NO163845B

NO163845B - Trykkskift-adsorpsjonsfremgangsmaate og apparatur for gasseparering.

Info

Publication number: NO163845B
Application number: NO822668A
Authority: NO
Inventors: George Ernest Ii Keller; Chia-Huei Alex Kuo
Original assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1981-08-06
Filing date: 1982-08-04
Publication date: 1990-04-23
Also published as: AU8690882A; BR8204595A; KR840000261A; US4354859A; JPS6222645B2; AU549901B2; KR870001751B1; CA1176182A; NO822668L; JPS5830322A; AR228318A1; ES514724A0; NO163845C; IL66398A0; ES8401325A1; EP0071964A1; IN158516B; ZA825228B

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en trykkskift-adsorpsjonsfremgangsmåte ved separering av en eller flere adsorberbare gasskomponenter. Oppfinnelsen angår også en apparatur for gjennomføring av denne fremgangsmåte.

Gassblandinger kan separeres ved velkjente selektive adsorpsjonsteknikker. En slik teknikk er trykkskift-adsorpsjon (PSA, "pressure swing adsorption") som med hell har vært benyttet for et antall kommersielle gassepareringsprosesser inkludert PSA-hydrogenrensing, PSA-oksygengjenvinning, PSA-metangjenvinning og lignende. Denne prosess inkluderer vanligvis høytrykksadsorpsjon, spyling og ny trykkpålegning. PSA-prosessen ble beskrevet i US-PS 3 176 444. Prosessen er utviklet ytterligere med henblikk på utførelsesformer som benytter et antall adsorpsjonssjikt anordnet i parallell slik som beskrevet i US-PS 3 430 418 og 3 968 849.

For noen anvendelser er det funnet ønskelig å benytte en prosess som overvinner de relativt lange cyklustider for PSA-prosessen. Som et resultat ble en hurtig trykkskift-adsorpsjonsprosess (RPSA, "rapid pressure , swing adsorption") utviklet for bruk i visse oksygenfremstillingsprosesser og for andre kommersielle gasseparasjonsprosesser. RPSA-prosessen og dette prosessystem er beskrevet i US-PS 4 194 891 og US-PS 4 194 892. Som beskrevet i disse patenter kan RPSA-prosessen gjennomføres med meget hurtige prosess-cykler, for eksempel mindre enn 30 sekunder, for å oppnå relativt høy adsorpsjonsproduktivitet og produktgjenvinning.

Mens RPSA-prosessen er i stand til å oppnå større produktivitet enn PSA-prosessen, er denne økende produktivitet ledsaget av tilsvarende høye drifts-, det vil si kraftomkostninger. Det er ønskelig i denne teknikk å oppnå en slik øket produktivitet ledsaget av en reduksjon i driftsomkostningene for adsorpsjonssystemet. I tillegg er det selvfølgelig alltid ønskelig i denne teknikk å utvikle en prosess og et system som kan øke separeringen av gasser ved slike høyere produktivitetsnivåer og reduserte omkostningsnivåer.

Det er derfor en gjenstand for oppfinnelsen å tilveiebringe en forbedret fremgangsmåte og apparatur for separering av gassblandlnger.

Det er en annen gjenstand for oppfinnelsen å tilveiebringe midler for å øke produksjonen av ønsket produkt ved selektiv adsorpsjon.

Det er en ytterligere gjenstand for oppfinnelsen å tilveie- . bringe en fremgangsmåte og en apparatur som muliggjør at produktiviteten økes ved reduserte driftsomkostninger ved selektiv adsorbtiv behandling av gassblandlnger.

