CN103301712B - 变压吸附方法 - Google Patents

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Abstract

一种在四或更多个吸附床中从包含主气体组分和次气体组分的进料气体混合物分离主气体组分的方法。方法包括使四个或更多个吸附床各自经过重复循环。重复循环按次序包括进料步骤，减压平衡步骤，提供吹扫步骤，放空步骤，吹扫步骤，增压平衡步骤，和重新加压步骤。在减压平衡步骤期间，与抽取压力平衡气体同时顺流引入清洗气体。通过压缩放空气体和/或来自经受吹扫步骤的吸附床的吹扫气体流出物，形成清洗气体。本方法特别适用于从重整产品流分离H2。

Description

变压吸附方法
相关申请交叉引用
本专利申请涉及2012年3月15日同时提交的美国专利申请序号　　　，其标题为“具有低CO2排放的氢制备方法”(HydrogenProductionProcesswithLowCO2Emissions)，其内容通过引用结合到本文中。
技术领域
本发明涉及变压吸附(PSA)方法，更具体地讲，涉及利用多个吸附剂床的这类方法。
背景技术
熟知PSA方法用于分离包含具有不同吸附性质的组分的气体混合物。例如，通过变压吸附制备氢(H2PSA)是为化学生产工业、金属精炼和其它相关工业提供高纯度氢的数百万美元工业。
在一般PSA系统中，将多组分气体以高压通到多个吸附床中至少之一，以吸附至少一种强吸着组分，同时至少一种组分通过。在H2PSA的情况下，H2为通过床的最弱吸附组分。
一些PSA循环在循环的一个或多个步骤期间使用清洗气体(rinsegas)。清洗气体一般经压缩。工业期望减少PSA循环的压缩需求。
工业期望提供在多床系统中增加H2产量和/或H2回收的改进的PSA方法。
发明内容
本发明涉及在多个至少4个吸附床中从包含主气体组分和次气体组分的进料气体混合物分离主气体组分气体的方法，各吸附床包含对于次组分为选择性的吸附剂。方法包括使多个至少4个吸附床各自经过重复循环。
如下列出该方法的数个方面。
方面1-一种方法，其中重复循环按次序包括(a)进料步骤，(b)第一减压平衡步骤，(c)提供吹扫步骤，(d)放空步骤，(e)吹扫步骤，(f)第一增压平衡步骤，和(g)重新加压步骤，其中：
进料步骤(a)包括将进料气体混合物在1.0MPa至7.0MPa的进料气体压力下引入经受进料步骤的吸附床，并使次气体组分吸附到经受进料步骤的吸附床中的吸附剂上，同时从经受进料步骤的吸附床抽取(withdraw)包含主气体组分的产品气体；
第一减压平衡步骤(b)包括从经受第一减压平衡步骤的吸附床顺流抽取压力平衡气体，并将压力平衡气体通到经受第一增压平衡步骤的吸附床，从而使经受第一减压平衡步骤的吸附床和经受第一增压平衡步骤的吸附床之间的压力平衡；
提供吹扫步骤(c)包括从经受提供吹扫步骤的吸附床顺流抽取吹扫气体，并将吹扫气体从经受提供吹扫步骤的吸附床通到经受吹扫步骤的吸附床；
放空步骤(d)包括从经受放空步骤的吸附床逆流抽取放空气体，放空气体具有高于进料气体混合物中次气体组分浓度的次气体组分浓度；
吹扫步骤(e)包括将吹扫气体从经受提供吹扫步骤的吸附床逆流引入经受吹扫步骤的吸附床，并从经受吹扫步骤的吸附床逆流抽取吹扫气体流出物，吹扫气体流出物具有高于进料气体混合物中次气体组分浓度的次气体组分浓度；
第一增压平衡步骤(f)包括将压力平衡气体从经受第一减压平衡步骤的吸附床逆流引入经受第一增压平衡步骤的吸附床；并且
重新加压步骤(g)包括通过(g1)和(g2)中至少之一使经受重新加压步骤的吸附床中的压力增加，直到经受重新加压步骤的吸附床实质在进料气体压力下：(g1)将进料气体混合物顺流引入经受重新加压步骤的吸附床，和(g2)将部分产品气体从经受进料步骤的吸附床逆流引入经受重新加压步骤的吸附床；
其中存在如下(i)和(ii)中至少之一：(i)第一减压平衡步骤进一步包括与抽取压力平衡气体同时顺流引入清洗气体，和(ii)提供吹扫步骤进一步包括与抽取吹扫气体同时顺流引入清洗气体；并且
其中通过压缩来自经受放空步骤的吸附床的放空气体和来自经受吹扫步骤的吸附床的吹扫气体流出物中至少之一的至少部分，形成清洗气体。
方面2-方面1的方法，其中第一减压平衡步骤包括与抽取压力平衡气体同时顺流引入清洗气体。
方面3-方面1或方面2的方法，其中提供吹扫步骤(c)和放空步骤(d)组合成组合提供吹扫/放空步骤(c/d)，其中组合提供吹扫/放空步骤(c/d)包括从经受组合提供吹扫/放空步骤的吸附床顺流抽取吹扫气体，将吹扫气体从经受组合提供吹扫/放空步骤的吸附床通到经受吹扫步骤的吸附床，并从经受组合提供吹扫/放空步骤的吸附床逆流抽取放空气体，放空气体具有高于进料气体混合物中次气体组分浓度的次气体组分浓度；
方面4-方面1至3中任一项的方法，其中主气体组分为H2，次气体组分包括CO、CO2、CH4和N2中的至少两种。
方面5-方面1至4中任一项的方法，其中在放空步骤和吹扫步骤期间抽取合并量的气体，并且清洗气体包含在放空步骤和吹扫步骤期间抽取的合并量的5至80%重量。
方面6-方面1至5中任一项的方法，其中第一增压平衡步骤进一步包括以下至少之一：(i)与从经受第一减压平衡步骤的吸附床逆流引入压力平衡气体同时，将进料气体混合物顺流引入经受第一增压平衡步骤的吸附床；和(ii)与从经受第一减压平衡步骤的吸附床逆流引入压力平衡气体同时，将产品气体从经受进料步骤的吸附床中的至少一个逆流引入经受第一增压平衡步骤的吸附床。
方面7-方面1至6中任一项的方法，其中进料气体压力在1.0MPa至3.6MPa的范围内。
方面8-方面1至7中任一项的方法，其中从经受放空步骤的吸附床抽取放空气体，直到经受放空步骤的吸附床中的压力达到100kPa至500kPa的放空压力。
方面9-方面1至8中任一项的方法，其中重复循环进一步包括第二减压平衡步骤和第二增压平衡步骤，其中在重复循环中第二减压平衡步骤在提供吹扫步骤之后并在放空步骤之前，其中在重复循环中第二增压平衡步骤在吹扫步骤之后并在第一增压平衡步骤之前，其中：
第二减压平衡步骤包括从经受第二减压平衡步骤的吸附床顺流抽取第二压力平衡气体，并将第二压力平衡气体通到经受第二增压平衡步骤的吸附床，从而使经受第二减压平衡步骤的吸附床和经受第二增压平衡步骤的吸附床之间的压力平衡；并且
第二增压平衡步骤包括将第二压力平衡气体从经受第二减压平衡步骤的吸附床逆流引入经受第二增压平衡步骤的吸附床。
方面10-方面1至8中任一项的方法，其中重复循环进一步包括清洗步骤，其中在重复循环中清洗步骤在进料步骤之后并在第一减压平衡步骤之前，其中：
清洗步骤包括将清洗气体顺流引入经受清洗步骤的吸附床，同时从经受清洗步骤的吸附床顺流抽取清洗气体流出物。
方面11-方面10的方法，其中使经受重新加压步骤(g)的吸附床中的压力增加进一步包括从经受清洗步骤的吸附床逆流引入至少部分清洗气体流出物。
方面12-方面1至8中任一项的方法，其中重复循环进一步包括第二减压平衡步骤和第二增压平衡步骤，其中在重复循环中第二减压平衡步骤在第一减压平衡步骤之后并在提供吹扫步骤之前，其中在重复循环中第二增压平衡步骤在吹扫步骤之后并在第一增压平衡步骤之前，其中：
第二减压平衡步骤包括从经受第二减压平衡步骤的吸附床顺流抽取第二压力平衡气体，并将第二压力平衡气体通到经受第二增压平衡步骤的吸附床，从而使经受第二减压平衡步骤的吸附床和经受第二增压平衡步骤的吸附床之间的压力平衡；并且
第二增压平衡步骤包括将第二压力平衡气体从经受第二减压平衡步骤的吸附床逆流引入经受第二增压平衡步骤的吸附床。
方面13-方面12的方法，其中第二减压平衡步骤进一步包括与抽取第二压力平衡气体同时顺流引入清洗气体。
方面14-方面1至8中任一项的方法，其中重复循环进一步包括第二减压平衡步骤和第二增压平衡步骤，其中在重复循环中第二减压平衡步骤在进料步骤之后并在第一减压平衡步骤之前，其中在重复循环中第二增压平衡步骤在第一增压平衡步骤之后并在重新加压步骤之前，其中：
第二减压平衡步骤包括从经受第二减压平衡步骤的吸附床顺流抽取第二压力平衡气体，并将第二压力平衡气体通到经受第二增压平衡步骤的吸附床，从而使经受第二减压平衡步骤的吸附床和经受第二增压平衡步骤的吸附床之间的压力平衡；并且
第二增压平衡步骤包括将第二压力平衡气体从经受第二减压平衡步骤的吸附床逆流引入经受第二增压平衡步骤的吸附床。
方面15-方面14的方法，其中重复循环进一步包括第三减压平衡步骤和第三增压平衡步骤，其中在重复循环中第三减压平衡步骤在提供吹扫步骤之后并在放空步骤之前，其中在重复循环中第三增压平衡步骤在吹扫步骤之后并在第一增压平衡步骤之前，其中：
第三减压平衡步骤包括从经受第三减压平衡步骤的吸附床顺流抽取第三压力平衡气体，并将第三压力平衡气体通到经受第三增压平衡步骤的吸附床，从而使经受第三减压平衡步骤的吸附床和经受第三增压平衡步骤的吸附床之间的压力平衡；并且
第三增压平衡步骤包括将第三压力平衡气体从经受第三减压平衡步骤的吸附床逆流引入经受第三增压平衡步骤的吸附床。
方面16-方面10或方面11的方法，其中重复循环进一步包括第二减压平衡步骤和第二增压平衡步骤，其中在重复循环中第二减压平衡步骤在第一减压平衡步骤之后并在提供吹扫步骤之前，其中在重复循环中第二增压平衡步骤在吹扫步骤之后并在第一增压平衡步骤之前，其中：
