專利名稱：帶兩個(gè)順放罐的變壓吸附工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與變壓吸附方法，尤其與產(chǎn)品氣產(chǎn)量大的變壓吸附方法有關(guān)。

背景技術(shù)：
隨著變壓吸附裝置大型化的發(fā)展，特別是近年來(lái)特大型(氫氣產(chǎn)量大于10萬(wàn)Nm3/h)PSA裝置的發(fā)展，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，用戶對(duì)產(chǎn)品收率、投資及占地要求越來(lái)越苛刻，加上吸附塔容積太大會(huì)嚴(yán)重影響氣流在床層內(nèi)的分布及流動(dòng)，傳統(tǒng)的PSA工藝已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)大型化發(fā)展的要求。
下面以10塔工藝對(duì)比說明PSA工藝的發(fā)展 國(guó)外在80年代初推出了10-3-3工藝，即10臺(tái)吸附塔，3塔同時(shí)進(jìn)料，3次均壓工藝，30秒為1個(gè)步位。該工藝主要應(yīng)用于2.5MPa壓力下的中變氣提純氫氣工藝。該工藝時(shí)序表見表1。
表1PSA裝置10-3-3工藝時(shí)序表 分周期 1 2 3 4 5 67 8 9 10 步位 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 1819 20 時(shí)間s 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 3030 30 T0101 A A A A A A E1D E2D E3D PP PP PP D P P P E3R E2RE1R FR T0102 E1R FR A A A A A A E1D E2D E3D PP PP PP D P P PE3R E2R T0103 E3R E2R E1R FR A A A A A A E1DE2D E3D PP PP PP D PP P T0104 P P E3R E2R E1R FR A A A A A A E1D E2D E3D PP PP PPD P T0105 D P P P E3R E2R E1R FR A A A A A A E1D E2D E3D PPPP PP T0106 PP PP D P P P E3R E2R E1R FR A A A A A A E1D E2DE3D PP T0107 E3D PP PP PP D P P P E3R E2R E1R FR A A A A A AE1D E2D T0108 E1D E2D E3D PP PP PP D P P P E3R E2 E1R FR A A A AA A T0109 A A E1D E2D E3D PP PP PP D P P P E3R E2R E1R FR A AA A T01010 A A A A E1D E2D E3D PP PP PP D P P P E3R E2R E1R FRA A 從時(shí)序表可知，每臺(tái)吸附塔在一個(gè)循環(huán)周期內(nèi)依次經(jīng)歷吸附(A)、一次壓力均衡降(E1D)、二次壓力均衡降(E2D)、三次壓力均衡降(E3D)、順放(PP)、逆放(D)、沖洗(P)、三次壓力均衡升(E3R)、二次壓力均衡升(E2R)、一次壓力均衡升(E1R)、最終升壓(FR)。吸附占6個(gè)步位，順放(PP)占3個(gè)步位，沖洗(P)占3個(gè)步位。其余吸附塔也經(jīng)歷同樣的過程，只是時(shí)間上相互錯(cuò)開。
該工藝吸附(A)總時(shí)間為180秒，沖洗(P)時(shí)間為90秒，處理40℃，2.5MPa壓力下的原料氣最多只能實(shí)現(xiàn)3次均壓，因此產(chǎn)品氫氣的收率較低，最高收率為85％。
國(guó)外在80中期推出了改進(jìn)型的10-3-3工藝，主要改進(jìn)點(diǎn)將順放(PP)時(shí)間縮短為2個(gè)步位，將沖洗(P)時(shí)間延長(zhǎng)為4個(gè)步位。改進(jìn)后的10-3-3工藝時(shí)序表見表2。