Foreliggende oppfinnelse har således til hensikt å forbedre den kjente teknikk og angår derfor en trykkskift-adsorpsjonsfremgangsmåte ved separering av en eller flere lettere adsorberbare gasskomponenter fra mindre lett adsorberbare gasskomponenter i en gassblanding der en mategassblanding innføres til en adsorpsjonskolonne inneholdende et adsorberbart materiale i stand til selektivt å adsorbere den eller de lettere adsorberbare gasskomponenter i blandingen og der en gasstrøm anriket på en komponent trekkes av fra kolonnen og en gasstrøm anriket på den eller de andre gasskomponenter separat trekkes av fra kolonnen idet man;

a) gjennomfører tilførselen skjer på et punkt mellom de motsatte ender av kolonnen; b) legger på cykliske gasstrømnings- og trykkvariasjoner i gassblandingen i kolonnen fra en første ende av denne ved hjelp av første midler for større cyklisk volumforskyvning; c) trekker av en gasstrøm anriket på en gasskomponent fra den første ende av kolonnen; og d) trekker av en gasstrøm anriket på nevnte andre gasskomponenter fra den ende av kolonnen, hvorved gass-

blandingen hurtig føres frem og tilbake i kolonnen for å oppnå øket separering av gassblanding og fremstilling av

det ønskede produkt;

og denne fremgangsmåte karakteriseres ved at man:

mellom trinnene b) og c) legger på en cyklisk gasstrømnings-og trykkvariasjon på gassblandingen i kolonnen på samme tid fra den andre ende av denne ved hjelp av andre midler for mindre cyklisk volumforskyvning idet forholdet mellom volumforskyvningen som gis av nevnte andre midler og de som gis av nevnte første midler er 0,15 - 0,65, hvorved de andre midler for pålegging av variasjonene i forhold til de første midler arbeider i en fasevinkel innen området fra 30° forsinkelse til 90° forsprang.

Oppfinnelsen angår også en apparatur for gjennomføring av den ovenfor beskrevne fremgangsmåte omfattende innløpsanordninger for tilførsel av;

første midler for en større cyklisk volumforskyvning tilpasset til å legge på cykliske gasstrømnings— og -trykkvariasjoner på gassblandingen i kolonnen fra en første endedel av denne;

og denne apparatur karakteriseres ved at den videre omfatter: andre midler for mindre cyklisk volumforskyvning tilpasset til å legge på cykliske gasstrømnings- og -trykkvariasjoner på gassblandingen i kolonnen fra den andre motsatte ende av denne, idet forholdet mellom forskyvningen som gis av de andre midler og den som gis av de første er 0,15-0.65, hvorved de andre midler for syklisk drift har en fasevinkel innen området fra 30° forsinkelse til 90° forsprang i forhold til de første midler; idet utslippsanordningene er anordnet i motsatte ender av kolonnen.

Øket separering av en gassblanding og øket produksjon av ønsket produkt oppnås i en selektiv adsorpsjonsprosess der en cyklisk gasstrømning og trykkvariasjoner legges på gassblandingen fra motsatte ender av adsorpsjonskolonnen. Volumforskyvningene som legges på ved nevnte motsatte ender

av kolonnen er ulike og forholdet mellom den mindre og den større cykliske forskyvning er fra ca. 0,15 - ca. 0,65. Fasevinkelen for de ulike cykliske forskyvninger kan variere innen spesifikke grenser. Således vil midlene for den mindre cykliske volumforskyvning legge på strømnings- og trykkvariasjoner i en fasevinkel fra ca. 15° forsinkelse til ca. 75° forsprang i forhold til slike variasjoner lagt på av midlene for den større cykliske volumforskyvning.

Oppfinnelsen skal nedenfor beskrives i detalj under henvisning til de ledsagende tegninger, der: Figur 1 skjematisk viser en utførelsesform av oppfinnelsen som benytter stempler som midler for å legge på cykliske gasstrømnings- og trykkvariasjoner på gassblandingen i en adsorpsjonskolonne; Figur 2 er et diagram som viser virkningen av volumforskyvningsforholdet på sjiktproduktiviteten ved gjennom-føring av oppfinnelsen under anvendelse av apparaturen i figur 1; og Figur 3 er et diagram som viser virkningen av fasevinkelen for den cykliske volumforskyvning på sjiktproduktiviteten ved gjennomføring av oppfinnelsen ved hjelp av apparaturen i figur 1.

