Способ очистки метана от примесей

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик и 1952300(51 М. Кй. з с присоединением заявки М В 01 О 53/02 Государственный комитет ССС Р по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 210832(72) Авторы А.С.Барабаш, А бев, О.В.К 54) СПОСОВ ОЧИСТКИ МЕТАНА ОТ ПРИМЕС Изобретение относится к очистке газов от примесей и может быть ис-. пользовано для очистки метана в химической промышленности, эксперименталь.ной Физике и химииИзвестен способ очистки газов от примесей насыщенных углеводородов, путем вакуумной дистилляции с пропусканием очищаемой среды через син тетические цеолиты в сжиженном состоянии с последующим контактированием с металлическим зеркалом бария. Содержание кислорода в очищенном метане составляло около 10 6 относительных молярных долей 111.Недостатком способа является то, что метан пропускают через цеолиты в сжиженном состоянии. В этом случае глубокой очистки метана не происходит, 2 О так как при пропускании жидкого метана через цеолиты жидкость блокирует окна цеолитов.Таким образом глубина очистки метана недостаточна, а сам способ сложен и неприемпем в производственных условиях.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки метана от примесей путем пропускания его через синтетический цеолит типа 5 А . Очист ка метана по этому способу основанана поглощении цеолитами только полярных примесей, без использования молекулярноситового эффекта, вследствие чего глубина очистки по сумме примесей достигается небольшая (Кфф 10 Щ 23,Однако такие полярные соедйнения как вода, двуокись углерода, сероводород, сернистый ангидрид и меркаптан сильно адсорбируются и легко могут быть выделены.Кроме того , недостатком способа является недостаточно глубокая очистка метана от примесей.Целью изобретения является увеличение степени очистки метана от примесей.Укаэанная цель достигается тем,что согласно способу очистки метана от примесей путем пропускания газообразного метана через синтетический цеолит, в качестве последнего используют цеолифг типа Б а А, а процесс ведут при 90-96 оК под давлением, меньшим давления паров насыщения.Использование цеолита типа КаА в способе очистки метана обусловлено тем, что он имеет диаметр входных окон 4 А.952300 3 Формула изобретения Составитель К.Ягунов Редахтор А.шандор Техред С.Мигунова Корректор О.БилакЗаказ 6005/10 Тираж 734 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035,Москва,Ж,Раушская наб.,д.4/5филиал ППП "Патент",г.ужгород, ул.Проектная, 4 Воэможность низкотемпературнойбчистки газообразного метана с помощью синтетических цеолитов с размерами окон 4 А обусловлена тем, чтб молекулы этих газов сферически симметричны и поэтому не электроотрицательны и 5неполярны, а размер молекул при температуре 96 о К становится большим4 А, вследствие чего они перестаютпоглощаться цеолитом, в отличие отпримесей, молекулы которых меньше 104 А в интервале 90-96 ф К или полярны.Нижний предел температурногодиапазона очистки выбран равным 90 К,поскольку при меньших температурахцеолиты в динамическом режиме очистки 5перестают поглощать многие приме,би, в том числе кислород, Если,процесс очистки газообразного метанаПроводят при 90 бК, давление метанадолжйо быть меньше 79,55 мм рт. ст.и соответственно, если процесс очистки проводят при 96 ОК, давление метана должно быть меньше 173,85 мм рт,ст.Если же давление метана превысит дав"ление паров насыщения при данной температуре (например при температуре96 О К давление будет больше173,85 мм рт. ст.) , метан начнетсжижаться, жидкий метан заблокируетокна цеолитов и очистка метана станетневозможной,П р и м е р. Цеолит типа Иал отечественного производства с размерами окон 4 А засыпают в адсорбертрубу из нержавеющей стали диаметром 30 мм, на входе и выходе .адсорбера располагают пористые стекла дляудержания пыли. В системе имеютсядва термокомпрессора, охлаждение которых жидким азотом позволяет собирать газ. Исходный газ содержится 40в баллоне, и очищенный собирают вбаллон.Проводят первичную регенерациюцеолита,После регенерации цеолито охлаждают 933,фК и пропускают через нихс скоростью около 1 м/мин. под давлением, меньшим насыщения, метан заводского производства, имеющий исходную чистоту около 10 Зэкв. 02 После однократного пропускания через адсорбер содержание электроотрицательных примесей в метане снижается до 5 10 9 экв,01Поскольку практически все примеси в метане злектроотрицательны, то можно сделать вывод, что предлагаемый способ Обеспечивает более, чем в 200 раз более глубокую очистку метана от примесей по сравнению с из- . вестным способом и в 10 ф - 105 раз по сравнению с промышленными способами.Суммарное содержание электроотрицательных примесей в метане определяли с помощью электроннозахватного двухфазного детектора.Использование предлагаемого способа обеспечивает сверх глубокую очистку метана в широких производственных масштабах и открывает возможнЬсть создания в ядерной физике жид" костных ионизационных камер на основе метана, содержащего в большом количестве водород, что необходимо для ряда экспериментов. Способ очистки метана от примесей путем пропускания газообразного метана через синтетические цеолиты, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что,с целью увеличения степени очистки, в качестве синтетического цеолита используют цеолит типа ИаА, апроцесс ведут при 90-96 к под давлением, меньшим давления паров насыщения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. К.Й. Ипдау ес а 1. .Спев РЬу 5,54, 3112, 1971,2. Кауль А.ЛРизенфельд Ф.С.Очисткагаза. 1962, с.318.