CN106256409B - 一种变压吸附系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种变压吸附系统，包括第一变压吸附单元及第二变压吸附单元，原料气依次经第一变压吸附单元吸附、第二变压吸附单元后得到产品气，所述变压吸附系统还包括辅助变压吸附单元，第二变压吸附单元排出的解析气作为辅助变压吸附单元的原料气进入辅助变压吸附单元，辅助变压吸附单元的产品气作为第一变压吸附单元的升压气进入第一变压吸附单元。本发明提高了系统的有效气体的收率，降低了系统的动力消耗。

Description

一种变压吸附系统
技术领域
本发明涉及气体分离技术领域，特别涉及一种变压吸附系统。
背景技术
目前两段法变压吸附工艺流程中有一种抽真空流程和吹扫流程。
其中抽真空流程是让原料气先进入第一段变压吸附系统，大部分杂质被吸附，还含有部分杂质的中间气从顶部出来，进入到第二段吸附塔，杂质组分被吸附，产品气从顶部排除。当指标超标时，吸附塔停止进气，进入降压、抽真等再生过程。
其中吹扫流程是降压过程结束后，将相对干净的气体从吸附塔的顶部引入，从底部排出，从而达到吸附剂再生的效果。
变压吸附就是利用装填于吸附塔内的固体颗粒状物质(称为吸附剂)的内外表面对杂质气体的附着能力，将原料气中的杂质气体脱除，整个工作过程就是根据要求控制产品气体中的杂质气体的含量。由于原料气是从吸附塔的底部进入吸附塔，随着时间的推移，杂质不断向吸附塔的顶部推进。在吸附塔内的杂质气体的浓度梯度始终是呈一个三角型，即上部杂质气体的浓度低，下部杂质气体的浓度高。现将变压吸附的两种工艺流程具体介绍如下：
一、两段法抽真空流程(见图1)
此工艺流程第一段变压吸附系统一个循环包括：吸附、降压、放空、抽真空、升压、最后充压等过程：①吸附：原料气通过(KS101A、KS101B、KS101C.........)阀门进入吸附塔，杂质气体被吸附剂吸附后的产品气通过(KS102A、KS102B、KS102C.......)阀门流出吸附塔，进入第二段变压吸附系统；②降压：当产品气中指标超过生产指标时，吸附过程结束，通过(KS104A、KS104B、KS104C........)阀门将吸附塔内的高压气体转移到其它需要升压的吸附塔(此过程称降压)；③放空：当降压过程完成后，吸附塔内还高于常压，通过(KS105A、KS105B、KS105C.........)阀门排出系统；④抽真空：放空完毕，通过(KS106A、KS106B、KS106C........)阀门用真空泵对吸附塔抽真空，让吸附于吸附剂中的杂质气体解吸；⑤升压：当吸附剂中的杂质气体解吸完毕后，通过(KS104A、KS104B、KS104C......)阀门将其它吸附塔内的高压气体转移到吸附塔内(此过程称升压)；⑥最后充压：仅通过吸附塔内的压力转移不能将吸附塔内的压力提高到吸附压力，通过(KS103A、KS103B、KS103C........)阀门将产品气转移到吸附塔内，让吸附塔内的压力达到吸附压力(此过程称最后充压)，最后充压完毕后，该吸附塔进入下一个吸附循环。
此工艺流程第二段变压吸附系统一个循环包括：吸附、降压、放空、抽真空、升压、最后充压等过程：①吸附：第一段变压吸附系统的产品气通过(KS201A、KS201B、KS201C.........)阀门进入吸附塔，杂质气体被吸附剂吸附后的产品气通过(KS202A、KS202B、KS202C.......)阀门流出吸附塔，进入下一工序；②降压：当产品气中指标超过生产指标时，吸附过程结束，通过(KS204A、KS204B、KS204C........)阀门将吸附塔内的高压气体转移到其它需要升压的吸附塔(此过程称降压)；③放空：当降压过程完成后，吸附塔内还高于常压，通过(KS205A、KS205B、KS205C.........)阀门排出系统；④抽真空：放空完毕，通过(KS206A、KS206B、KS206C........)阀门用真空泵对吸附塔抽真空，让吸附于吸附剂中的杂质气体解吸；⑤升压：当吸附剂中的杂质气体解吸完毕后，通过(KS204A、KS204B、KS204C......)阀门将其它吸附塔内的高压气体转移到吸附塔内(此过程称升压)；⑥最后充压：仅通过吸附塔内的压力转移不能将吸附塔内的压力提高到吸附压力，通过(KS203A、KS203B、KS203C........)阀门将产品气转移到吸附塔内，让吸附塔内的压力达到吸附压力(此过程称最后充压)，最后充压完毕后，该吸附塔进入下一个吸附循环。
