CN108348838B - 具有多个阀门的变吸附方法相关的装置和系统 - Google Patents

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Abstract

提供了进行变吸附方法的装置和系统。这种变吸附方法可以包括让料流穿过吸附剂床单元以从所述料流除去污染物，例如水。作为所述方法的一部分，吸附剂床单元可以在所述吸附剂床单元的头部上包括用于阀门的额外空间。

Description

具有多个阀门的变吸附方法相关的装置和系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年10月27日提交的标题为“变吸附方法相关的装置和系统(Apparatus and System for Swing Adsorption Processes Related Thereto)”的美国临时专利申请号62/246,916的利益，所述文献的全部内容通过参考引入本文。
技术领域
本发明技术涉及与增强的变吸附方法(an enhanced swing adsorptionprocess)有关的系统和方法。特别地，所述系统涉及使用吸附剂床单元从进料料流中除去污染物的变吸附方法。
背景技术
气体分离可用于许多工业并且可典型地通过让气体混合物在优先吸附进料料流中的一种或多种气体组分，而不吸附一种或多种其它气体组分的吸附剂材料上流动来进行。所述非吸附组分作为分离的产物回收。通过吸附分离气体组分是在各种途径中进行的常规方法。例如，吸附分离可以基于各种气体组分的平衡亲合性方面的差异(例如，平衡分离)或基于气体组分的吸附动力学方面的差异(例如，动力学分离)。
一种特定类型的气体分离技术是变吸附，例如变温吸附(TSA)、变压吸附(PSA)、变分压吸附(PPSA)、快速循环变压吸附(RCPSA)、快速循环变分压吸附(RCPPSA)，并不限于，而且还有，前述方法的组合，例如变压和变温吸附。作为实例，PSA方法依赖于下列现象：当气体组分在压力下时，某些气体组分更容易吸附在吸附剂材料的孔隙结构或自由体积内。即，气体压力越高，所吸附的容易吸附气体的量越大。当压力降低时，所吸附的气体组分从吸附剂材料释放，或解吸。
变吸附方法(例如，PSA和/或TSA)可用来分离气体混合物的气体组分，因为不同的气体组分往往填充吸附剂材料的微孔至不同程度。例如，如果气体混合物例如天然气在压力下穿过包含对二氧化碳比对甲烷更具选择性的吸附剂材料的吸附剂床单元(可以称为吸附床单元或容器)时，二氧化碳的至少一部分被吸附剂材料选择性吸附，并且离开吸附剂床单元的气体富含甲烷。当吸附剂材料到达其吸附二氧化碳的容量限度时，使它通过降低压力，从而释放所吸附的二氧化碳而再生。然后典型地将吸附剂材料吹扫并再加压。然后，所述吸附剂材料准备用于另一个吸附循环。
变吸附方法典型地包括吸附剂床单元，所述吸附剂床单元包括布置在所述吸附剂床单元的外壳内的吸附剂材料。这些吸附剂床单元在吸附剂床结构中使用不同的填充材料。例如，吸附剂床单元使用方格砖、卵石床或其它可获得的填料。作为增强，一些吸附剂床单元可以在吸附剂床结构内使用工程填料。所述工程填料可以包括按特定构造提供的材料，例如蜂巢、陶瓷型体等。所述工程填料可以由吸附剂材料形成或可以是在结构或载体上的涂层。
另外，可以用管道、集管和阀门将各种吸附剂床单元耦合在一起以操纵流体的流动。为这些吸附剂床单元编排包括用系统中的其它吸附剂床单元协调每个吸附剂床单元的循环。完全的循环可以从数秒到数分钟，因为它将多个气态料流转移穿过一个或多个吸附剂床单元。
然而，变吸附方法提出了某些挑战，原因在于一些苛求的技术因素，例如快速循环吸附方法。这些因素可以包括维持经过吸附剂床的低压降，吸附剂床内好的流动分布和吸附剂床中浓度前沿(front)的最小分散(例如，轴向扩展)。此外，另一个因素可以包括快速循环时间，这又要求快速作用和低的死体积的阀门。最后，另一个因素可以是吸附剂床单元应该配置用来含有处于某种压力的吸附剂床，以支持快速作用的阀门和使吸附剂床单元内的死体积最小化。
这些挑战对于具有非常高体积流动的方法甚至更复杂。典型的快速循环吸附剂床单元配置为具有平坦端板(头部)以便使死体积最小化的立式圆筒。流体经过安装在与吸附剂材料相邻的平坦头部上的快速作用阀进入和离开吸附剂床单元。对平坦头部和高设计压力的要求对吸附剂床直径引入实际的限制。例如，对于85巴绝对压力(bara)的最大工作压力，实际的最大吸附剂床单元内直径是大约1.4米(m)，并且相应的平坦头部厚度是大约355毫米(mm)-380mm。所述头部的疲劳寿命和环状偏差受所述阀门的穿过所述头部的孔的数量和尺寸强烈影响。因而，穿过所述头部的孔的数量和尺寸是吸附剂床单元设计中的限制因素。
然而，与吸附剂床相邻的吸附剂床单元的顶部上可利用的占用空间(例如，表面积)可能不容纳阀门。例如，吸附剂床可以具有圆柱型体以为进入吸附剂床单元的料流提供圆形横截面积，在其中安装了阀门。阀门本身具有相似的占用空间，其也是圆形的。因而，即使当这些阀门紧密组装时，吸附剂床顶部上的广大的占用空间也难以满足阀门的安装。因此，常规的床结构不会容纳各种构造的阀门。
相应地，工业中仍需要为操纵流体到吸附剂床的流动提供改进的装置、方法和系统。本发明技术通过使用超大头部以为气体体积提供流路克服了常规变吸附方法的缺点。本发明技术与常规气体处理方法相比提供更低的资本投资、小得多的设备占用空间和更低的烃损失。
发明内容
发明概述
在一个实施方案中，本发明技术描述从气态进料料流除去污染物的循环变吸附剂床单元。所述吸附剂床单元包括：形成内部区域的外壳；布置在所述内部区域内的吸附剂床；多个固定到所述外壳的阀门，其中所述多个阀门中的每一个配置用来控制流体沿着从所述外壳外部的位置延伸的流路流经管道和流到所述吸附剂床，其中所述多个阀门中的至少一个具有至少部分地布置在所述吸附剂床的界面横截面积外部的阀门横截面积。