Målet for foreliggende oppfinnelse oppnås ved å benytte cykliske volumforskyvningsinnretninger på de motsatte ender av en adsorpsjonskolonne idet disse midler har forskjellig forskyvning og spesifiserte fasevinkler. De resulterende gasstrømnings- og -trykkvariasjoner resulterer i en høy produktivitetsseparering av komponentene i en gassblanding i en forbedret selektiv adsorpsjonsprosess. Den økede separering av gassblandingen og den økede produktivitet av det ønskede produkt gjennomføres ved oppnåelse av en hurtig cyklisk trykkskift-adsorpsjonsvirkning som tillater en reduksjon av driftsomkostningene sammenlignet med konven-sjonelle PSA-prosesser.

I en hensiktsmessig utførelsesform av oppfinnelsen benyttes drivstempler i f luidkommunikasjon ved hver ende av en adsorpsjonskolonne som midler for å legge opp cykliske gasstrømnings- og -trykkvariasjoner på gassblandingen som skal separeres i kolonnen. Stempler har tidligere vært benyttet som trykkmidler for å levere gassblandlnger under forhøyet trykk til en adsorpsjonskolonne, det skal henvises til US-PS 3 121 625 og US-PS 4 169 715. Når to-stempel-utførelsesformen av oppfinnelsen arbeider uten bevegelse av ett stempel, noe som omdannet prosessen til en teknikk av én-stempeltypen, ble ytelsen funnet å synke betydelig vis-å-vis drift i henhold til gjennomføring av foreliggende oppfinnelse.

Ved gasseparasjonsprosessen ifølge oppfinnelsen blir gassblandingen som skal separeres ført til en adsorpsjonskolonne i én av de to ender av kolonnen eller på et mellom-liggende punkt mellom kolonnens to ender. Kolonnen er ment å inneholde et adsorpsjonsmiddel i stand til selektivt å adsorbere den lettere adsorberbare gasskomponent i en gassblanding. Cykliske gasstrømnings- og -trykkvariasjoner legges på gassblandingen i kolonnen fra en første ende av denne ved hjelp av første midler som gir større cyklisk volumforskyvning. Cykliske gasstrømnings- og trykkvariasjoner legges også på gassblandingen samtidig i kolonnen fra den andre ende av denne ved hjelp av andre midler for mindre cyklisk volumforskyvning. De forskjellige cykliske forskyvninger som bevirkes i de motsatte ender av kolonnen, sammen med det beskrevne faseforhold for de cykliske gasstrømnings- og trykkvariasjoner, tjener til å gi spesifikke trykk- og strømningspulser inne i kolonnen, noe som igjen resulterer i at man oppnår den fordelaktige gass-separering ifølge oppfinnelsen.

For oppfinnelsens formål er forholdet mellom volumforskyvningen som oppnås ved de andre midler for mindre cyklisk volumforskyvning og det som oppnås ved de første midler for større cyklisk volumforskyvning generelt innen området

0,15 - 0,65. I foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen er dette forhold fra ca. 0,25 - ca. 0,50. Det skal forstås at den ønskede volumforskyvning kan oppnås på en hvilken som helt hensiktsmessig måte forenelig med formen av volumforskyvningsmidler som benyttes i en hvilken som helst spesiell utførelsesform av oppfinnelsen. Når det for eksempel benyttes drivstempler, oppnås den ønskede volumforskyvning ved å justere slaget for et stempel med gitt diameter. Alternativt kan det benyttes stempler med større eller mindre diameter mens slaget gjøres kortere eller lengre eftersom det er nødvendig, for å gi den ønskede volumforskyvning.