二、两段法吹扫流程(见图2)
此工艺流程第一段变压吸附系统一个循环包括：吸附、降压、放空、吹扫、升压、最后充压等过程：①吸附：原料气通过(KS101A、KS101B、KS101C.........)阀门进入吸附塔，杂质气体被吸附剂吸附后的产品气通过(KS102A、KS102B、KS102C.......)阀门流出吸附塔，进入第二段变压吸附系统；②降压：当产品气中指标超过生产指标时，吸附过程结束，通过(KS105A、KS105B、KS105C........)阀门将塔吸附塔内的高压气体转移到其它需要升压的吸附塔(此过程称降压)；③放空：当降压过程完成后，吸附塔内还高于常压，通过(KS106A、KS106B、KS106C.........)阀门排出系统；④吹扫：放空完毕，通过(KS104A、KS104B、KS104C........)阀门，将第二段放空气和解吸气作为吹扫气引入吸附塔，气体从吸附塔底部的通过(KS107A、KS107B、KS107C.........)阀门排出系统，让吸附于吸附剂中的杂质气体解吸；⑤升压：当吸附剂中的杂质气体解吸完毕后，通过(KS105A、KS105B、KS105C......)阀门将其它吸附塔内的高压气体转移到吸附塔内(此过程称升压)；⑥最后充压：仅通过吸附塔内的压力转移不能将吸附塔内的压力提高到吸附压力，通过(KS103A、KS103B、KS103C........)阀门将产品气转移到吸附塔内，让吸附塔内的压力达到吸附压力(此过程称最后充压)，最后充压完毕后，该吸附塔进入下一个吸附循环。
此工艺流程第二段变压吸附系统一个循环包括：吸附、降压、放空、吹扫、升压、最后充压等过程：①吸附：第一段的产品气通过(KS201A、KS201B、KS201C.........)阀门进入吸附塔，杂质气体被吸附剂吸附后的产品气通过(KS202A、KS202B、KS202C.......)阀门流出吸附塔，进入后工序；②降压：当产品气中指标超过生产指标时，吸附过程结束，通过(KS205A、KS205B、KS205C........)阀门将塔吸附塔内的高压气体转移到其它需要升压的吸附塔(此过程称降压)；③放空：当降压过程完成后，吸附塔内还高于常压，通过(KS206A、KS206B、KS206C.........)阀门排出系统，该气体作为第一段系统的吹扫气；④吹扫：放空完毕，通过(KS204A、KS204B、KS204C........)阀门，将高压的干净气气体引入吸附塔，气体从吸附塔底部的通过(KS207A、KS207B、KS207C.........)阀门排出系统，，该气体作为第一段系统的吹扫气，让吸附于吸附剂中的杂质气体解吸；⑤升压：当吸附于吸附剂中的杂质气体解吸完毕后，通过(KS205A、KS205B、KS205C......)阀门将其它吸附塔内的高压气体转移到吸附塔内(此过程称升压)；⑥最后充压：仅通过吸附塔内的压力转移不能将吸附塔内的压力提高到吸附压力，通过(KS203A、KS203B、KS203C........)阀门将产品气转移到吸附塔内，让吸附塔内的压力达到吸附压力(此过程称最后充压)，最后充压完毕后，该吸附塔进入下一个吸附循环。