在又一个实施方案中，描述了从进料料流除去污染物的方法。所述方法包括：a)在吸附剂床单元中进行一个或多个吸附步骤，其中所述一个或多个吸附步骤中的每一个包括：(i)打开多个进料提升阀以让气态进料料流从进料入口管道流到布置在所述吸附剂床单元的外壳的内部区域中的吸附剂床，其中所述多个进料提升阀中的每一个与所述进料入口管道直接流体连通并配置用来控制流体沿着从所述外壳外部的位置延伸的流路流过所述进料入口管道并流到所述吸附剂床，其中所述多个进料提升阀中的至少一个具有至少部分地布置在所述吸附剂床的界面横截面积外部的阀门横截面积，(ii)使所述气态进料料流暴露于所述吸附剂床以将一种或多种污染物从所述气态进料料流中分离以形成产物料流，和(iii)打开一个或多个产物提升阀以从所述外壳中的所述内部区域带离所述产物料流到产物管道；b)进行一个或多个吹扫步骤，其中所述一个或多个吹扫步骤中的每一个包括让吹扫料流进入所述吸附剂床单元以在吹扫输出料流中带离所述一种或多种污染物的至少一部分；和c)重复步骤a)至b)至少一个额外的循环，其中所述循环持续时间是大于1秒且小于600秒的时间。
在又一个实施方案中，描述了制造循环变吸附剂床单元的方法。所述方法包括：形成具有内部区域的外壳；将吸附剂床布置在所述外壳的内部区域内；产生多个进入所述外壳的阀口；在所述多个阀口中的每一个中将阀门固定到所述外壳上以形成多个阀门，其中所述多个阀门中的每一个配置用来控制流体沿着从所述外壳外部的位置延伸的流路流到所述吸附剂床，其中所述多个阀门中的至少一个具有至少部分地布置在所述吸附剂床的界面横截面积外部的阀门横截面积。
在又一个实施方案中，描述了从进料料流除去污染物的方法。所述方法包括：a)在吸附剂床单元中进行一个或多个吸附步骤，其中所述一个或多个吸附步骤中的每一个包括：(i)打开一个或多个进料提升阀以让气态进料料流从进料入口管道流到布置在所述吸附剂床单元的外壳的内部区域中的吸附剂床，其中所述一个或多个进料提升阀中的每一个与所述进料入口管道直接流体连通并配置用来控制流体沿着从所述外壳外部的位置延伸的流路流过所述进料入口管道并流到所述吸附剂床，(ii)使所述气态进料料流暴露于所述吸附剂床以将一种或多种污染物从所述气态进料料流中分离以形成产物料流，和(iii)打开一个或多个产物提升阀以从所述外壳中的所述内部区域带离所述产物料流到产物管道；b)进行一个或多个吹扫步骤，其中所述一个或多个吹扫步骤中的每一个包括让吹扫料流经过一个或多个吹扫提升阀流入所述吸附剂床单元和经由一个或多个吹扫输出提升阀在吹扫输出料流中带离所述一种或多种污染物的至少一部分；和c)重复步骤a)至b)至少一个额外的循环，其中所述循环持续时间是大于1秒且小于600秒的时间，其中所述一个或多个进料提升阀、一个或多个产物提升阀、一个或多个吹扫提升阀和/或一个或多个吹扫输出提升阀中的至少一个具有至少部分地布置在所述吸附剂床的界面横截面积外部的阀门横截面积。
在一个或多个实施方案中，循环变吸附剂床单元可以包括各种改进型。例如，外壳可以包括与体部连接的头部以形成所述外壳，并将所述多个阀门固定到所述头部上；与体部连接的头部以形成所述外壳；其中所述多个阀门中的一个或多个固定到所述头部上，和与所述头部相邻的板，其中所述多个阀门中的至少一个固定到所述板上；与体部衔接的头部；和所述多个阀门固定到所述体部上；与体部衔接的头部；和所述多个阀门固定到所述体部上。另外，体部可以包括包围所述吸附剂床的具有第一内直径的第一体部和与所述第一体部相邻的具有第二内直径的第二体部，其中所述第二内直径大于所述第一内直径。
附图简述
本公开内容的上述及其它优点可以在回顾以下详细描述和实施方案的非限制性实施例的附图后变得明显。
图1是具有六个常规吸附剂床单元和互联管道的变吸附系统的三维图。
图2是常规吸附剂床单元的局部图的示意图。
图3是根据本发明技术实施方案的具有相关阀门组件和集管的吸附剂床单元的一部分的示意图。
图4是根据本发明技术的实施方案的经改进直立圆柱形吸附剂床单元的示例性示意图。
图5是根据本发明技术的实施方案的备选水平吸附剂床单元构造的示例性示意图。
具体实施方式
除非另有说明，这里所使用的所有科技术语具有与本公开内容所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。除非上下文清楚地另外指出，单数"一个(a、an)"和"所述(the)"包括复数指代物。类似地，除非上下文清楚地另外指出，词汇"或"意欲包括"和"。术语"包括"意思是"包含"。除非另外指出，本文提到的所有专利和出版物以全文引入作为参考。在术语或短语的含义冲突的情况下，采用本说明书，包括术语的解释。方向术语，例如"上"、"下"、"顶"、"底"、"前"、"后"、"直立"和"水平"在这里用于表达和澄清各种要素之间的关系。应理解这类术语不代表绝对方位(例如，"直立"组件通过旋转设备可变成水平)。这里引用的材料、方法和实施例仅仅是说明性的而不希望是限制性的。
本文所使用的“料流”是指经过各种设备传导的流体(例如，固体、液体和/或气体)。所述设备可以包括管道、容器、集管、单元或其它适合的器件。
这里所使用的“管道”是指形成经由其输送某些东西的通道的管形构件。所述管道可以包括管子、集管、管等中的一种或多种。
术语“直接流体连通”或“直接流动连通”是指直接流体连通，而没有插入的阀门或其它用于遮拦流动的封闭装置。然而，术语“直接流体连通”可以包括沿着流路分布流动的分布器或其它分布机构。如可以领会的那样，其它变型也可以在本发明技术范围内被考虑。
术语“界面横截面积”是指吸附剂床的其中料流进入或离开所述吸附剂床的端部的横截面积。例如，如果进料料流在第一端部进入吸附剂床，则所述第一端部的横截面积是界面横截面积。如可以领会的那样，其它变型也可以在本发明技术范围内被考虑。
术语“阀门横截面积”是指阀门的相对于其中料流进入或离开所述阀门的阀门端部的横截面积。例如，阀门开口可以是阀门横截面积。特别地，对于提升阀，盘状元件移动以提供当它在打开位置时所述盘状元件周围的流道。相应地，通过盘状元件的移动离开阀门基座而形成的阀门开口用于决定提升阀的阀门横截面积，其可以是盘状元件的横截面积。如可以领会的那样，其它变型也可以在本发明技术范围内被考虑。
术语“至少部分地布置在界面横截面积外部的阀门横截面积”是指，当沿着顺着主要流路直接穿过吸附剂床的轴观察时，阀门横截面积至少部分地在界面横截面积外部或延伸越过界面横截面积。例如，吸附剂床在其中流体进入或离开吸附剂床的一端具有界面。所述界面具有长度和宽度，而深度是料流沿着主要流路流过吸附剂床的方向。
