CN105396420A - 变压吸附方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于具有12个吸附床的吸附系统的变压吸附方法,该方法含有具有5个压力均衡步骤的循环。对各种变压吸附循环步骤提供背景。
Description
背景
本发明涉及变压吸附(PSA)方法,更特别涉及使用多个吸附剂床的这样的方法。
众所周知PSA方法用于分离包含具有不同吸附特性的组分的气体混合物。变压吸附方法可用于从包含第一气体组分和一种或多种第二气体组分的进料气体混合物分离第一气体组分。第一气体组分可以是H2且第二气体组分可以是例如N2、CO、CO2和CH4的气体,例如来自蒸汽甲烷重整器或其它烃重整过程的重整产物。第一气体组分可以是H2且第二气体组分可以是以下气体:例如CH4、C2H6、C3H8和/或与精炼厂排出气体流有关的更高级的烷烃、烯烃和芳族物质。第一气体组分可以是He且第二气体组分可以是例如N2、CH4、CO和/或CO2的气体。第一气体组分可以是N2且第二气体组分可以是例如C2H4、C2H6、C3H6和/或C4H8的气体。
通过变压吸附的氢生产(H2PSA)是用于为石油精炼器、化学生产工业、金属精炼和其它有关工业供应高纯度氢的既定的工业实践。进料气体混合物可以是来自蒸汽烃重整过程或自热重整过程的重整产物。重整产物可以已经在变换反应器中变换。进料气体混合物可以是来自气化单元的经适当处理的流出物流。
在典型PSA系统中,多组分气体在升高的压力下通往多个吸附床中的至少一个,以吸附至少一种强吸附的组分,同时将至少一种组分传送通过吸附床。在H2PSA的情况下,H2是最弱吸附的组分,且传送通过吸附床。
工业上期望减少对PSA循环的压缩要求。
工业上期望改进的PSA方法和循环,其增加H2产量和/或多床系统中的H2回收率。
工业上期望改进的PSA方法和循环,其减少生产氢的资本和/或操作费用。
变压吸附循环包含一些熟知的步骤。技术人员可按任何合适的方式组合已知步骤以实现期望的目的。确定已知步骤的合适组合遵循本领域已知的规则,并可用计算机程序帮助开发和评价已知步骤的任何组合。此外,很多合适的变压吸附循环是已知和公开的,且对那些具有其它熟知步骤的已知循环进行改进是简单的而且可容易评价。
例如Mehrotra等人在标题为“ArithmeticapproachforcomplexPSAcyclescheduling(用于复杂PSA循环计划的算法)”,Adsorption(2010)16:113-126的论文中描述一种导出用于获得复杂变压吸附循环计划的代数模型,其通过引用并入本文。所述方法演绎地使用特定循环步骤、它们的顺序和任何约束,然后解一组解析方程。所述解确定对于已知数量的床的所有循环计划、用于操作特定的循环步骤顺序所需的床的最小数量、用于确保偶合循环步骤的对准的空闲步骤的最小数量和位置、以及用于帮助确定值得进一步检验的最优实施循环的简单筛选技术。总的说来,用于复杂PSA循环计划的方法可应用于任何数量的循环步骤、任何相应的循环步骤顺序和任何数量的约束,结果是用于大于或等于其确定的最小数量的任何数量的床的循环计划完整集合。
因为变压吸附(PSA)方法是熟知的,本领域的普通技术人员可构造适合于实施本文描述的方法的吸附系统。用于实施所述方法的合适设备是本领域熟知的。本文不具体公开的适用于本文描述的方法的操作条件可以不需过度实验地由本领域技术人员确定。
该方法可以在轴向吸附剂床或径向吸附剂床中实施。
床的数量
变压吸附方法在吸附床中实施。可以使用任何合适数量的吸附床。总的来说,设计PSA方法以符合需要的产物纯度和H2产物回收率。
对于需要的产物纯度,床的数量可以是资本和氢回收率之间的平衡。例如,增加床的数量允许PSA方法利用更大数量的压力均衡步骤。压力均衡步骤是保存氢的步骤。增加该数量将减少气体从床排出到废物流的压力,降低氢损失。若压力均衡步骤通过高压床的并流减压进行,则当使用更多压力均衡步骤时,杂质前沿进展得更远。为保持期望的产量,除床的数量以外,还增加每个床的尺寸。
或者,可以增加床的数量以增长单个步骤可用的时间,这可能限制总过程的效率。例如,增加床的数量允许PSA方法增加要处理进料气体或处理吹扫气体的床的数量。将气体送到更多正在进料的床或更多正在吹扫的床,降低气体通过吸附剂颗粒的速度,这进而提高过程步骤的效率。
通常使用多于一个吸附床,使得至少一个吸附床可生产产物气体,同时使另一个床再生。以这种方法,可连续地生产产物气体。
技术人员可容易选择使用的吸附床的数量。
吸附剂数量
吸附床可能含有单一吸附剂或多种吸附剂。在多种吸附剂的情况下,吸附剂可以散布、成层,或散布和成层的组合。吸附剂床可包含多层,像描述于例如U.S.7,179,324的,其通过引用并入本文。
合适的吸附剂可容易由本领域技术人员选择。活化氧化铝、硅胶、活性炭、分子筛和天然存在的沸石是常见的。
图1显示适用于PSA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。吸附系统可以构造为具有成对的床或其它多个床,其并联操作(即处于相同步骤)。例如吸附床10A和10B可配置用于始终处于相同步骤,吸附床20A和20B处于相同步骤等。或者,吸附系统可构造为不带有并联操作的床。
吸附床是同时经历每个循环步骤的吸附材料的组。吸附床可容纳在单一的密封容器中或容纳在多个密封容器内。例如,参考图2a/2b中的4床循环,和图1中的吸附系统示意图,吸附床10A中的全部吸附材料同时经历生产步骤(P),然后吸附床10A中的全部吸附材料同时经历生产/供应产物步骤(P/SP),然后吸附床10A中的全部吸附材料同时经历第一压力降低均衡(DEQ1)步骤,然后吸附床10A中的全部吸附材料同时经历供应吹扫(SPG)步骤,然后吸附床10A中的全部吸附材料同时经历排放(BD)步骤,然后吸附床10A中的全部吸附材料同时经历吹扫步骤(PRG),然后吸附床10A中的全部吸附材料同时经历第一压力增加均衡步骤(PEQ1)步骤,然后吸附床10A中的全部吸附材料同时经历产物加压(PP)步骤。
各种已知的PSA循环步骤描述如下。可以使步骤长度量子化(离散化)(即整数的循环时间段)。然而,该步骤可以是分数值的循环时间段,具有作为空闲步骤的余量,如图3所示。此外,该步骤不需要与彼此精确对准,如图3所示。图3中,例如,由SPG步骤变化到BD步骤的计时与由DEQp2步骤变化为DEQp3步骤的计时不对准。
PSA循环的循环时间是进料气体混合物在重复循环中首先引导到第一床的时间到气体混合物在紧接其后的循环中再次首先引导到第一床的时间的长度。
生产步骤(P)
生产步骤在本文缩写为“P”。生产步骤在文献中还称为进料步骤和/或吸附步骤。虽然该步骤有时称为进料步骤和/或吸附步骤,但本文使用术语“生产步骤”代替“进料步骤”,因为有可能有进料引入吸附床中而无产物气体产生,而且不使用术语“吸附步骤”,因为吸附和脱附在许多不同步骤中发生。
生产步骤包含在进料气体压力下将进料气体混合物(例如重整产物)引入经历生产步骤的吸附床,和在经历生产步骤的吸附床内将第二气体组分(例如CO、CO2和/或CH4)吸附在吸附剂上,同时从经历生产步骤的吸附床取出产物气体(例如H2产物气体)。产物气体比进料气体混合物含有更高的第一气体组分浓度,而且第二气体组分贫化。生产步骤的持续时间可为任何合适的持续时间,例如1秒-300秒,或30秒-300秒。技术人员可容易确定用于任何已知PSA循环步骤的合适持续时间。
对于氢生产,进料气体压力可为例如0.5MPa-7.0MPa或1.0MPa-3.6MPa(绝对压力)。
术语“贫化”是指与形成它的初始的流相比,具有较小的所指示气体的摩尔%浓度。“贫化”不是指所述流完全缺乏所指示气体。由于在吸附剂上吸附第二气体组分,在进料步骤期间取出的产物气体因此比进料气体混合物具有更高的第一气体组分摩尔%浓度。
在生产步骤末尾,吸附床含有所谓的空隙体积气体,这是气相和吸附相分子两者的组合。比起进料气体混合物,空隙体积气体具有更高平均浓度的可较强吸附的组分,因为可吸附性较低的组分作为产物流取出。空隙体积气体混合物的各种组分的浓度通常作为从吸附床的进料端到产物端的距离的函数而变化。在产物端附近的空隙体积气体通常具有更高浓度的可弱吸附的组分和不可吸附组分。进料端附近的空隙体积气体通常具有更高浓度的可较强吸附的组分。
在压力方面,在进料步骤期间的床压力通常基本保持在与变压吸附(PSA)循环中最高压力(PH)对应的恒压。
如US7,179,324所示,有可能具有其中存在没有床处于生产步骤或其混合形式的时间段的PSA循环。这是指在该时间段期间,没有产物气体从PSA系统取出。
还已知在不同进料气体压力下的多个生产步骤,而且若有需要,可由技术人员结合。Kumar等人的“AnewconcepttoincreaserecoveryfromH2PSA:processingdifferentpressurefeedstreamsinasingleunit(增加从H2PSA的回收率的新构思:在单一单元中处理不同压力的进料流)”,GasSep.Purif.第9卷,第4号,271-276页,1995,公开一种具有低压生产步骤和高压生产步骤的PSA循环,其通过引用并入本文。若需要,可以有3个或更多个生产步骤压力水平。
并流和逆流
每个吸附床具有“进料端”和“产物端”,这样称呼是因为它们在吸附循环的生产步骤期间的功能。在循环的生产步骤期间,将进料气体混合物引入吸附床的“进料端”内,且从“产物端”取出产物气体。在吸附循环的其它步骤期间,气体可从“进料端”引入或取出。同样地,在吸附循环的其它步骤期间,气体可从“产物端”引入或取出。
在其它步骤期间的流向通常参照在生产步骤期间的流向来描述。因此,采用与生产步骤期间气流相同方向的气流是“并流”(有时称为“并流(concurrent)”),且采用与生产步骤期间气流相反方向的气流是“逆流”。将气体并流引入吸附床中表示以生产步骤期间引入的进料气体相同的方向将气体引入(即引入进料端内)。将气体逆流引入吸附床中表示以生产步骤期间进料气体流的相反方向将气体引入(即引入产物端内)。从吸附床并流取出气体表示以生产步骤期间产物气体的相同方向取出气体(即从产物端取出)。从吸附床逆流取出气体表示以生产步骤期间产物气体流的相反方向取出气体(即从进料端取出)。
可以同时将气体并流引入到进料端和逆流引入到产物端。可以同时从产物端并流取出和从进料端逆流取出气体。可以同时将气体并流引入到进料端内和从产物端并流取出。可以同时将气体逆流引入产物端和从进料端逆流取出。
当气体从进料端和产物端的中间位置取出时,一部分气体并流取出而一部分气体逆流取出。当气体引入到进料端和产物端的中间位置时,一部分气体并流引入而一部分逆流引入。
在吸附床中间位置的进料气体引入和产物气体取出公开于Grande的“AdvancesinPressureSwingAdsorptionforGasSeparation(用于气体分离的变压吸附的进展)”,InternationalScholarlyResearchNetworkChemicalEngineering,2012卷,论文ID982934,2012,其通过引用并入本文。
生产/无进料步骤(P/NF)
Kleinberg等人(US6,585,804)公开一个不将进料气体引入到吸附床而产生产物气体的步骤,其通过引用并入本文。该步骤在本文缩写为“P/NF”。该步骤通常在生产步骤后,并且据称当吸附系统在关闭条件下操作时有用。生产/无进料步骤可加入任何已知的PSA循环和/或代替任何已知PSA循环中的生产步骤。可使用如Mehrotra等人描述的那些方法、软件和技术来评价循环变化。
并流减压均衡步骤(DEQ
p
#)
并流减压均衡步骤还称为“均衡下降步骤”和“压力降低均衡步骤”。减压均衡步骤在本文缩写为“DEQp”或“DEQp#”,其中#为整数,取决于有多少加压均衡步骤存在于PSA循环中。
并流减压(压力降低)均衡步骤包含从经历并流减压均衡步骤的吸附床并流取出压力均衡气体,和将压力均衡气体通到经历补充加压(压力增加)均衡步骤(例如PEQ、PEQf或PEQd)或其混合步骤的吸附床,从而在相应步骤末尾使经历并流减压均衡步骤的吸附床和经历加压均衡步骤的吸附床之间的压力均衡。以下讨论加压均衡步骤的各种形式(PEQ、PEQf或PEQd),包括其混合形式。
短语“使压力均衡”通常是指在并流压力均衡步骤末尾,吸附床之间的压差小于250kPa(36psi)。那么,在并流减压均衡步骤(DEQ)和补充加压(压力增加)均衡步骤末尾,在并流减压均衡步骤末尾的吸附床内的压力比加压均衡步骤末尾的吸附床内的压力大不超过250kPa。
并流减压均衡步骤的持续时间可以是任何合适的持续时间,例如1秒至150秒,或10秒至150秒,而较短或较长的时间也是可能的。技术人员可容易确定用于并流减压均衡步骤的合适持续时间。
多个DEQp步骤可用于相同的PSA循环。DEQp步骤可用于具有一个或多个DEQf步骤、一个或多个DEQd步骤和/或各种减压均衡步骤的一个或多个混合形式(各自如下所述)的相同PSA循环。
如本文所用,术语“减压均衡步骤”是用于各种减压均衡步骤(即DEQp、DEQf、DEQd)及其混合形式的通用术语。
可通过增加吸附床数量来促进采用一种形式或另一种形式(即DEQp、DEQf和DEQd)的多个减压均衡步骤。
第一并流减压均衡步骤在本文标记为DEQp1。第二并流减压均衡步骤在本文标记为DEQp2。第三并流减压均衡步骤在本文标记为DEQp3。类似地标记另外的并流减压均衡步骤。
并流减压均衡步骤在变压吸附方法中普遍存在。并流减压均衡步骤例如在US7,537,742的表2中显示为“EQ1DN”和“EQ2DN”,其通过引用并入本文。US7,537,742说明使用两个并流减压均衡步骤的PSA循环,用于使用4个吸附床的循环。
US2012/0174776(其通过引用并入本文)的表2公开6吸附床PSA循环,其具有3个并流减压均衡步骤,在其中显示为“E1”、“E2”和“E3”。US2012/0174776还公开混合减压均衡步骤,显示为“E4/BD1”。混合减压均衡步骤随后在下文更详细地描述。
另外的并流减压均衡步骤具有提高期望的产物气体的回收率的效果,即氢回收率可通过增加并流压力均衡步骤的数量而提高。另外的减压均衡步骤还可有助于在副产物气体(尾气)流中浓缩可吸附性较高的组分。然而,该平衡可降低系统的生产率,即需要的吸附剂总量可变得更大。更多并流减压均衡步骤导致床内杂质进展得离吸附剂床的产物端更近。这意味着每个床的体积必须增加,以在期望的产物纯度下保持期望的产量。每一个另外的并流减压均衡步骤通常需要将另一个吸附床加入到PSA系统。
并流减压均衡步骤可用于加入到任何已知的PSA循环中和/或代替任何已知PSA循环中的任何减压均衡步骤。可使用如Mehrotra等人描述的那些方法、软件和技术来评价循环变化。
逆流减压均衡步骤(DEQ
f
#)