上述两种工艺流程，在第二段变压吸附系统分离时，由于杂质分压低，吸附剂的吸附量小，造成系统动力消耗高，有效气体收率低。同时，两段法吹扫工艺采用的吹扫气来自第二段变压吸附系统的解吸气和放空气，杂质含量高，这样吹扫第一段变压吸附系统让吸附剂解吸附时会带走大量的有效气体，致使有效气体损失较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种变压吸附系统，提高了系统的有效气体的收率，降低了系统的动力消耗。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种变压吸附系统，包括第一变压吸附单元及第二变压吸附单元，原料气依次经第一变压吸附单元吸附、第二变压吸附单元后得到产品气，所述变压吸附系统还包括辅助变压吸附单元，第二变压吸附单元排出的解析气作为辅助变压吸附单元的原料气进入辅助变压吸附单元，辅助变压吸附单元的产品气作为第一变压吸附单元的升压气进入第一变压吸附单元。
本发明的特点是①第一变压吸附单元，由于出口指标要求不高，可以采用抽真空或吹扫解吸。②第二变压吸附单元采用吹扫流程解吸。③将第二变压吸附单元的解吸气，直接送入辅助变压吸附单元进行进一步处理，脱除杂质，将得到产品气送入第一变压吸附单元作为升压气。这样一来，既降低了有效气体的损失又大幅度的降低了系统的动力消耗。
作为优选，所述第一变压吸附单元的每个变压吸附循环步骤依次包括吸附、降压、放空、吹扫或抽真空、升压以及最后充压。
作为优选，第一变压吸附单元各步骤的工艺流程如下：
吸附：原料气从吸附塔底部进入吸附塔，经吸附塔吸附后从吸附塔顶部流出形成的第一产品气作为第二变压吸附单元的原料气进入第二变压吸附单元；
降压：当产品气中的指标超过设定的生产指标时，吸附步骤结束，通过阀门将吸附塔内的高压气体一一对应转移到需要升压的吸附塔；
放空：打开阀门，使得完成降压后的吸附塔内高于常压的气体排出；
吹扫或抽真空：所述吹扫为通过阀门将干净气体从完成放空的吸附塔顶部进入吸附塔，让吸附于吸附塔内吸附剂中的杂质气体解吸，然后从吸附塔底部排出；所述抽真空为用真空泵通过阀门对完成放空的吸附塔底部抽真空，让吸附于吸附塔内吸附剂中的杂质气体解吸；
升压：将需要降压的吸附塔内的高压气体以及辅助变压吸附单元的产品气作为第一变压吸附单元的升压气通过阀门转移至吹扫或抽真空完成的吸附塔内；
最后充压：通过阀门将完成吸附步骤后得到的产品气部分转移至完成升压步骤的吸附塔内，使得吸附塔内的压力达到吸附压力，最后充压完毕后，该吸附塔进入下一个变压吸附循环。
作为优选，所述第二变压吸附单元的每个变压吸附循环步骤依次包括吸附、降压、吹扫、升压以及最后充压。
作为优选，第二变压吸附单元各步骤的工艺流程如下：
吸附：第一变压吸附单元产出的第一产品气作为第二变压吸附单元的原料气从吸附塔底部进入吸附塔，经吸附塔吸附后从吸附塔顶部流出作为最终的产品气收集；
降压：当产品气中的指标超过设定的生产指标时，吸附步骤结束，通过阀门将吸附塔内的高压气体一一对应转移到需要升压的吸附塔；
吹扫：通过阀门将干净气体从完成降压的吸附塔顶部进入吸附塔，让吸附于吸附塔内吸附剂中的杂质气体解吸，然后从吸附塔底部排出形成解吸气，该解吸气作为辅助变压吸附单元的原料气进入辅助变压吸附单元；
升压：将需要降压的吸附塔内的高压气体通过阀门转移至吹扫完成的吸附塔内；
最后充压：通过阀门将完成吸附步骤后得到的产品气部分转移至完成升压步骤的吸附塔内，使得吸附塔内的压力达到吸附压力，最后充压完毕后，该吸附塔进入下一个变压吸附循环。
作为优选，所述辅助变压吸附单元的每个变压吸附循环步骤依次包括吸附、降压、放空、吹扫或抽真空、升压以及最后充压。
作为优选，辅助变压吸附单元各步骤的工艺流程如下：
吸附：第二变压吸附单元排出的解析气作为辅助变压吸附单元的原料气从吸附塔底部进入吸附塔，经吸附塔吸附后从吸附塔顶部流出形成的产品气作为第一变压吸附单元的升压气进入第一变压吸附单元；
降压：当产品气中的指标超过设定的生产指标时，吸附步骤结束，通过阀门将吸附塔内的高压气体一一对应转移到需要升压的吸附塔；
放空：打开阀门，使得完成降压后的吸附塔内高于常压的气体排出；
吹扫或抽真空：所述吹扫为通过阀门将干净气体从完成放空的吸附塔顶部进入吸附塔，让吸附于吸附塔内吸附剂中的杂质气体解吸，然后从吸附塔底部排出；所述抽真空为用真空泵通过阀门对完成放空的吸附塔底部抽真空，让吸附于吸附塔内吸附剂中的杂质气体解吸；
