Газоразделение — это ключевой технологический процесс в современной промышленности, целью которого является получение чистых газов или целевых газовых фракций из сложных смесей. От эффективности этого процесса зависят чистота конечного продукта, энергозатраты и себестоимость. Сегодня для этих задач применяются три основных высокотехнологичных метода: адсорбционный, мембранный и криогенный.
Ключевые методы разделения газов1. Адсорбционное разделение (PSA/VPSA)
Принцип работы: Метод основан на способности специальных материалов (адсорбентов) избирательно улавливать и удерживать на своей поверхности молекулы определенных газов под давлением. Когда давление снижается, поглощенный газ высвобождается (процесс десорбции), а адсорбент регенерируется для следующего цикла.
Преимущества:

• Высокая степень очистки газа.
• Энергоэффективность (особенно для средних объемов производства).
• Полная автоматизация процесса.

2. Мембранное разделение
Принцип работы: Газовая смесь под давлением пропускается через полупроницаемые полимерные мембраны. Молекулы разных газов с различной скоростью проникают через поры мембраны, что приводит к их разделению на два потока: пермеат (прошедший через мембрану) и ретентат (оставшийся поток).
Преимущества:

• Компактность и мобильность установок.
• Простота эксплуатации и низкие эксплуатационные затраты.
• Высокая надежность due to отсутствие движущихся частей.

3. Криогенное разделение (низкотемпературная ректификация)
Принцип работы: Самый производительный метод, используемый для больших объемов. Газовая смесь охлаждается до крайне низких температур, при которой она переходит в жидкое состояние. Затем жидкая смесь подвергается ректификации (многоступенчатой дистилляции) в колоннах, где газы разделяются благодаря разной температуре кипения каждого компонента.
Преимущества:

• Возможность получения газов сверхвысокой чистоты.
• Экономическая эффективность при крупнотоннажном производстве.
• Одновременное получение нескольких продуктов (кислород, азот, аргон и др.).

Оборудование для газоразделения
Современная промышленность предлагает широкий спектр установок, разработанных под конкретные задачи:

• Воздухоразделительные установки (ВРУ): Криогенные, адсорбционные или мембранные комплексы для получения кислорода, азота и аргона из атмосферного воздуха.
• Водородные установки: Оборудование для получения и очистки водорода, часто с использованием адсорбционных технологий (PSA) для выделения H₂ из потоков попутного нефтяного (ПНГ) или коксового газа.
• Мембранные газоразделительные установки (МГРУ): Используются для выделения или осушения различных газов, в том числе для подготовки ПНГ.
• Установки для получения инертных газов: Для выделения неона, криптона, ксенона и других благородных газов.

Области применения
Технологии газоразделения являются основой для множества отраслей:

• Металлургия: Кислород для конвертеров, азот для создания инертной атмосферы.
• Химическая и нефтеперерабатывающая промышленность: Получение водорода для процессов гидроочистки, разделение углеводородных газов.
• Пищевая промышленность: Азот для упаковки продуктов (MAP), углекислый газ для газирования.
• Медицина: Производство медицинского кислорода высокой чистоты.
• Электроника: Получение особо чистых газов для производства полупроводников.