[发明专利]一种减压式变温吸附工艺及装置

说明书

技术领域

本发明涉及变压吸附空分领域，尤其是涉及一种减压式变温吸附工艺及装置。

背景技术

天然气净化方法较多，固体吸附法是其中之一，其利用多孔固体颗粒选择性地吸附流体中极性强的物质依附在其内外表面上，从而使流体混合物得以分离的方法。目前吸附法常用的吸附剂有分子筛、硅胶和活性氧化铝。固体吸附法目前使用较广泛，例如名为“一种油田伴生气脱水脱重烃的装置”（授权公告号CN203256242U）的公开技术，即是采用固体吸附法，但该专利技术的热吹再生气气液分离后，需通过增压机，把压力提高再进入原料气，但仍然存在效率不高、影响吸附剂再生速度的不足，且气液分离后需通过增压机增加了成本。

发明内容

本发明主要目的是提供一种净化效率高的减压式变温吸附工艺。

本发明另一个目的是提供一种净化效率高、吸附剂再生快速的减压式变温吸附装置。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种减压式变温吸附工艺，其特征在于：第一步，切换回路，将四个吸附塔分成两组，一组为一个，作为低压主吸附塔，另一组为三个，分为高压预吸附塔、冷吹再生塔、热吹再生塔；冷吹再生塔、热吹再生塔之间的管路上设加热器，热吹再生塔后接冷却器、分离器，分离器输出端接入低压主吸附塔的入口管路；第二步，高压原料气分成两路；一路减压形成低压原料气，进入低压主吸附塔，输出低压产品气；另一路依次进入高压预吸附塔、冷吹再生塔、加热器、热吹再生塔、冷却器、分离器，再进入低压主吸附塔的接入回路，分离器分离的高沸点液体排出。四个吸附塔分成两组，一组主吸附，一组作吸附剂再生。吸附剂再生过程快速，整个净化过程的效率更高。采用减压形成低压原料气，进入低压主吸附塔，降低主流程的压力，另一回路的附流程不降压，依靠压差将热吹再生气气液分离后直接送入原料气回路。

作为优选，在第二步，高压原料气分为两路，其中减压进入低压主吸附塔的原料气为90-98%，未减压进入高压预吸附塔的原料气为2-10%。既保持吸附剂有效的再生，又能保证较高的净化过程的效率。

作为优选，将四个吸附塔依次分组。使每个吸附塔中的吸附剂逐个得到有效再生。

作为优选，冷吹再生塔由底部进气，热吹再生塔由顶部进气。可有效提高吸附剂再生效率。

本发明一种减压式变温吸附装置，包括四个吸附塔，其特征在于：每个吸附塔的入口、出口各连接四个截止阀，且均直通四个截止阀的出口或入口；连接在吸附塔的出口的截止阀，一个连接产品气输出回路，两个通过加热器连通，一个连接吸附塔的入口端的一个截止阀；吸附塔入口的另三个截止阀，一个接入经减压装置减压的高压原料气回路，一个接入未减压的高压原料气回路，一个连接冷却器、分离器，分离器再接入减压后的原料气回路。分流可通过减压装置进行，也可通过分流装置进行。这种结构，始终有一台吸附塔为低压侧吸附、有一台吸附塔为高压侧吸附、有一台吸附塔处于冷吹过程、有一台吸附塔处于热吹过程；四塔吸附塔交替处于上面的四个状态，完成高沸点组分的分离及系统的连续运行，净化过程效率高、吸附剂再生快速。

作为优选，吸附塔包括构成塔身并内置吸附剂的筒体，筒体两端口分别设置上封头、下封头，下封头内设置下分布器；上封头底端设封遮筒体进入上封头通道的筛网，筛网上设有压紧填料层；筛网周边固定在上封头上，在外力作用下，筛网中部拱起或凹下呈锥形。筛网展开面积大于固定位置的的截面面积，于是中部拱起或凹下呈锥形，而并非现有技术中的展平结构；便于有效传递压紧填料层的重力，且筛网拱起或凹下的变形过程中，不会形成变化的阻力，使紧填料层的重力恒定地传递给吸附剂，使吸附剂受到恒定的压力，从而恒定压实筛网、降低吸附剂粉化速度。

作为优选，压紧填料层包括筛网上堆积有若干个颗粒状的填充物，填充物之间具有可通过气体的间隙。便于透过气流。

作为优选，所述的填充物为石块或瓷球。成本低，不易与介质产生化学反应而改变重力，可保持长时间的使用寿命。

作为优选，上封头底端设置筛网固定支架，筛网固定支架包括两个可夹持筛网边缘的圆环，两圆环通过螺栓构成固定连接，其中一圆环固定在上封头底端。结构合理，易于安装、拆卸、更换筛网。