升压：将需要降压的吸附塔内的高压气体通过阀门转移至抽真空完成的吸附塔内；
最后充压：通过阀门将完成吸附步骤后得到的产品气部分转移至完成升压步骤的吸附塔内，使得吸附塔内的压力达到吸附压力，最后充压完毕后，该吸附塔进入下一个变压吸附循环。
作为优选，辅助变压吸附单元有3-10座吸附塔并列设置。
本发明的有益效果是：本发明采用独立的辅助变压吸附单元，优化了工艺流程，提高了系统的有效气体的收率，降低了系统的动力消耗，相对于已知的工艺流程，动力消耗下降40％，有效气体的回收率提高3％。
附图说明
图1是现有两段法抽真空工艺流程图。
图1中阀门编号说明：
KS101为原料气进口阀(即图1中的KS101A、KS101B、KS101C、KS101D)
KS102为产品气出口阀(即图1中的KS102A、KS102B、KS102C、KS102D)
KS103为终充气进口阀(即图1中的KS103A、KS103B、KS103C、KS103D)
KS104为均压气进出口阀(即图1中的KS104A、KS104B、KS104C、KS104D)
KS105为放空气出口阀(即图1中的KS105A、KS105B、KS105C、KS105D)
KS106为抽真空气出口阀(即图1中的KS106A、KS106B、KS106C、KS106D)
KS201为原料气进口阀(即图1中的KS201A、KS201B、KS201C、KS201D)
KS202为产品气出口阀(即图1中的KS202A、KS202B、KS202C、KS202D)
KS203为终充气进口阀(即图1中的KS203A、KS203B、KS203C、KS203D)
KS204为均压气进出口阀(即图1中的KS204A、KS204B、KS204C、KS204D)
KS205为放空气出口阀(即图1中的KS205A、KS205B、KS205C、KS205D)
KS206为抽真空气出口阀(即图1中的KS206A、KS206B、KS206C、KS206D)。
图2是现有两段法吹扫工艺流程图。
图2中阀门编号说明：
KS101为原料气进口阀(即图2中的KS101A、KS101B、KS101C、KS101D)
KS102为产品气出口阀(即图2中的KS102A、KS102B、KS102C、KS102D)
KS103为终充气进口阀(即图2中的KS103A、KS103B、KS103C、KS103D)
KS104为冲洗进出口阀(即图2中的KS104A、KS104B、KS104C、KS104D)
KS105为均匀气进出口阀(即图2中的KS105A、KS105B、KS105C、KS105D)
KS106为放空气出口阀(即图2中的KS106A、KS106B、KS106C、KS106D)
KS107为抽空气出口阀(即图2中的KS107A、KS107B、KS107C、KS107D)
KS201为原料气进口阀(即图2中的KS201A、KS201B、KS201C、KS201D)
KS202为产品气出口阀(即图2中的KS202A、KS202B、KS202C、KS202D)
KS203为终充气进口阀(即图2中的KS203A、KS203B、KS203C、KS203D)
KS204为冲洗进出口阀(即图2中的KS204A、KS204B、KS204C、KS204D)
KS205为均匀气进出口阀(即图2中的KS205A、KS205B、KS205C、KS205D)
KS206为放空气出口阀(即图2中的KS206A、KS206B、KS206C、KS206D)
KS207为抽空气出口阀(即图2中的KS207A、KS207B、KS207C、KS207D)。
图3是本发明的主体结构示意图。
图4是采用本发明的变压吸附系统脱除二氧化碳的实际案例工艺流程图。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
图3中阀门编号说明：
KS101为原料气进口阀(即图3中的KS101A、KS101B、KS101C、KS101D)
KS102为产品气出口阀(即图3中的KS102A、KS102B、KS102C、KS102D)