逆流减压(压力降低)均衡步骤是其中从进料端取出均衡气体的减压均衡,而且在本文缩写为“DEQf”或“DEQf#”,其中#是整数,取决于它在PSA循环中的布置以及有多少减压均衡步骤存在于PSA循环中。
逆流减压均衡步骤包含从经历逆流减压均衡步骤的吸附床逆流(即从进料端)取出压力均衡气体,和将压力均衡气体通到经历补充加压(压力增加)均衡步骤(例如PEQ、PEQf或PEQd)或混合加压均衡步骤的吸附床,从而在步骤末尾使经历逆流减压均衡步骤的吸附床和经历加压均衡步骤的吸附床之间的压力均衡。
任何DEQf步骤的持续时间可以是任何合适的持续时间,例如1秒至150秒,或10秒至150秒,而较短或较长的时间也是可能的。技术人员可容易确定用于DEQf步骤的合适持续时间。
多个DEQf步骤可用于相同的PSA循环。DEQf步骤可用于具有一个或多个DEQp步骤、一个或多个DEQd步骤和/或各种减压均衡步骤的一个或多个混合形式(如下所述)的相同PSA循环。可通过增加吸附床数量来促进采用一种形式或另一种形式(即DEQp、DEQf、DEQd和它们的混合形式)的多个减压均衡步骤。DEQf步骤可类似于DEQp步骤来编号。
DEQf步骤在保存产物气体(H2)上通常不如DEQp步骤有效。DEQp步骤倾向使吸附剂床内杂质的传质区域锐化,因为从传质区域的进料端脱附的杂质与传质区域中可用的吸附位点接触。DEQf步骤倾向于使传质区域铺展,因为在传质区域产物端的杂质倾向于保留在原位。
逆流减压均衡步骤“DEQf1”显示于图5a和5b。
Yoshida等人的Ind.Eng.Chem.Res.,45卷,18号,6243-6250页(2006)还公开一种逆流减压均衡步骤,其通过引用并入本文。
逆流减压均衡步骤可加入到任何已知的PSA循环中和/或代替任何已知PSA循环中的任何减压均衡步骤。可使用如Mehrotra等人描述的那些方法、软件和技术来评价循环变化。
双重减压均衡步骤(DEQ
d
#)
双重减压(压力降低)均衡步骤是其中从床的进料端和产物端两者取出均衡气体的减压均衡步骤,而且在本文缩写为“DEQd”或“DEQd#”,其中#是整数,取决于它在PSA循环中的布置以及有多少减压均衡步骤存在于PSA循环中。
双重减压均衡步骤包含从经历双重减压均衡步骤的吸附床逆流和并流取出压力均衡气体,和将压力均衡气体通到经历补充加压(压力增加)均衡步骤(PEQp、PEQf或PEQd,如下所述)或加压均衡步骤的混合形式的吸附床,从而使经历双重减压均衡步骤的吸附床和经历补充加压均衡步骤的吸附床之间的压力均衡。
任何DEQd步骤的持续时间可以是任何合适的持续时间,例如1秒至150秒,或10秒至150秒,而较短或较长的时间也是可能的。技术人员可容易确定用于DEQd步骤的合适持续时间。
多个DEQd步骤可用于相同的PSA循环。DEQd步骤可用于具有一个或多个DEQp步骤、一个或多个DEQf和/或各种DEQ步骤的一个或多个混合形式的相同PSA循环。可通过增加吸附床数量来促进采用一种形式或另一种形式(即DEQp、DEQf和DEQd)的多个减压均衡步骤。DEQd步骤可类似于DEQp步骤来编号。
如US4,783,203中公开,双重末端减压在容纳吸附剂的容器中产生流量零点。若该流量零点有利地位于控制杂质的本体传质前沿,则可吸附性较低的气体至接收流出物的床的转移在杂质前沿极少或没有进展的情况下发生。可以在不需要增加DEQp步骤所需的吸附剂的量的情况下,提高可吸附性较低的气体的回收率。该益处的代价是额外的阀、气体处理、歧管和整体系统复杂性。
双重减压均衡步骤“DEQd1”显示于图5a和5b。
双重减压均衡步骤在US4,783,203中描述为“双末端减压,而且还在例如US8,545,601中描述为“二末端均衡减压,2ED”(6列,43行),其通过引用并入本文。
双重减压均衡步骤可加入到任何已知的PSA循环中和/或代替任何已知PSA循环中的任何减压均衡步骤。可使用如Mehrotra等人描述的那些方法、软件和技术来评价循环变化。
并联减压均衡步骤(PDEQ#)
并联减压(压力降低)均衡在本文缩写为“PDEQ”或“PDEQ#”,其中#是整数,取决于有多少减压均衡步骤存在于PSA循环中。
并联减压均衡步骤包含将气体从经历并联减压均衡步骤的吸附床从一个或多个沿着吸附床的轴向位置转移到经历加压均衡步骤的吸附床中,从而在相应步骤末尾使经历并联减压均衡步骤的吸附床和经历加压均衡步骤的吸附床之间的压力均衡。通常,经历并联减压均衡步骤的吸附床会与经历补充的并联加压均衡步骤的吸附床配对,如下所述,但可以与任何加压均衡步骤配对。
并联减压均衡步骤的持续时间可以是任何合适的持续时间,例如1秒至150秒,或10秒至150秒,而较短或较长的时间也是可能的。技术人员可容易确定用于并联减压均衡步骤的合适持续时间。
多个PDEQ步骤可用于相同的PSA循环。PDEQ步骤可用于具有一个或多个DEQp步骤、一个或多个DEQf步骤、一个或多个DEQd步骤和/或各种DEQ步骤的一个或多个混合形式(各自如下所述)的相同PSA循环。可通过增加吸附床数量来促进采用一种形式或另一种形式(即DEQp、DEQf、DEQd和PDEQ)的多个减压均衡步骤。PDEQ步骤可类似于DEQp步骤来编号。通常,PDEQ#步骤与其补充的PPEQ#步骤一致地编号,例如PDEQ1与PPEQ1、PDEQ2与PPEQ2等。
并联减压均衡步骤和并联加压均衡步骤描述于例如Yoshida等人的Ind.Eng.Chem.Res.,45卷,18号,6243-6250页(2006)。
并联减压均衡步骤和并联加压均衡步骤可加入到任何已知的PSA循环和/或代替任何已知PSA循环中的任何相应的减压和加压均衡步骤。可以使用如Mehrotra等人描述的那些方法、软件和技术来评价循环变化。
逆流加压均衡步骤(PEQ
p
#)
逆流加压均衡步骤还称为“均衡上升步骤”和“压力增加均衡步骤”。逆流加压均衡步骤在本文缩写为“PEQp”或“PEQp#”,其中#是整数,取决于有多少加压均衡步骤存在于PSA循环中。
逆流加压(压力增加)均衡步骤包含将压力均衡气体从经历补充的减压(压力降低)均衡步骤(例如DEQ、DEQf或DEQd)或减压均衡步骤的混合形式的吸附床逆流引入经历逆流加压(压力增加)均衡步骤的吸附床中,从而在相应步骤末尾使经历减压均衡步骤的吸附床和经历逆流加压均衡步骤的吸附床之间的压力均衡。
逆流加压均衡步骤的持续时间可以是任何合适的持续时间,例如1秒至150秒,或10秒至150秒,而较短或较长的时间也是可能的。技术人员可容易确定用于逆流加压均衡步骤的合适持续时间。
多个PEQp步骤可用于相同的PSA循环。PEQp步骤可用于具有一个或多个PEQf步骤、一个或多个PEQd步骤和/或各种PEQ步骤的一个或多个混合形式的相同PSA循环(各自如下所述)。
如本文所用,术语“加压均衡步骤”是用于各种加压均衡步骤(即PEQp、PEQf、PEQd和它们的混合形式)的通用术语。
可通过增加吸附床数量来促进采用一种形式或另一种形式(即PEQp、PEQf、和PEQd,包括它们的混合形式)的多个加压均衡步骤。PEQp步骤可类似于DEQp步骤来编号。通常,PEQp#步骤与其补充的DEQ#步骤一致地编号,例如PEQp1与DEQ1,PEQp2与DEQ2等。
逆流加压均衡步骤在变压吸附方法中普遍存在。逆流加压均衡步骤在US7,537,742的表2中显示为例如“EQ1UP”和“EQ2UP”,其说明使用两个逆流加压均衡步骤的PSA循环,用于使用4个吸附床的循环。
US2012/0174776的表2公开6吸附床PSA循环,其具有4个逆流加压均衡步骤,显示为“E1'”、“E2'”、“E3'”和“E4'”。E4'步骤是对混合减压均衡步骤的补充,随后在下文讨论。
逆流加压均衡步骤可加入到任何已知的PSA循环中和/或代替任何已知PSA循环中的任何加压均衡步骤。可使用如Mehrotra等人描述的那些方法、软件和技术来评价循环变化。
并流加压均衡(PEQ
f
#)
并流加压(压力增加)均衡步骤在本文缩写为“PEQf”或“PEQf#”,其中#是整数,取决于有多少加压均衡步骤存在于PSA循环中。
并流加压均衡步骤包含将压力均衡气体从经历补充的减压(压力降低)均衡步骤(例如DEQ、DEQf或DEQd或它们的混合形式)的吸附床并流引入经历并流加压均衡的吸附床的进料端中,从而在相应步骤末尾使经历减压均衡步骤的吸附床和经历并流加压均衡步骤的吸附床之间的压力均衡。
任何PEQf步骤的持续时间可以是任何合适的持续时间,例如1秒至150秒,或10秒至150秒,而较短或较长的时间也是可能的。技术人员可容易确定用于PEQf步骤的合适持续时间。
多个PEQf步骤可用于相同的PSA循环。PEQf步骤可用于具有一个或多个PEQp步骤、一个或多个PEQd步骤(如下所述)和/或各种PEQ步骤的一个或多个混合形式(如下所述)的相同PSA循环。可通过增加吸附床数量来促进采用一种形式或另一种形式(即PEQp、PEQf和PEQd)的多个加压均衡步骤。PEQf步骤可以类似于PEQp步骤来编号。
并流加压均衡步骤在图4a和4b中显示为“PEQf1”。
使用并流加压均衡步骤的PSA循环描述于例如US2005/0098034,其通过引用并入本文。
并流加压均衡步骤可加入到任何已知的PSA循环中和/或代替任何已知PSA循环中的任何加压均衡步骤。可使用如Mehrotra等人描述的那些方法、软件和技术来评价循环变化。
双重加压均衡步骤(PEQ
d
#)
双重加压(压力增加)均衡步骤是其中将均衡气体引入床的进料端和产物端两者的加压均衡步骤,而且在本文缩写为“PEQd”或“PEQd#”,其中#是整数,取决于它在PSA循环中的布置以及有多少加压均衡步骤存在于PSA循环中。
双重加压均衡步骤包含将压力均衡气体从经历补充的减压(压力降低)均衡步骤(例如DEQ、DEQf或DEQd或它们的混合形式)的吸附床并流和逆流地引入经历双重加压均衡步骤的吸附床的进料端和产物端中,从而在相应步骤末尾使经历补充的减压均衡步骤的吸附床和经历双重加压均衡步骤的吸附床之间的压力均衡。
任何PEQd步骤的持续时间可以是任何合适的持续时间,例如1秒至150秒,或10秒至150秒,而较短或较长的时间也是可能的。技术人员可容易确定用于PEQd步骤的合适持续时间。
多个PEQd步骤可用于相同的PSA循环。PEQd步骤可用于具有一个或多个PEQp步骤、一个或多个PEQf步骤(如上所述)和/或各种PEQ步骤的一个或多个混合形式的相同PSA循环。可通过增加吸附床数量来促进采用一种形式或另一种形式(即PEQp、PEQf和PEQd)的多个加压均衡步骤。PEQd步骤可以类似于PEQp步骤来编号。
双重加压均衡步骤在图5a和5b中显示为“PEQd1”。
双重加压均衡步骤在例如US8,545,601中还描述为“二末端均衡再加压,2ER'”(8列22行)。
双重加压均衡步骤可加入到任何已知的PSA循环中和/或代替任何已知PSA循环中的任何加压均衡步骤。可使用如Mehrotra等人描述的那些方法、软件和技术来评价循环变化。
并联加压均衡步骤(PPEQ#)
并联加压(压力增加)均衡在本文缩写为“PPEQ”或“PPEQ#”,其中#是整数,取决于有多少加压均衡步骤存在于PSA循环中。
并联加压均衡步骤包含将气体从经历减压均衡步骤的吸附床转移到沿着经历并联加压均衡步骤的吸附床的一个或多个轴向位置中,从而在相应步骤末尾使经历减压均衡步骤的吸附床和经历并联加压均衡步骤的吸附床之间的压力均衡。通常,经历并联加压均衡步骤的吸附床会与经历补充的并联减压均衡步骤的吸附床配对,但可以与任何减压均衡步骤配对。
并联加压均衡步骤的持续时间可以是任何合适的持续时间,例如1秒至150秒,或10秒至150秒,而较短或较长的时间也是可能的。技术人员可容易确定用于并联加压均衡步骤的合适持续时间。
多个PPEQ步骤可用于相同的PSA循环。PPEQ步骤可用于具有一个或多个PEQp步骤、具有一个或多个PEQf步骤、一个或多个PEQd步骤和/或各种PEQ步骤的一个或多个混合形式(各自如下所述)的相同PSA循环。可通过增加吸附床数量来促进采用一种形式或另一种形式(即PEQp、PEQf、PEQd和PPEQ)的多个加压均衡步骤。PPEQ步骤可类似于DEQ步骤来编号。通常,PPEQ#步骤与其补充的PDEQ#步骤一致地编号,例如PDEQ1与PPEQ1、PDEQ2与PPEQ2等。
并联加压均衡步骤可加入到任何已知的PSA循环中和/或代替任何已知PSA循环中的任何加压均衡步骤。可使用如Mehrotra等人描述的那些方法、软件和技术来评价循环变化。
部分均衡步骤(pPEQ、pDEQ)
任何均衡步骤(加压和减压)或它们的混合形式可以是部分均衡步骤。在部分均衡步骤中,交换气体的吸附床之间的压差在部分均衡步骤的末尾大于250kPa(36psi)。吸附床之间的均衡气体转移在压力均衡前停止。在H2PSA方法中,在对于PEQ步骤的完全压力均衡前停止床间气体转移将保持杂质离塔的产物端更远,以氢回收率为代价,允许系统处理更多进料气体。
部分均衡公开于例如US6,565,628,其通过引用并入本文。
部分均衡步骤可加入到任何已知的PSA循环中和/或代替任何已知PSA循环中的任何均衡步骤。可使用如Mehrotra等人描述的那些方法、软件和技术来评价循环变化。
压缩机增强均衡步骤
任何均衡步骤(加压和减压)或它们的混合形式可以是压缩机增强均衡步骤。在压缩机增强均衡步骤中,压缩机用于辅助吸附床之间从中间储罐到吸附床和/或从吸附床到中间储罐的气体移动。例如,在两个吸附床已经压力均衡后,压缩机可用于使气体转移继续,使得接收气体的吸附床的压力可超过供应气体的床的压力。
压缩机增强均衡步骤可加入到任何已知的PSA循环中和/或代替任何已知PSA循环中的任何均衡步骤。可使用如Mehrotra等人描述的那些方法、软件和技术来评价循环变化。
供应吹扫气体步骤(SPG)
本文缩写为“SPG”的供应吹扫气体步骤还称为“提供吹扫气体步骤”。
供应吹扫气体步骤包含从经历供应吹扫气体步骤的吸附床并流取出吹扫气体,和将吹扫气体从经历供应吹扫气体步骤的吸附床通到经历吹扫步骤(PRG)的吸附床,如下描述。在标准供应吹扫气体步骤期间,没有气体被引入经历供应吹扫气体步骤的吸附床。
在吹扫气体用于吹扫经历吹扫步骤的容器前,吹扫气体可以临时储存在中间储罐中。使用中间储罐允许循环异步,并在各步骤的持续时间中提供灵活性。例如,在US4,461,630中,在用作吹扫气体前,将吹扫气体的一部分或全部储存在储存容器中,其通过引用并入本文。
吹扫气体可以临时储存在中间储罐中,所述中间储罐设计为在空间上“保持”退出杂质的分布,然后在用于吹扫步骤时使该分布反向。退出杂质分布的反转在吹扫步骤末尾增加最纯的吹扫气体,保证与供应吹扫气体直接送到经历其吹扫步骤的吸附剂床的情况相比,在吸附剂床产物端的吸附剂较少被杂质污染。例如,在US4,512,779中,在循环内设计并使用外部储罐,使得在用作吹扫或逆流均衡再加压前,并流减压气体的杂质前沿分布反向,其通过引用并入本文。