表2改進(jìn)后的10-3-3工藝時(shí)序表分周期12345678910步位1234567891011121314151617181920時(shí)間s3030303030303030303030303030303030303030T0101AAAAAAE1DE2DE3DPPPPDPPPPE3RE2RE1RFRT0102E1RFRAAAAAAE1DE2DE3DPPPPDPPPPE3RE2RT0103E3RE2RE1RFRAAAAAAE1DE2DE3DPPPPDPPPPT0104PPE3RE2RE1RFRAAAAAAE1DE2DE3DPPPPDPPT0105PPPPE3RE2RE1RFRAAAAAAE1DE2DE3DPPPPDT0106PPDPPPPE3RE2RE1RFRAAAAAAE1DE2DE3DPPT0107E3DPPPPDPPPPE3RE2RE1RFRAAAAAAE1DE2DT0108E1DE2DE3DPPPPDPPPPE3RE2RE1RFRAAAAAAT0109AAE1DE2DE3DPPPPDPPPPE3RE2RE1RFRAAAAT01010AAAAE1DE2DE3DPPPPDPP PPE3RE2RE1RFRAA 由于沒有增加容器設(shè)備，該工藝某一塔的順放(PP)氣體同時(shí)用于兩臺(tái)待再生吸附塔的沖洗(P)，例如T0101吸附塔的第一步位順放氣(PP)同時(shí)用于T0108及T0109吸附塔的沖洗(P)；T0101吸附塔的第二步位順放氣(PP)同時(shí)用于T0109及T01010吸附塔的沖洗(P)。為了保證待沖洗的2臺(tái)吸附塔的沖洗氣流均勻，順放及沖洗回路必須采用可調(diào)節(jié)性程控閥，總共10臺(tái)。由于每臺(tái)可調(diào)節(jié)性程控閥的調(diào)節(jié)性能隨著安裝位置及運(yùn)行時(shí)間的變化而出現(xiàn)差異，導(dǎo)致進(jìn)入兩塔的沖洗氣流量不均勻，甚至嚴(yán)重偏流，致使再生效果惡化。
該工藝吸附(A)總時(shí)間為180秒，沖洗(P)時(shí)間為120秒，處理2.5MPa壓力下的中變氣最多只能實(shí)現(xiàn)3次均壓，因此產(chǎn)品氫氣的收率仍然不高，最高收率為85.5％。
國(guó)內(nèi)在90年代推出了10-3-4工藝，主要改進(jìn)點(diǎn)將3次均壓改為4次均壓；將順放(PP)時(shí)間由3個(gè)步位改為2個(gè)步位；將沖洗(P)時(shí)間由3個(gè)步位改為2個(gè)步位。每步設(shè)定時(shí)間為45秒。10-3-4工藝時(shí)序表見表3。
表310-3-4工藝時(shí)序表分周期123 4 5 6 7 8 9 10時(shí)間s4545454545454545454545454545454545454545步位1234567891011121314151617181920T0101AAAAAAE1DE2DE3DE4DPP1PP2DP2P1E4RE3RE2RE1RFRT0102E1RFRAAAAAAE1DE2DE3DE4DPP1PP2DP2P1E4RE3RE2RT0103E3RE2RE1RFRAAAAAAE1DE2DE3DE4DPP1PP2DP2P1E4RT0104P1E4RE3RE2RE1RFRAAAAAAE1DE2DE3DE4DPP1PP2DP2T0105DP2P1E4RE3RE2RE1RFRAAAAAAE1DE2DE3DE4DPP1PP2T0106PP1PP2DP2P1E4RE3RE2RE1RFRAAAAAAE1DE2DE3DE4DT0107E3DE4DPP1PP2DP2P1E4RE3RE2RE1RFRAAAAAAE1DE2DT0108E1DE2DE3DE4DPP1PP2DP2P1E4RE3RE2RE1RFRAAAAAAT0109AAE1DE2DE3DE4DPP1PP2DP2P1E4RE3RE2RE1RFRAAAAT01010AAAAE1DE2DE3DE4DPP1PP2DP2P1E4RE3RE2RE1RFRAA 從時(shí)序表可知，每臺(tái)吸附塔在一個(gè)循環(huán)周期內(nèi)依次經(jīng)歷吸附(A)、一次壓力均衡降(E1D)、二次壓力均衡降(E2D)、三次壓力均衡降(E3D)、四次壓力均衡降(E4D)、順放1(PP1)、順放2(PP2)、逆放(D)、沖洗(P2)1、沖洗2(P1)、四次壓力均衡升(E4R)、三次壓力均衡升(E3R)、二次壓力均衡升(E2R)、一次壓力均衡升(E1R)、最終升壓(FR)。其余吸附塔也經(jīng)歷同樣的過程，只是時(shí)間上相互錯(cuò)開。
