[发明专利]通过吸附生产气体的方法

说明书

本发明涉及一种通过在含有三个吸附器的吸附装置中进行吸附由气体混合物中获取难以吸附气体的生产方法，对于每一个吸附器来说，进行包含下列步骤的循环：

a)在高循环压力下以基本上等压过程生产上述气体；

b)并流减压至中压；

c)最终逆流减压至循环低压；

d)借助来自b)阶段中另一吸附器的逆流气体进行洗提；和

e)借助产生气体逆流地再次加压至循环高压。

由文献US—A—3176444所述基础循环演变而来的这些循环包括一个相当长的洗提步骤，具体地被用于由空气生产中等纯度氧气。

本发明的目的在于提供一种能够在不追加投资而仅仅对循环控制程序作简单改进的条件下生产纯度高于90％的氧气的方法，其性能得到明显改进而能量消耗却明显降低。

为此，根据本发明特征初始减压步骤b)包括一个处在阶段C之前，以逆流方式完成减压过程的第二阶段b₂，洗提d)之后有借助来自阶段b₂的另一吸附器中的气体进行逆流再压缩阶段f)。

依据本发明的另一特征。

循环低压低于大气压，典型地低于0.5×10⁵帕，循环压力一般略高于大气压；

采用泵进行步骤b₂、c)和d)中的逆流排液过程。

借助描述性但非限定性实施方案并结合附图可以明了本发明的其它特征与优点，其中；

该图以压力/时间曲线示意本发明方法中的一个循环过程。

下文中，“并流”表明在制备过程中流体的循环方向相同，“逆流”表明方向相反。

图中循环对应于中等纯度氧气生产装置，其中包括三个吸附器，它们吸入口有选择性地连接在待分离的气体混合物鼓风机上和至少一个用于减压及再生吸附剂的洗提过程的真空泵上。

如图所示，循环T包括下列步骤：

a)由t＝0至T/3，在循环高压Ph下以基本上等压的方式于吸附器出口处生产氧气的步骤，其入口处空气进料压力为Ph；

b₁)由T/3至t₁，处于循环高压下的吸附器出口被封闭，其出口与另一处于循环低压Pb的另一吸附器出口相连，后者吸入口与真空泵连接，逆流洗提，由2T/3至t₃，在后一吸附器中完成第一次再压缩过程；

b₂)由t₁至t₂，两个吸附器出口保持接触，通过第一吸附器进口与真空泵相连而完成的逆流排液进行第一吸附器的减压，t₃之后真空泵与另一吸附器脱离，借助来自如上所述第一吸附器的纯气体后一吸附器继续其逆流再压缩过程直至t₄为止；

c)由t₂至2T/3，第一吸附器减压至循环低压Pb的过程的最终步骤仅仅借助泵的作用完成；

f)由t₃至t₄，借助来自步骤b₂)中另一吸附器的纯产物进行逆流再压缩；

d)由2T/3至t₃，借助来自另一吸附器的纯产物于减压阶段初始时刻进行洗提/再压缩，同时通过上述泵进行排液(步骤b₁)；

e)由t₄至T，借助由产出物中提取的纯产物再压缩至循环高压(Ph)。

下表表明使用装填有5A、13X或CaX型沸石的三种吸附器的相同装置，实施高压Ph＝1.1×10⁵帕(绝对压力)、低压Pb＝0.31×10⁵帕(绝对压力)的循环所获得的对比结果。全部循环用时3×30秒，A对应于本发明开始部分定义的循环，B对应于本发明的循环，产率用比值表示：氧气生成量/氧气消耗量。氧含量％    产率％88          A：50

        B：5292          A：47

        B：5194.8        A：37

        B：45

根据本发明的一个方面，生产与抽吸减压步骤的确定须保证一方面混合气体的压缩装置和另一方面泵压装置能够连续地运行。因此，在给出的实施例中，对于具有n个吸附器和其循环历时T的装置，步骤b₂)、c)和d)的期间与步骤a)的期间为K×T/h，k为大于或等于1的整数。

虽然本发明借助具体实施方式得到描述，但是并未因此而受到限制，与此相反，它可以是任何对本领域专业人员显而易见的改进与变通方式。