利用吸附分离气体混合物的方法技术

通过吸附作用分离气体混合物的工艺方法，包括：ａ）一个顺流等压生产（ｆｐ１－ｆｐ２）；ｂ）一个在所述的进行减压的吸附器和另一个进行逆流重新加压的吸附器之间进行压力平衡（ｆｃ１－－Ｎ４）；ｃ）一个顺流局部向贮槽排出操作（ｆＲ）；ｄ）一个最终逆流减压操作（ｆａ）；ｅ）一个用贮槽气体进行的逆流清除操作（ｆｂ）；ｆ）一个通过至少一个压力平衡过程进行的逆流局部重新加压操作（ｆ＇ｃ）；ｇ）一个逆流最终重新加压（ｆ＇ｄ１－－ｆ＇ｄ２）；ｈ）至少两个吸附器进行等压生产．（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种利用吸附作用分离气体混合物的工艺方法。在这种方法中的一个下述的连续操作循环过程，至少对两个吸附器的每一个都起作用。这些循环过程靠等于一个循环期间除以吸附器数目的相位移而彼此错开。该连续操作循环过程包括a)在循环高压状态下的一个等压生产操作，称作顺流生产;b)在所述的进行顺流减压的一个吸附器和进行逆流重新加压的另一个吸附器之间至少一次压力平衡操作;c)一个向贮槽的局部排放操作;d)在循环低压状态下的一个最终逆流减压操作;e)一个在所述的低压状态下用取自贮槽的气体的逆流清除操作;f)一个逆流重新加压的开始，借助于b)型式的压力平衡;g)一个逆流重新加压的终止;用取自等压生产中的气流的气体流动，本专利技术同这样的工艺方法的新的改进有关，这种改进在于以下措施的组合i)吸收器的总数最小值为4，并且小于3+x+y，x和y分别为同时处于等压生产的吸附器的数目和处于压力平衡数目，x+y至少等于3;j)把按照c)进行的局部排放的气体的全部引入贮槽;k)每次压力平衡是确保从一个正处于减压的吸附器来的气体直接和立即输送到一个处于重新加压的吸附器的“直接”的压力平衡。从以下的参照附图所给出的实施例的说明中，将更加清楚地看出本专利技术的特点和优点。附图中图1是在一种采用5个吸附器的循环里，一个吸附器及其相应贮槽的作为时间函数的两个压力曲线图;图2到图9是本专利技术的5种可供选择的实施方案中类似于图1的曲线图;图10是成套的设备图;以及图11到图18表示了其他可供选择的实施方案。参见图1，一套设备包括5个吸附器，1号吸附器的压力变化已用粗实线画出，其他4个用数字序号2到5表示。在通常的方式中，图中用箭头定向的直线指示气流的移动及目标当箭头平行于纵坐标轴时，它们表示吸附器中的一个纵向循环;当箭头指向纵坐标的增大方向时，认为该流动在吸附器中是顺流，即按气流方向的生产操作期间;若朝上指向的箭头位于表示吸附中压力线的下面，这表示气流经过吸附器的入口端进入吸附器;若朝上指向的箭头位于表示吸附器中压力线的上面，表示气流经吸附器出口端从吸附器流出，入口和出口通常被分别定义为等压生产操作中待处理气体的进口和排出气体的出口;当箭头指向纵坐标减小的方向，认为该流动在吸附器中是逆流，即在同生产气流相反的方向。若朝下指向的箭头位于表示吸附器压力线的下面，则气流经吸附器的入口端从吸附器中流出;若朝下指向的箭头位于表示吸附器压力线的上面，表示气流经吸附器的出口端进入吸附器，当箭头从一条与一个吸附器或一个以字母R为标志的与贮槽气体出口相对应的流动线上引出时，指向横坐标增大方向的箭头表示从一个吸附器向另一个(在园括号内)用吸附器数字标誌的吸附器传输的定向气流。当箭头再次接入一条与吸附器中的气体流入通路相对应的气体流线时，表示气流来自(在园括号内)用吸附器数字标记的一个吸附器。在横坐标方向的箭头用虚线连接起来，表示气流朝向或来自除1号吸附器以外的一个吸附器。在下面描述的方法中，那些单个来看都是公知的不同操作步骤被结合在一个循环里。循环的周期常用T来表示，它被分成一定数目的相数，相数等于在循环中的吸附器的个数，每个相的期间为S＝T/n(n是吸附器的个数)，并用S1，S2，……Sn来表示。一个循环中每个操作的期间，依据不同情况可能大于、等于或小于一个相位的期间。操作可以一步完成也可以多步完成。