发明名称 具有改良的高纯度产品产量之变压吸附方法
摘要
申请公布号 TWI331545 申请公布日期 2010.10.11
申请号 TW096121045 申请日期 2007.06.11
申请人 气体产品及化学品股份公司 发明人 罗吉 帝 怀特利
分类号 B01D53/047 主分类号 B01D53/047
代理机构 代理人 陈展俊 台北市大安区和平东路2段203号4楼之2;林圣富 台北市大安区和平东路2段203号4楼之2
主权项 一种变压吸附方法,其采用以循环操作步骤运行的多个平行吸附剂床以从包含至少一种较弱可吸附组份和至少一种较强可吸附组份的原料气混合物中回收较弱可吸附组份,其中每个吸附剂床有原料端和产物端,其中每个床至少经受原料/产物步骤、一个或更多减压步骤、其中富集了较弱可吸附组份的净化气被引入到床的产物端并且净化排出气被从床的原料端抽出的净化步骤,以及一个或更多再增压步骤,其特征在于一操作步骤,所述操作步骤包含把至少一部分来自第一吸附剂床的原料端的净化排出气引入到第二吸附剂床的原料端以再增压第二吸附剂床。如申请专利范围第1项的方法,其中净化气由从第三吸附剂床的产物端抽出的减压气提供。如申请专利范围第1项的方法,其中通过泵从第一吸附剂床的原料端抽出净化排出气并且至少一部分泵排放被引入到第二吸附剂床的原料端。如申请专利范围第3项的方法,其中在至少一部分操作步骤期间,第二吸附剂床中的压力比第一吸附剂床中的压力大。如申请专利范围第4项的方法,其中在至少一部分操作步骤期间,第一吸附剂床中的压力低于大气压。如申请专利范围第1项的方法,其中每个吸附剂床包含具有低于大约2.0的亨利定律选择性的吸附剂,其中所述亨利定律选择性是对于所述较强可吸附组份相对所述较弱可吸附组份来说的。如申请专利范围第6项的方法,其中所述较强可吸附组份相对较弱可吸附组份的亨利定律选择性低于大约1.5。一种变压吸附方法,用于从包含至少一种较弱可吸附组份和至少一种较强可吸附组份的原料气混合物中回收较弱可吸附组份,其中该方法包含:在多个吸附剂床中实施循环操作步骤,每个床有原料端、产物端和选择性吸附所述较强可吸附组份的吸附材料,在循环操作步骤中每个床依次运行,该循环操作步骤包括原料/产物步骤、其中气体在减压时被从床中抽出的一个或更多减压步骤、其中富集了较弱可吸附组份的净化气被引入到床的产物端并且净化排出气被从床的原料端抽出的净化步骤,以及其中气体在增压时被引入床中的一个或多个再增压步骤,其中一个再增压步骤包含把至少一部分从第一吸附剂床的原料端抽出的净化排出气引入到第二吸附剂床的原料端以再增压第二吸附剂床。如申请专利范围第8项的方法,其中通过从第三吸附剂床的产物端抽出的减压气提供净化气给第一床的产物端。如申请专利范围第8项的方法,其中通过泵从第一吸附剂床的原料端抽出净化排出气并且至少一部分泵排放被引入到第二吸附剂床的原料端。如申请专利范围第10项的方法,其中在至少一部分操作步骤期间,第二吸附剂床中的压力比第一吸附剂床中的压力大。如申请专利范围第11项的方法,其中在至少一部分操作步骤期间,第一吸附剂床中的压力低于大气压。如申请专利范围第8项的方法,其中吸附材料包含对于较强可吸附组份相对较弱可吸附组份来说具有低于大约2.0的亨利定律选择性的吸附剂。如申请专利范围第13项的方法,其中所述较强可吸附组份相对较弱可吸附组份的亨利定律选择性低于大约1.5。一种变压吸附方法,用于分离包含至少一种较强可吸附组份和至少一种较弱可吸附组份的原料气,该方法包含步骤:(1)把原料气引入含有优先吸附较强可吸附组份的吸附材料的第一吸附剂床的原料端,从第一吸附剂床的产物端抽出富集了较弱可吸附组份的产物气;(2)持续把原料气引入第一吸附剂床并从第一吸附剂床抽出产物气,以及把一部分产物气引入第二吸附剂床的产物端经历再增压步骤;(3)停止把原料气引入第一吸附剂床和从第一吸附剂床抽出产物气,从它的产物端抽出减压气,以及把从它的产物端抽出的减压气引入第三吸附剂床的产物端经历再增压步骤;(4)抽出来自第一吸附剂床产物端的另外的减压气并把从那抽出的减压气引入第四吸附剂床的产物端经历净化步骤;(5)排空来