经历供应吹扫气体步骤的吸附床可将吹扫气体供应到一个或多个吸附床。例如,在US6,379,431(EP1486245)中,两个床从供应吹扫气体的床接收吹扫气体,其通过引用并入本文。
供应吹扫气体步骤在本领域普遍存在。供应吹扫气体步骤在US2013/0239807A1的图2a和2b中显示为“pp”。
吹扫步骤(PRG)
本文缩写为“PRG”的吹扫步骤包含使吹扫气体从经历补充的供应吹扫气体步骤(SPG)或其混合形式(例如随后描述的生产/供应吹扫气体步骤(P/SPG))的吸附床逆流引入经历吹扫步骤的吸附床中,并从经历吹扫步骤的吸附床逆流取出吹扫气体流出物。吹扫气体流出物具有比进料气体混合物中第二气体组分浓度更高的第二气体组分浓度。在经济上尽可能低的压力下进行吹扫步骤提高该步骤的有效性和过程的总效率。
吹扫气体流出物的一部分可经压缩和用作冲洗气体。吹扫气体流出物可从PSA过程中作为废物或尾气流去除。来自作为具有蒸汽甲烷重整器的制氢装置的一部分的PSA的尾气通常用作蒸汽甲烷重整器中的燃料。
吹扫步骤在本领域普遍存在。吹扫步骤在US2013/0239807A1的图2a和2b中显示为“吹扫(purge)”。
逆流排放步骤(BD
f
)
在本文缩写为“BDf”的逆流排放步骤包含从经历排放步骤的吸附床逆流取出排放气体。排放气体具有比进料气体混合物中第二气体组分浓度更高的第二气体组分浓度。可从经历逆流排放步骤的吸附床取出排放气体,直到经历逆流排放步骤的吸附床中的压力达到100kPa-500kPa的排放压力。排放压力为逆流排放步骤末尾吸附床中的压力。
逆流排放步骤在本领域中普遍存在。逆流排放步骤在US2013/0239807的图2a和2b中显示为“bd”。
并流排放步骤(BD
p
)
在本文缩写为“BDp”的并流排放步骤包含从经历并流排放步骤的吸附床的产物端并流取出排放气体。排放气体具有比进料气体混合物中第二气体组分浓度更高的第二气体组分浓度。可从经历并流排放步骤的吸附床取出排放气体,直到经历并流排放步骤的吸附床中的压力达到100kPa-500kPa的排放压力。排放压力为并流排放步骤末尾吸附床中的压力。
并流排放步骤在图4a和图4b中显示为“BDp”。
并流排放步骤还在例如US7,550,030中描述为“燃料”步骤(参照图2、5和6),其通过引用并入本文。
双重排放步骤(BD
d
)
在本文缩写为“BDd”的双重排放步骤包含从经历双重排放步骤的吸附床同时逆流和并流取出排放气体。总排放气体(即来自吸附床进料端和产物端的组合排放气体)具有比进料气体混合物中第二气体组分浓度更高的第二气体组分浓度。从吸附床产物端取出的流出物气体可能不具有比进料气体混合物中第二气体组分浓度更高的第二气体组分浓度。可以从经历双重排放步骤的吸附床取出排放气体,直到经历双重排放步骤的吸附床中的压力达到100kPa-500kPa的排放压力。排放压力为双重排放步骤末尾吸附床中的压力。
双重排放步骤在图5a和图5b中显示为“BDd”。
在例如US4,783,203中,双重排放步骤还描述为“双末端减压”,其紧接在逆流吹扫步骤之前(7列,26-41行),其通过引用并入本文。
双重排放步骤的优点为抽空期间的压差降低。
如本文所用,术语“排放步骤”是用于各种排放步骤(即BDp、BDf、BDd和它们的混合形式)的通用术语。排放气体的一部分可经压缩并用作冲洗步骤中的冲洗气体。
逆流排放步骤可加入到任何已知的PSA循环中和/或代替任何已知PSA循环中的任何排放步骤。并流排放步骤可加入到任何已知的PSA循环中和/或代替任何已知PSA循环中的任何排放步骤。双重排放步骤可加入到任何已知的PSA循环中和/或代替任何已知PSA循环中的任何排放步骤。可使用如Mehrotra等人描述的那些方法、软件和技术来评价循环变化。
抽空步骤(EV)
除各种排放步骤以外,或代替各种排放步骤,PSA循环可包括一个或多个抽空步骤。抽空步骤类似于各种排放步骤或它们的混合形式,外加使用压缩机、真空泵等,以将压力抽到大气压力以下。可使用压缩机、真空泵等降低吹扫步骤的压力。当使用同时经历抽空步骤但在不同时间启动的多个吸附床和多级真空设备时,在经济上有利的是将流出物从最低的吸附床引导至压缩机的第一级,并将压缩机第一级的流出物与更高压力下的吸附床流出物组合。
从吸附床的两端抽空(即双重抽空)具有抽空期间降低的压降的优点。在使用真空泵帮助抽空的情况下,双重抽空步骤与并流和逆流抽空相比,减少真空泵的尺寸和成本和所需的泵送功率。
抽空步骤可加入到任何已知的PSA循环中和/或代替任何排放步骤。可以使用如Mehrotra等人描述的那些方法、软件和技术来评价循环变化。
冲洗步骤(R)
冲洗步骤缩写为“R”。冲洗步骤包含将冲洗气体并流引入经历冲洗步骤的吸附床中,同时从经历冲洗步骤的吸附床并流取出冲洗气体流出物。冲洗气体流出物或其一部分可以与产物气体组合。冲洗气体流出物或其一部分可用于加压另一个吸附床。冲洗气体可通过以下形成:压缩来自经历排放步骤的吸附床的至少一种排放气体的至少一部分和/或来自经历吹扫步骤的吸附床的吹扫气体流出物的至少一部分。压缩机压缩排放气体和/或吹扫气体流出物以形成冲洗气体。在冲洗步骤期间,较强吸附的组分将不那么强地吸附的组分从吸附剂和空隙体积置换出来,提供一种提高不那么强地吸附的组分的回收率的手段。
冲洗气体可由以下形成:一部分排放气体和无任何吹扫气体流出物,全部排放气体和无任何吹扫气体流出物,一部分排放气体和一部分吹扫气体流出物,全部排放气体和一部分吹扫气体流出物,无任何排放气体和一部分吹扫气体流出物,或无任何排放气体和全部吹扫气体流出物。在通到经历冲洗步骤的吸附床之前,冲洗气体可以直接通到经历冲洗步骤的吸附床或临时储存在中间储罐中。
当重复循环包括冲洗步骤时,任何再加压步骤可还包含将冲洗气体流出物的至少一部分从经历冲洗步骤的吸附床引入经历再加压步骤的吸附床中。附加或备选地,冲洗气体流出物的至少一部分可并流或逆流引入经历加压均衡步骤的吸附床中,或逆流引入经历吹扫步骤的吸附床中。
冲洗气体还可来自不来自PSA过程自身的气体源。第二气体供应流(优选比进料气体混合物更贫H2)可有利地用作冲洗气体。
冲洗步骤在US2013/0239807的图4a和4b中显示为“冲洗(rinse)”。
空闲步骤(I)
如名称所表示,在缩写为“I”的空闲步骤中,吸附床是空闲的,而且无气体流入或流出吸附床。
空闲步骤在US2013/0239807的图11a和11b中显示为“空闲(idle)”。
空闲步骤可加入到任何已知的PSA循环中。
逆流产物加压步骤(PP
p
)
缩写为“PPp”的逆流产物加压步骤包含将产物气体逆流引入床中以对容器加压。产物气体可引入经历逆流产物加压步骤的吸附床中,直到经历逆流产物加压步骤的吸附床基本处于进料气体压力。“基本处于进料气体压力”是指距离进料气体压力10%以内。
逆流产物加压步骤在US2013/0239807的图2a和2b中显示为“repr”。将产物气体103引入(排除任选引入进料气体81)经历“repr”步骤的吸附床中。
并流产物加压步骤(PP
f
)
缩写为“PPf”的并流产物加压步骤包含将产物气体并流引入床的进料端中以对容器加压。产物气体可引入经历并流产物加压步骤的吸附床中,直到经历并流产物加压步骤的吸附床基本处于进料气体压力。
并流产物加压步骤在图5a和图5b中显示为“PPf”。
双重产物加压步骤(PP
d
)
缩写为“PPd”的双重产物加压步骤包含将产物气体并流和逆流引入吸附床中以对容器加压。产物气体可引入经历双重产物加压步骤的吸附床中,直到经历双重产物加压步骤的吸附床基本处于进料气体压力。
双重产物加压步骤在图4a和图4b中显示为“PPd”。
如本文所用,术语“产物加压步骤”是用于各种产物加压步骤(即PPp、PPf、PPd)和它们的混合形式的通用术语。
并流进料加压步骤(FPf)
缩写为“FPf”的并流进料加压步骤包含将进料气体并流引入吸附床中以对容器加压。进料气体可引入经历并流进料加压步骤的吸附床中,直到经历并流进料加压步骤的吸附床基本处于进料气体压力。
并流进料气体加压公开于例如US2003/0015091的段,其通过引用并入本文,其中它公开了通过以下进行再加压步骤:将加压进料气体引入床的进料端中、将产物气体引入床的产物端中、或通过同时将加压进料气体引入床的进料端中和将产物气体引入床的产物端中。
进料加压步骤还公开于例如US5,082,474,其通过引用并入本文。
逆流进料加压步骤(FP
p
)
缩写为“FPp”的逆流进料加压步骤包含将进料气体逆流引入吸附床中以对容器加压。进料气体可引入经历进料加压步骤的吸附床中,直到经历逆流进料加压步骤的吸附床基本处于进料气体压力。
逆流进料加压步骤公开于例如US5,232,473,其通过引用并入本文。
如本文所用,术语“进料加压步骤”是用于各种进料加压步骤(即FPp、FPf)和它们的混合形式的通用术语。
冲洗气体流出物加压步骤(REP)
缩写为“REP”的冲洗气体流出物加压步骤包含将冲洗气体流出物(即来自经历冲洗步骤的吸附床的流出物)逆流引入经历冲洗气体流出物加压步骤的吸附床中,以对容器加压。冲洗气体流出物可引入经历冲洗气体流出物加压步骤的吸附床中,直到经历冲洗气体流出物加压步骤的吸附床基本处于进料气体压力。
冲洗气体流出物加压步骤在US2013/0239807的图4a、4b、11a和11b中显示为“repr”,但没有任选的进料气体加压。来自吸附床的冲洗气体流出物92在冲洗步骤分开,其中冲洗气体流出物的一部分通到经历冲洗气体流出物加压步骤的床,而另一部分与来自吸附床的产物气体103在生产步骤组合。
如本文所用,术语“再加压步骤”是包括各种产物加压步骤(即PPp、PPf、PPd)和它们的混合形式、各种进料加压步骤(即FPp、FPf)和它们的混合形式以及冲洗气体流出物加压步骤和它们的混合形式的通用术语。
任何各种进料加压步骤、产物加压步骤和冲洗气体流出物加压步骤可加入到任何已知的PSA循环中,和/或按需代替任何已知PSA循环中的任何再加压步骤。可使用如Mehrotra等人描述的那些方法、软件和技术来评价循环变化。
混合步骤
许多基本PSA循环步骤可彼此组合,以形成如下所述的混合步骤。PSA循环步骤的一致组合可允许用较少吸附床来完成该过程,通常对过程效率具有小的影响或无影响。
减压均衡/冲洗步骤(DEQ/R)
减压均衡可与冲洗组合为混合的减压均衡/冲洗步骤,缩写为“DEQ/R”或“DEQ#/R”,其中#为整数,取决于有多少减压均衡步骤存在于PSA循环中。
减压均衡/冲洗步骤包含从经历减压均衡/冲洗步骤的吸附床同时并流引入冲洗气体和并流取出压力均衡气体,和将压力均衡气体通到经历补充加压(压力增加)均衡步骤(例如PEQ、PEQf或PEQd)或其混合步骤的吸附床,从而使经历减压均衡/冲洗步骤的吸附床和经历补充的加压均衡步骤(PEQ、PEQf或PEQd,包括它们的混合形式)的吸附床之间的压力均衡。
对于减压均衡步骤公开的特性和选项以及对于冲洗步骤公开的特性和选项适用于混合的减压均衡/冲洗步骤。
减压均衡/冲洗步骤在US2013/0239807的图2a和2b中显示为“eq1d”。冲洗气体91引入经历“eq1d”步骤的吸附床中,而同时将均衡气体83取出并与经历加压均衡步骤“eq1r”的吸附床均衡。
减压均衡/冲洗步骤还在图6a和6b中显示为DEQp1/R。
减压均衡/冲洗步骤可加入到任何已知的PSA循环中和/或代替任何已知PSA循环中的任何减压均衡步骤。可使用如Mehrotra等人描述的那些方法、软件和技术来评价循环变化。
生产/冲洗(P/R)
生产可以与冲洗组合为混合的生产/冲洗步骤,缩写为“P/R”。
生产/冲洗步骤包含同时将进料气体混合物和冲洗气体引入经历生产/冲洗步骤的吸附床中,同时从经历生产/冲洗步骤的吸附床取出产物气体。
对于生产步骤公开的特性和选项以及对于冲洗步骤公开的特性和选项适用于混合的生产/冲洗步骤。
生产/冲洗步骤“P/R”显示在图6a和6b中。
生产/冲洗步骤可加入到任何已知的PSA循环中和/或代替任何已知PSA循环中的任何生产步骤。可使用如Mehrotra等人描述的那些方法、软件和技术来评价循环变化。
生产/冲洗步骤在US2013/0239807的图5b中显示为“冲洗(rinse)”。冲洗气体流出物91与经历生产步骤(“进料”)的吸附剂床的流出物组合,流出物91的一部分作为产物(流103)退出系统,且一部分组合用于将另一个吸附剂床逆流再加压(“repr”)。
生产/供应产物步骤(P/SP)
生产可以与通往另一个床的供应产物组合为混合的生产/供应产物步骤,缩写为“P/SP”。
在生产/供应产物步骤中,从经历生产/供应产物步骤的吸附床取出的产物气体的一部分通到经历产物加压步骤或混合的产物加压步骤的吸附床。
对于生产步骤公开的特性和选项适用于混合的生产/供应产物步骤。
生产/供应产物步骤在US2013/0239807的图2a和2b中显示为“进料(feed)”。从经历“进料”步骤的吸附床取出的产物气体的一部分通到经历产物加压步骤“repr”的吸附床,从而用产物气体对吸附床加压。
生产同时将产物供应到另一个吸附床用于产物加压还公开于例如US2012/0174776的表2中,作为A2/PP1和A3/PP2,其通过引用并入本文。
生产/供应产物步骤“P/SP”在图2a、2b、4a、4b、5a和5b中显示。
生产/供应产物步骤可加入到任何已知的PSA循环中和/或代替任何已知PSA循环中的任何生产步骤。可使用如Mehrotra等人描述的那些方法、软件和技术来评价循环变化。
生产/冲洗/供应产物步骤(P/R/SP)
生产可以与冲洗和供应产物组合为混合的生产/冲洗/供应产物步骤,缩写为“P/R/SP”。
生产/冲洗/供应产物步骤包含同时将进料气体混合物和冲洗气体引入经历生产/冲洗步骤的吸附床中,同时从经历生产/冲洗步骤的吸附床取出产物气体。从经历生产/冲洗/供应产物步骤的吸附床取出的产物气体的一部分通到经历产物加压步骤或混合的产物加压步骤的吸附床。
对于生产步骤公开的特性和选项以及对于冲洗步骤公开的特性和选项适用于混合的生产/冲洗步骤。
生产/冲洗/供应产物步骤“P/R/SP”显示在图7a和7b中。
带有供应产物的同时生产/冲洗公开于例如US5,254,154的图1和列1,1-6行中,其通过引用并入本文。
生产/冲洗/供应产物步骤可加入到任何已知的PSA循环中和/或代替任何已知PSA循环中的任何生产步骤。可使用如Mehrotra等人描述的那些方法、软件和技术来评价循环变化。
生产/供应吹扫气体步骤(P/SPG)
生产可以与将吹扫气体供应到另一个床组合为混合的生产/供应吹扫气体步骤,缩写为“P/SPG”。
在生产/供应吹扫气体步骤中,从经历生产/供应吹扫气体步骤的吸附床取出的产物气体的一部分通到经历吹扫步骤或混合吹扫步骤的吸附床。
生产/供应吹扫气体步骤的优点在于可避免单独的供应吹扫气体步骤。对于给定数量的吸附床,这可提供增加均衡步骤数量的机会。与供应吹扫气体步骤(SPG)相比,生产/供应吹扫步骤使用含有更高浓度的不那么强地吸附的组分的气体作为吹扫气体,这进而可降低不那么强地吸附的组分的回收率。
