[發(fā)明專利]結合的快速循環(huán)的變溫和變壓吸附方法及其相關的裝置和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680046082.0
• 申請日: 2016-08-10
• 公開（公告）號: CN107847850B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發(fā)明（設計）人: B·D·馬歇爾;B·T·凱利;A·K·納格瓦拉普;H·W·德克曼;R·A·約翰遜;S·拉姆庫馬爾;R·H·歐爾福克
• 申請（專利權）人: 埃克森美孚上游研究公司
• 主分類號: B01D53/04
• 分類號: B01D53/04;B01D53/047;B01D53/26;C10L3/10
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 夏正東

提供進行變動吸附方法的裝置與系統(tǒng)。這種變動吸附方法可牽涉使物流經(jīng)過吸附床單元以處理管線品質的天然氣而形成符合液化天然氣(LNG)技術規(guī)格的物流。該方法可牽涉結合的TSA和PSA工藝，該工藝用于從進料物流中除去污染物。

相關申請的交叉參考

本申請要求于2015年9月2日提交的題目為結合的變壓和變溫吸附方法及其相關的裝置和系統(tǒng)的美國臨時申請No.62/213,270的權益，其整體通過參考引入本文。

另外，注意到本申請涉及2015年9月2日提交的題目為變動吸附方法及其相關的裝置與系統(tǒng)的美國臨時申請No.62/213,262；2015年9月2日提交的題目為變動吸附方法及其相關的裝置和系統(tǒng)的美國臨時申請No.62/213,267；2015年9月2日提交的題目為變動吸附方法及其相關的裝置和系統(tǒng)的美國臨時申請No.62/213,273。

技術領域

本發(fā)明的技術涉及與結合的變溫吸附(TSA)和變壓吸附(PSA)方法有關的系統(tǒng)。特別地，該系統(tǒng)包括結合的TSA和PSA方法以供處理管線品質的天然氣成液化天然氣(LNG)技術規(guī)格(specification)。

背景技術

氣體分離在許多工業(yè)中是重要的，并且典型地可通過引導氣體的混合物經(jīng)過優(yōu)先吸附一種或多種氣體組分而不是吸附一種或多種其他氣體組分的吸附劑材料來實現(xiàn)。未吸附的組分作為單獨的產品回收。

一類特別的氣體分離技術是變動吸附，例如變溫吸附(TSA)，變壓吸附(PSA)，變分壓吸附(PPSA)，快速循環(huán)的變溫吸附(RCTSA)，快速循環(huán)的變壓吸附(RCPSA)，快速循環(huán)的變分壓吸附(RCPPSA)，且不限于而且是前面提及的工藝，例如變溫和變壓吸附的組合。作為一個實例，PSA方法依賴于當氣體處于壓力下時，氣體更加容易吸附在吸附劑材料的孔結構或自由體積內的現(xiàn)象。也就是說，氣體壓力越高，容易吸附的氣體吸附量越大。當減壓時，所吸附的組分從吸附劑材料中釋放或解吸。

可使用變動吸附方法(例如，PSA和/或TSA)，分離氣體混合物中的氣體，因為不同氣體傾向于填充吸附劑材料的微孔到不同程度。例如，若氣體混合物，例如天然氣，在壓力下經(jīng)過含吸附劑材料的容器，所述吸附劑材料對二氧化碳比對甲烷更具選擇性，則至少一部分二氧化碳被吸附劑材料選擇性吸附，并且離開容器的氣體富含甲烷。當吸附劑材料到達其吸附二氧化碳的能力的極限時，其通過降低壓力從而釋放吸附的二氧化碳進行再生。然后，在啟動另一吸附循環(huán)之前，吸附劑材料典型地被吹掃和再增壓。

變動吸附方法典型地牽涉吸附床單元，所述吸附床單元包括吸附床，所述吸附床布置在外殼內且被構造為在該單元內維持流體在一個循環(huán)中不同步驟用的各種壓力下。這些吸附床在床結構中利用不同的填充(packing)材料。例如，吸附床利用格子磚、卵石床或其他可獲得的填充材料。作為改進，一些吸附床單元在床結構內可利用工程填充材料。工程填充材料可包括以具體構造，例如蜂窩，或陶瓷形式等提供的材料。

進一步地，各種吸附床單元可與導管和閥門一起結合，管理流體通過該循環(huán)的流動。精心策劃這些吸附床單元牽涉對于每一吸附床單元來說，該循環(huán)中的步驟與該系統(tǒng)中其他吸附床單元的配合。完整的循環(huán)可從數(shù)秒變化到數(shù)分鐘，當它經(jīng)過一個或多個吸附床單元轉移多種氣體物流時。