第二减压平衡步骤包括从经受第二减压平衡步骤的吸附床顺流抽取第二压力平衡气体，并将第二压力平衡气体通到经受第二增压平衡步骤的吸附床，从而使经受第二减压平衡步骤的吸附床和经受第二增压平衡步骤的吸附床之间的压力平衡；并且
第二增压平衡步骤包括将第二压力平衡气体从经受第二减压平衡步骤的吸附床逆流引入经受第二增压平衡步骤的吸附床。
方面17-方面16的方法，其中第二减压平衡步骤进一步包括与抽取第二压力平衡气体同时顺流引入清洗气体。
方面18-方面16或方面17的方法，其中重复循环进一步包括第三减压平衡步骤和第三增压平衡步骤，其中在重复循环中第三减压平衡步骤在第二减压平衡步骤之后并在提供吹扫步骤之前，其中在重复循环中第三增压平衡步骤在吹扫步骤之后并在第二增压平衡步骤之前，其中：
第三减压平衡步骤包括从经受第三减压平衡步骤的吸附床顺流抽取第三压力平衡气体，并将第三压力平衡气体通到经受第三增压平衡步骤的吸附床，从而使经受第三减压平衡步骤的吸附床和经受第三增压平衡步骤的吸附床之间的压力平衡；并且
第三增压平衡步骤包括将第三压力平衡气体从经受第三减压平衡步骤的吸附床逆流引入经受第三增压平衡步骤的吸附床。
方面19-方面18的方法，其中第三减压平衡步骤进一步包括与抽取第三压力平衡气体同时顺流引入清洗气体。
方面20-方面12或方面13的方法，其中重复循环进一步包括第三减压平衡步骤和第三增压平衡步骤，其中在重复循环中第三减压平衡步骤在提供吹扫步骤之后并在放空步骤之前，其中在重复循环中第三增压平衡步骤在吹扫步骤之后并在第二增压平衡步骤之前，其中：
第三减压平衡步骤包括从经受第三减压平衡步骤的吸附床顺流抽取第三压力平衡气体，并将第三压力平衡气体通到经受第三增压平衡步骤的吸附床，从而使经受第三减压平衡步骤的吸附床和经受第三增压平衡步骤的吸附床之间的压力平衡；并且
第三增压平衡步骤包括将第三压力平衡气体从经受第三减压平衡步骤的吸附床逆流引入经受第三增压平衡步骤的吸附床。
方面21-方面20的方法，其中第三减压平衡步骤进一步包括从经受第三减压平衡步骤的吸附床逆流抽取放空气体，其中清洗气体通过压缩来自经受第三减压平衡步骤的吸附床的至少部分放空气体来形成。
方面22-方面12或方面13的方法，其中重复循环进一步包括第三减压平衡步骤和第三增压平衡步骤，其中第三减压平衡步骤在第二减压平衡步骤之后并在提供吹扫步骤之前，其中在重复循环中第三增压平衡步骤在吹扫步骤之后并在第二增压平衡步骤之前，其中：
第三减压平衡步骤包括从经受第三减压平衡步骤的吸附床顺流抽取第三压力平衡气体，并将第三压力平衡气体通到经受第三增压平衡步骤的吸附床，从而使经受第三减压平衡步骤的吸附床和经受第三增压平衡步骤的吸附床之间的压力平衡；并且
第三增压平衡步骤包括将第三压力平衡气体从经受第三减压平衡步骤的吸附床逆流引入经受第三增压平衡步骤的吸附床。
方面23-方面22的方法，其中第三减压平衡步骤进一步包括与抽取第三压力平衡气体同时顺流引入清洗气体。
方面24-方面22或方面23的方法，其中重复循环进一步包括第四减压平衡步骤和第四增压平衡步骤，其中第四减压平衡步骤在第三减压平衡步骤之后并在提供吹扫步骤之前，其中在重复循环中第四增压平衡步骤在吹扫步骤之后并在第三增压平衡步骤之前，其中：
第四减压平衡步骤包括从经受第四减压平衡步骤的吸附床顺流抽取第四压力平衡气体，并将第四压力平衡气体通到经受第四增压平衡步骤的吸附床，从而使经受第四减压平衡步骤的吸附床和经受第四增压平衡步骤的吸附床之间的压力平衡；并且
第四增压平衡步骤包括将第四压力平衡气体从经受第四减压平衡步骤的吸附床逆流引入经受第四增压平衡步骤的吸附床。
方面25-方面24的方法，其中第四减压平衡步骤进一步包括与抽取第四压力平衡气体同时顺流引入清洗气体。
方面26-方面24的方法，其中重复循环进一步包括第五减压平衡步骤和第五增压平衡步骤，其中第五减压平衡步骤在第四减压平衡步骤之后并在提供吹扫步骤之前，其中在重复循环中第五增压平衡步骤在吹扫步骤之后并在第四增压平衡步骤之前，其中：
第五减压平衡步骤包括从经受第五减压平衡步骤的吸附床顺流抽取第五压力平衡气体和吹扫气体，将第五压力平衡气体通到经受第五增压平衡步骤的吸附床，从而使经受第五减压平衡步骤的吸附床和经受第五增压平衡步骤的吸附床之间的压力平衡，并且将吹扫气体从经受第五减压平衡步骤的吸附床通到经受吹扫步骤的吸附床；并且
第五增压平衡步骤包括将第五压力平衡气体从经受第五减压平衡步骤的吸附床逆流引入经受第五增压平衡步骤的吸附床；并且
其中吹扫步骤进一步包括将吹扫气体从经受第五减压平衡步骤的吸附床逆流引入经受吹扫步骤的吸附床。
方面27.方面26的方法，其中重复循环具有执行重复循环的一个全循环的循环时间，并且
其中在吸附床经过重复循环时，进料步骤的持续时间为重复循环的循环时间的23%至27%，或者吹扫步骤的持续时间为重复循环的循环时间的23%至27%。
附图说明
图1为具有至少4个吸附床的吸附系统的示意图。
图2a为具有单个压力平衡步骤的4-吸附床循环的循环图。图2b为显示图2a的循环图的气流方向的示意图。
图3a为具有两个压力平衡步骤的4-吸附床循环的循环图。图3b为显示图3a的循环图的气流方向的示意图。
图4a为具有清洗步骤和一个压力平衡步骤的4-吸附床循环的循环图。图4b为显示图4a的循环图的气流方向的示意图。
图5a为具有两个压力平衡步骤的5-吸附床循环的循环图。图5b为显示图5a的循环图的气流方向的示意图。
图6a为具有三个压力平衡步骤的5-吸附床循环的循环图。图6b为显示图6a的循环图的气流方向的示意图。
图7a为具有清洗步骤和两个压力平衡步骤的5-吸附床循环的循环图。图7b为显示图7a的循环图的气流方向的示意图。
图8a为具有三个压力平衡步骤的5-吸附床循环的循环图。图8b为显示图8a的循环图的气流方向的示意图。
图9a为具有三个压力平衡步骤的6-吸附床循环的循环图。图9b为显示图9a的循环图的气流方向的示意图。
图10a为具有两个压力平衡步骤的6-吸附床循环的循环图。图10b为显示图10a的循环图的气流方向的示意图。
图11a为具有清洗步骤和两个压力平衡步骤的6-吸附床循环的循环图。图11b为显示图11a的循环图的气流方向的示意图。
图12a为具有三个压力平衡步骤的8-吸附床循环的循环图。图12b为显示图12a的循环图的气流方向的示意图。
图13a为具有四个压力平衡步骤的10-吸附床循环的循环图。图13b为显示图13a的循环图的气流方向的示意图。
图14a为具有四个压力平衡步骤的10-吸附床循环的循环图。图14b为显示图14a的循环图的气流方向的示意图。
图15a为具有清洗步骤和三个压力平衡步骤的10-吸附床循环的循环图。图15b为显示图15a的循环图的气流方向的示意图。
图16a为具有五个压力平衡步骤的12-吸附床循环的循环图。图16b为显示图16a的循环图的气流方向的示意图。
图17a为具有五个压力平衡步骤的12-吸附床循环的循环图。图17b为显示图17a的循环图的气流方向的示意图。
具体实施方式
在应用于本说明书中所述本发明的实施方案和权利要求的任何特征时，本文一般所用冠词“一”是指一个或多个。“一”的使用不使意义限于单个特征，除非明确说明此限制。在单数或复数名词或名词短语前的冠词“所述”表示一个具体说明特征或多个具体说明特征，并且可根据使用它的语境条件具有单数或复数含义。形容词“任何”是指无论什么量中无差别的一个、一些或所有。置于第一实体和第二实体之间的术语“和/或”意味着以下之一：(1)第一实体、(2)第二实体和(3)第一实体和第二实体。置于三或更多个实体的列举中的最后两个实体之间的术语“和/或”是指列举中实体的至少一种。
短语“至少部分”是指“部分或全部”。至少部分流可具有与它所源自的流相同的组成。至少部分流可包括它所源自的流的具体组分。
本文所用的浓度百分数为摩尔百分数。
压力为绝对压力，除非明确指明为表压。
本发明的方法为从包含主气体组分和次气体组分的进料气体混合物分离主气体组分的方法。主气体组分可以为H2，次气体组分可以为例如CO、CO2和CH4的气体。主气体组分可以为H2，次气体组分可以为例如CH4、C2H6、C3H8和/或高级烷烃、烯烃和与精炼厂废气流相关芳族化合物的气体。主气体组分可以为He，次气体组分可以为例如N2、CH4、CO和/或CO2的气体。主气体组分可以为N2，次气体组分可以为例如C2H4、C2H6、C3H6和/或C4H8的气体。
进料气体混合物可以为来自蒸汽-烃重整过程或自热重整过程的重整产品。重整产品可为已在变换反应器中变换。
方法在至少4个吸附床中进行，各吸附床包含对于次组分为选择性的吸附剂。“对于次组分为选择性”是指次组分比主组分更强地吸附到该吸附剂上。对于主气体组分为H2且次气体组分包含CO、CO2和CH4的情况，吸附剂对于CO、CO2和CH4为选择性。用于CO、CO2和CH4的适合吸附剂在本领域已知，例如活性炭、氧化铝、硅胶和沸石，如NaX、CaX、LiX和CaA，及其混合物。
方法可在大于3个的任何适合数量的吸附床中进行，例如至少4个、至少5个、至少6个、至少8个、至少10个或至少12个吸附床，各吸附床包含对于次组分为选择性的吸附剂。
由于熟知变压吸附(PSA)方法，本领域的技术人员可构造适用于进行本文所述方法的吸附系统。用于进行所述方法的适合设备在本领域熟知。适用于本文所述方法的本文未明确公开的操作条件可由本领域的技术人员确定，而不用过度实验。
方法可在轴向吸附剂床或径向吸附剂床中进行。
图1显示适用于方法的具有吸附床10A、20A、30A、40A、50A、10B、20B、30B、40B和50B的实例吸附系统的示意图。
