Способ адсорбции при переменной температуре - RU2018134599A
Код документа: RU2018134599A
Формула
1. Способ адсорбции при переменной температуре для извлечения заданного компонента из газовой смеси (111), содержащей по меньшей мере один побочный компонент помимо заданного компонента, осуществляемый в нескольких реакторах (101, 102, 103), из которых в каждом реакторе (101) выполняют следующие стадии:
(a) стадия адсорбции, на которой входной поток (111) газовой смеси приводят в контакт с твердым адсорбентом и адсорбируют заданный компонент из этого входного потока, с получением адсорбента, насыщенного заданным компонентом, и первого отработанного потока (112), обедненного по заданному компоненту;
(b) стадия нагревания насыщенного адсорбента и десорбции первого количества заданного компонента, с получением частично регенерированного адсорбента и первого выходного потока (115), содержащего десорбированный заданный компонент;
(c) стадия охлаждения по меньшей мере частично регенерированного адсорбента,
отличающийся тем, что в каждом реакторе (101):
перед стадией (с) охлаждения выполняют стадию (b1) предварительного охлаждения, на которой частично регенерированный адсорбент приводят в контакт с обедненным по заданному компоненту отработанным потоком (137), полученным в по меньшей мере одном другом реакторе (103) из упомянутых нескольких реакторов при выполнении стадии (а) адсорбции, в результате чего десорбируется второе количество заданного компонента с образованием второго выходного потока (116), содержащего заданный компонент;
после стадии (а) адсорбции и перед стадией (b) нагревания выполняют стадию (a1) предварительного нагревания, на которой насыщенный адсорбент приводят в контакт с промывочным потоком (126), содержащим заданный компонент, полученным в по меньшей мере одном другом реакторе (102) из упомянутых нескольких реакторов при выполнении стадии (b1) предварительного охлаждения, в результате чего адсорбируется некоторое количество заданного компонента, содержащегося в промывочном потоке (126), и образуется второй отработанный поток (113), обедненный по заданному компоненту, причем в первом реакторе (103) формируется отработанный поток (137) для стадии (Ы) предварительного охлаждения, а во втором реакторе (102) формируется промывочный поток (126) для стадии (al) предварительного нагревания.
2. Способ по п. 1, в котором отработанный поток (137) для стадии (b1) предварительного охлаждения охлаждают перед стадией (b1) предварительного охлаждения.
3. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором промывочный поток (126) нагревают перед стадией (a1) предварительного нагревания.
4. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором стадия (b) нагревания включает прямой теплообмен с нагревающей средой, контактирующей с адсорбентом и являющейся, предпочтительно, потоком, содержащим преимущественно заданный компонент (115, 116, 126).
5. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором стадия (с) охлаждения включает прямой теплообмен с охлаждающей средой, контактирующей с адсорбентом и являющейся, предпочтительно, отработанным потоком, обедненным по заданному компоненту (112, 113).
6. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором стадия (b) нагревания и/или стадия (с) охлаждения включают косвенный теплообмен.
7. Способ по п. 6, в котором стадию (b) нагревания частично выполняют во время стадии (a1) предварительного нагревания, а стадию (с) охлаждения частично выполняют во время стадии (b1) предварительного охлаждения.
8. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором промывочный поток (126) передают без промежуточного хранения от по меньшей мере одного другого реактора (102), осуществляющего стадию (b1) предварительного охлаждения, к реактору (101), осуществляющему стадию (а) адсорбции.
9. Способ по любому из пп. 1-7, в котором промывочный поток (126) передают с промежуточным хранением в подходящем резервуаре от по меньшей мере одного другого реактора (102), осуществляющего стадию (b1) предварительного охлаждения, в реактор (101), осуществляющий стадию (а) адсорбции.
10. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором в каждом реакторе (201) из упомянутых нескольких реакторов выполняют стадию (а2) подогревания после стадии (a1) предварительного нагревания и перед стадией (b) нагревания, причем во время стадии (а2) подогревания из адсорбента освобождается газовый продукт (219), содержащий по меньшей мере один побочный компонент, и возвращается в реактор, осуществляющий стадию (а) адсорбции.
11. Способ по п. 10, в котором соблюдается по меньшей мере одно из следующих условий:
продолжительность стадии (а2) подогревания превышает продолжительность стадии (a1) предварительного нагревания от 3 до 10 раз, предпочтительно, в шесть раз;
продолжительность стадии (b) нагревания превышает продолжительность стадии (a1) предварительного нагревания от 15 до 70 раз;
продолжительность стадии (с) охлаждения превышает продолжительность стадии (b1) предварительного охлаждения от 10 до 50 раз.
12. Способ по п. 10 или 11, в котором стадию (а2) подогревания выполняют при температуре ниже температуры последующей стадии (b) нагревания.
13. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором твердый адсорбент выполнен с возможностью селективной адсорбции заданного компонента относительно по меньшей мере одного побочного компонента и воды.
14. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором твердый адсорбент содержит по меньшей мере первый слой первого материала, обеспечивающего селективную адсорбцию воды, и второй слой второго материала, обеспечивающего селективную адсорбцию заданного компонента, а стадия (а) адсорбции включает первый этап адсорбции воды, содержащейся в газовой смеси, через первый слой, и второй этап адсорбции заданного компонента через второй слой.
15. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором температура на стадии (b) нагревания не превышает 250°С, предпочтительно, не превышает 200°С, и еще более предпочтительно, не превышает 170°С.
16. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором заданным компонентом является диоксид углерода.
17. Применение способа по пп. 1-16 для обработки топочного газа установки по производству аммиака или метанола, или мочевины.
18. Установка для обработки газовой смеси и извлечения заданного компонента из этой газовой смеси способом по любому из пп. 1-16, содержащая несколько реакторов, из которых каждый реактор (101) содержит слой адсорбента для селективной адсорбции этого заданного компонента, причем
каждый реактор обеспечивает выполнение последовательности стадий, включающих: адсорбцию заданного компонента в слое адсорбента, предварительное нагревание и последующее нагревание насыщенного адсорбента для десорбции заданного компонента, предварительное охлаждение и последующее охлаждение получаемого таким образом регенерированного адсорбента,
и реакторы соединены между собой так, что каждый реактор (101) обеспечивает
получение на стадии предварительного охлаждения отработанного потока (137), обедненного по заданному компоненту, от по меньшей мере одного другого реактора (103) из упомянутых нескольких реакторов, в то время как в по меньшей мере одном другом реакторе выполняется стадия адсорбции;
получение на стадии предварительного нагревания промывочного потока (126), содержащего заданный компонент, от по меньшей мере одного другого реактора (102) из упомянутых нескольких реакторов, в то время как в по меньшей мере одном другом реакторе выполняется стадия предварительного охлаждения.
