CN1027423C - 从富甲烷混合气体中除去二氧化碳和水分的装置 - Google Patents

从富甲烷混合气体中除去二氧化碳和水分的装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1027423C
CN1027423C CN90102348A CN90102348A CN1027423C CN 1027423 C CN1027423 C CN 1027423C CN 90102348 A CN90102348 A CN 90102348A CN 90102348 A CN90102348 A CN 90102348A CN 1027423 C CN1027423 C CN 1027423C
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
tower
pipeline
flow process
adsorption
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN90102348A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1047217A (zh
Inventor
金丸利寿
浦野昌治
木下夏雄
太田启
川崎春次
西野近
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saibu Gas Co Ltd
Mitsubishi Petrochemicals Engineering Co Ltd
Original Assignee
Saibu Gas Co Ltd
Mitsubishi Petrochemicals Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saibu Gas Co Ltd, Mitsubishi Petrochemicals Engineering Co Ltd filed Critical Saibu Gas Co Ltd
Publication of CN1047217A publication Critical patent/CN1047217A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1027423C publication Critical patent/CN1027423C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/047—Pressure swing adsorption
    • B01D53/0476—Vacuum pressure swing adsorption
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/06—Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
    • C10L3/10—Working-up natural gas or synthetic natural gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/116—Molecular sieves other than zeolites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/25—Coated, impregnated or composite adsorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/30—Physical properties of adsorbents
    • B01D2253/302—Dimensions
    • B01D2253/308—Pore size
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
    • B01D2256/24—Hydrocarbons
    • B01D2256/245—Methane
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/50—Carbon oxides
    • B01D2257/504—Carbon dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/80—Water
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40007—Controlling pressure or temperature swing adsorption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40011—Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40013—Pressurization
    • B01D2259/40015—Pressurization with two sub-steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40011—Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/4002—Production
