一种提高吸附相产品回收率的变压吸附方法技术

本发明专利技术公开了一种提高吸附相产品回收率的变压吸附方法，其中变压吸附系统包括变压吸附1段和变压吸附2段和变压吸附3段，每段变压吸附分别由至少二个装填有吸附剂的吸附塔构成，变压吸附1段和变压吸附2段的每个吸附塔至少依次循环经历吸附、置换、抽空、升压步骤，且变压吸附1段和变压吸附2段的置换废气作为原料气进入变压吸附2段，变压吸附3段的每个吸附塔至少依次循环经历吸附、逆放或抽空、升压步骤，变压吸附1段和变压吸附2段的吸附废气作为变压吸附3段的原料气进入变压吸附3段，变压吸附3段的逆放气、抽空气返回变压吸附1段作为变压吸附1段的原料气。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种从混合气中分离回收吸附相产品的变压吸附(PSA)方法，特别是涉及一种在分离回收吸附相产品过程中包含有置换步骤的变压吸附方法。技术背景变压吸附方法是利用多孔固体吸附剂在一定压力下对混合气体中不同组分具有选择性吸附的特性实现混合气体的分离。根据需要分离的产品在吸附床中处于的吸附或非吸附状态可分为吸附相产品和非吸附相产品。现有的分离回收合成氨变换气中的二氧化碳，从脱除二氧化碳后水煤气、半水煤气中分离回收一氧化碳，以及分离回收混合气体中的烃类组分，如从炼油厂催化裂化干气中分离回收乙烯、乙烷和C2以上组分等吸附相产品的变压吸附技术中，为了提高吸附相产品的含量，采用了返回部分产品气置换吸附床的工艺。置换工艺提高了吸附相产品的纯度，同时也使吸附器出口端吸附相产品的分压提高， 由于真空泵的抽空效率和吸附相产品在吸附剂上脱附传质阻力的影响，在变压吸附分离过程的减压脱附阶段，吸附器出口段会残余部分未能完全脱附的吸附相产品，这一部分产品在接下来的吸附过程中会被吸附废气带出吸附器，造成吸附相产品回收率的降低，影响变压吸附装置的经济效益。四川天一科技股份有限公司专利ZL200510129369. 3和专利 ZL200510118241. 7公开了采用二段法变压吸附回收置换废气中吸附相产品的方法，解决了置换废气降低吸附相产品回收率的问题，但未能涉及到解决吸附废气中带出吸附相产品而降低吸附相产品回收率的问题。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种从混合气中分离吸附相产品的变压吸附方法，该方法在包含有置换步骤的变压吸附过程中可提高产品的回收率。本专利技术的上述目的是通过如下技术方案实现的，其特征在于，该变压吸附系统包括变压吸附I段和变压吸附2段和变压吸附3段，每段变压吸附分别由至少二个装填有吸附剂的吸附塔构成，变压吸附I段和变压吸附2段的每个吸附塔至少依次循环经历吸附、置换、抽空、升压步骤，且变压吸附I段的置换废气作为原料气进入变压吸附2段，变压吸附3段的每个吸附塔至少依次循环经历吸附、逆放、升压步骤，或者至少依次循环经历吸附、抽空、升压步骤，变压吸附I段的吸附废气作为变压吸附3段的原料气，进入变压吸附3段，变压吸附3段的逆放气和抽空气增压后与变压吸附I段的原料气混合作为原料气引入变压吸附I 段。作为优选，变压吸附2段的原料气还可以包含变压吸附2段的置换废气。此外，变压吸附3段的原料气还可以包含变压吸附2段的吸附废气。进一步的，在本专利技术中，根据原料气压力和置换气压力增加下列步骤的一个或多个，在变压吸附I段和变压吸附2段的吸附步骤后增加I次或多次均压降步骤，置换步骤后增加I次或多次均压降步骤，抽空步骤前增加逆放步骤，在抽空步骤后增加一次或多次均压升步骤，在变压吸附3段依次循环经历吸附、逆放、抽空、升压步骤，并且在吸附步骤后增加I次或多次均压降步骤，在升压步骤前增加一次或多次均压升步骤；变压吸附3段的逆放气和抽空气返回变压吸附I段作为变压吸附I段的原料气。本专利技术的一个具体实例如下采用三段相互连接的变压吸附装置，在变压吸附I 段和变压吸附2段每个吸附塔至少依次循环经历吸附、置换、逆放、抽空、最终升压五个步骤。根据具体工艺的压力、纯度等参数，在吸附和逆放步骤之间还可包括至少一次或多次均压降步骤，均压降步骤可紧接吸附步骤之后，也可在置换步骤之后进行；并在抽空步骤之后紧接至少一次或多次均压升。在变压吸附过程中，第I段变压吸附装置处理进入变压吸附系统的原料气中的吸附相产品，从逆放气和抽空气中获得吸附相组分的产品气，直接返回部分产品气或返回部分产品气经加压后从吸附塔原料气入口端进入完成吸附步骤或有均压降步骤后的吸附塔， 置换吸附塔空隙中和吸附剂上吸附的少量非吸附相产品的杂质，以提高吸附塔中吸附相产品组分的浓度。