CN101306300A - 变压吸附脱碳工艺及装置 - Google Patents

变压吸附脱碳工艺及装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种变压吸附脱碳工艺和装置。本工艺采用并列的吸附塔，将原料气中的CO2气体经吸附塔内的吸附剂吸附脱除，从而得到产品气，其工艺流程的每一循环包括吸附、直接降压、降压、抽真空、升压和终充过程，其中的直接降压过程中是吸附塔气体第一次降压直接降压到净化气中，然后均衡降压不少于6次，降压后吸附塔内压力达到常压或微负压；其中的终充过程，是将净化气和原料气最后同时对吸附塔升压，增加装置的处理能力。本发明的装置是包含有并列的吸附塔和并列的均压塔。本发明能有效提高气体回收率，降低系统电耗。

Description

变压吸附脱碳工艺及装置
技术领域
本发明涉及一种气体分离工艺及装置，特别是一种变压吸附脱碳工艺及装置。
背景技术
目前变压吸附脱碳(脱除原料气中的CO2气体)的工艺流程主要有两种：一种是使用放空流程，即用有效气体冲洗床层，此流程的缺点是有效气体收率低。另一种使用回收流程，即将放空流程中的冲洗床层的气体从吸附塔的顶部通过压缩机回收，由于从吸附塔顶部进行回收，造成吸附塔内的杂质前沿不断向吸附塔顶部推进，造成系统解吸的能耗高，此流程的缺点是系统能耗高。
变压吸附脱碳就是利用装填于吸附塔内的固体颗粒状物质(称为吸附剂)的内外表面对CO2气体的附着能力，将原料气中的CO2气体脱除，整个工作过程就是根据要求控制产品气体中的CO2气体的含量。由于原料气是从吸附塔的底部进入吸附塔，随着时间的推移，杂质不断向吸附塔的顶部推进。在吸附塔内的杂质气体的浓度梯度始终是呈一个三角型，即上部杂质气体的浓度低，下部杂质气体的浓度高。
现将变压吸附脱碳的两种工艺流程简介如下：(原料气的组份包括：H2、N2、CO2、CO、CH4、H2S、H2O。具体含量根据各厂的工况和产品的不同也不尽相同。脱碳产品气的组份包括：H2、N2、CO2、CO、CH4、H2S、H2O。具体含量根据各厂的工艺和产品的不同也不尽相同，若产品为液氨，产品气CO2含量小于0.2％；产品为甲醇，产品气CO2含量0.5％～1.0％(联醇工艺)，2％～5％(单醇工艺)。其中吸附剂为活性氧化铝、活性碳、硅胶组成。只是根据装置的原料气成份和产品气的用途不同进行不同的配比。其中活性氧化铝的作用是除去原料气中的饱和水，活性碳的作用是除去原料气中的硫化物和部分CO2，硅胶的作用是除去原料气中的CO2。)
一、放空工艺流程，参见图1
图1中阀门编号说明：
1#为原料气进口阀(即图1中的A1、B1、C1、D1)
2#为产品气出口阀(即图1中的A2、B2、C2、D2)
3#为真空泵进口阀(即图1中的A3、B3、C3、D3)
4#为均压进出口阀(即图1中的A4、B4、C4、D4)
5#为终充气进口阀(即图1中的A5、B5、C5、D5)
6#为放空气出口阀(即图1中的A6、B6、C6、D6)