自第一吸附剂床原料端的气体;(6)在持续从其原料端排空气体时把净化气引入第一吸附剂床产物端,以及把至少一部分从其原料端排空的气体引入第四吸附剂床的原料端经历再增压步骤;(7)把再增压气引入第一吸附剂床的产物端,其中再增压气由从第三吸附剂床抽出经历了减压步骤的减压气提供;(8)把另外的减压气引入第一吸附剂床产物端,其中另外的减压气由一部分从第四吸附剂床抽出经历了原料/产物步骤的产物气提供,以及把净化排出气引入第一吸附剂床原料端,其中净化排出气由至少一部分从第二吸附剂床原料端排空的经历了净化步骤的气体提供;以及(9)以循环方式重复步骤(1)至(8)。如申请专利范围第15项的方法,其中原料气包含氧、氮和氩。如申请专利范围第16项的方法,其中原料气是空气并且产物气包含至少97摩尔%的氧。如申请专利范围第16项的方法,其中原料气是空气并且产物气包含至少99摩尔%的氧。如申请专利范围第16项的方法,其中原料气中至少10%的氧被回收于产物气中。如申请专利范围第16项的方法,其中吸附材料包含一种或更多选自由银交换丝光沸石、银交换X沸石、银交换低矽X沸石以及部分银交换锂低矽X沸石组成的组的吸附剂。如申请专利范围第16项的方法,其中吸附材料包含对于氩相对氧来说具有低于大约2.0的亨利定律选择性的吸附剂。如申请专利范围第16项的方法,其中氩相对氧的亨利定律选择性低于大约1.5。一种变压吸附系统,用于分离包含至少一种较强可吸附组份和至少一种较弱可吸附组份的原料气,包含:(a)多个吸附容器,每个吸附容器有原料端、产物端以及含有至少一种适于选择吸附较强可吸附组份的吸附剂的吸附材料床;(b)管线和阀,其适于把原料气引入每个吸附容器的原料端并从每个吸附容器的产物端抽出富集了较弱可吸附组份的产物气;以及(c)管线和阀,其适于把来自第一吸附容器产物端富集了较弱可吸附组份的减压气转移到第二吸附容器产物端并把来自第二吸附容器原料端的净化排出气转移进第三吸附容器原料端以再增压第三吸附剂床。如申请专利范围第23项的变压吸附系统,包含管线和阀,其适于把一部分富集了较弱可吸附组份的产物气转移进第三吸附容器的产物端。如申请专利范围第23项的变压吸附系统,包含泵,其适于把来自第二吸附容器原料端的净化排出气转移进第三吸附容器原料端。一种变压吸附系统,用于分离包含至少一种较强可吸附组份和至少一种较弱可吸附组份的原料气,包含:(a)四个吸附容器,每个吸附容器具有原料端、产物端以及含有至少一种适于选择吸附较强可吸附组份的吸附剂的吸附材料床以及(b)管线和阀,其适于:(1)把原料气引入第一吸附容器的原料端并从第一吸附容器的产物端抽出富集了较弱可吸附组份的产物气;(2)把一部分富集了较弱可吸附组份的产物气转移进第二吸附容器的产物端;(3)从第一吸附容器的产物端抽出减压气并把抽出的减压气引入第三吸附容器的产物端;(4)从第一吸附容器的产物端抽出减压气并把抽出的减压气引入第四吸附容器的产物端;(5)利用真空泵或鼓风机从第一吸附容器的原料端抽出气体并把抽出的气体作为废气排放;(6)把净化气引入第一吸附容器的产物端,其中当从原料端排空第一吸附容器并把至少一部分排空的净化排出气引入第四吸附容器的原料端时,净化气由第二吸附容器提供;(7)通过把再增压气引入第一吸附容器的产物端增压第一吸附容器,其中再增压气由第三吸附容器提供;以及(8)通过把从第四吸附容器获得的产物气引入第一吸附容器的产物端并把净化排出气引入第一吸附容器的原料端来增压第一吸附容器,其中净化排出气获自第二吸附容器。如申请专利范围第26项的变压吸附系统,包含泵,其适于把来自第一吸附容器原料端的净化排出气转移进第四吸附容器原料端。如申请专利范围第27项的变压吸附系统,其中吸附剂适于从空气中选择性吸附氮和氩,且具有对于氩相对氧来说低于大约2.0的亨利定律选择性。如申请专利范围第27项的变压吸附系统,其中吸附材料包含一种或更多选自由银交换丝光沸石、银交换X沸石、银交换低矽X沸石以及部分银交换锂低矽X沸石组成的组的吸附剂。
地址 美国
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