本发明技术涉及使用快速循环的吸附剂床从进料料流(例如，天然气)除去污染物的变吸附方法(例如，快速循环方法)。本发明技术平衡被最小化的吸附剂床单元的直径，同时最大化体积通量。所涉及的高体积通量往往涉及更大和/或更多阀门。在许多构造中，吸附剂床单元的头部的表面为所需数目的阀门和所述阀门的相关尺寸提供不足够的空间(例如，在平坦头部上不足够的可利用表面积或占用空间)，同时维持经过所述阀门的合理压降。相应地，本发明技术提供容纳必要的阀门，同时维持吸附剂床单元中的吸附剂床的直径的吸附剂床单元。在这种构造中，阀门中的至少一些具有至少部分地布置在界面横截面积外部或布置越过界面横截面积(例如，横截面由到吸附剂床的界面界定)的阀门横截面积。另外，所述构造可以使用于给定应用的吸附剂床单元的数目最小化。
和常规方法形成对比，本发明技术通过让一些阀门至少部分地布置在界面横截面积外部而提供容纳流入吸附剂床的流体的额外空间(例如，占用空间)。例如，在常规配置中，吸附剂床具有界面横截面积，所述界面横截面积具有与吸附剂床直接流体连通的阀门，所述阀门直接与所述吸附剂床相邻布置并布置在所述界面横截面积内。在本发明技术中，阀门至少部分地布置在界面横截面积外部。特别地，布置在头部中的一些阀门具有沿着吸附剂床的外周边布置或布置在吸附剂床的外周边外部的阀门横截面积。相应地，本发明技术增加与吸附剂床的界面或端部相邻的可利用的占用空间，在所述界面或端部，料流进入或离开所述吸附剂床。阀门可以配置用来经由对于每种料流的共同的动作机构(例如，提升板或其它动作机构)操作(例如，打开或关闭)。
在一个或多个实施方案中，吸附剂床单元可以是经改进的直立圆柱形吸附剂床单元，其配置用来让流量阀的一部分不布置与吸附剂床直接相邻或不布置在所述吸附剂床的界面横截面积内。例如，主流量阀可以布置在所述吸附剂床单元的与吸附剂床直接相邻的头部上(例如，在界面横截面积内)，而副流量阀配置用来布置在边远位置(例如，副流量阀的至少一部分至少部分地布置在界面横截面积外部)。这种构造与可以与吸附剂床直接相邻设置相比为阀门提供额外的空间。所述边远阀门安装位置可以与单元的头部整体形成，或它可以在位于单元法兰和单元的头部之间的独立板中形成。虽然单个阀门可以布置在不同位置中，但是也可以使用多个阀门，这取决于专门应用的要求。此外，阀门可以是主动控制阀和/或被动控制阀。被动控制阀可以通过横穿其运动元件(例如，盘状元件)作用的差压打开，而无需另外操纵运动元件。
有利地，这一实施方案提供对所述方法的各种加强。例如，一种加强是与吸附剂床单元的头部上的可利用空间中可能的相比能够设置更大数量的阀门，所述吸附剂床单元的头部直接在所述吸附剂床的界面横截面积内的吸附剂材料之上。另一个加强是能够将支撑副阀门的独立板与已有的单元头部集成。另外，又一个加强提供支撑主动控制阀和/或被动控制阀两者的能力。最后，另一个加强是能够与各种气体处理方法集成。
此外，本发明技术还可以包括用于进料料流和吹扫料流的各种压力。结果，吸附剂床单元可以在5每平方英寸绝对磅数(psia)-1,400psia的压力范围中操作。例如，进料压力可以基于优选的吸附进料压力，这可以在400psia-1,400psia，或600psia-1,200psia的范围内。此外，吹扫压力可以基于优选的吸附剂吹扫压力，这可以在50psia-800psia，或400psia-600psia的范围内。
本发明技术可以集成到各种构造中。例如，吸附剂床单元可以包括结构化或未结构化吸附剂床，并且吸附剂床单元还可以包括促进流动调直和流动分布的附加特征。此外，本发明技术可以用于，但不限于，制冷天然气液体(NGL)回收系统之前的和与所述系统集成的脱水，这可以包括将污染物除去到制冷加工原料气规格。其它集成可以包括液化天然气(LNG)设备，或其它这样的设备。不论如何，本发明技术可用来处理含过量污染物，例如水和CO2的进料料流。本发明技术还可以用来将污染物除去到其它规格，例如制冷天然气液化回收设备的制冷天然气液化规格。
在一个或多个实施方案中，本发明技术可以用于任何类型的变吸附方法。本发明技术的非限制性变吸附方法可以包括变压吸附(PSA)、真空变压吸附(VPSA)、变温吸附(TSA)、变分压吸附(PPSA)、快速循环变压吸附(RCPSA)、快速循环变热吸附(RCTSA)、快速循环变分压吸附(RCPPSA)，以及这些方法的组合，例如变压/变温吸附。示例性的动态变吸附方法描述在美国专利申请公开号2008/0282892、2008/0282887、2008/0282886、2008/0282885、2008/0282884和2014/0013955中，它们各自全文在此引入供参考。
在某些实施方案中，吸附剂床单元可以包括外壳，其可以包括头部及其它体部，形成基本上不透气的隔板，布置在所述外壳内的吸附剂床和多个阀门(例如，提升阀)，所述阀门在所述外壳的内部区域和所述外壳内部区域以外的位置之间提供穿过所述外壳中的开口的流体流道。提升阀中的每一个可以包括可坐入头部内的盘状元件或可坐入插在头部内的独立阀门基座内的盘状元件。提升阀的构造可以是任何种类的阀门型式或是提升阀类型的构造。作为实例，吸附剂床单元可以包括一个或多个提升阀，各自与和不同料流相联系的不同管道流体连通。提升阀可以在吸附剂床和相应的管道、集管和/或头部之一之间提供流体连通。
上述吸附分离方法、装置和系统可用于烃的开发和生产，例如气和油的加工。特别地，所提供的方法、装置和系统可用于从气体混合物快速、大规模、有效分离各种目标气体。特别地，所述方法、装置和系统可用来通过除去污染物和重质烃(例如，含至少两个碳原子的烃)制备原料产物(例如，天然气产物)。所提供的方法、装置和系统可用于制备用于应用(包括分离应用)的气态进料料流。分离应用可以包括露点控制；脱硫和/或解毒；腐蚀保护和/或控制；脱水；发热值；调理；和/或纯化。使用一种或多种分离应用的应用的实例包括燃料气；密封气；非饮用水；保护气体；仪器和控制气；致冷剂；惰性气体和/或烃回收的产生。
在其它实施方案中，本发明技术可用来通过变吸附方法将料流的污染物减少至特定水平。这些方法中使用的压力和不同料流使所述方法中使用的阀门的数目增加。因此，本发明技术通过将阀门中的一些或一部分布置在所述吸附剂床的界面横截面积外部(例如，阀门中的至少一个具有至少部分地布置在所述吸附剂床的界面横截面积外部的阀门横截面积)为阀门，例如提升阀提供额外的空间。