此工艺流程一个循环包括：吸附、降压、放空、抽真空、升压、最后充压等过程：①吸附：原料气通过1#阀门进入吸附塔，杂质气体被吸附剂吸附后的产品气通过2#阀门流出吸附塔，进入下一工段；②降压：当产品气中指标超过生产指标时，吸附过程结束，通过4#阀门将塔吸附塔内的高压气体转移到其它需要升压的吸附塔(此过程称降压)；③放空：：当降压过程完成后，吸附塔内还高于常压，通过6#阀门将吸附塔吸附塔内的气体排放到大气中；④抽真空：排放完毕，通过3#阀门用真空泵对吸附塔抽真空，让吸附于吸附剂中的杂质气体解吸；⑤升压：当吸附吸附剂中的杂质气体解吸完毕后，通过4#阀门将其它吸附塔内的高压气体转移到吸附塔内(此过程称升压)；⑥最后充压：仅通过吸附塔内的压力转移不能将吸附塔内的压力提高到吸附压力，通过5#阀门将产品气转移到吸附塔内，让吸附塔内的压力达到吸附压力(此过程称最后充压)，最后充压完毕后，该吸附塔进入下一个吸附循环。
此流程由于有部分气体放空，造成装置的有效气体损失。
二、回收工艺流程，参见图2
图2中阀门编号说明：
1#为原料气进口阀(即图2中的A1、B1、C1、D1)
2#为产品气出口阀(即图2中的A2、B2、C2、D2)
3#为真空泵进口阀(即图2中的A3、B3、C3、D3)
4#为均压进出口阀(即图2中的A4、B4、C4、D4)
5#为终充气进口阀(即图2中的A5、B5、C5、D5)
7#为回收气出口阀(即图2中的A7、B7、C7、D7)
8#为顺向终充气进口阀(即图2中的A8、B8、C8、D8)
此工艺流程一个循环包括：吸附、降压、放空、抽真空、升压、顺向充压、最后充压等过程：①吸附：原料气通过1#阀门进入吸附塔，杂质气体被吸附剂吸附后的产品气通过2#阀门流出吸附塔，进入下一工段；②降压：当产品气中指标超过生产指标时，吸附过程结束，通过4#阀门将塔吸附塔内的高压气体转移到其它需要升压的吸附塔；③回收：当降压过程完成后，吸附塔内还高于常压，通过7#阀门用压缩机将吸附塔内的气体进行回收；④抽真空：回收完毕，通过3#阀门用真空泵对吸附塔抽真空，让吸附于吸附剂中的杂质气体解吸；⑤升压：当吸附吸附剂中的杂质气体解吸完毕后，通过4#阀门将其它吸附塔内的高压气体转移到吸附塔内；⑥顺向充压：仅通过吸附塔内的压力转移不能将吸附塔内的压力提高到吸附压力，通过8#阀门将回收转移到吸附塔内；⑦最后充压：若还达不到吸附压力，再通过5#阀门将产气转移到吸附塔内，让吸附塔内的压力达到吸附压力，最后充压完毕后，该吸附塔进入下一个吸附循环。
此流程由于回收气全部通过吸附塔顶部流出，造成吸附塔内的杂质气体不断向吸附塔上部污染，造成系统抽真空的解吸难度增加(即增加能耗)。另外：由于回收气作为顺向升压气体，通过吸附塔底部进入吸附塔，此步骤造成杂质气体向吸附塔上部推进，从而减小了吸附剂的利用率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改进的变压吸附脱碳工艺及装置，克服已有技术中存在的上述问题，提高工艺流程的有效气体收率，降低系统能耗。
为达到上述发明目的，本发明的构思是：
本发明工艺流程是将已有技术中放空工艺流程与回收工艺流程有机结合成一个工艺流程，采用第一次降压采用吸附塔内压力，直接和净化气压力均压，多次降压达到抽真空前(吸附剂再生前)吸附塔为常压。这样既达到了降压的效果，又提高了有效气体的收率，节省了吸附塔个数，节约了压缩机的投资，节约了使用压缩机的电耗，同时也达到了和压缩机回收的同样效果，从而提高吸附剂的利用率，降低了系统电耗。
根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：
一种变压吸附脱碳工艺，采用并列的吸附塔，将原料气中的CO2气体经吸附塔内的吸附剂吸附脱除，从而得到产品气，其特征在于：
a.工艺流程的每一循环包括吸附、直接降压、降压、抽真空、升压和终充过程；
