[发明专利]用于反应性气体服务的气体分离膜模块

说明书

气体分离膜模块包括在较高压力气体与较低压力气体之间的密封件。该密封件包括在多个密封表面之间的可压缩密封构件。这些密封表面中的至少一个具有耐腐蚀包层，该耐腐蚀包层被设置在低合金钢之上或者高合金钢之上。该包层减小了由于低合金钢或高合金钢暴露于酸性气体或者暴露于包含有溶解的酸性气体的冷凝水分而被腐蚀、从而使密封件失效的可能性，同时不要求该膜模块暴露于酸性气体的所有表面都配备有包层。

背景

技术领域

本发明涉及一种用于从反应性进料气体中分离气体的经济的气体分离膜模块，该气体分离膜模块包括展现较大的抗泄漏性的密封特征。

背景技术

许多气体分离膜模块包括安排成束的多个中空纤维，其中该束的至少一端嵌入管板中，并且该束被安装在压力容器内。进料气体可以从壳侧(即，中空纤维的外表面)或从中空纤维的管侧/孔侧(即，中空纤维的内表面)接触膜束。

当从孔侧给送时，气体组分优先从纤维孔渗透穿过纤维壁到达纤维外部的空间。这些优先渗透的气体作为渗透物流从壳侧穿过渗透物端口排出。贫乏这些优先渗透组分的残余物流从残余物端口排出。

通常对于较高压力的操作，相比之下，进料是从壳侧与中空纤维束接触的。进料流动路径通常具有由外向内的取向，虽然反向取向也是可能的。优先渗透的气体组分穿过中空纤维的壁并进入中空纤维的孔中。优先渗透的气体组分作为渗透物流从渗透物端口排出，并且贫乏的进料气体(贫乏优先渗透的气体组分)作为残余物流从残余物端口排出。

虽然以上描述的膜模块对于许多类型的进料气体通常是令人满意的，但是当将模块投入酸性气体服务中时，这些膜模块可能潜在地易于泄漏(即，进料气体泄漏到渗透物气体中、进料气体泄漏到残余物气体中、或者进料气体泄漏到模块外部)。酸性气体服务意指进料气体是腐蚀性的并且包含如H₂S和CO₂的酸性气体，例如酸性天然气。进料气体中相对较高水平的酸性气体、尤其是H2S会加重这种易泄漏性。例如，一些人已经报道了酸性或超酸性天然气的H₂S浓度达到了两位数的百分比并且可能甚至达到了高达75体积％。

因此，对于不易泄漏的气体分离膜模块的基于膜的气体分离技术存在需求。

发明内容

目标是满足上述需求。