在某些构造中，从进料料流除去污染物的方法或系统可以包括具有至少部分地布置在所述吸附剂床的界面横截面积外部的阀门横截面积的阀门之一。所述方法可以包括：a)在吸附剂床单元中进行一个或多个吸附步骤，其中所述一个或多个吸附步骤中的每一个包括：(i)打开一个或多个进料提升阀以让气态进料料流从进料入口管道流到布置在所述吸附剂床单元的外壳的内部区域中的吸附剂床，其中所述一个或多个进料提升阀中的每一个与所述进料入口管道直接流体连通并配置用来控制流体沿着从所述外壳外部的位置延伸的流路流过所述进料入口管道并流到所述吸附剂床，(ii)使所述气态进料料流暴露于所述吸附剂床以将一种或多种污染物从所述气态进料料流中分离以形成产物料流，和(iii)打开一个或多个产物提升阀以从所述外壳中的所述内部区域带离所述产物料流到产物管道；b)进行一个或多个吹扫步骤，其中所述一个或多个吹扫步骤中的每一个包括让吹扫料流经过一个或多个吹扫提升阀流入所述吸附剂床单元和经由一个或多个吹扫输出提升阀在吹扫输出料流中带离所述一种或多种污染物的至少一部分；和c)重复步骤a)至b)至少一个额外的循环，其中所述循环持续时间是大于1秒且小于600秒的时间，其中所述一个或多个进料提升阀、一个或多个产物提升阀、一个或多个吹扫提升阀或一个和/或多个吹扫输出提升阀中的至少一个具有至少部分地布置在所述吸附剂床的界面横截面积外部的阀门横截面积。本发明技术可以进一步参考以下图1-5理解。
图1是具有六个常规吸附剂床单元和互联管道的变吸附系统100的三维图。虽然这种构造是常规滑道(skid)的具体实例，但是这种特定构造是出于示例性目的，因为其它构造可以包括不同数量的吸附剂床单元。
在这个系统中，吸附剂床单元，例如吸附剂床单元102可以配置用于循环变吸附方法以从进料料流(例如，流体、气体或液体)除去污染物。例如，吸附剂床单元102可以包括各种管道(例如，管道104)以操纵流体流经吸附剂床单元102内的吸附剂床，流到所述吸附剂床，或从所述吸附剂床流动。吸附剂床单元102的这些管道可以与集管(例如，集管106)耦合以分布料流到组件，从组件或在组件之间的流动。吸附剂床单元内的吸附剂床可以从进料料流分离一种或多种污染物以形成产物料流。如可以领会的那样，吸附剂床单元可以包括其它管道以控制其它流体料流作为所述方法的一部分，例如吹扫料流、减压料流等。另外，吸附剂床单元还可以包括一个或多个均衡容器，例如均衡容器108，其用于吸附剂床单元并可以用于变吸附方法中的一个或多个步骤。
作为下面进一步论述的实例，吸附剂床单元102可以包括外壳(所述外壳可以包括头部和其它体部，形成基本上不透气的隔板)、布置在所述外壳内的吸附剂床和多个阀门，所述阀门在所述外壳的内部区域和所述外壳内部区域以外的位置之间提供穿过所述外壳中的开口的流体流道。吸附剂床可以包括能够从进料料流吸附一种或多种组分的固体吸附剂材料。此类固体吸附剂材料经选择应针对吸附剂床单元102内的物理和化学条件持久耐用并可以包括金属、陶瓷或其它材料，这取决于吸附方法。吸附剂材料的其它实例在下面进一步指出。
作为具体实例，图2举例说明了常规吸附剂床单元200的局部视图的示意图。吸附剂床单元200包括具有阀孔或阀口204的平坦头部202。所述平坦头部202经由螺栓208与法兰圆柱形单元或体206连接，所述螺栓在这种局部视图中被截顶。在这种示意图中，阀门(未显示)布置在阀口204中。这些阀口在吸附剂床的界面横截面的范围内，所述界面横截面基于直径210和周边212。
如这种常规吸附剂床单元200所示，布置在阀口204中的阀门直接位于周边212内(例如，界面横截面积内)的吸附剂床上方。然而，对于某些构造，对于阀门操纵流体向吸附剂床的流动所必要的占用空间大于周边212内的吸附剂床上方可利用的占用空间。
本发明技术提供克服对吸附剂床单元上可利用的表面积的限制的实施方案。例如，图3是根据本发明技术实施方案的具有阀门组件和集管的吸附剂床单元的一部分的示意图300。吸附剂床单元300的那部分(其可以用于与图1相似的构造)包括外壳或主体，其可以包括圆柱壁314和圆柱绝缘层316连同上头部318和下头部320。吸附剂床310布置在上头部318和下头部320和绝缘层316之间，所述绝缘层316导致上开放区和下开放区，所述开放区基本上由开放流路体积组成。吸附剂床单元中的此种开放流路体积含有必须被操纵以用于各种步骤的气体。所述外壳可以配置用来维持所述内部区域内0.1bara-100bara的压力。
上头部318和下头部320含有开口，其中可以分别插入阀门结构，例如阀门组件322-340(例如，提升阀)。在相应的头部318或320和吸附剂床310之间的上或下开放流路体积还可以含有流动分布器(未显示)，所述流动分布器按均匀方式直接地将流体引入吸附剂床310。流动分布器可以包括在吸附剂床上分布流动的穿孔板、圆形板或其它设备。上头部318含有各种开口(未显示)以提供穿过入口集管342和344和出口集管348、350和352的流道，同时下头部320含有各种开口(未显示)以提供穿过入口集管354和出口集管356、358和360的流道。与相应的集管342-360流体连通布置的是阀门组件322-340。如果阀门组件322-340是提升阀，则各自可以包括与杆状元件连接的盘状元件，所述杆状元件可以位于套管或阀导管内。杆状元件可以与执行装置，例如多个执行装置(未显示)连接，所述执行装置配置用来让相应的阀门对相应的杆施加线性运动。如可以领会的那样，执行装置可以对于方法中的不同步骤独立工作以激活单个阀或单个执行装置可以用来控制两个或更多个阀门。另外，虽然开口可以在尺寸方面是基本上相似的，但是用于入口集管的开口和入口阀可以具有比用于出口集管的那些更小的直径，因为经过入口的气体体积可能往往小于穿过出口的产物体积。
在这种构造中，界面是吸附剂床310的与阀门，例如阀门组件322-340相邻的端部。界面横截面积是吸附剂床310的在相应端部处的横截面积。对于这种构造，一个或多个阀门至少部分地布置在界面横截面积外部或布置越过界面横截面积，所述界面横截面积由吸附剂床310界定。特别地，阀门中的一些布置在相应的头部318和320中以具有沿着吸附剂床310的外周边布置或至少部分地在吸附剂床310的外周边外部的阀门横截面积。例如，头部318中的阀门322、324和330连同头部320中的阀门332、334和340一起布置在所述吸附剂床310的界面横截面积外部。
