[发明专利]二段变压吸附回收吸附相产品的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从混合气中分离回收吸附相产品的变压吸附(PSA)方法，特别是涉及一种在分离回收吸附相产品过程中包含有置换步骤的变压吸附方法，具体为二段变压吸附回收吸附相产品的方法。

背景技术

变压吸附方法是利用多孔固体吸附剂在一定压力下对混合气体中不同组分具有选择性吸附的特性实现混合气体的分离。根据需要分离的产品在吸附床中处于的吸附或非吸附状态可分为吸附相产品和非吸附相产品。现有的分离回收合成氨变换气中的二氧化碳，从脱除二氧化碳后水煤气、半水煤气中分离回收一氧化碳，以及分离回收混合气体中的烃类组分，如从炼油厂催化裂化干气中分离回收乙烯、乙烷和C₂以上组分等吸附相产品的变压吸附技术中，为了提高吸附相产品中有效组分的含量，采用了返回部分产品气置换吸附床的工艺。置换工艺提高了吸附相产品的纯度，同时也使吸附器出口端吸附相产品的分压提高，由于真空泵的抽空效率和吸附相产品在吸附剂上脱附传质阻力的影响，在变压吸附分离过程的减压脱附阶段，吸附器出口段会残余部分未能完全脱附的吸附相产品，这一部分产品在接下来的吸附过程中会被吸附废气带出吸附器，造成吸附相产品回收率的降低，影响变压吸附装置的经济效益。四川天一科技股份有限公司专利ZL200510118241.7公开了采用二段法变压吸附回收置换废气中吸附相产品的方法，解决了置换废气降低吸附相产品回收率的问题，但未能涉及到解决吸附废气中带出吸附相产品而降低吸附相产品回收率的问题。四川天一科技股份有限公司专利申请201210394237.3公开了一种采用三段变压吸附提高吸附相产品回收率的方法，采用第3段变压吸附装置回收变压吸附1段和变压吸附2段吸附废气中的有效组分提高有效组分的回收率，但需要增加第3段变压吸附装置，增加了装置的成本和占地面积。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种从混合气中分离吸附相产品的变压吸附方法，该方法在包含有置换步骤的变压吸附过程中可提高产品的回收率。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

二段变压吸附回收吸附相产品的方法，该变压吸附系统包括变压吸附1段和变压吸附2段，它们分别由至少二个装填有吸附剂的吸附塔构成，变压吸附1段中每个吸附塔依次循环经历吸附步骤、1次或者多次均压降步骤、置换步骤、1次或者多次均压降步骤、逆放步骤、抽空步骤、1次或者多次均压升压步骤和升压步骤的全部或者部分步骤，部分变压吸附1段的逆放气和抽空气即为吸附相产品，另一部分变压吸附1段的逆放气和抽空气增压后作为变压吸附1段的置换气。变压吸附1段的置换废气和吸附废气作为变压吸附2段的原料气引入变压吸附2段，变压吸附2段中每个吸附塔依次循环经历吸附步骤、1次或者多次均压降步骤、逆放步骤、抽空步骤、1次或者多次均压升步骤和升压步骤的全部或者部分步骤变压吸附2段的逆放气和抽空气增压后与变压吸附1段的原料气混合作为变压吸附1段的原料气引入变压吸附1段进一步回收吸附相组分，达到提高吸附相组分回收率的目的。

本发明采用二段相互连接的变压吸附装置，变压吸附1段每个吸附塔至少依次循环经历吸附、置换、抽空、升压四个步骤。根据具体工艺的压力、纯度等参数，在置换步骤的前面和置换步骤的后面设置均压降步骤，在抽空步骤的前面设置逆放步骤，在抽空步骤之后设置一次或多次均压升；变压吸附2段每个吸附塔至少依次循环经历吸附、抽空、升压三个步骤。根据具体工艺的压力、纯度等参数，在吸附步骤后设置1次或者多次均压降步骤，在抽空步骤的前面设置逆放步骤，在抽空步骤之后设置一次或多次均压升步骤；在变压吸附回收吸附相产品过程中，待回收吸附相产品的原料气首先进入第1段变压吸附装置的处于吸附步骤的吸附塔，吸附相产品组分被吸附塔中装填的吸附剂吸附，从逆放气和抽空气中获得吸附相组分的产品气，直接返回部分产品气或返回部分产品气经加压后从吸附塔原料气入口端进入吸附塔完成置换步骤，或进入有均压降步骤后的吸附塔，置换吸附塔空隙中和吸附剂上吸附的少量非吸附相产品的杂质，以提高吸附塔中吸附相产品组分的浓度(这个过程就是置换步骤)。变压吸附的置换步骤中从吸附塔出口端放出的气体称为置换废气。变压吸附1段的吸附废气和置换废气作为变压吸附2段的原料气进入变压吸附2段，通过再次吸附进一步回收气体中易吸附的产品气体以达到提高产品气回收率的目的。变压吸附2段的逆放气和抽空气经增压后返回变压吸附1段与变压吸附1段的原料气混合进入变压吸附1段回收其中的吸附相产品组分。