[发明专利]在压力下联合产生CO2流的氢吸附提纯法

权利要求书

1.由主要含有所述氢气和次要部分的主要由二氧化碳、一氧化碳、甲烷和重质烃构成的杂质的进料制造极高纯度的氢的方法，将所述进料引入由多个床构成的吸附塔中，所述方法包含至少下列阶段：

a)使用另外的纯氢或进料流，部分或完全地、并流或逆流加压所述进料直至达到吸附阶段的压力(P_ads)的阶段，

b)在被包含在一个或多个床中的吸附剂固体上进行的在高压P_ads下吸附在阶段a)中的加压进料的杂质的阶段，

c)使来自步骤b)的流并流或逆流减压直至达到高于0.4兆帕的解吸压力P_des的阶段，

d)所述吸附剂在高压P_des下的并流或逆流解吸阶段，所述压力P_des低于吸附阶段的压力，

其中构成床或床的一部分的至少一种吸附剂具有在5兆帕的吸附压力(P_ads)和0.4兆帕的CO₂解吸压力(P_des)之间的至少2毫摩尔/克的二氧化碳动态吸附容量，该动态吸附容量是指在吸附阶段条件下吸附的CO₂量与在解吸后仍保持吸附的量之差。

2.如权利要求1所述的方法，其中该吸附塔由至少四个吸附剂床，优选至少十个吸附剂床构成。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中至少一种吸附剂在5兆帕的吸附压力(P_ads)和0.4兆帕的解吸压力(P_des)之间具有至少4毫摩尔/克的二氧化碳动态吸附容量。

4.如权利要求1或2所述的方法，其中至少一种吸附剂在3兆帕的P_ads和0.4兆帕的P_des之间具有至少2毫摩尔/克且优选至少4毫摩尔/克的二氧化碳动态吸附容量。

5.如权利要求1或2所述的方法，其中至少一种吸附剂在3兆帕的P_ads和0.5兆帕的P_des之间具有至少2毫摩尔/克且优选至少4毫摩尔/克的二氧化碳动态吸附容量。

6.如前述权利要求任一项所述的方法，其中所述吸附压力(P_ads)为1.5至5兆帕，所述解吸压力(P_des)为0.4至2兆帕。

7.如权利要求6所述的方法，其中吸附压力(P_ads)为2至4兆帕，解吸压力(P_des)为0.4至0.6兆帕。

8.如前述权利要求任一项所述的方法，其中所述吸附剂具有5至的孔尺寸和0.5至5毫升/克的孔体积。

9.如权利要求8所述的方法，其中所述吸附剂具有7至的孔尺寸和0.8至3毫升/克的孔体积。

10.如权利要求8或9任一项所述的方法，其中所述吸附剂选自“金属-有机骨架材料”、中孔二氧化硅、其比表面积高于2000平方米/克的活性炭。

11.如权利要求8至10任一项所述的方法，其中所述吸附剂选自呼吸性MOFs，即其孔在吸附压力(P_ads)下打开且其尺寸大于的挠性结构。

12.如权利要求8至11任一项所述的方法，其中所述吸附剂选自IRMOF-1、IRMOF-3、IRMOF-6、IRMOF-11、MOF-177、Cu₃(tatb)₂、MIL-100、MIL-101和MIL-53。

13.如前述权利要求任一项所述的方法，其中工作温度为10℃至250℃，优选10℃至100℃，最优选10℃至50℃。

14.根据PSA实施方式进行操作的如权利要求1至13任一项所述的方法，其中，除CO₂以外的杂质对所述吸附剂的亲合力接近于CO₂对所述吸附剂的亲合力，分多次进行加压阶段a)，且阶段c)包含至少两个如下限定的阶段：

c1)一个或多个并流部分减压阶段，

c2)一个或多个逆流减压阶段。