对于吸附剂床310外部的面积，额外的填料元件或结构可用来减少死体积。填料结构可以包括填料、沟道和/或挡板，它们可以用来操纵流路和减少吸附剂床单元内的死体积。此外，阀门，例如阀门组件322-340可以配置用来经由共同的动作机构，例如提升板或其它动作机构对于不同料流进行操作(例如，打开或关闭)。
在这一示意图300中，阀门的阀门横截面积由与吸附剂床310相邻的阀门，例如阀门326的形状界定，而界面横截面积由吸附剂床310的形状界定。作为实例，如果阀门326是具有圆盘元件的提升阀并且吸附剂床310具有圆形棱柱形状，则阀门326的阀门横截面积是具有直径370的圆圈的面积，而吸附剂床310的界面横截面积是具有直径372的圆圈的面积。相似地，如果阀门322是具有圆盘元件的提升阀，则阀门322的阀门横截面积是具有直径374的圆圈的面积。在这种构造中，阀门322和326与管道直接流体连通并配置用来控制流体沿着从所述外壳外部的位置延伸的流路流过所述管道并流到所述吸附剂床310，其中所述阀门322具有至少部分地布置在所述吸附剂床310的界面横截面积外部的阀门横截面积。
在变吸附方法中，循环包括两个或更多个步骤，它们各自具有某种时间间隔，这些时间间隔一起合计是循环时间。这些步骤包括在使用各种方法，包括变压力、变真空、变温度、吹扫(经由用于所述方法的任何适合类型的吹扫流体)和其组合的吸附步骤之后的吸附剂床的再生。作为实例，变吸附循环可以包括以下步骤：吸附、减压、吹扫和再加压。当在高压下进行分离时，按多个步骤进行减压和再加压(可以称为均衡步骤)以降低每个步骤的压力变化和提高效率。在一些变吸附方法例如快速循环变吸附方法中，总循环时间的主要部分涉及吸附剂床的再生。相应地，用于再生的时间量的任何减少导致总循环时间的减少。这种减少还可以减小变吸附系统的总尺寸。
经改进的圆柱形吸附剂床单元示于图4中。例如，图4是根据本发明技术的实施方案的经改进圆柱形吸附剂床单元的示例性示意图400。在这一示意图400中，吸附剂床单元的头部406上的主阀，例如主阀402布置在所述吸附剂床的周边或吸附剂床408的界面横截面积内。副阀，例如副阀404至少部分地布置在所述吸附剂床408的周边或界面横截面积的外部(例如，在外侧或边远位置)。副阀404可以提供与吸附剂床单元外部的位置到吸附剂床408流体连通的流路。这种构造提供阀门位置方面的灵活性，以致与可以直接地设置在吸附剂床408的周边或界面横截面积(例如，吸附剂床单元的内直径)内的头部上相比可以使用更多阀门。外侧阀门安装位置，例如副阀404的位置，可以与吸附剂床单元的头部整体形成，或它可以在布置于吸附剂床单元的法兰和头部406之间的独立板中形成。
图4提供了在上侧和外侧位置中的单个阀门，但是可以使用两个或更多个阀门，这取决于专门应用所需要的空间。此外，阀门可以是如上头部406上所示的主动控制阀，或可以是被动控制阀，例如被动控制阀414，如图4上的下头部416中所示。可以改变吸附剂床单元的轴向长度以适应吸附剂床要求。
在这一示意图400中，主阀402的阀门横截面积由与吸附剂床408相邻的主阀402的盘状元件的形状界定，而副阀404的阀门横截面积由头部406中的副阀404的盘状元件的形状界定。例如，如果主阀402和副阀404的盘状元件是圆形，则主阀402的阀门横截面积是具有直径420的圆圈的面积，而副阀404的阀门横截面积是具有直径422的圆圈的面积。
有利地，实施方案包括各种加强。一个加强是与直接在吸附剂床上面的吸附剂床单元的头部上的界面横截面积内的可利用空间中可能的相比能够设置更大数量的阀门。另一个加强是能够将支撑副流量阀的独立板与包括扁平头部构造的吸附剂床单元集成，例如图2中所示那样。另外，另一个加强是能够支撑主动控制阀和/或被动控制阀两者。另外，另一个加强是能够与各种气体处理方法集成。另外，这种构造不显著地改变死体积，因为流道在死体积方面是递增的增加。
在又一个构造中，图5是根据本发明技术的实施方案的备选吸附剂床单元500构造的示例性示意图。在这种构造中，流动方向是沿着吸附剂床单元的长度的轴向，如箭头504和506所示，所述流动方向可以对于不同料流沿相反方向。填料可用来适应吸附剂床单元内直径内的吸附剂床508的矩形横截面积。例如，如果所述内直径提供圆形面积并且所述吸附剂床的界面横截面积是矩形面积。
另外，构造中的阀门，例如进料端阀门502和产物端阀门503沿着吸附剂床508的任一面上的吸附剂床单元500的端部，例如进料端510和产物端512安装。阀门，例如进料端阀门502和产物端阀门503中的每一个可以用于不同料流并从所述阀门所布置的那一端与另一端上的另一个阀门配对。例如，进料端阀门502之一和产物端阀门503之一可以用于操纵进料料流和产物料流，同时进料端阀门502之一和产物端阀门503之一可以用于操纵吹扫料流和吹扫输出料流的流动。
在这种构造中，吸附剂床单元的一个或多个端部处的体部可以具有比与所述吸附剂床相邻的体部更大的直径(例如，界面横截面积)。例如，与吸附剂床相邻的且围绕所述吸附剂床的体部的内直径相比，进料端510和/或产物端512对于外壳的所述体部来说可以具有更大的内直径或横截面积。进料端510和/或产物端512的更大的内直径可用来促进吸附剂床508在吸附剂床单元内的插入和维护。
对于吸附剂床500外部的面积，额外的填料结构可用来减少死体积。填料结构可以包括填料、沟道和/或挡板，它们可以用来操纵填料周围的流路和减少吸附剂床单元内的死体积。
与图4的构造相似，所述构造通过使阀门空间与吸附剂床的横截面积，例如界面横截面积没有关联而提供加强。例如，这种构造提供容纳大量阀门以便改变在单个吸附剂床上的服务和去除由吸附剂床单元的内直径施加的限制的能力。作为另一个加强，所述构造提供去除对流程(flow length)的限制，同时提供优异的流动分布。另外，与以上的讨论相似，所述构造在床内部结构的修理和维护所要求的进入方面提供加强。虽然这种构造与图4的构造相比可能包括额外的死体积，但是这种构造可用于其中吸附剂床单元中的死体积不是限制性的或不那么限制的应用。