該工藝的最大優(yōu)點(diǎn)是同樣數(shù)量的吸附塔實(shí)現(xiàn)了4次均壓。且采用兩次順放實(shí)現(xiàn)交錯(cuò)沖洗，即雜質(zhì)含量高的順放2(PP2)用于剛完成逆放(D)步驟雜質(zhì)含量相對(duì)多的吸附塔沖洗2(P2)，雜質(zhì)含量低的順放1(PP1)用于已經(jīng)完成沖洗2(P2)雜質(zhì)含量相對(duì)少的吸附塔沖洗(P1)，使得吸附劑再生更加徹底。有利于提高產(chǎn)品氫氣收率。
該工藝吸附(A)總時(shí)間為270秒，沖洗(P)時(shí)間為90秒，可實(shí)現(xiàn)4次均壓，用兩個(gè)步位順放實(shí)現(xiàn)交錯(cuò)沖洗使得吸附劑再生更加徹底。處理40℃，2.5MPa壓力下的原料氣，產(chǎn)品氫氣的收率達(dá)90％。比10-3-3工藝提高了4％的產(chǎn)品回收率，對(duì)特大型(氫氣產(chǎn)量大于10萬(wàn)Nm3/h)而言，每年增加利潤(rùn)幾千萬(wàn)元。
但該工藝的最大缺點(diǎn)是要保證90秒以上的沖洗再生時(shí)間，吸附(A)總時(shí)間最少270秒。比前述的10-3-3工藝吸附(A)總時(shí)間多95秒。這就意味著吸附塔容積及吸附劑的用量增加三分之一以上，投資及占地面積大大增加。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種投資少，占地少，產(chǎn)品回收率高，便于在線維修的帶兩個(gè)順放罐的變壓吸附方法。
本發(fā)明這樣實(shí)現(xiàn)的 本發(fā)明帶兩個(gè)順放罐的變壓吸附方法，將變壓吸附裝置的吸附塔分成兩個(gè)系列，每個(gè)系列配置一個(gè)順放罐用于儲(chǔ)存供吸附塔再生用的順放氣，每個(gè)系列的順放以及沖洗回路上配置程控閥及調(diào)節(jié)閥，該變壓吸附裝置的沖洗步驟為常壓沖洗。
每個(gè)系列的吸附塔的原料端通過程控閥接原料氣輸入管，產(chǎn)品端通過程控閥接產(chǎn)品氣輸出管，每個(gè)系列的吸附塔的產(chǎn)品端通過一個(gè)公共順放回路接該系列的順放罐的入口通過一個(gè)公共沖洗回路接該系列的順放罐的出口，每個(gè)吸附塔各通過一個(gè)程控閥通順放回路和沖洗回路，每個(gè)順放罐的出口通過一個(gè)調(diào)節(jié)閥接該系列的沖洗回路。
每個(gè)系列的順放罐通過另一臺(tái)調(diào)節(jié)閥接另一個(gè)系列的沖洗回路。
兩個(gè)系列的順放回路和沖洗回路分別通過一個(gè)手動(dòng)截止閥連接。
變壓吸附裝置為8個(gè)及8個(gè)以上的吸附塔組成的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)，每個(gè)吸附塔在一次循環(huán)中依次經(jīng)歷吸附(A)，至少一次均壓降(E1D、E2D、E3D、E4D、......；)、一個(gè)步位順放(PP)、逆向放壓(D)、多個(gè)步位沖洗(P)、至少一次均壓升(......、E4R、E3R、E2R、E1R)及最終升壓(FR)等工藝步驟。
變壓吸附步驟的壓力為0.8～5.0MPa(G)，沖洗步驟的壓力為0.01～0.1MPa(G)，操作溫度為10-45℃。
為了降低投資，并且不影響操作性能，本發(fā)明提供了一種帶兩個(gè)順放罐的變壓吸附方法，將PSA裝置的吸附塔分成兩個(gè)系列，每個(gè)系列配置一個(gè)順放罐用于儲(chǔ)存供吸附塔再生用的順放氣，并在每個(gè)系列的順放以及沖洗回路上配置相應(yīng)的程控閥及調(diào)節(jié)閥系統(tǒng)。
本發(fā)明的變壓吸附方法與傳統(tǒng)工藝相比，在保證同樣再生時(shí)間的前提下大大縮短順放時(shí)間，從而具有如下優(yōu)點(diǎn) ①可大大縮短吸附時(shí)間，減小吸附塔的體積及吸附劑的總量，從而大大節(jié)省投資； ②可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)系列的吸附塔分別沖洗或交錯(cuò)沖洗，具有更好的再生效果，從而提高裝置的產(chǎn)品回收率； ③可實(shí)現(xiàn)任意故障下的程序切換及在線維修，從而保證PSA裝置長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。
