺流程复杂规模庞大，因此该工艺现场实际应用不广泛。
膜分离是将天然气高速透过某种高分子聚合物薄膜，在高压条件下薄膜会对天然气中不同组分实现选择性阻隔，造成了天然气中不同组分透过膜的速率不同，进而将CO2组分与其它组分进行分离。
根据脱碳过程天然气组分是否发生化学变化，将湿法脱碳分为物理吸收法和化学吸收法，物理吸收法是在不发生化学反应的前提下，将天然气注入有机溶剂作为吸收剂如碳酸丙烯脂、聚乙二醇二甲醚和甲醇等，依据二氧化碳在这些溶剂中的溶解度随着温度压力变化的物理原理来溶解吸收二氧化碳。
同时在高压及低温的条件下吸收剂吸收效果好，并且吸收效果还随着压力增加和温度降低而进一步增加。
当吸收剂吸收饱和后，通过降压和增温，吸收剂内的将二氧化碳将分离出来，分离后的吸收剂仍可再次使用。
化学吸收法是在吸收CO2过程发生可逆的化学反应，在升温和降压后，化学反应所生成的化合物分解并释放出CO2，分离出CO2的吸收剂溶液又可再次使用。
净化天然气的膜分离技术
净化天然气的膜分离技术
膜分离技术是一种通过排除法将混合物中的组分分离出来的方法。
在天然气净化过程中，膜分离技术被广泛应用。
本文将对天然气净化的膜分离技术进行详细介绍。
天然气是一种燃料资源，常含有大量的杂质，例如二氧化碳、硫化氢和水蒸气，这些杂质会影响燃烧效率和设备的寿命。
在天然气的使用前，需要对其进行净化处理。
膜分离技术是一种透过特殊的薄膜将混合物组分分离的方法。
在天然气净化过程中，一般采用聚合物薄膜作为分离介质。
根据不同的分离目标，可以选择不同的薄膜材料。
膜分离过程的基本原理是根据混合物组分在薄膜上的渗透速率的差异实现分离。
当混合物通过薄膜时，具有较高渗透速率的组分会迅速穿过薄膜，而具有较低渗透速率的组分则被滞留在薄膜上。
通过这种方式，可以实现对混合物的分离。
在天然气净化中，最常见的膜分离技术是膜气体分离和膜溶剂分离。
膜气体分离是指通过膜分离技术将天然气中的杂质气体和主要成分分离。
在这个过程中，选择具有较高渗透速率的杂质气体通过薄膜，而较低渗透速率的主要成分则被留在薄膜上。
根据杂质气体的不同，可以选择不同的薄膜材料来实现分离。
常见的膜气体分离技术包括薄膜透气、气体吸附和薄膜渗透等。
膜分离技术是一种重要的天然气净化技术。
通过选择合适的薄膜材料和分离方法，可以实现对天然气中杂质的有效分离，提高其质量和利用价值。
随着技术的不断发展，膜分离技术在天然气净化中的应用前景将更加广阔。
净化天然气的膜分离技术
净化天然气的膜分离技术净化天然气的目的是去除其中的二氧化碳、硫化氢等有害成分，以提高其质量和热值，从而满足市场的需求。
膜分离技术利用半透膜对天然气中的不同成分进行分离，是一种不需要加热的分离方法，具有能耗低、操作简单、净化效果好等优点，因此得到了广泛应用。
膜分离技术的原理是利用半透膜对气体进行筛选，实现不同成分的分离。
膜的选择是关键，通常采用聚合物膜、无机膜、有机无机混合膜等。
这些膜具有特定的孔径和表面特性，可以选择性地拦截不同大小、不同极性的分子，从而实现对天然气中杂质的去除。
在膜分离过程中，天然气通过膜分离装置，经过膜表面的筛选作用，不同成分的气体被分离出来，经过相应的处理后，纯净的天然气即可得到。
膜分离技术在净化天然气领域的应用主要包括以下几个方面：1. 二氧化碳的去除二氧化碳是天然气中的一种主要杂质，含量较高时会降低天然气的热值和燃烧效率。
采用膜分离技术可以有效去除天然气中的二氧化碳，提高天然气的质量和热值。
目前，膜分离技术已经成为天然气中二氧化碳净化的主要手段之一。
2. 硫化氢的去除硫化氢是天然气中的另一种常见有害气体，其具有刺激性气味，对环境和人体健康造成危害。
采用膜分离技术可以有效去除天然气中的硫化氢，减少空气污染，提高天然气的清洁程度。