    • B01D2259/40022—Production with two sub-steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40011—Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40028—Depressurization
    • B01D2259/40032—Depressurization with three sub-steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40011—Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40058—Number of sequence steps, including sub-steps, per cycle
    • B01D2259/40069—Eight
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/404—Further details for adsorption processes and devices using four beds
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Industrial Gases (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

吸法，循环使用4塔式吸附塔，其特征在于：从解吸塔，在通过解吸气体吸气泵的解吸气体管路开始分管，设置有有水式储气罐、回收气体压缩机和回收气体温度调节装置的回收气体管路，用管路连接在前一流程进行吸附而在本流程中进行过吸附的塔、再循环气体管路、处理前原料气体导入管路、吸附塔，以回收解吸气体中所含的可燃成分。

Description

本发明涉及用吸附-脱吸法从富甲烷混合气体，例如城市煤气生产流程中产生的煤气中除去不可燃的二氧化碳和水分的装置。
以往，有吸附-脱吸法分离煤气中所含二氧化碳和水分、进行精制的装置，曾由特开昭58-159830号等公报公开过。
然而，以往这种装置，如果要组装到城市用煤气生产流程时，在前流程中有煤气发生器，后流程中有热量调节装置，必须对连续流动采取措施的情况下，吸附-脱吸法的困难在于，流量、压力、热量诸参数不能及时随流程而变化。此外，为了提高成品煤气的纯度，需要进行清洗和净化，由于产生大量的含有可燃成分的废气（余气），对它的处理不但有困难，而且还存在给城市用煤气的有效成份（可燃成分）造成损失等问题，因而还难以用它作为实用装置。
本发明是考虑到现有技术中存在的上述诸问题而提出的，其目的在于：消除采用以往的吸附-脱吸法所产生的废气（余气），尽可能地回收城市用煤气有效成分（可燃性气体），提高可燃成分的回收 率，减少分离造成的损失;并且提供一种消除流量、压力、成分的变化，不影响前、后流程，连续流动的工艺流程的从富甲烷混合气体中除去二氧化碳和水分的装置。
为了达到上述目的，本发明提出的从富甲烷混合气体中除去二氧化碳和水分的装置是，循环使用4塔式吸附塔，将富甲烷混合气体中的二氧化碳及水分，按顺序经过吸附、再吸附及置换、均压及自压减压、吸气减压的一系列的减压及吸气解吸、一次加压及二次加压和保持的各道流程，即通过吸附-脱吸法予以吸附除去的装置;在该装置中，从解吸操作塔，在通过解吸气体吸气泵的解吸气体管路开始分路，将包括有水式储气罐、回收气体压缩机和回收气体温度调节装置的回收气体管路，与前流程中进行吸附后而本流程中进行再吸附的塔相连，设置用管路连接该塔、再循环气体管路、处理前原料气体导入管路及吸附塔的装置，回收解吸气体中所含可燃成分，从而提高精制煤气中的二氧化碳和水分的去除率和可燃成分的回收率。
此外，为了相同的目的，在设置将解吸操作的塔与加压操作的塔的下部相互连结起来的均压用下部管路的同时，还设置将上述两塔的上部相互连结起来的均压用上部管路。
将精制气体管路与回收气体管路连结起来，设置在再吸附流程的末期将一部分精制气体输入回收气体管路进行置换的置换气体管路。
为了使回收气体的成分和压力不变，流量、压力和热量的变化不致影响前后的流程，而在回收气体管路中设置一个装有使气体成分及压力均匀化的手段的有水式储气罐。
为了不使精制气体的流量和压力发生变化，设置将一部份精制气体输入加压操作塔的二次加压气体管路，在该二次加压气体管路上设有定流量调节阀。
还以相同的目的，在置换气体管路上也设有定流量调节阀。
此外，在回收气体管路的回收气体压缩机与再吸附操作塔之间，设有回收气体温度调节装置。
按上述构成的从富甲烷混合气体中除去二氧化碳和水分的装置，将经解吸操作塔在解吸初期流出的含有二氧化碳与可燃成分气体的混合气体（以下称回收气体），向有水式储气罐回收，对回收气体进行整流、整压、均质，并使其温度上升，送入前循环中的吸附流程结束塔（该流程是再吸附流程），二氧化碳被再吸附，回收气体中的可燃成分被分离回收后，再循环到处理前原料气体中。
在均压流程，能够将残留在塔上部的高纯度可燃成分以及塔下部回收气体的可燃成分，经调节流出量后，可一并送到加压流程的塔中。
在再吸附流程的末期，能把精制气体送入回收气体管路进行置换，以备下一循环使用。