吸附床为同时经受各循环步骤的吸附材料的集合。吸附床可包含在单个封闭容器中或包含在多个封闭容器内。例如，参考图2a中的4-床循环和图1中的吸附系统示意图，吸附床10A中的所有吸附材料同时经受进料步骤；然后，吸附床10A中的所有吸附材料同时经受第一减压平衡(eq1d)步骤；然后，吸附床10A中的所有吸附材料同时经受提供吹扫(pp,providepurge)步骤；然后，吸附床10A中的所有吸附材料同时经受放空(bd)步骤；然后，吸附床10A中的所有吸附材料同时经受吹扫步骤；然后，吸附床10A中的所有吸附材料同时经受第一增压平衡(eq1r)步骤；然后，吸附床10A中的所有吸附材料同时经受重新加压(repr)步骤。
各吸附床具有“进入端”和“排出端”，如此称谓是因为在吸附循环的进料步骤(也称为吸附步骤)期间它们的作用。将进料气体混合物引入吸附床的“进入端”，在循环的进料步骤期间流出的气体从“排出端”抽取。在吸附循环的其它步骤期间，可从“进入端”引入或抽取气体。同样，在吸附循环的其它步骤期间，可从“排出端”引入或抽取气体。
以下参考附图描述方法。
方法包括使多个至少4个吸附床各自经过重复循环。重复循环按次序包括(a)进料步骤，(b)第一减压平衡步骤，(c)提供吹扫步骤，(d)放空步骤，(e)吹扫步骤，(f)第一增压平衡步骤，和(g)重新加压步骤。
进料步骤，在图中标为“进料”，包括将进料气体混合物(例如，重整产品)在1.0MPa至7.0MPa或1.0MPa至3.6MPa的进料气体压力下引入经受进料步骤的吸附床，并使次气体组分(例如，CO、CO2和/或CH4)吸附到经受进料步骤的吸附床中的吸附剂上，同时从经受进料步骤的吸附床抽取产品气体(例如，H2产品气体)。产品气体包含与进料气体混合物相比较较高浓度的主气体组分，并且贫次气体组分。进料步骤的持续时间可以为30秒至300秒。
方法可在4℃至70℃的温度进行。
术语“贫”是指与用以形成它的初始流相比较具有较低%摩尔浓度的指示气体。“贫”不意味该流完全没有指示气体。由于在吸附剂上吸附次气体组分，因此，在进料步骤抽取的产品气体具有与进料气体混合物相比较较高%摩尔浓度的主气体组分。
在进料步骤结尾，吸附床包含所谓的空隙空间气体，这是气相和吸附相分子两者的组合。空隙空间气体具有与进料气体混合物相比较较高平均浓度的较强可吸附组分，因为较弱可吸附组分作为产物流抽取。空隙空间气体混合物的各种组分的浓度一般作为吸附床从进入端到排出端的距离的函数变化。接近排出端的空隙空间气体一般具有高浓度的弱可吸附组分和不可吸附组分。接近进入端的空隙空间气体一般具有较高浓度的较强可吸附组分。
其它步骤期间流的方向一般参考进料步骤期间流的方向描述。因此，与进料步骤期间气流相同方向的气流为顺流，与进料步骤期间气流相反方向的气流为逆流。将气体顺流引入吸附床是指以与进料步骤期间气体相同的方向引入气体。将气体逆流引入吸附床是指以与进料步骤期间气流方向相反的方向引入气体。从吸附床顺流抽取气体是指以与进料步骤期间气体相同的方向抽取气体。从吸附床逆流抽取气体是指以与进料步骤期间气流方向相反的方向抽取气体。
气体可同时顺流引入进入端和逆流引入排出端。气体可同时从排出端顺流抽取和从进入端逆流抽取。
在将气体从相对进入端和排出端的中间位置抽取时，部分气体顺流抽取，部分逆流抽取。在将气体引入到相对进入端和排出端的中间位置时，部分气体顺流引入，部分逆流引入。
第一减压平衡步骤，在图中标为“eq1d”，包括从经受第一减压平衡步骤的吸附床顺流抽取压力平衡气体83，并将压力平衡气体通到经受第一增压平衡步骤的吸附床，从而使经受第一减压平衡步骤的吸附床和经受第一增压平衡步骤的吸附床之间的压力平衡。第一增压平衡步骤标为“eq1r”。
如本文限定，“使压力平衡”是指在压力平衡步骤结尾吸附床之间的压差小于250kPa(36psi)。因此，在第一减压平衡步骤和增压平衡步骤结尾，在第一减压平衡步骤结尾的吸附床中的压力比在第一增压平衡步骤结尾的吸附床中的压力大不超过250KPa。
第一减压平衡步骤可进一步包括与抽取压力平衡气体同时顺流引入清洗气体。
第一减压平衡步骤的持续时间可以为10秒至150秒。
提供吹扫步骤，在图中标为“pp”，包括从经受提供吹扫步骤的吸附床顺流抽取吹扫气体，并将吹扫气体从经受提供吹扫步骤的吸附床通到经受吹扫步骤的吸附床。提供吹扫步骤可进一步包括与抽取吹扫气体同时顺流引入清洗气体。
放空(blowdown)步骤，在图中标为“bd”，包括从经受放空步骤的吸附床逆流抽取放空气体。放空气体具有高于进料气体混合物中次气体组分浓度的次气体组分浓度。可从经受放空步骤的吸附床抽取放空气体，直到经受放空步骤的吸附床中的压力达到100kPa至500kPa的放空压力。放空压力为在放空步骤结尾吸附床中的压力。
吹扫步骤，在图中标为“吹扫”，包括将吹扫气体从经受提供吹扫步骤的吸附床逆流引入经受吹扫步骤的吸附床，并从经受吹扫步骤的吸附床逆流抽取吹扫气体流出物。吹扫气体流出物具有高于进料气体混合物中次气体组分浓度的次气体组分浓度。
第一增压平衡步骤包括将压力平衡气体从经受第一减压平衡步骤的吸附床逆流引入经受第一增压平衡步骤的吸附床。
本文所用术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等用于区别多个增压/减压平衡步骤，不表示在次序中的相对位置。
第一增压平衡步骤可进一步包括，与从经受第一减压平衡步骤的吸附床逆流引入压力平衡气体同时，将进料气体混合物顺流引入和/或将产品气体逆流引入经受第一增压平衡步骤的吸附床。
重新加压步骤，在图中标为“repr”，包括使经受重新加压步骤的吸附床中的压力增加，直到经受重新加压步骤的吸附床实质在进料气体压力下。经受重新加压步骤的吸附床中的压力可通过以下至少之一增加：(1)将进料气体混合物顺流引入经受重新加压步骤的吸附床；和(2)将部分产品气体从经受进料步骤的吸附床逆流引入经受重新加压步骤的吸附床。
“实质在进料气体压力下”是指在进料气体压力的±10%内。
通过压缩来自经受放空步骤的吸附床的放空气体和来自经受吹扫步骤的吸附床的吹扫气体流出物中至少之一的至少部分，形成清洗气体。可从部分放空气体而无吹扫气体流出物，所有的放空气体而无吹扫气体流出物，部分放空气体和部分吹扫气体流出物，所有的放空气体和部分吹扫气体流出物，无放空气体而有部分吹扫气体流出物，或者无放空气体而有所有的吹扫气体流出物，形成清洗气体。压缩机压缩放空气体和/或吹扫气体流出物，以形成清洗气体。清洗气体可直接通到经受第一减压平衡步骤的吸附床，或者在通到经受第一减压平衡步骤的吸附床之前临时储存在缓冲罐中。
在放空步骤期间抽取一定量气体，在吹扫步骤期间抽取一定量气体。清洗气体可包含在放空步骤期间和吹扫步骤期间抽取的气体合并量的5至80%重量。
在方法中，重复循环可进一步包括另外的减压平衡步骤和互补的另外的增压平衡步骤。可使用任何适合数量的另外的减压/增压平衡步骤。一个或多个另外的减压平衡步骤在图中标为“eq1d”、“eq2d”、“eq3d”或“eq4d”至少之一，不包括标示第一减压平衡步骤的符号。一个或多个另外的增压平衡步骤在图中标为“eq1r”、“eq2r”、“eq3r”或“eq4r”至少之一，不包括标示第一增压平衡步骤的符号。
一个或多个另外的减压平衡步骤包括从经受另外的减压平衡步骤的吸附床顺流抽取压力平衡气体，并将压力平衡气体通到经受另外的增压平衡步骤的吸附床，从而使经受另外的减压平衡步骤的吸附床和经受另外的增压平衡步骤的吸附床之间的压力平衡。
另外的减压平衡步骤可任选进一步包括与抽取压力平衡气体同时顺流引入清洗气体。
在方法中，重复循环可进一步包括清洗步骤。清洗步骤，在图中标为“清洗”，在重复循环中如果存在，在进料步骤之后并在第一减压平衡步骤之前。清洗步骤包括将清洗气体顺流引入经受清洗步骤的吸附床，同时从经受清洗步骤的吸附床顺流抽取清洗气体流出物。清洗气体流出物可与产品气体合并。通过压缩来自经受放空步骤的吸附床的放空气体和来自经受吹扫步骤的吸附床的吹扫气体流出物中至少之一的至少部分，形成清洗气体。压缩机压缩放空气体和/或吹扫气体流出物，以形成清洗气体。
在重复循环包括清洗步骤时，重新加压步骤可进一步包括将至少部分清洗气体流出物从经受清洗步骤的吸附床逆流引入经受重新加压步骤的吸附床。
实施例
实施例1
图2a显示具有单个压力平衡步骤的实施例1的4-吸附床循环的循环图。图2b为显示图2a的循环图的气流方向的示意图。
图2中的重复循环按次序包括进料步骤“进料”，第一减压平衡步骤“eq1d”，提供吹扫步骤“pp”，放空步骤“bd”，吹扫步骤“吹扫”，第一增压平衡步骤“eq1r”，和重新加压步骤“repr”。
进料步骤包括将进料气体混合物81(例如，重整产品)在1.0MPa至7.0MPa或1.0MPa至3.6MPa的进料气体压力下引入经受进料步骤的吸附床，并使次气体组分(例如，CO、CO2和/或CH4)吸附到经受进料步骤的吸附床中的吸附剂上，同时从经受进料步骤的吸附床抽取产品气体103(例如，H2产品气体)。产品气体包含与进料气体混合物相比较较高浓度的主气体组分，并且贫次气体组分。
第一减压平衡步骤，在图2a和2b中标为“eq1d”，包括从经受第一减压平衡步骤的吸附床顺流抽取压力平衡气体83，并将压力平衡气体通到经受第一增压平衡步骤的吸附床，从而使经受第一减压平衡步骤的吸附床和经受第一增压平衡步骤的吸附床之间的压力平衡。第一减压平衡步骤进一步包括与抽取压力平衡气体83同时顺流引入清洗气体91。在第一减压平衡步骤压力下提供清洗气体比在进料气体压力下向清洗步骤提供清洗气体需要较小压缩功率。