b.在所述的直接降压过程中是吸附塔气体第一次降压直接降压到净化气中，然后均衡降压不少于6次，降压后吸附塔内压力达到常压或微负压；
c.所述的终充过程，是将净化气和原料气最后同时对吸附塔升压，增加装置的处理能力。
所述的吸附过程是：原料气通过原料气进口阀从吸附塔底部进入吸附塔；CO2气体被吸附剂吸附后的产品气从吸附塔顶部流出，通过产品气出口阀进入下一工序；所述的直接降压过程是：当产品气中指标超过生产指标时通过均压进出口阀直接降压到产品气中，所述的降压过程是：当产品气中指标超过生产指标时，通过均压进出口阀，将吸附塔内的高压气体转移到其它需要升压的吸附塔；所述的抽真空过程是：通过真空泵进口阀从吸附塔底部抽出气体，使吸附于吸附剂中的CO2气体解吸；所述的升降过程是：通过均压进出口阀，从吸附塔顶部输入其它吸附塔来的高压气体；所述的最后充压过程是：通过终充气进口阀，将产品气从吸附塔顶部输入吸附塔，将原料气从吸附塔底部输入吸附塔，使其内压力达到吸附压力。
一种权利要求1所述的变压吸附脱碳工艺用的装置，包括并列的吸附塔，原料气管路通过原料气进口阀连接吸附塔底部，产品气管路通过产品气出口阀连通吸附塔顶部，有真空泵通过真空泵进口阀连通吸附塔的底部，均压管道通过均压进出口阀连通吸附塔的顶部，其特征在于有并列的均压缓冲罐通过均压阀接通吸附塔的顶部。
所述的变压吸附脱碳工艺用的装置，共有4-48台吸附塔并列安装，共有3～10台均压缓冲罐并列安装。
下面结构附图加以进一步说明：参见图3。
图3中阀门编号说明：
1#为原料气进口阀(即图3中的A1-J1)
2#为产品气出口阀(即图3中的A2-J2)
3#为终充气进口阀(即图3中的A3-J3)
4#为均压进出口阀(即图3中的A4-J4)
5#为均压进口阀  (即图3中的A5-J5)
6#为均压进口阀  (即图3中的A6-J6)
7#为下部充压阀  (即图3中的A7-J7)
8#真空泵进口阀  (即图3中的A8-J8)
本发明的工艺流程一个循环包括：吸附、直接降压、降压、抽真空、升压、终充、等过程：1.吸附：原料气通过1#阀门进入吸附塔，杂质气体被吸附剂吸附后的产品气通过2#阀门流出吸附塔，进入下一工段；2.直接降压：当产品气中指标超过生产指标时，吸附过程结束，通过3#阀和SF号阀门将吸附塔内的高压气体转移到净化气中3.降压：直接降压结束，通过4#阀将吸附塔内的高压气体转移其它需要升压的吸附塔；4.抽真空：降压完毕，通过8#阀门用真空泵对吸附塔抽真空，让吸附于吸附剂中的杂质气体解吸(此过程称抽真空)；5、升压：当吸附吸附剂中的杂质气体解吸完毕后，通过4#阀门将其它吸附塔内的高压气体转移到吸附塔内；6.终充：若还达不到吸附压力，再通过5#6#阀门将产品气和原料气转移到吸附塔内通过让吸附塔内的压力达到吸附压力，最后充压完毕后，该吸附塔进入下一个吸附循环。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：本发明的工艺流程中将已有技术中发明放空和回收两个工艺过程有机结合成一个工艺过程；采用从吸附塔多次降压，达到抽真空前吸附塔为常压，或微负压，此效果相当于一个普通变压吸附用压缩机回收的效果，也是对吸附剂的冲洗过程，从而减少了压缩机的投资和压缩机的电耗，减轻抽真空解吸的难度，。本发明将最后充压进行吸附塔上下同时充压，处理后的气体从吸附塔顶部进入吸附塔，原料气从吸附塔底部进入，减少了充压时间从而提高吸附剂的利用率，提高了系统的处理气量的能力。