3. 天然气液态化随着液化天然气(LNG)的需求不断增加，天然气的液态化成为了一个重要的环节。
膜分离技术可以在液态化天然气的过程中，去除其中的杂质，提高LNG的质量，满足市场需求。
膜分离技术在净化天然气中的应用，不仅提高了天然气的质量和热值，还有助于减少对环境的污染，是一种绿色、环保的分离方法。
目前，膜分离技术在天然气工业中的应用已经十分成熟，得到了广泛认可和推广。
膜分离技术在净化天然气过程中仍然存在一些挑战和问题。
膜材料的选择和研发是一个关键的问题。
目前市面上的膜材料品种繁多，但在天然气净化领域的适用性和稳定性有待提高。
膜分离过程中的膜污染和衰减问题也需要解决。
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用
37
五、膜技术国内外展望
等开展研究，取得了很大的进展，为以后膜科学 的发展，膜技术的产业化奠定了基础。 世界上可提供气体膜分离装置的厂商有20 多 家，如美国的Separex、Grace 、Monsanto 、Air Product 等大化工企业以及日本的日东电工、东丽、 松下等都相继投入气体分离膜及装置的研究开发 中。
用于天然气分离的膜主要由聚砜、醋酸纤维 素、聚酰亚胺等材料制成，其分离原理主要以溶 解-扩散作用为主。
6
二、气体膜分离的机理
气体膜分离原理图
7
二、气体膜分离的机理
1．微孔扩散机理
该理论认为，由于多孔介质孔径及内孔表面性 质的差异，使得气体分子与多孔介质之间的相互作 用程度有所不同，从而表现出不同的传递特性，于 是气体组分在压差的作用下，通过微细孔至渗透侧。
理想的气体分离膜材料应该同时具有：
• 良好的透气性； • 良好的透气选择性； • 高的机械强度； • 优良的热和化学稳定性； • 良好的成膜加工性能。
14
三、膜分离系统
目前气体分离用膜材料主要有：
• 高分子聚合物膜材料
• 聚烯烃
• 纤维素类
• 聚砜
• 聚酰亚胺
• 有机硅材料 • 聚硅酸酯类 • 无机膜材料
返回
41
分离系数
膜对于两种组分的分离性能可以用分离系数
αa/b来显示， αa/b一般用下式表示：
a b
Pa va Pb vb
在选择天然气处理用膜时， αa/b十分关键， 例如：通过CH4和水的分离系数可以清楚的展示
42
分离系数
膜的脱水性能，下表列出了在相同工况的醋酸 纤维膜上，水对天然气中其它组分的分离系数。
25
四、天然气膜处理
优先透过膜而被脱除掉。与传统的脱水方法相比，
它具有以下几方面的优点： • • • 工艺简单，操作容易，占地面积小； 不需额外加入溶剂，不需再生，无二次污染； 可利用天然气本身的压力作为推动力，几乎没 有压力损失；
•
操作弹性大，可通过调节膜面积和工艺参数来
适应处理量的波动。
26
四、天然气膜处理
32
四、天然气膜处理
3．从天然气中提氦
天然气中含氦0.2%～2%，是氦气生产的主要 来源，传统的深泠分离法制取高纯氦气(He≥99.9%) 需经多次提浓，能耗大，成本高，因此膜法从天然
气中提氦有一定的优势。目前已开发出能从贫氦天
然气中提浓氦的工业化气体分离膜，但高纯氦的收
率不高。
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四、天然气膜处理
组分 αa/b
CH4 500ຫໍສະໝຸດ CO2 16.7H2 S 10
C 2 H6
N2
H2 8.3
CO 333.3
He 6.7
O2 100
1000 555.6
返回
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高分子聚合物膜材料