KS103为终充气进口阀(即图3中的KS103A、KS103B、KS103C、KS103D)
KS104为均匀进出口阀(即图3中的KS104A、KS104B、KS104C、KS104D)
KS105为放空气出口阀(即图3中的KS105A、KS105B、KS105C、KS105D)
KS106为抽空气出口阀(即图3中的KS106A、KS106B、KS106C、KS106D)
KS201为原料气进口阀(即图3中的KS201A、KS201B、KS201C、KS201D)
KS202为产品气出口阀(即图3中的KS202A、KS202B、KS202C、KS202D)
KS203为终充气进口阀(即图3中的KS203A、KS203B、KS203C、KS203D)
KS204为冲洗进出口阀(即图3中的KS204A、KS204B、KS204C、KS204D)
KS205为均匀气进出口阀(即图3中的KS205A、KS205B、KS205C、KS205D)
KS206为解吸气出口阀(即图3中的KS206A、KS206B、KS206C、KS206D)
KS301为原料气进口阀(即图3中的KS301A、KS301B、KS301C、KS301D)
KS302为产品气出口阀(即图3中的KS302A、KS302B、KS302C、KS302D)
KS303为终充气进口阀(即图3中的KS303A、KS303B、KS303C、KS303D)
KS304为均匀进出口阀(即图3中的KS304A、KS304B、KS304C、KS304D)
KS305为放空气出口阀(即图3中的KS305A、KS305B、KS305C、KS305D)
KS306为抽空气出口阀(即图3中的KS306A、KS306B、KS306C、KS306D)。
实施例：
一种变压吸附系统，包括第一变压吸附单元、第二变压吸附单元及第二变压吸附单元，第二变压吸附单元排出的解析气作为辅助变压吸附单元的原料气进入辅助变压吸附单元，辅助变压吸附单元的产品气作为第一变压吸附单元的升压气进入第一变压吸附单元。
第一变压吸附单元一个循环包括：吸附、降压、放空、抽真空(或吹扫)、升压、最后充压等过程：①吸附：原料气通过阀门(KS101A、KS101B、KS101C、KS101D)进入吸附塔，杂质气体被吸附剂吸附后的产品气通过阀门(KS102A、KS102B、KS102C、KS102D)流出吸附塔，作为原料气进入第二变压吸附单元；②降压：当产品气中指标超过生产指标时，吸附过程结束，通过阀门(KS104A、KS104B、KS104C、KS104D)将塔吸附塔内的高压气体转移到其它需要升压的吸附塔(此过程称降压)；③放空：当降压过程完成后，吸附塔内还高于常压，通过阀门(KS105A、KS105B、KS105C、KS105D)排出系统；④抽真空：放空完毕，通过阀门(KS106A、KS106B、KS106C、KS106D)，对吸附塔抽真空，让吸附于吸附剂中的杂质气体解吸；⑤升压：当吸附于吸附剂中的杂质气体解吸完毕后，通过阀门(KS104A、KS104B、KS104C、KS104D)将其它吸附塔内的高压气体及辅助变压吸附单元的产品气作为第一变压吸附单元的升压气转移到吸附塔内(此过程称升压)；⑥最后充压：仅通过吸附塔内的压力转移不能将吸附塔内的压力提高到吸附压力，通过阀门(KS103A、KS103B、KS103C、KS103D)将产品气转移到吸附塔内，让吸附塔内的压力达到吸附压力(此过程称最后充压)，最后充压完毕后，该吸附塔进入下一个吸附循环。