提供吹扫步骤，在图2a和2b中标为“pp”，包括从经受提供吹扫步骤的吸附床顺流抽取吹扫气体85，并将吹扫气体85从经受提供吹扫步骤的吸附床通到经受吹扫步骤的吸附床。作为将清洗气体引入经受第一减压平衡步骤的吸附床的替代或附加，可将清洗气体引入经受提供吹扫步骤的床，如虚线所示。
放空步骤，在图2a和2b中标为“bd”，包括从经受放空步骤的吸附床逆流抽取放空气体87。放空气体具有高于进料气体混合物81中次气体组分浓度的次气体组分浓度。
吹扫步骤，在图2a和2b中标为“吹扫”，包括将吹扫气体85从经受提供吹扫步骤的吸附床逆流引入经受吹扫步骤的吸附床，并从经受吹扫步骤的吸附床逆流抽取吹扫气体流出物89。吹扫气体流出物89具有高于进料气体混合物81中次气体组分浓度的次气体组分浓度。
第一增压平衡步骤，在图2a和2b中标为“eq1r”，包括将压力平衡气体83从经受第一减压平衡步骤的吸附床逆流引入经受第一增压平衡步骤的吸附床。
如图2a和2b中所示，第一增压平衡步骤可任选进一步包括，与从经受第一减压平衡步骤的吸附床逆流引入压力平衡气体83同时，将进料气体混合物81顺流引入和/或将产品气体103逆流引入经受第一增压平衡步骤的吸附床。
重新加压步骤，在图2a和2b中标为“repr”，包括使经受重新加压步骤的吸附床中的压力增加，直到经受重新加压步骤的吸附床实质在进料气体压力下。在图2b中，通过将部分产品气体103从经受进料步骤的吸附床逆流引入经受重新加压步骤的吸附床，使经受重新加压步骤的吸附床中的压力增加。作为附加或替代，如虚线所示，可通过将进料气体混合物81顺流引入经受重新加压步骤的吸附床，使经受重新加压步骤的吸附床中的压力增加。
通过压缩来自经受放空步骤的吸附床的放空气体87和来自经受吹扫步骤的吸附床的吹扫气体流出物89中至少之一的至少部分，形成清洗气体91。压缩机60压缩放空气体和/或吹扫气体流出物，以形成清洗气体91。由于一个吸附床的放空步骤对准另一个吸附床的第一减压平衡步骤，可主要从放空气体方便地形成清洗气体。可通过使用储存容器，从吹扫气体流出物形成清洗气体，在此，可在压缩之前储存吹扫气体流出物和/或放空气体。
实施例2
图3a显示具有两个压力平衡步骤的实施例2的4-吸附床循环的循环图。图3b为显示图3a的循环图的气流方向的示意图。
图3a和3b中的重复循环按次序包括进料步骤“进料”，第一减压平衡步骤“eq1d”，提供吹扫步骤“pp”，第二减压平衡步骤“eq2d”，放空步骤“bd”，吹扫步骤“吹扫”，第二增压平衡步骤“eq2r”，第一增压平衡步骤“eq1r”，和重新加压步骤“repr”。
在图3a和3b中的进料步骤(标为“进料”)、第一减压平衡步骤(标为“eq1d”)和提供吹扫步骤(标为“pp”)，如实施例1中所述。
第二减压平衡步骤，在图3a和3b中标为“eq2d”，包括从经受第二减压平衡步骤的吸附床顺流抽取压力平衡气体84，并将压力平衡气体84通到经受第二增压平衡步骤的吸附床，从而使经受第二减压平衡步骤的吸附床和经受第二增压平衡步骤的吸附床之间的压力平衡。
在图3a和3b中的放空步骤(标为“bd”)和吹扫步骤(标为“吹扫”)如实施例1中所述。
第二增压平衡步骤，标为“eq2r”，包括将压力平衡气体84从经受第二减压平衡步骤的吸附床逆流引入经受第二增压平衡步骤的吸附床。
在图3a和3b中的第一增压平衡步骤(标为“eq1r”)和重新加压步骤(标为“repr”)如实施例1中所述。
如实施例1中所述形成清洗气体91。由于一个吸附床的放空步骤对准另一个吸附床的第一减压平衡步骤，可主要从放空气体方便地形成清洗气体。可通过使用储存容器，从吹扫气体流出物形成清洗气体，在此，可在压缩之前储存吹扫气体流出物和/或放空气体。
实施例3
图4a显示具有清洗步骤和一个压力平衡步骤的实施例3的4-吸附床循环的循环图。图4b为显示图4a的循环图的气流方向的示意图。
图4a和4b中的重复循环按次序包括进料步骤“进料”，清洗步骤“清洗”，第一减压平衡步骤“eq1d”，提供吹扫步骤“pp”，放空步骤“bd”，吹扫步骤“吹扫”，空闲步骤“空闲”，第一增压平衡步骤“eq1r”，和重新加压步骤“repr”。
进料步骤如实施例1中所述。
清洗步骤，在图4a和4b中标为“清洗”，包括将清洗气体91顺流引入经受清洗步骤的吸附床，同时从经受清洗步骤的吸附床顺流抽取清洗气体流出物92。清洗气体流出物可与产品气体103合并。
在图4a和4b中的第一减压平衡步骤(标为“eq1d”)、提供吹扫步骤(标为“pp”)、放空步骤(标为“bd”)和吹扫步骤(标为“吹扫”)如实施例1中所述。
在空闲步骤(在图4a和4b中标为“空闲”)中，如名称所示，床空闲，并且没有气体流入或流出吸附床。
第一增压平衡步骤，标为“eq1r”，包括将压力平衡气体83从经受第一减压平衡步骤的吸附床逆流引入经受第一增压平衡步骤的吸附床。
如图4a和4b中所示，第一增压平衡步骤可任选进一步包括，与从经受第一减压平衡步骤的吸附床逆流引入压力平衡气体83同时，将进料气体混合物81顺流引入和/或将产品气体103和/或清洗气体流出物92逆流引入经受第一增压平衡步骤的吸附床。
重新加压步骤，在图4a和4b中标为“repr”，包括使经受重新加压步骤的吸附床中的压力增加，直到经受重新加压步骤的吸附床实质在进料气体压力下。在图4b中，通过将部分产品气体103和/或清洗气体流出物92从经受进料步骤的吸附床逆流引入经受重新加压步骤的吸附床，使经受重新加压步骤的吸附床中的压力增加。作为附加或替代，如虚线所示，通过将进料气体混合物81顺流引入经受重新加压步骤的吸附床，可使经受重新加压步骤的吸附床中的压力增加。
如实施例1中所述形成清洗气体91。由于一个吸附床的放空步骤与另一个吸附床的第一减压平衡步骤对准，可主要从放空气体方便地形成清洗气体。可通过使用储存容器，从吹扫气体流出物形成清洗气体，在此，可在压缩之前储存吹扫气体流出物和/或放空气体。
实施例4
图5a显示具有两个压力平衡步骤的实施例4的5-吸附床循环的循环图。图5b为显示图5a的循环图的气流方向的示意图。
图5a和5b中的重复循环按次序包括进料步骤“进料”，第一减压平衡步骤“eq1d”，第二减压平衡步骤“eq2d”，提供吹扫步骤“pp”，放空步骤“bd”，吹扫步骤“吹扫”，空闲步骤“空闲”，第二增压平衡步骤“eq2r”，另一个空闲步骤“空闲”，第一增压平衡步骤“eq1r”，和重新加压步骤“repr”。
在图5a和5b中的进料步骤(标为“进料”)和第一减压平衡步骤(标为“eq1d”)如实施例1中所述。
第二减压平衡步骤，在图5a和5b中标为“eq2d”，包括从经受第二减压平衡步骤的吸附床顺流抽取压力平衡气体84，并将压力平衡气体84通到经受第二增压平衡步骤的吸附床，从而使经受第二减压平衡步骤的吸附床和经受第二增压平衡步骤的吸附床之间的压力平衡。第二减压平衡步骤可任选进一步包括与抽取压力平衡气体84同时顺流引入清洗气体91，如虚线所示。在第二减压平衡步骤压力下提供清洗气体比在第一减压平衡步骤压力下或在进料气体压力下提供清洗气体需要较小压缩功率。
提供吹扫步骤，在图5a和5b中标为“pp”，如实施例1中所述。
在图5a和5b中的放空步骤(标为“bd”)和吹扫步骤(标为“吹扫”)如实施例1中所述。
在空闲步骤(在图5a和5b中标为“空闲”)中，如名称所示，床空闲，并且没有气体流入或流出吸附床。
第二增压平衡步骤，标为“eq2r”，如实施例2中所述。在图5a和5b中的第一增压平衡步骤(标为“eq1r”)和重新加压步骤(标为“repr”)如实施例1中所述。
如实施例1中所述形成清洗气体91。由于一个吸附床的放空步骤与另一个吸附床的第一减压平衡步骤对准，可主要从放空气体方便地形成清洗气体。可通过使用储存容器，从吹扫气体流出物形成清洗气体，在此，可在压缩之前储存吹扫气体流出物和/或放空气体。
实施例5
图6a显示具有三个压力平衡步骤的实施例5的5-吸附床循环的循环图。图6b为显示图6a的循环图的气流方向的示意图。
图6a和6b中的重复循环按次序包括进料步骤“进料”，第二减压平衡步骤“eq2d”，第一减压平衡步骤“eq1d”，提供吹扫步骤“pp”，第三减压平衡步骤“eq3d”，放空步骤“bd”，吹扫步骤“吹扫”，第三增压平衡步骤“eq3r”，第一增压平衡步骤“eq1r”，空闲步骤“空闲”，第二增压平衡步骤“eq2r”，和重新加压步骤“repr”。
在图6a和6b中的进料步骤(标为“进料”)、第一减压平衡步骤(标为“eq1d”)和提供吹扫步骤(标为“pp”)，如实施例1中所述。第二减压平衡步骤，在图6a和6b中标为“eq2d”，如实施例4中所述。
第三减压平衡步骤，在图6a和6b中标为“eq3d”，包括从经受第三减压平衡步骤的吸附床顺流抽取压力平衡气体86，并将压力平衡气体86通到经受第三增压平衡步骤的吸附床，从而使经受第三减压平衡步骤的吸附床和经受第三增压平衡步骤的吸附床之间的压力平衡。
在图6a和6b中的放空步骤(标为“bd”)和吹扫步骤(标为“吹扫”)如实施例1中所述。
第三增压平衡步骤，标为“eq3r”，包括将压力平衡气体86从经受第三减压平衡步骤的吸附床逆流引入经受第三增压平衡步骤的吸附床。
第一增压平衡步骤，标为“eq1r”，如实施例1中所述。
在空闲步骤(在图6a和6b中标为“空闲”)中，如名称所示，床空闲，并且没有气体流入或流出吸附床。
