[发明专利]一种全温程变压吸附气体分离提纯与净化的方法

说明书

本发明公开一种全温程变压吸附气体分离提纯与净化的方法，利用不同原料气体温度与压力、原料气体中各组分在‑80~200℃温度范围，以及0.03~4.0MPa压力范围内的吸附分离系数及物理化学性质的差异性，通过耦合各种分离方法调节变压吸附循环过程的吸附或解吸再生操作，拓展了变压或变温吸附分离过程仅限于通过压力或温度变化进行吸附与解吸再生循环操作的吸附理论，从而实现气体分离提纯与净化过程中的能量梯级利用、中浅冷与中高温变压吸附分离过程中吸附与解吸再生易于匹配和平衡的循环操作来分离提纯及净化各种原料气体，改变了传统吸附方法仅限于精制提纯的辅助作用并成为与精馏、吸收、萃取分离同等重要的基础性分离单元操作。

技术领域

本发明属于气体分离提纯与净化领域，更具体的说是涉及一种全温程变压吸附气体分离提纯与净化的方法。

背景技术

气体分离是将含有各种组分的混合物气体进行分离得到某一种或一些单组分作为产品气体或脱除某一种或一些单组分作为净化气体（或合格排放气体），比如，从乙烯裂解气中分离提取乙烯（C2H4）丙烯（C3H6），从焦炉煤气中脱除苯萘的净化，从乙烯及炼厂尾气中回收乙烯乙烷等的碳二及以上组分（C2及以上组分），从含氢炼厂干气中提取产品氢气（H2），从空气中提取氧气（O2）氮气（N2），从富氢气源脱除硫化氢（H2S），从生物制药尾气脱除易挥发性组分（VOC），以及从烟道气脱硫脱碳脱硝等。气体分离在石油化工、煤化工、生物医药、精细化工、电子、发电、煤炭、食品、日用品等各行各业得到广泛应用，尤其在大气环境保护、工业废气综合治理及工业生产节能减排中，气体分离已成为最主要的技术方法与手段。

气体分离一般把含多种组分的混合原料气体中需要脱除一些杂质组分，且这些杂质组分含量（浓度，均按体积比%，以下类同）小于1~10%，该分离过程称为净化，即脱除；其余分离过程称为分离提纯或提取。气体分离的技术方法包括，蒸馏、吸收、萃取、膜分离、干燥及吸附等化工单元操作。针对所分离目标组分及混合原料气体组分的不同与相应的分离原理不同，选择不同的分离方法加以处理。由于多数工业实际应用中所处理的原料气体组分、浓度、温度、压力及处理量等工况的复杂性，单一的分离方法难以发挥作用，因此，大部分需要对各种分离方法加以组合，才能有效地应用来解决气体分离过程的许多技术瓶颈，包括扩大应用领域，降低能耗与成本，提高效率及产品气体纯度等等。