另外，在这种构造中，吸附剂床单元的一个或多个端部处的体部可以具有比与所述吸附剂床相邻的体部更小的直径(例如，界面横截面积)。例如，与吸附剂床相邻的且围绕所述吸附剂床的体部的内直径相比，进料端510和/或产物端512对于外壳的所述体部来说可以具有更小的内直径或横截面积。进料端510和/或产物端512的更小的内直径可用来促进吸附剂床508在吸附剂床单元内的插入和维护。另外，在此种构造中，阀门中的一个或多个可以具有至少部分地布置在所述吸附剂床的界面横截面积外部的阀门横截面积。举例来说，如果与吸附剂床508的端部紧邻地提供法兰，则进料端510或产物端512的内直径可以小于保持吸附剂床508的集合体的区段的内直径。这种构造可以减少相应的端部中的死体积。
如可以领会的那样，本发明技术可以用于增强变吸附方法。举例来说，从进料料流除去污染物的方法可以包括进行一个或多个吸附步骤和一个或多个吹扫步骤。在吸附剂床单元中进行一个或多个吸附步骤时，所述吸附步骤中的每一个可以包括(i)打开多个进料提升阀以让气态进料料流从进料入口管道流到布置在所述吸附剂床单元的外壳的内部区域中的吸附剂床，(ii)使所述气态进料料流暴露于所述吸附剂床以将一种或多种污染物从所述气态进料料流中分离以形成产物料流，和(iii)打开一个或多个产物提升阀以从所述外壳中的所述内部区域带离所述产物料流到产物管道。所述多个进料提升阀中的每一个可以与进料入口管道直接流体连通并可以配置用来控制流体沿着从所述外壳外部的位置延伸的流路流过所述进料入口管道并流到所述吸附剂床。另外，所述多个进料提升阀中的至少一个具有至少部分地布置在所述吸附剂床的界面横截面积外部的阀门横截面积。另外，在进行一个或多个吹扫步骤时，所述一个或多个吹扫步骤中的每一个可以包括让吹扫料流进入吸附剂床单元以在吹扫输出料流中带离所述一种或多种污染物的至少一部分。然后，可以重复吸附和吹扫步骤至少一个额外的循环，其中循环持续时间是大于1秒且小于600秒的时间。
另外，所述方法可以包括其它加强。例如，所述方法可以包括移动共同的动作机构以打开所述多个阀门；让气态进料料流穿过围绕着与吸附剂床相邻布置的填料的流路；经由布置在所述吸附剂床和所述多个进料提升阀之间的流动分布器将气态进料料流分布到吸附剂床；和/或用进料动作机构线性移动至少一个进料阀杆以在与所述至少一个进料阀杆连接的进料盘状元件和固定到所述吸附剂床单元的外壳上的进料基座之间提供进料口。另外，所述方法可以包括大于1秒且小于90秒的时间的循环持续时间以从气态进料料流分离一种或多种污染物而形成产物料流；提供含大于1体积％烃的含烃料流的气态进料料流，基于所述进料料流的总体积；和/或在吸附步骤期间维持进料压力在400每平方英寸绝对磅数(psia)-1,400psia的范围中。
为了制造系统和/或吸附剂床单元，可以使用各种制造技术。举例来说，制造循环变吸附剂床单元的方法可以包括：形成具有内部区域的外壳；将吸附剂床布置在所述外壳的内部区域内；产生多个进入所述外壳的阀口；在所述多个阀口中的每一个中将阀门固定到所述外壳上以形成多个阀门，其中所述多个阀门中的每一个配置用来控制流体沿着从所述外壳外部的位置延伸的流路流到所述吸附剂床，其中所述多个阀门中的至少一个具有至少部分地布置在所述吸附剂床的界面横截面积外部的阀门横截面积。作为额外的变型，所述方法可以包括：形成头部；产生多个进入所述头部的阀口；和将所述头部固定到体部上以形成所述外壳。此外，所述方法可以包括形成头部；形成板；产生多个进入所述板的阀口；将所述板与所述头部和体部相邻固定或固定在所述头部和体部之间，其中所述多个阀门中的至少一个让至少部分地布置在所述吸附剂床的界面横截面积外部的阀门横截面积固定到所述板上。另外，所述方法可以包括形成头部；形成体部；产生多个进入所述体部的阀口；将所述多个阀口固定到所述体部中；和将所述头部固定到所述体部上以形成所述外壳。为了形成所述体部，所述方法可以包括形成具有第一内直径的第一体部和形成与所述第一体部相邻的具有第二内直径的第二体部，其中所述第二内直径大于所述第一内直径和所述第一体部与所述吸附剂床相邻。此外，所述方法可以包括将共同的动作机构固定到所述多个阀门上，其中所述共同的动作机构配置用来打开或关闭所述多个阀门；将与所述吸附剂床相邻的填料布置在所述内部区域内，其中所述填料配置用来减少所述内部区域内的死体积；和/或将流动分布器布置在所述吸附剂床和所述多个阀门之间，其中所述流动分布器配置用来将流体分布到所述吸附剂床。
在一个或多个实施方案中，材料可以包括负载在非吸附剂载体上的吸附剂材料。吸附剂材料的非限制性实例可以包括氧化铝、多微孔沸石、碳、阳离子沸石、高二氧化硅沸石、高度硅质有序化中孔材料、溶胶凝胶材料、铝磷和氧(ALPO)材料(主要含铝磷和氧的微孔和中孔材料)、硅铝磷和氧(SAPO)材料(主要含硅铝磷和氧的微孔和中孔材料)、金属有机骨架(MOF)材料(由金属有机骨架构成的微孔和中孔材料)和沸石咪唑化物骨架(ZIF)材料(由沸石咪唑化物骨架构成的微孔和中孔材料)。其它材料包括用官能团官能化的微孔和中孔吸附剂。可以用于CO2除去的官能团的实例可以包括伯、仲、叔及其它非原生碱性基团例如脒、胍和双胍。
在一个或多个实施方案中，吸附剂床单元可以用于从进料料流分离污染物。所述方法可以包括让气态进料料流在进料压力下穿过具有吸附剂接触器的吸附剂床单元以从所述气态进料料流将一种或多种污染物分离而形成产物料流，其中所述吸附剂接触器具有第一部分和第二部分；中断所述气态进料料流的流动；进行减压步骤，其中所述减压步骤将所述吸附剂床单元内的压力减小；进行吹扫步骤，其中所述吹扫步骤将所述吸附剂床单元内的压力减小和其中所述吹扫步骤包括让吹扫料流流到第一部分和第二部分之间的中间吹扫分布区；进行再加压步骤，其中所述再加压步骤提高所述吸附剂床单元内的压力；和重复步骤a)至e)至少一个额外的循环。
另外，在一个或多个实施方案中，吸附剂床单元可以包括吸附剂床，所述吸附剂床可以用于从气态混合物分离目标气体。所述吸附剂通常由负载在非吸附剂载体或接触器上的吸附剂材料构成。此种接触器主要含有平行流动通道，其中所述接触器的开孔体积(排除流动通道)的20体积％，优选15体积％或更少是大于大约20埃的孔隙。流动通道呈接触器的那种部分，即其中如果在进料料流进入接触器的点或位置和产物料流离开接触器的点或位置之间施加稳态压力差，则气体流动。在接触器中，将吸附剂引入到流动通道的壁中。