本工艺流程的经济价值为：相当于放空艺流程，有效气体总收率能提高5％；相对于回收工艺流程，系统能耗能降低20％，相同能力的装置投资能降低10％。
附图说明
图1是已知技术的放空工艺流程用装置结构示意图。
图2是已知技术的回收工艺流程用装置结构示意图。
图3是本发明一个实施例的变压吸附脱碳工艺用装置的结构示意图。
图4是本发明二个实施例的变压吸附脱碳工艺用装置的结构示意图。
具体实施方式
现将本发明的实施例叙述于后。
实施例一：参见图3，本工艺过程是15000Nm3/h变压吸附脱碳工艺过程：
此工艺流程是生产液氨，变压吸附脱碳的产品气的CO2含量为0.2％。系统由十台吸附塔(A、B、C、D、E、F、G、H、I、J)和三台均压塔(a、b、c)组成，装置运行过程中同时有四台吸附塔吸附，两台吸附塔同时抽真空，七次压力均衡，简称10-4-2-7/V工艺流程。每一个吸附塔在一次循环中都要经过：吸附(A)直接降压(SF)、压力第一均衡降(E1L)、压力第二均衡降(E2L)、压力第三均衡降(E3L)、压力第四均衡降(E4L)压力第五均衡降(E5L)、压力第六均衡降(E6L)压力第七均衡降(E7L)、抽真空(CU)、压力第一均衡升(E1R)、压力第二均衡升(E2R)、压力第三均衡升(E3R)、压力第四均衡升(E4R)、压力第五均衡升(E5R)、压力第六均衡升(E6R)、压力第七均衡升(E7R)、最后充压(RL)等18个步序。
现以A塔在一个循环内经历18个步序的工况为例，对本装置变压吸附工艺过程进行说明。
(1)吸附(A)
开启程控阀KV1A、KV2A，原料气通过KV1A进入A塔，原料气中CO2和水等在吸附压力下被吸附剂吸附，未被吸附的H2、N2、CO、CH4等组份(称为净化气)，经KV2A进入产品气总管送出界外。当CO2的吸附前沿到达吸附塔某一位置时关闭KV1A、KV2A，原料气停止进入A塔。塔内保持吸附时的压力。
(2)直接降压(SF)
A塔吸附步骤停止后，即开启KV4A及SF阀。使A塔出口端和净化气管道连接，A塔内死空间气体(系指吸附剂颗粒之间及吸附剂内部空隙的气体)由A塔出口端经KV4A及SF阀，从A塔进入净化气。该步骤结束时，A塔和净化气压力基本达到平衡，而A塔内的CO2吸附前沿还未达到出口端。
压力第一均衡降(E1L)
(3)压力第一均衡降(F1L)
A塔吸附步骤停止后，即开启KV4A及KV4H。使A塔出口端和刚结束压力第二均衡升步骤的H塔的出口端相连通，A塔内死空间气体(系指吸附剂颗粒之间及吸附剂内部空隙的气体)由A塔出口端经KV4A及KV4H阀，从A塔进入H塔。该步骤结束时，A塔和H塔压力基本达到平衡，而A塔内的CO2吸附前沿还未达到出口端。
(4)压力第二均衡降(E2L)
A塔压力第一均衡降后，A塔和H塔压力基本达到平衡，关闭KV4H阀，打开KV111阀，A塔内死空间气体(系指吸附剂颗粒之间及吸附剂内部空隙的气体)由A塔出口端经KV4A及KV111阀，从A塔进入均压塔a。该步骤结束时，A塔和均压塔a压力基本达到平衡，而A塔内的CO2吸附前沿还未达到出口端。
(5)压力第三均衡降(E2L)
A塔压力第二均衡降后，A塔和均压塔a压力基本达到平衡，关闭KV4H阀，打开KV4D阀，A塔内死空间气体(系指吸附剂颗粒之间及吸附剂内部空隙的气体)由A塔出口端经KV4A及KV4D阀，从A塔进入D塔。该步骤结束时，A塔和D塔压力基本达到平衡，而A塔内的CO2吸附前沿还未达到出口端。
(6)压力第四均衡降(E3L)
