[发明专利]一种针对富氢气源的净化回收工艺有效

专利信息
申请号: 201110442149.1 申请日: 2011-12-27
公开(公告)号: CN102500190A 公开(公告)日: 2012-06-20
发明(设计)人: 熊志强;王业勤 申请(专利权)人: 四川亚联高科技股份有限公司
主分类号: B01D53/053 分类号: B01D53/053;C01B3/56
代理公司: 成都九鼎天元知识产权代理有限公司 51214 代理人: 徐宏;吴彦峰
地址: 610041 四川省*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 一种 针对 氢气 净化 回收 工艺
【说明书】:

技术领域

发明是一以富氢气源为原料,利用一种新型的M-S吸附工艺,产出两种产品气,实现了富氢气源的高效利用、并减少了对大气的污染、提高了能源利用率,从真正意义上实现了环保低碳和经济效益的双赢。

背景技术

变压吸附(Pressure Swing Adsorption,简称PSA)是利用吸附剂或不同气体的吸附特性使气体净化的方法。变压吸附的操作循环是在二个不同压力条件下进行,在高压下吸附混合气体中的杂质,低压下解吸,这中间没有温度的变化,因此过程中不需要热量,与其他需要供热的方法相比设备装置比较简单,但变压吸附的缺点是放空与吹净时有效气体的损失大。

利用变压吸附分离工艺技术从天然气转化气中提纯H2的原理是利用吸附剂对不同吸附质的选择性和吸附剂对吸附质的吸附容量随压力变化而有差异的特性,在高压下吸附原料气中的杂质组分,低压下脱附这些杂质而使吸附剂获得再生,即获得再次吸附的能力,整个过程均在环境温度下进行。

下面以一典型的四塔变压吸附工艺来说明变压吸附的基本原理和循环:

变压吸附基本工作步骤分为吸附和再生两步。而再生又包括以下三步骤:

1.    吸附塔压力降至低压

首先是顺着吸附的方向进行降压(以下简称为顺向放压),接着是逆着吸附的方向进行降压(以下简称逆向放压)。顺向放压时,有一部分吸附剂仍处于吸附状态。逆向放压时,被吸附的部分杂质从吸附剂中解吸,并被排除出吸附塔。

2.    用纯氢在低压下冲洗吸附剂,以清除尚残留于吸附剂中的杂质。

3.    吸附塔升至吸附压力,以准备再次分离原料气。

本装置采用四塔一次均压变压吸附过程,每个吸附塔在一次循环中均需经历吸附(A)、一均降压(E1D)、顺向放压(PP)、二次降压(E2D)、逆向放压(D)、冲洗(P)、二次升压(E2R)、一均升压(E1R)以及最终升压(FR)等九个步骤。见附图1,四个吸附塔在执行程序的安排上相互错开,构成一个闭路循环,以保证原料连续输入和产品不断输出。

一、吸附(A)

    开启KC101;

来自甲醇裂解工段的原料气通过阀KC101自下而上进入A塔,在工作压力下吸附杂质组份,未被吸附的产品组份,通过阀KC105流出,其中大部分作为产品通过阀KC102从本系统中输出,剩余部分通过阀KC108、KC203向B塔进行最终升压。

吸附完毕,关闭阀KC101,停止进原料气,同时阀KC102亦无产品气输出。

二、一均降压(E1D)

    开启KC103;

A塔停止吸附后,与刚结束二次冲洗的C塔以出口端相连,即通过阀KC103、KC303与C塔进行第一级压力平衡,A塔压力降低。均压后A、C塔压力基本相等。

三、顺向放压(PP)

    开启KC104;

A塔完成降压平衡一步骤后,塔内剩余气体仍顺着出口方向通过阀KC104,顺放流量控制阀KC107,KC406冲洗刚完成逆向放压的D塔。当A塔压力降至规定值后,停止顺放,进行下一步骤。

关闭KC104。

四、二次降压(E2D)

继续开启KV104;

一次降压后A塔剩余的气体继续通过阀KC104、KC404与D塔出口端相连,进行第二次压力平衡,A塔压力再一次降低、直至两塔压力基本相等

关闭阀KC104/KC404;

五、逆向放压(D,简称:逆放)

开启阀KC105;

A塔内剩余的气体从塔的入口端经过阀KC105排至解吸气缓冲罐或其他装置,使吸附剂得到再生。A塔压力降为接近常压。

六、一次冲洗(P1)

开启阀KC204、KC107、KC106、KC105;

 A塔逆放后,尚残留在塔内的杂质是利用B塔顺放气,通过阀KC204、顺放流量控制阀KV107和KC106从A塔出口端进入A塔,自上而下地对A塔床层进行冲洗,使塔内杂质进一步脱附,并通过KC105输出。

七、二均升压(E2R)

继续开启阀KC204、KC104;

A塔完成一次冲洗之后,与刚结束顺放B塔以出口端相连,通过阀KC104、KC204与A塔以出口端相连,进行第二次压力平衡,A塔压力升高,直至两塔压力基本相等。

关闭阀KC104、KC204。

八、一均升压(E1R)

    开启阀KC103、KC303;

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