本發(fā)明特別適用于大型變壓吸附提純氫氣。



圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
圖2為本發(fā)明的又一工藝流程圖。

具體實(shí)施例方式 本發(fā)明的工藝至少由8個(gè)吸附床組成一個(gè)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)，根據(jù)工藝需要將PSA裝置的吸附塔分成兩個(gè)系列，每個(gè)系列配置一個(gè)順放罐用于儲(chǔ)存供吸附塔再生用的順放氣，并在每個(gè)系列的順放以及沖洗回路上配置相應(yīng)的程控閥及調(diào)節(jié)閥系統(tǒng)。每個(gè)吸附床在一次循環(huán)周期中經(jīng)歷以下幾個(gè)工藝步驟 (1)吸附(A)0.8～5.0MPa原料氣從吸附塔底部經(jīng)原料管道及程控閥進(jìn)入吸附塔，原料中的強(qiáng)吸附性的雜質(zhì)組分被吸附塔內(nèi)的吸附劑吸附，弱吸附性的產(chǎn)品組分穿過吸附劑從吸附塔上部經(jīng)管道及程控閥后排出并送出界區(qū)，當(dāng)雜質(zhì)在凈化氣體中達(dá)到規(guī)定濃度，關(guān)閉原料及產(chǎn)品程控閥，終止原料氣的進(jìn)料，停止吸附； (2)均壓降(ED)吸附(A)步驟后，開啟均壓閥門，將塔內(nèi)死空間中的產(chǎn)品組分及吸附熱向均壓升的吸附塔傳遞。均壓升的與該均壓降吸附塔的壓力相等后，關(guān)閉均壓閥門。根據(jù)吸附壓力、吸附劑的處理能力、床層數(shù)目的情況，均壓降可分一次或多次完成，可依次簡(jiǎn)稱為E1D、E2D、E3D、E4D、......； (3)順放(PP)完成均壓降后，吸附塔內(nèi)還有一部分弱吸附性的產(chǎn)品組分，分別開啟單雙系列吸附塔的順放程控閥，使得順放氣快速進(jìn)入順放罐。進(jìn)入順放罐中的氣體一部分經(jīng)順放罐出口的一臺(tái)調(diào)解閥穩(wěn)壓后均勻沖洗該系列的吸附塔，另一部分儲(chǔ)存起來(lái)用于其它沖洗步驟緩慢均勻沖洗，以提高再生效果。也可利用罐出口的調(diào)解閥的兩臺(tái)調(diào)節(jié)閥，實(shí)現(xiàn)兩系列吸附塔的交錯(cuò)沖洗。
(4)逆向放壓(D)在上述ED步驟結(jié)束后，吸附床內(nèi)尚殘留的氣體則通過床層的進(jìn)料端排走，逆向放壓終壓為0.02～0.05MPa(G)；(5)沖洗(P)為了使床層內(nèi)吸附劑再生得更徹底，采用常壓沖洗的方法，利用PP步驟吸附床排進(jìn)順放罐的氣體對(duì)該床層進(jìn)行沖洗，更進(jìn)一步地降低逆向放壓(D)步驟后該床層中雜質(zhì)的分壓，把殘余的雜質(zhì)從床層的進(jìn)料端排走，沖洗過程使床層壓力降至0.02～0.05MPa(G)； (6)均壓升(ER)這步與均壓降(ED)步驟相對(duì)應(yīng)，即利用均壓降(ED)步驟吸附床排出的氣體進(jìn)入已結(jié)束P步驟的吸附床，使其壓力逐漸升高。這一步驟可分一次或多次完成，可依次簡(jiǎn)稱為......、E4R、E3R、E2R、E1R； (7)最終升壓(FR)由于E1R步驟無(wú)法使吸附床壓力達(dá)到吸附壓力，因此需用正處于A步驟的吸附床所輸出的產(chǎn)品氣的一部分從產(chǎn)品端對(duì)該吸附床升壓，亦可用原料氣從床層進(jìn)料端對(duì)該吸附床升壓或產(chǎn)品氣和原料氣同時(shí)對(duì)吸附床進(jìn)行最終升壓，直至達(dá)到吸附壓力。
每個(gè)吸附床都經(jīng)歷相同的步驟，只是時(shí)序上相互交叉，以保證分離過程連續(xù)進(jìn)行。
下面以實(shí)例詳述本發(fā)明的內(nèi)容 實(shí)例1 10-3-4工藝。
10-3-4工藝時(shí)序表4，利用該工藝處理2.5MPa壓力下的原料氣。
