專(zhuān)利名稱(chēng)：：從低氫濃度的進(jìn)料氣體混合物中回收氫的吸附方法從低氫濃度的進(jìn)料氣體混合物中回收氫的吸附方法相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用未使用。關(guān)于聯(lián)邦主持的研究或開(kāi)發(fā)的聲明本發(fā)明是在基于AirProductsandChemicals(空氣化工公司)與美國(guó)能源部之間的合作協(xié)議號(hào)DE-FC36-01GO11087的政府支持下完成的。這種政府支持不構(gòu)成美國(guó)能源部的背書(shū)。美國(guó)能源部對(duì)本發(fā)明具有一定權(quán)利。
背景技術(shù)：
：本發(fā)明涉及變壓吸附方法，更具體的說(shuō)，涉及這樣的方法從具有相對(duì)低氫濃度的進(jìn)料氣體混合物中以高回收率和高純度回收作為未吸附產(chǎn)品的氬。變壓吸附方法是用于分離包含具有不同吸附特性的組分的氣體混合物的公知方法。例如，經(jīng)由變壓吸附來(lái)生產(chǎn)氫是為化工制造業(yè)、金屬精練、及其它相關(guān)工業(yè)提供高純度的氫的數(shù)百萬(wàn)美元的工業(yè)。通常，從具有高氫濃度的氣體混合物中分離氫，例如從具有或不具有變換反應(yīng)器的轉(zhuǎn)化爐中分離。通常，含有低氫濃度的氣體混合物作為燃料燃燒以從氫中回收熱值。存在這樣的用途其中從具有低氫濃度的進(jìn)料氣體混合物中回收氫是有用的。例如，在熔融碳酸鹽燃料電池中，合成氣(包括一氧化碳和氮)可以通入陽(yáng)極組件中，而氧化氣體(通常為空氣)通入陰極組件中。從陽(yáng)極得到的廢氣含有未反應(yīng)的燃料(一氧化碳和氫)以及水和二氧化碳。如美國(guó)專(zhuān)利4,532,192和美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)2004/0229102所述，為改善燃料電池的效率，可以將一氧化碳和氫與二氧化碳和水分離，并將一氧化碳和氬循環(huán)回陽(yáng)極。所分離的二氧化碳可以循環(huán)回陰極，因?yàn)槎趸际侨廴谔妓猁}燃料電池所需要的。可以希望從陽(yáng)極的廢氣流中回收純氫。在這種情況中，純氫可以用作質(zhì)子交換膜(PEM)燃料電池的燃料，或者可以存儲(chǔ)用于燃料電池交通工具。在本申請(qǐng)中，在水氣轉(zhuǎn)換反應(yīng)之后，陽(yáng)極廢氣的組成可以含有約70%二氧化碳、25%氫、和5%水，以及少于1%的一氧化碳、氮和甲烷。燃料電池工業(yè)所面臨的問(wèn)題是，從含有低氬濃度的進(jìn)料氣體混合物中回收高百分比的氫。需要以高氫回收率來(lái)從含有低氫濃度的進(jìn)料氣體混合物中回收高純氫。在未來(lái)氫經(jīng)濟(jì)中，對(duì)于分配氫所考慮的選擇集中在從天然氣中分離低濃度的氫(dilutehydrogen)。氫是在低成本的集中式設(shè)備中生產(chǎn)的，然后注入天然氣管線中，隨后沿氣管網(wǎng)絡(luò)輸送到分布的燃料補(bǔ)給站中。在每個(gè)染料補(bǔ)給站中，高純H2從H2/天然氣混合物中分離出來(lái)。實(shí)際問(wèn)題將該氣體的氫含量限制到低于約20%，而其余組分由典型的天然氣物種(例如，甲烷、N2、C2+烴類(lèi))組成。從精煉燃料氣中回收氫是所關(guān)注的另一個(gè)領(lǐng)域。目前，許多精煉廠需要?dú)湟杂糜诙喾N單元操作，包括加氫裂化、加氫脫硫、和重整。如果存在合適的工藝，從各種低氫濃度的進(jìn)料流中回收氫可以是有吸引力的選擇。精煉燃料氣是在精煉廠中任何數(shù)量的處理單元中生成的輕質(zhì)氣體的匯集。精煉燃料氣的典型組成是約25%氫、約67y。d-C6烴、約2%氧、約5%氮、約1%二氧化碳、和ppm量級(jí)的硫化氫。從這種具有低氫含量的進(jìn)料氣體中回收高純度氫氣流的有效方法將會(huì)是需要的?，F(xiàn)有技術(shù)教導(dǎo)了變壓吸附不適于從含有低氫濃度的進(jìn)料氣體混合物中回收氬。例如，Lancelin等人,"HydrogenPurificationbyPressureSwingAdsorption(通過(guò)變壓吸附來(lái)純化氫)"，(記載于HydrogenSymposiumoftheAFTP(AFTP的氫研討會(huì))，1976年2月26日)顯示了氫回收率作為使用變壓吸附的進(jìn)料氣體混合物中氫濃度的函數(shù)的繪圖。該繪圖顯示，在含有70%氬的進(jìn)料氣體混合物中氫回收率為約80%，在含有50%氫的進(jìn)料氣體混合物中氫回收率降低到約60%。
發(fā)明內(nèi)容如本文所述，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種使用變壓吸附從含有低氬濃度的進(jìn)料氣體混合物中回收氫的高回收率方法。公開(kāi)了一種在多個(gè)吸附床中將氫與至少一種吸附力更強(qiáng)的組分分離以生產(chǎn)富氫產(chǎn)品氣的方法，該多個(gè)吸附床各自包括對(duì)該至少一種吸附力更強(qiáng)的組分具有選擇性的吸附劑。多個(gè)吸附床中的每個(gè)都經(jīng)受重復(fù)周期。該方法包才舌(a)從含有5-50%氬、或5-40%氫、或5-30%氫的進(jìn)料氣體混合物中產(chǎn)生富氫產(chǎn)物的吸附步驟；(b)至少兩個(gè)通過(guò)排出(withdraw)空隙氣體(voidspacegas)來(lái)平衡壓力的步驟；(c)導(dǎo)致第一壓降A(chǔ)P,的提供吹掃(providepurge)步驟；(d)導(dǎo)致第二壓降A(chǔ)P2的放空(blowdown)步驟；(e)吹掃步驟；(f)至少兩個(gè)通過(guò)引入空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟；以及(g)再增壓步驟；其中AP/AP^2.0,或其中AP/APi>3.0。在放空步驟中，最后的放空壓力可以是108kPa到170kPa。至少兩個(gè)通過(guò)引入空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟中的至少一個(gè)可以是在富氬產(chǎn)物氣協(xié)助下的通過(guò)引入空隙氣體的壓力平衡步驟。該方法可以包括至少三個(gè)通過(guò)排出空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟和至少三個(gè)通過(guò)引入空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟。在這種情況中，AP/AP!可以24.0?；蛘?，該方法包括(a)在高壓下向多個(gè)吸附床中的第一吸附床中引入含有5-50%氫、或5-40%氬、或5-30%氫的進(jìn)料氣體混合物，在第一吸附床中的吸附劑上吸附至少一種吸附力更強(qiáng)的組分同時(shí)從第一吸附床排出富氫產(chǎn)物氣，然后將第一空隙氣體基本上在高壓下留在第一吸附床中；(b)將第一部分的第一空隙氣體從第一吸附床中順流地排出，并將第一部分的第一空隙氣體通入多個(gè)吸附床中的笫二吸附床以進(jìn)行壓力平衡；(c)將第二部分的第一空隙氣體從第一吸附床中順流地排出，并將第二部分的第一空隙氣體通入多個(gè)吸附床中的第三吸附床，以便用第二部分的第一空隙氣體吹掃第三吸附床，從而得到從第一壓力P!到第二壓力P2的第一吸附床中的第一壓降；(d)將第三部分的第一空隙氣體從第一吸附床中順流地排出，并將第三部分的第一空隙氣體通入多個(gè)吸附床中的第三吸附床和第四吸附床之一，以進(jìn)行壓力平衡；(e)將第四部分的第一空隙氣體從第一吸附床中逆流地排出，從而得到從第二壓力P2或第三壓力P3到放空壓力P4的第一吸附床中的第二壓降；其中當(dāng)?shù)谝晃酱仓械捏识航禐閺牡诙毫2到放空壓力P4時(shí)，(P2-P4)/(PHP2)22.0或^3.0，且當(dāng)?shù)谝晃酱仓械牡诙航禐閺牡谌龎毫3到放空壓力4時(shí)，(P3-P4)/(Pi-P2)^2.0或^3.0;(f)將第一部分的第二空隙氣體逆流地引入第一吸附床中以吹掃第一吸附床，第二空隙氣體來(lái)自多個(gè)吸附床中的第五吸附床、第二吸附床、第三吸附床、和第四吸附床之一；(g)將第二部分的第二空隙氣體或一部分第三空隙氣體從多個(gè)吸附床中的第六吸附床、第二吸附床、第三吸附床、第四吸附床、和第五吸附床之一中逆流地引入第一吸附床中，以進(jìn)行壓力平衡；(h)將一部分第四空隙氣體逆流地引入笫一吸附床中以進(jìn)行壓力平衡，第四空隙氣體來(lái)自多個(gè)吸附床中的第七吸附床、第二吸附床、第三吸附床、第四吸附床、第五吸附床、和第六吸附床之一；和(i)從富氫產(chǎn)物氣存儲(chǔ)容器、多個(gè)吸附床中的第八吸附床、第二吸附床、第三吸附床、第四吸附床、第五吸附床、和第六吸附床中的至少一個(gè)中進(jìn)行將進(jìn)料氣體混合物順流地引入和將富氫產(chǎn)物氣逆流地引入笫一吸附床中的至少一項(xiàng)，直到第一吸附床基本上處于高壓下。步驟(c)可以在步驟(d)之前，或者步驟(d)可以在步驟(c)之前。放空壓力P4可以是108kPa到170kPa。第二空隙氣體可以來(lái)自第四吸附床和第五吸附床之一。第三空隙氣體可以來(lái)自第二吸附床、第四吸附床、和第六吸附床之一。第四空隙氣體可以來(lái)自第二吸附床、第四吸附床、和第六吸附床之一。引入到第一吸附床中的富氫產(chǎn)物氣可以來(lái)自第三吸附床和第四吸附床中的至少一個(gè)。該方法可以進(jìn)一步包括將來(lái)自第二吸附床、第三吸附床、第四吸附床、第五吸附床、第六吸附床、和第八吸附床中至少一個(gè)的富氫產(chǎn)物氣逆流地引入到第一吸附床中，同時(shí)將第二部分的第二空隙氣體或部分第三空隙氣體逆流地引入第一吸附床中，以便在富氫產(chǎn)物氣的幫助下進(jìn)行壓力平衡。用于在富氫產(chǎn)物氣的幫助下進(jìn)行壓力平衡的富氫產(chǎn)物氣可以來(lái)自第三吸附床和第四吸附床中至少一個(gè)。該方法可以進(jìn)一步包括(j)將第五部分的第一空隙氣體從第一吸附床中順流地排出，并且將第五部分的第一空隙氣體通入第三吸附床和第六吸附床之一，以進(jìn)行壓力平衡；和(k)將部分第五空隙氣體逆流地引入到第一吸附床中以進(jìn)行壓力平衡，第五空隙氣體來(lái)自多個(gè)吸附床中的第九吸附床、第二吸附床、第三吸附床、第四吸附床、第五吸附床、第六吸附床、第七吸附床、和第八吸附床之一。第五空隙氣體可以來(lái)自第二吸附床和第三吸附床之一。在該方法包括從第一吸附床中排出第五部分的第一空隙氣體以進(jìn)行壓力平衡的情況中，當(dāng)?shù)谝晃酱仓械捏识航禐閺牡诙毫2到放空壓力P4時(shí)，(P2-P4)/(P廣P2)可以^4.0，且當(dāng)?shù)谝晃酱仓械牡诙航禐閺牡谌龎毫3到放空壓力4時(shí)，(P3-P4)/(Pl-P2)可以^.0;圖1是具有四個(gè)吸附床的吸附系統(tǒng)的示意圖。圖2是對(duì)于具有四個(gè)吸附床和兩個(gè)平衡步驟的系統(tǒng)，氫回收率百分比作為放空步驟中的壓降與提供吹掃步驟中的壓降之比的函數(shù)的繪圖。圖3是對(duì)于具有五個(gè)吸附床和兩個(gè)平衡步驟的系統(tǒng)，氫回收率百分比作為放空步驟中的壓降與提供吹掃步驟中的壓降之比的函數(shù)的繪圖。圖4是對(duì)于具有五個(gè)吸附床和三個(gè)平衡步驟的系統(tǒng)，氫回收率百分比作為放空步驟中的壓降與提供吹掃步驟中的壓降之比的函數(shù)的繪圖。圖5是對(duì)于具有六個(gè)吸附床和兩個(gè)平衡步驟的系統(tǒng)，氫回收率百分比作為放空步驟中的壓降與提供吹掃步驟中的壓降之比的函數(shù)的繪圖。圖6是對(duì)于具有六個(gè)吸附床和三個(gè)平衡步驟的系統(tǒng)，氫回收率百分比作為放空步驟中的壓降與提供吹掃步驟中的壓降之比的函數(shù)的繪圖。具體實(shí)施方式這里所使用的不定冠詞"一(a)"和"一種(an)"當(dāng)用于說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中所述的本發(fā)明的實(shí)施方式中的任何特征時(shí)表示一個(gè)或多個(gè)。"一"和"一種"的使用不表示將含義限制為單個(gè)特征，除非明確地說(shuō)明了這樣的限制。在單數(shù)或復(fù)數(shù)的名詞或名詞短語(yǔ)之前的定冠詞"該"是指特別指定的特征或特別指定的多個(gè)特征，并且根據(jù)其所使用的上下文而具有單數(shù)或復(fù)數(shù)的含義。形容詞"任何"無(wú)差別地指無(wú)論那種數(shù)量中的一個(gè)、一些或全部。"氫回收率"定義為離開(kāi)吸附系統(tǒng)的氫的質(zhì)量流量除以進(jìn)入吸附系統(tǒng)的氫的質(zhì)量流量。例如，如果進(jìn)入吸附系統(tǒng)的進(jìn)料流的質(zhì)量流量為100kg/s且氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5,且離開(kāi)吸附系統(tǒng)的產(chǎn)物流的質(zhì)量流量為50kg/s且氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.95，那么氫回收率為95%。這里所使用的"多個(gè)，，是指至少四個(gè)。這里所使用的濃度百分比是摩爾百分比。這里所述的方法涉及一種在多個(gè)吸附床中將氫與至少一種吸附力更強(qiáng)的組分選擇性地分離以生產(chǎn)富氫產(chǎn)物氣的方法，該多個(gè)吸附床中的每個(gè)均含有對(duì)至少一種吸附力更強(qiáng)的組分具有選摔性的吸附劑。多個(gè)吸附床的每個(gè)均經(jīng)受重復(fù)周期的多個(gè)步驟。用于將氫與其它氣體分離的合適吸附劑在本領(lǐng)域是公知的。吸附床可以包括多層各種吸附劑。例如，許多氫PSA系統(tǒng)在床的進(jìn)料端包括活性炭層以除去大量二氧化碳和甲烷，然后是沸石層以除去氮和一氧化碳。在一些系統(tǒng)中，活性氧化鋁層放置在活性炭層上游以除去水，從而得到三層床。近來(lái)，已經(jīng)建議了用于純化氫的四層床(美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)2006/0254425)?；钚匝趸X和硅膠也是用于從含氫系統(tǒng)中除去C3+烴的典型吸附劑。最后，美國(guó)專(zhuān)利3,176,444提供了可用于純化含氫流的可用吸附劑的列表。吸附力更強(qiáng)的組分可以包括水、二氧化碳、一氧化碳、甲烷、氮、氧、氬、CVCu)烴、含硫氣體(H2S、COS、CSz等)和含氮?dú)怏w(N0、NH3等)。氣流可以通過(guò)烴的蒸汽重整、烴的部分氧化、烴的自熱重整和/或固體的氣化(煤、焦炭、生物物質(zhì)等)來(lái)生產(chǎn)。含氫氣流源也可以是來(lái)自各精練廠(重整器、催化裂解器等)或化學(xué)過(guò)程(例如，氨生產(chǎn))的尾氣。由于變壓吸附方法是公知的，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以構(gòu)造適用于實(shí)施本文所述方法的吸附系統(tǒng)。用于實(shí)施該方法的合適的設(shè)備在本領(lǐng)域是公知的。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以確定適用于本文所述方法的沒(méi)有具體公開(kāi)的操作條件而無(wú)需過(guò)多的試驗(yàn)?？梢栽谳S向吸附床或徑向吸附床中實(shí)施該方法。該方法可以在包括至少一個(gè)平衡容器的系統(tǒng)中實(shí)施。正如本領(lǐng)域所公知的，平衡容器可用于存儲(chǔ)用于與另一個(gè)容器平衡的空隙氣體。這使得一個(gè)吸附床可以為另一個(gè)非順序的(outofs叫uence)吸附床提供空隙氣體以直接平衡。有時(shí)將其稱(chēng)為床-罐平衡(bedtotankequalization)。包括床-罐平衡的方法在授予Baksh等人的美國(guó)專(zhuān)利6,503,299中公開(kāi)。該方法可以使用不同于變真空(vacuumswing)吸附的變壓吸附從而以至少80%的高氫回收率來(lái)回收含有至少95%氫的高純氫。變壓吸附相對(duì)于變真空吸附可以提供多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。例如，不需要真空泵，且得自該方法的廢氣可具有足夠的壓力以用作燃料或用于其它目的。該方法周期將被描述為相對(duì)于其它吸附床的第一吸附床。如本領(lǐng)域所公知的，每個(gè)吸附床依次進(jìn)行所述步驟。該方法需要至少四個(gè)吸附床。涉及到第五、第六、第七、以及更多吸附床僅用于具有至少那些數(shù)量的吸附床的系統(tǒng)。每個(gè)吸附床具有"進(jìn)口端"和"出口端"，這樣稱(chēng)呼它們的原因是它們?cè)谖街芷诘奈讲襟E中的功能。在周期的吸附步驟中，進(jìn)料氣體混合物被引入到吸附床的"進(jìn)口端"，且富氫產(chǎn)物從"出口端"排出。在吸附周期的其它步驟中，氣體可以從"進(jìn)口端，，引入或排出。同樣，在吸附周期的其它步驟中，氣體可以從"出口端"引入或排出。該方法包括在高壓下向多個(gè)吸附床中的第一吸附床中引入含有5-50%、或5-40%、或5-30%氬的進(jìn)料氣體混合物，并且在第一吸附床中的吸附劑上吸附至少一種吸附力更強(qiáng)的組分，同時(shí)從第一吸附床中排出富氫產(chǎn)物。進(jìn)料氣體混合物被引入進(jìn)口端，且富氫產(chǎn)物從出口端除去。將進(jìn)料氣體混合物引入吸附床，在吸附劑上吸附吸附力更強(qiáng)的組分，同時(shí)從吸附床中排出富氫產(chǎn)物，以上稱(chēng)為吸附步驟，并且在表l、3、5、7、和9中以"A，，表示。吸附步驟繼續(xù)進(jìn)行一段吸附時(shí)間，然后基本上在高壓下在第一吸附床中留下第一空隙氣體。吸附時(shí)間可以為3秒到300秒。高壓可以在440kPa(50psig)到3.2MPa(450psig)的范圍內(nèi)，基本上在高壓下是指在高壓范圍的±10%之內(nèi)。在吸附步驟結(jié)束時(shí)，吸附床含有被稱(chēng)為空隙氣體的物質(zhì)，其是氣相和被吸附相分子的組合。與進(jìn)料氣體混合物相比，空隙氣體具有更高平均濃度的吸附力更強(qiáng)的組分，因?yàn)闅渥鳛楫a(chǎn)物流被排出?？障稓怏w混合物的各組分的濃度通常作為吸附床的入口與出口之間的距離的函數(shù)而變化。接近出口端的空隙氣體通常具有高濃度的氫?？拷M(jìn)口端的空隙氣體通常具有高濃度的至少一種吸附力更強(qiáng)的組分。具有相對(duì)高濃度的氫的空隙氣體部分可用于在吹掃步驟中吹掃其它吸附床和在壓力平衡步驟中提高其它吸附床的壓力。具有高濃度的至少一種吸附力更強(qiáng)的組分的空隙氣體應(yīng)當(dāng)在床中的后面的吸附步驟之前從吸附床中除去。因此，與吸附步驟(的氣i同向的氣流k"順流的"，;^與吸w;步驟中的氣流反相的氣流是"逆流的"將氣體順流地引入吸附床中是指將氣體以與吸附步驟中的氣體相同的方向引入。將氣體逆流地引入吸附床是指將氣體以與吸附步驟中氣流方向相反的方向引入。將氣體從吸附床中順流地排出是指將氣體以與吸附步驟中的氣體相同的方向排出。將氣體逆流地從吸附床中排出是指將氣體以與吸附步驟中氣流方向相反的方向排出?？梢詫怏w同時(shí)從進(jìn)口端順流地引入和從出口端逆流地引入?？梢詫怏w同時(shí)從出口端順流地排出和從進(jìn)口端逆流地排出。當(dāng)氣體從中間位置向進(jìn)口端和出口端排出時(shí)，部分氣體順流地排出且部分氣體逆流地排出。當(dāng)氣體從中間位置引入進(jìn)口端和出口端時(shí)，部分氣體順流地《l入且部分氣體逆流地引入。該方法包括從第一吸附床中順流地排出第一部分的第一空隙氣體，并將第一部分的第一空隙氣體通入多個(gè)吸附床中的第二吸附床，直到第一吸附床與第二吸附床壓力平衡。第一部分的第一空隙氣體可以從第一吸附床的出口端排出。該笫一部分空隙氣體通常具有大于95%或大于99%的氫濃度，因此可用于提高第二吸附床的壓力。從吸附床中順流地排出第一部分空隙氣體并將這第一部分通入另一個(gè)吸附床中直到床之間壓力平衡的步驟在表l、3、5、7、和9中以"1"表示。從吸附床中順流地排出一部分空隙氣體并將其通入另一個(gè)吸附床直到床之間壓力平衡的步驟在本文中被稱(chēng)為通過(guò)排出空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟。因此，步驟"r，被稱(chēng)為第一個(gè)通過(guò)排出空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟。通過(guò)排出空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟可以經(jīng)1秒到120秒的一段時(shí)間發(fā)生。如本文所定義的，平衡的壓力是指吸附床之間的壓差小于35kPa(5psi)。平衡壓力是這樣的一個(gè)步驟其中氣體從一個(gè)吸附床轉(zhuǎn)移到另一個(gè)，直到吸附床之間的壓力平衡，在該步驟結(jié)束時(shí)壓差小于35kPa(5psi)。該方法包括從第一吸附床中順流地排出第二部分的第一空隙氣體，并將笫二部分的第一空隙氣體通入多個(gè)吸附床中的第三吸附床，以便用第二部分的第一空隙氣體來(lái)吹掃第三吸附床。第二部分的第一空隙氣體可以從第一吸附床的出口端排出。這第二部分空隙氣體通常具有大于95%或大于99%的氫濃度，因此可用于吹掃第三吸附床。第二部分的第一空隙氣體從第一吸附床中排出，得到從第一壓力P,到第二壓力P2的第一吸附床中的第一壓降將第二部分的第一空隙氣體從吸附床中順流地排出并將第二部分的第一空隙氣體通入另一個(gè)吸附床中以吹掃另外的吸附床的步驟通常稱(chēng)為提供吹掃步驟，并在表l、3、5、7、和9中以"PP"表示。提供吹掃步驟進(jìn)行可以是1秒到300秒的一段提供吹掃時(shí)間。該方法包括從第一吸附床中順流地排出第三部分的第一空隙氣體，并將第三部分的第一空隙氣體通入第三吸附床和多個(gè)吸附床中的第四吸附床之一，直到第一吸附床與該第三部分所通入的吸附床壓力平衡。第三部分的第一空隙氣體可以從第一吸附床的出口端排出。第三部分的第一空隙氣體通常具有大于95%或大于99%的氫濃度，因此可用于提高第三吸附床或第四吸附床的壓力。將第三部分空隙氣體從吸附床中順流地排出并將第三部分通入另一個(gè)吸附床直到吸附床之間壓力平衡的步驟在表l、3、5、7、和9中以"2，，表示。步驟"2"可以稱(chēng)為第二個(gè)通過(guò)排出空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟。第二個(gè)通過(guò)排出空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟可以經(jīng)1秒到120秒的一段時(shí)間發(fā)生。根據(jù)本文所述和后面的實(shí)施例所說(shuō)明的方法，第二部分可以在第三部分排出之前排出，或者第三部分可以在第二部分排出之前排出。第二個(gè)通過(guò)排出空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟"2"可以根椐需要在提供吹掃步驟"PP"之前或之后進(jìn)行，并且可以取決于所使用的吸附床的總數(shù)。14該方法包括從第一吸附床中排出第四部分空隙氣體，從而得到從第二壓力P2或第三壓力P3到放空壓力P4的笫一吸附床中的第二壓降厶P2。第四部分空隙氣體通常逆流地排出，并且在開(kāi)始時(shí)可以具有與進(jìn)料組成(20-25%氪)大致相同的氫濃度，然后氫濃度可以隨時(shí)間降低，平均氬濃度小于10%。第四部分空隙氣體可以從第一吸附床的進(jìn)口端排出。放空壓力可以是且通常是周期中的最低壓力，并且可以是108kPa(1psig)到170kPa(10psig)。從吸附床中排出第四部分空隙氣體直到放空壓力的步驟通常稱(chēng)為放空步驟，且在表l、3、5、7、和9中以"B"表示。放空步驟進(jìn)行可以是1秒到300秒的一段放空時(shí)間。在放空步驟緊跟著提供吹掃步驟的情況中，放空步驟中的壓降是P2到P4。在提供吹掃步驟和放空步驟之間存在一個(gè)步驟的情況中，壓降可以是P3到P4,其中P3不同于P2。在該方法中，當(dāng)?shù)谝晃酱仓械牡诙航禐榈诙毫2到放空壓力P4時(shí)，(PrP4)/(P廣P2》2.0且當(dāng)?shù)谝晃酱仓械牡诙航禐榈谌龎毫3到放空壓力P4時(shí)，(P3-P4)/(P廣P2)22.0或^3-0。這表示放空步驟中的壓降至少是提供吹掃步驟中壓降的至少兩倍大或至少三倍大。該方法包括將部分第二空隙氣體逆流地引入第一吸附床中以吹掃第一吸附床。部分第二空隙氣體可以引入到第一吸附床的出口端中。第二空隙氣體可以由任何與第一吸附床具有適當(dāng)?shù)闹芷陉P(guān)系的吸附床來(lái)提供。第二空隙氣體可以來(lái)自第二吸附床、第三吸附床、第四吸附床、或多個(gè)吸附床中的第五吸附床。引入空隙氣體以吹掃吸附床的步驟通常稱(chēng)為吹掃步驟，并且在表l、3、5、7、和9中以"P，，表示。提供第二空隙氣體的吸附床處于上迷提供吹掃步驟中。吸附床經(jīng)歷吹掃步驟的時(shí)間與提供吹掃氣體的吸附床經(jīng)歷提供吹掃步驟的時(shí)間相同。該方法包括將另一部分笫二空隙氣體或部分第三空隙氣體逆流地1入到第一吸附床中。第二或第三空隙氣體可以引入到第一吸附床的出口端。第二空隙氣體由在吹掃步驟中提供空隙氣體的同一個(gè)吸附床提供。第三空隙氣體可以由任何與第一吸附床具有適當(dāng)?shù)闹芷陉P(guān)系的吸附床來(lái)提供。第三空隙氣體可以來(lái)自第二吸附床、第三吸附床、第四吸附床、第五吸附床、或多個(gè)吸附床中的第六吸附床。引入空隙氣體，直到第一吸附床與提供第二空隙氣體或第三空隙氣體的吸附床壓力平衡。在本文中，將空隙氣體從一個(gè)吸附床逆流地引入到另一個(gè)吸附床中步驟。該步驟與經(jīng)歷第二個(gè)通過(guò)排出空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟"2"結(jié)合發(fā)生。因此，該步驟稱(chēng)為第二個(gè)通過(guò)引入空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟，并且在表l、3、5、7、和9中以"2，"來(lái)表示。吸附床經(jīng)歷第二個(gè)通過(guò)引入空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟的時(shí)間與提供空隙氣體的吸附床經(jīng)歷第二個(gè)通過(guò)排出空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟的時(shí)間相同。該方法包括將部分第四空隙氣體逆流地引入第一吸附床中。第四空隙氣體可以引入到第一吸附床的出口端中。第四空隙氣體可以由任何其它吸附床提供，并且可以具有大于99%的氫濃度。第四空隙氣體可以來(lái)自第二吸附床、第三吸附床、第四吸附床、第五吸附床、或多個(gè)吸附床中的第七吸附床。引入空隙氣體，直到第一吸附床與提供第四空隙氣體的吸附床壓力平衡。這也是通過(guò)引入空隙氣體的步驟的壓力平衡。該步驟與經(jīng)歷第一個(gè)通過(guò)排出空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟'T，的另一個(gè)床結(jié)合發(fā)生。因此，該步驟稱(chēng)為第一個(gè)通過(guò)引入空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟，并且在表1、3、5、7、和9中用"1，"表示。吸附床經(jīng)歷第一個(gè)通過(guò)引入空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟的時(shí)間與提供空隙氣體的吸附床經(jīng)歷第一個(gè)通過(guò)排出空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟的時(shí)間相同。富氫產(chǎn)物氣可以與第四空隙氣體一起引入。富氫產(chǎn)物氣可以由經(jīng)歷吸附步驟的任何其它吸附容器提供。該步驟是通過(guò)在富氫產(chǎn)物氣的幫助下引入空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟(稱(chēng)為通過(guò)引入空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟)的具體形式。然后，將第一吸附床重增壓到基本處于高壓下。進(jìn)料氣體混合物和/或富氫產(chǎn)物氣可用于使吸附床重增壓。該方法包括順流地？I入進(jìn)料氣體混合物和逆流地引入富氫產(chǎn)物氣中的至少一項(xiàng)，直到第一吸附床基本處于高壓下。富氫產(chǎn)物氣可以來(lái)自富氫產(chǎn)物氣存儲(chǔ)容器和任何其它床(例如，第二吸附床、第三吸附床、第四吸附床、第五吸附床、和第六吸附床)中的至少一個(gè)。引入進(jìn)料氣體混合物和/或富氫產(chǎn)物氣的步驟通常稱(chēng)為重增壓步驟，并且在表l、3、5、7、和9中用"R"表示。重增壓步驟的時(shí)間可以為1秒到300秒。根據(jù)吸附床的先后順序，該方法還可以包括一個(gè)或多個(gè)空步驟(idlestep)。在空步驟中，氣體既不引入吸附床，也不從吸附床排出?？詹襟E在表1、3、5、7、和9中用'T，表示。空步驟可以具有1秒到120秒的時(shí)間。任選地，該方法可以包括第三個(gè)通過(guò)排出空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟和第三個(gè)通過(guò)引入空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟。第三個(gè)通過(guò)排出空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟在表5和9中用"3"表示。第三個(gè)通過(guò)引入空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟在表5和9中用"3，"來(lái)表示。任選的第三個(gè)通過(guò)排出空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟包括從第一吸附床中順流地排出第五部分空隙氣體并將第五部分的第一空隙氣體通入另一個(gè)吸附床以平衡其中的壓力。第五部分的第一空隙氣體可以從第一吸附床的出口端排出。第五部分的第一空隙氣體可以被通入第四吸附床、第五吸附床、第六吸附床、第七吸附床、或第八吸附床之一中。任選的第三個(gè)通過(guò)排出空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟可以經(jīng)1秒到120秒的一段時(shí)間發(fā)生。任選的第三個(gè)通過(guò)引入空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟包括將部分第五空隙氣體逆流地引入第一吸附床中。第五空隙氣體可以引入到第一吸附床的出口端中。第五空隙氣體可以由任何其它吸附床提供，并且可以具有大于99%的氫濃度。第五空隙氣體可以來(lái)自第二吸附床、第三吸附床、第四吸附床、第五吸附床、第六吸附床、第七吸附床、或第八吸附床。引入空隙氣體，直到第一吸附床與提供第五空隙氣體的吸附床壓力平衡。吸附床經(jīng)歷任選的第三個(gè)通過(guò)引入空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟的時(shí)間與提供空隙氣體的吸附床經(jīng)歷任選的第三個(gè)通過(guò)排出空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟的時(shí)間相同。在任選的第三個(gè)通過(guò)排出空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟和任選的第三個(gè)通過(guò)引入空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟的情況中，當(dāng)?shù)谝晃酱仓械牡诙航禐閺牡诙毫2到放空壓力P4時(shí)，(P2-P4)/(P廣P2)可以是^4.0,且當(dāng)?shù)谝晃酱仓械牡诙航禐閺牡谌龎毫3到放空壓力P4時(shí)，(P3-P4)/(P廣P2)可以是^4.0。根據(jù)本文所述和后面的實(shí)施例所說(shuō)明的方法，第二部分的笫一空隙氣體可以在第五部分的第一空隙氣體被排出之前排出，或者第五部分可以在第二部分被排出之前排出。第三個(gè)通過(guò)排出空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟"3，，根據(jù)需要可以在提供吹掃步驟"PP，，之前或之后，并且取決于所使用的吸附床的總數(shù)。在后面的實(shí)施例中提供了計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果，這些實(shí)施例是為了說(shuō)明該方法，并且不表示對(duì)后面的權(quán)利要求范圍的限制。在所有實(shí)施例中，吸附床中的吸附劑都是活性炭，床高為1.524m(5ft.)。進(jìn)料氣體混合物在約1.5MPa(200psig)和37.8。C(100°F)下提供。氫產(chǎn)品純度控制為提供約50ppm的氮，其通常得到少于1ppm的甲烷。對(duì)于進(jìn)料中具有20%氫的一些最高吹掃率模擬，甲烷濃度限制在低于20ppm曱烷。吸附步驟的時(shí)間為60秒。在重增壓步驟中，富氫產(chǎn)物氣用于給吸附床重增壓，而不用任何進(jìn)料氣體來(lái)重增壓。實(shí)施例1表1顯示了可以根據(jù)本文所述方法使用的四吸附床系統(tǒng)的周期圖。在該四床例中，吸附床經(jīng)歷吸附步驟、第一個(gè)通過(guò)排出空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟、提供吹掃步驟、第二個(gè)通過(guò)排出空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟、放空步驟、吹掃步驟、第二個(gè)通過(guò)引入空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟、第一個(gè)通過(guò)在富氬產(chǎn)物氣的幫助下引入空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟、以及重增壓步驟。根據(jù)表l中的循環(huán)例，提供吹掃步驟在第二個(gè)通過(guò)排出空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟之前。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>表1是可以根據(jù)本文所述方法使用的四吸附床系統(tǒng)實(shí)施例的示意圖，并且是在該實(shí)施例中模擬的基礎(chǔ)。根椐表l中的周期圖，當(dāng)吸附床1經(jīng)歷步驟A時(shí)，吸附床2經(jīng)歷步驟B，吸附床3經(jīng)歷步驟1，且吸附床4經(jīng)歷步驟1，。進(jìn)料氣體混合物101經(jīng)開(kāi)放的閥13引入到吸附床1的進(jìn)口端11中。吸附力更強(qiáng)的組分保留在吸附床中，且富氬產(chǎn)物氣通過(guò)開(kāi)放的閥15從吸附床1的出口端12排出形成產(chǎn)品氣102。在吸附床l的吸附步驟中，閥14和16是閉合的。當(dāng)吸附床2經(jīng)歷步驟B時(shí)，閥23、25和26是閉合的，且空隙氣體經(jīng)由開(kāi)放的閥24從吸附床2的進(jìn)口端21排出，并作為廢氣103離開(kāi)系統(tǒng)。當(dāng)吸附床3經(jīng)歷步驟1且吸附床4經(jīng)歷步驟l，時(shí)，空隙氣體經(jīng)閥36通過(guò)出口端32從吸附床3中排出，并經(jīng)閥46通過(guò)出口端42引入到吸附床4中。在模擬中，在富氫產(chǎn)物氣經(jīng)閥45同時(shí)引入到吸附床4中時(shí)，使用產(chǎn)品幫助(productassist)。閥33、34、35、43和44是閉合的。根據(jù)表l，吸附床1繼續(xù)步驟A,同時(shí)吸附床2切換到步驟P，吸附床3切換到步驟PP，且吸附床4切換到步驟R。當(dāng)吸附床2經(jīng)歷步驟P且吸附床3經(jīng)歷步驟PP時(shí)，空隙氣體經(jīng)閥36通過(guò)出口端32從吸附床3中排出，并經(jīng)閥26通過(guò)出口端22引入到吸附床2中。在模擬中對(duì)閥36進(jìn)行調(diào)節(jié)以改變?cè)赑P步驟中轉(zhuǎn)移的空隙氣體量。通過(guò)進(jìn)口端21和閥24從吸附床2中除去空隙氣體，形成廢氣103。閥23、25、33、34、和35是閉合的。當(dāng)吸附床4經(jīng)歷步驟R時(shí)，富氫產(chǎn)物氣用于給吸附床4重增壓。閥45是開(kāi)放的，而閥43、44、和46是閉合的。吸附床1繼續(xù)步驟A，同時(shí)吸附床2切換到步驟2，，吸附床3切換到步驟2，且吸附床4繼續(xù)步驟R。當(dāng)吸附床3經(jīng)歷步驟2且吸附床2經(jīng)歷步驟2，時(shí)，空隙氣體經(jīng)閥36通過(guò)出口端32從吸附床3中排出，并經(jīng)閥26通過(guò)出口端22引入到吸附床2中。閥23、24、25、33、34、和35是閉合的。根據(jù)表l中的周期圖，當(dāng)吸附床l經(jīng)歷步驟l時(shí)，吸附床2經(jīng)歷步驟r，吸附床3經(jīng)歷步驟B，且吸附床4經(jīng)歷步驟A。進(jìn)料氣體混合物101經(jīng)開(kāi)放的閥43引入到吸附床4的進(jìn)口端41。富氫產(chǎn)物氣通過(guò)開(kāi)放的閥45從吸附床4的出口端42排出形成產(chǎn)品氣102。閥44和46在吸附床4的吸附步驟中是閉合的。當(dāng)吸附床3經(jīng)歷步驟B時(shí)，閥33、35、和36時(shí)閉合的，且空隙氣體經(jīng)開(kāi)放的閥34從吸附床3的進(jìn)口端31排出，并且作為廢氣103離開(kāi)系統(tǒng)。當(dāng)吸附床1經(jīng)歷步驟1且吸附床2經(jīng)歷步驟l，時(shí)，空隙氣體經(jīng)閥16通過(guò)出口端12從吸附床1中排出，并經(jīng)閥26通過(guò)出口端22引入到吸附床2中。在模擬中，在富氫產(chǎn)物氣經(jīng)閥25引入到吸附床2中時(shí)使用產(chǎn)品幫助。閥13、14、15、23、和24是閉合的。根據(jù)表l中的周期圖，吸附床4繼續(xù)步驟A,同時(shí)吸附床3切換到步驟P，吸附床1切換到步驟PP，且吸附床2切換到步驟R。當(dāng)吸附床3經(jīng)歷步驟P且吸附床1經(jīng)歷步驟PP時(shí)，空隙氣體經(jīng)閥16通過(guò)出口端12從吸附床1中排出，并經(jīng)閥36通過(guò)出口端32引入吸附床3中。在模擬中對(duì)閥16進(jìn)行調(diào)節(jié)以改變?cè)赑P步驟中轉(zhuǎn)移的空隙氣體的量。空隙氣體通過(guò)進(jìn)口端31和閥34從吸附床3中排出形成廢氣103。閥33、35、13、14、和15是閉合的。當(dāng)吸附床2經(jīng)歷步驟R時(shí)，富氬產(chǎn)物氣用于給吸附床2重增壓。閥25是開(kāi)放的，而閥23、24、和26是閉合的。吸附床4繼續(xù)步驟A，同時(shí)吸附床3切換到步驟2'，吸附床l切換到步驟2，且吸附床2繼續(xù)步驟R。當(dāng)吸附床1經(jīng)歷步驟2且吸附床3經(jīng)歷步驟2，時(shí)，空隙氣體經(jīng)閥16通過(guò)出口端12從吸附床1中排出，并經(jīng)閥36通過(guò)出口端32引入到吸附床3中。閥13、14、15、33、34、和35是閉合的。當(dāng)吸附床4經(jīng)歷步驟i時(shí)，吸附床3經(jīng)歷步驟r，吸附床i經(jīng)歷步驟B,且吸附床2經(jīng)歷步驟A。進(jìn)料氣體混合物101經(jīng)開(kāi)放的閥23引入吸附床2的進(jìn)口端21。富氫產(chǎn)物氣通過(guò)開(kāi)放的閥25從吸附床2的出口端22排出形成產(chǎn)品氣102。閥24和26在吸附床2的吸附步驟中是閉合的。當(dāng)吸附床1經(jīng)歷步驟B時(shí)，闊13、15、和16是閉合的，且空隙氣體經(jīng)開(kāi)放的閥14從吸附床1的進(jìn)口端11排出，并作為廢氣103離開(kāi)系統(tǒng)。當(dāng)吸附床4經(jīng)歷步驟1且吸附床3經(jīng)歷步驟r時(shí)，空隙氣體經(jīng)閥46通過(guò)出口端42從吸附床4中排出，并經(jīng)閥36通過(guò)出口端32引入到吸附床3中。在模擬中，當(dāng)富氫產(chǎn)物氣經(jīng)閥35引入吸附床3中時(shí)，使用產(chǎn)品幫助。閥43、44、45、33、和34是閉合的。根據(jù)表l的周期圖，吸附床2繼續(xù)步驟A，同時(shí)吸附床l切換到步驟P,吸附床4切換到步驟PP，且步驟3切換到步驟R。當(dāng)吸附床l經(jīng)歷步驟P且吸附床4經(jīng)歷步驟PP時(shí)，空隙氣體經(jīng)閥46通過(guò)出口端42從吸附床4中排出，并經(jīng)閥16通過(guò)出口端12引入到吸附床1中。在模擬中對(duì)閥16進(jìn)行調(diào)節(jié)以改變步驟PP中轉(zhuǎn)移的空隙氣體的量?？障稓怏w通過(guò)進(jìn)口端11和閥M從吸附床1中除去，以形成廢氣103。閥13、15、43、44、和45是閉合的。當(dāng)吸附床3經(jīng)歷步驟R時(shí)，富氫產(chǎn)物氣用于給吸附床3重增壓。閥35是開(kāi)放的，而閥33、34、和36是閉合的。根據(jù)表l中的周期圖，吸附床2繼續(xù)步驟A，同時(shí)吸附床l切換到步驟2'，吸附床4切換到步驟2，且吸附床3繼續(xù)步驟R。當(dāng)吸附床4經(jīng)歷步驟2且吸附床1經(jīng)歷步驟2，時(shí)，空隙氣體經(jīng)閥46通過(guò)出口端42從吸附床4中排出，并經(jīng)閥16通過(guò)出口端12引入吸附床1中。閥13、14、15、43、44、和45是閉合的。根據(jù)表l中的周期圖，當(dāng)吸附床2經(jīng)歷步驟1，吸附床l經(jīng)歷步驟1，，吸附床4經(jīng)歷步驟B,且吸附床3經(jīng)歷步驟A。進(jìn)料氣體混合物101經(jīng)開(kāi)放的閥33引入吸附床3的進(jìn)口端31。富氫產(chǎn)物氣通過(guò)開(kāi)放的閥35從吸附床3的出口端32中排出形成產(chǎn)品氣102。在吸附床3的吸附步驟中閥34和36是閉合的。當(dāng)吸附床4經(jīng)歷步驟B時(shí)，閥43、45、和46是閉合的，且空隙氣體經(jīng)開(kāi)放的閥44從吸附床4的進(jìn)口端41排出，并作為廢氣103離開(kāi)系統(tǒng)。當(dāng)吸附床2經(jīng)歷步驟1且吸附床1經(jīng)歷步驟1，，空隙氣體經(jīng)閥26通過(guò)出口端22從吸附床2中排出，并經(jīng)間16通過(guò)出口端12引入吸附床1中。在模擬中，當(dāng)富氫產(chǎn)物氣通過(guò)閥15引入吸附床1中時(shí)，使用產(chǎn)品幫助。閥23、24、25、13、和14是閉合的。根據(jù)表l中的周期圖，吸附床3繼續(xù)步驟A,同時(shí)吸附床4切換到步驟P,吸附床2切換到步驟PP，且吸附床1切換到步驟R。當(dāng)吸附床4經(jīng)歷步驟P且吸附床2經(jīng)歷步驟PP時(shí)，空隙氣體經(jīng)閥26通過(guò)出口端22從吸附床2中排出，并經(jīng)閥46從出口端42引入到吸附床4中。在模擬中，對(duì)閥26進(jìn)行調(diào)節(jié)以改變?cè)诓襟EPP中轉(zhuǎn)移的空隙氣體的量?？障稓怏w通過(guò)進(jìn)口端41和閥44從吸附床4中除去，形成廢氣103。閥43、45、23、24、和25是閉合的。當(dāng)吸附床1經(jīng)歷步驟R時(shí)，富氫產(chǎn)物氣用于為吸附床1重增壓。閥15是開(kāi)放的，而閥13、14、和16是閉合的。根椐表l中的周期圖，吸附床3繼續(xù)步驟A，同時(shí)吸附床4切換到步驟2，，吸附床2切換到步驟2，且吸附床1繼續(xù)步驟R。當(dāng)吸附床2經(jīng)歷步驟2且吸附床4經(jīng)歷步驟2，時(shí)，空隙氣體經(jīng)閥26通過(guò)出口端22從吸附床2中排出，并經(jīng)閥46通過(guò)出口端42引入吸附床4中。閥23、24、25、43、44、和45是閉合的。為比較的目的，進(jìn)行了對(duì)兩種不同進(jìn)料氣體混合物的模擬。使用含有80%氫、19.7%甲烷、和0.3%氮的進(jìn)料氣體混合物的模擬結(jié)果用于說(shuō)明處理具有高氫濃度的進(jìn)料氣體混合物的預(yù)期趨勢(shì)。使用含有20%氫、78.6%甲烷、和1.4%氮的進(jìn)料氣體混合物的模擬結(jié)果用于說(shuō)明本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)的處理具有低氫濃度的進(jìn)料氣體混合物的預(yù)期趨勢(shì)。在模擬中，對(duì)為提供吹掃氣的床配置的閥進(jìn)行調(diào)節(jié)以改變放空步驟中的壓降與提供吹掃步驟中的壓降的比率。對(duì)于每次模擬，最終的放空壓力設(shè)為約140kPa。平衡步驟的大致壓力設(shè)為10kPa。作為模擬方案的部分，測(cè)定每個(gè)平衡步驟結(jié)束時(shí)的壓力。對(duì)于包括20%氫的進(jìn)料氣體混合物的四種情況的每個(gè)步驟結(jié)束時(shí)的壓力在表2中給出。壓力單位是MPa。還列出了放空步驟的壓降與提供吹掃步驟的壓降之比，(APb/APpp)。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>圖2給出了含有80%氫的進(jìn)料氣體混合物的模擬結(jié)果，其顯示了對(duì)于使用表l中的周期圖的四床系統(tǒng)，作為放空步驟中的壓降與提供吹掃步驟中的壓降之比的函數(shù)的氫回收率百分比。該結(jié)果顯示了這樣的預(yù)期趨勢(shì)當(dāng)放空步驟中的壓降與提供吹掃步驟中的壓降之比增大時(shí)，氫回收率降低。圖2顯示了為使包括80%氫的進(jìn)料氣體混合物具有大于約80%的氫回收率，放空步驟中的壓降與提供吹掃步驟中的壓降之比應(yīng)當(dāng)小于約3。這與具有四個(gè)吸附床的現(xiàn)有技術(shù)是一致的。例如，授予Wagner的美國(guó)專(zhuān)利3,430,418公開(kāi)了放空步驟中的壓降與提供吹掃步驟中的壓降之比為0.83。授予Batta的美國(guó)專(zhuān)利3,564,816公開(kāi)了放空步驟中的壓降與提供吹掃步驟中的壓降之比為0.82。授予Doshi等人的美國(guó)專(zhuān)利4,340,398公開(kāi)了放空步驟中的壓降與提供吹掃步驟中的壓降之比為0.8。授予Baksh等人的美國(guó)專(zhuān)利6,007,606公開(kāi)了放空步驟中的壓降與提供吹掃步驟中的壓降之比之比為1.59。授予Baksh等人的美國(guó)專(zhuān)利6，340，382公開(kāi)了放空步驟中的壓降與提供吹掃步驟中的壓降之比為1.15。圖2還給出了含有20%氫的進(jìn)料氣體混合物的模擬結(jié)果，其顯示了對(duì)于使用表l中的周期圖的四床系統(tǒng)，作為放空步驟中的壓降與提供吹掃步驟中的壓降之比的函數(shù)的氫回收率百分比。該結(jié)果顯示了對(duì)于大于約2的比率，氫回收率提高到高于80%。與包括80%氫的進(jìn)料氣體混合物的結(jié)果相反，包括20%氫的進(jìn)料氣體混合物的結(jié)果顯示，當(dāng)放空步驟中的壓降與提供吹掃步驟中的壓降之比增大時(shí)，氫回收率增大。實(shí)施例2模擬的五吸附床系統(tǒng)"周期圖。在該五床例中，吸;十床經(jīng)^吸附步驟、第一個(gè)通過(guò)排出空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟、第二個(gè)通過(guò)排出空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟、提供吹掃步驟、放空步驟、吹掃步驟、空置步驟、第二個(gè)通過(guò)引入空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟、第二空置步驟、在富氫產(chǎn)物氣的幫助下進(jìn)行的第一個(gè)通過(guò)引入空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟、以及重增壓步驟。根據(jù)表3中的實(shí)施例周期，提供吹掃步驟在笫二個(gè)通過(guò)排出空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟之后如實(shí)施例l所述，進(jìn)行計(jì)算模擬，但是這次是針對(duì)五吸附床系統(tǒng)。各步驟的閥操作與實(shí)施例1中所述相似。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>為比較的目的，進(jìn)行了對(duì)兩種不同的進(jìn)料氣體混合物的模擬。使用包括80%氫、19.7%曱烷、和0.3%氮的進(jìn)料氣體混合物的模擬結(jié)果用于說(shuō)明對(duì)具有高氫濃度的進(jìn)料氣體混合物的處理的預(yù)期趨勢(shì)。使用包括20%氬、78.6%甲烷、和1.4%氮的進(jìn)料氣體混合物的模擬結(jié)果用于說(shuō)明本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)的對(duì)具有低氫濃度的進(jìn)料氣體混合物的處理的趨勢(shì)。在模擬中，對(duì)為提供吹掃氣的床設(shè)置的閥進(jìn)行調(diào)節(jié)以改變放空步驟中的壓降與提供吹掃步驟中的壓降的比率。對(duì)于每次模擬，最終的放空壓力設(shè)為約135kPa。平衡步驟的大致壓力設(shè)為約10kPa。作為模擬方案的一部分，確定每個(gè)平衡步驟結(jié)束時(shí)的壓力。在進(jìn)料氣體混合物包括20%氫的四種情況中的每個(gè)步驟結(jié)束時(shí)的壓力在表4中給出。壓力單位是MPa。還列出了放空步驟中的壓降與提供吹掃步驟中的壓降之比，(APb/APpp)。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>圖3顯示了對(duì)含有80%氫的進(jìn)料氣體混合物的計(jì)算模擬結(jié)果，其顯示了對(duì)于使用表4中的周期的五吸附床系統(tǒng)，作為放空步驟中的壓降與提供吹掃步驟中的壓降之比的函數(shù)的氫回收率百分比。該結(jié)果顯示了這樣的預(yù)期趨勢(shì)當(dāng)放空步驟中的壓降與提供吹掃步驟中的壓降之比增大時(shí)，氫回收率降低。氫回收率從比率為約0.2時(shí)的約85%降低到比率為約5時(shí)的小于80%。圖3還顯示了對(duì)含有20%氬的進(jìn)料氣體混合物的計(jì)算模擬結(jié)果，其顯示了對(duì)于使用表4中的周期的五吸附床系統(tǒng)，作為放空步驟中的壓降與提供吹掃步驟中的壓降之比的函數(shù)的氫回收率百分比。該結(jié)果顯示，24對(duì)于大于2的比率，氫回收率為高于80%。對(duì)于大于約5的比率，氬回收率增大到高于88%。與含有80%的進(jìn)料氣體混合物的結(jié)果相反，含有20%的進(jìn)料氣體混合物的結(jié)果顯示，當(dāng)放空步驟中的壓降與提供吹掃步驟中的壓降增大時(shí)，氫回收率增大。計(jì)算模擬說(shuō)明了對(duì)于含有低氫濃度的進(jìn)料氣體混合物，所需的是增大放空步驟中的壓降與提供吹掃步驟中的壓降之比。模擬顯示，對(duì)于具有5個(gè)吸附床的吸附系統(tǒng)和具有2個(gè)平衡步驟的周期來(lái)說(shuō)，對(duì)于大于80%的氫回收率來(lái)說(shuō)，大于2的比率是需要的，對(duì)于大于87%的氫回收率來(lái)說(shuō)，大于4的比率是需要的，且對(duì)于大于89%的氫回收率來(lái)說(shuō)，大于7的比率是需要的。實(shí)施例3模擬的五吸附床系統(tǒng);周期圖。在該五床例中，吸;t床經(jīng)^吸附步驟、笫一個(gè)通過(guò)排出空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟、第二個(gè)通過(guò)排出空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟、提供吹掃步驟、第三個(gè)通過(guò)排出空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟、放空步驟、吹掃步驟、第三個(gè)通過(guò)引入空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟、第二個(gè)通過(guò)引入空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟、空置步驟、在富氫產(chǎn)物氣的幫助下進(jìn)行的第一個(gè)通過(guò)引入空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟、以及重增壓步驟。根據(jù)表5的實(shí)施例周期，提供吹掃步驟在第二個(gè)通過(guò)排出空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟之后且在第三個(gè)通過(guò)排出空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟之前。如實(shí)施例1所述，進(jìn)行計(jì)算模擬。各步驟的閥操作與實(shí)施例1中所述類(lèi)似。<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>I為比較的目的，進(jìn)行了對(duì)兩種不同的進(jìn)料氣體混合物的模擬。使用包括80%氫、19.7%甲烷、和0.3%氮的進(jìn)料氣體混合物的模擬結(jié)果用于說(shuō)明對(duì)具有高氫濃度的進(jìn)料氣體混合物的處理的預(yù)期趨勢(shì)。使用包括20%氫、78.6%甲烷、和1.4%氮的進(jìn)料氣體混合物的模擬結(jié)果用于說(shuō)明本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)的對(duì)具有低氫濃度的進(jìn)料氣體混合物的處理的趨勢(shì)。在模擬中，對(duì)為提供吹掃氣的床設(shè)置的閥進(jìn)行調(diào)節(jié)以改變放空步驟中的壓降與提供吹掃步驟中的壓降的比率。對(duì)于每次模擬，最終的放空壓力設(shè)為約135kPa。平衡步驟的大致壓力設(shè)為約10kPa。作為模擬方案的一部分，確定每個(gè)平衡步驟結(jié)束時(shí)的壓力。在進(jìn)料氣體混合物包括20%氫的四種情況中的每個(gè)步驟結(jié)束時(shí)的壓力在表6中給出。壓力單位是MPa。還列出了放空步驟中的壓降與提供吹掃步驟中的壓降之比，(APb/APpp)。表6<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>圖4顯示了對(duì)含有80%氫的進(jìn)料氣體混合物的計(jì)算模擬結(jié)果，其顯示了對(duì)于使用表5中的周期的五吸附床系統(tǒng)，作為放空步驟中的壓降與提供吹掃步驟中的壓降之比的函數(shù)的氬回收率百分比。該結(jié)果顯示了這樣的預(yù)期趨勢(shì)當(dāng)放空步驟中的壓降與提供吹掃步驟中的壓降之比增大時(shí)，氫回收率降低。氬回收率從比率為約0.6時(shí)的約85。/。降低到比率為約5時(shí)的小于80%。圖4還顯示了對(duì)含有20%氫的進(jìn)料氣體混合物的計(jì)算模擬結(jié)果，其顯示了對(duì)于使用表5中的周期的五吸附床系統(tǒng)，作為放空步驟中的壓降與提供吹掃步驟中的壓降之比的函數(shù)的氫回收率百分比。該結(jié)果顯示，對(duì)于大于2的比率，氫回收率為高于80%。對(duì)于大于約5的比率，氫回收率增大到高于88%。與含有80%的進(jìn)料氣體混合物的結(jié)果相反，含有20%的進(jìn)料氣體混合物的結(jié)果顯示，當(dāng)放空步驟中的壓降與提供吹掃步驟中的壓降增大時(shí)，氫回收率增大。計(jì)算模擬說(shuō)明了對(duì)于含有低氫濃度的進(jìn)料氣體混合物，所需的是增大放空步驟中的壓降與提供吹掃步驟中的壓降之比。模擬顯示，對(duì)于具有5個(gè)吸附床的吸附系統(tǒng)和具有3個(gè)平衡步驟的周期，對(duì)于大于80%的氫回收率來(lái)說(shuō)，大于1.6的比率是需要的，對(duì)于大于87%的氫回收率來(lái)說(shuō)，大于3的比率是需要的，且對(duì)于大于89%的氫回收率來(lái)說(shuō)，大于約5的比率是需要的。將這些結(jié)果與實(shí)施例2進(jìn)行比較，為提供相同的氫回收率，對(duì)于3個(gè)平衡步驟來(lái)說(shuō)所需的比率要低于2個(gè)平衡步驟所需的比率。實(shí)施例4模擬的六吸附床系統(tǒng)^J周期圖。在該六床例中，吸^床經(jīng)^吸附步驟、第一個(gè)通過(guò)排出空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟、第二個(gè)通過(guò)排出空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟、提供吹掃步驟、放空步驟、吹掃步驟、空置步驟、第二個(gè)通過(guò)引入空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟、第二空置步驟、在富氫產(chǎn)物氣的幫助下進(jìn)行的第一個(gè)通過(guò)引入空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟、以及重增壓步驟。根據(jù)表7的實(shí)施例周期，提供吹掃步驟在笫二個(gè)通過(guò)排出空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟之后。4_ZAAAAAA12PPBBPI2'IrRR1'RRAAAAAA12PPBBPi2'II2'IrRRAAAAAA12PPBBPBBPI2'IrRRAAAAAAi2PP1PPBBPi2'IrRRAAAAAAAAA12PPBBPi2'IrRRAAA如實(shí)施例1所迷，進(jìn)行計(jì)算模擬。各步驟的閥操作與實(shí)施例1中所述類(lèi)似。為比較的目的，進(jìn)行了對(duì)兩種不同的進(jìn)料氣體混合物的模擬。使用包括80%氬、19.7%甲烷、和0.3%氮的進(jìn)料氣體混合物的模擬結(jié)果用于說(shuō)明對(duì)具有高氫濃度的進(jìn)料氣體混合物的處理的預(yù)期趨勢(shì)。使用包括20%氪、78.6%甲烷、和1.4%氮的進(jìn)料氣體混合物的模擬結(jié)果用于說(shuō)明本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)的對(duì)具有低氫濃度的進(jìn)料氣體混合物的處理的趨勢(shì)。在模擬中，對(duì)為提供吹掃氣的床設(shè)置的閥進(jìn)行調(diào)節(jié)以改變放空步驟中的壓降與提供吹掃步驟中的壓降的比率。對(duì)于每次模擬，最終的放空壓力設(shè)為約135kPa。平衡步驟的大致壓力設(shè)為約10kPa。作為^f莫擬方案的一部分，確定每個(gè)平衡步驟結(jié)束時(shí)的壓力。在進(jìn)料氣體混合物包括20%氫的四種情況中的每個(gè)步驟結(jié)束時(shí)的壓力在表8中給出。壓力單位是MPa。還列出了放空步驟中的壓降與提供吹掃步驟中的壓降之比，(APb/APpp)。圖5顯示了對(duì)含有80%氫的進(jìn)料氣體混合物的計(jì)算模擬結(jié)果，其顯示了對(duì)于使用表7中的周期的六吸附床系統(tǒng)，作為放空步驟中的壓降與提供吹掃步驟中的壓降之比的函數(shù)的氫回收率百分比。該結(jié)果顯示了這樣的預(yù)期趨勢(shì)當(dāng)放空步驟中的壓降與提供吹掃步驟中的壓降之比增大時(shí)，氫回收率降低。氫回收率從比率為約0.6時(shí)的約85%降低到比率為約5時(shí)的小于80%。表8情入A12PPBP2,rR6尸J11.481.090.570,410.130.130.56i.i1.441.821.481.090.570.480.130.140.56u1.444.031.481.090.570.510.130,140.56u1.446.541.481.090.570.540.140,140.56i.i1.4413.5該發(fā)現(xiàn)與具有六個(gè)吸附床的現(xiàn)有技術(shù)是一致的。例如，授予Whysall的美國(guó)專(zhuān)利4，482，361公開(kāi)了放空步驟中的壓降與提供吹掃步驟中的壓降之比為0.37。圖5還顯示了對(duì)含有20%氬的進(jìn)料氣體混合物的計(jì)算模擬結(jié)果，其顯示了對(duì)于使用表7中的周期的六吸附床系統(tǒng)，作為放空步驟中的壓降與提供吹掃步驟中的壓降之比的函數(shù)的氫回收率百分比。該結(jié)果顯示，對(duì)于大于2的比率，氫回收率為高于80%。對(duì)于大于約5的比率，氫回收率增大到高于88%。與含有80%氬的進(jìn)料氣體混合物相反，含有20%氫的進(jìn)料氣體混合物的結(jié)果顯示，當(dāng)放空步驟中的壓降與提供吹掃步驟中的壓降增大時(shí)，氫回收率增大。計(jì)算模擬說(shuō)明了對(duì)于含有低氫濃度的進(jìn)氣混合物，所需的是增大放空步驟中的壓降與提供吹掃步驟中的壓降之比。模擬顯示，對(duì)于具有6個(gè)吸附床的吸附系統(tǒng)和具有2個(gè)平衡步驟的周期，對(duì)于大于80%的氫回收率來(lái)說(shuō)，大于約2的比率是需要的，對(duì)于大于87%的氫回收率來(lái)說(shuō)，大于3的比率是需要的，且對(duì)于大于89%的氫回收率來(lái)說(shuō)，大于約5的比率是需要的。將這些結(jié)果與實(shí)施例2進(jìn)行比較，為提供相同的氫回收率，對(duì)于六吸附床來(lái)數(shù)所需的比率要低于五吸附床所需的比率。實(shí)施例5表9顯示了用于可以根據(jù)本文所述方法使用并可用于實(shí)施例5所示模擬的六吸附床系統(tǒng)的周期圖。在該六床例中，吸附床經(jīng)歷吸附步驟、第一個(gè)通過(guò)排出空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟、第二個(gè)通過(guò)排出空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟、第三個(gè)通過(guò)排出空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟、空置步驟、提供吹掃步驟、放空步驟、吹掃步驟、第三個(gè)通過(guò)引入空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟、第二空置步驟、第二個(gè)通過(guò)引入空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟、第三空置步驟、在富氫產(chǎn)物氣的幫助下進(jìn)行的第一個(gè)通過(guò)引入空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟、以及重增壓步驟。根據(jù)表9的實(shí)施例周期，提供吹掃步驟在第三個(gè)通過(guò)排出空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟之后。表9<table>tableseeoriginaldocumentpage30</column></row><table>如實(shí)施例1所述，進(jìn)行計(jì)算模擬。各步驟的閥操作與實(shí)施例1中所述類(lèi)似。為比較的目的，進(jìn)行了對(duì)兩種不同的進(jìn)料氣體混合物的模擬。使用包括80%氫、19.7%曱烷、和0.3%氮的進(jìn)料氣體混合物的模擬結(jié)果用于說(shuō)明對(duì)具有高氫濃度的進(jìn)料氣體混合物的處理的預(yù)期趨勢(shì)。使用包括20%氬、78.6%甲烷、和1.4%氮的進(jìn)料氣體混合物的模擬結(jié)果用于說(shuō)明本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)的對(duì)具有低氫濃度的進(jìn)料氣體混合物的處理的趨勢(shì)。在模擬中，對(duì)為提供吹掃氣的床設(shè)置的閥進(jìn)行調(diào)節(jié)以改變放空步驟中的壓降與提供吹掃步驟中的壓降的比率。對(duì)于每次模擬，最終的放空壓力設(shè)為約135kPa。平衡步驟的大致壓力設(shè)為約10kPa。作為模擬方案的一部分，確定每個(gè)平衡步驟結(jié)束時(shí)的壓力。在進(jìn)料氣體混合物包括20%氫的四種情況中的每個(gè)步驟結(jié)束時(shí)的壓力在表10中給出。壓力單位是MPa。還列出了放空步驟中的壓降與提供吹掃步驟中的壓降之比，(APB/APpp)。圖6顯示了對(duì)含有80%氫的進(jìn)料氣體混合物的計(jì)算模擬結(jié)果，其顯示了對(duì)于使用表9中的周期的六吸附床系統(tǒng)，作為放空步驟中的壓降與提供吹掃步驟中的壓降之比的函數(shù)的氫回收率百分比。該結(jié)果顯示了這樣的預(yù)期趨勢(shì)當(dāng)放空步驟中的壓降與提供吹掃步驟中的壓降之比增大時(shí)，氫回收率降低。氫回收率從比率為約0.5時(shí)的約86%降低到比率為約3時(shí)的小于82%。圖6還顯示了對(duì)含有20%氫的進(jìn)料氣體混合物的計(jì)算模擬結(jié)果，其顯示了對(duì)于使用表9中的周期的六吸附床系統(tǒng)，作為放空步驟中的壓降與提供吹掃步驟中的壓降之比的函數(shù)的氫回收率百分比。該結(jié)果顯示，對(duì)于大于2的比率，氫回收率為高于86%。對(duì)于大于約3的比率，氪回收率增大到高于90%。表10<table>tableseeoriginaldocumentpage31</column></row><table>與含有80%氫的進(jìn)料氣體混合物的結(jié)果相反，含有20%氫的進(jìn)料氣體混合物的結(jié)果顯示，當(dāng)放空步驟中的壓降與提供吹掃步驟中的壓降增大時(shí)，氫回收率增大。計(jì)算模擬說(shuō)明了對(duì)于含有低氫濃度的進(jìn)料氣體混合物，所需的是增大放空步驟中的壓降與提供吹掃步驟中的壓降之比。模擬顯示，對(duì)于具有6個(gè)吸附床的吸附系統(tǒng)和具有3個(gè)平衡步驟的周期，對(duì)于大于86%的氫回收率來(lái)說(shuō)，大于約2的比率是需要的，對(duì)于大于90%的氫回收率來(lái)說(shuō)，大于3的比率是需要的，且對(duì)于大于92%的氫回收率來(lái)說(shuō)，大于約5的比率是需要的。雖然已經(jīng)參考具體實(shí)施例來(lái)詳細(xì)地描述了本發(fā)明，但是對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)很明顯的是在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)可以做出各種變化和修改。權(quán)利要求1.一種在多個(gè)吸附床中將氫與至少一種吸附力更強(qiáng)的組分選擇性地分離以產(chǎn)生富氫產(chǎn)物氣的方法，所述多個(gè)吸附床中的每個(gè)均含有對(duì)所述至少一種吸附力更強(qiáng)的組分具有選擇性的吸附劑，所述多個(gè)吸附床的每個(gè)均經(jīng)歷重復(fù)周期，所述方法包括(a)從含有5-50％氫的進(jìn)料氣體混合物產(chǎn)生富氫產(chǎn)物的吸附步驟；(b)至少兩個(gè)通過(guò)排出空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟；(c)提供吹掃步驟，得到第一壓降ΔP1；(d)放空步驟，得到第二壓降ΔP2；(e)吹掃步驟；(f)至少兩個(gè)通過(guò)引入空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟；和(g)重增壓步驟；其中ΔP2/ΔP1≥2.0。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所迷進(jìn)料氣體混合物包括5-40%氫。3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所迷進(jìn)料氣體混合物包括5-30%氫。4.如權(quán)利要求l所述的方法，其中AP2/APg3.0。5.如權(quán)利要求l所述的方法，其中所迷放空步驟為達(dá)到放空壓力，其中所述放空壓力為108kPa到170kPa。6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述至少兩個(gè)通過(guò)引入空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟中的至少一個(gè)是在富氫產(chǎn)物氣的幫助下通過(guò)引入空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟。7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所迷方法包括至少三個(gè)通過(guò)排出空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟和至少三個(gè)通過(guò)引入空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟。8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中AP;j/AP^4.0。9.一種在多個(gè)吸附床中將氬與至少一種吸附力更強(qiáng)的組分選擇性地分離以產(chǎn)生富氫產(chǎn)物氣的方法，所述多個(gè)吸附床中的每個(gè)均含有對(duì)所述至少一種吸附力更強(qiáng)的組分具有選擇性的吸附劑，所述多個(gè)吸附床中的每個(gè)均經(jīng)歷重復(fù)周期，所述方法包括(a)在高壓下將包括5-50%氬的進(jìn)料氣體混合物引入到多個(gè)吸附床中的第一吸附床中，并在第一吸附床中的吸附劑上吸附所述至少一種吸附力更強(qiáng)的組分，同時(shí)從第一吸附床中排出富氫產(chǎn)物氣，然后基本在高壓下在第一吸附床中留下第一空隙氣體；(b)將第一部分的第一空隙氣體從第一吸附床中順流地排出，并將第一部分的第一空隙氣體通入多個(gè)吸附床中的第二吸附床中以平衡壓力；(c)將第二部分的第一空隙氣體從第一吸附床中順流地排出，并將第二部分的第一空隙氣體通入多個(gè)吸附床中的第三吸附床以用第二部分的第一空隙氣體吹掃第三吸附床，得到從第一壓力P!到第二壓力P2的第一吸附床中的第一壓降；(d)將笫三部分的第一空隙氣體從第一吸附床中順流地排出，并將第三部分的第一空隙氣體通入第三吸附床和多個(gè)吸附床中的第四吸附床之一中以平衡壓力；(e)將第四部分的第一空隙氣體從第一吸附床中逆流地排出，得到從第二壓力P2或笫三壓力P3到放空壓力P4的第一吸附床中的第二壓降；其中當(dāng)?shù)谝晃酱仓械牡诙航凳菑捏识毫2到放空壓力P4時(shí)，(P2-P4)/(P廣P^2.0，且當(dāng)笫一吸附床中的第二壓降是從第三壓力P3到放空壓力P4時(shí)，(P3-P4)/(P廣P2)^2.0;(f)將第一部分的第二空隙氣體逆流地引入第一吸附床以吹掃第一吸附床，第二空隙氣體來(lái)自多個(gè)吸附床中的第五吸附床、笫二吸附床、第三吸附床、和第四吸附床之一；(g)將第二部分的第二空隙氣體或一部分第三空隙氣體從多個(gè)吸附床中的第六吸附床、第二吸附床、第三吸附床、第四吸附床、和第五吸附床之一中逆流地引入第一吸附床中，以平衡壓力；(h)將部分第四空隙氣體逆流地引入第一吸附床中以平衡壓力，第四空隙氣體來(lái)自多個(gè)吸附床中的第七吸附床、第二吸附床、第三吸附床、第四吸附床、第五吸附床、和笫六吸附床之一；(i)進(jìn)行將進(jìn)料氣體混合物順流地引入第一吸附床中和將富氫產(chǎn)物氣逆流地引入第一吸附床中之一直到第一吸附床基本處于高壓下，所述富氫產(chǎn)物氣來(lái)自富氫產(chǎn)物氣存儲(chǔ)容器、多個(gè)吸附床中的第八吸附床、第二吸附床、第三吸附床、第四吸附床、第五吸附床、和第六吸附床中的至少一個(gè)。10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述進(jìn)料氣體混合物包括5-40%氫。11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述進(jìn)料氣體混合物包括5-30%氫。12.如權(quán)利要求9所述的方法，其中排出第二部分的空隙氣體在排出第三部分的空隙氣體之前進(jìn)行。13.如權(quán)利要求9所述的方法，其中排出第三部分的空隙氣體在排出第二部分的空隙氣體之前進(jìn)行。14.如權(quán)利要求9所述的方法，其中P4是108kPa到170kPa。15.權(quán)利要求9所述的方法，其中當(dāng)?shù)谝晃酱仓械牡诙航凳菑牡诙毫2到放空壓力P4時(shí)，(P2-P4)/(P,-P2)^3.0,且當(dāng)?shù)谝晃酱仓械牡诙航凳菑牡谌龎毫3到放空壓力P4時(shí)，(PrP4)/(P廣P2)^3.0。16.如權(quán)利要求9所述的方法，其進(jìn)一步包括從第二吸附床、第三吸附床、第四吸附床、第五吸附床、第六吸附床、和第八吸附床中的至少一個(gè)中向第一吸附床中逆流地引入富氫產(chǎn)物氣，同時(shí)將第二部分的第二空隙氣體或部分第三空隙氣體逆流地？I入第一吸附床中，以在富氪產(chǎn)物氣的幫助下平衡壓力。17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所迷用于在富氫產(chǎn)物氣的幫助下平衡壓力的富氫產(chǎn)物氣來(lái)自第三吸附床和第四吸附床中的至少一個(gè)。18.如權(quán)利要求9所迷的方法，其中所述第二空隙氣體來(lái)自第四吸附床和第五吸附床之一。19.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述第三空隙氣體來(lái)自第二吸附床、第四吸附床、和第六吸附床之一。20.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述第四空隙氣體來(lái)自第二吸附床、第四吸附床、和第六吸附床之一。21.如權(quán)利要求9所述的方法，其中引入到第一吸附床中的富氫產(chǎn)物氣來(lái)自第三吸附床和第四吸附床中的至少一個(gè)。22.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述第二空隙氣體來(lái)自第四吸附床和第五吸附床之一，其中第三空隙氣體來(lái)自第二吸附床、第四吸附床、和第六吸附床之，其中第四空隙氣體來(lái)自第二吸附床、第四吸附床、和第六吸附床之"""，和其中引入到第一吸附床中的富氫產(chǎn)物氣來(lái)自第三吸附床和第四吸附床中的至少一個(gè)。23.如權(quán)利要求9所述的方法，其進(jìn)一步包括(j)將第五部分的第一空隙氣體從第一吸附床中順流地排出，并將第五部分的第一空隙氣體通入第三吸附床和第六吸附床之一以平衡壓力；和(k)將部分第五空隙氣體逆流地引入到第一吸附床中以平衡壓力，所迷第五空隙氣體來(lái)自多個(gè)吸附床中的第九吸附床、第二吸附床、第三吸附床、第四吸附床、第五吸附床、第六吸附床、第七吸附床、和第八吸附床之一。24.如權(quán)利要求23所述的方法，其中所迷第五空隙氣體來(lái)自第二吸附床和第三吸附床之一。25.如權(quán)利要求23所述的方法，其中當(dāng)?shù)谝晃酱仓械牡诙航凳菑牡诙毫2到放空壓力P4時(shí)，(P2-P4)/(P廣P2)^4.0,且當(dāng)?shù)谝晃酱仓械牡诙航凳菑牡谌龎毫3到放空壓力P4時(shí)，(P3-P4)/(P!-P2)^4.0。全文摘要本發(fā)明涉及從低氫濃度的進(jìn)料氣體混合物中回收氫的吸附方法，具體地，一種在多個(gè)吸附床中將氫與至少一種吸附力更強(qiáng)的組分選擇性地分離以便以高回收率從低氫濃度的進(jìn)料中生產(chǎn)富氫產(chǎn)物氣的方法。多個(gè)吸附床中的每個(gè)均經(jīng)歷重復(fù)周期。該方法包括從含有5-50％氫的進(jìn)料氣體混合物中生產(chǎn)富氫產(chǎn)物氣的吸附步驟、至少兩個(gè)通過(guò)排出空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟、得到第一壓降的提供吹掃步驟、得到第二壓降的放空步驟、吹掃步驟、至少兩個(gè)通過(guò)引入空隙氣體來(lái)平衡壓力的步驟、以及重增壓步驟。第二壓降比第一壓降大至少兩倍。文檔編號(hào)C01B3/50GK101264861SQ20081008651公開(kāi)日2008年9月17日申請(qǐng)日期2008年3月14日優(yōu)先權(quán)日2007年3月14日發(fā)明者E·L·小韋斯特,J·R·赫夫頓,P·A·諾沃薩特,T·C·戈?duì)柕巧暾?qǐng)人:氣體產(chǎn)品與化學(xué)公司