I tillegg til en slik relativt stempelforskyvning krever oppfinnelsen at fasevinkelen mellom drivstemplene eller de andre midler for cyklisk volumforskyvning holdes innen området for fasevinkler som her er beskrevet. De andre midler for den mindre cykliske volumforskyvning legger således ved gjennomføring av oppfinnelsen cykliske strømnings- og trykkvariasjoner på gassblandingen i en fasevinkel fra ca. 30° forsinkelse til ca. 90° forsprang på gassblandingen i forhold til det som legges på av de andre midler for større forskyvning. Denne fasevinkel som har en signifikant virkning på graden av separerbarhet for en gassblanding, er fortrinnsvis fra ca. 15° forsinkelse til ca. 75° forsprang og helst fra ca. 30° forsprang til ca. 45° forsprang. Som heri forstått skal heri uttrykket "forsprang" forstås å bety at de andre midler begynner å bevege seg mot sjiktet og fortsetter å bevege seg gjennom sin driftscyklus før den tilsvarende begynnende bevegelse mot sjiktet og fortsatt bevegelse for de andre midler under dennes 360° driftscyklus.

I den utførelsesform av oppfinnelsen som er vist i tegningenes figur 1 benyttes en motor 1 med variabel hastighets-regulering og som er forbundet med en reduksjonsgearboks 3 ved hjelp av et kjedetrekk 2, benyttet til å drive stempler 11 og 11<*>. Sleideveiver 4 montert på hver side av gearboksen 3 benyttes til å justere fasevinkelen mellom de to stempler. Stempelslaglengden Justeres ved hjelp av stempelarmer 6 og 6' som er forbundet til veiven 4 ved hjelp av slaglengde-justeringsbjelker 5 og 5<*>. Stemplene 11 og 11' omfatter nevnte stempelarmer 6 og 6", stempelføringer 7 og 7' samt stempelsluttvolumjusteringsmuttere 8 og 8' og stempelhoder 10 og 10<*>. Volumjusteringsmutterne benyttes for å justere sugvolumene 9 og 9' for stemplene.

Gassblandingen som skal separeres føres via rørledning 15 til tørkeren 16 og en kontrollventil 14 hvorfra den mates til adsorpsjonskolonnen 13 på et punkt mellom kolonnens ender. Kolonnen inneholder et sjikt av adsorpsjonsmiddel som er i stand til selektivt å adsorbere den hurtigere adsorberbare gasskomponent i gassblandingen. Kontrollventiler 12 og 12' benyttes for å regulere produktrenheten og strømningshastig-heten i hver ende av adsorpsjonskolonnen 13. Ved cyklisk drift av stemplene 11 og 11' legges cykliske gasstrømnings-og trykkvariasjoner på gassblandingen i kolonnen 13 fra de motsatte ender av denne ved hjelp av fluidkommunikasjon gjennom rørledningen 17 henholdsvis 17'.

Fagmannen vil være klar over at tallrike forandringer og modifikasjoner kan gjennomføres ved den utførelsesform som er vist i figur 1, mens man samtidig holder seg innenfor oppfinnelsens ramme. For eksempel kan det benyttes to eller flere adsorpsjonskolonner og hver stempelanordning kan tilpasses til å tjene mer enn én adsorpsjonskolonne. Mens tegningen viser drivstempler i fluidkommunikasjon med hver ende av kolonnen, skal det være klart at en hvilken som helst annen gassbevegelsesinnretning kan benyttes for å legge på de nødvendige cykliske gasstrømnings- og trykkvariasjoner fra de motsatte ender av kolonnen. Bevegelige diafragmaer i fluidkommunikasjon med hver ende av kolonnen eller kombina-sjoner av kompressorer og sugetanker er eksempler på andre midler som kan benyttes for å oppnå de fordelaktige gasstrøm-nings- og trykkvariasjoner.

