[发明专利]动力学分馏器和分馏气体混合物的循环方法

权利要求书

1.从天然气混合物分离甲烷的方法，所述方法包括：

将天然气混合物引入气体分离单元，所述气体分离单元具有至少一个容器，其由下列组成：

用于接收所述天然气混合物的进气口，

第一出气口，

吸附剂材料，其具有大于5的污染物相比甲烷的动力学选择性，以便污染物成为动力学吸附在所述吸附剂材料内的气体，

至少两个主要流动通道，其通过所述吸附剂材料，使所述进气口和所述第一出气口流体连通，和

至少一个次要流动通道，其通过所述吸附剂材料，所述次要流动通道与所述主要流动通道流体连通；

将所述至少一个容器置于压力下，以使污染物吸附到所述吸附剂材料；

从所述第一出气口释放由按体积计至少95%的甲烷组成的产物流，和

通过减小所述至少一个容器内的压力，不对所述容器施加热，从所述吸附剂材料解吸污染物气体，因此传输由按体积计至少95％的所述污染物气体组成的废气流。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述污染物包括CO₂、H₂S、H₂O、重烃、VOC、硫醇、或其组合。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述至少一个容器配置用于通过所述进气口传输所述废气流。

4.根据权利要求2所述的方法，其中所述至少一个容器配置用于通过所述出气口传输所述废气流。

5.根据权利要求2所述的方法，其中：

所述至少一个吸附容器进一步包括所述进气口和所述第一出气口中间的第二出气口；和

解吸所述污染物气体从所述第一出气口释放第一部分废气流，以及从所述第二出气口释放第二部分废气流。

6.根据权利要求2所述的方法，其中：

所述容器进一步包括多个杆；

所述至少两个主要流动通道的每一个在所述多个杆之间并且沿着所述多个杆的长轴形成；和

所述多个杆基本上等距地隔开，提供具有基本均匀体积的所述主要流动通道。

7.根据权利要求6所述的方法，其中：

所述至少一个次要流动通道由沿着各个杆的多个阶梯式表面形成。

8.根据权利要求6所述的方法，其中：

所述多个杆的每一个包括其中的孔；

所述多个杆的每一个包括沿所述孔放置的铁磁性材料；和

所述方法进一步包括将磁场施加于所述多个杆，以形成所述多个杆的均匀间隔。

9.根据权利要求6所述的方法，进一步包括：

选择离子流体作为吸附剂，以增强所述吸附剂材料的吸附性能；和

在将所述天然气混合物引入所述进气口之前，将选择的离子流体置于所述阶梯式表面上。

10.根据权利要求6所述的方法，其中：

所述至少一个吸附剂容器进一步包括所述进气口和所述第一出气口中间的第二出气口；和

所述至少一个次要流动通道由与所述至少两个主要流动通道相交并且使所述进气口和第二出气口流体连通的流动通道形成。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述至少一个次要流动通道横向于所述至少两个主要流动通道。

12.根据权利要求2所述的方法，其中：

解吸所述污染物气体在第一时间期间释放第一部分废气流和在第二时间期间释放第二部分废气流。

13.根据权利要求12所述的方法，其中：

所述第一部分废气流包括按体积计至少98%的CO₂。

14.根据权利要求13所述的方法，其中：

所述第二部分废气流包括氮气、氢气、甲烷、H₂O、或其组合。

15.根据权利要求2所述的方法，其中在小于一分钟的联合循环中进行所述释放和解吸步骤。

16.根据权利要求2所述的方法，其中所述吸附剂材料进一步包括沿着所述至少一个容器的内径的环形环。

17.根据权利要求2所述的方法，其中所述吸附剂材料包括具有形成所述至少两个主要流动通道的纵向通孔的整块体。