用于气体分离的高分子膜材料主要有聚烯烃、 纤维素类、聚砜、聚酰亚胺、有机硅材料及聚硅 酸酯类。其中前三类为早期工业用的气体分离膜 用材料，研究发现它们存在透气性较差的缺点， 使得以这些材料开发的气体分离膜器的应用受到 一定的限制。
36
五、膜技术国内外展望
1．国外应用状况
1960 年，Loeb 和Sourirajan 研究出具有商业 价值的醋酸纤维素非对称膜(L-S 膜)，确定了L-S 制
膜工艺，开创了膜技术的新纪元。随后的40年是
“膜技术的黄金时代”。以石油危机和人类环保意
识增强为契机，伴随相关学科的发展，国外学者对
高分子膜的形成、膜结构、物性、性能、过程及应
膜法-深冷法集成提氦工艺流程示意图
35
四、天然气膜处理
4．天然气中轻重烃组分的脱除与回收
天然气中含有大量的轻重烃组分，在气体输送
前需将其脱除。传统的处理方法为冷分离法，能耗
高，设备复杂，投资大。采用膜法分离，只要选用
合适的分离膜，使轻重烃组分渗透速率高于甲烷，
优先透过膜予以脱除，渗透侧为富集了轻重烃组分 的天然气，此时采用冷分离法回收烃，能耗、设备 规模、投资都可大大降低。
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四、天然气膜处理
处理方法，但该法存在设备庞大、笨重、投资费 用高、再生和环境污染等问题。比较胺法，膜法 在天然气处理过程中具有以下优点：①可在高压 下操作，处理后的天然气压降损失小；②膜法处
理天然气较胺吸收法方便，无环境污染和防火问
题；③投资费用较低。
31
四、天然气膜处理
膜法脱除天然气中酸性气体流程示意图
21
三、膜分离系统
液固相分离；然后进入高效过滤器，利用超滤 和毛细管凝聚技术回收凝析油；最后在微换热 器中，天然气温度升高到饱和露点（水、烃）
以上，保证进入膜分离单元后无游离态水（或
烃）形成。
22
三、膜分离系统
膜分离单元是整个分离装置的核心单元，它 是一个或几个膜组件组成的分离单元。预处理后 的原料气从分离器壳程——膜分离高压侧导入， 在对应侧分压差的驱动下，渗透通过膜壁而进入 膜的管程——低压渗透侧，然后沿外侧纵轴流动， 最后干气从与分离单元进气口相对的另一侧出口 排除。
式中：S ——溶解度系数；
△p—— 气体分压。
12
二、气体膜分离的机理
3．膜的特征参数
天然气膜法处理技术的核心在于选择适合待
处理天然气情况的膜。通过大量分析研究，特别
提出两个在选膜时供参考的关键特征参数。
渗透系数 特征参数 分离系数
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三、膜分离系统
1．膜材料
膜材料是发展膜分离技术的关键问题之一，
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五、膜技术国内外展望
2．国内情况
我国自80 年代初开始气体膜分离技术的研究开 发，目前从事气体膜研究与开发的单位主要分布在 中国科学院有关研究所和部委属研究单位等。所涉 及的领域遍及膜科学与技术，从材料到应用以及产 品开发各方面。经过多年的努力，我国在气体膜分 离技术的研究开发方面，已涌现出一批具有开发应 用价值、接近或达到国际水平的成果。
膜组件
板 框 式
螺 旋 卷 式
中 空 纤 维 式
圆 管 式
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三、膜分离系统
上述几种膜组件的特性比较：
项目 填充密度 （m2/m3） 抗污染性能 膜清洗 相对造价 板框式 螺旋卷式 圆管式 中空纤维式 30-500 好 易 高 200-800 中等 可 低 30-200 很好 简单 高 500-9000 差 难 低