A塔压力第三均衡降后，A塔和D塔压力基本达到平衡，关闭KV4D阀和KV4A，打开KV112阀和KV5A，A塔内死空间气体(系指吸附剂颗粒之间及吸附剂内部空隙的气体)由A塔出口端经KV5A及KV111阀，从A塔进入均压塔b。该步骤结束时，A塔和均压塔b压力基本达到平衡，而A塔内的CO2吸附前沿还未达到出口端。
(7)压力第五均衡降(E5L)
A塔压力第四均衡降后，A塔和均压塔b压力基本达到平衡，关闭KV112阀，打开KV5J阀，A塔内死空间气体(系指吸附剂颗粒之间及吸附剂内部空隙的气体)由A塔出口端经KV5A及KV5J阀，从A塔进入J塔。该步骤结束时，A塔和J塔压力基本达到平衡，而A塔内的CO2吸附前沿还未达到出口端。
(8)压力第六均衡降(E6L)
A塔压力第五均衡降后，A塔和J塔压力基本达到平衡，关闭KV5A，KV5J阀，打开KV6A和KV113阀，A塔内死空间气体(系指吸附剂颗粒之间及吸附剂内部空隙的气体)由A塔出口端经KV6A及KV113阀，从A塔进入均压塔c。该步骤结束时，A塔和均压塔c压力基本平衡。
(9)压力第七均衡降(E7L)
A塔压力第六均衡降后，A塔和均压塔c压力基本达到平衡，关KV6A及KV113阀，打KV5A和KV5E开阀，A塔内死空间气体(系指吸附剂颗粒之间及吸附剂内部空隙的气体)由A塔出口端经KV5A及KV5E阀，从A塔进入E塔。该步骤结束时，A塔和E塔压力基本达到平衡，而A塔内的CO2吸附前沿基本达到出口.
(10)抽真空(CU)
A塔压力第七均衡降完毕后，A塔的压力基本达到常压，或微负压。关闭KV6A，打开KV8A阀，对A塔抽真空，对吸附剂再生。
(10)压力第七均衡升(E7R)
A塔抽真空后，A塔内的吸附剂再生完全，关闭KV8A阀，打开KV5A和KV5B阀，B塔内死空间气体(系指吸附剂颗粒之间及吸附剂内部空隙的气体)由B塔出口端经KV5A及KV5B阀，从B塔进入A塔。该步骤结束时，B塔和A塔压力基本达到平衡。
(11)压力第六均衡升(E6R)
A塔抽真空后，A塔内的吸附剂再生完全，打开KV6A和KV113阀，均压塔c由出口端经KV5A及KV113阀，从均压塔c进入A塔。该步骤结束时，均压塔c和A塔压力基本达到平衡。
(12)压力第五均衡升(E5R)
A压力第五均衡升后，均压塔c和A塔压力基本达到平衡。打开KV4A，KV4G阀，G塔内的气体经KV4G及KV4A阀，从G塔进入A塔该步骤结束时，G塔和A塔压力基本达到平衡。
(13)压力第四均衡升(E4R)
A压力第四均衡升后，G塔和A塔压力基本达到平衡。打开KV5A，KV112阀，均压塔b塔内的气体经KV112及KV5A阀，从均压塔b进入A塔。该步骤结束时，均压塔b和A塔压力基本达到平衡。
(14)压力第三均衡升(E3R)
A压力第三均衡升后，均压塔b和A塔压力基本达到平衡。关闭KV112打开KV5C阀，由C塔出口端经KV5C阀及KV5A阀，从C塔进入A塔该步骤结束时，C塔和A塔压力基本达到平衡。
(15)压力第二均衡升(E2R)
A压力第三均衡升后，C塔和A塔压力基本达到平衡。打开KV6A，KV111阀，均压塔a内气体由均压塔a出口端经KV111及KV4A阀，从均压塔a进入A塔该步骤结束时，均压塔a和A塔压力基本达到平衡。
(16)压力第一均衡升(E1R)
A压力第二均衡升后，均压塔a和A塔压力基本达到平衡。打开KV4A，KV4H阀，H塔内死空间气体(系指吸附剂颗粒之间及吸附剂内部空隙的气体)由H塔出口端经KV4H及KV4A阀，从H塔进入A塔该步骤结束时，H塔和A塔压力基本达到平衡。(17)终充(RL)
