[发明专利]变压吸附气体分离工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体分离工艺，尤其是一种利用置换尾气经过两次吸附提高产品气产率的变压吸附气体分离工艺。

背景技术

目前，在现有的变压吸附气体分离技术中，无论是易吸附相得产品，如变压吸附制纯二氧化碳，还是难吸附相得产品，如变压吸附制氢技术，或者是即需要从易吸附相获得产品又需要从难吸附相获得产品，如变压吸附从合成氨变换气中脱碳用于尿素生产，吸附塔在进行均压降压ED时，混合气都是从吸附塔的底部流入，经过吸附塔内部的吸附剂吸附后，产品从吸附塔的顶部流出，或者进入到下一个吸附塔进行浓度提纯，或者直接储存到贮存器中。

现在气体分离技术中，在对吸附塔内部的杂质进行置换后，置换所得的置换气直接排放，但是在吸附塔内进行置换时，吸附塔内的气体除了杂质气外还存留有部分产品气，如果直接将置换气排放，造成产品气也同时被排放，损失了部分产品气降低了产品气的产率。

现有的气体分离装置在分离气体的时候都是一次吸附塔完成吸附后即将产品气排出或者贮存，接着对该吸附塔进行后序的工作处理，这种吸附方式造成排出的产品气由于受到吸附塔内的吸附剂的影响，产品气内的杂质含量较多，无法得到纯度高的产品气。

中国专利局于2002年1月9日公告了一份CN1077447C号专利，名称为气体分离的串流变压吸附方法，该方法在第一、第二、吸附器及产品贮存器串联形成的回路中进行。原料为含污染物和产品组分的气体混合物，包括步骤：1、进料气体进入第一吸附器，作暂时停留，然后加压，使吸附剂吸附大部分的污染物组分并产出纯净的产品气体；2、通过第二吸附器和贮存器排出纯净的产品气体，第一吸附器并流减压；3、对第一、第二、吸附器作逆流放空；4、用贮存器中的纯净气体对第一、第二吸附器部分增压；然后重复步骤1-4。该方法就使用逆流放空，而且是将两个吸附器都放空，没有使用放空气，降低了产品气的产率，同时也不对吸附塔内部进行置换及解析处理，使得吸附塔内部的吸附剂吸附较多的杂质，长时间工作后会逐渐降低吸附的效果。

发明内容

本发明解决了气体分离中置换气被排放，造成部分产品气损失的缺陷，提供一种置换气不放空并作为另一吸附塔增压使用的气体，同时还能分离得到置换气中的产品气，提高了产品气的产率的气体分离置变压吸附工艺。

本发明还解决了现有技术中气体吸附通过一次吸附塔就排出产品气造成产品气纯度不高的缺陷，提供一种连续经过两个吸附塔进行吸附能得到较高纯度的产品气的变压吸附气体分离工艺。

本发明还解决了现有技术中对经过两次吸附的吸附塔进行逆流放空，会带走处于第一吸附塔内的产品气同时降低产品气产率的缺陷，提供一种经过两次吸附，并将吸附塔内的残留气顺向转移到另一吸附塔，提高了吸附效果增加产品纯度的变压吸附气体分离工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种变压吸附气体分离工艺，工艺流程包括7个工序分别为吸附、降压、置换、放空、抽真空、升压和充压，包括如下步骤：（1）吸附工序为串联吸附，由两个吸附塔共同完成，两吸附塔分为一级吸附塔和二级吸附塔，一级吸附塔经过吸附产生中间气顺向转移给二级吸附塔，经过二级吸附塔吸附得到产品气，产品气进入下一工段；（2）产品气达到指标开始降压，二级吸附塔内的气体降压转移到下一串联吸附的两个吸附塔中的二级吸附塔，原一级吸附塔内的气体降压转移到原二级吸附塔；原二级吸附塔成为下一串联吸附的一级吸附塔；（3）对原一级吸附塔进行置换，下一串联吸附工序中的一级吸附塔和二级吸附塔组合完成吸附工序，高浓度气体从原一级吸附塔的底部进入顺向进行置换，置换气转移到需升压的吸附塔内；（4）串联吸附的一级吸附塔和二级吸附塔继续向另一吸附塔转移，完成降压，二级吸附塔再次成为下一串联吸附的一级吸附塔，原一级吸附塔开始放空；（5）串联吸附的一级吸附塔和二级吸附塔继续向另一吸附塔转移，完成降压，二级吸附塔再次成为下一串联吸附的一级吸附塔，原一级吸附塔开始抽真空，原二级吸附塔开始放空；（6）原一级吸附塔转移得到其他吸附塔经过压缩的置换气，原一级吸附塔完成升压工序，串联吸附工序中的一级吸附塔产生的中间气转移到该串联吸附工序中的二级吸附塔完成串联吸附工序的横向转移，上一串联吸附工序中的二级吸附塔成为一级吸附塔；（7）将产品气转移到原一级吸附塔内，使得原一级吸附塔内的压力达到吸附压力，将中间气转移到本串联吸附工序中的一级吸附塔内，使得一级吸附塔内的压力达到吸附压力；（8）如此重复步骤1-7并不断横向转移，至完成所有原料气分离。