第二增压平衡步骤，标为“eq2r”，如实施例2中所述。
如图6a和6b中虚线所示，第二增压平衡步骤可任选进一步包括，与从经受第二减压平衡步骤的吸附床逆流引入压力平衡气体84同时，将进料气体混合物81顺流引入和/或将产品气体103逆流引入经受第二增压平衡步骤的吸附床。
重新增压步骤，在图6a和6b中标为“repr”，如实施例1中所述。
如实施例1中所述形成清洗气体91。由于一个吸附床的放空步骤与另一个吸附床的第一减压平衡步骤对准，可主要从放空气体方便地形成清洗气体。可通过使用储存容器，从吹扫气体流出物形成清洗气体，在此，可在压缩之前储存吹扫气体流出物和/或放空气体。
实施例6
图7a显示具有清洗步骤和两个压力平衡步骤的实施例6的5-吸附床循环的循环图。图7b为显示图7a的循环图的气流方向的示意图。
图7a和7b中的重复循环按次序包括进料步骤“进料”，清洗步骤“清洗”，第一减压平衡步骤“eq1d”，空闲步骤“空闲”，第二减压平衡步骤“eq2d”，提供吹扫步骤“pp”，放空步骤“bd”，吹扫步骤“吹扫”，第二增压平衡步骤“eq2r”，第一增压平衡步骤“eq1r”，和重新加压步骤“repr”。
在图7a和7b中的进料步骤(标为“进料”)和第一减压平衡步骤(标为“eq1d”)如实施例1中所述。
清洗步骤，在图7a和7b中标为“清洗”，如实施例3中所述。
在空闲步骤(在图7a和7b中标为“空闲”)中，如名称所示，床空闲，并且没有气体流入或流出吸附床。
第二减压平衡步骤，在图7a和7b中标为“eq2d”，如实施例4中所述。在图7a和7b中的提供吹扫步骤(标为“pp”)、放空步骤(标为“bd”)和吹扫步骤(标为“吹扫”)如实施例1中所述。第二增压平衡步骤，标为“eq2r”，如实施例2中所述。在图7a和7b中的第一增压平衡步骤(标为“eq1r”)和重新加压步骤(标为“repr”)如实施例3中所述。
如实施例1中所述形成清洗气体91。由于一个吸附床的放空步骤与另一个吸附床的清洗步骤对准，可主要从放空气体方便地形成用于清洗步骤的清洗气体。由于一个吸附床的吹扫步骤与另一个吸附床的第一减压平衡步骤对准，可主要从吹扫气体流出物方便地形成用于第一减压平衡步骤的清洗气体。对于清洗气体引入经受第二减压平衡步骤的吸附床时的选项，由于第二减压平衡步骤与放空步骤对准，可主要从放空气体方便地形成清洗气体。到任何步骤的清洗气体可通过使用储存容器，从吹扫气体流出物和/或放空气体形成，在此，可在压缩之前储存吹扫气体流出物和/或放空气体。
实施例7
图8a显示具有三个压力平衡步骤的实施例7的5-吸附床循环的循环图。图8b为显示图8a的循环图的气流方向的示意图。
图8a和8b中的重复循环按次序包括进料步骤“进料”，第一减压平衡步骤“eq1d”，第二减压平衡步骤“eq2d”，提供吹扫步骤“pp”，第三减压平衡步骤“eq3d”，放空步骤“bd”，吹扫步骤“吹扫”，第三增压平衡步骤“eq3r”，第二增压平衡步骤“eq2r”，空闲步骤“空闲”，第一增压平衡步骤“eq1r”，和重新加压步骤“repr”。
在图8a和8b中的进料步骤(标为“进料”)和第一减压平衡步骤(标为“eq1d”)如实施例1中所述。第二减压平衡步骤，在图8a和8b中标为“eq2d”，如实施例4中所述。提供吹扫步骤，在图8a和8b中标为“pp”，如实施例1中所述。
第三减压平衡步骤，在图8a和8b中标为“eq3d”，包括从经受第三减压平衡步骤的吸附床顺流抽取压力平衡气体86，并将压力平衡气体通到经受第三增压平衡步骤的吸附床，从而使经受第三减压平衡步骤的吸附床和经受第三增压平衡步骤的吸附床之间的压力平衡。第三减压平衡步骤可任选进一步包括从经受第三减压平衡步骤的吸附床逆流抽取放空气体88，如虚线所示。
在图8a和8b中的放空步骤(标为“bd”)和吹扫步骤(标为“吹扫”)如实施例1中所述。第三增压平衡步骤，标为“eq3r”，如实施例5中所述。第二增压平衡步骤，标为“eq2r”，如实施例2中所述。
在空闲步骤(在图8a和8b中标为“空闲”)中，如名称所示，床空闲，并且没有气体流入或流出吸附床。在图8a和8b中的第一增压平衡步骤(标为“eq1r”)和重新加压步骤(标为“repr”)如实施例1中所述。
通过压缩来自经受放空步骤的吸附床的放空气体87、来自经受第三减压平衡步骤的吸附床的放空气体88和来自经受吹扫步骤的吸附床的吹扫气体流出物89中至少之一的至少部分，形成清洗气体91。压缩机60压缩放空气体87、88和/或吹扫气体流出物89，以形成清洗气体91。由于一个吸附床的放空步骤与另一个吸附床的第二减压平衡步骤对准，用于经受第二减压平衡步骤的吸附床的清洗气体将主要从放空气体形成。由于一个吸附床的第三减压平衡步骤与另一个吸附床的第一减压平衡步骤对准，用于经受第一减压平衡步骤的吸附床的清洗气体可从来自经受第三减压平衡步骤的床的放空气体形成。或者，可使来自经受放空步骤的床的放空气体形成的清洗气体与吹扫气体流出物合并，并在作为清洗气体通到经受第一减压平衡步骤的吸附床之前临时储存在缓冲罐。在任何循环中，气体可在通到另一个床之前储存在缓冲罐中。
实施例8
图9a显示具有三个压力平衡步骤的实施例8的6-吸附床循环的循环图。图9b为显示图9a的循环图的气流方向的示意图。
图9a和9b中的重复循环按次序包括进料步骤“进料”，第一减压平衡步骤“eq1d”，第二减压平衡步骤“eq2d”，第三减压平衡步骤“eq3d”，提供吹扫步骤“pp”，放空步骤“bd”，吹扫步骤“吹扫”，第三增压平衡步骤“eq3r”，第二增压平衡步骤“eq2r”，第一增压平衡步骤“eq1r”，和重新加压步骤“repr”。
在图9a和9b中的进料步骤(标为“进料”)和第一减压平衡步骤(标为“eq1d”)如实施例1中所述。第二减压平衡步骤，在图9a和9b中标为“eq2d”，如实施例4中所述。
第三减压平衡步骤，在图9a和9b中标为“eq3d”，包括从经受第三减压平衡步骤的吸附床顺流抽取压力平衡气体86，并将压力平衡气体86通到经受第三增压平衡步骤的吸附床，从而使经受第三减压平衡步骤的吸附床和经受第三增压平衡步骤的吸附床之间的压力平衡。第三减压平衡步骤可任选进一步包括与抽取压力平衡气体86同时顺流引入清洗气体91，如虚线所示。在第三减压平衡步骤压力下提供清洗气体比在第二减压平衡步骤压力下提供清洗气体需要较小压缩功率。
在图9a和9b中的提供吹扫步骤(标为“pp”)、放空步骤(标为“bd”)和吹扫步骤(标为“吹扫”)如实施例1中所述。第三增压平衡步骤，标为“eq3r”，如实施例5中所述。第二增压平衡步骤，标为“eq2r”，如实施例2中所述。在图9a和9b中的第一增压平衡步骤(标为“eq1r”)和重新加压步骤(标为“repr”)如实施例1中所述。
如实施例1中所述形成清洗气体91。由于一个吸附床的放空步骤与另一个吸附床的第一减压平衡步骤对准，到第一减压平衡床的清洗气体可主要从放空气体方便地形成。由于一个吸附床的吹扫步骤与另一个吸附床的第二减压平衡步骤对准，如果需要，到经受第二减压平衡步骤的吸附床的清洗气体可主要从吹扫气体流出物方便地形成。由于一个吸附床的放空步骤与另一个吸附床的第三减压平衡步骤对准，如果需要，到第三减压平衡床的清洗气体可主要从放空气体方便地形成。到任何步骤的清洗气体可通过使用储存容器，从吹扫气体流出物和/或放空气体形成，在此，可在压缩之前储存吹扫气体流出物和/或放空气体。
实施例9
图10a显示具有两个压力平衡步骤的实施例9的6-吸附床循环的循环图。图10b为显示图10a的循环图的气流方向的示意图。
图10a和10b中的重复循环按次序包括进料步骤“进料”，第一减压平衡步骤“eq1d”，第二减压平衡步骤“eq2d”，提供吹扫步骤“pp”，放空步骤“bd”，吹扫步骤“吹扫”，第二增压平衡步骤“eq2r”，第一增压平衡步骤“eq1r”，和重新加压步骤“repr”。
在图10a和10b中的进料步骤(标为“进料”)和第一减压平衡步骤(标为“eq1d”)如实施例1中所述。第二减压平衡步骤，在图10a和10b中标为“eq2d”，如实施例4中所述。在图10a和10b中的提供吹扫步骤(标为“pp”)、放空步骤(标为“bd”)和吹扫步骤(标为“吹扫”)如实施例1中所述。第二增压平衡步骤，标为“eq2r”，如实施例2中所述。在图10a和10b中的第一增压平衡步骤(标为“eq1r”)和重新加压步骤(标为“repr”)如实施例1中所述。
如实施例1中所述形成清洗气体91。由于一个吸附床的放空步骤与另一个吸附床的第一减压平衡步骤对准，到第一减压平衡床的清洗气体可主要从放空气体方便地形成。由于一个吸附床的吹扫步骤与另一个吸附床的第二减压平衡步骤对准，如果需要，到经受第二减压平衡步骤的吸附床的清洗气体可主要从吹扫气体流出物方便地形成。到任何步骤的清洗气体可通过使用储存容器，从吹扫气体流出物和/或放空气体形成，在此，可在压缩之前储存吹扫气体流出物和/或放空气体。
实施例10
图11a显示具有清洗步骤和两个压力平衡步骤的实施例10的6-吸附床循环的循环图。图11b为显示图11a的循环图的气流方向的示意图。
图11a和11b中的重复循环按次序包括进料步骤“进料”，空闲步骤“空闲”，清洗步骤“清洗”，第一减压平衡步骤“eq1d”，第二减压平衡步骤“eq2d”，提供吹扫步骤“pp”，放空步骤“bd”，吹扫步骤“吹扫”，第二增压平衡步骤“eq2r”，第一增压平衡步骤“eq1r”，和重新加压步骤“repr”。
