[发明专利]用于反应性气体服务的气体分离膜模块

权利要求书

1.一种用于酸性气体服务的气体分离膜模块，该气体分离膜模块包括：

中空压力容器，该中空压力容器在第一端和第二端处开放、由碳钢或低合金钢制成，该压力容器在所述第一端处具有第一端面并且在所述第二端处具有第二端面；

第一端盖，该第一端盖由碳钢或低合金钢制成、在所述第一端面处密封所述压力容器的所述第一端，所述第一端盖包括在其中形成的进料气体端口；

第二端盖，该第二端盖由碳钢或低合金钢制成、在所述第二端面处密封所述压力容器的所述第二端，所述第二端盖包括在其中形成的残余物端口，所述压力容器具有在其中形成的渗透物端口；

多个气体分离膜，该多个气体分离膜被布置在该压力容器内、被安排成束，该多个膜在该束的一端处以密封方式被包封在固体聚合物中以提供第一管板和第二管板，所述膜中的每一个膜具有第一侧和第二侧，所述膜中的每一个膜被适配和配置成用于通过使气体渗透穿过该膜至其第二侧来对给送至其第一侧的含酸性气体的进料气体进行分离，从而在该第二侧上提供较低压力的渗透物气体并且在该第一侧上提供较高压力的残余物气体，该渗透物气体与该残余物气体相比富含一种或多种气体；

进料气体端口管，该进料气体端口管由高合金钢制成、在该进料气体端口与这些膜的第一侧和这些膜的第二侧中的一者之间产生流体连通；

残余物端口管，该残余物端口管由高合金钢制成、在该残余物端口与这些膜的第一侧和这些膜的第二侧中的另一者之间产生流体连通；以及

至少两个可压缩密封元件，该至少两个可压缩密封元件包括第一可压缩密封元件和第二可压缩密封元件，其中：

所述第一可压缩密封元件在该压力容器的邻近该第一管板的内表面与该第一管板的外表面之间被压缩，所述压力容器的内表面配备有耐腐蚀包层；

所述第二可压缩密封元件在该压力容器的邻近该第二管板的内表面与该第二管板的外表面之间被压缩，该压力容器的内表面配备有耐腐蚀包层。

2.如权利要求1所述的膜模块，其中：

所述第一可压缩密封元件是第一O形环，该第一O形环被安装于在该压力容器的内表面中形成的凹槽中；并且

所述第二可压缩密封元件是第二O形环，该第二O形环被安装于在该压力容器的内径中形成的凹槽中。

3.如权利要求1所述的膜模块，其中所述第三可压缩密封元件和所述第四可压缩密封元件中的每一者是螺旋垫片。

4.如权利要求1所述的膜模块，其中这些膜被配置为中空纤维膜或螺旋卷绕膜。

5.如权利要求1所述的膜模块，其中这些膜由玻璃状聚合物或橡胶状聚合物制成。

6.如权利要求1所述的膜模块，其中该压力容器由ASME SA333 6级无缝管制成。

7.如权利要求1所述的膜模块，其中该第一端盖和该第二端盖的低合金钢是SA350 LF22类或ASTM 105N。

8.如权利要求1所述的膜模块，其中这些包层中的每一者选自由以下各项组成的组：哈氏合金、因科镍合金、和陶瓷。

9.如权利要求1所述的膜模块，其中该可压缩密封件是O形环、垫片、或杯形密封件。

10.一种用于分离含酸性气体的进料气体的方法，该方法包括以下步骤：

提供如权利要求1所述的膜模块；

经由该进料气体端口将含酸性气体的进料气体给送至该膜模块；

经由该渗透物端口将渗透物气体从该膜模块排出；并且

经由该残余物端口将残余物气体从该膜模块排出。

11.如权利要求10所述的方法，其中该酸性气体是包含至少5％体积的H₂S的酸性天然气。