生产/供应吹扫气体步骤可以是具有处于多压力水平的生产步骤的PSA循环的一部分。生产/供应吹扫气体步骤可以与任何的多压力水平生产步骤组合为混合步骤。供应吹扫气体步骤可以方便地与较低压力生产步骤组合为混合的低压生产/供应吹扫气体步骤。生产/供应气体吹扫步骤可在供应吹扫气体步骤(SPG)之前、同时进行或在其后。
对于生产步骤和供应吹扫气体步骤公开的特性和选项适用于混合的生产/供应吹扫气体步骤。
生产同时将产物供应到经历吹扫步骤的另一个吸附床公开于例如US2005/0268780的图7和段,其通过引用并入本文。
生产/供应吹扫气体步骤可加入到任何已知的PSA循环中和/或代替任何已知PSA循环中的任何生产步骤。可使用如Mehrotra等人描述的那些方法、软件和技术来评价循环变化。
供应吹扫气体/进料步骤(SPG/F)
供应吹扫气体可以与引入进料气体组合为混合的供应吹扫气体/进料步骤,缩写为SPG/F。
供应吹扫气体/进料步骤包含并流取出吹扫气体,以将吹扫气体供应到经历吹扫步骤(PRG)的另一个容器,同时并流引入进料气体到床中。可以在比进料气体引入经历生产步骤的床中更低的压力下,将进料气体引入经历供应吹扫气体/进料步骤的床中。
供应吹扫气体/进料步骤(SPG/F)不同于生产/供应吹扫气体步骤(P/SPG),因为在生产/供应吹扫气体步骤中,仅一部分产物气体通到经历吹扫步骤的床,而在供应吹扫气体/进料步骤中,来自吸附床的全部流出物通到经历吹扫步骤的床。
供应吹扫气体/进料步骤可加入到任何已知的PSA循环中和/或代替任何已知PSA循环中的任何供应吹扫气体步骤。可使用如Mehrotra等人描述的那些方法、软件和技术来评价循环变化。
供应吹扫气体/冲洗步骤(SPG/R)
供应吹扫气体可以与冲洗组合为混合的供应吹扫气体/冲洗步骤,缩写为“SPG/R”。
供应吹扫气体/冲洗步骤包含并流取出气体,以将吹扫气体供应到经历吹扫步骤(PRG)的另一个容器,同时并流引入冲洗气体。
对于供应吹扫气体和冲洗步骤公开的特性和选项适用于混合的供应吹扫气体/冲洗步骤。
供应吹扫气体/冲洗步骤在US2013/0239807的图2b中显示为“pp”,其中包括任选引入冲洗气体。
供应吹扫气体/冲洗步骤可加入到任何已知的PSA循环中和/或代替任何已知PSA循环中的任何供应吹扫气体步骤。可使用如Mehrotra等人描述的那些方法、软件和技术来评价循环变化。
逆流加压均衡/进料加压步骤(PEQ
p
/FP)
逆流加压均衡可以与进料加压组合为混合的逆流加压均衡/进料加压步骤,缩写为“PEQp/FP”或“PEQp#/FP”,其中#为整数,取决于有多少加压均衡步骤存在于PSA循环中。
逆流加压均衡/进料加压步骤包含同时并流引入进料气体和从经历补充的减压(压力降低)均衡步骤(例如DEQ、DEQf或DEQd或它们的混合形式)的吸附床逆流引入压力均衡气体,从而在相应步骤末尾使经历减压均衡步骤的吸附床和经历逆流加压均衡/进料加压步骤的吸附床之间的压力均衡。
对于逆流加压均衡步骤和进料加压步骤公开的特性和选项适用于混合的逆流加压均衡/进料加压步骤。
当包括任选引入进料气体81和排除任选引入产物气体103时,逆流加压均衡/进料加压步骤在US2013/0239807的图2a和2b中显示为“eq1r”。
逆流加压均衡/进料加压步骤可加入到任何已知的PSA循环中和/或代替任何已知PSA循环中的任何加压均衡步骤。可使用如Mehrotra等人描述的那些方法、软件和技术来评价循环变化。
并流加压均衡/进料加压步骤(PEQ
f
/FP)
并流加压均衡步骤可以与进料加压组合为混合的并流加压均衡/进料加压步骤,在本文缩写为“PEQf/FP”或“PEQf#/FP”,其中#为整数,取决于有多少加压均衡步骤存在于PSA循环中。
并流加压均衡步骤包含同时并流引入进料气体和从经历补充的减压(压力降低)均衡步骤(例如DEQ、DEQf或DEQd或它们的混合形式)的吸附床并流引入压力均衡气体,从而在相应步骤末尾使经历减压均衡步骤的吸附床和经历并流加压均衡/进料加压步骤的吸附床之间的压力均衡。
对于并流加压均衡步骤和进料加压步骤公开的特性和选项适用于混合的并流加压均衡/进料加压步骤。
并流加压均衡/进料加压步骤在图8a和图8b中显示为“PEQf1/FP”。来自经历减压均衡的床的均衡气体83和进料气体81两者都并流引入经历并流加压均衡/进料加压步骤的吸附床中。
并流加压均衡/进料加压步骤可加入到任何已知的PSA循环中和/或代替任何已知PSA循环中的任何加压均衡步骤。可使用如Mehrotra等人描述的那些方法、软件和技术来评价循环变化。
双重加压均衡/进料加压步骤(PEQ
d
/FP)
双重加压均衡步骤可以与进料加压组合为混合的双重加压均衡/进料加压步骤,在本文缩写为“PEQd/FP”或“PEQd#/FP”,其中#为整数,取决于有多少加压均衡步骤存在于PSA循环中。
双重加压均衡/进料加压步骤包含并流引入进料气体和从经历补充的减压均衡步骤(例如DEQ、DEQf或DEQd或它们的混合形式)的吸附床并流和逆流引入压力均衡气体,从而在相应步骤末尾使经历补充的减压均衡步骤的吸附床和经历双重加压均衡步骤的吸附床之间的压力均衡。
对于双重均衡步骤和进料加压步骤公开的特性和选项适用于混合的双重加压均衡/进料加压步骤。
双重加压均衡/进料加压步骤在图9a和9b中显示为PEQd1/FP。将进料气体81并流引入和将来自经历双重减压均衡的床的均衡气体83以并流和逆流两者引入经历双重加压均衡/进料加压步骤的床中。
双重加压均衡/进料加压步骤可加入到任何已知的PSA循环中和/或代替任何已知PSA循环中的任何加压均衡步骤。可使用如Mehrotra等人描述的那些方法、软件和技术来评价循环变化。
逆流加压均衡/产物加压步骤(PEQ
p
/PP)
逆流加压均衡可以与产物加压组合为混合的加压均衡/产物加压步骤,缩写为“PEQp/PP”或“PEQp#/PP”,其中#为整数,取决于有多少加压均衡步骤存在于PSA循环中。
逆流加压均衡/产物加压步骤包含同时逆流引入产物气体和从经历补充的减压均衡步骤(例如DEQ、DEQf或DEQd或它们的混合形式)的吸附床逆流引入压力均衡气体,从而在相应步骤末尾使经历减压均衡步骤的吸附床和经历逆流加压均衡/产物加压步骤的吸附床之间的压力均衡。
对于加压均衡步骤和产物加压步骤公开的特性和选项适用于混合的加压均衡/产物加压步骤。
当包括任选引入产物气体103和排除任选引入进料气体81时,逆流加压均衡/产物加压步骤在US2013/0239807的图2a和2b中显示为“eq1r”。
逆流加压均衡/产物加压步骤可加入到任何已知的PSA循环中和/或代替任何已知PSA循环中的任何加压均衡步骤。可使用如Mehrotra等人描述的那些方法、软件和技术来评价循环变化。
并流加压均衡/产物加压步骤(PEQ
f
/PP)
并流加压均衡可以与产物加压组合为混合的并流加压均衡/产物加压步骤,在本文缩写为“PEQf/PP”或“PEQf#/PP”,其中#为整数,取决于有多少加压均衡步骤存在于PSA循环中。
并流加压均衡/产物加压步骤包含同时逆流引入产物气体和从经历补充的减压均衡步骤(例如DEQ、DEQf或DEQd或它们的混合形式)的吸附床并流引入压力均衡气体,从而在相应步骤末尾使经历减压均衡步骤的吸附床和经历并流加压均衡步骤的吸附床之间的压力均衡。
对于并流加压均衡步骤和产物加压步骤公开的特性和选项适用于混合的并流加压均衡/产物加压步骤。
并流加压均衡/产物加压步骤在图10a和10b中显示为PEQf1/PP,其中将产物气体103逆流引入和将压力均衡气体83并流引入经历并流加压均衡/产物加压步骤的吸附床中。
并流加压均衡/产物加压步骤可加入到任何已知的PSA循环中和/或代替任何已知PSA循环中的任何加压均衡步骤。可使用如Mehrotra等人描述的那些方法、软件和技术来评价循环变化。
双重加压均衡/产物加压步骤(PEQ
d
/PP)
双重加压均衡可以与产物加压组合为混合的双重加压均衡/产物加压步骤,缩写为“PEQd/PP”或“PEQd#/PP”,其中#为整数,取决于有多少加压均衡步骤存在于PSA循环中。
双重加压均衡/产物加压步骤包含同时逆流引入产物气体和从经历补充的减压均衡步骤(例如DEQ、DEQf或DEQd或它们的混合形式)的吸附床并流和逆流引入压力均衡气体,从而在相应步骤末尾使经历补充的减压均衡步骤的吸附床和经历双重加压均衡/产物加压步骤的吸附床之间的压力均衡。
对于双重均衡步骤和产物加压步骤公开的特性和选项适用于混合的双重加压均衡/进料加压步骤。
双重加压均衡/产物加压步骤在图11a和11b中显示为PEQd1/PP。将产物气体103逆流引入和将来自经历双重减压均衡的床的均衡气体83以并流和逆流两者引入经历双重加压均衡/产物加压步骤的床中。
双重加压均衡/产物加压步骤可加入到任何已知的PSA循环中和/或代替任何已知PSA循环中的任何加压均衡步骤。可使用如Mehrotra等人描述的那些方法、软件和技术来评价循环变化。
逆流加压均衡/产物加压/进料加压步骤(PEQ
p
/PP/FP)
逆流加压均衡可以与产物加压和进料加压组合为混合的逆流加压均衡/产物加压/进料加压步骤,缩写为“PEQp/PP/FP”或“PEQp#/PP/FP”,其中#为整数,取决于有多少加压均衡步骤存在于PSA循环中。
逆流加压均衡/产物加压/进料加压步骤包含同时并流引入进料气体、逆流引入产物气体和从经历补充的减压均衡步骤(例如DEQ、DEQf或DEQd或它们的混合形式)的吸附床逆流引入压力均衡气体,从而在相应步骤末尾使经历减压均衡步骤的吸附床和经历逆流加压均衡/产物加压/进料加压步骤的吸附床之间的压力均衡。
对于逆流加压均衡步骤、产物加压步骤和进料加压步骤公开的特性和选项适用于混合的逆流加压均衡/产物加压步骤。
当包括任选引入产物气体103和任选引入进料气体81时,逆流加压均衡/产物加压/进料加压步骤在US2013/0239807的图2a和2b中显示为“eq1r”。US2013/0239807的段公开,第一压力增加均衡步骤可还包含将进料气体混合物并流引入和/或将产物气体逆流引入经历第一压力增加均衡步骤的吸附床中,同时从经历第一压力降低均衡步骤的吸附床逆流引入压力均衡气体。
逆流加压均衡/产物加压/进料加压步骤还公开于US2003/0015091作为“1'/R”,例如在图1中,以及如和段描述。在US2003/0015091的段中公开,1'/R为在增加的压力下压力均衡和再加压的任选组合步骤。在US2003/0015091的段中公开,通过以下进行再加压步骤:将加压进料气体引入床的进料端中、将产物气体引入床的产物端中、或通过同时将加压进料气体引入床的进料端中和将产物气体引入床的产物端中。
逆流加压均衡/产物加压/进料加压步骤可加入到任何已知的PSA循环中和/或代替任何已知PSA循环中的任何加压均衡步骤。可使用如Mehrotra等人描述的那些方法、软件和技术来评价循环变化。
并流加压均衡/产物加压/进料加压步骤(PEQ
f
/PP/FP)
并流加压均衡可以与产物加压和进料加压组合为混合的并流加压均衡/产物加压/进料加压步骤,缩写为“PEQf/PP/FP”或“PEQf#/PP/FP”,其中#为整数,取决于有多少加压均衡步骤存在于PSA循环中。
并流加压均衡/产物加压/进料加压步骤包含同时并流引入进料气体、逆流引入产物气体和从经历补充的减压均衡步骤(例如DEQ、DEQf或DEQd或它们的混合形式)的吸附床并流引入压力均衡气体,从而在相应步骤末尾使经历减压均衡步骤的吸附床和经历并流加压均衡/产物加压/进料加压步骤的吸附床之间的压力均衡。
对于加压均衡步骤、产物加压步骤和进料加压步骤公开的特性和选项适用于混合的加压均衡/产物加压步骤。
并流加压均衡/产物加压/进料加压步骤在图12a和12b中显示为PEQf1/PP/FP。将产物气体103逆流引入和将来自经历逆流减压均衡的床的进料气体均和衡气体83两者并流引入经历并流加压均衡/产物加压/进料加压步骤的床中。
并流加压均衡/产物加压/进料加压步骤可加入到任何已知的PSA循环中和/或代替任何已知PSA循环中的任何加压均衡步骤。可使用如Mehrotra等人描述的那些方法、软件和技术来评价循环变化。
双重加压均衡/产物加压/进料加压步骤(PEQ
d
/PP/FP)
双重加压均衡可以与产物加压和进料加压组合为混合的双重加压均衡/产物加压/进料加压步骤,缩写为“PEQd/PP/FP”或“PEQd#/PP/FP”,其中#为整数,取决于有多少加压均衡步骤存在于PSA循环中。
双重加压均衡/产物加压/进料加压步骤包含同时逆流引入产物气体、并流引入进料气体和从经历补充的减压均衡步骤(例如DEQ、DEQf或DEQd或它们的混合形式)的吸附床并流和逆流引入压力均衡气体,从而在相应步骤末尾使经历补充的减压均衡步骤的吸附床和经历双重加压均衡/产物加压/进料加压步骤的吸附床之间的压力均衡。
对于双重均衡步骤和产物加压步骤公开的特性和选项适用于混合的双重加压均衡/进料加压步骤。
双重加压均衡/产物加压/进料加压步骤在图13a和13b中显示为PEQd1/PP/FP。逆流引入产物气体103、并流引入进料气体和将来自经历双重减压均衡的床的均衡气体83以并流和逆流两者引入经历双重加压均衡/产物加压步骤的床中。
双重加压均衡/产物加压/进料加压步骤可加入到任何已知的PSA循环中和/或代替任何已知PSA循环中的任何加压均衡步骤。可使用如Mehrotra等人描述的那些方法、软件和技术来评价循环变化。
加压均衡/冲洗气体流出物加压步骤(PEQ/REP)
加压均衡可以与冲洗气体流出物加压组合为混合的加压均衡/冲洗气体流出物加压步骤,缩写为“PEQ/REP”或“PEQ#/REP”,其中#为整数,取决于有多少加压均衡步骤存在于PSA循环中。
加压均衡/冲洗气体流出物加压步骤包含同时从经历冲洗步骤的吸附床逆流引入冲洗气体流出物和从经历补充的减压均衡步骤(例如DEQ、DEQf或DEQd或它们的混合形式)的吸附床逆流引入压力均衡气体,从而在相应步骤末尾使经历减压均衡步骤的吸附床和经历加压均衡/冲洗气体流出物加压步骤的吸附床之间的压力均衡。
对于加压均衡步骤和冲洗气体流出物加压步骤公开的特性和选项适用于混合的加压均衡/冲洗气体流出物加压步骤。
加压均衡/冲洗气体流出物加压步骤是US2013/0239807的图15a和15b中显示的变体,其中处于“eq1r”的床用来自处于eq1d的床的压力均衡气体与冲洗气体流出物92一起加压(但没有引入任选的进料气体81)。来自吸附床的冲洗气体流出物92在冲洗步骤分开,其中冲洗气体流出物的一部分通到经历冲洗气体流出物加压步骤的床,而另一部分与来自处于生产步骤的吸附床的产物气体103组合。
加压均衡/冲洗气体流出物加压步骤可加入到任何已知的PSA循环中和/或代替任何已知PSA循环中的任何加压均衡步骤。可使用如Mehrotra等人描述的那些方法、软件和技术来评价循环变化。
逆流加压均衡/冲洗气体流出物加压/进料加压步骤(PEQ
p
/REP/FP)