Virkningen av den relative volumforskyvning som gis i hver ende av adsorpsjonskolonnen ble vist i en apparatur tilsvarende den som er vist i figur 1. Sammenlignende forsøk ble gjort med et stempel justert til å gi en større, cyklisk volumforskyvning, mens det andre stempel ga en mindre, cyklisk volumforskyvning, idet de relative stempelforskyvninger varierte ved en fast fasevinkel på 45° forsprang, det vil si at stempelet som ga kort forskyvning lå 45° foran stempelet med lang forskyvning. Hvert stempel hadde en diameter på ca. 10 cm og en stempelfrekvens på 48 til 50 omdr./min. Mategassen som ble benyttet var tørr luft under et matetrykk på 1,5 kg/cm<2> manometertrykk. Adsorpsjonskolonnen som ble benyttet hadde en innvendig diameter på ca. 16,7 mm, og en lengde på 228 mm med matepunktet 76 mm fra den lange forskyvningsenden av kolonnen, det vil si enden med det større stempel. Kolonnen var fylt med 93 g av et egnet adsorpsjonsmiddel i form av 40 x 80 13X molekylsiktmllli-kuler.

Apparaturen ble kjørt under de betingelser som er antydet ovenfor slik at luft innført i kolonnen ble ført hurtig frem og tilbake i denne som et resultat av de cykliske gasstrøm-nings- og trykkvariasjoner som ble pålagt fra de motsatte ender av kolonnen. Resultatene ved forskjellige relative stempelforskyvninger er vist i tabell I nedenfor og illu-strert i tegningenes figur 2.

Det fremgår at figur 2 viser at produktiviteten er avhengig av forholdet mellom volumforskyvningen som gis av midlene for mindre cyklisk forskyvning og forskyvningen som gis av midlene for større cyklisk forskyvning. Det skal bemerkes at uten bevegelse av det korte stempel vil det antydede forhold være null, tilsvarende den én-stempeldrift som er antydet ovenfor. Uten bevegelse av det korte stempel antyder figur 2 og tabell I at den meget ønskede målseparering på 90 mol-$ oksygen gjenvunnet i strømmen som trekkes av fra kolonnen og 90 mol-% nitrogen + argon gjenvunnet fra den motsatte ende av kolonnen ikke kan oppnås.

Med en bevegelse av det korte stempel tilstrekkelig til å gi et volumforskyvningsforhold innen området som er antydet ovenfor og i kravene, kan den ønskede målseparering hurtig oppnås og dette ved ønskede produktivitetsnivåer.

Virkningen av fasevinkelen mellom den mindre og den større volumforskyvning ble vist i en serie sammenligningsforsøk ment å skille luft i en strøm inneholdende 90 mol-56 nitrogen og argon + 10# oksygen og en strøm inneholdende 90 mol-% oksygen og 10% nitrogen + argon. Diametrene for stemplene som ble benyttet i apparaturen tilsvarende den som er vist i figur 1 var begge 101 mm. Stempelslaglengden for det korte stempel var 25,4 mm mens den for det lange stempel var 101 mm. Således var volumforskyvningsforholdet fiksert til 0,25. Frekvensen for stemplene var 45 til 50 omdr./min. Mategassen var tørrluft under et trykk på 1,05 kg/cm<2> manometertrykk. Adsorpsjonskolonnen og adsorpsjonsmidlet som ble benyttet var begge som angitt ovenfor med henblikk på de forsøk som ble gjennomført for å vise virkningen av de relative volumforskyvninger.

Under drift av apparaturen under slike betingelser som er angitt ovenfor ble mateluften tilført til kolonnen ført frem og tilbake i denne som et resultat av de cykliske gasstrøm-nings- og trykkvariasjoner som ble lagt på fra motsatte ender av kolonnen. Resultatene ved varierende stempelfasevinkler er vist i tabell II nedenfor og også i tegningenes figur 3.