由有水式储气罐和安装在有水式储气罐上的均质装置，对上述 回收气体在解吸时出现变化的解吸气体成分和压力进行均一化处理，同时使回收气体压缩机的吸气压力和排气压力恒定。此外，为了使二氧化碳和甲烷等吸附成分的解吸条件更有利，由回收气体调节装置，对送入再吸附流程塔的回收气体，进行温度调节。
在不使本装置的后流程的压力、流量变化的情况下，将一部分精制气体用于吸附塔升压用的加压气体和管路等置换用的置换气体。
本发明由于采用上述构成具有下述优点。
（1）由于设置了从解吸操作塔，在通过解吸气体吸气泵的解吸气体管路设置分管，在中间设有有水式储气罐的回收气体管路，所以靠解吸操作，利用CH4和CO2混合气体的解吸速度之差，在吸气解吸流程开始之前，将CH4成分取出并回收，能够与吸气解吸流程期间的高纯度CO2分离、分割，消除采用以往的吸附-脱吸法所产生的排出气体（余气），由于可高效地回收可燃成分，使分离的损失极小。
（2）设置回收气体温度调节装置，回收气体在再吸附流程中，提高回收气体的温度，促进吸附于吸附剂中的CH4解吸，在降低解吸气体中的可燃成分的浓度的同时，使CO2的解吸有利，能够充分地进行吸附剂的再生，能使精制气体中的可燃成分的纯度提高。
（3）在设置与解吸操作塔和加压操作塔的下部相互连接的均压用下部管路同时，还设有将上述两塔上部相互连接的均压用上部管路，通过塔的上下两方对解吸（减压）流程的塔进行减压，将该减压 气体作为加压操作塔的一次加压气体，能从该塔的上、下部流入，这样作的结果是，由于塔上部的高纯度可燃成分及塔下部的回收气体的可燃成分一并从解吸操作的塔排至加压操作的塔，因此，对提高解吸时的解吸成分（CO2）纯度有效。此外，根据再吸附流程终止时的塔内成分分布，调节加压操作塔的上部和下部的排出量，由于能够使成分的变化对获得吸附流程时的高纯度可燃成份气体有利，所以对于提高精制气体中的可燃成分的纯度是有效的。因此，能使精制气体中的可燃成分纯度及吸气解吸气体中的CO2纯度得到提高。
（4）作为吸附剂，虽然可以使用碳系、泡沸石系和硅胶系等，但本装置中采用碳系，特别是使用了平均孔径约为3A的碳分子筛。
当处理前原料气体中的有水份时，如果采用碳系以外的吸附剂，须要将吸附剂温度提高到约100℃以上，以提高吸附和解吸的能力，如果采用碳系吸附剂，在常温下就能实现CO2和水份的吸附、解吸，因此不需要吸附剂的加热装置和热源。此外，如使用平均孔径3埃的碳分子筛，是可有选择地对CO2进行吸附，由于对主要的可燃成分CH4的吸附非常少，所以导致精制气体中的CO2浓度降低，解吸气体中的CH4浓度也降低了，因而可以获得高纯度的可燃成分精制气体和高纯度CO2气体。而且，回收气体的量变少，能使整个装置实现小型化。
（5）上述（1）（2）（3）（4）诸条相互结合，消除了用以往的吸附-脱吸法发生的排出气体（余气），进一步促进可燃成分的有效回收，而 且还可以同时获得高纯度可燃成分精制气体和高纯度CO2气体。
此外还能实现整个装置的小型化，降低设备的建造和运转费用。
（6）由于在回收气体管路中设置了具有对气体的成分和压力进行均质的手段的有水式储气罐，所以在将回收的解吸气体送入期间，使包括变化中的二氧化碳和可燃成分在内的混合气体的成分大体上保持均一，同时，向再吸附操作塔的输入回收气体的回收气体压缩机的吸气压力，变为固定不变的压力，这对减少回收气体的流量变化和成份变化是有效的。
因此，使以往吸附-脱吸法的连续流程中存在的压力、流量和成分的变化问题得到减轻，不会影响上游和下游的装置（如气体发生装置和热量调节装置。
（7）由于在二次加压气体管路及置换气体管路上设有定流量调节阀，把精制气体的一部分作为吸附塔升压用的加压气体，以固定不变的流量来流动，所以本装置不会使上游和下游压力和流量发生变化。
（8）上述（6）（7）诸条相互结合，能使以往吸附法在连续流程中存在的压力、流量和成分的变化问题得到消除，将对FSA装置的上游和下游装置，即对气体发生器、热量调节装置的影响能够基本消除，不必担心给成品气体造成热量变化。
现根据附图对本发明的实施例进行说明如下。
图1为本发明的从富甲烷混合气体中除去二氧化碳和水分的装 置的整体构造模式图;图2是说明本发明的装置的工作原理的流程图;图3是使用本发明的装置实施吸附-脱吸法时，表示在各流程、各工序中吸附塔内压力变化的图表;图4是流程框图，（）内表示A塔为吸附（精制）流程时的情况。图中的主要符号如下：
A、B、C、D-吸附塔
a-处理前原料气体导入管路
b-精制气体管路
c-均压用上部管路
d-均压用下部管路
e-2次加压气体管路
f-回收气体管路
g-解吸气体管路
h-置换气体管路
i-再循环气体管路
12-有水式储气罐
13a、13b-解吸气体吸气泵
14a、14b-回收气体压缩机
15-均质装置
17-回收气体温度调节装置
21、22-定流量调节阀
本发明的装置，将富甲烷混合气体（例如：在城市用煤气的生产 流程中，由煤气发生装置连续定压、定量送来的、以CH4和H2为主要的可燃成分并含有CO2和水分的处理前原料气体）导入吸附塔，用吸附塔内填充的吸附剂把CO2和水分予以吸附，取出处理后的精制气体（可燃成分），如图所示，主要由4座吸附塔（A）（B）（C）（D）、解吸气体吸气泵（13-a）（13-b）、回收气体压缩机（14-a）（14-b）诸设备构成。
各吸附塔（A）（B）（C）（D）中填充着平均孔径约为3埃的碳分子筛作为吸附剂。
将上述4座吸附塔（A）（B）（C）（D）的各塔的下部，连接于向这些吸附塔（A）（B）（C）（D）输入处理前原料气体用的处理前原料气体导入管路（a）上，并将其上部连接于由这些吸附塔（A）（B）（C）（D）取出含少量CO2和水分的精制气体用的精制气体管路（b）上，呈并联配置。