逆流加压均衡可以与冲洗气体流出物加压和进料加压组合为混合的逆流加压均衡/冲洗气体流出物加压/进料加压步骤,缩写为“PEQp/REP/FP”或“PEQp#/REP/FP”,其中#为整数,取决于有多少加压均衡步骤存在于PSA循环中。
逆流加压均衡/冲洗气体流出物加压/进料加压步骤包含同时并流引入进料气体、从经历冲洗步骤的吸附床逆流引入冲洗气体流出物和从经历补充的减压均衡步骤(例如DEQ、DEQf或DEQd或它们的混合形式)的吸附床逆流引入压力均衡气体,从而在相应步骤末尾使经历减压均衡步骤的吸附床和经历加压均衡/冲洗气体流出物加压步骤的吸附床之间的压力均衡。
对于逆流加压均衡步骤、冲洗气体流出物加压步骤和进料加压步骤公开的特性和选项适用于混合的逆流加压均衡/冲洗气体流出物加压/进料加压步骤。
逆流加压均衡/冲洗气体流出物加压/进料加压步骤是US2013/0239807的图15a和15b的变体,其中处于“eq1r”的床用来自处于eq1d的床的压力均衡气体与冲洗气体流出物92一起加压,并引入任选的进料气体81。来自处于冲洗步骤的吸附床的冲洗气体流出物92可以分开,其中冲洗气体流出物的一部分通到经历冲洗气体流出物加压步骤的床,而另一部分与来自处于生产步骤的吸附床的产物气体103组合。
逆流加压均衡/冲洗气体流出物加压/进料加压步骤可加入到任何已知的PSA循环中和/或代替任何已知PSA循环中的任何加压均衡步骤。可使用如Mehrotra等人描述的那些方法、软件和技术来评价循环变化。
并流加压均衡/冲洗气体流出物加压/进料加压步骤(PEQ
f
/REP/FP)
并流加压均衡可以与冲洗气体流出物加压和进料加压组合为混合的并流加压均衡/冲洗气体流出物加压/进料加压步骤,缩写为“PEQf/REP/FP”或“PEQf#/REP/FP”,其中#为整数,取决于有多少加压均衡步骤存在于PSA循环中。
并流加压均衡/冲洗气体流出物加压/进料加压步骤包含同时并流引入进料气体、从经历冲洗步骤的吸附床逆流引入冲洗气体流出物气体、和从经历补充的减压均衡步骤(例如DEQ、DEQf或DEQd或它们的混合形式)的吸附床并流引入压力均衡气体,从而在相应步骤末尾使经历减压均衡步骤的吸附床和经历并流加压均衡/产物加压/进料加压步骤的吸附床之间的压力均衡。
对于加压均衡步骤、冲洗气体流出物加压步骤和进料加压步骤公开的特性和选项适用于混合的并流加压均衡/冲洗气体流出物加压/进料加压步骤。
并流加压均衡/冲洗气体流出物加压/进料加压步骤在图14a和14b中显示为PEQf1/REP/FP。逆流引入冲洗气体流出物92,且将来自经历混合的逆流减压均衡DEQ1/R的床的进料气体81和均衡气体83两者并流引入经历并流加压均衡/冲洗气体流出物加压/进料加压步骤的床中。
并流加压均衡/冲洗气体流出物加压/进料加压步骤可加入到任何已知的PSA循环中和/或代替任何已知PSA循环中的任何加压均衡步骤。可使用如Mehrotra等人描述的那些方法、软件和技术来评价循环变化。
双重加压均衡/冲洗气体流出物加压/进料加压步骤(PEQ
d
/REP/FP)
双重加压均衡可以与冲洗气体流出物加压和进料加压组合为混合的双重加压均衡/冲洗气体流出物加压/进料加压步骤,缩写为“PEQd/REP/FP”或“PEQd#/REP/FP”,其中#为整数,取决于有多少加压均衡步骤存在于PSA循环中。
双重加压均衡/冲洗气体流出物加压/进料加压步骤包含同时逆流引入冲洗气体流出物气体、并流引入进料气体和从经历补充的减压均衡步骤(例如DEQ、DEQf或DEQd或它们的混合形式)的吸附床并流和逆流引入压力均衡气体,从而在相应步骤末尾使经历补充的减压均衡步骤的吸附床和经历双重加压均衡/产物加压/进料加压步骤的吸附床之间的压力均衡。
对于双重均衡步骤和冲洗气体流出物加压步骤公开的特性和选项适用于混合的双重加压均衡/进料加压步骤。
双重加压均衡/冲洗气体流出物加压/进料加压步骤在图15a和15b中显示为PEQd1/REP/FP。逆流引入冲洗气体流出物气体92,并流引入进料气体,并将来自经历混合的减压均衡DEQ1/R的床的均衡气体83以并流和逆流两者引入经历双重加压均衡/冲洗气体流出物加压/进料加压步骤的床中。
双重加压均衡/冲洗气体流出物加压/进料加压步骤可加入到任何已知的PSA循环中和/或代替任何已知PSA循环中的任何加压均衡步骤。可使用如Mehrotra等人描述的那些方法、软件和技术来评价循环变化。
产物加压/进料加压步骤(PP/FP)
产物加压可以与进料加压组合为混合的产物加压/进料加压步骤,缩写为“PP/FP”。混合的产物加压/进料加压步骤可加入到任何已知的PSA循环中和/或代替任何已知PSA循环中的任何产物加压或进料加压步骤。可使用如Mehrotra等人描述的那些方法、软件和技术来评价循环变化。
产物加压/进料加压步骤包含逆流引入产物气体,同时并流引入进料气体。
对于产物加压步骤和进料加压步骤公开的特性和选项适用于混合的产物加压/进料加压步骤。
当包括任选引入进料气体81时,产物加压/进料加压步骤在US2013/0239807的图2a和2b中显示为“repr”。
产物加压/进料加压步骤可加入到任何已知的PSA循环中和/或代替任何已知PSA循环中的任何产物加压步骤和/或进料加压步骤。可使用如Mehrotra等人描述的那些方法、软件和技术来评价循环变化。
冲洗气体流出物加压/进料加压(REP/FP)步骤
冲洗气体流出物加压可以与进料加压组合为混合的冲洗气体流出物加压/进料加压步骤,缩写为“REP/FP”。
冲洗气体流出物加压/进料加压步骤包含逆流引入冲洗气体流出物,同时并流引入进料气体。
对于冲洗气体流出物加压步骤和进料加压步骤公开的特性和选项适用于混合的冲洗气体流出物加压/进料加压步骤。
当包括任选引入进料气体81且来自进料步骤的所有产物气体取出作为产物而不用于再加压时,混合的冲洗气体流出物加压/进料加压步骤在US2013/0239807的15a和15b中显示为“repr”。
混合的冲洗气体流出物加压/进料加压步骤可加入到任何已知的PSA循环中和/或代替任何已知PSA循环中的任何进料加压步骤。可使用如Mehrotra等人描述的那些方法、软件和技术来评价循环变化。
减压均衡/供应吹扫气体步骤(DEQ/SPG)
减压均衡可以与供应吹扫气体组合为混合的减压均衡/供应吹扫气体步骤,缩写为“DEQ/SPG”或“DEQ#/SPG”,其中#为整数,取决于有多少减压均衡步骤存在于PSA循环中。
减压均衡/供应吹扫气体步骤包含从经历减压均衡/供应吹扫气体步骤的吸附床并流取出气体,和将该气体的第一部分通到经历补充的加压均衡步骤(例如PEQ、PEQf或PEQd)或其混合步骤的吸附床,从而使经历减压均衡/冲洗步骤的吸附床和经历补充的加压均衡步骤(PEQ、PEQf或PEQd,包括它们的混合形式)的吸附床之间的压力均衡,并将该气体的第二部分作为吹扫气体通到经历吹扫步骤(PRG)的吸附床。
减压均衡/供应吹扫气体步骤例如在US2013/0239807的图16b中显示为eq5d*,其中气体94既通到经历吹扫步骤(吹扫)的床,又通到经历加压均衡步骤(eq5r)的另一个床。
US6,379,431(EP1486245)还在表3中显示混合的DEQ/SPG步骤。从经历混合的DEQ/SPG步骤(表3中指定为P')取出气体,并将第一部分作为压力均衡气体通到吸附床以与其均衡(表3中指定为4'),和将第二部分作为吹扫气体通到经历吹扫步骤的另一个吸附床(表3中指定为G)。
供应吹扫步骤SPG还可与逆流减压均衡步骤DEQf或双重减压均衡步骤DEQd组合为相应的混合步骤。
减压均衡/供应吹扫气体步骤可加入到任何已知的PSA循环中和/或代替任何已知PSA循环中的任何减压均衡和/或供应吹扫气体步骤。可使用如Mehrotra等人描述的那些方法、软件和技术来评价循环变化。
减压均衡/排放步骤(DEQ/BD)
减压均衡可与排放组合为混合的减压均衡/排放步骤,缩写为“DEQ/BD”或“DEQ#/BD”,其中#为整数,取决于有多少减压均衡步骤存在于PSA循环中。
减压均衡/排放步骤包含逆流排放,同时将压力均衡气体并流取出到经历补充的加压均衡步骤(例如PEQ、PEQf或PEQd)或其混合步骤的吸附床,从而使经历减压均衡/冲洗步骤的吸附床和经历补充的加压均衡步骤(PEQ、PEQf或PEQd,包括它们的混合形式)的吸附床之间的压力均衡。
减压均衡/排放步骤显示在例如US2012/0174776的表2中。处于步骤9的床B1正经历E4/BD1步骤,其中该床经历排放,同时与经历E4'步骤的吸附床均衡。
各种排放步骤BD、BDp、BDd还可与逆流减压均衡步骤DEQf或双重减压均衡步骤DEQd组合为相应的混合步骤。
减压均衡/排放步骤可加入到任何已知的PSA循环中和/或代替任何已知PSA循环中的任何减压均衡和/或排放步骤。可使用如Mehrotra等人描述的那些方法、软件和技术来评价循环变化。
供应吹扫气体/排放(SPG/BD)
供应吹扫气体步骤可以与排放组合为供应吹扫气体/排放步骤,缩写为“SPG/BD”。
混合的供应吹扫气体/排放步骤包含逆流排放,其中取出排放气体同时从经历供应吹扫气体/排放步骤的吸附床并流取出吹扫气体,和将吹扫气体从经历混合的供应吹扫气体/排放步骤的吸附床通到经历吹扫步骤(PRG)的吸附床。
供应吹扫气体/排放步骤例如在US8,496,733中显示,在表2中作为PPG3/BD1,并在该本文中描述为第三提供吹扫气体/第一排放,其通过引用并入本文。
混合的供应吹扫气体/排放步骤可加入到任何已知的PSA循环中和/或代替任何已知PSA循环中的任何供应吹扫气体和/或排放步骤。可使用如Mehrotra等人描述的那些方法、软件和技术来评价循环变化。
中间储罐
其中将气体从一个吸附床通到另一个吸附的任何步骤可以通过使用一个或多个中间储罐来补充。使用中间储罐允许循环异步,并提供各步骤持续时间中的灵活性。中间储罐可以设计为在空间上保持退出吸附床的气体的杂质分布,然后以反向顺序将该分布引入接收气体的吸附床。
在一些文献中,将特定的PSA循环步骤描述为多步,同时在其它文献中将其描述为单步。例如,描述于US7,537,742的表2中的4床PSA循环显示为具有多个生产步骤(即表2中的AD1、AD2和AD3,而且在图16中重现为P1、P2和P3)和多个产物加压步骤PP1、PP2。这种相同的PSA循环还可以描述为具有单一生产步骤和单一产物加压步骤。图16b显示等效PSA循环用于根据所用的约定以不同方式表示的4床系统。
相同的4床循环还可简单缩写为P、DEQ1、SPG、DEQ2、BD、PRG、PEQ2、PEQ1、PP。技术人员可容易确定4个床之间步骤的关系。
变压吸附系统可以使用多个变压吸附循环操作,以控制第二组分在吸附剂上的积累,如US8,394,171描述,其通过引用并入本文。
简述
本发明涉及一种用于在多个的总共12个吸附床中将第一气体组分从包含第一气体组分和第二气体组分的进料气体混合物分离的方法,每个吸附床含有对第二气体组分有选择性的吸附剂。
存在如下概述的本发明的若干方面。以下,在下文概述本发明的具体方面。
方面1.一种方法,其包含使多个吸附床中的每一个经受第一重复循环和第二重复循环中的至少一个,第一重复循环按顺序包含(a)生产步骤或其混合步骤,(b)多个的5个减压均衡步骤,(c)供应吹扫气体步骤,(d)排放步骤,(e)吹扫步骤,(f)多个的5个加压均衡步骤和(g)再加压步骤;而第二重复循环按顺序包含(a)生产步骤或其混合步骤,(b)多个的5个减压均衡步骤,(c/d)混合的供应吹扫气体/排放步骤,(e)吹扫步骤,(f)多个的5个加压均衡步骤和(g)再加压步骤。
方面2.方面1的方法,其中:
(i)当所述吸附床经受所述第一重复循环时,所述生产步骤的持续时间为所述第一重复循环的循环时间的23%至27%,或所述吹扫步骤的持续时间为所述第一重复循环的循环时间的23%至27%;和
(ii)当所述吸附床经受所述第二重复循环时,所述吹扫步骤的持续时间为所述第二重复循环的循环时间的23%至27%。
方面3.方面1或方面2的方法,其中所述第一气体组分为H2且所述第二气体组分包含CO、CO2、CH4和N2中的至少两个。
方面4.前述方面中任一个的方法,其中所述第一加压均衡步骤还包含以下至少之一:(i)将所述进料气体混合物并流引入经历所述第一加压均衡步骤的吸附床中,同时从经历所述第一减压均衡床的吸附床逆流引入所述压力均衡气体,和(ii)将产物气体从至少一个经历所述进料步骤的吸附床逆流引入经历所述第一加压均衡步骤的吸附床中,同时从经历所述第一减压均衡床的吸附床逆流引入所述压力均衡气体。
方面5.前述方面中任一个的方法,其中所述吹扫步骤(e)包含将所述吹扫气体从经历所述第五减压均衡步骤的吸附床逆流引入经历所述吹扫步骤的吸附床中,且所述第五减压均衡步骤还包含将所述流出物气体的第二部分作为所述吹扫气体从经历所述第五减压均衡步骤的吸附床通到至少一个经历所述吹扫步骤的吸附床。
方面6.方面1-5中任一个的方法,其中该方法包含使多个吸附床中的每一个经受第一重复循环。
方面7.方面6的方法,其中所述第一重复循环在所述多个的5个减压均衡步骤的所述第五减压均衡步骤和所述供应吹扫气体步骤之间还包含空闲步骤。
方面8.方面1-5中任一个的方法,其中该方法包含使多个吸附床中的每一个经受第二重复循环。
方面9.方面8的方法,其中所述第二重复循环在所述多个的5个减压均衡步骤的所述第五减压均衡步骤和所述混合的供应吹扫气体/排放步骤之间还包含空闲步骤。
方面10.方面1-9中任一个的方法,其中所述多个的5个减压均衡步骤中至少一个为并联的减压均衡步骤,且所述多个的5个加压均衡步骤中至少一个为并联的加压均衡步骤。
方面11.方面1-9中任一个的方法,其中所述多个的5个加压均衡步骤中的至少一个为混合的加压均衡/进料加压步骤。
方面12.方面1-9中任一个的方法,其中所述多个的5个加压均衡步骤中的至少一个为混合的加压均衡/产物加压步骤。
数个附图的简述
图1是对于吸附系统的过程流程图。
图2a为对于具有单一的并流减压均衡步骤以及补充的逆流加压均衡步骤的4吸附床循环的变压吸附循环图表。图2b为说明对于图2a的循环图表的气流方向的示意图。
图3为对于6吸附床循环的变压吸附循环图表,其显示循环步骤的计时不需要彼此精确对准。
图4a为对于具有逆流减压均衡步骤以及补充的并流加压均衡步骤、并流排放步骤和双重产物加压步骤的4吸附床循环的变压吸附循环图表。图4b为说明对于图4a的循环图表的气流方向的示意图。
图5a为对于具有双重减压均衡步骤以及补充的双重加压均衡步骤、双重排放步骤和并流产物加压步骤的4吸附床循环的变压吸附循环图表。图5b为说明对于图5a的循环图表的气流方向的示意图。
图6a为对于具有混合的生产/冲洗步骤以及进料加压步骤的4吸附床循环的变压吸附循环图表。图6b为说明对于图6a的循环图表的气流方向的示意图。
图7a为对于具有混合的生产/冲洗/供应产物步骤以及产物加压步骤的4吸附床循环的变压吸附循环图表。图7b为说明对于图7a的循环图表的气流方向的示意图。