若一个相位有许多步，每步的期间可通过把该指定相位细分，用1，2，3等序数表示。例如，若相位Sx有三步，每一步的期间就可用Sx·1，Sx·2，Sx·3来表示。同时，用跟有一个表示操作形式的字母的字符fp和在这次操作中被执行的步骤的序号数表示与某一步对应的气体流动。构成本工艺方法的操作都属于下述六个步骤之一-或者一种用被生产的气体的恒定压力的生产，称为等压生产，用fp表示的吸附器中的顺流循环是靠混合气体的吸入和被生产气体的排放来实现的。若这种等压生产包括多个相，则按照这些相位的连接顺序用序号把它们细分成多个可以区分的步骤，例如，用fp1，fp2表示与相位S1和相位S2期间对应的步骤。当生产操作仅有一个单个的步骤fp时，在具有几个吸附器的设备中，生产是由单个吸附器以连接方式进行，各自依照周期S变更的顺序，当生产操作具有多个步骤fp1，fp2……时，用和在基本循环中具有的生产步骤一样多的吸附器，以同时和连续的方式完成生产。例如，参见图1，循环有两个生产步骤;当1号吸附器在S1相位上按fp1生产时，同时5号吸附器在S2相位上按fp2生产;当1号吸附器在S2上按fp2生产时，同时2号吸附器在S1相位上按fp1生产，等等。-或在两个吸附器之间进行一次或多次的压力平衡，此时进行减压的吸附器的气流从出口端流出，即仍是以顺流方式流动，同时这股气流由出口端进入另一个处于重新加压的吸附器，即在另一个吸附器中是按逆流方式流动的。这一压力平衡过程是用箭头fe-fe′表示的，气体从处于减压的吸附器中流出表示为fe，而气体朝着处于重新加压的吸附器的移动表示为fe′。若存在多个压力平衡，则箭头fe-fe′被加上标誌1，2或3表明它同第一个、第二个或第三个平衡过程有关。这样，符号fe2-fe2′表示的是第二个压力平衡，用fe2对应于气流从正在减压的吸附器中流出，fe2′对应于气流流向正在重新加压的吸附器;-或一个吸附器向贮槽R的局部排放，该操作用fR表示，它总是以顺流方式进行;-或一个最终减压操作，把压力减小到吸附器循环的最小压力，它总是以逆流方式起作用，即通过入口端，并且该操作用fa表示;-或一个被减压吸附器的清除或洗提步骤，它用取自贮槽R的气体完成的，在循环的最小压力值，按逆流方式清除吸附器，即从出口端向入口端清除，它用fb表示;-或一个最终逆流重新加压，通过回收一个或多个吸附器所产生的部分气体，这一操作用fd-fd′表示，气体从正在生产中的吸附器里流出记为fd，而气体流进正在重新加压的吸附器记为fd′，如果排出对多个生产步骤有效，则用与生产步数有关的序号来区分它们，例如fd1-fd1′，fd2-fd2′，其对应于步骤1和2。作为有关压力P表示最大循环压力;P表示最小循环压力;P1，P2，P3……按照情况分别表示在P和p之间的第一、第二和第三中间压力;-在所提及的图中PR和pR表示贮槽R中的最大和最小压力，某些供给贮槽R的吸附器的数字(标在由R引出的水平线下面)和由贮槽R馈送的吸附器的数字(标在线上)，这样，在图1里采用了5个吸附器、周期为T的一个循环被分成5个相位期间S1，S2，S3，S4，S5，它们都等于T/5，1号吸附器须经以下的连续操作-一个在压力P时在对应于S1和S2期间的两步中，按fp1和fp2供给待处理的气体和排放生产的气体的顺流等压操作，并且一方面用移送部分气流fd1到2号吸附器以局部地影响它的最终重新加压，另一方移送部分气流fd2到3号吸附器以局部影响它的最终重新加压。基本循环的生产操作是按2步完成的，在5个吸附器的设备中利用这个循环的生产是在两个吸附器中同时和连续地完成的。-在单步期间S3·1中，1号吸附器和4号吸附器之间的一个压力平衡操作，它是借助于1号吸附器的顺流局部减压操作fe和4号吸附器的逆流重新加压操作fe′进行的。