在又一个实施方案中，描述了从气态进料料流除去污染物的循环变吸附剂床单元。所述吸附剂床单元包括：形成内部区域的外壳；布置在所述内部区域内的吸附剂床；和多个固定到所述外壳的阀门，其中所述多个阀门中的每一个配置用来控制流体沿着从所述外壳外部的位置延伸的流路流经管道和流到所述吸附剂床，其中沿着与流路基本上垂直的方向将穿过所述多个阀门中的至少一个的流路布置在所述吸附剂床的外边缘以外。
另外，所述吸附剂床单元可以包括主动控制提升阀和被动控制阀。主动控制提升阀(可以称为主动控制提升阀组件)可以各自包括固定到可坐入头部内的盘状元件或可坐入插在头部内的独立阀门基座内的盘状元件上的杆元件。所述杆元件可以与动作机构，例如电动液压或电动气动动作机构连接，所述动作机构配置用来让相应的阀门对相应的杆元件施加线性运动。如可以领会的那样，动作机构可以对于方法中的不同步骤独立工作以激活单个阀或单个动作机构可以用来控制两个或更多个阀门。作为实例，打开主动控制提升阀可以包括用动作机构线性移动至少一个阀杆以在与所述至少一个阀杆连接的盘状元件和固定到所述吸附剂床单元的外壳上的基座之间提供开口。作为另一个实例，打开主动控制提升阀可以包括用动作机构移动固定到阀杆上的提升板以提供开口，其中所述阀杆中的每一个固定到盘状元件上并且所述开口中的每一个在所述盘状元件和固定到所述吸附剂床单元的外壳上的相关基座之间形成间隙或流路。
被动控制阀可以包括被动控制提升阀、被动控制止回阀、被动控制簧片阀和其它适合的被动控制阀。例如，被动控制提升阀(可以称为被动控制提升阀组件)可以各自包括固定到可坐入头部内的盘状元件上或可坐入插在头部内的独立阀门基座内的盘状元件上的杆元件。所述杆元件可以与偏压机构，例如弹簧或其它偏压机构连接，所述偏压机构配置用来让相应的阀门对相应的杆元件施加线性运动。如可以领会的那样，偏压机构可以对于方法中的不同步骤独立工作并且可以基于压力差激活以激活单个阀门或两个或更多个阀门。被动控制提升阀的一个构造可以包括弹簧加载的被动控制提升阀。在这种弹簧加载的构造中，盘状元件可以是与中空杆元件的整体组件，所述组件具有至少部分布置在所述中空杆元件内的弹簧。作为实例，被动控制提升阀的打开可以包括用产物偏压机构线性移动至少一个产物阀杆以在与至少一个产物阀杆连接的产物盘状元件和固定到所述吸附剂床单元的外壳上的产物基座之间提供产物开口。产物偏压机构可以配置用来基于内部区域和产物管道之间超过特定阈值的压力差线性移动。在其它构造中，基于压力差的线性运动可以对于同相工作的各种阀门而不同。例如，同相工作的被动控制阀可以包括小于25％，小于20％或小于10％的范围或差别窗口(例如，差别窗口可以计算为最高压力差减最低压力差，用所述差值除以最高压力差)。作为另一个实例，被动控制阀也可以配置为簧片阀，其由锚固在一端上的金属或复合材料的挠性条带组成并且弯曲以打开被动控制流动面积。被动控制止簧片阀可以用来在给定差压下在给定占用空间中提供更多流动。
在某些实施方案中，变吸附系统可以用于从进料料流除去污染物。举例来说，污染物可以包括CO2。因此，所述系统和方法可用来将进料料流中的CO2水平降低到低于产物料流中的预定规格(例如，小于或等于50份/百万份体积(ppmv)CO2)。作为另一个实例，污染物可以包括H2O。所述系统和方法可用来将进料料流中的H2O水平降低到低于产物料流中的预定规格(例如，小于150ppmv H2O，小于105ppmv H2O，小于30ppmv H2O，小于10ppmv H2O，小于1ppmv H2O或小于0.1ppmv H2O)。
在一个或多个实施方案中，本发明技术中的快速循环变吸附方法是快速循环变温吸附(RCTSA)和变压吸附(PSA)。例如，总循环时间可以大于1秒，或大于2秒；并且可以小于600秒，可以小于300秒，优选小于200秒，更优选小于100秒，可以小于90秒，或甚至更优选小于60秒。举例来说，循环持续时间可以是大于1秒且小于600秒的时间，循环持续时间是大于1秒且小于300秒的时间，或循环持续时间是大于1秒且小于200秒的时间。
就所公开发明的原理可能应用的许多可能的实施方案而言，应认识到说明性实施方案仅仅是本发明的优选实施例，而不应被认为限制本发明的范围。

Claims (28)

1.从气态进料料流除去污染物的循环变吸附剂床单元，所述吸附剂床单元包括：
形成内部区域的外壳；
布置在所述内部区域内的多个吸附剂床；
固定到所述外壳的多个阀门，其中所述多个阀门中的每一个配置用来控制流体沿着从所述外壳外部的位置延伸的流路流经管道和流到所述吸附剂床，其中所述多个阀门的全部具有完全布置在所述吸附剂床的界面横截面积外部的阀门横截面积；
其中所述吸附剂床单元还包括与所述多个吸附剂床相邻布置的并配置用来减少所述内部区域内的死体积的填料，
其中配置所述循环变吸附剂床单元以按照大于1秒且小于600秒的循环持续时间操作，
其中所述外壳包括与体部衔接的头部；和所述多个阀门固定到所述体部上。
2.权利要求1的循环变吸附剂床单元，其中所述体部包括包围所述吸附剂床的具有第一内直径的第一体部和与所述第一体部相邻的具有第二内直径的第二体部，其中所述第二内直径大于所述第一内直径。
3.权利要求1的循环变吸附剂床单元，其中所述多个阀门经由共同的动作机构操作。
4.权利要求1的循环变吸附剂床单元，其中所述吸附剂床单元还包括布置在所述吸附剂床和所述多个阀门之间的流动分布器。
5.权利要求1的循环变吸附剂床单元，其中所述外壳配置用来维持5psia-1,400psia的压力。
6.通过使用权利要求1-5中任一项的循环变吸附剂床单元从进料料流除去污染物的方法，所述方法包括：
a)在吸附剂床单元中进行一个或多个吸附步骤，其中所述吸附剂床单元包括形成内部区域的外壳和布置在所述内部区域内的多个吸附剂床；
其中所述一个或多个吸附步骤中的每一个包括：(i)打开多个进料提升阀以让气态进料料流从进料入口管道流到布置在所述吸附剂床单元的所述外壳的所述内部区域中的多个吸附剂床，其中所述多个进料提升阀中的每一个与所述进料入口管道直接流体连通并配置用来控制流体沿着从所述外壳外部的位置延伸的流路流过所述进料入口管道并流到所述多个吸附剂床，其中所述多个进料提升阀的全部具有完全布置在所述吸附剂床的界面横截面积外部的阀门横截面积，(ii)使所述气态进料料流暴露于所述吸附剂床以将一种或多种污染物从所述气态进料料流中分离以形成产物料流，和(iii)打开一个或多个产物提升阀以从所述外壳中的所述内部区域带离所述产物料流到产物管道；