A压力第一均衡升后，H塔和A塔压力基本达到平衡。打开，KV110，KV3A阀，产品气通过终充调节阀和KV110，KV3A阀进入A塔，同时打开KV114原料气通过114阀和KV7A进入A塔。使A塔的压力升至吸附压力。该步骤结束时。A塔的压力应和吸附压力相同。(A塔又准备开始下一个循环的吸附步序)
实施例二：本实施例是：参见图4，本工艺过程是20000Nm3/h变压吸附脱碳工艺过程：此工艺流程是生产联醇，变压吸附脱碳的产品气的CO2含量为0.5％～1％。系统由十二台吸附塔(A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L)和三台均压缓冲罐(a、b、c)组成，装置运行过程中同时有六台吸附塔吸附，两台吸附塔同时抽真空，七次压力均衡，简称12-6-2-7/V工艺流程。每一个吸附塔在一次循环中都要经过：吸附(A)直接降压(SF)、压力第一均衡降(F1L)、压力第二均衡降(E2L)、压力第三均衡降(E3L)、压力第四均衡降(E4L)压力第五均衡降(E5L)、压力第六均衡降(E6L)压力第七均衡降(E7L)、抽真空(CU)、压力第一均衡升(E1R)、压力第二均衡升(E2R)、压力第三均衡升(E3R)、压力第四均衡升(E4R)、压力第五均衡升(E5R)、压力第六均衡升(E6R)、压力第七均衡升(E7R)、最后充压(RL)等18个步序。
现以A塔在一个循环内经历18个步序的工况为例，对本装置变压吸附工艺过程进行说明。
现以A塔在一个循环内经历十个步序的工况为例，对本装置变压吸附工艺过程进行说明。
(1)吸附(A)
开启程控阀KVA1、KVA2，原料气通过KV1A进入A塔，原料气中CO2和水(杂质组份)等在吸附压力下被吸附剂吸附，未被吸附的H2、N2、CO、CH4等组份(称为净化气)，经KV2A进入产品气总管送出界外。当CO2的吸附前沿到达吸附塔设定的一位置时关闭KV1A、KV2A，原料气停止进入A塔。塔内保持吸附时的压力。
(2)直接降压(SF)
A塔吸附步骤停止后，即开启KV4A及SF阀。使A塔出口端和净化气管道连接，A塔内死空间气体(系指吸附剂颗粒之间及吸附剂内部空隙的气体)由A塔出口端经KV4A及SF阀，从A塔进入净化气。该步骤结束时，A塔和净化气压力基本达到平衡，而A塔内的CO2吸附前沿还未达到出口端。
压力第一均衡降(E1L)
(3)压力第一均衡降(E1L)
A塔吸附步骤停止后，即开启KV4A及KV4H。使A塔出口端和刚结束压力第二均衡升步骤的H塔的出口端相连通，A塔内死空间气体(系指吸附剂颗粒之间及吸附剂内部空隙的气体)由A塔出口端经KV4A及KV4H阀，从A塔进入H塔。该步骤结束时，A塔和H塔压力基本达到平衡，而A塔内的CO2吸附前沿还未达到出口端。
(4)压力第二均衡降(E2L)
A塔压力第一均衡降后，A塔和H塔压力基本达到平衡，关闭KV4H阀，打开KV111阀，A塔内死空间气体(系指吸附剂颗粒之间及吸附剂内部空隙的气体)由A塔出口端经KV4A及KV111阀，从A塔进入均压塔a。该步骤结束时，A塔和均压塔a压力基本达到平衡，而A塔内的CO2吸附前沿还未达到出口端。
(5)压力第三均衡降(E2L)
A塔压力第二均衡降后，A塔和均压塔a压力基本达到平衡，关闭KV4H阀，打开KV4D阀，A塔内死空间气体(系指吸附剂颗粒之间及吸附剂内部空隙的气体)由A塔出口端经KV4A及KV4D阀，从A塔进入D塔。该步骤结束时，A塔和D塔压力基本达到平衡，而A塔内的CO2吸附前沿还未达到出口端。