装置、过程优化及集成工艺技术等方面。
4
二、气体膜分离的机理
膜法气体分离的基本原理是根据混合气体中
各组分在压力的推动下透过膜的传递速率不同，
从而达到分离的目的。膜分离是一种动力学分离
过程，分离效率受膜材料、气体组成、压差、分
离系数等因素的影响。
5
二、气体膜分离的机理
目前常见的气体通过膜的分离机理有两种： • • 气体通过多孔膜的微孔扩散机理； 气体通过非多孔膜的溶解-扩散机理。
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渗透系数
渗透系数表示气体通过膜的难易程度，是指 单位时间、单位压力下气体透过单位膜面积的量 与膜厚度的乘积。其公式如下：
vL P p
式中：P——渗透系数，m2 /(Pa· s)； L——膜的厚度，m；
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渗透系数
v——渗透速度，m/s；
△P——膜两侧的压差，Pa。
为满足天然气净化处理的工艺要求，应选用 值较大的膜。
中科院大连化物所的硅橡胶-聚砜中空纤维膜 分离器用于从含氦0.5%的天然气中提浓氦，试验 结果表明用国产膜分离器从天然气中提浓氦是可 行的。有研究者提出将深冷法与膜法有效结合的 集成技术，既先用膜法得到浓缩氦，然后对其深 冷分离并精制得到高纯氦。下图为膜法-深冷法集 成提氦工艺流程示意图。
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四、天然气膜处理
天然气膜法脱水一般采用渗透侧抽真空或干燥 气体吹扫工艺，以迅速排出渗透侧的水蒸气，加速 水蒸气传质过程。下图为真空法膜脱水流程图。
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四、天然气膜处理
膜法脱水和TEG法脱水的性能比较
性能 水的脱除率，% 设备成本比 设备重量比 TEG <90% 1 1 <95% 1.1 1.1 膜+预处理 <85% 0.8 0.55 <95% 1.2 0.8
耗低、操作简单、使用方便、不产生二次污染等
优点，气体膜分离技术获得了快速发展。
目前，膜技术已泛应用于富氧、浓氮；天然 气的分离与净化；合成氨驰放气中氢的回收以及 工业废气中酸性气体的脱除等领域。
2
一、概述
各种膜分离装置
氢气回收(左)；废气回收(中)；氮气提取(右)
3
一、概述
目前，世界上已有21个国家采用了膜分离天然
对混合气体通过多孔膜的分离过程，为了获得良好
的分离效果，要求混合气体通过多孔膜的传递过程
应以努森扩散(分子流)为主。因此分离过程应
8
二、气体膜分离的机理
尽可能地满足下列条件： • 多孔膜的微孔直径必须小于混合气体中各
组分的平均自由程，一般要求多孔膜的直径在
(50～300)×10-10m；
• 混合气体的温度应较高，压力应较低，因
操作成本，万元/年
200
210
105
注1：TEG法和分子筛法按4年更换一次TEG和分子筛考虑，平均消耗 20t/a；膜法每2年更换一次膜芯。
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四、天然气膜处理
2．天然气膜法脱CO2 、H2S 等酸性气体
天然气中的CO2、H2S等酸性组分气体在天然 气的输送过程中容易造成管道的腐蚀和堵塞，因此 井口采出的天然气除脱水外，还应脱除CO2和H2S， 使其达到管输标准。 工业上对天然气的脱酸性气体处理大多采用胺 吸收法。胺吸收法是一种发展比较成熟的天然气
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三、膜分离系统