表410-3-4工藝時(shí)序表分周期 1 2 3 4 567 8910步位1234567891011121314151617181920時(shí)間s3030303030303030303030303030303030303030T0101-1AAAAAAE1DE2DE3DE4DPPDPPPE4RE3RE2RE1RFRT0101-2E1RFRAAAAAAE1DE2DE3DE4DPPDPPPE4RE3RE2RT0101-3E3RE2RE1RFRAAAAAAE1DE2DE3DE4DPPDPPPE4RT0101-4PE4RE3RE2RE1RFRAAAAAAE1DE2DE3DE4DPPDPPT0101-5PPPE4RE3RE2RE1RFRAAAAAAE1DE2DE3DE4DPPDT0101-6PPDPPPE4RE3RE2RE1RFRAAAAAAE1DE2DE3DE4DT0101-7E3DE4DPPDPPPE4RE3RE2RE1RFRAAAAAAE1DE2DT0101-8E1DE2DE3DE4DPPDPPPE4RE3RE2RE1RFRAAAAAAT0101-9AAE1DE2DE3DE4DPPDPPPE4RE3RE2RE1RFRAAAAT0101-10AAAAE1DE2DE3DE4DPPDPPPE4RE3RE2RE1RFRAA 從時(shí)序表可知，每臺(tái)吸附塔在一個(gè)循環(huán)周期內(nèi)依次經(jīng)歷吸附(A)、一次壓力均衡降(E1D)、二次壓力均衡降(E2D)、三次壓力均衡降(E3D)、四次壓力均衡降(E4D)、1個(gè)步位順放(PP)、逆放(D)、3個(gè)步位沖洗(P)、四次壓力均衡升(E4R)、三次壓力均衡升(E3R)、二次壓力均衡升(E2R)、一次壓力均衡升(E1R)、最終升壓(FR)。其余吸附塔也經(jīng)歷同樣的過程，只是時(shí)間上相互錯(cuò)開。
從該時(shí)序表可知，由于只采用了一個(gè)步位順放(PP)，順放過程時(shí)間只有30秒，較傳統(tǒng)工藝大大縮短了順放時(shí)間，快速的順放過程可大大降低順了放氣中因降壓擴(kuò)散釋放出的雜質(zhì)含量，從而提高產(chǎn)品的回收率。利用所配置的兩個(gè)順放氣罐，該工藝實(shí)現(xiàn)了4次均壓，并增長(zhǎng)沖洗(P)時(shí)間，在保證90秒以上的沖洗再生時(shí)間前提下，吸附(A)總時(shí)間也只有180秒，與傳統(tǒng)PSA裝置相比，投資大大降低。
該P(yáng)SA裝置T0101-1、T0101-3、T0101-5、T0101-7、T0101-9吸附塔組成一系列，T0101-2、T0101-4、T0101-6、T0101-8、T0101-10組成另一系列；在兩個(gè)系列分別配置一臺(tái)順放氣緩沖罐V0101、V0102，兩個(gè)系列吸附塔與順放罐之間的順放回路上分別配置一臺(tái)程控閥KV-A、KV-B，在每個(gè)順放罐出口與吸附塔之間的沖洗回路上分別配置一臺(tái)調(diào)節(jié)閥FV-A、FV-B；兩個(gè)系列吸附塔及順放罐之間的管道上配置了手動(dòng)截止閥門，工藝流程見附圖1。當(dāng)某個(gè)系列吸附塔上的某一控制元件(含電磁閥、程控閥及調(diào)節(jié)閥)出現(xiàn)故障，可切除有故障的一系列，另一系列繼續(xù)運(yùn)行，真正實(shí)現(xiàn)故障元件在線維修。
每個(gè)吸附塔的順放(PP)步驟的順放氣經(jīng)該塔的順放程控閥及順放回路上的程控閥KV-A、KV-B分別進(jìn)入順放罐V0101、V0102。進(jìn)入順放罐V0101、V0102中的氣體分別經(jīng)順放罐出口的調(diào)解閥FV-A、FV-B穩(wěn)壓后均勻沖洗本系列的其它吸附塔，這樣可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)系列吸附塔分別沖洗再生的工藝；該實(shí)例氫氣收率達(dá)90％。
實(shí)例2 10-3-4工藝。
10-3-4工藝時(shí)序表4，利用該工藝處理2.5MPa壓力下的原料氣。