处理前原料气体导入管路（a）是从气体发生装置延续下来的，设有转换阀（1A）（1B）（1C）（1D），用于开关与各吸附塔（A）（B）（C）（D）之间的连接。
上述精制气体管路（b），通过精制气体稳压箱（16），延伸到热量调节装置，并设有转换阀（2A）（2B）（2C）（2D），用于开关与各吸附塔（A）（B）（C）（D）之间的连接。
上述处理前原料气体导入管路（a），在各转换阀（1A）（1B）（1C）（1D）的下游，设有解吸气体管路（g）的分管，同时还在其分管部分与 上述转换阀（1A）（1B）（1C）（1D）之间连接着一个后述的回收气体管路（f）。
解吸气体管路（g）的用途是，为了从下述解吸操作塔中取出解吸气体，并联地设置解吸气体吸气泵（13-a）（13-b）（其中1台是备用的），在该吸气泵（13-a）（13-b）的上游和下游，分出分别设有转换阀（8）（10）的、可燃成分气体回收用的回收气体管路（f）。
此解吸气体管路（g）还兼作均压用下部管路（d）的一部分管路用，而该下部管路是把解吸气体作为一次加压气体，从解吸操作塔向下述加压操作塔输送用的。
在上述解吸气体管路（g）上，分别并联地设有控制着与各吸附塔（A）（B）（C）（D）之间开关用的转换阀（6A-1）（6A-2）、（6B-1）（6B-2）、（6C-1）（6C-2）、（6D-1）（6D-2），而各吸附塔位于处理前原料气体导入管路（a）的转换阀（1A）（1B）（1C）（1D）的下游侧。
上述并联的各对转换阀（6A-1）（6A-2）、（6B-1）（6B-2）、（6C-1）（6C-2）、（6D-1）（6D-2），其一方（6A-2）（6B-2）（6C-2）（6D-2）的流量阻力，分别小于另一方（6A-1）（6B-1）（6C-1）（6D-1）的流量阻力。
从解吸气体管路（g）分出二条分管路：一条是，不通过解吸气体吸气泵（13-a）（13-b）、而在中间设有转换阀（8）的回收气体管路（f）;另一条是，通过解吸气体吸气泵（13-a）（13-b），并设有转换阀（10）的回收气体管路（f）。
设置在解吸气体管路（g）上的解吸气体吸气泵（13-a）（13-b）前的并联着的2个阀（9-1）（9-2），其中的一个是调节阀（9-1），另一个是转换阀（9-2），由它们构成了解吸气体吸气泵（13-a）（13-b）的吸气压力调节装置（20），使转换阀（9-2）的流量阻力小于调节阀（9-1）的流量阻力，为了不超过解吸气体吸气泵（13-a）（13-b）的吸气侧允许压力值，调节阀（9-1）在开启度从0%到100%的范围内开闭，可随时任意调节流量的压力。
在回收气体管路（f）的中部设有有水式储气罐（12）的同时，并在其下游依次设有：2个并联的回收气体压缩机（14-a）（14-b）（其中的一台是备用的）、回收气体温度调节装置（17）、回收气体稳压箱（18）。
回收气体温度调节装置（17）系由设在回收气体管路（f）上的热交换器（17-a）、从该热交换器（17-a）旁通的旁通管（17-b）以及调节向热交换器（17-a）侧与旁通管（17-b）侧的流量分配用的流量调节阀（17-C）构成。
此外，在回收气体管路（f）上设有控制与各吸附塔（A）（B）（C）（D）之间开关用的转换阀（3A）（3B）（3C）（3D），而各吸附塔位于处理前原料气体导入管路（a）的转换阀（1A）（1B）（1C）（1D）的下游侧。
另一方面，从上述精制气体稳压箱（16）引出二次加压气体管路（e），从该二次加压气体管路（e）分出一条设有转换阀（7）的置换气体管路（h），将此置换气体管路（h）与回收气体管路（f）连接起来，其 连接点位于，经过和不经过解吸气体吸气泵（13-a）（13-b）的两条回收气体管路（f）的交点与有水式储气罐（12）之间。
二次加压气体管路（e）和置换气体管路（h）上，分别设有定流量调节阀（21）（22）。
精制气体管路（b）的转换阀（2A）（2B）（2C）（2D）的上游，连接于上述二次加压气体管路（e），将利用该二次加压气体管路（e）的均压用上部管路（c）进行分管，在此均压用上部管路（C）上，设有控制与各吸附塔（A）（B）（C）（D）连接的开关用转换阀（5A）（5B）（5C）（5D），而各吸附塔位于精制气体管路（b）的转换阀（2A）（2B）（2C）（2D）的上游。
从上述均压用上部管路（C）分出再循环气体管路（i），而该再循环气体管路分别连接于处理前原料气体导入管路（a）的各转换阀（1A）（1B）（1C）（1D）的下游，在该再循环气体管路（i）上设有控制着与处理前原料气体导入管路（a）的各转换阀（1A）（1B）（1C）（1D）的下游连接的开关用转换阀（4A）（4B）（4C）（4D）。
本发明的这种装置，使上述各管路上设置的转换阀（1A-1D）（2A-2D）、（3A-3D）、（4A-4D）、（5A-5D）、（6A-1～6D-2）、（7）、（8）、（9-1）（9-2）、（10）、（11），如表1所示那样进行开关，对气体的流动进行转换与控制;使4个吸附塔（A）（B）（C）（D）（以下称：A塔（A），B塔（B），C塔（C），D塔（D）按照表2进行操作、展开;并使吸附、再吸附、解吸（减压）、加压的4个循环、10个流程，以 表3所示气体的流动，按5个工序进行工作。
表4示出上述各管路的结构。
Figure 901023485_IMG2
Figure 901023485_IMG3
Figure 901023485_IMG4
Figure 901023485_IMG5
表3
A为塔吸附（精制）流程期间工序的内容
