[發明專利]由甲醇合成工藝弛放氣以變壓吸附方式分離制取高純度氫和二氧化碳的方法

無效

• 申請號: 00116188.1
• 申請日: 2000-10-19
• 公開（公告）號: CN1349841A
• 公開（公告）日: 2002-05-22
• 發明（設計）人: 曾迪琰;薛立震;杜華成;王俊昌
• 申請（專利權）人: 四川華泰投資有限責任公司;薛立震
• 主分類號: B01D53/047
• 分類號: B01D53/047;C01B3/56;C01B31/20
• 代理公司: 成都立信專利事務所有限公司
• 代理人: 濮家蔚

本發明涉及的是一種在以天然氣、重烴類化合物、煤、乙炔尾氣等為原料生產甲醇的工藝過程中，采用多床真空變壓吸附法對甲醇工藝弛放氣的組分進行分離，除去廢棄成分并同時輸出高純度的氫氣和純度大于98.0％的二氧化碳的方法。根據不同的甲醇原料氣制備工藝，該氫氣和/或二氧化碳可返回甲醇合成系統用于對甲醇合成原料氣的調優，也可以作為單獨的產品輸出。此方法既可與新建甲醇裝置配套實施，也可對已建的甲醇裝置進行改造和完善。

以煤、重烴類化合物、乙炔尾氣等為原料生產甲醇工藝中，在甲醇工藝弛放氣中除各種廢棄物成分外，還含有不同比例的氫和二氧化碳等為其合成工藝所需要的原料成分。一方面，將弛放氣全部作為廢氣排放，顯然是一種資源浪費。另一方面，為將甲醇合成原料氣組成的氫碳比值R_H/C(H₂-CO₂/CO+CO₂)調整到適宜或最佳的范圍，又要用適當的方式向合成氣中補充需要量的氫和/或二氧化碳。

采用變壓吸附法從含氫混合氣分離提純氫氣，已成功地廣泛用于化工、電子等領域。美國專利3,564,816中敘述了一種采用四床二均絕熱的變壓吸附工藝，廣泛使用于從含氫、二氧化碳、甲烷、一氧化碳等雜質的氣體混合物，例如石腦油蒸汽轉化氣中分離氫。但該工藝受到最大床層尺寸的限制，致使吸附床生產能力受到限制。倘若采用配備二套系統的方法解決此問題，卻又出現氫回收率低和吸附劑耗量大的問題。為此，在美國專利3,986,849中又提出了采用多床選擇吸附的絕熱變壓吸附法，是一種從原料氣中提取氫而放走其余成份的PSA十床三均工藝方法。其所用原料氣的主要組分：

??組份??H₂??CO??CO₂?CH₄??V％69.22?3.57?20.92?6.29

上述原料氣在壓力2.5Mpa，溫度40℃下進入其十床三均工藝的變壓吸附系統。每一個吸附床在一個循環周期內經歷吸附A、一次均壓降E1D、二次均壓升E2D、三次均壓降E3D、順向降壓PP、逆向降壓RD、沖洗P、三次均壓升E3R、二次均壓升E2R、一次均壓升E1R、最終升壓FR十一個步驟。在十床運行時，任何時刻有三個吸附床處在出產品的步驟，其余七個吸附床處在再生的不同步驟。該工藝從具有較高壓力的富氫原料氣中選擇性地吸附CH₄、CO及CO₂等雜質，得到高純產品氫。經該專利的改進，使產品回收率有所提高，氫的回收率可由80％提高到84％左右，同時產量不受吸附床大小的限制，且吸附床的總體積和吸附劑耗用量都比過去的方法有所減小，還能使變壓吸附實現大型化。但是該專利對吸附了雜質的吸附劑的再生是采用產品氫氣沖洗的方法來完成的。因此這部份氫氣無法回收，而使產品氫的收率不能進一步提高。同時，通過該專利方法僅能提供出氫氣一種產品，無法同時再提供出較高純度的二氧化碳產品。