图8a为对于具有混合的生产/供应产物步骤、混合的并流加压均衡/进料加压步骤和混合的产物加压/进料加压步骤的4吸附床循环的变压吸附循环图表。图8b为说明对于图8a的循环图表的气流方向的示意图。
图9a为对于具有混合的生产/供应产物步骤、双重减压均衡步骤、双重排放步骤、混合的双重加压均衡/进料加压步骤和产物加压步骤的4吸附床循环的变压吸附循环图表。图9b为说明对于图9a的循环图表的气流方向的示意图。
图10a为对于具有混合的生产/供应产物步骤、逆流减压均衡步骤、混合的并流加压均衡/产物加压步骤和混合的产物加压/进料加压步骤的4吸附床循环的变压吸附循环图表。图10b为说明对于图10a的循环图表的气流方向的示意图。
图11a为对于具有混合的生产/供应产物步骤、双重减压均衡步骤、供应吹扫气体步骤、双重排放步骤、吹扫步骤、混合的双重加压均衡/产物加压步骤和产物加压步骤的4吸附床循环的变压吸附循环图表。图11b为说明对于图11a的循环图表的气流方向的示意图。
图12a为对于具有逆流减压均衡步骤和混合的并流加压均衡/产物加压/进料加压步骤的4吸附床循环的变压吸附循环图表。图12b为说明对于图12a的循环图表的气流方向的示意图。
图13a为对于具有双重减压均衡步骤和混合的双重加压均衡/产物加压/进料加压步骤的4吸附床循环的变压吸附循环图表。图13b为说明对于图13a的循环图表的气流方向的示意图。
图14a为对于具有混合的并流减压均衡/冲洗步骤和混合的并流加压均衡/冲洗气体流出物加压/进料加压步骤的10吸附床循环的变压吸附循环图表。图14b为说明对于图14a的循环图表的气流方向的示意图。
图15a为对于具有混合的并流减压均衡/冲洗步骤和混合的双重加压均衡/冲洗气体流出物加压/进料加压步骤的10吸附床循环的变压吸附循环图表。图15b为说明对于图15a的循环图表的气流方向的示意图。
图16a为对于其中生产步骤根据一种命名约定显示为3个步骤的4吸附床循环的变压吸附循环图表,而图16b为其中生产步骤根据另一命名约定显示为单一步骤的等效变压吸附循环图表。
图17为对于根据本发明具有5个减压均衡步骤和5个加压均衡步骤的12吸附床循环的变压吸附循环图表。
图18为对于根据本发明具有5个减压均衡步骤和5个加压均衡步骤的12吸附床循环的另一个变压吸附循环图表。
图19为对于根据本发明具有5个减压均衡步骤和5个加压均衡步骤的12吸附床循环的另一个变压吸附循环图表。
图20为对于根据本发明具有5个减压均衡步骤和5个加压均衡步骤的12吸附床循环的另一个变压吸附循环图表。
图21为对于根据本发明具有5个减压均衡步骤和5个加压均衡步骤的12吸附床循环的另一个变压吸附循环图表。
图22为对于根据本发明具有5个减压均衡步骤和5个加压均衡步骤的12吸附床循环的另一个变压吸附循环图表。
图23为对于根据本发明具有5个减压均衡步骤和5个加压均衡步骤的12吸附床循环的另一个变压吸附循环图表。
优选实施方案详述
接下来的详述仅提供优选示例性实施方案,而不旨在限制本发明的范围、适用性或配置。更确切地说,接下来的优选示例性实施方案详述将为本领域技术人员提供实施本发明优选示例性实施方案的可实现的说明,应理解可以在不偏离如权利要求所限定的本发明范围的情况下对要素的功能和排列作出各种改变。
当应用于说明书和权利要求中描述的本发明的实施方案中的任何特征时,本文所用的冠词“一个”指一个或多个。“一个”的使用不将含义限制为单个特征,除非具体声明了这种限制。在单数或复数名词或名词短语前的冠词“该”表示具体的指定特征,而且可根据使用该冠词的上下文具有单数或复数内涵。
形容词“任何”不加区别地表示任意量中的一个、一些或全部。
第一实体和第二实体之间放置的术语“和/或”指以下之一:(1)第一实体、(2)第二实体和(3)第一实体和第二实体。在3个或更多个实体的序列的最后两个实体之间放置的术语“和/或”指序列中的实体的至少一个,包括该序列中实体的任何特定组合。
术语“多个”是指“两个或多于两个”。短语“多个的3个或更多个”是指3个或更多个。短语“多个的3个”是指总共3个,即3个且不多于3个。
短语“至少一部分”是指“一部分或全部”。流的至少一部分可具有与该部分源自的流相同的组成,每种物类有相同浓度。流的至少一部分可具有与该部分源自的流不同的组成。流的至少一部分可包括其源自的流的特定组分。
本文所用的流的“分开的部分”是具有与其取自的流相同的化学组成和物类浓度的部分。
本文所用的流的“分离的部分”是具有与其取自的流不同的化学组成和不同的物类浓度的部分。
如本文所用,“第一”、“第二”、“第三”等用来区别多个步骤和/或特征,而不表示总数或时间和/或空间上的相对位置,除非明确地声明如此。
为帮助描述本发明,方向性术语可用于说明书和权利要求,以描述本发明的部分(例如,上部、顶部、下部、底部、左、右等)。这些方向性术语仅旨在帮助描述和要求保护本发明,而不旨在以任何方式限制本发明。此外,引入说明书与附图关联的附图标记可在一个或更多个后面的附图中重复,而不在说明中另外说明以提供对于其它特征的背景。
在权利要求中,字母可用于确定要求保护的步骤(例如(a)、(b)和(c))。这些字母用来帮助提述方法步骤而不旨在说明实施要求保护的步骤的顺序,除非该顺序在权利要求中具体陈述,并且仅限于该程度。
术语“贫化”是指与形成它的初始的流相比,具有较小的所指示气体的摩尔%浓度。“贫化”不是指所述流完全缺乏所指示气体。
术语“富”或“富集”是指与形成它的初始流相比,具有较大的所指示气体的摩尔%浓度。
本发明涉及用于在多个的12个吸附床(全部)从包含第一气体组分和第二气体组分的进料气体混合物分离第一气体组分的方法,每一个吸附床含有对第二气体组分有选择性的吸附剂。第一气体组分可以是H2且第二气体组分可包含CO、CO2、CH4和N2中的至少两个。
该方法包含使多个吸附床中的每一个经受第一重复循环和第二重复循环中的至少一个。第一重复循环按顺序包含(a)生产步骤或其混合步骤,(b)多个的5个减压均衡步骤,(c)供应吹扫气体步骤,(d)排放步骤,(e)吹扫步骤,(f)多个的5个加压均衡步骤和(g)再加压步骤。第二重复循环按顺序包含(a)生产步骤或其混合步骤,(b)多个的5个减压均衡步骤,(c/d)混合的供应吹扫气体/排放步骤,(e)吹扫步骤,(f)多个的5个加压均衡步骤和(g)再加压步骤。
在背景部分描述了每一个步骤。优选实施方案概括于图17至23。
第一重复循环可具有用于执行第一重复循环的一个完整循环的循环时间。第二重复循环可具有用于执行第二重复循环的一个完整循环的循环时间。
生产步骤或其混合步骤可包含在1.0MPa-7.0MPa进料气体压力下将进料气体混合物引入经历生产步骤或其混合步骤的吸附床内,和在经历生产步骤或其混合步骤的吸附床中将第二气体组分吸附在吸附剂上,同时从经历生产步骤或其混合步骤的吸附床取出产物气体。
如图23所示,生产步骤的持续时间可为循环的总循环时间的约25%(例如23%至27%)。
所述多个的5个减压均衡步骤可按顺序包含第一减压均衡步骤、第二减压均衡步骤、第三减压均衡步骤、第四减压均衡步骤和第五压力降低均衡步骤。
所述第一减压均衡步骤可包含从经历所述第一减压均衡步骤的吸附床并流取出压力均衡气体,和将所述压力均衡气体通到经历第一加压均衡步骤的吸附床,从而使经历所述第一减压均衡步骤的吸附床和经历所述第一加压均衡步骤的吸附床之间的压力均衡。
所述第二减压均衡步骤可包含从经历所述第二减压均衡步骤的吸附床并流取出压力均衡气体,和将所述压力均衡气体从经历所述第二减压均衡步骤的吸附床通到经历第二加压均衡步骤的吸附床,从而使经历所述第二减压均衡步骤的吸附床和经历所述第二加压均衡步骤的吸附床之间的压力均衡。
所述第三减压均衡步骤可包含从经历所述第三减压均衡步骤的吸附床并流取出压力均衡气体,和将所述压力均衡气体从经历所述第三减压均衡步骤的吸附床通到经历第三加压均衡步骤的吸附床,从而使经历所述第三减压均衡步骤的吸附床和经历所述第三加压均衡步骤的吸附床之间的压力均衡。
所述第四减压均衡步骤可包含从经历所述第四减压均衡步骤的吸附床并流取出压力均衡气体,和将所述压力均衡气体从经历所述第四减压均衡步骤的吸附床通到经历第四加压均衡步骤的吸附床,从而使经历所述第四减压均衡步骤的吸附床和经历所述第四加压均衡步骤的吸附床之间的压力均衡。
所述第五减压均衡步骤可包含从经历所述第五减压均衡步骤的吸附床并流取出流出物气体,和将所述流出物气体的至少一部分从经历所述第五减压均衡步骤的吸附床作为压力均衡气体通到经历第五加压均衡步骤的吸附床,从而使经历所述第五减压均衡步骤的吸附床和经历所述第五加压均衡步骤的吸附床之间的压力均衡。
所述供应吹扫气体可包含从经历所述供应吹扫气体步骤的吸附床并流取出吹扫气体,和将所述吹扫气体从经历所述供应吹扫气体步骤的吸附床通到经历所述吹扫步骤的吸附床。
第一重复循环可进一步在所述多个的5个减压均衡步骤中的第五减压均衡步骤和供应吹扫气体步骤之间包含空闲步骤,如图17所示。
所述排放步骤可包含从经历所述排放步骤的吸附床逆流取出排放气体,所述排放气体具有低于所述进料气体混合物中所述第一气体组分浓度的第一气体组分浓度。
所述混合的供应吹扫气体/排放步骤可包含从经历所述混合的供应吹扫气体/排放步骤的吸附床并流取出吹扫气体,和将所述吹扫气体从经历所述混合的供应吹扫气体/排放步骤的吸附床通到经历所述吹扫步骤的吸附床,同时从经历所述混合的供应吹扫气体/排放步骤的吸附床逆流取出排放气体,所述排放气体具有低于所述进料气体混合物中所述第一气体组分浓度的第一气体组分浓度。混合的供应吹扫气体/排放步骤显示在图19和图21中。
第二重复循环可进一步在所述多个的5个减压均衡步骤中的第五减压均衡步骤和如图19所示的混合的供应吹扫气体/排放步骤之间包含空闲步骤。
所述吹扫步骤可包含将以下至少之一逆流引入经历所述吹扫步骤的吸附床中:(i)来自经历供应吹扫气体步骤(图17、18、20、21、22和23)的吸附床的吹扫气体、(ii)来自混合的供应吹扫气体/排放步骤(图19和21)的吹扫气体、和(iii)来自经历第五减压均衡步骤(图18、20、22和23)的吹扫气体,而且从经历所述吹扫步骤的吸附床逆流取出吹扫气体流出物,吹扫气体流出物具有比所述进料气体混合物中第二气体组分浓度更高的第二气体组分浓度。
如图18和19所示,吹扫步骤的持续时间可以是循环的总循环时间的约25%(例如23%至27%)。
所述多个的5个加压均衡步骤可按顺序包含所述第五加压均衡步骤、所述第四加压均衡步骤、所述第三加压均衡步骤、所述第二加压均衡步骤和所述第一加压均衡步骤。
所述第一加压均衡步骤可包含将所述压力均衡气体从经历所述第一减压均衡步骤的吸附床逆流引入经历所述第一加压均衡步骤的吸附床中。
所述第二加压均衡步骤可包含将所述压力均衡气体从经历所述第二减压均衡步骤的吸附床逆流引入经历所述第二加压均衡步骤的吸附床中。
所述第三加压均衡步骤可包含将所述压力均衡气体从经历所述第三减压均衡步骤的吸附床逆流引入经历所述第三加压均衡步骤的吸附床中。
所述第四加压均衡步骤可包含将所述压力均衡气体从经历所述第四减压均衡步骤的吸附床逆流引入经历所述第四加压均衡步骤的吸附床中。
所述第五加压均衡步骤可包含将所述压力均衡气体从经历所述第五减压均衡步骤的吸附床逆流引入经历所述第五加压均衡步骤的吸附床中。
所述再加压步骤可包含增加经历所述再加压步骤的吸附床中的压力,直到经历所述再加压步骤的吸附床基本处于所述进料气体压力,通过以下至少之一实现:将所述进料气体混合物并流引入经历所述再加压步骤的吸附床中,和将所述产物气体的一部分从经历所述生产步骤的吸附床逆流引入经历所述再加压步骤的吸附床中。
当所述吹扫步骤包含从经历所述第五减压均衡步骤的吸附床逆流引入所述吹扫气体时,所述第五减压均衡步骤可包含将所述流出物气体的第二部分作为来自经历所述第五减压均衡步骤的吸附床的吹扫气体,从经历所述第五减压均衡步骤的吸附床通到至少一个经历所述吹扫步骤的吸附床。
当所述吸附床经受所述第一重复循环时,所述生产步骤的持续时间可以是所述第一重复循环的循环时间的23%至27%,或所述吹扫步骤的持续时间可以是所述第一重复循环的循环时间的23%至27%。
当所述吸附床经受所述第二重复循环时,所述吹扫步骤的持续时间可以是所述第二重复循环的循环时间的23%至27%。
所述第一加压均衡步骤可进一步包含以下至少之一:(i)将所述进料气体混合物并流引入经历所述第一加压均衡步骤的吸附床中,同时从经历所述第一减压均衡床的吸附床逆流引入所述压力均衡气体,和(ii)将产物气体从至少一个经历所述进料步骤的吸附床逆流引入经历所述第一加压均衡步骤的吸附床中,同时从经历所述第一减压均衡床的吸附床逆流引入所述压力均衡气体。
所述吹扫步骤可包含将所述吹扫气体从经历所述第五减压均衡步骤的吸附床逆流引入经历吹扫步骤的吸附床中,且所述第五减压均衡步骤还可包含将所述流出物气体的第二部分作为吹扫气体从经历所述第五减压均衡步骤的吸附床通到至少一个经历所述吹扫步骤的吸附床。
Claims (13)
1.一种用于在多个的12个吸附床中从包含第一气体组分和第二气体组分的进料气体混合物分离第一气体组分的方法,每个吸附床含有对于所述第二气体组分有选择性的吸附剂,该方法包含使所述多个吸附床中的每一个经受第一重复循环和第二重复循环中的至少一个,所述第一重复循环按顺序包含(a)生产步骤或其混合步骤,(b)多个的5个减压均衡步骤,(c)供应吹扫气体步骤,(d)排放步骤,(e)吹扫步骤,(f)多个的5个加压均衡步骤,和(g)再加压步骤;且所述第二重复循环按顺序包含(a)生产步骤或其混合步骤,(b)多个的5个减压均衡步骤,(c/d)混合的供应吹扫气体/排放步骤,(e)吹扫步骤,(f)多个的5个加压均衡步骤,和(g)再加压步骤;和
其中没有来自所述排放步骤的流出物和没有来自所述吹扫步骤的流出物作为冲洗气体被再循环到所述多个的12个吸附床。
2.权利要求1的方法,其中:
所述第一重复循环具有用于执行所述第一重复循环的一个完整循环的循环时间,而所述第二重复循环具有用于执行所述第二重复循环的一个完整循环的循环时间;
所述生产步骤或其混合步骤(a)包含在1.0MPa-7.0MPa的进料气体压力下将所述进料气体混合物引入经历所述生产步骤或其混合步骤的吸附床内,
和在经历所述生产步骤或其混合步骤的所述吸附床内将所述第二气体组分吸附在所述吸附剂上,同时从经历所述生产步骤或其混合步骤的所述吸附床取出产物气体;
所述多个的5个减压均衡步骤(b)按顺序包含第一减压均衡步骤、第二减压均衡步骤、第三减压均衡步骤、第四减压均衡步骤和第五压力降低均衡步骤,其中
所述第一减压均衡步骤包含从经历所述第一减压均衡步骤的吸附床并流取出压力均衡气体,和将所述压力均衡气体通到经历第一加压均衡步骤的吸附床,从而使经历所述第一减压均衡步骤的吸附床和经历所述第一加压均衡步骤的吸附床之间的压力均衡;
所述第二减压均衡步骤包含从经历所述第二减压均衡步骤的吸附床并流取出压力均衡气体,和将所述压力均衡气体从经历所述第二减压均衡步骤的吸附床通到经历第二加压均衡步骤的吸附床,从而使经历所述第二减压均衡步骤的吸附床和经历所述第二加压均衡步骤的吸附床之间的压力均衡;