进料步骤如实施例1中所述。在空闲步骤(在图11a和11b中标为“空闲”)中，如名称所示，床空闲，并且没有气体流入或流出吸附床。清洗步骤，在图11a和11b中标为“清洗”，如实施例3中所述。第一减压平衡步骤，在图11a和11b中标为“eq1d”，如实施例1中所述。第二减压平衡步骤，在图11a和11b中标为“eq2d”，如实施例4中所述。在图11a和11b中的提供吹扫步骤(标为“pp”)、放空步骤(标为“bd”)和吹扫步骤(标为“吹扫”)如实施例1中所述。
第二增压平衡步骤，标为“eq2r”，如实施例2中所述。在图11a和11b中的第一增压平衡步骤(标为“eq1r”)和重新加压步骤(标为“repr”)如实施例3中所述。
如实施例1中所述形成清洗气体91。由于一个吸附床的放空步骤与另一个吸附床的清洗步骤对准，可主要从放空气体方便地形成用于清洗步骤的清洗气体。由于一个吸附床的吹扫步骤与另一个吸附床的第一减压平衡步骤对准，可主要从吹扫气体流出物方便地形成用于第一减压平衡步骤的清洗气体。对于清洗气体引入经受第二减压平衡步骤的吸附床时的选项，由于第二减压平衡步骤与放空步骤对准，可主要从放空气体方便地形成清洗气体。到任何步骤的清洗气体可通过使用缓冲容器，从吹扫气体流出物和/或放空气体形成，在此，可在压缩之前储存吹扫气体流出物和/或放空气体。
实施例11
图12a显示具有三个压力平衡步骤的实施例11的8-吸附床循环的循环图。图12b为显示图12a的循环图的气流方向的示意图。
图12a和12b中的重复循环按次序包括进料步骤“进料”，第一减压平衡步骤“eq1d”，第二减压平衡步骤“eq2d”，第三减压平衡步骤“eq3d”，空闲步骤“空闲”，提供吹扫步骤“pp”，放空步骤“bd”，吹扫步骤“吹扫”，第三增压平衡步骤“eq3r”，第二增压平衡步骤“eq2r”，第一增压平衡步骤“eq1r”，和重新加压步骤“repr”。
在图12a和12b中的进料步骤(标为“进料”)和第一减压平衡步骤(标为“eq1d”)如实施例1中所述。第二减压平衡步骤，在图12a和12b中标为“eq2d”，如实施例4中所述。第三减压平衡步骤，在图12a和12b中标为“eq3d”，如实施例8中所述。
在空闲步骤(在图12a和12b中标为“空闲”)中，如名称所示，床空闲，并且没有气体流入或流出吸附床。
在图12a和12b中的提供吹扫步骤(标为“pp”)、放空步骤(标为“bd”)和吹扫步骤(标为“吹扫”)如实施例1中所述。
第三增压平衡步骤，标为“eq3r”，如实施例5中所述。第二增压平衡步骤，标为“eq2r”，如实施例2中所述。在图12a和12b中的第一增压平衡步骤(标为“eq1r”)和重新加压步骤(标为“repr”)如实施例1中所述。
如实施例1中所述形成清洗气体91。由于一个吸附床的放空步骤和另一个吸附床的吹扫步骤对准另一个吸附床的第一、第二和第三减压平衡步骤，到经受第一、第二和/或第三减压平衡步骤的吸附床的清洗气体可从放空气体和/或吹扫气体流出物形成。到任何步骤的清洗气体可通过使用缓冲容器，从吹扫气体流出物和/或放空气体形成，在此，可在压缩之前储存吹扫气体流出物和/或放空气体。
实施例12
图13a显示具有四个压力平衡步骤的实施例12的10-吸附床循环的循环图。图13b为显示图13a的循环图的气流方向的示意图。
图13a和13b中的重复循环按次序包括进料步骤“进料”，第一减压平衡步骤“eq1d”，第二减压平衡步骤“eq2d”，第三减压平衡步骤“eq3d”，第四减压平衡步骤“eq4d”，提供吹扫步骤“pp”，放空步骤“bd”，吹扫步骤“吹扫”，空闲步骤“空闲”，第四增压平衡步骤“eq4r”，第三增压平衡步骤“eq3r”，第二增压平衡步骤“eq2r”，第一增压平衡步骤“eq1r”，和重新加压步骤“repr”。
在图13a和13b中的进料步骤(标为“进料”)和第一减压平衡步骤(标为“eq1d”)如对实施例1所述。第二减压平衡步骤，在图13a和13b中标为“eq2d”，如对实施例4所述。第三减压平衡步骤，在图13a和13b中标为“eq3d”，如对实施例8所述。
第四减压平衡步骤，在图13a和13b中标为“eq4d”，包括从经受第四减压平衡步骤的吸附床顺流抽取压力平衡气体93，并将压力平衡气体93通到经受第四增压平衡步骤的吸附床，从而使经受第四减压平衡步骤的吸附床和经受第四增压平衡步骤的吸附床之间的压力平衡。第四减压平衡步骤可任选进一步包括与抽取压力平衡气体93同时顺流引入清洗气体91，如虚线所示。在第四减压平衡步骤压力下提供清洗气体比在第三减压平衡步骤压力下提供清洗气体需要较小压缩功率。
在图13a和13b中的提供吹扫步骤(标为“pp”)、放空步骤(标为“bd”)和吹扫步骤(标为“吹扫”)如实施例1中所述。
在空闲步骤(在图13a和13b中标为“空闲”)中，如名称所示，床空闲，并且没有气体流入或流出吸附床。
第四增压平衡步骤，标为“eq4r”，包括将压力平衡气体93从经受第四减压平衡步骤的吸附床逆流引入经受第四增压平衡步骤的吸附床。
第三增压平衡步骤，标为“eq3r”，如实施例5中所述。第二增压平衡步骤，标为“eq2r”，如实施例2中所述。在图13a和13b中的第一增压平衡步骤(标为“eq1r”)和重新加压步骤(标为“repr”)如实施例1中所述。
如实施例1中所述形成清洗气体91。由于一个吸附床的放空步骤和另一个吸附床的吹扫步骤对准另一个吸附床的第一、第二、第三和第四减压平衡步骤，到经受第一、第二、第三和/或第四减压平衡步骤的吸附床的清洗气体可从放空气体和/或吹扫气体流出物形成。
使用动态过程模拟器评价在实施例12中使用10床循环的方法。
进料气体组合物为73.7%H2、16.8%CO2、6.3%CH4、2.9%CO和0.3%N2。进料气体压力为3.3MPa(465psig)，进料气体温度为38℃(100℉)。模拟吸附剂容器的直径为3.7m(12ft.)，并且包含4.8m(15.6ft.)活性炭和3.7m(12.2ft.)5A作为吸附剂。进料步骤的持续时间为150s。在吹扫步骤期间吸附剂容器的出口处的平均压力为146kPa(6.5psig)。调节进料速率，以使氢产物中CO的浓度保持在1ppm。
表1只显示在eq1d和eq2d步骤期间使清洗气体再循环的结果。清洗气体包含放空气体和吹扫气体流出物的充分混合混合物的一部分。本文所用标准条件为0℃和1atm。在再循环的清洗气体的量增加时，H2回收增加。与不使清洗气体再循环相比较，使在放空和吹扫步骤期间去除的4.2Nm3/s尾气作为清洗气体再循环，H2生产率从35.9增加到36.1Nm3/s，而H2回收从90%增加到93.9%。在清洗气体的量进一步增加时，PSA系统的总容量显著减小，而H2回收进一步增加。
为了在eq1d和eq2d步骤期间提供清洗气体，放空气体和吹扫气体流出物必须在eq1d步骤的开始压缩到进料气体压力——约3.3MPa。
表1
实施例13
图14a显示具有四个压力平衡步骤的实施例13的10-吸附床循环的循环图。图14b为显示图14a的循环图的气流方向的示意图。
图14a和14b中的重复循环按次序包括进料步骤“进料”，第三减压平衡步骤“eq3d”，第四减压平衡步骤“eq4d”，第一减压平衡步骤“eq1d”，第二减压平衡步骤“eq2d”，提供吹扫步骤“pp”，放空步骤“bd”，吹扫步骤“吹扫”，空闲步骤“空闲”，第二增压平衡步骤“eq2r”，第一增压平衡步骤“eq1r”，第四增压平衡步骤“eq4r”，第三增压平衡步骤“eq3r”，和重新加压步骤“repr”。
进料步骤如实施例1中所述。第三减压平衡步骤，标为“eq3d”，如实施例8中所述。第四减压平衡步骤，标为“eq4d”，如实施例12中所述。
第一减压平衡步骤，在图14a和14b中标为“eq1d”，如实施例1中所述。在第一减压平衡步骤压力下提供清洗气体比在进料气体压力下或在第三和第四减压平衡步骤的操作压力下向清洗步骤提供清洗气体需要较小压缩功率。
第二减压平衡步骤，在图14a和14b中标为“eq2d”，如对实施例4所述。在第二减压平衡步骤压力下提供清洗气体比在进料气体压力下或在第一、第三和第四减压平衡步骤的操作压力下向清洗步骤提供清洗气体需要较小压缩功率。
在图14a和14b中的提供吹扫步骤(标为“pp”)、放空步骤(标为“bd”)和吹扫步骤(标为“吹扫”)如实施例1中所述。
在空闲步骤(在图14a和14b中标为“空闲”)中，如名称所示，床空闲，并且没有气体流入或流出吸附床。
第二增压平衡步骤，标为“eq2r”，如实施例2中所述。第一增压平衡步骤，在图14a和14b中标为“eq1r”，如实施例1中所述。
第四增压平衡步骤，标为“eq4r”，包括将压力平衡气体93从经受第四减压平衡步骤的吸附床逆流引入经受第四增压平衡步骤的吸附床。
第三增压平衡步骤，标为“eq3r”，包括将压力平衡气体86从经受第三减压平衡步骤的吸附床逆流引入经受第三增压平衡步骤的吸附床。
如实施例1中所述形成清洗气体91。在吸附床正经受第一或第二减压平衡步骤时，由于至少一个吸附床将经受放空步骤，至少一个吸附床将经受吹扫步骤，到经受第一或第二减压平衡步骤的吸附床的清洗气体可从放空气体和/或吹扫气体流出物形成。
利用与实施例12中相同的进料气体参数，用动态过程模拟器评价在实施例13中使用10床循环的方法。
