[发明专利]回收高纯度二氧化碳的真空变压吸附方法

摘要

本发明通常涉及从至少含有CO₂和H₂的物流(如合成气)中回收纯度约≥90摩尔％的CO₂的真空变压吸附(VPSA)方法和设备。对CO₂ VPSA(30)单元的进料(24)可以高于环境压力。CO₂ VPSA单元产生三股物流，H₂-富集的物流(32)、H₂-消耗的物流(34)和CO₂产物物流(36)。当CO₂ VPSA单元安装在SMR/变换反应器(16，20)与H₂ PSA单元(28)之间时，预期通过提取CO₂而提高H₂的回收率，从而提高H₂ PSA进料物流中的H₂分压。回收的CO₂可以进一步提浓、封存或应用在诸如强化采油(EOR)的应用中。

主权项

1. 真空变压吸附(VPSA)方法，其用于在VPSA单元中从至少包含CO2和H2的多组分气体混合物中回收CO2，所述VPSA单元包含至少一个含有至少一种CO2-选择性吸附剂的吸附床，所述方法包括：将所述至少包含CO2和H2的多组分气体混合物进料给处于第一压力范围内的第一压力的所述至少一个吸附床预定的时间，以产生H2-富集的物流；在第一减压步骤中沿与所述进料流相同或相反的方向，将所述至少一个吸附床由第一压力范围减压至处于第二压力范围内的第二压力；在第二减压步骤中沿与所述进料流相同或相反的方向，将所述至少一个吸附床由第二压力范围减压至处于第三压力范围内的第三压力，所述第三压力范围低于所述第二压力范围；在第三减压步骤中沿与所述进料流相同或相反的方向，将所述至少一个吸附床由第三压力范围减压至预定的压力范围(P*)，以产生H2-消耗的物流；在放空(BD)步骤中沿与所述进料流相同或相反的方向，将所述至少一个吸附床由所述P*压力范围减压至接近环境压力的压力，以产生CO2产物的至少第一部分；将所述至少一个吸附床沿与进料流相反或相同的方向由接近环境压力的压力排空至低于环境压力的压力，以产生CO2产物的至少第二部分；在第一压力补偿步骤中沿与所述进料流相反或相同的方向对所述至少一个吸附床进行压力补偿；在第二压力补偿步骤中沿与所述进料流相反或相同的方向对所述至少一个吸附床进行进一步的压力补偿；在再加压(RP)步骤中将所述至少一个吸附床再加压至所述第一压力范围；其中所述方法循环重复。