(6)压力第四均衡降(E3L)
A塔压力第三均衡降后，A塔和D塔压力基本达到平衡，关闭KV4D阀和KV4A，打开KV112阀和KV5A，A塔内死空间气体(系指吸附剂颗粒之间及吸附剂内部空隙的气体)由A塔出口端经KV5A及KV111阀，从A塔进入均压塔b。该步骤结束时，A塔和均压塔b压力基本达到平衡，而A塔内的CO2吸附前沿还未达到出口端。
(7)压力第五均衡降(E5L)
A塔压力第四均衡降后，A塔和均压塔b压力基本达到平衡，关闭KV112阀，打开KV5J阀，A塔内死空间气体(系指吸附剂颗粒之间及吸附剂内部空隙的气体)由A塔出口端经KV5A及KV5J阀，从A塔进入J塔。该步骤结束时，A塔和J塔压力基本达到平衡，而A塔内的CO2吸附前沿还未达到出口端。
(8)压力第六均衡降(E6L)
A塔压力第五均衡降后，A塔和J塔压力基本达到平衡，关闭KV5A，KV5J阀，打开KV6A和KV113阀，A塔内死空间气体(系指吸附剂颗粒之间及吸附剂内部空隙的气体)由A塔出口端经KV6A及KV113阀，从A塔进入均压塔c。该步骤结束时，A塔和均压塔c压力基本平衡。
(9)压力第七均衡降(E7L)
A塔压力第六均衡降后，A塔和均压塔c压力基本达到平衡，关KV6A及KV113阀，打KV5A和KV5E开阀，A塔内死空间气体(系指吸附剂颗粒之间及吸附剂内部空隙的气体)由A塔出口端经KV5A及KV5E阀，从A塔进入E塔。该步骤结束时，A塔和E塔压力基本达到平衡，而A塔内的CO2吸附前沿基本达到出口.
(10)抽真空(CU)
A塔压力第七均衡降完毕后，A塔的压力基本达到常压。关闭KV7A，打开KV8A阀，对A塔抽真空，对吸附剂再生。
(10)压力第七均衡升(E7R)
A塔抽真空后，A塔内的吸附剂再生完全，关闭KV8A阀，打开KV5A和KV5B阀，B塔内死空间气体(系指吸附剂颗粒之间及吸附剂内部空隙的气体)由B塔出口端经KV5A及KV5B阀，从B塔进入A塔。该步骤结束时，B塔和A塔压力基本达到平衡。(11)压力第六均衡升(E6R)
A塔抽真空后，A塔内的吸附剂再生完全，打开KV6A和KV113阀，均压塔c由出口端经KV6A及KV113阀，从均压塔c进入A塔。该步骤结束时，均压塔c和A塔压力基本达到平衡。
(12)压力第五均衡升(E5R)
A压力第五均衡升后，均压塔c和A塔压力基本达到平衡。打开KV4A，KV4G阀，G塔内的气体经KV4G及KV4A阀，从G塔进入A塔该步骤结束时，G塔和A塔压力基本达到平衡。
(13)压力第四均衡升(E4R)
A压力第四均衡升后，G塔和A塔压力基本达到平衡。打开KV5A，KV112阀，均压塔b塔内的气体经KV112及KV5A阀，从均压塔b进入A塔。该步骤结束时，均压塔b和A塔压力基本达到平衡。
(14)压力第三均衡升(E3R)
A压力第三均衡升后，均压塔b和A塔压力基本达到平衡。关闭KV112打开KV5C阀，由C塔出口端经KV5C阀及KV5A阀，从C塔进入A塔该步骤结束时，C塔和A塔压力基本达到平衡。
(15)压力第二均衡升(E2R)
A压力第三均衡升后，C塔和A塔压力基本达到平衡。打开KV4A，KV111阀，均压塔a内气体由均压塔a出口端经KV111及KV4A阀，从均压塔a进入A塔该步骤结束时，均压塔a和A塔压力基本达到平衡。
(16)压力第一均衡升(E1R)
