CN103394268B - 一种非等压吸附的气体分离工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种非等压吸附的气体分离工艺。该工艺的特征在于原料气升压过程是非等压吸附过程，在一个变压吸附循环过程中每个吸附塔依次经历升压、降压、顺放/逆放、抽真空等步骤。该工艺适用于各种变压吸附气体分离工艺的辅助工艺。

Description

一种非等压吸附的气体分离工艺
一、技术领域：本发明属于变压吸附气体分离技术。涉及化工领域，是一种有效的气体分离浓缩的方法。
二、背景技术
一般而言，变压吸附流程原料气都是连续进气的过程，同时获得连续的非吸附相气体。众所周知的双塔制氧工艺，进气不连续，需要把原料气对天放空，这是因为空气是无毒无害的气体可以进行此操作。而一般的变压吸附工艺气体是易燃、易爆、有毒气体，对天放空会造成空气污染问题，故吸附过程均是连续进气操作，一个变压吸附循环过程要经历吸附、降压、顺放/逆放、抽真空、升压等步骤方能完成。吸附过程进口端阀门和出口端阀门同时打开，即吸附质吸附的过程和非吸附相气体流出的过程是同时进行的。升压过程是进口端阀门关闭，出口端阀门打开进行升压，升压过程通过一次或多次的均压升和产品气升压过程使吸附塔压力升至吸附压力，为下一次吸附作好准备。
三、发明内容
本发明的每个变压吸附循环过程只需经历原料气升压、均压降(获得非吸附相气体)、顺放/逆放、抽真空等过程。与普通的变压吸附工艺过程不同之处在于原料气升压过程相当于吸附过程，无需达到等压就可实现吸附。
①升压。即关闭出口端阀门，打开入口端阀门进行升压，吸附塔压力是逐渐升高的，最后达到终压力，停止升压过程。
②降压。顶部降压，降压的同时得到非吸附相产品，可进行多次均压降压以保证充分回收床层死空间有效气体。
③顺放/逆放。通过顺放/逆放过程解吸吸附质。顺放是顺着吸附方向，将吸附塔内含量较高的有效气体放入回收罐的过程，该过程充分回收了有效气体；逆放过程是逆着吸附方向进行减压，使被吸附组分减压解吸出来的过程。
④抽真空。逆着吸附过程对吸附塔抽真空，进一步降低压力，使被吸附组分完全解吸出来的过程。本过程结束后，吸附剂得到充分再生。
这样依次反复进行上述步骤的操作工艺，即可实现气体分离浓缩。本发明的特征在于无等压吸附过程，通过间歇式升压、降压、顺放/逆放、抽空就可实现气体的浓缩分离。整个操作过程简单、便捷，可用于各种变压吸附工艺的辅助过程。
本发明与一般的变压吸附过程相比具有以下优点：
①非等压吸附过程，不需要等压吸附过程就可进行气体分离。
②有利于吸附分离不同气源、不同压力等级的气体有效成分。
③可以合理利用不同气源的能量等级。
④适用于间歇性需回收的气体。
四、具体实施方式
实施例1
本实施例以一种甲烷气体的分离浓缩为例给出。(浓度均为体积百分数)
原料气：CH417％H283％，0.15MPa，分离CH4。
整个变压吸附分离过程如下：
①升压。关闭出口端阀门，打开入口端阀门进行升压，吸附塔压力是逐渐升高的，最后达到终压力0.15MPa。
②降压。经过降压过程进行非吸附相气体氢气的回收，回收罐可以装有吸附剂，也可以是空罐，回收罐1均压后：CH40.2％H299.8％，0.01MPa；回收罐2均压后：CH41％H299％，0.001MPa。
③顺放/逆放。通过顺放/逆放过程获得解吸，其中CH444％H256％。
④抽真空。抽真空是吸附剂再生的过程，同时也是得到CH4产品的过程。产品气组成：CH465％H235％，由此实现了CH4的分离。
实施例2
本实施例也是以一种甲烷气体的分离浓缩为例给出。(浓度均为体积百分数)
原料气：CH435％N265％，0.15MPa，回收甲烷。整个变压吸附分离过程如下：
①升压。关闭出口端阀门，打开入口端阀门进行升压，吸附塔压力是逐渐升高的，最后达到终压力0.15MPa。
②降压。然后经过降压过程进行非吸附相气体的回收，回收罐可以装有吸附剂，也可以是空罐，回收罐1均压后：CH44％N296％，0.01MPa；回收罐2均压后：CH415％N285％，0.001MPa。回收气用作置换气。
③顺放/逆放。通过顺放/逆放过程解吸，其中CH465％N235％。
④抽真空。抽真空是吸附剂再生的过程，同时也是得到CH4产品的过程。产品气组成：CH476％N224％，由此实现了CH4的回收。
实施例3
本实施例以两种不同压力不同体积浓度的一氧化碳气体的分离浓缩为例给出。(浓度均为体积百分数)
原料气1：CO17％H283％，0.15MPa；
原料气2：CO15％H285％，0.30MPa。
整个变压吸附气体浓缩分离过程如下：
①升压。吸附塔抽真空至压力为-0.07MPa，先用原料气1对吸附塔进行初次升压至0.00MPa，再用原料气2对吸附塔进行二次升压至0.15MPa。
②降压。然后经过降压过程进行非吸附相气体的分离，回收罐可以装有吸附剂，也可以是空罐，回收罐1均压后：CO0.2％H299％，0.07MPa；回收罐2均压后：CO4％H296％，0.03MPa。
③顺放/逆放。通过顺放/逆放过程解吸CO，CO87％H213％。
④抽真空。抽真空是吸附剂再生的过程，同时也是得到CO产品的过程。产品气组成：94％COH26％，由此实现了CO的浓缩。

Claims (1)

1.一种非等压吸附的气体分离工艺，其特征在于：整个变压吸附过程原料气升压过程是非等压吸附过程，在一个变压吸附循环过程中每个吸附塔依次经历升压、降压、顺放/逆放、抽真空步骤，原料气升压过程中，整个吸附塔出口端阀门关闭，入口端阀门打开，降压阶段获得非吸附相组分。
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