Figure 901023485_IMG6
（1）处理前原料气体    （7）吸气减压气体
（2）精制气体（可燃成分气体）    （8）吸气解吸气体（二氧化碳）
（3）解吸气体    （9）回收气体
（4）一次加压气体（均压气体）    （10）置换气体
（5）二次加压气体    （11）再循环气体
（6）自压减压气体
下面用图1、图2、图4介绍吸附塔（A塔）在吸附流程期间中各工序的内容。
在A塔为吸附流程时，如图2和图4所示，其它各塔的任务分别如下：B塔是再吸附流程;C塔是由均压、自压减压、吸气减压、吸气解吸流程组成的解吸（减压）流程;D塔是由一次加压（均压）、二次加压流程组成的加压流程。
在第一道工序中，转换阀（1A）、（2A）、（3A）、（4A）、（5C）、（5D）、（6C-1）、（6C-2）、（6D-1）、（6D-2）、（11）开启，通过处理前原料气体导入管路（a），导入A塔（A）的处理前原料气体①，其CO2和水分被吸附剂吸附，变为精制气体②，从精制气体管路（b），经过精制气体稳压箱（16），流向热量调节装置。
上述处理前原料气体的压力，在下面的说明中，设为9kg/cm2G进行说明。
这道工序中，虽然C塔（C）进行解吸，但在前流程中用于再吸附，因此具有9kg/cm2G的压力，而在第一道工序中，前循环用作解吸的D塔（D）内没有残余压力，因而将一次加压气体④，从C塔（C）的上下部通过均压用上部及下部管路（C）（D）从两个方向送入D塔（D）的上下部，使D塔（D）与C塔（C）达到均压。其结果是，C塔（C）和D塔（D）的压力变为约3.0kg/cm2G。
在C塔（C）的均压流程中，C塔（C）上部有通过前循环的过吸 附而从回收气体里去除了CO2的高纯度的可燃成分，塔的下部有处理前回收气体。因此，送入该D塔（D）上下部的一次加压气体（由均压被送入的气体）内输进去了C塔（C）上下部的可燃成分。
此外，精制气体②，将其一部分，为了准备下一循环的吸附将D塔（D）的压力升压，而通过二次加压气体管路（e），作为二次加压气体⑤供给D塔（D）。
此时，为了使精制气体②的压力不变，二次加压气体⑤通过设在二次加压气体管路（e）上的定流量调节阀（21），控制成定流量后进行供给。
另一方面，在有水式储气罐（12）内有前循环中回收的回收气体，此回收气体①靠回收气体压缩机（14-a）（14-b）的加压而流入回收气体管路（f），再流经回收气体温度调节装置（17）、回收气体稳压箱（18）而被导入B塔（B），经过再吸附之后，继续再循环至处理前原料气体①。
有水式储气罐（12）是，将气体槽（12-b）内嵌于水槽（12-a）中，具有依气体容积的变化气体槽（12-b）可上下浮动的结构和形式，但是，特别装备了气体的均质装置（15）。
与有水式储气罐（12）的上游的回收管（f）连接的、竖立在水槽（12-a）中心部的进气管（15-a）的上端，设有一个与该进气管连通的、且与水槽（12-a）同心的气体扩散环（15-b），在其上表面，沿内外圆边缘钻出许多均匀分布的、且具有所需喷出角的喷出孔，同时， 把连接于有水式储气罐下游的回收气体管路（f）上的出气管（15-c）的进口，开在上述气体扩散环（15-b）中心部附近。
此回收气体①借助于回收气体压缩机（14-a）（14-b）进行升压，根据运转条件的需要，用回收气体温度调节装置（17）进行加热或冷却操作，为了使解吸的条件非常有利，而将再吸附流程的吸附塔入口温度调节到90℃以上。
上述的吸附、再吸附，从第一道工序一直继续进行到第五道工序。
其次，在第二道工序中，将转换阀（5C）（6D-1）（6D-2）关闭，而开启转换阀（8），这样作的结果是，通过设有转换阀（8）的回收气体管路（f），使C塔（C）自压减压至有水式储气罐（12）的罐压（约200mmH2O），其自压减压气体⑥，被送入有水式储气罐（12）内。
在第三道工序中，将转换阀（8）（11）关闭，而开启转换阀（9-1）（9-2）和（10），借助于解吸气体吸气泵（13-a）（13-b）将C塔（C）吸气减压至约500Torr，通过解吸气体管路（g）、回收气体管路（f），将吸气减压气体⑦输送至有水式储气罐（12）。
此时，在打开转换阀（9-2）的同时，调节阀（9-1）也同时工作，为了使解吸气体吸气泵（13-a）（13-b）的吸气侧不超过其允许压力，要缓慢地打开阀。
在第四道工序中，将转换阀（10）关掉，而开启转换阀（11），同时用解吸气体吸气泵（13）来减压至50Torr，其结果是，通过解吸气体 管路（g），将在500Torr至50Torr之间解吸的CO2和水分，作为吸气解吸气体⑧而排放出去。利用这种解吸气体吸气泵（13-a）（13-b）进行的吸附剂再生，根据泵（13-a）（13-b）的排气特性是，排气量随着真空度变高而减少。还有，解吸气体中的成分也随真空度的增高，CO2的浓度增大，CH4/CO2的比值变小。此外，在第五道工序中，打开转换阀7，通过置换气体管路（h），将精制气体②的一部分作为置换气体L取出，向水式储气罐（12）及回收气体管路（f）输送，把回收气体管路（f）置换为精制气体②。
这样将回收气体管路（f）置换为精制气体，在下一循环中具有提高精制气体可燃性气体浓度的效果。此外，在第五道工序中，D塔（D）处于保持状态。
各道工序中，吸附塔内的压力变化，如图3所示。由此将会了解，连接于流程中的主流线中的吸附塔，即进行吸附的吸附塔，在转换循环时因与前后的吸附塔的压力大致相同（9kg/cm2G），所以完全没有转换时的那种压力变化。
在这样一系列流程中，对各部份气体的组分、流量、发热量以实施例进行调查的结果，如表5所示。