Man ser at figur 3 viser at fasevinkelen har en meget signifikant virkning på produktiviteten. Det skal bemerkes at bruken av fasevinkler kun lett utenfor området som er angitt ovenfor kan benyttes til å oppnå separering, men ved sterkt reduserte produktivitetsnivåer. Mens slike lette avvik er ansett for å være innenfor oppfinnelsens ramme slik den er beskrevet, skal det påpekes at ved en forsinkelse på 45° kan den ønskede målseparering ikke oppnås. Tilsvarende kan heller ikke denne separering oppnås noe særlig ut over 90° forsprang. Ved bruk av fasevinkler innenfor det område som er antydet ovenfor og i kravene kan imidlertid målsepareringen lett oppnås med produktiviteten optimalisert ved de angitte foretrukne fasevinkelområder.

Oppfinnelsen kan anvendes for en hvilken som helst ønsket gassepareringsoperasjon der et adsorpsjonsmateriale er i stand til selektivt å adsorbere en lettere adsorberbar gasskomponent eller flere slike fra de mindre lett adsorberbare komponenter. Således kan oppfinnelsen benyttes for å separere oksygen og nitrogen i luftsepareringsenheter fra anvendelse i relativt liten skala som ved nye medisinske oksygenenheter eller lignende, opp til store oksygen- og nltrogenenheter. Hydrogengjenvinnlngs-separeringsenheter, slik som for gjenvinning av hydrogen fra metan, karbon-monoksyd eller andre gasser, kan også fordelaktig drives som beskrevet ifølge oppfinnelsen. Andre anvendelser av oppfinnelsen inkluderer, men er ikke begrenset til, separering av krakkede gasser, slik som lavtemperaturfjerning av hydrogen og metan fra krakket gass, C2H4/C2H6- og C3H5/C3Hs-separering og behandling av luftegasstrømmer, for eksempel rensing av intertgasser derfra og tilbakeføring av reaktanter og produkter for ytterligere behandling.

Oppfinnelsen skal beskrives nedenfor under henvisning til spesielle illustrerende eksempler. Det skal være klart at slike eksempler kun er ment så godt som mulig å illustrere oppfinnelsens gjennomføring, men skal ikke anses som begrensende for oppfinnelsens ramme slik denne fremgår av de ledsagende krav.

Eksempel 1

Ved å benytte en apparatur som vist i figur 1 ble en luftstrøm under et trykk på 1,05 kg/cm<2> manometertrykk matet til midten av et adsorpsjonssjikt med en innvendig diameter på 26,6 mm og en lengde på 222,3 mm, inneholdende 82,55 g 13X molekylsiktadsorpsjonsmiddel, oppmalt og siktet til 40 til 80 mesh. Hvert stempel hadde en diameter på 44,5 mm og en lengde på 50,8 mm. Sluttsugevolumet, det vil si det volum som var tilbake i sylinderen når stempelet var lengst inne i sylinderen, var 9,83 cm<5.> Langslagsstempelet hadde en slaglengde på 76,2 mm, mens kortslagsstempelet hadde en slaglengde på 25,4 mm. Fasevinkelen mellom de 360° arbeidende stemplet var slik at kortslagsstempelet lå 45° foran langslagsstempelet. Stempelfrekvensen var 30 omdr./min. Så å si total separering var oppnåelig slik det vises i resultatene I tabell III nedenfor, noe som viser det meget ønskede resultat og den fordelaktige fremstilling av to rene produkter, en +99$ nitrogenstrøm og en 95% oksygenstrøm vis-å-vis den enkle rene produkt som generelt kan oppnås ved en konvensjonell PSA-prosess.

Resultatene som angitt i nevnte tabell III viste også at når slike meget høye renhetsnivåer for begge produkter- kan oppnås, kan de fordelaktige høye produktivitetsnivåer Ifølge oppfinnelsen økes for en gitt fasevinkel og volumforskyvningsforhold ifølge oppfinnelsen.

