[发明专利]氢气的分离方法和分离装置

权利要求书

1.一种氢气的分离方法，其特征在于：

为了从通过添加有空气的烃类原料的自热改性反应得到的以氢为主要成分的混合气体中分离氢气，利用使用填充有吸附剂的多个吸附塔进行的压力变动吸附式气体分离法，反复进行包括吸附工序和解吸工序的循环，

在所述吸附工序中，将所述混合气体导入所述吸附塔中，使所述吸附剂吸附该混合气体中不需要的气体，从该吸附塔导出氢气浓度高的制品气体，

在所述解吸工序中，使所述不需要的气体从所述吸附剂解吸，将含有残存在所述吸附塔内的气体和该不需要的气体的解吸气体从该吸附塔导出，

所述吸附剂包括位于所述吸附塔中混合气体的流动方向的上游侧且填充比率为10～50％的活性炭类的第一吸附剂和位于所述流动方向的下游侧且填充比率为90～50％的沸石类的第二吸附剂。

2.如权利要求1所述的氢气的分离方法，其特征在于：

所述制品气体中的氩和氮的合计浓度为100ppm以下。

3.如权利要求1所述的氢气的分离方法，其特征在于：

所述第一吸附剂的平均细孔直径为1.5～2.0nm。

4.如权利要求1所述的氢气的分离方法，其特征在于：

还包括第一减压工序和第二减压工序，

在所述第一减压工序中，将经过所述吸附工序后的吸附塔内的残留气体排出并导入其它的吸附塔中，直至经过所述吸附工序后的吸附塔内的压力达到第一中间压力，

在所述第二减压工序中，将经过该第一减压工序后的吸附塔内的气体进一步排出并导入其它的吸附塔中，直至经过该第一减压工序后的吸附塔内的压力达到低于所述第一中间压力的第二中间压力，

所述吸附工序中的吸附压力与所述第一中间压力的压力差为140～280KPa。

5.如权利要求1所述的氢气的分离方法，其特征在于：

所述第一吸附剂的填充比率为20～40％，并且所述第二吸附剂的填充比率为80～60％。

6.如权利要求1所述的氢气的分离方法，其特征在于：

所述吸附工序中的吸附压力为0.5～4.0MPa。

7.如权利要求1所述的氢气的分离方法，其特征在于：

所述烃类原料由选自以天然气为主要成分的城市煤气、丙烷、丁烷、汽油、石脑油、煤油、甲醇、乙醇和二甲醚中的气体或液体构成。

8.一种氢气的分离装置，其特征在于，

该氢气的分离装置用于进行以下操作：为了从通过添加有空气的烃类原料的自热改性反应得到的以氢为主要成分的混合气体中分离氢气，利用使用填充有吸附剂的多个吸附塔进行的压力变动吸附式气体分离法，将所述混合气体导入所述吸附塔中，使所述吸附剂吸附该混合气体中不需要的气体，从该吸附塔导出氢气浓度高的制品气体，并且，使所述不需要的气体从所述吸附剂解吸，将含有残存在所述吸附塔内的气体和该不需要的气体的解吸气体从该吸附塔导出，

所述吸附剂包括位于所述吸附塔中混合气体的流动方向的上游侧且填充比率为10～50％的活性炭类的第一吸附剂和位于所述流动方向的下游侧且填充比率为90～50％的沸石类的第二吸附剂。

9.如权利要求8所述的氢气的分离装置，其特征在于：

所述第一吸附剂的平均细孔直径为1.5～2.0nm。

10.如权利要求8所述的氢气的分离装置，其特征在于：

所述第一吸附剂的填充比率为20～40％，并且所述第二吸附剂的填充比率为80～60％。