表5表明，按照本发明的方法，采用吸附-脱吸法以极高的比例
Figure 901023485_IMG8
Figure 901023485_IMG9
回收城市用煤气的有效成分，而使吸气解吸气体（二氧化碳）中几乎不含有可燃成分。另外，回收气体是用进行过吸附的塔进行再吸附处理的，回收气体因CO2分压高，CH4的分压低，吸附剂以良好的状态吸附CO2，而对CH4的吸附力低，因此从进行过吸附塔的出口流出来，成为高纯度的CH4，并与处理前原料气体合流。这种现象，通过使用3埃的碳分子筛为吸附剂而取得了较好的效果。
此外，关于水分的去除也如表6所示，充分地进行了脱水。

Claims (1)

1、一种从富甲烷混合气体中除去二氧化碳和水份的装置，循环使用4塔式吸附塔，采用吸附一脱吸法，依次实施吸附·再吸附及置换·均压、自压减压、吸气减压的一系列减压及吸气解吸·一次加压、二次加压和保持的各道流程，其特征在于，使用平均孔径约为3埃的碳分子筛作为吸附剂，设有下述装置：从解吸流程的塔，在通过解吸气体吸气泵的解吸气体管路开始分管路，设置包括有水式储气罐、回收气体压缩机和回收气体温度调节装置的回收气体管路，与前一流程进行吸附而本流程中进行再吸附的塔相连，设有用管路连接该塔、再循环气体管路、处理前原料气体导入管路、吸附塔的装置；并且，设有将解吸流程的塔与加压流程的塔下部相互连接的均压用下部管路；将上述两塔的上部相互连接的均压用上部管路；从吸附流程的塔的上部与精制气体稳压箱连接的精制气体管路；从该精制气体稳压箱，将一部分精制气体输入到加压流程的塔的上部的二次加压气体管路以及在该二次加压气体管路上设置的定流量调节阀；将一部分精制气体从精制气体稳压箱输入到有水式储气罐中的置换气体管路以及在该置换气体管路上设置的定流量调节阀，在完成二次加压流程后，把一部分精制气体以相等于二次加压气体流量的一定流量，将回收气体管路置换为精制气体。
CN90102348A 1989-04-24 1990-04-24 从富甲烷混合气体中除去二氧化碳和水分的装置 Expired - Fee Related CN1027423C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP103743/89 1989-04-24
JP1103743A JPH02281096A (ja) 1989-04-24 1989-04-24 富メタン混合ガスの炭酸ガス及び水分を除去する装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1047217A CN1047217A (zh) 1990-11-28
CN1027423C true CN1027423C (zh) 1995-01-18

Family

ID=14362090

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN90102348A Expired - Fee Related CN1027423C (zh) 1989-04-24 1990-04-24 从富甲烷混合气体中除去二氧化碳和水分的装置

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0394947A3 (zh)
JP (1) JPH02281096A (zh)
KR (1) KR930010571B1 (zh)
CN (1) CN1027423C (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101126042B (zh) * 2007-09-28 2010-10-13 四川省达科特能源科技有限公司 天然气综合净化分离方法

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0559379A (ja) * 1991-08-30 1993-03-09 Seibu Gas Kk 都市ガス精製プロセスに於けるガス中の炭酸ガス及び水分を分離する方法
TW274055B (zh) * 1994-04-05 1996-04-11 Sumitomo Seika Chemicals
US5632803A (en) * 1994-10-21 1997-05-27 Nitrotec Corporation Enhanced helium recovery
US5792239A (en) * 1994-10-21 1998-08-11 Nitrotec Corporation Separation of gases by pressure swing adsorption
US5536300A (en) * 1994-10-21 1996-07-16 Nitrotec Corporation Natural gas enrichment process
US5707425A (en) * 1994-10-21 1998-01-13 Nitrotec Corporation Helium recovery from higher helium content streams
US5542966A (en) * 1994-10-21 1996-08-06 Nitrotec Corporation Helium recovery
US5906673A (en) * 1997-05-15 1999-05-25 Nitrotec Corporation Pressure swing system with auxiliary adsorbent bed