所述第三减压均衡步骤包含从经历所述第三减压均衡步骤的吸附床并流取出压力均衡气体,和将所述压力均衡气体从经历所述第三减压均衡步骤的吸附床通到经历第三加压均衡步骤的吸附床,从而使经历所述第三减压均衡步骤的吸附床和经历所述第三加压均衡步骤的吸附床之间的压力均衡;
所述第四减压均衡步骤包含从经历所述第四减压均衡步骤的吸附床并流取出压力均衡气体,和将所述压力均衡气体从经历所述第四减压均衡步骤的吸附床通到经历第四加压均衡步骤的吸附床,从而使经历所述第四减压均衡步骤的吸附床和经历所述第四加压均衡步骤的吸附床之间的压力均衡;
所述第五减压均衡步骤包含从经历所述第五减压均衡步骤的吸附床并流取出流出物气体,和将所述流出物气体的至少一部分从经历所述第五减压均衡步骤的吸附床作为压力均衡气体通到经历第五加压均衡步骤的吸附床,从而使经历所述第五减压均衡步骤的吸附床和经历所述第五加压均衡步骤的吸附床之间的压力均衡;
所述供应吹扫气体步骤(c)包含从经历所述供应吹扫步骤的吸附床并流取出吹扫气体,和将所述吹扫气体从经历所述供应吹扫步骤的吸附床通到经历所述吹扫步骤的吸附床;
所述排放步骤(d)包含从经历所述排放步骤的吸附床逆流取出排放气体,所述排放气体具有低于所述进料气体混合物中所述第一气体组分浓度的第一气体组分浓度;
所述混合的供应吹扫气体/排放步骤(c/d)包含从经历所述混合的供应吹扫气体/排放步骤的吸附床并流取出吹扫气体,和将所述吹扫气体从经历所述混合的供应吹扫气体/排放步骤的吸附床通到经历所述吹扫步骤的吸附床,同时从经历所述混合的供应吹扫气体/排放步骤的吸附床逆流取出排放气体,所述排放气体具有低于所述进料气体混合物中所述第一气体组分浓度的第一气体组分浓度;
所述吹扫步骤(e)包含将以下至少之一逆流引入经历所述吹扫步骤的吸附床中:(i)来自经历所述供应吹扫步骤的吸附床的吹扫气体,(ii)来自所述混合的供应吹扫气体/排放步骤的吹扫气体,和(iii)来自经历所述第五减压均衡步骤的吸附床的吹扫气体,并从经历所述吹扫步骤的吸附床逆流取出吹扫气体流出物,所述吹扫气体流出物具有高于所述进料气体混合物中所述第二气体组分浓度的第二气体组分浓度;
所述多个的5个加压均衡步骤(f)按顺序包含所述第五加压均衡步骤、所述第四加压均衡步骤、所述第三加压均衡步骤、所述第二加压均衡步骤和所述第一加压均衡步骤,其中
所述第一加压均衡步骤包含将所述压力均衡气体从经历所述第一减压均衡步骤的吸附床逆流引入经历所述第一加压均衡步骤的吸附床中;
所述第二加压均衡步骤包含将所述压力均衡气体从经历所述第二减压均衡步骤的吸附床逆流引入经历所述第二加压均衡步骤的吸附床中;
所述第三加压均衡步骤包含将所述压力均衡气体从经历所述第三减压均衡步骤的吸附床逆流引入经历所述第三加压均衡步骤的吸附床中;
所述第四加压均衡步骤包含将所述压力均衡气体从经历所述第四减压均衡步骤的吸附床逆流引入经历所述第四加压均衡步骤的吸附床中;和
所述第五加压均衡步骤包含将所述压力均衡气体从经历所述第五减压均衡步骤的吸附床逆流引入经历所述第五加压均衡步骤的吸附床中;和
所述再加压步骤(g)包含增加经历所述再加压步骤的吸附床中的压力,直到经历所述再加压步骤的吸附床基本处于所述进料气体压力,通过以下至少之一实现:(g1)将所述进料气体混合物并流引入经历所述再加压步骤的吸附床中,和(g2)将所述产物气体的一部分从经历所述生产步骤的吸附床逆流引入经历所述再加压步骤的吸附床中;
其中,当所述吹扫步骤包含从经历所述第五减压均衡步骤的吸附床逆流引入所述吹扫气体时,所述第五减压均衡步骤包含:将所述流出物气体的第二部分作为来自经历所述第五减压均衡步骤的吸附床的吹扫气体,从经历所述第五减压均衡步骤的吸附床通到至少一个经历所述吹扫步骤的吸附床。
3.权利要求1的方法,其中:
(i)当所述吸附床经受所述第一重复循环时,所述生产步骤的持续时间为所述第一重复循环的循环时间的23%至27%,或所述吹扫步骤的持续时间为所述第一重复循环的循环时间的23%至27%;和
(ii)当所述吸附床经受所述第二重复循环时,所述吹扫步骤的持续时间为所述第二重复循环的循环时间的23%至27%。
4.权利要求1的方法,其中所述第一气体组分为H2且所述第二气体组分包含CO、CO2、CH4和N2中的至少两个。
5.权利要求1的方法,其中所述第一加压均衡步骤还包含以下至少之一:(i)将所述进料气体混合物并流引入经历所述第一加压均衡步骤的吸附床中,同时从经历所述第一减压均衡床的吸附床逆流引入所述压力均衡气体,和(ii)将产物气体从至少一个经历所述进料步骤的吸附床逆流引入经历所述第一加压均衡步骤的吸附床中,同时从经历所述第一减压均衡床的吸附床逆流引入所述压力均衡气体。
6.权利要求1的方法,其中所述吹扫步骤(e)包含将所述吹扫气体从经历所述第五减压均衡步骤的吸附床逆流引入经历所述吹扫步骤的吸附床中,且所述第五减压均衡步骤还包含将所述流出物气体的第二部分作为所述吹扫气体从经历所述第五减压均衡步骤的吸附床通到至少一个经历所述吹扫步骤的吸附床。
7.权利要求1的方法,其中所述方法包含使所述多个吸附床中的每一个经受所述第一重复循环。
8.权利要求7的方法,其中所述第一重复循环在所述多个的5个减压均衡步骤的所述第五减压均衡步骤和所述供应吹扫气体步骤之间还包含空闲步骤。
9.权利要求1的方法,其中所述方法包含使所述多个吸附床中的每一个经受所述第二重复循环。
10.权利要求9的方法,其中所述第二重复循环在所述多个的5个减压均衡步骤的所述第五减压均衡步骤和所述混合的供应吹扫气体/排放步骤之间还包含空闲步骤。
11.权利要求1的方法,其中所述多个的5个减压均衡步骤中至少一个为并联的减压均衡步骤,且所述多个的5个加压均衡步骤中至少一个为并联的加压均衡步骤。
12.权利要求1的方法,其中所述多个的5个加压均衡步骤中至少一个为混合的加压均衡/进料加压步骤。
13.权利要求1的方法,其中所述多个的5个加压均衡步骤中至少一个为混合的加压均衡/产物加压步骤。
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---|---|---|---|
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---|---|
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---|---|
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109195685A (zh) * | 2016-05-31 | 2019-01-11 | 埃克森美孚上游研究公司 | 用于变吸附方法的装置和系统 |
CN109794136A (zh) * | 2017-11-17 | 2019-05-24 | 韩国能量技术研究院 | 压力循环吸附工程及压力循环吸附装置 |
CN112020389A (zh) * | 2018-03-29 | 2020-12-01 | 普莱克斯技术有限公司 | 速率/动力学选择性多床吸附工艺循环 |
Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3081292A1 (en) | 2015-04-15 | 2016-10-19 | Air Products And Chemicals, Inc. | Perforated adsorbent particles |
EP3098197B1 (en) | 2015-05-27 | 2019-05-01 | Air Products And Chemicals, Inc. | Process for the production of hydrogen |
EP3138810B1 (en) | 2015-09-03 | 2018-04-25 | Air Products And Chemicals, Inc. | Hydrogen production process for cold climates |
JP6692315B2 (ja) * | 2017-03-16 | 2020-05-13 | 大阪瓦斯株式会社 | 圧力変動吸着式水素製造装置 |
PL3375517T3 (pl) | 2017-03-17 | 2023-10-02 | Air Products And Chemicals, Inc. | Adsorbent z aktywowanego tlenku glinu promowanego alkalami |
US10843121B2 (en) | 2017-12-21 | 2020-11-24 | Air Products And Chemicals, Inc. | Separation process and apparatus for light noble gas |
US10478770B2 (en) | 2017-12-21 | 2019-11-19 | Air Products And Chemicals, Inc. | Separation process and apparatus for light noble gas |
US10632414B2 (en) * | 2018-01-25 | 2020-04-28 | Uop Llc | Integration of pressure swing adsorption and hydroprocessing for improved hydrogen utilization |
ES2831352T3 (es) | 2018-09-06 | 2021-06-08 | Air Prod & Chem | Doble producción de H2 y CO con regulación de CO |
ES2903544T3 (es) | 2019-05-24 | 2022-04-04 | Air Prod & Chem | Reducción de las fluctuaciones en el flujo de gas residual a partir de una unidad de adsorción |
US11167240B2 (en) | 2019-05-24 | 2021-11-09 | Air Products And Chemicals, Inc. | Reducing fluctuations in tail gas flow from an adsorption unit |
EP3782712B1 (en) | 2019-08-21 | 2023-08-02 | Air Products And Chemicals, Inc. | Reducing fluctuations in tail gas flow and fuel property from an adsorption unit |
US11173443B2 (en) * | 2019-08-21 | 2021-11-16 | Air Products And Chemicals, Inc. | Reducing fluctuations in tail gas flow and fuel property from an adsorption unit |
US11583798B2 (en) | 2019-12-18 | 2023-02-21 | Praxair Technology, Inc. | Intensified pressure swing adsorption system and process cycles |
US11717786B2 (en) * | 2020-05-08 | 2023-08-08 | University Of South Carolina | Extremely large pressure swing adsorption processes for flue gas treatment |
FR3111281B1 (fr) * | 2020-06-10 | 2022-08-05 | Air Liquide | Procédé de gestion d’une unité de traitement d’un gaz par adsorption à modulation de pression |
WO2021257944A1 (en) | 2020-06-18 | 2021-12-23 | Air Products And Chemicals, Inc. | Ammonia cracking for green hydrogen |
KR20220043468A (ko) * | 2020-09-29 | 2022-04-05 | 현대자동차주식회사 | 압력흡착시스템 및 방법 |
CA3223287A1 (en) | 2021-06-18 | 2022-12-22 | Vincent White | Ammonia cracking for green hydrogen with nox removal |
CA3223306A1 (en) | 2021-06-18 | 2022-12-22 | Andrew Shaw | Ammonia cracking process |
CN117751089A (zh) | 2021-06-18 | 2024-03-22 | 气体产品与化学公司 | 从氨裂化法中回收可再生氢产品 |
US20240253982A1 (en) | 2021-06-18 | 2024-08-01 | Air Products And Chemicals, Inc. | Ammonia cracking for green hydrogen |
CN117529359A (zh) | 2021-06-18 | 2024-02-06 | 气体产品与化学公司 | 氨裂化用于绿色氢 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1228799A1 (en) * | 2001-02-02 | 2002-08-07 | Uop Llc | Very large-scale pressure swing adsorption processes |
US20130239807A1 (en) * | 2012-03-15 | 2013-09-19 | Air Products And Chemicals, Inc. | Pressure Swing Adsorption Process |
CN103534002A (zh) * | 2011-01-11 | 2014-01-22 | 普莱克斯技术有限公司 | 具有以正常和调低模式操作的工艺循环的大规模变压吸附系统 |