A压力第二均衡升后，均压塔a和A塔压力基本达到平衡。打开KV4A，KV4H阀，H塔内死空间气体(系指吸附剂颗粒之间及吸附剂内部空隙的气体)由H塔出口端经KV4H及KV4A阀，从H塔进入A塔该步骤结束时，H塔和A塔压力基本达到平衡。
(17)终充(RL)
A压力第一均衡升后，H塔和A塔压力基本达到平衡。打开，KV110，KV3A阀，产品气通过终充调节阀和KV110，KV3A阀进入A塔，同时打开KV114原料气通过114阀和KV7A进入A塔。使A塔的压力升至吸附压力。该步骤结束时。A塔的压力应和吸附压力相同。(A塔又准备开始下一个循环的吸附步序)
接下A塔又准备开始下一个循环的吸附步序。
本工艺用的装置如图5所示，基本上与实施例1的装置相同，所不同之处是：本实施例由12台吸附塔并列安排构成，6台吸附塔同时吸附。

Claims (4)

1.一种变压吸附脱碳工艺，采用并列的吸附塔，将原料气中的CO2气体经吸附塔内的吸附剂吸附脱除，从而得到产品气，其特征在于：
a.工艺流程的每一循环包括吸附、直接降压、降压、抽真空、升压和终充过程；
b.在所述的直接降压过程中是吸附塔气体第一次降压直接降压到净化气中，然后均衡降压不少于6次，降压后吸附塔内压力达到常压或微负压；
c.所述的终充过程，是将净化气和原料气最后同时对吸附塔升压，增加装置的处理能力。
2.根据权利要求1所述的变压吸附脱碳工艺，其特征在于所述的吸附过程是：原料气通过原料气进口阀(A1、B1、C1、......)从吸附塔底部进入吸附塔；CO2气体被吸附剂吸附后的产品气从吸附塔顶部流出，通过产品气出口阀(A2、B2、C2、......)进入下一工序；所述的直接降压过程是：当产品气中指标超过生产指标时通过均压进出口阀(A3、B3、C3、......SF)直接降压到产品气中，所述的降压过程是：当产品气中指标超过生产指标时，通过均压进出口阀(A4、B4、C4、......)，将吸附塔内的高压气体转移到其它需要升压的吸附塔；所述的抽真空过程是：通过真空泵进口阀(A8、B8、C8、......)从吸附塔底部抽出气体，使吸附于吸附剂中的CO2气体解吸；所述的升降过程是：通过均压进出口阀(A4、B4、C4、......)，从吸附塔顶部输入其它吸附塔来的高压气体；所述的最后充压过程是：通过终充气进口阀(A5、B5、C5、......)，将产品气从吸附塔顶部输入吸附塔，将原料气从吸附塔底部输入吸附塔，使其内压力达到吸附压力。
3.一种权利要求1所述的变压吸附脱碳工艺用的装置，包括并列的吸附塔(A、B、C、......)，原料气管路通过原料气进口阀(A1、B1、C1、......)连接吸附塔(A、B、C、......)底部，产品气管路通过产品气出口阀(A2、B2、C2、......)连通吸附塔(A、B、C、......)顶部，有真空泵通过真空泵进口阀(A8、B8、C8、......)连通吸附塔(A、B、C、......)的底部，均压管道通过均压进出口阀(A4、B4、C4、......)连通吸附塔(A、B、C、......)的顶部，其特征在于有并列的均压缓冲罐(a、b、c...)通过均压阀(111、112、113......)接通吸附塔(A、B、C、......)的顶部。
4.根据权利要求3所述的变压吸附脱碳工艺用的装置，其特征在于共有4～48台吸附塔(A、B、C、......)并列安装，共有3～6台均压缓冲罐(a、b、c...)并列安装。
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