第二变压吸附单元一个循环包括：吸附、降压、吹扫、升压、最后充压等过程：①吸附：第一变压吸附单元的产品气作为原料气通过(KS201A、KS201B、KS201C、KS201D)阀门进入吸附塔，杂质气体被吸附剂吸附后的产品气通过(KS202A、KS202B、KS202C、KS202D)阀门流出吸附塔，进入后工序；②降压：当产品气中指标超过生产指标时，吸附过程结束，通过(KS205A、KS205B、KS205C、KS205D)阀门将塔吸附塔内的高压气体转移到其它需要升压的吸附塔(此过程称降压)；③吹扫：降压完毕，通过(KS204A、KS204B、KS204C、KS204D)阀门，将高压的干净气气体引入吸附塔，气体从吸附塔底部的通过(KS206A、KS206B、KS206C、KS206D)阀门排出系统，让吸附于吸附剂中的杂质气体解吸，该解吸气作为辅助变压吸附单元的原料气；④升压：当吸附于吸附剂中的杂质气体解吸完毕后，通过(KS205A、KS205B、KS205C、KS205D)阀门将其它吸附塔内的高压气体转移到吸附塔内(此过程称升压)；⑤最后充压：仅通过吸附塔内的压力转移不能将吸附塔内的压力提高到吸附压力，通过(KS203A、KS203B、KS203C、KS203D)阀门将产品气转移到吸附塔内，让吸附塔内的压力达到吸附压力(此过程称最后充压)，最后充压完毕后，该吸附塔进入下一个吸附循环。
辅助变压吸附单元一个循环包括：吸附、降压、放空、吹扫或抽真空、升压、最后充压等过程：①吸附：第二变压吸附单元的解吸气作为原料气通过(KS301A、KS301B、KS301C、KS301D)阀门进入吸附塔，杂质气体被吸附剂吸附后的产品气通过(KS302A、KS302B、KS302C、KS302D)阀门流出吸附塔，作为升压气进入第一变压吸附单元；②降压：当产品气中指标超过生产指标时，吸附过程结束，通过(KS304A、KS304B、KS304C、KS304D)阀门将塔吸附塔内的高压气体转移到其它需要升压的吸附塔(此过程称降压)；③放空：降压完毕，通过(KS305A、KS305B、KS305C、KS305D)阀门，将系统塔内高于常压的气体排出系统，④抽真空；放空过程完成后，通过(KS306A、KS306B、KS306C、KS306D)阀门对系统抽真空，让吸附于吸附剂中的杂质气体解吸；⑤升压：当吸附于吸附剂中的杂质气体解吸完毕后，通过(KS304A、KS304B、KS304C、KS304D)阀门将其它吸附塔内的高压气体转移到吸附塔内(此过程称升压)；⑥最后充压：仅通过吸附塔内的压力转移不能将吸附塔内的压力提高到吸附压力，通过(KS303A、KS303B、KS303C、KS303D)阀门将产品气转移到吸附塔内，让吸附塔内的压力达到吸附压力(此过程称最后充压)，最后充压完毕后，该吸附塔进入下一个吸附循环。
实际案例应用：
1.0装置设计要求
1.1装置定义
本装置是以变换气为原料，采用变压吸附工艺脱除二氧化碳的装置(本发明的变压吸附系统)。
1.2装置界区
本装置界区自原料气体进装置的第一个截止阀门起，至产品气出口的最后一个截止阀为止。
1.3装置设计处理能力 140000Nm3/h
1.4装置设计操作弹性 30～110％
1.5产品规格
2.0设计基础条件
2.1原料气规格
原料压力： 0.65MPa.G
温度： 40℃～45℃
原料气流量: 140000Nm3/h。
组成：(干基)
3.工艺流程框图见图4。
4、流程简述如下：
原料气首先进入气水分离器，将气体中夹带的固体颗粒物及游离水分离掉，气体再进入PSA-CO2粗脱段，将气体中的大部分CO2及水分脱除，未被吸附的气体从吸附塔顶排出，进入PSA-CO2精脱段，根据产品气的指标要求，从吸附塔顶部向后工段输出合格的产品气；PSA-CO2精脱段的再生气直接进入PSA-CO2回收段，其中的杂质组份被吸附剂吸附，未被吸附的有效成分，从吸附塔顶排出，进入PSA-CO2粗脱段，作为升压气。
5.本方案的技术特点：
本方案采用本发明的变压吸附系统脱碳工艺，系统采用三个工艺单元，第一个单元为粗脱CO2单元(第一变压吸附单元)：采用18塔变压吸附工艺流程，7塔进气，7次降压，8次升压，2塔放空，2塔吹扫。第二个单元为精脱CO2单元(第二变压吸附单元)，本单元采用12塔变压吸附工艺流程，其中5塔进气，4次均压，3塔吹扫。第三个单元为回收单元(辅助变压吸附单元)，本单元采用6塔变压吸附工艺流程，其中3塔进气，1次均压，1塔放空，1塔吹扫。
6本方案流程描述：
6.1PSA-CO2(粗脱)流程简述如下：
