[發(fā)明專利]多階抽真空變壓吸附工藝

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210039085.5
• 申請日: 2012-02-21
• 公開（公告）號: CN102580458A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張國瑞
• 申請（專利權(quán)）人: 北京信諾海博石化科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: B01D53/047
• 分類號: B01D53/047
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種變壓吸附工藝，特別是一種包含抽真空步驟的處理大規(guī)模氣體進(jìn)料量的變壓吸附工藝。

背景技術(shù)

變壓吸附(Pressure?swing?adsorption簡稱PSA)是利用吸附劑對不同氣體組分的吸附力存在差異和氣體組分在吸附劑上的吸附容量隨其氣相分壓升降而升降的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)氣體分離的一種分離方法。在變壓吸附工藝流程中，通常至少有兩個以上并行功能的內(nèi)部裝填著吸附劑的吸附床，包含至少一種易吸附氣體組分和至少一種不易吸附組分的原料混合氣體在一定壓力下經(jīng)過吸附床時，其中的易吸附組分被吸附劑吸附下來，不易吸附組分則穿過吸附床從出口排出，實(shí)現(xiàn)易吸附組分與不易吸附組分的分離，此過程中獲得不易吸附組分產(chǎn)品氣體。當(dāng)吸附劑接近達(dá)到飽和吸附時，切換操作，對結(jié)束吸附步驟的吸附床進(jìn)行降壓再生。在降壓過程中，隨著吸附壓力的下降，吸附劑的吸附容量逐漸降低，吸附在吸附劑上的易吸附組分隨之被脫附下來，此過程中得到易吸附組分產(chǎn)品。對于有些混合氣體原料，為了獲得更高純度的易吸附組分產(chǎn)品或不易吸附組分產(chǎn)品，或?yàn)榱送瑫r獲得更高純度易吸附組分產(chǎn)品和不易吸附組分產(chǎn)品，再生過程中吸附床壓力降至常壓后，還需要對吸附床進(jìn)行抽真空，將吸附床壓力再進(jìn)一步降壓至一定負(fù)壓，這種變壓吸附工藝有時人們稱之為真空變壓吸附(Vacuum?pressure?swing?adsorption簡稱VPSA)工藝。例如，煉廠裂解氣變壓吸附分離回收C₂⁺等輕烴、煉廠裂解氣變壓吸附回收C₂^＝等、油田天然氣變壓吸附分離回收C₂⁺或C₃⁺等輕烴、變換氣、合成氣等分離回收CO₂、氯乙烯尾氣變壓吸附回收氯乙烯、聚烯烴尾氣回收聚烯烴等等，這些變壓吸附過程大都采用VPSA工藝。

從吸附劑的吸附特點(diǎn)來看，氣體組分在吸附劑上的吸附容量隨該組分氣相分壓的變化并不是線性的，而是隨著分壓的下降，吸附容量呈接近指數(shù)型式下降。換句話說，隨著吸附壓力的降低，組分在吸附劑上的吸附容量顯著降低。對于VPSA工藝來說，這就意味著吸附條件相同時，隨著抽真空壓力的降低，吸附劑的動態(tài)吸附容量顯著增大，處理相同量原料氣所需的吸附劑量顯著減少；不但如此，抽真空壓力越低，吸附床再生得越徹底，吸附步驟得到的不易吸附組分產(chǎn)品氣體純度越高，易吸附組分收率也越高；同時抽真空壓力越低，得到的易吸附組分產(chǎn)品氣體純度越高，不易吸附組分收率也越高。因此，通常在VPSA工藝中，人們都希望盡可能獲得更低的抽真空壓力。

在VPSA技術(shù)中，吸附床結(jié)束吸附步驟后，通常有一個濃縮易吸附組分的過程，就是先后通過順向降壓步驟、與其它吸附床之間的均壓降壓步驟、或用易吸附組分產(chǎn)品氣體對吸附床進(jìn)行置換等步驟組合的濃縮過程，排出吸附床死空間內(nèi)和吸附劑上吸附的不易吸附組分，目的是使之后進(jìn)一步降壓過程中得到的易吸附組分產(chǎn)品氣體達(dá)到足夠高的純度。濃縮過程結(jié)束后通常是逆放步驟，將濃縮步驟后的吸附床進(jìn)一步降壓至常壓，降壓過程排出的氣體排入壓縮機(jī)入口緩沖罐。逆放步驟之后是抽真空步驟，就是用抽真空設(shè)備對吸附床抽真空，使吸附床壓力進(jìn)一步降低至負(fù)壓，抽真空降壓過程中脫附出來的氣體通常也排入壓縮機(jī)入口緩沖罐，與逆放步驟的氣體混合后作為易吸附組分產(chǎn)品氣體經(jīng)壓縮機(jī)升壓后排出。