1号吸附器的压力从P下降到P1，同时4号吸附器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一个通过吸附作用分离一种气体混合物的工艺方法，包括有一种对至少三个吸附器中的每一个都起作用的相同的下述连续操作的循环过程，这些循环过程由一个吸附器到下一个吸附器用等于一个循环期间除以所述的吸附器数目的相位移错开，这种连续操作循环过程为： ａ）一个在循环高压阶段的等压生产操作，称作顺流操作；ｂ）一个顺流减压操作，利用在所述的正在进行减压的一个吸附器和另一个正在进行逆流重新加压的吸附器之间的至少一次压力平衡；ｃ）一个向贮槽的局部排出；ｄ）一个向循环低压的最终逆流减压 ；ｅ）一个逆流清洗操作，它在所述低压状态下用取自贮槽的气体进行；ｆ）一个局部逆流重新加压操作，利用至少一个按ｂ）型式的压力平衡；ｇ）一个最终逆流重新加压到循环高压状态的操作，通过取自等压生产气流的气体进行；在此方法中按照ｃ）和ｄ ）的方式操作的期间总和小于所述的一个相位移，并且按ｃ），ｄ）和ｅ）方式操作的期间总和小于所述相位移的两倍；ｈ）至少两个吸附器同时进行等压生产，所述工艺方法包括下述措施的组合；ｉ）吸附器总数最小等于４并且小于３＋Ｘ＋Ｙ，Ｘ和Ｙ分别是同 时进行等压生产的吸附器的数目和压力平衡的数目；同时Ｘ＋Ｙ至少等于３；ｊ）按照ｃ）方式工作的局部排出的全部气体被引入贮槽；ｋ）每次压力平衡操作都是一个确保来自减压操作吸附器的气体直接和立即向进行重新加压操作的吸附器传输的“直接”压力平 衡过程。...

【技术特征摘要】
FR 1986-6-2 86078721.一个通过吸附作用分离一种气体混合物的工艺方法，包括有一种对至少三个吸附器中的每一个都起作用的相同的下述连续操作的循环过程，这些循环过程由一个吸附器到下一个吸附器用等于一个循环期间除以所述的吸附器数目的相位移错开，这种连续操作循环过程为a)一个在循环高压阶段的等压生产操作，称作顺流操作；b)一个顺流减压操作，利用在所述的正在进行减压的一个吸附器和另一个正在进行逆流重新加压的吸附器之间的至少一次压力平衡；c)一个向贮槽的局部排出；d)一个向循环低压的最终逆流减压；e)一个逆流清洗操作，它在所述低压状态下用取自贮槽的气体进行；f)一个局部逆流重新加压操作，利用至少一个按b)型式的压力平衡；g)一个最终逆流重新加压到循环高压状态的操作，通过取自等压生产气流的气体进行；在此方法中按照c)和d)的方式操作的期间总和小于所述的一个相位移，并且按c)，d)和e)方式操作的期间总和小于所述相位移的两倍；h)至少两个吸附器同时进行等压生产，所述工艺方法包括下述措施的组合；i)吸附器总数最小等于4并且小于3+X+Y，X和Y分别是同时进行等压生产的吸附器的数目和压力平衡的数目；同时X+Y至少等于3；j)按照c)方式工作的局部排出的全部气体被引入贮槽；k)每次压力平衡操作都是一个确保来自减压操作吸附器的气体直接和立即向进行重新加压操作的吸附器传输的“直接”压力平衡过程。2.权利要求1所述的分离工艺方法，其特征在于，至少有两个吸附器同时进行等压生产。3.权利要求1所述的分离工艺方法，其特征在于有四个吸附器。4.权利要求1所述的分离工艺方法，其特征在于c)+d)+e)操作的时间总和小于吸附器数目至少等于4的相位移时间。5.按权利要求2所述的分离工艺方法，其特征在于有两个吸附器同时进行等压生产，吸附器数目从4个到7个，同时对于吸附器总数等于4或5的压力平衡次数为1，对吸附器总数等于5或6的，压力平衡数为2，对吸附器总数等于6或7的，压力平衡数为3。6.按权利要求2所述的分离工艺方法，其特征在于有三个吸附器同时在进行等压生产，对于总数为5或6个吸附器的压力平衡数为1，对于总数为6或7个吸附器时压力平衡数为2，对于总数为7或8个吸附器时压力平衡数为3。7.按权利要求1所述的分离工艺方法，其特征在于只有一个吸附器在进行等压生产，吸附器数目为...

【专利技术属性】
技术研发人员：里昂埃，克洛泽尔迪迪埃尔，西蒙内吉，
申请(专利权)人：液体空气，乔治克洛德方法利用研究有限公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]