a.吸附过程
压力为0.65Mpa的原料气自界外来，经过分离器后，从塔底进入正处于吸附状态的吸附塔内。在专用吸附剂的选择吸附下，其中的CO2组分被吸附下来，未被吸附的气体从塔顶流出，作为原料气进入后PSA-CO2(精脱)工序。
当被吸附杂质的传质区前沿(称为吸附前沿)到达床层出口预留段时，关掉该吸附塔的原料气进料阀和产品气出口阀，停止吸附。吸附床开始转入再生过程。
b.均压过程
在吸附过程结束后，顺着吸附方向将高压吸附的气体送入需要升压的吸附塔内，此过程的目的是有效降低有效气体的损失。
c.放空过程
在最后一次均压过程完成后，逆着吸附方向将部分高压吸附的气体直接排入回收系统。
d.吹扫过程
在放空过程完成后，逆着吸附方向对吸附塔进行吹扫，此过程的目的是让吸附剂完全再生。
e.第一次升压过程
在吹扫过程完成后，逆着吸附方向将辅助系统的产品气送入吸附塔内。
f.升压过程
在第一次升压过程完成后，顺着吸附方向将需要降压的吸附塔内的高压气体送入需要升压的吸附塔内，此过程的目的是降低有效气体的损失。
g.产品气升压过程
在均压过程完成后，为了使吸附塔可以平稳地切换至下一次吸附并保证产品纯度在这一过程中不发生波动，需要通过升压调节阀缓慢而平稳地用回收气将吸附塔压力升至吸附压力，为保证产品升压过程的充分和减少对吸附压力波动的影响。
6.2PSA-CO2(精脱)流程简述如下：
a.吸附过程
压力为0.63Mpa的PSA-CO2(粗脱)产品气，从塔底进入正处于吸附状态的吸附塔内。在专用吸附剂的选择吸附下，其中的CO2组分被吸附下来，未被吸附的气体从塔顶流出，进入后工序。
当被吸附杂质的传质区前沿(称为吸附前沿)到达床层出口预留段时，关掉该吸附塔的原料气进料阀和产品气出口阀，停止吸附。吸附床开始转入再生过程。
b.均压过程
在吸附过程结束后，顺着吸附方向将高压吸附的气体送入需要升压的吸附塔内，此过程的目的是有效降低有效气体的损失。
C.吹扫过程
在均压过程完成后，逆着吸附方向对吸附塔进行吹扫，此过程的目的是让吸附剂完全再生，吹扫气直接排入回收系统。
e.升压过程
在吹扫过程完成后，顺着吸附方向将需要降压的吸附塔内的高压气体送入需要升压的吸附塔内，此过程的目的是降低有效气体的损失。
f.产品气升压过程
在均压过程完成后，为了使吸附塔可以平稳地切换至下一次吸附并保证产品纯度在这一过程中不发生波动，需要通过升压调节阀缓慢而平稳地用回收气将吸附塔压力升至吸附压力，为保证产品升压过程的充分和减少对吸附压力波动的影响。
6.3PSA-CO2(回收)流程简述如下：
a.吸附过程
压力为0.10Mpa的PSA-CO2(精脱)系统的解析气，首先进入缓冲罐，再从塔底进入正处于吸附状态的吸附塔内。在吸附剂的选择吸附下，其中的CO2组分被吸附下来，未被吸附的气体从塔顶流出，进入PSA-CO2(粗脱)系统，作为第一次升压的气体。
当被吸附杂质的传质区前沿(称为吸附前沿)到达床层出口预留段时，关掉该吸附塔的原料气进料阀和产品气出口阀，停止吸附。吸附床开始转入再生过程。
b.均压过程
在吸附过程结束后，顺着吸附方向将高压吸附的气体送入需要升压的吸附塔内，此过程的目的是有效降低有效气体的损失。
c放空过程
在均压过程完成后，逆着吸附方向将部分高压吸附的气体直接排出系统。
d吹扫过程
在放空过程完成后，逆着吸附方向对吸附塔进行吹扫，此过程的目的是让吸附剂完全再生。
e升压过程
在吹扫过程完成后，顺着吸附方向将需要降压的吸附塔内的高压气体送入需要升压的吸附塔内，此过程的目的是降低有效气体的损失。
f.产品气升压过程
在均压过程完成后，为了使吸附塔可以平稳地切换至下一次吸附并保证产品纯度在这一过程中不发生波动，需要通过升压调节阀缓慢而平稳地用回收气将吸附塔压力升至吸附压力，为保证产品升压过程的充分和减少对吸附压力波动的影响。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (6)

