На сегодняшний день в мировом масштабе существует три принципиально разных технологии разделения газов: самая перспективная и современная, мембранная, адсорбционная и криогенная.

Мембранная технология

Промышленное использование технологии мембранного разделения газов началось в 70-х годах и произвело настоящую революцию в индустрии разделения газов. Вплоть до сегодняшних дней эта технология активно развивается и получает все большее распространения благодаря своей высокой экономической эффективности. В западных странах эта технология практически полностью вытеснила альтернативные способы получения газов - криогенный и адсорбционный, когда не требуется очень чистый газ при очень больших объемах потребления. Так, в случае получения азота, мембранные установки оказываются существенно выгоднее при требуемой чистоте до 99.9% при производительности до 5000 нм³/ч.

В современном производстве воздухоразделительных и газоразделительных установок используют наиболее совершенные половолоконные мембраны пятого поколения. Установки на основе мембранной технологии являются технически практически совершенными системами, именно поэтому они так хорошо зарекомендовали себя не только в России, но и далеко за ее пределами.

Устройство современных мембранных газоразделительных и воздухоразделительных установок исключительно надежно. В первую очередь это обеспечивается тем, что в них нет никаких подвижных элементов, поэтому механические поломки почти исключены. Современная газоразделительная мембрана, основной элемент установки, представляет собой уже не плоскую мембрану или пленку, а полое волокно. Половолоконная мембрана состоит из пористого полимерного волокна с нанесенным на его внешнюю поверхность газоразделительным слоем. Суть работы мембранной установки заключается в селективной проницаемости материала мембраны различными компонентами газа.

Адсорбционная технология

Технология разделения газовых смесей с использованием адсорбентов, веществ селективно поглощающих тот или иной газ, появилась в 50-х годах. Эта технология с момента появления получила широкое распространение в тех применениях, когда требуется получать газ высокой чистоты при большом газовом потоке. Адсорбционное разделение газов часто являются выгодной заменой устаревшей криогенной технологии.

Конструктивно газоразделительные и воздухоразделительные установки, использующие технологию адсорбционного разделения газов, состоят из двух колонн, каждая из которых содержит вещество, селективно поглощающее газовую смесь. Принцип работы установок заключается в том, что сначала сжатый воздух проходит через одну из колонн, до тех пор, пока адсорбент еще способен поглощать определенные газы. После этого воздушный поток направляется в другую колонну, пока в первой происходит регенерация адсорбента.

Криогенная технология

Технология разделения воздуха с помощью криогенных температур на основные газовые компоненты известна очень давно. Принцип работы криогенных установок основан на сжижении воздуха и последующем его разделении на азот, кислород и аргон. Такой способ получения газов называется разделением воздуха методом глубокого охлаждения. Сначала воздух сжимается компрессором, затем, после прохождения теплообменников, расширяется в машине-детандере или дроссельном вентиле, в результате чего охлаждается до температуры 93°К и превращается в жидкость.

Дальнейшее разделение жидкого воздуха, состоящего в основном из жидкого азота и жидкого кислорода, основано на различии температуры кипения его компонентов: кислорода - 90,18°К, азота - 77,36°К. При постепенном испарении жидкого воздуха сначала выпаривается преимущественно азот, а остающаяся жидкость всё более обогащается кислородом. Повторяя подобный процесс многократно на ректификационных тарелках воздухоразделительных колонн, получают жидкие кислород, азот и аргон нужной чистоты.