表410-3-4工藝時(shí)序表分周期 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10步位1234567891011121314151617181920時(shí)間s3030303030303030303030303030303030303030T0101-1AAAAAAE1DE2DE3DE4DPPDPPPE4RE3RE2RE1RFRT0101-2E1RFRAAAAAAE1DE2DE3DE4DPPDPPPE4RE3RE2RT0101-3E3RE2RE1RFRAAAAAAE1DE2DE3DE4DPPDPPPE4RT0101-4PE4RE3RE2RE1RFRAAAAAAE1DE2DE3DE4DPPDPPT0101-5PPPE4RE3RE2RE1RFRAAAAAAE1DE2DE3DE4DPPDT0101-6PPDPPPE4RE3RE2RE1RFRAAAAAAE1DE2DE3DE4DT0101-7E3DE4DPPDPPPE4RE3RE2RE1RFRAAAAAAE1DE2DT0101-8E1DE2DE3DE4DPPDPPPE4RE3RE2RE1RFRAAAAAAT0101-9AAE1DE2DE3DE4DPPDPPPE4RE3RE2RE1RFRAAAAT0101-10AAAAE1DE2DE3DE4DPPDPPPE4RE3RE2RE1RFRAA 從時(shí)序表可知，每臺(tái)吸附塔在一個(gè)循環(huán)周期內(nèi)依次經(jīng)歷吸附(A)、一次壓力均衡降(E1D)、二次壓力均衡降(E2D)、三次壓力均衡降(E3D)、四次壓力均衡降(E4D)、1個(gè)步位順放(PP)、逆放(D)、3個(gè)步位沖洗(P)、四次壓力均衡升(E4R)、三次壓力均衡升(E3R)、二次壓力均衡升(E2R)、一次壓力均衡升(E1R)、最終升壓(FR)。其余吸附塔也經(jīng)歷同樣的過程，只是時(shí)間上相互錯(cuò)開。
從該時(shí)序表可知，由于只采用了一個(gè)步位順放(PP)，順放過程時(shí)間只有30秒，較傳統(tǒng)工藝大大縮短了順放時(shí)間，快速的順放過程可大大降低了順放氣中因降壓擴(kuò)散釋放出的雜質(zhì)含量，從而提高產(chǎn)品的回收率。利用所增設(shè)的兩個(gè)順放氣罐，該工藝實(shí)現(xiàn)了4次均壓及3個(gè)步位沖洗(P)，在保證90秒以上的沖洗再生時(shí)間前提下，吸附(A)總時(shí)間也只有180秒，與傳統(tǒng)PSA裝置相比，投資大大降低。而氫氣收率達(dá)90％。該P(yáng)SA裝置T0101-1、T0101-3、T0101-5、T0101-7、T0101-9吸附塔組成一系列，T0101-2、T0101-4、T0101-6、T0101-8、T0101-10組成另一系列；在兩個(gè)系列分別配置一臺(tái)順放氣緩沖罐V0101、V0102，兩個(gè)系列順放回路上分別配置一臺(tái)程控閥KV-A、KV-B，在每個(gè)順放罐出口分別配置兩臺(tái)調(diào)節(jié)閥FV-A1、FV-A2及FV-B1、FV-B2；兩個(gè)系列吸附塔及順放罐之間的管道上配置了手動(dòng)截止閥門，工藝流程見附圖2。當(dāng)某個(gè)系列吸附塔上的某一控制元件(含電磁閥、程控閥及調(diào)節(jié)閥)出現(xiàn)故障，可切除有故障的一系列，另一系列繼續(xù)運(yùn)行，真正實(shí)現(xiàn)故障元件在線維修。
每個(gè)吸附塔順放(PP)步驟前期的順放氣經(jīng)該塔的順放程控閥及順放回路上的程控閥KV-A進(jìn)入該系列順放罐V0101、順放(PP)步驟后期的順放氣經(jīng)該塔的順放程控閥及順放回路上的程控閥KV-B進(jìn)入該系列順放罐V0102；或順放(PP)步驟前期的順放氣經(jīng)該塔的順放程控閥及順放回路上的程控閥KV-B進(jìn)入該系列順放罐V0102、順放(PP)步驟后期的順放氣經(jīng)該塔的順放程控閥及順放回路上的程控閥KV-A進(jìn)入該系列順放罐V0101，進(jìn)入順放罐V0101、V0102中的氣體分別經(jīng)順放罐出口的調(diào)解閥FV-A1、FV-A2及FV-B1、FV-B2穩(wěn)壓后均勻沖洗本系列及另一系列的吸附塔，這樣可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)系列吸附塔交錯(cuò)沖洗再生的工藝；該實(shí)例氫氣收率達(dá)90.5％。
