[发明专利]一种基于新型HEU型沸石分子筛分离甲烷与氮气的方法

摘要

本发明介绍了一种基于新型HEU型沸石分子筛分离甲烷与氮气的方法，实现甲烷、氮气的分离，使得两组吸附机构分别处于不同的工作状态，第一组吸附机构进行升压步骤、吸附步骤时，第二组吸附机构进行降压解吸步骤、清洗步骤；然后同时分别进入均压步骤；接着第一组吸附机构进行降压解吸步骤、清洗步骤，第一组吸附机构进行升压步骤、吸附步骤；接着两组吸附机构同时进入均压步骤；如此循环工作。本发明使用吸附塔的产品气做为另一吸附塔的清洗气，避免了储存大量的清洗气，也降低了投资；也使得进入升压均压步骤的吸附塔的产品气可以再次进入吸附步骤，被更多地除去其中的氮气，提高了提纯效果。

主权项

1.一种基于新型HEU型沸石分子筛分离甲烷与氮气的方法，通过变压吸附的方法实现甲烷、氮气二元组分的分离，吸附塔内装填的吸附剂为HEU型沸石分子筛；其特征是：变压吸附工艺流程包括升压步骤、吸附步骤、降压均压步骤、降压解吸步骤、清洗步骤、升压均压步骤；所述升压步骤，具体为原料气从吸附塔进气端进入，吸附塔内压力逐渐上升的过程；所述吸附步骤，具体为原料气从吸附塔进气端进入，氮气被吸附剂吸附，未被吸附的甲烷从吸附塔排气端排出的过程；所述降压均压步骤，具体为吸附塔通过均压阀相互连通，气体从高压的吸附塔流入低压的吸附塔实现使得高压吸附塔得以降压均压的过程；所述降压解吸步骤，具体为气体从吸附塔抽真空降压或者降为常压实现解吸的过程；所述清洗步骤，具体为高浓度的甲烷产品气为清洗气从吸附塔排气端流入，从吸附塔进气端流出，对吸附剂进行清洗的过程；所述升压均压步骤，具体为吸附塔通过均压阀相互连通，气体从高压的吸附塔流入低压的吸附塔实现使得低压吸附塔得以升压均压的过程；使用的装置包括两组吸附机构，并使得两组吸附机构分别处于不同的工作状态，第一组吸附机构进行升压步骤、吸附步骤时，第二组吸附机构进行降压解吸步骤、清洗步骤；然后第一组吸附机构和第二组吸附机构同时分别进入降压均压步骤和升压均压步骤，第一组吸附机构得到降压均压，第二组吸附机构得到升压均压；然后第一组吸附机构进行降压解吸步骤、清洗步骤；第一组吸附机构进行升压步骤、吸附步骤；接着第一组吸附机构和第二组吸附机构同时分别进入升压均压步骤和降压均压步骤，第一组吸附机构得到升压均压，第二组吸附机构得到降压均压；升压均压后的吸附机构进入升压步骤，降压均压的吸附机构进入降压解吸步骤；如此循环工作；其中第一组吸附机构的工作方式为：原料气由压缩机压缩，经进气缓充罐和进气控制阀流入第一组吸附机构的吸附塔即第一吸附塔，即为升压步骤；然后第一吸附塔内的吸附剂吸附原料气中的强吸附组分氮气后，富甲烷气体作为产品气经第一产品气控制阀从第一吸附塔的排气端流出即为吸附步骤；在吸附剂吸附饱和前结束吸附步骤；吸附步骤结束后关闭第一产品气控制阀，打开第一吸附塔的第一均压控制阀对第一吸附塔进行均压，即为降压均压步骤；同时第二组吸附机构的吸附塔即第二吸附塔的第二均压控制阀也打开，进行升压均压步骤，直至第一吸附塔和第二吸附塔压力平衡；第一吸附塔经均压降后，第一吸附塔的残留气体即废气由真空泵经第一抽真控制阀从第一吸附塔中抽出或者降为常压从第一吸附塔中排出，即为降压解吸步骤；降压解吸步骤后进入清洗步骤，清洗气从第一吸附塔的排气端流入，通过第一抽真空控制阀从第一吸附塔进气端流出；清洗步骤结束后，关闭第一抽真空控制阀，然后第一吸附塔进入升压均压步骤，打开第一吸附塔的均压控制阀，同时打开第二吸附塔的第二均压控制阀，第二吸附塔进入降压均压步骤，直至第一吸附塔和第二吸附塔压力平衡；然后第一吸附塔进入升压步骤，第二吸附塔进入降压解吸步骤；如此循环；第二组吸附机构的工作方式为：原料气由压缩机压缩，经进气缓充罐和进气控制阀流入第二组吸附机构的吸附塔即第二吸附塔，即为升压步骤；然后第二吸附塔内的吸附剂吸附原料气中的强吸附组分氮气后，富甲烷气体作为产品气经第二产品气控制阀从第二吸附塔的排气端流出即为吸附步骤；在吸附剂吸附饱和前结束吸附步骤；吸附步骤结束后关闭第二产品气控制阀，打开第二吸附塔的第二均压控制阀对第二吸附塔进行均压，即为降压均压步骤；同时第一组吸附机构的吸附塔即第一吸附塔的第一均压控制阀也打开，进行升压均压步骤，直至第二吸附塔和第一吸附塔压力平衡；第二吸附塔经均压降后，第二吸附塔的残留气体即废气由真空泵经第二抽真控制阀从第二吸附塔中抽出或者降为常压从第二吸附塔中排出，即为降压解吸步骤；降压解吸步骤后进入清洗步骤，清洗气从第二吸附塔的排气端流入，通过抽第二真空控制阀从第二吸附塔进气端流出；清洗步骤结束后，关闭第二抽真空控制阀，然后第二吸附塔进入升压均压步骤，打开第二吸附塔的均压控制阀，同时打开第一吸附塔的第一均压控制阀，第一吸附塔进入降压均压步骤，直至第二吸附塔和第一吸附塔压力平衡；然后第二吸附塔进入升压步骤，第一吸附塔进入降压解吸步骤；如此循环。