b)进行一个或多个吹扫步骤，其中所述一个或多个吹扫步骤中的每一个包括让吹扫料流进入所述吸附剂床单元以在吹扫输出料流中带离所述一种或多种污染物的至少一部分；和
c)重复步骤a)-b)至少一个额外的循环，其中循环持续时间是大于1秒且小于600秒的时间；
其中所述吸附剂床单元还包括与所述多个吸附剂床相邻布置的并配置用来减少所述内部区域内的死体积的填料。
7.权利要求6的方法，其中打开多个进料提升阀还包括移动共同的动作机构以打开所述多个阀门。
8.权利要求6的方法，其中打开多个进料提升阀还包括让所述气态进料料流穿过与所述多个吸附剂床相邻布置的填料周围的流路。
9.权利要求6的方法，其中打开多个进料提升阀还包括经由布置在所述吸附剂床和所述多个进料提升阀之间的流动分布器将所述气态进料料流分布到所述多个吸附剂床。
10.权利要求6的方法，其中打开多个进料提升阀还包括用进料动作机构线性移动至少一个进料阀杆以在与所述至少一个进料阀杆连接的进料盘元件和固定到所述吸附剂床单元的外壳上的进料基座之间提供进料口。
11.权利要求6的方法，其中循环持续时间是大于1秒且小于300秒的时间以将一种或多种污染物从所述气态进料料流中分离而形成产物料流。
12.权利要求6的方法，其中所述气态进料料流是含大于1体积％烃的含烃料流，基于所述气态进料料流的总体积。
13.权利要求6的方法，其中所述气态进料料流的进料压力在400psia-1,400psia的范围中。
14.权利要求6的方法，其中进行一个或多个吸附步骤配置用来将二氧化碳CO2水平降低到小于50份/百万份体积。
15.权利要求6的方法，其中进行一个或多个吸附步骤配置用来将水H2O水平降低到小于105份/百万份体积。
16.循环变吸附剂床单元的制造方法，所述方法包括：
形成具有内部区域的外壳；
将多个吸附剂床布置在所述外壳的内部区域内；
布置填料，所述填料与所述多个吸附剂床相邻并配置用来减少所述内部区域内的死体积；
产生多个进入所述外壳的阀口；
在所述多个阀口中的每一个中将阀门固定到所述外壳上以形成多个阀门，其中所述多个阀门中的每一个配置用来控制流体沿着从所述外壳外部的位置延伸的流路流到所述吸附剂床，其中所述多个阀门的全部具有完全布置在所述多个吸附剂床的界面横截面积外部的阀门横截面积，
其中产生多个进入所述外壳的阀口包括：
形成头部；
形成体部；
产生多个进入所述体部的阀口；
将所述多个阀口固定到所述体部中；和
将所述头部固定到所述体部上以形成所述外壳。
17.权利要求16的方法，其中形成所述体部包括形成具有第一内直径的第一体部和形成与所述第一体部相邻的具有第二内直径的第二体部，其中所述第二内直径大于所述第一内直径和所述第一体部与所述多个吸附剂床相邻。
18.权利要求16的方法，其中形成所述体部包括形成具有第一内直径的第一体部和形成与所述第一体部相邻的具有第二内直径的第二体部，其中所述第二内直径小于所述第一内直径和所述第一体部与所述多个吸附剂床相邻。
19.权利要求16的方法，还包括将共同的动作机构固定到所述多个阀门上，其中所述共同的动作机构配置用来打开或关闭所述多个阀门。
20.权利要求16的方法，还包括将流动分布器布置在所述多个吸附剂床和所述多个阀门之间，其中所述流动分布器配置用来将流体分布到所述多个吸附剂床。
21.通过使用权利要求1-5中任一项的循环变吸附剂床单元从进料料流除去污染物的方法，所述方法包括：
a)在吸附剂床单元中进行一个或多个吸附步骤，其中所述吸附剂床单元包括形成内部区域的外壳和布置在所述内部区域内的多个吸附剂床；
其中所述一个或多个吸附步骤中的每一个包括：(i)打开一个或多个进料提升阀以让气态进料料流从进料入口管道流到布置在所述吸附剂床单元的外壳的内部区域中的吸附剂床，其中所述一个或多个进料提升阀中的每一个与所述进料入口管道直接流体连通并配置用来控制流体沿着从所述外壳外部的位置延伸的流路流过所述进料入口管道并流到所述多个吸附剂床，(ii)使所述气态进料料流暴露于所述吸附剂床以将一种或多种污染物从所述气态进料料流中分离以形成产物料流，和(iii)打开一个或多个产物提升阀以从所述外壳中的所述内部区域带离所述产物料流到产物管道；
b)进行一个或多个吹扫步骤，其中所述一个或多个吹扫步骤中的每一个包括让吹扫料流经过一个或多个吹扫提升阀流入所述吸附剂床单元和经由一个或多个吹扫输出提升阀在吹扫输出料流中带离所述一种或多种污染物的至少一部分；和
c)重复步骤a)至b)至少一个额外的循环，其中所述循环持续时间是大于1秒且小于600秒的时间，其中所述一个或多个进料提升阀的全部、一个或多个产物提升阀的全部、一个或多个吹扫提升阀的全部和一个或多个吹扫输出提升阀的全部具有完全布置在所述多个吸附剂床的界面横截面积外部的阀门横截面积；
其中所述吸附剂床单元还包括与所述多个吸附剂床相邻布置的并配置用来减少所述内部区域内的死体积的填料。
22.权利要求21的方法，其中打开多个进料提升阀还包括移动共同的动作机构以打开所述多个阀门。
23.权利要求21的方法，其中打开多个进料提升阀还包括让所述气态进料料流穿过与所述多个吸附剂床相邻布置的填料周围的流路。
24.权利要求21的方法，其中打开多个进料提升阀还包括经由布置在所述吸附剂床和所述多个进料提升阀之间的流动分布器将所述气态进料料流分布到所述多个吸附剂床。
25.权利要求21的方法，其中打开多个进料提升阀还包括用进料动作机构线性移动至少一个进料阀杆以在与所述至少一个进料阀杆连接的进料盘元件和固定到所述吸附剂床单元的外壳上的进料基座之间提供进料口。
26.权利要求21的方法，其中循环持续时间是大于1秒且小于300秒的时间以将一种或多种污染物从所述气态进料料流中分离而形成产物料流。
27.权利要求21的方法，其中所述气态进料料流是含大于1体积％烃的含烃料流，基于所述气态进料料流的总体积。
28.权利要求21的方法，其中所述气态进料料流的进料压力在400psia-1,400psia的范围中。
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