JP4355834B2 (ja) * 1999-08-20 2009-11-04 独立行政法人 日本原子力研究開発機構 ガス成分の分離除去または回収する方法および装置
FR2836060B1 (fr) * 2002-02-15 2004-11-19 Air Liquide Procede et unite de production d'hydrogene a partir d'un gaz de charge riche en hydrogene
JP2006083311A (ja) * 2004-09-17 2006-03-30 Ebara Corp 消化ガスの精製装置及びその方法
KR100679175B1 (ko) * 2006-01-26 2007-02-06 주식회사 옥서스 순차적 상부균등화 및 상/하부 복합 균등화 공정을 구비한기체농축방법 및 장치
JP4956089B2 (ja) * 2006-08-18 2012-06-20 吸着技術工業株式会社 吸着剤を利用したバイオ発酵ガスからのメタンの回収、精製方法
US8227648B2 (en) 2008-12-17 2012-07-24 Uop Llc Combined temperature controlled water adsorption and two stage heat pump process for fuel ethanol dehydration
US8226746B2 (en) 2008-12-17 2012-07-24 Uop Llc Indirectly heated temperature controlled adsorber for sorbate recovery
US8936727B2 (en) 2009-03-06 2015-01-20 Uop Llc Multiple bed temperature controlled adsorption
US8067646B2 (en) 2008-12-17 2011-11-29 Uop Llc Combined temperature controlled adsorption and heat pump process for fuel ethanol dehydration
US7795479B1 (en) 2009-12-15 2010-09-14 Uop Llc Temperature controlled adsorption multi-step regeneration cycle
BR112013018276A2 (pt) * 2011-03-01 2019-09-24 Exxonmobil Upstream Res Co métodos de remover contaminantes de uma corrente de hidrocarbonetos por adsorção oscilante e aparelhos e sistemas relacionados
CN103031168B (zh) * 2011-09-30 2014-10-15 新地能源工程技术有限公司 从富含甲烷的混合气体中生产液化天然气的脱水脱重烃工艺
CN102826307B (zh) * 2012-09-21 2014-06-04 中冶长天国际工程有限责任公司 吸附塔的给料仓及吸附塔
CN105126536B (zh) * 2015-08-10 2018-08-24 新奥科技发展有限公司 天然气净化装置、净化系统、处理系统及吸附剂再生方法
EA201890610A1 (ru) * 2015-09-02 2018-07-31 Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани Способ и система для осуществления короткоцикловой адсорбции с использованием головного потока метаноотгонной колонны в качестве продувочного газа
CN111023713B (zh) * 2019-03-11 2021-06-22 北京诺维新材科技有限公司 一种固体物的干燥方法和系统
FR3108524B1 (fr) * 2020-03-27 2023-03-31 Air Liquide Atténuation des variations de débit, de pression et de masse molaire sur l’effluent gazeux d’un PSA
CN114534447B (zh) * 2022-03-16 2023-08-25 浙江天采云集科技股份有限公司 一种工业级乙醇全温程模拟旋转移动床变压吸附精制无水乙醇的方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE891836C (de) * 1941-03-30 1953-10-01 Hoechst Ag Verfahren zur Adsorption von Wertstoffen aus wertstoffarmen Gasdampfgemischen