實(shí)例3 8-2-3工藝 10-3-4工藝時(shí)序表5，利用該工藝處理40℃，2.0MPa壓力下的原料氣。
表58-2-3工藝時(shí)序表分周期 1 2 3 4 5 6 7 8時(shí)間s30303030303030303030303030303030步位12345678910111213141516T0101AAAAE1DE2DE3DPPDPPPE3RE2RE1RFRT0102E1RFRAAAAE1DE2DE3DPPDPPPE3RE2RT0103E3RE2RE1RFRAAAAE1DE2DE3DPPDPPPT0104PPE3RE2RE1RFRAAAAE1DE2DE3DPPDPT0105DPPPE3RE2RE1RFRAAAAE1DE2DE3DPPT0106E3DPPDPPPE3RE2RE1RFRAAAAE1DE2DT0107E1DE2DE3DPPDPPPE3RE2RE1RFRAAAAT0108AAE1DE2DE3DPPDPPPE3RE2RE1RFRAA 其中T0101-1、T0101-3、T0101-5、T0101-7吸附塔組成一系列，T0101-2、T0101-4、T0101-6、T0101-8、組成另一系列；在兩個(gè)系列分別配置一臺(tái)順放氣緩沖罐，每個(gè)系列順放回路上配置一臺(tái)程控閥，在順放罐出口配置一臺(tái)或兩臺(tái)調(diào)節(jié)閥。
從時(shí)序表可知，每臺(tái)吸附塔在一個(gè)循環(huán)周期內(nèi)依次經(jīng)歷吸附(A)、一次壓力均衡降(E1D)、二次壓力均衡降(E2D)、三次壓力均衡降(E3D)、1個(gè)步位順放(PP)、逆放(D)、3個(gè)步位沖洗(P)、三次壓力均衡升(E3R)、二次壓力均衡升(E2R)、一次壓力均衡升(E1R)、最終升壓(FR)。其余吸附塔也經(jīng)歷同樣的過程，只是時(shí)間上相互錯(cuò)開。
該工藝也可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)系列分別沖洗或交錯(cuò)沖洗，在保證90秒以上的沖洗再生時(shí)間前提下，吸附(A)總時(shí)間只有120秒，與傳統(tǒng)PSA裝置相比，投資大大降低，而氫氣收率達(dá)86％。
實(shí)例4 12-3-6工藝 10-3-4工藝時(shí)序表6，利用該工藝處理40℃，3.2MPa壓力下的原料氣。
表612-3-6工藝時(shí)序表分周期 1234 89101112時(shí)間s303030303030303030567303030303030T0101AAAAAAE1DE2DE3DE4DE5DE6DPPDP303030303030E2RE1RFRT0102E1RFRAAAAAAE1DE2DE3DE4DE5DE6DPPDPPPE6RE5RE4RE3RE2RT0103E3RE2RE1RFRAAAAAAE1DE2DE3DE4DE5DE6DPPDPPPE6RE5RE4RT0104E5RE4RE3RE2RE1RFRAAAAAAE1DE2DE3DE4DE5DE6DPPDPPPE6RT0105PE6RE5RE4RE3RE2RE1RFRAAAAAAE1DE2DE3DE4DE5DE6D PPDPPT0106PPPE6RE5RE4RE3RE2RE1RFRAAAAAAE1DE2DE3DE4DE5DE6DPPDT0107PPDPPPE6RE5RE4RE3RE2RE1RFRAAAAAAE1DE2DE3DE4DE5DE6DT0108E5DE6DPPDPPPE6RE5RE4RE3RE2RE1RFRAAAAAAE1DE2DE3DE4DT0109E3DE4DE5DE6DPPDPPPE6RE5RE4RE3RE2RE1RFRAAAAAAE1DE2DT01010E1DE2DE3DE4DE5DE6DPPDPPPE6RE5RE4RE3RE2RE1RFRAAAAAAT01011AAE1DE2DE3DE4DE5DE6DPPDPPPE6RE5RE4RE3RE2RE1RFRAAAAT01012AAAAE1DE2DE3DE4DE5DE6DPPDPPPE6RE5RE4RE3RE2RE1RFRAA 其中T0101-1、T0101-3、T0101-5、T0101-7、T0101-9、T0101-11吸附塔組成一系列，T0101-2、T0101-4、T0101-6、T0101-8、T0101-10、T0101-12吸附塔組成另一系列；在兩個(gè)系列分別配置一臺(tái)順放氣緩沖罐，每個(gè)系列順放回路上配置一臺(tái)程控閥，在順放罐出口的沖洗回路上配置一臺(tái)或兩臺(tái)調(diào)節(jié)閥。