Eksempel 2

Prosessen som utført i eksempel 1 ble gjentatt bortsett fra at man benyttet et 177,8 mm langt sjikt inneholdende 51,15 g A-BAC (Bead Activated Carbon), oppmalt og siktet til 40/80 mesh som adsorpsjonsmiddel. En H2/CH4~(50/50$)-blanding under et trykk på 1,05 kg/cm<2> manometertrykk ble matet til midten av adsorpsjonssjiktet. Resultatene slik de er vist i tabell IV nedenfor ser man bekreftet at så å si ren hydrogen og metan, det vil si 99%, lett kan gjenvinnes fra den ovenfor nevnte blanding ved å gjennomføre oppfinnelsen.

Som i eksempel 1 øket produktiviteten i de tilfeller der slik høy renhet Ikke er nødvendig.

Eksempel 3

Den i eksempel 1 beskrevne drift ble gjentatt, bortsett fra at, fasevinkelen ble variert. Resultatene er vist i tabell V.

Mens man tidligere har sett at en 99,9 %- lg nitrogenstrøm kan fremstilles ved langslagsstempelenden for kolonnen og at en 95,0 %- ig oksygenstrøm samtidig kan fremstilles ved kortslagsstempelenden ved et kortstempelforsprang på 45°, er det vist at en fasevinkel på kortstempel 45° forsinkelse kan gi en så å si ren nitrogenstrøm 1 stedet for oksygen fra kortslagsstempelenden. Samtidig oppnås kun en ca. 45 oksygenstrøm fra langslagsenden av kolonnen. Disse resultater viser at man den lett adsorberbare gasskomponent vanligvis gjenvinnes ved kortslagsenden, kan apparaturen Ifølge oppfinnelsen under spesielle betingelser arbeide slik at denne virkning reverseres slik at de lettere adsorberbare gasskomponenter gjenvinnes ved kortslagsenden av kolonnen. De totale resultater som vist i tabell V bekrefter ytterligere at fasevinkelen har en signifikant virkning på produktiviteten og den separering som kan oppnås ved gjennomføring av oppfinnelsen.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen gir et meget betydelig fremskritt når det gjelder gassadsorpsjon. Ved å bringe en gassblanding til en adsorpsjonskolonne og å føre den hurtig frem og tilbake i kolonnen under påvirkning av varierende gasstrømnings- og trykkvariasjoner, lagt på fra de motsatte ender av kolonnen, muliggjør oppfinnelsen høy produktivitet av separerte gasskomponenter. Denne ønskelige produktivitet oppnås ved hjelp av å drive stempler eller andre midler for på hensiktsmessig måte å oppnå gasstrømnings- og trykkvariasjoner ved reduserte driftsomkostningsnivåer, for eksempel kraftomkostninger, sammenlignet med for eksempel RPSA-prosesser der konvensjonell trykkskift-adsorpsjon gjennom-føres med meget hurtige cyklustider for å øke produktiviteten. Tilpassbarheten av oppfinnelsen, spesielt utførelses-former av denne for å fremstille rene produkter i motsatte ender av adsorpsjonskolonnen, øker videre betydningen av oppfinnelsen innen denne teknikk. Det vil være klart for fagmannen i denne teknikk at dette representerer et ekstremt viktig fremskritt i den kjemiske industri.