1.一种变压吸附系统，包括第一变压吸附单元及第二变压吸附单元，原料气依次经第一变压吸附单元吸附、第二变压吸附单元后得到产品气，其特征在于：所述变压吸附系统还包括辅助变压吸附单元，第二变压吸附单元排出的解析气作为辅助变压吸附单元的原料气进入辅助变压吸附单元，辅助变压吸附单元的产品气作为第一变压吸附单元的升压气进入第一变压吸附单元，所述辅助变压吸附单元的每个变压吸附循环步骤依次包括吸附、降压、放空、吹扫或抽真空、升压以及最后充压；辅助变压吸附单元各步骤的工艺流程如下：
吸附：第二变压吸附单元排出的解析气作为辅助变压吸附单元的原料气从吸附塔底部进入吸附塔，经吸附塔吸附后从吸附塔顶部流出形成的产品气作为第一变压吸附单元的升压气进入第一变压吸附单元；
降压：当产品气中的指标超过设定的生产指标时，吸附步骤结束，通过阀门将吸附塔内的高压气体一一对应转移到需要升压的吸附塔；
放空：打开阀门，使得完成降压后的吸附塔内高于常压的气体排出；
吹扫或抽真空：所述吹扫为通过阀门将干净气体从完成放空的吸附塔顶部进入吸附塔，让吸附于吸附塔内吸附剂中的杂质气体解吸，然后从吸附塔底部排出；所述抽真空为用真空泵通过阀门对完成放空的吸附塔底部抽真空，让吸附于吸附塔内吸附剂中的杂质气体解吸；
升压：将需要降压的吸附塔内的高压气体通过阀门转移至抽真空完成的吸附塔内；
最后充压：通过阀门将完成吸附步骤后得到的产品气部分转移至完成升压步骤的吸附塔内，使得吸附塔内的压力达到吸附压力，最后充压完毕后，该吸附塔进入下一个变压吸附循环。
2.根据权利要求1所述的一种变压吸附系统，其特征在于：所述第一变压吸附单元的每个变压吸附循环步骤依次包括吸附、降压、放空、吹扫或抽真空、升压以及最后充压。
3.根据权利要求2所述的一种变压吸附系统，其特征在于：第一变压吸附单元各步骤的工艺流程如下：
吸附：原料气从吸附塔底部进入吸附塔，经吸附塔吸附后从吸附塔顶部流出形成的第一产品气作为第二变压吸附单元的原料气进入第二变压吸附单元；
降压：当产品气中的指标超过设定的生产指标时，吸附步骤结束，通过阀门将吸附塔内的高压气体一一对应转移到需要升压的吸附塔；
放空：打开阀门，使得完成降压后的吸附塔内高于常压的气体排出；
吹扫或抽真空：所述吹扫为通过阀门将干净气体从完成放空的吸附塔顶部进入吸附塔，让吸附于吸附塔内吸附剂中的杂质气体解吸，然后从吸附塔底部排出；所述抽真空为用真空泵通过阀门对完成放空的吸附塔底部抽真空，让吸附于吸附塔内吸附剂中的杂质气体解吸；
升压：将需要降压的吸附塔内的高压气体以及辅助变压吸附单元的产品气作为第一变压吸附单元的升压气通过阀门转移至吹扫或抽真空完成的吸附塔内；
最后充压：通过阀门将完成吸附步骤后得到的产品气部分转移至完成升压步骤的吸附塔内，使得吸附塔内的压力达到吸附压力，最后充压完毕后，该吸附塔进入下一个变压吸附循环。
4.根据权利要求1所述的一种变压吸附系统，其特征在于：所述第二变压吸附单元的每个变压吸附循环步骤依次包括吸附、降压、吹扫、升压以及最后充压。
5.根据权利要求4所述的一种变压吸附系统，其特征在于：第二变压吸附单元各步骤的工艺流程如下：
吸附：第一变压吸附单元产出的第一产品气作为第二变压吸附单元的原料气从吸附塔底部进入吸附塔，经吸附塔吸附后从吸附塔顶部流出作为最终的产品气收集；
降压：当产品气中的指标超过设定的生产指标时，吸附步骤结束，通过阀门将吸附塔内的高压气体一一对应转移到需要升压的吸附塔；
吹扫：通过阀门将干净气体从完成降压的吸附塔顶部进入吸附塔，让吸附于吸附塔内吸附剂中的杂质气体解吸，然后从吸附塔底部排出形成解吸气，该解吸气作为辅助变压吸附单元的原料气进入辅助变压吸附单元；
升压：将需要降压的吸附塔内的高压气体通过阀门转移至吹扫完成的吸附塔内；
最后充压：通过阀门将完成吸附步骤后得到的产品气部分转移至完成升压步骤的吸附塔内，使得吸附塔内的压力达到吸附压力，最后充压完毕后，该吸附塔进入下一个变压吸附循环。
6.根据权利要求1或2或4所述的一种变压吸附系统，其特征在于：辅助变压吸附单元有3-10座吸附塔并列设置。
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