表2显示在其它平衡步骤(eq3d和eq4d)先于eq1d和eq2d步骤时在eq1d和eq2d步骤期间使清洗气体再循环的结果。清洗气体包含放空气体和吹扫气体流出物的充分混合混合物的一部分。eq1d步骤开始于约1.9MPa(260psig)，以便压缩的能量消耗低于实施例12。作为再循环的清洗气体的量的函数的H2回收增加小于实施例12。与不使清洗气体再循环相比较，使在放空和吹扫步骤期间去除的5.6Nm3/s尾气作为清洗气体再循环，H2生产率从35.9增加到36.1Nm3/s，而H2回收从90%增加到92.4%。在清洗气体的量进一步增加时，PSA系统的总容量显著减小，而H2回收进一步略微增加。
表2
实施例14
图15a显示具有清洗步骤和三个压力平衡步骤的实施例14的10-吸附床循环的循环图。图15b为显示图15a的循环图的气流方向的示意图。
图15a和15b中的重复循环按次序包括进料步骤“进料”，清洗步骤“清洗”，第一减压平衡步骤“eq1d”，第二减压平衡步骤“eq2d”，第三减压平衡步骤“eq3d”，空闲步骤“空闲”，提供吹扫步骤“pp”，放空步骤“bd”，吹扫步骤“吹扫”，第三增压平衡步骤“eq3r”，第二增压平衡步骤“eq2r”，第一增压平衡步骤“eq1r”，和重新加压步骤“repr”。
进料步骤如实施例1中所述。清洗步骤，在图15a和15b中标为“清洗”，如实施例3中所述。第一减压平衡步骤，在图15a和15b中标为“eq1d”，如实施例1中所述。第二减压平衡步骤，在图15a和15b中标为“eq2d”，如对实施例4所述。第三减压平衡步骤，在图15a和15b中标为“eq3d”，如实施例8中所述。
在空闲步骤(在图15a和15b中标为“空闲”)中，如名称所示，床空闲，并且没有气体流入或流出吸附床。
在图15a和15b中的提供吹扫步骤(标为“pp”)和放空步骤(标为“bd”)和吹扫步骤(标为“吹扫”)如实施例1中所述。
第三增压平衡步骤，标为“eq3r”，包括将压力平衡气体86从经受第三减压平衡步骤的吸附床逆流引入经受第三增压平衡步骤的吸附床。
第二增压平衡步骤，标为“eq2r”，如实施例2中所述。第一增压平衡步骤(标为“eq1r”)和重新加压步骤(标为“repr”)如实施例3中所述。
如实施例1中所述形成清洗气体91。由于一个吸附床的放空步骤与另一个吸附床的清洗步骤对准，可主要从放空气体方便地形成用于清洗步骤的清洗气体。由于总有至少一个吸附床在放空，总有另一个吸附床在吹扫，可从放空气体和/或吹扫气体流出物形成用于第一和/或第二减压平衡步骤的清洗气体。到任何步骤的清洗气体可通过使用储存容器，从吹扫气体流出物和/或放空气体形成，在此，可在压缩之前储存吹扫气体流出物和/或放空气体。
实施例15
图16a显示具有五个压力平衡步骤的实施例15的12-吸附床循环的循环图。图16b为显示图16a的循环图的气流方向的示意图。
图16a和16b中的重复循环按次序包括进料步骤“进料”，第一减压平衡步骤“eq1d”，第二减压平衡步骤“eq2d”，第三减压平衡步骤“eq3d”，第四减压平衡步骤“eq4d”，第五减压平衡步骤“eq5d*”，提供吹扫步骤“pp”，放空步骤“bd”，吹扫步骤“吹扫”，第五增压平衡步骤“eq5r”，第四增压平衡步骤“eq4r”，第三增压平衡步骤“eq3r”，第二增压平衡步骤“eq2r”，第一增压平衡步骤“eq1r”，和重新加压步骤“repr”。
在图16a和16b中的进料步骤(标为“进料”)和第一减压平衡步骤(标为“eq1d”)如实施例1中所述。第二减压平衡步骤，在图16a和16b中标为“eq2d”，如实施例4中所述。第三减压平衡步骤，在图16a和16b中标为“eq3d”，如实施例8中所述。第四减压平衡步骤，在图16a和16b中标为“eq4d”，如实施例12中所述。
第五减压平衡步骤，在图16a和16b中标为“eq5d*”，包括从经受第五减压平衡步骤的吸附床顺流抽取压力平衡气体94和吹扫气体，并将压力平衡气体94通到经受第五增压平衡步骤的吸附床，从而使经受第五减压平衡步骤的吸附床和经受第五增压平衡步骤的吸附床之间的压力平衡。从经受第五减压平衡步骤的吸附床抽取的吹扫气体通到经受吹扫步骤的吸附床。
在图16a和16b中的提供吹扫步骤(标为“pp”)、放空步骤(标为“bd”)和吹扫步骤(标为“吹扫”)如实施例1中所述。
在根据实施例15的循环中，吹扫步骤的持续时间为重复循环的循环时间的23%至27%。在任何时间三个床在吹扫。发明人已发现，增加吹扫步骤的时间可增加吸附容量，同时增加回收。在生产量提高时，这可为特别重要的。
第五增压平衡步骤，标为“eq5r”，包括将压力平衡气体94从经受第五减压平衡步骤的吸附床逆流引入经受第五增压平衡步骤的吸附床。
第四增压平衡步骤，标为“eq4r”，如实施例12中所述。第三增压平衡步骤，标为“eq3r”，如实施例5中所述。第二增压平衡步骤，标为“eq2r”，如实施例2中所述。在图16a和16b中的第一增压平衡步骤(标为“eq1r”)和重新加压步骤(标为“repr”)如实施例1中所述。
如实施例1中所述形成清洗气体91。由于总有至少一个吸附床在放空，另一个吸附床在吹扫，用于第一和/或第二减压平衡步骤的清洗气体可从放空气体和/或吹扫气体流出物形成。
实施例16
图17a显示具有五个压力平衡步骤的实施例16的12-吸附床循环的循环图。图17b为显示图17a的循环图的气流方向的示意图。
图17a和17b中的重复循环按次序包括进料步骤“进料”，第一减压平衡步骤“eq1d”，第二减压平衡步骤“eq2d”，第三减压平衡步骤“eq3d”，第四减压平衡步骤“eq4d”，第五减压平衡步骤“eq5d*”，提供吹扫步骤“pp”，放空步骤“bd”，吹扫步骤“吹扫”，第五增压平衡步骤“eq5r”，第四增压平衡步骤“eq4r”，第三增压平衡步骤“eq3r”，第二增压平衡步骤“eq2r”，第一增压平衡步骤“eq1r”，和重新加压步骤“repr”。
进料步骤如实施例1中所述。在根据实施例16的循环中，进料步骤的持续时间为重复循环的循环时间的23%至27%。在任何时间三个床在进料。发明人已发现，增加进料步骤的持续时间可增加吸附容量，同时增加回收。在生产量提高时，这可为特别重要的。
第一减压平衡步骤，在图17a和17b中标为“eq1d”，如实施例1中所述。第二减压平衡步骤，在图17a和17b中标为“eq2d”，如实施例4中所述。第三减压平衡步骤，在图17a和17b中标为“eq3d”，如实施例8中所述。第四减压平衡步骤，在图17a和17b中标为“eq4d”，如实施例12中所述。
在图17a和17b中的第五减压平衡步骤，标为“eq5d*”，如实施例15中所述。提供吹扫步骤(标为“pp”)、放空步骤(标为“bd”)和吹扫步骤(标为“吹扫”)如实施例1中所述。
第五增压平衡步骤，标为“eq5r”，如实施例15中所述。第四增压平衡步骤，标为“eq4r”，如实施例12中所述。第三增压平衡步骤，标为“eq3r”，如实施例5中所述。
在图17a和17b中的第二增压平衡步骤，标为“eq2r”，如实施例2中所述。第一增压平衡步骤(标为“eq1r”)和重新加压步骤(标为“repr”)如实施例1中所述。
如实施例1中所述形成清洗气体91。由于总有至少一个吸附床在放空，另一个吸附床在吹扫，可从放空气体和/或吹扫气体流出物形成用于第一和/或第二减压平衡步骤的清洗气体。
这些实施例举例说明本发明的许多可能循环，但决非穷举。

Claims (26)

1.一种在至少4个吸附床中从包含主气体组分和次气体组分的进料气体混合物分离主气体组分的方法，各吸附床包含对于次组分为选择性的吸附剂，所述方法包括使至少4个吸附床分别经过重复循环，所述重复循环按次序包括(a)进料步骤，(b)第一减压平衡步骤，(c)提供吹扫步骤，(d)放空步骤，(e)吹扫步骤，(f)第一增压平衡步骤，和(g)重新加压步骤，其中：
进料步骤(a)包括将进料气体混合物在1.0MPa至7.0MPa的进料气体压力下引入经受进料步骤的吸附床，并使次气体组分吸附到经受进料步骤的吸附床中的吸附剂上，同时从经受进料步骤的吸附床抽取包含主气体组分的产品气体；
第一减压平衡步骤(b)包括从经受第一减压平衡步骤的吸附床顺流抽取压力平衡气体，并将压力平衡气体通到经受第一增压平衡步骤的吸附床，从而使经受第一减压平衡步骤的吸附床和经受第一增压平衡步骤的吸附床之间的压力平衡；
提供吹扫步骤(c)包括从经受提供吹扫步骤的吸附床顺流抽取吹扫气体，并将吹扫气体从经受提供吹扫步骤的吸附床通到经受吹扫步骤的吸附床；
放空步骤(d)包括从经受放空步骤的吸附床逆流抽取放空气体，放空气体具有高于进料气体混合物中次气体组分浓度的次气体组分浓度；
吹扫步骤(e)包括将吹扫气体从经受提供吹扫步骤的吸附床逆流引入经受吹扫步骤的吸附床，并从经受吹扫步骤的吸附床逆流抽取吹扫气体流出物，吹扫气体流出物具有高于进料气体混合物中次气体组分浓度的次气体组分浓度；
第一增压平衡步骤(f)包括将压力平衡气体从经受第一减压平衡步骤的吸附床逆流引入经受第一增压平衡步骤的吸附床；并且
重新加压步骤(g)包括通过(g1)和(g2)中至少之一使经受重新加压步骤的吸附床中的压力增加，直到经受重新加压步骤的吸附床实质在进料气体压力下：(g1)将进料气体混合物顺流引入经受重新加压步骤的吸附床，和(g2)将部分产品气体从经受进料步骤的吸附床逆流引入经受重新加压步骤的吸附床；
其中存在如下(i)和(ii)中至少之一：(i)第一减压平衡步骤进一步包括与抽取压力平衡气体同时顺流引入清洗气体，和(ii)提供吹扫步骤进一步包括与抽取吹扫气体同时顺流引入清洗气体；并且
其中通过压缩来自经受放空步骤的吸附床的放空气体和来自经受吹扫步骤的吸附床的吹扫气体流出物中至少之一的至少部分，形成清洗气体。