变压吸附的置换步骤中从吸附塔出口端放出的气体称为置换废气。在本专利技术中， 更优选变压吸附I段和变压吸附2段的置换废气作为原料气进入变压吸附2段，通过再次吸附进一步回收置换废气中易吸附的产品气体以达到提高产品气回收率的目的。将变压吸附I段和变压吸附2段的吸附废气引入变压吸附3段，通过变压吸附3 段吸附器中装填的吸附剂，吸附变压吸附I段吸附废气中的吸附相产品组分，富含吸附相产品的变压吸附3段的逆放气或和抽空气经加压后返回变压吸附I段与变压吸附I段的原料气混合作为变压吸附I段的原料气经变压吸附装置回收吸附相产品。变压吸附3段中每个吸附塔至少依次循环经历吸附、逆放或抽空、升压步骤，作为优选，根据具体工艺的压力、 纯度等参数，在吸附和逆放步骤之间还可包括至少一次或多次均压降步骤，并在抽空步骤之后紧接至少一次或多次均压升。在本专利技术中，术语“一个或多个”中的“多个”为至少两个，优选为三个；“一次或多次”中的“多次”为至少两次，优选为三次。本专利技术的吸附步骤中选用的吸附剂为活性炭、活性氧化铝、硅胶和分子筛中的至少一种。吸附剂的选择和组合使用可依据被处理的混合气的组成或含量变化而定。上述变压吸附方法中变压吸附I段的吸附步骤压力大于O. 15MPa，变压吸附2段的吸附步骤压力为变压吸附I段的置换废气压力，置换步骤压力大于O. IMpa，变压吸附3段的吸附压力为变压吸附I段吸附废气的压力通常会大于O. 12MPa，逆放步骤压力大于O. IMpa, 抽空步骤压力为O. 01 O. 07MPa。(压力均用绝压表示)本专利技术的变压吸附方法适用于从吸附相获得产品的变压吸附系统，例如从合成氨变换气中分离回收二氧化碳，从脱除二氧化碳后的水煤气、半水煤气中分离回收一氧化碳，以及分离回收混合气体中的烃类组分，如从炼油厂催化裂化干气中分离回收乙烯、乙烷和C3以上组分等。本专利技术的上述变压吸附工艺中，变压吸附I段和变压吸附2段在每一个吸附塔的一次循环中都要经历吸附、置换、逆放、抽空、升压步骤，在变压吸附3段每一个吸附塔的一次循环中都要经历吸附、均压降、逆放、抽空、均压升和升压步骤以及根据吸附压力、吸附废气浓度要求、分离回收吸附相产品纯度要求等工艺条件，可对均压降、均压升步骤进行合理的取舍、排列和次数设置。每段吸附单元中的每个吸附塔都将经历相同的步骤，各塔只是在时间上相互错开，以使装置连续、稳定运行。本专利技术上述变压吸附I段和变压吸附2段中可供采用的各步骤具体过程如下 吸附A含易吸附和不易吸附组分的混合气体从吸附塔进口进入吸附床，吸附塔压力大于O.05Mpa，温度5 60°C，混合气体中的易吸附组分被吸附塔中装填的吸附剂吸附，不易吸附的组分从吸附塔出口排出被称为吸附废气。本步骤实现易吸附组分和不易吸附组分的分离。 均压降ED均压降步骤是将吸附步骤完成或置换步骤完成的吸附塔，通过管道和程控阀与进入均压升步骤的吸附塔连通，回收均压降步骤吸附塔中的有用组分和压力，提高吸附塔中吸附相组分的含量。均压降步骤根据吸附压力可设置成I次，或多次如一均降ElD和二均降E2D。·置换 RP返回部分逆放和抽空获得的吸附相产品气，对完成吸附步骤的吸附塔从原料气进口端进入吸附床，利用吸附相组分含量较高的产品气对吸附床吸附剂空隙中的杂质，和吸附剂中吸附的少量杂质进行置换，提高吸附塔中吸附相组分的含量。在本专利技术中置换步骤从吸附塔出口排出的置换废气进入变压吸附2段被用作变压吸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高吸附相产品回收率的变压吸附方法，其特征在于，该变压吸附系统包括变压吸附1段和变压吸附2段和变压吸附3段，每段变压吸附分别由至少二个装填有吸附剂的吸附塔构成，变压吸附1段和变压吸附2段的每个吸附塔至少依次循环经历吸附、置换、抽空、升压步骤，且变压吸附1段的置换废气作为原料气进入变压吸附2段，变压吸附3段的每个吸附塔至少依次循环经历吸附、逆放、升压步骤，或者至少依次循环经历吸附、抽空、升压步骤，变压吸附1段的吸附废气作为变压吸附3段的原料气，进入变压吸附3段，变压吸附3段的逆放气和抽空气增压后与变压吸附1段的原料气混合作为原料气引入变压吸附1段。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郜豫川，张剑锋，杨云，刘丽，
申请(专利权)人：四川天一科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：