Investigation on membrane-assisted CO2 removal process for oxidative coupling of methane in mini-plant scale

In this paper the application and the performance of a membrane unit for preliminarily removing CO2 from the product gas mixture in the Oxidative Coupling of Methane (OCM) process based on a mini-plant scale experimental facility are presented and discussed. The model for the membrane unit is validated via experiments based on the comparison of concentrations and recoveries, respectively, with a brilliant agreement <5% under operating pressure up to 5 and 10 bar. It is found that the C2H4 loss rate could not be reduced less than 5% with the CO2 removal rate of 50% in a given membrane module. Since ethylene (C2H4) is the target product in OCM process, a two-stage membrane system is therefore proposed to enhance the C2H4 recovery. This configuration could further reduce the product loss rate while keeping the same CO2 removal rate as that of the single stage process.

---

W artykule niniejszym zaprezentowano i omówiono zastosowanie oraz wydajność pojedynczej membrany dla wstępnego usuwania CO2 z mieszaniny gazowej w procesie oksydacyjnego sprzężenia metanu (OCM) w oparciu o skalę mini-aparatury doświadczalnej. Model pojedynczej membrany weryfikowany jest drogą eksperymentów opartych odpowiednio na porównaniu stężeń i odzysków przy bardzo dobrą zgodności <5% i ciśnieniu operacyjnym do 5 i 10 barów. Ustalono, że tempa strat C2H4 nie można ograniczyć o mniej niż 5% przy tempie usuwania CO2 wynoszącym 50% w danym module membrany. Ponieważ docelowym produktem procesu OCM jest etylen (C2H4), zaproponowano dwuetapowy system membranowy, który ma zwiększyć jego odzysk. Konfiguracja taka mogłaby w dalszej perspektywie zmniejszyć tempo strat produktu przy niezmienionym tempie usuwania CO2, właściwym dla procesu jednoetapowego.