Family Cites Families (38)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3430418A (en) | 1967-08-09 | 1969-03-04 | Union Carbide Corp | Selective adsorption process |
US3986849A (en) | 1975-11-07 | 1976-10-19 | Union Carbide Corporation | Selective adsorption process |
US4375363A (en) * | 1978-12-05 | 1983-03-01 | Union Carbide Corporation | Selective adsorption process for production of ammonia synthesis gas mixtures |
US4816039A (en) | 1986-02-24 | 1989-03-28 | The Boc Group, Inc. | PSA multicomponent separation utilizing tank equalization |
US4783203A (en) | 1987-10-22 | 1988-11-08 | Union Carbide Corporation | Integrated pressure swing adsorption/membrane separation process |
US4846851A (en) | 1987-10-27 | 1989-07-11 | Air Products And Chemicals, Inc. | Purification of ammonia syngas |
US4914218A (en) | 1989-02-17 | 1990-04-03 | Ravi Kumar | Adsorptive process for separating multicomponent gas mixtures |
US5082474A (en) | 1990-08-14 | 1992-01-21 | The Boc Group, Inc | Pressurization psa systems for the production of high purity product gas |
FR2682611B1 (fr) | 1991-10-17 | 1993-12-03 | Air Liquide | Procede et installation d'epuration d'un gaz par adsorption. |
US5232473A (en) | 1992-05-07 | 1993-08-03 | The Boc Group, Inc. | Pressure swing adsorption with countercurrent feed pressurization |
US5294247A (en) | 1993-02-26 | 1994-03-15 | Air Products And Chemicals, Inc. | Adsorption process to recover hydrogen from low pressure feeds |
US5536299A (en) | 1994-09-01 | 1996-07-16 | Praxair Technology, Inc. | Simultaneous step pressure swing adsorption process |
NZ280684A (en) | 1995-01-23 | 1998-01-26 | Boc Group Inc | Separating c(1-5) hydrocarbons from a gas mixture using pressure swing adsorption |
DE19506762C1 (de) | 1995-02-27 | 1996-01-25 | Linde Ag | Druckwechseladsorptionsverfahren |
US6063161A (en) | 1996-04-24 | 2000-05-16 | Sofinoy Societte Financiere D'innovation Inc. | Flow regulated pressure swing adsorption system |
US6007606A (en) | 1997-12-09 | 1999-12-28 | Praxair Technology, Inc. | PSA process and system |
US6210466B1 (en) | 1999-08-10 | 2001-04-03 | Uop Llc | Very large-scale pressure swing adsorption processes |
US6379431B1 (en) | 2000-01-20 | 2002-04-30 | Air Products And Chemicals, Inc. | Pressure swing adsorption process with multiple beds on purge and/or with ten beds and four pressure equalization steps |
US6565628B2 (en) | 2001-07-23 | 2003-05-20 | Air Products And Chemicals, Inc. | Pressure swing adsorption process with reduced pressure equalization time |
BR0211507A (pt) | 2001-07-31 | 2004-09-14 | Praxair Technology Inc | Sistema e processo de recuperação de gás |
US6585804B2 (en) | 2001-11-09 | 2003-07-01 | Air Products And Chemicals, Inc. | Pressure swing adsorption process operation at turndown conditions |
FR2836061B1 (fr) | 2002-02-15 | 2004-11-19 | Air Liquide | Procede de traitement d'un melange gazeux comprenant de l'hydrogene et du sulfure d'hydrogene |
FR2841152B1 (fr) | 2002-06-19 | 2005-02-11 | Air Liquide | Procede de traitement d'au moins un gaz de charge par adsorption a modulation de pression |
JP2004066125A (ja) | 2002-08-07 | 2004-03-04 | Sumitomo Seika Chem Co Ltd | 目的ガスの分離方法 |
CN100581645C (zh) | 2002-12-24 | 2010-01-20 | 普莱克斯技术有限公司 | 氢气提纯用工艺和装置 |
US20050098034A1 (en) | 2003-11-12 | 2005-05-12 | Gittleman Craig S. | Hydrogen purification process using pressure swing adsorption for fuel cell applications |
US7179324B2 (en) | 2004-05-19 | 2007-02-20 | Praxair Technology, Inc. | Continuous feed three-bed pressure swing adsorption system |
CN1250321C (zh) | 2004-06-11 | 2006-04-12 | 成都天立化工科技有限公司 | 一种两段全回收变压吸附气体分离方法 |
US7399341B2 (en) | 2005-04-26 | 2008-07-15 | Uop Llc | Gas purification process |
US7404846B2 (en) | 2005-04-26 | 2008-07-29 | Air Products And Chemicals, Inc. | Adsorbents for rapid cycle pressure swing adsorption processes |
US7396387B2 (en) | 2005-11-01 | 2008-07-08 | Praxair Technology, Inc. | Pressure swing adsorption process for large capacity oxygen production |
US7550030B2 (en) | 2006-04-03 | 2009-06-23 | Praxair Technology, Inc. | Process and apparatus to recover high purity carbon dioxide |
FR2911391A1 (fr) | 2007-01-16 | 2008-07-18 | Air Liquide | Procede de separation utilisant une colonne a garnissage structure ondule-croise pour la separation d'un melange de gaz et colonne adaptee a etre utilisee pour le procede |
JP5314408B2 (ja) | 2008-03-06 | 2013-10-16 | 株式会社神戸製鋼所 | 高純度水素ガス製造用psa装置 |
US8551217B2 (en) | 2011-01-11 | 2013-10-08 | Praxair Technology, Inc. | Six bed pressure swing adsorption process operating in normal and turndown modes |
US8491704B2 (en) | 2011-01-11 | 2013-07-23 | Praxair Technology, Inc. | Six bed pressure swing adsorption process operating in normal and turndown modes |
US8435328B2 (en) | 2011-01-11 | 2013-05-07 | Praxair Technology, Inc. | Ten bed pressure swing adsorption process operating in normal and turndown modes |
US8394171B2 (en) | 2011-03-17 | 2013-03-12 | Uop Llc | Methods for controlling impurity buildup on adsorbent for pressure swing adsorption processes |
-
2014
- 2014-09-11 US US14/483,240 patent/US9381460B2/en active Active
- 2014-11-26 CN CN201410689207.4A patent/CN105396420B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1228799A1 (en) * | 2001-02-02 | 2002-08-07 | Uop Llc | Very large-scale pressure swing adsorption processes |
CN103534002A (zh) * | 2011-01-11 | 2014-01-22 | 普莱克斯技术有限公司 | 具有以正常和调低模式操作的工艺循环的大规模变压吸附系统 |
US20130239807A1 (en) * | 2012-03-15 | 2013-09-19 | Air Products And Chemicals, Inc. | Pressure Swing Adsorption Process |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109195685A (zh) * | 2016-05-31 | 2019-01-11 | 埃克森美孚上游研究公司 | 用于变吸附方法的装置和系统 |
CN109794136A (zh) * | 2017-11-17 | 2019-05-24 | 韩国能量技术研究院 | 压力循环吸附工程及压力循环吸附装置 |
CN112020389A (zh) * | 2018-03-29 | 2020-12-01 | 普莱克斯技术有限公司 | 速率/动力学选择性多床吸附工艺循环 |
US11471820B2 (en) | 2018-03-29 | 2022-10-18 | Praxair Technology, Inc. | Characteristics of tunable adsorbents for rate selective separation of nitrogen from methane |
US11883775B2 (en) | 2018-03-29 | 2024-01-30 | Praxair Technology, Inc. | Rate/kinetic selective multiple bed adsorption process cycle |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US9381460B2 (en) | 2016-07-05 |
US20140373713A1 (en) | 2014-12-25 |
CN105396420B (zh) | 2018-05-15 |
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