從時(shí)序表可知，每臺(tái)吸附塔在一個(gè)循環(huán)周期內(nèi)依次經(jīng)歷吸附(A)、一次壓力均衡降(E1D)、二次壓力均衡降(E2D)、三次壓力均衡降(E3D)、四次壓力均衡降(E4D)、五次壓力均衡降(E5D)、六次壓力均衡降(E6D)、1個(gè)步位順放(PP)、逆放(D)、3個(gè)步位沖洗(P)、六次壓力均衡升(E6R)、五次壓力均衡升(E5R)、四次壓力均衡升(E4R)、三次壓力均衡升(E3R)、二次壓力均衡升(E2R)、一次壓力均衡升(E1R)、最終升壓(FR)。其余吸附塔也經(jīng)歷同樣的過程，只是時(shí)間上相互錯(cuò)開。
該工藝也可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)系列分別沖洗或交錯(cuò)沖洗，在保證90秒以上的沖洗再生時(shí)間前提下，吸附(A)總時(shí)間也只有180秒，與傳統(tǒng)PSA裝置相比，投資大大降低，而氫氣收率達(dá)92.5％。
權(quán)利要求
1、一種帶兩個(gè)順放罐的變壓吸附工藝，其特征在于將變壓吸附裝置的吸附塔分成兩個(gè)系列，每個(gè)系列配置一個(gè)順放罐用于儲(chǔ)存供吸附塔再生用的順放氣，每個(gè)系列的順放以及沖洗回路上配置程控閥及調(diào)節(jié)閥，該變壓吸附裝置沖洗步驟為常壓沖洗。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于每個(gè)系列的吸附塔的原料端通過程控閥接原料氣輸入管，產(chǎn)品端通過程控閥接產(chǎn)品氣輸出管，每個(gè)系列的吸附塔的產(chǎn)品端通過一個(gè)公共順放回路接該系列的順放罐的入口通過一個(gè)公共沖洗回路接該系列的順放罐的出口，每個(gè)吸附塔各通過一個(gè)程控閥通順放回路和沖洗回路，每個(gè)順放罐的出口通過一個(gè)調(diào)節(jié)閥接該系列的沖洗回路。
3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的工藝，其特征在于每個(gè)系列的順放罐通過另一臺(tái)調(diào)節(jié)閥接另一個(gè)系列的沖洗回路。
4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于兩個(gè)系列的順放回路和沖洗回路分別通過一個(gè)手動(dòng)截止閥連接。
5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于變壓吸附裝置為8個(gè)及8個(gè)以上的吸附塔組成的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)，每個(gè)吸附塔在一次循環(huán)中依次經(jīng)歷吸附(A)，至少一次均壓降(E1D、E2D、E3D、E4D、……；)、一個(gè)步位順放(PP)、逆向放壓(D)、多個(gè)步位沖洗(P)、至少一次均壓升(……、E4R、E3R、E2R、E1R)及最終升壓(FR)工藝步驟。
6、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的工藝，其特征在于變壓吸附步驟的壓力為0.8～5.0MPa(G)，沖洗步驟的壓力為0.01～0.1MPa(G)，操作溫度為10-45℃。
全文摘要
本發(fā)明帶兩個(gè)順放罐的變壓吸附工藝，其特征在于將變壓吸附裝置的吸附塔分成兩個(gè)系列，每個(gè)系列配置一個(gè)順放罐用于儲(chǔ)存供吸附塔再生用的順放氣，每個(gè)系列的順放以及沖洗回路上配置程控閥及調(diào)節(jié)閥，該變壓吸附裝置采用常壓沖洗再生工藝。
文檔編號(hào)C01B3/00GK1680003SQ20051002030
公開日2005年10月12日 申請(qǐng)日期2005年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月1日
發(fā)明者李克兵, 殷文華, 張 杰 申請(qǐng)人:四川天一科技股份有限公司