US3837143A (en) * 1973-08-06 1974-09-24 Allied Chem Simultaneous drying and sweetening of wellhead natural gas
JPS5123470A (en) * 1974-08-03 1976-02-25 Showa Denko Kk Chitsusosankabutsu oyobi iosankabutsuno dojijokyohoho
JPS529201A (en) * 1975-07-09 1977-01-24 Niigata Eng Co Ltd Device for measuring wheel alignment simultaneously
JPS5229263A (en) * 1975-08-29 1977-03-04 Yokogawa Hokushin Electric Corp Detector for eddy-current type current meters
DE2836002C2 (de) * 1978-08-17 1986-09-11 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Sensor zur Überwachung der Rußfreiheit von Abgasen
JPS58159830A (ja) * 1982-03-18 1983-09-22 Seitetsu Kagaku Co Ltd 天然ガス中の炭酸ガスを除去する方法
JPS58198591A (ja) * 1982-05-14 1983-11-18 Shigeji Honda メタン濃縮法
US4770676A (en) * 1986-05-16 1988-09-13 Air Products And Chemicals, Inc. Recovery of methane from land fill gas
US4761167A (en) * 1986-12-12 1988-08-02 Air Products And Chemicals, Inc. Hydrocarbon recovery from fuel gas
JPH02699A (ja) * 1987-10-24 1990-01-05 Seibu Gas Kk 都市ガス製造プロセスに於けるガス中の炭酸ガス及び水分を除去する方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101126042B (zh) * 2007-09-28 2010-10-13 四川省达科特能源科技有限公司 天然气综合净化分离方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP0394947A3 (en) 1991-03-06
JPH02281096A (ja) 1990-11-16
KR930010571B1 (ko) 1993-10-28
KR900016437A (ko) 1990-11-13
CN1047217A (zh) 1990-11-28
EP0394947A2 (en) 1990-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1027423C (zh) 从富甲烷混合气体中除去二氧化碳和水分的装置
CN1165363C (zh) 改进的真空变压吸附方法
CN1062781C (zh) 改进的真空变压吸附方法
CN1021547C (zh) 吸附分离法
CN1040068C (zh) 双重吸附方法
CN1275422A (zh) 变压吸附方法及装置
CN101108295B (zh) 带置换和回收步骤的变压吸附脱除变换气中co2的方法
CN1017133B (zh) 回收富氧气体的方法
CN1195571C (zh) 采用吸附剂床顶部和底部同时抽空的变压吸附方法和系统
CN1083731C (zh) 同步变压吸附法
CN1008065B (zh) 一种利用变压吸附改进的气体分离方法
CN103521033B (zh) 一种火驱采油中次生气的净化回收方法
CN1753721A (zh) 废气供给方法及目标气体精制系统
CN1861245A (zh) 从混合气中分离回收吸附相产品的变压吸附方法
CN104986735B (zh) 一种提高氢气回收率的方法
CN1200949A (zh) 用来制造－富氧气体的真空/压力变动吸附方法
CN1680002A (zh) 回收甲醇弛放气中有效组分的变压吸附工艺
EP1934136B1 (fr) Procede de production d'un flux gazeux enrichi en hydrogene a partir de flux gazeux hydrogenes comprenant des hydrocarbures
CN1195572A (zh) 从混合气中同时提纯易吸附相和难吸附相的变压吸附气体分离方法
CN1279006C (zh) 从垃圾填埋气中净化回收甲烷的方法
CN102009963A (zh) 高纯度氮气制取方法与装置
CN1126585C (zh) 同时提纯易吸附相和难吸附相的变压吸附分离方法
CN1633323A (zh) 从富氢原料气体生产氢气的方法和设备
CN1789381A (zh) 一种富含c2及c2以上烃类的混合气
CN1806893A (zh) 变压吸附脱碳工艺及装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee