Кинетическая короткоцикловая psa с множеством слоев - RU2019125424A
Код документа: RU2019125424A
Формула
1. Способ короткоцикловой адсорбции при переменном давлении (RCPSA) с множеством слоев, предназначенный для отделения O2 от N2 и/или Ar, причем в способе применяют по меньшей мере пять адсорбционных слоев, каждый из которых содержит кинетически селективный адсорбент O2, имеющий скорость адсорбции O2 (1/с) по меньшей мере 0,20, по данным модели линейной движущей силы при 1 атм а. д. и 30,0ºС (86°F), и, при этом, способ RCPSA включает в себя прохождение каждым из адсорбционных слоев короткого цикла PSA, включающего в себя следующие стадии, выполняемые в следующей последовательности:
i) подача
ii) первый выравнивающий сброс давления
iii) второй выравнивающий сброс давления
iv) сброс давления в противотоке
v) продувка противотоком
vi) первое выравнивающее повторное повышение давления
vii) второе выравнивающее повторное повышение давления
viii) повторное повышение давления продукта и/или сырья
причем когда слой адсорбента проходит стадию выравнивающего сброса давления ii), он соединен с одним из других слоев адсорбента и обеспечивает поток для повторного повышения давления в одном из других слоев адсорбента, который одновременно проходит стадию выравнивающего повторного повышения давления vii), и
когда слой адсорбента проходит стадию выравнивающего сброса давления iii), он соединен с еще одним из других слоев адсорбента и обеспечивает поток для повторного повышения давления в еще одном из других слоев адсорбента, который одновременно проходит стадию выравнивающего повторного повышения давления vi).
2. Способ RCPSA по п. 1, отличающийся тем, что стадия iii) представляет собой стадию двойного выравнивающего сброса давления, и стадия vi) представляет собой стадию двойного повторного повышения давления.
3. Способ RCPSA по п. 1, отличающийся тем, что стадия viii) представляет собой стадию повторного повышения давления продукта и сырья.
4. Способ RCPSA по п. 1, отличающийся тем, что стадия ii) представляет собой стадию выравнивающего сброса давления в прямотоке, и стадия vii) представляет собой стадию выравнивающего повторного повышения давления противотоком.
5. Способ RCPSA по п. 1, отличающийся тем, что в способе используют от 5 до 18 адсорбционных слоев.
6. Способ RCPSA по п. 1, отличающийся тем, что в способе используют от 7 до 9 адсорбционных слоев.
7. Способ RCPSA по п. 1, отличающийся тем, что в способе используют 7 или 9 адсорбционных слоев.
8. Способ RCPSA по п. 1, отличающийся тем, что продолжительность стадии подачи составляет от 3 до 45 секунд.
9.Способ RCPSA по п. 1, отличающийся тем, что продолжительность каждой из стадий выравнивающего сброса давления и выравнивающего повторного повышения давления составляет от 1 до 5 секунд.
10. Способ RCPSA по п. 1, отличающийся тем, что продолжительность короткого цикла PSA составляет 100 секунд или менее.
11. Способ RCPSA по п. 1, отличающийся тем, что стадию подачи проводят при температуре от -17,7ºС (0 °F) до 51,6ºС (125°F).
12. Способ RCPSA по п. 1, отличающийся тем, что стадию подачи проводят при температуре от -6,6ºС (20°F) до 37,7ºС (100°F).
13. Способ RCPSA по п. 1, отличающийся тем, что стадию подачи проводят при температуре от -6,6ºС (20°F) до 4,4ºС (40°F).
14. Способ RCPSA по п. 1, отличающийся тем, что на протяжении всей или части стадии подачи рециркуляционный газ вводят прямотоком в слой, проходящий стадию подачи, причем рециркуляционный газ содержит газ, полученный в ходе стадии сброса давления в противотоке и/или стадии продувки из слоев, проходящих указанные стадии.
15. Способ RCPSA по п. 1, отличающийся тем, что на протяжении всей или части стадии выравнивающего сброса давления ii) рециркуляционный газ вводят прямотоком в слой, проходящий указанную стадию, причем рециркуляционный газ содержит газ, полученный в ходе стадии сброса давления в противотоке и/или стадии продувки из слоев, проходящих указанные стадии.
16. Способ RCPSA по п. 1, отличающийся тем, что кинетически селективный адсорбент имеет кинетическую селективность для O2/N2 по меньшей мере 5, по данным модели линейной движущей силы при 1 атм а. д. и 30ºС (86°F), и/или кинетическую селективность для O2/Ar по меньшей мере 5, по данным модели линейной движущей силы при 1 атм а. д. и 30ºС (86°F).
17. Способ RCPSA по п. 1, отличающийся тем, что кинетически селективный адсорбент представляет собой цеолит или углеродное молекулярное сито.
18. Способ RCPSA по п. 1, отличающийся тем, что способ предназначен для отделения O2 от Ar, а кинетически селективный адсорбент представляет собой цеолит RHO, имеющий соотношение Si/Al от 3,2 до 4,5 и содержащий непротонные внерешеточные катионы, причем цеолит содержит не более 1 протона на элементарную ячейку, и, при этом, размер, количество и заряд внерешеточных катионов, которые присутствуют в цеолите, таковы, что 1 или меньшее количество непротонных внерешеточных катионов на элементарную ячейку требуется для занятия положений 8–кольца.
19. Способ RCPSA по п. 1, отличающийся тем, что способ предназначен для отделения O2 от N2, а кинетически селективный адсорбент представляет собой углеродное молекулярное сито (CMS), имеющее кинетическую селективность для O2/N2 от 5 до 30, по данным модели линейной движущей силы при 1 атм а. д. и 30ºС (86°F).
20. Способ RCPSA по п. 1, отличающийся тем, что способ представляет собой способ RCPSA с вращающимся слоем.
21. Способ RCPSA по п. 1, отличающийся тем, что способ представляет собой способ RCPSA с поворотным клапаном.
22. Способ RCPSA по п. 1, отличающийся тем, что каждый слой адсорбента имеет объем пустот от 3% до 15% относительно объема слоя.
23. Способ RCPSA по п. 1, отличающийся тем, что в способе используют семь адсорбционных слоев, причем способ RCPSA включает в себя прохождение каждым из слоев короткого цикла PSA, включающего в себя следующие стадии, выполняемые в следующей последовательности:
подача (F);
выравнивающий сброс давления в прямотоке (EQD1);
двойной выравнивающий сброс давления (DEQD2);
сброс давления в противотоке (CnD);
продувка противотоком (PU);
двойное выравнивающее повторное повышение давления (DEQR2);
выравнивающее повторное повышение давления противотоком (EQR1); и
повторное повышение давления продукта и сырья (RP/F);
причем когда слой адсорбента проходит стадию выравнивающего сброса давления в прямотоке (EQD1), он соединен с одним из других слоев адсорбента и обеспечивает поток для повышения давления прямотоком в одном из других слоев адсорбента, которые одновременно проходят стадию повторного повышения давления противотоком (EQR1), и
при этом, когда слой адсорбента проходит стадию двойного выравнивающего сброса давления (DEQD2), он соединен с еще одним из других слоев адсорбента и обеспечивает потоки для повторного повышения давления прямотоком и противотоком в еще одном из других слоев адсорбента, который одновременно проходит стадию двойного выравнивающего повторного повышения давления (DEQR2).
24. Способ RCPSA по п. 1, отличающийся тем, что в способе используют девять адсорбционных слоев, причем способ RCPSA включает в себя прохождение каждым из слоев короткого цикла PSA, включающего в себя следующие стадии, выполняемые в следующей последовательности:
подача (F);
выравнивающий сброс давления в прямотоке (EQD1);
первый двойной выравнивающий сброс давления (DEQD2);
второй двойной выравнивающий сброс давления (DEQD3);
сброс давления в противотоке (CnD);
продувка противотоком (PU);
первое двойное выравнивающее повторное повышение давления (DEQR3);
второе двойное выравнивающее повторное повышение давления (DEQR2);
выравнивающее повторное повышение давления противотоком (EQR1); и
повторное повышение давления продукта и сырья (RP/F);
причем когда слой адсорбента проходит стадию выравнивающего сброса в прямотоке (EQD1), он соединен с одним из других слоев адсорбента и обеспечивает поток для повторного повышения давления противотоком в одном из других слоев адсорбента, который одновременно проходит стадию выравнивающего повторного повышения давления противотоком (EQR1), и
причем когда слой адсорбента проходит первую стадию двойного выравнивающего сброса давления (DEQD2), он соединен с еще одним из других слоев адсорбента и обеспечивает потоки для повторного повышения давления прямотоком и противотоком в еще одном из слоев адсорбента, который одновременно проходит вторую стадию двойного выравнивающего повторного повышения давления (DEQR2), и
при этом, когда слой адсорбента проходит вторую стадию двойного выравнивающего сброса давления (DEQD3), он соединяется с и обеспечивает потоки для повторного повышения давления прямотоком и противотоком в еще одном из слоев адсорбента, который одновременно проходит первую стадию двойного выравнивающего повторного повышения давления (DEQR3).