2.权利要求1的方法，其中第一减压平衡步骤包括与抽取压力平衡气体同时顺流引入清洗气体。
3.权利要求1的方法，其中主气体组分为H2，次气体组分包括CO、CO2、CH4和N2中的至少两种。
4.权利要求1的方法，其中在放空步骤和吹扫步骤期间抽取合并量的气体，并且清洗气体包含在放空步骤和吹扫步骤期间抽取的合并量的5至80%重量。
5.权利要求1的方法，其中第一增压平衡步骤进一步包括以下至少之一：(i)与从经受第一减压平衡步骤的吸附床逆流引入压力平衡气体同时，将进料气体混合物顺流引入经受第一增压平衡步骤的吸附床；和(ii)与从经受第一减压平衡步骤的吸附床逆流引入压力平衡气体同时，将产品气体从经受进料步骤的吸附床中的至少一个逆流引入经受第一增压平衡步骤的吸附床。
6.权利要求1的方法，其中进料气体压力为1.0MPa至3.6MPa。
7.权利要求1的方法，其中从经受放空步骤的吸附床抽取放空气体，直到经受放空步骤的吸附床中的压力达到100kPa至500kPa的放空压力。
8.权利要求1的方法，其中重复循环进一步包括第二减压平衡步骤和第二增压平衡步骤，其中在重复循环中第二减压平衡步骤在提供吹扫步骤之后并在放空步骤之前，其中在重复循环中第二增压平衡步骤在吹扫步骤之后并在第一增压平衡步骤之前，其中：
第二减压平衡步骤包括从经受第二减压平衡步骤的吸附床顺流抽取第二压力平衡气体，并将第二压力平衡气体通到经受第二增压平衡步骤的吸附床，从而使经受第二减压平衡步骤的吸附床和经受第二增压平衡步骤的吸附床之间的压力平衡；并且
第二增压平衡步骤包括将第二压力平衡气体从经受第二减压平衡步骤的吸附床逆流引入经受第二增压平衡步骤的吸附床。
9.权利要求1的方法，其中重复循环进一步包括清洗步骤，其中在重复循环中清洗步骤在进料步骤之后并在第一减压平衡步骤之前，其中：
清洗步骤包括将清洗气体顺流引入经受清洗步骤的吸附床，同时从经受清洗步骤的吸附床顺流抽取清洗气体流出物。
10.权利要求9的方法，其中使经受重新加压步骤(g)的吸附床中的压力增加进一步包括从经受清洗步骤的吸附床逆流引入至少部分清洗气体流出物。
11.权利要求1的方法，其中重复循环进一步包括第二减压平衡步骤和第二增压平衡步骤，其中在重复循环中第二减压平衡步骤在第一减压平衡步骤之后并在提供吹扫步骤之前，其中在重复循环中第二增压平衡步骤在吹扫步骤之后并在第一增压平衡步骤之前，其中：
第二减压平衡步骤包括从经受第二减压平衡步骤的吸附床顺流抽取第二压力平衡气体，并将第二压力平衡气体通到经受第二增压平衡步骤的吸附床，从而使经受第二减压平衡步骤的吸附床和经受第二增压平衡步骤的吸附床之间的压力平衡；并且
第二增压平衡步骤包括将第二压力平衡气体从经受第二减压平衡步骤的吸附床逆流引入经受第二增压平衡步骤的吸附床。
12.权利要求11的方法，其中第二减压平衡步骤进一步包括与抽取第二压力平衡气体同时顺流引入清洗气体。
13.权利要求1的方法，其中重复循环进一步包括第二减压平衡步骤和第二增压平衡步骤，其中在重复循环中第二减压平衡步骤在进料步骤之后并在第一减压平衡步骤之前，其中在重复循环中第二增压平衡步骤在第一增压平衡步骤之后并在重新加压步骤之前，其中：
第二减压平衡步骤包括从经受第二减压平衡步骤的吸附床顺流抽取第二压力平衡气体，并将第二压力平衡气体通到经受第二增压平衡步骤的吸附床，从而使经受第二减压平衡步骤的吸附床和经受第二增压平衡步骤的吸附床之间的压力平衡；并且
第二增压平衡步骤包括将第二压力平衡气体从经受第二减压平衡步骤的吸附床逆流引入经受第二增压平衡步骤的吸附床。
14.权利要求13的方法，其中重复循环进一步包括第三减压平衡步骤和第三增压平衡步骤，其中在重复循环中第三减压平衡步骤在提供吹扫步骤之后并在放空步骤之前，其中在重复循环中第三增压平衡步骤在吹扫步骤之后并在第一增压平衡步骤之前，其中：
第三减压平衡步骤包括从经受第三减压平衡步骤的吸附床顺流抽取第三压力平衡气体，并将第三压力平衡气体通到经受第三增压平衡步骤的吸附床，从而使经受第三减压平衡步骤的吸附床和经受第三增压平衡步骤的吸附床之间的压力平衡；并且
第三增压平衡步骤包括将第三压力平衡气体从经受第三减压平衡步骤的吸附床逆流引入经受第三增压平衡步骤的吸附床。
15.权利要求9的方法，其中重复循环进一步包括第二减压平衡步骤和第二增压平衡步骤，其中在重复循环中第二减压平衡步骤在第一减压平衡步骤之后并在提供吹扫步骤之前，其中在重复循环中第二增压平衡步骤在吹扫步骤之后并在第一增压平衡步骤之前，其中：
第二减压平衡步骤包括从经受第二减压平衡步骤的吸附床顺流抽取第二压力平衡气体，并将第二压力平衡气体通到经受第二增压平衡步骤的吸附床，从而使经受第二减压平衡步骤的吸附床和经受第二增压平衡步骤的吸附床之间的压力平衡；并且
第二增压平衡步骤包括将第二压力平衡气体从经受第二减压平衡步骤的吸附床逆流引入经受第二增压平衡步骤的吸附床。
16.权利要求15的方法，其中第二减压平衡步骤进一步包括与抽取第二压力平衡气体同时顺流引入清洗气体。
17.权利要求15的方法，其中重复循环进一步包括第三减压平衡步骤和第三增压平衡步骤，其中在重复循环中第三减压平衡步骤在第二减压平衡步骤之后并在提供吹扫步骤之前，其中在重复循环中第三增压平衡步骤在吹扫步骤之后并在第二增压平衡步骤之前，其中：
第三减压平衡步骤包括从经受第三减压平衡步骤的吸附床顺流抽取第三压力平衡气体，并将第三压力平衡气体通到经受第三增压平衡步骤的吸附床，从而使经受第三减压平衡步骤的吸附床和经受第三增压平衡步骤的吸附床之间的压力平衡；并且
第三增压平衡步骤包括将第三压力平衡气体从经受第三减压平衡步骤的吸附床逆流引入经受第三增压平衡步骤的吸附床。
18.权利要求17的方法，其中第三减压平衡步骤进一步包括与抽取第三压力平衡气体同时顺流引入清洗气体。
19.权利要求11的方法，其中重复循环进一步包括第三减压平衡步骤和第三增压平衡步骤，其中在重复循环中第三减压平衡步骤在提供吹扫步骤之后并在放空步骤之前，其中在重复循环中第三增压平衡步骤在吹扫步骤之后并在第二增压平衡步骤之前，其中：
第三减压平衡步骤包括从经受第三减压平衡步骤的吸附床顺流抽取第三压力平衡气体，并将第三压力平衡气体通到经受第三增压平衡步骤的吸附床，从而使经受第三减压平衡步骤的吸附床和经受第三增压平衡步骤的吸附床之间的压力平衡；并且
第三增压平衡步骤包括将第三压力平衡气体从经受第三减压平衡步骤的吸附床逆流引入经受第三增压平衡步骤的吸附床。
20.权利要求19的方法，其中第三减压平衡步骤进一步包括从经受第三减压平衡步骤的吸附床逆流抽取放空气体，其中清洗气体通过压缩来自经受第三减压平衡步骤的吸附床的至少部分放空气体来形成。
21.权利要求11的方法，其中重复循环进一步包括第三减压平衡步骤和第三增压平衡步骤，其中第三减压平衡步骤在第二减压平衡步骤之后并在提供吹扫步骤之前，其中在重复循环中第三增压平衡步骤在吹扫步骤之后并在第二增压平衡步骤之前，其中：
第三减压平衡步骤包括从经受第三减压平衡步骤的吸附床顺流抽取第三压力平衡气体，并将第三压力平衡气体通到经受第三增压平衡步骤的吸附床，从而使经受第三减压平衡步骤的吸附床和经受第三增压平衡步骤的吸附床之间的压力平衡；并且
第三增压平衡步骤包括将第三压力平衡气体从经受第三减压平衡步骤的吸附床逆流引入经受第三增压平衡步骤的吸附床。
22.权利要求21的方法，其中第三减压平衡步骤进一步包括与抽取第三压力平衡气体同时顺流引入清洗气体。
23.权利要求21的方法，其中重复循环进一步包括第四减压平衡步骤和第四增压平衡步骤，其中第四减压平衡步骤在第三减压平衡步骤之后并在提供吹扫步骤之前，其中在重复循环中第四增压平衡步骤在吹扫步骤之后并在第三增压平衡步骤之前，其中：
第四减压平衡步骤包括从经受第四减压平衡步骤的吸附床顺流抽取第四压力平衡气体，并将第四压力平衡气体通到经受第四增压平衡步骤的吸附床，从而使经受第四减压平衡步骤的吸附床和经受第四增压平衡步骤的吸附床之间的压力平衡；并且
第四增压平衡步骤包括将第四压力平衡气体从经受第四减压平衡步骤的吸附床逆流引入经受第四增压平衡步骤的吸附床。
24.权利要求23的方法，其中第四减压平衡步骤进一步包括与抽取第四压力平衡气体同时顺流引入清洗气体。
25.权利要求23的方法，其中重复循环进一步包括第五减压平衡步骤和第五增压平衡步骤，其中第五减压平衡步骤在第四减压平衡步骤之后并在提供吹扫步骤之前，其中在重复循环中第五增压平衡步骤在吹扫步骤之后并在第四增压平衡步骤之前，其中：
第五减压平衡步骤包括从经受第五减压平衡步骤的吸附床顺流抽取第五压力平衡气体和吹扫气体，将第五压力平衡气体通到经受第五增压平衡步骤的吸附床，从而使经受第五减压平衡步骤的吸附床和经受第五增压平衡步骤的吸附床之间的压力平衡，并且将吹扫气体从经受第五减压平衡步骤的吸附床通到经受吹扫步骤的吸附床；并且
第五增压平衡步骤包括将第五压力平衡气体从经受第五减压平衡步骤的吸附床逆流引入经受第五增压平衡步骤的吸附床；并且
其中吹扫步骤进一步包括将吹扫气体从经受第五减压平衡步骤的吸附床逆流引入经受吹扫步骤的吸附床。
26.权利要求25的方法，其中重复循环具有执行重复循环的一个全循环的循环时间，并且
其中在吸附床经过重复循环时，进料步骤的持续时间为重复循环的循环时间的23%至27%，或者吹扫步骤的持续时间为重复循环的循环时间的23%至27%。
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