[发明专利]通过压力摆动吸附生产高纯度氧

权利要求书

1.一种从包含氧，氮和氩的原料气体中回收氧的循环压力摆动吸附法，它包含组合的在前流程段，它包括：

(a)将原料气输入第一吸附区，该吸附区包含与氧和氩相比选择性地吸附氮的吸附剂，并从中取出除氮的中间气体；

(b)将除氮的中间气体输入包含吸附剂的第二吸附区，所述吸附剂与氩相比选择性地吸附氮，并且与氧相比选择性地吸附氩；

(c)从第二吸附区取出富氧产品气体；和

(d)终止原料气输入第一吸附区，并以与(c)相同的流动方向从第二吸附区中取出富氧减压气体；

其中，由第一吸附区发生氮穿透并且在氮穿透之后，氮被吸附在第二吸附区中。

2.权利要求1的方法，其中在(a)期间发生由第一吸附区的氮穿透，并且在氮穿透之后，氮被吸附在第二吸附区中。

3.权利要求1的方法，其中在(d)期间发生由第一吸附区的氮穿透，并且在氮穿透之后，氮被吸附在第二吸附区中。

4.权利要求1的方法，其中，在氮穿透之后，从第一吸附区取出的除氮中间气体中氮的浓度可在约0.5％体积和进入第一吸附区的原料气中氮的浓度之间。

5.权利要求1的方法，其中，富含氧的气体包含至少97％体积的氧。

6.权利要求1的方法，其中，第一吸附区中的吸附剂可包含一种或多种选自NaX、CaX、CaA、LiNaKX、LiZnX的吸附剂，其中X表示Si/Al比在约1.0和约1.25之间的X沸石。

7.权利要求1的方法，其中，第二吸附区中的吸附剂包含银交换的X沸石，其中，在23℃的氩亨利定律常数与氧亨利定律常数之比至少约1.05，并且所述吸附剂还具有低于或等于沸石中总的可交换位置的约0.7的银离子交换量。

8.权利要求7的方法，其中，在X沸石中的阳离子包含Li和Ag，并且离子交换阳离子组成呈Li_xAg_yM_zX的形式，式中0.85≤x+y≤1，0.2≤y≤0.7，0.0≤z≤0.15，M表示一种或多种阳离子，并且x、y和z表示沸石中总可交换位置的份数，其中，吸附剂的硅/铝比低于约1.25，氩/氧选择性大于约1.05。

9.权利要求1的方法，其中原料气体是空气。

10.权利要求1的方法，其中原料气体包含氧、氮和氩，在原料气体中氧的浓度在约20％和约95％体积之间，而原料气体中氩的浓度在约1％和约5％体积之间。

11.权利要求1的方法，其中，第二吸附区所占据的体积大于第一和第二吸附区所占体积的约35％并小于100％。

12.权利要求11的方法，其中，第二吸附区所占据的体积大于第一和第二吸附区所占体积的约50％并小于100％。

13.权利要求12的方法，其中，第二吸附区所占据的体积大于第一和第二吸附区所占体积的约50％并小于或等于75％。

14.权利要求13的方法，其中第一和第二吸附区包含：在单一容器中单个的吸附剂层。

15.权利要求1的方法，其中原料气体由另一压力摆动吸附法的气体产品提供，并且其中气体产品包含高达约95％体积的氧。

16.一种供压力摆动吸附法使用的吸附器，用于从包含氧、氮和氩的原料气体中回收氧，所述吸附器包括：

(a)带有进口端和出口端的容器；

(b)包含与氧和氩相比选择性吸附氮的吸附剂的第一吸附区；

(c)布置在第一吸附区和出口端之间的第二吸附区，其中，第二吸附区包含与氩相比选择性吸附氮、与氧相比选择性吸附氩的吸附剂，并且其中，第二吸附区所占据的体积大于第一和第二吸附区所占总体积的约50％并小于100％；

(d)用于将原料气送入吸附器中、位于入口端处的管线装置；和

(e)用于从吸附器中取出氧产品气体、位于出口端处的管线装置。

17.权利要求16的吸附器，其中，第一和第二吸附区可各自包含在容器中的第一和第二吸附剂层。

18.权利要求17的吸附器，其中，第二吸附剂层所占据的体积大于第一和第二吸附区所占总体积的约50％并小于或等于约75％。