Claims

1. Trykkskift-adsorpsjonsfremgangsmåte ved separering av en eller flere lettere adsorberbare gasskomponenter fra mindre lett adsorberbare gasskomponenter i en gassblanding der en mategassblanding innføres til en adsorpsjonskolonne inneholdende et adsorberbart materiale i stand til selektivt å adsorbere den eller de lettere adsorberbare gasskomponenter i blandingen og der en gasstrøm anriket på en komponent trekkes av fra kolonnen og en gasstrøm anriket på den eller de andre gasskomponenter separat trekkes av fra kolonnen idet man; a) gjennomfører tilførselen skjer på et punkt mellom de motsatte ender av kolonnen; b) legger på cykliske gasstrømnings- og trykkvariasjoner i gassblandingen i kolonnen fra en første ende av denne ved hjelp av første midler for større cyklisk volumforskyvning; c) trekker av en gasstrøm anriket på en gasskomponent fra den første ende av kolonnen; og d) trekker av en gasstrøm anriket på nevnte andre gasskomponenter fra den ende a<y> kolonnen, hvorved gassblandingen hurtig føres frem og tilbake i kolonnen for å oppnå øket separering av gassblanding og fremstilling av det ønskede produkt; karakterisert ved at man: mellom trinnene b) og c) legger på en cyklisk gasstrømnings-og trykkvariasjon på gassblandingen i kolonnen på samme tid fra den andre ende av denne ved hjelp av andre midler for mindre cyklisk volumforskyvning idet forholdet mellom volumforskyvningen som gis av nevnte andre midler og de som gis av nevnte første midler er 0,15 - 0,65, hvorved de andre midler for pålegging av variasjonene i forhold til de første midler arbeider i en fasevinkel innen området fra 30' forsinkelse til 90° forsprang.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at fasevinkelen for midlene for tilveiebringelse av den andre forskyvning er fra 15" forsinkelse til 75" forsprang.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at fasevinkelen er fra 30 % forsprang til 45 % forsprang.

4 . Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at volumforskyvningsforholdet mellom de andre midler og første midler er 0,25 - 0,50.

5 . Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte cykliske gasstrømnings- og -trykkvariasjoner legges på ved hjelp av drivstempler i fluid kommunikasjon med hver ende av kolonnen.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at variasjonene legges på ved hjelp av bevegelige diafragmaer i .fluid kommunikasjon med hver ende av kolonnen.

7. Apparatur for gjennomføring av fremgangsmåten ifølge krav 1 for trykkskiftadsorpsjonsseparering av en eller flere lettere adsorberbare gasskomponenter fra en eller flere mindre lett adsorberende gasskomponenter i en gassblanding omfattende en adsorpsjonskolonne Inneholdende et adsorpsjonsmiddel i stand til selektivt å adsorbere den lettere adsorberbare gasskomponent fra den mindre lett adsorberbare gasskomponent 1 gassblandingen og med innløp for innføring av mategass-blandingen til kolonnen og utsllppsanordninger for separat å trekke av en gasstrøm anriket på en komponent i gassblandingen og en gasstrøm anriket på den eller de ytterligere komponenter, omfattende innløpsanordninger for tilførsel av; første midler for en større cyklisk volumforskyvning tilpasset til å legge på cykliske gasstrømnings- og -trykkvariasjoner på gassblandingen i kolonnen fra en første endedel av denne; karakterisert ved at den videre omfatter: andre midler for mindre cyklisk volumforskyvning tilpasset til å legge på cykliske gasstrømnings- og -trykkvariasjoner på gassblandingen i kolonnen fra den andre motsatte ende av denne, idet forholdet mellom forskyvningen som gis av de andre midler og den som gis av de første er 0,15-0.65, hvorved de andre midler for syklisk drift har en fasevinkel innen området fra 30° forsinkelse til 90° forsprang i forhold til de første midler; idet utslippsanordningene er anordnet i motsatte ender av kolonnen.

8. Apparatur ifølge krav 7, karakterisert ved at volumforskyvnlngforholdet mellom nevnte andre midler og nevnte første midler er 0,25 - 0,50.

9. Apparatur ifølge krav 7, karakterisert ved at de andre midler er tilpasset cyklisk drift i en fasevinkel fra 15° forsinkelse til 70° forsprang fortrinnsvis 30° - 45° forsprang i forhold til de første midler.

10. Apparatur ifølge krav 7, karakterisert ved at nente første og andre cykliske volumforskyvningsmidler omfatter stempler i fluid kommunikasjon med hver ende av kolonnen.

11. Apparatur ifølge krav 7, karakterisert ved at nevnte første og andre cykliske volumforskyvningsmidler omfatter bevegelige diafragmaer i fluid kommunikasjon med hver ende av kolonnen.