專利名稱：一種中甲烷濃度瓦斯變壓吸附提濃甲烷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氣體分離領(lǐng)域，是一種使用變壓吸附技術(shù)分離氣體混合物中部分組分的方法。
二背景技術(shù)：
對(duì)于瓦斯氣回收甲烷組分的技術(shù)，慣常使用的方法為深冷回收。由于需要龐大的設(shè)備和較多的操作能耗，因此，工業(yè)推廣由于經(jīng)濟(jì)原因比較困難。
使用低濃度氣體作為化工原料， 一般由于有效成分分壓低，反應(yīng)推動(dòng)力小，不利于設(shè)備利用率的提高，因此，必須通過提高氣體濃度或提高氣體壓力來實(shí)現(xiàn)有效成分分壓提高。低濃度氣體壓縮，勢(shì)必消耗大量的無(wú)用功，因此，提高氣體濃度，成為一個(gè)有效的途徑。
變壓吸附技術(shù)用于提濃甲烷技術(shù)在很多的使用環(huán)境都有應(yīng)用，但
是，由于在實(shí)際應(yīng)用中，由于瓦斯分離過程產(chǎn)生5-25%的爆炸極限氣體，因此，少有工業(yè)應(yīng)用研究。
三
發(fā)明內(nèi)容
為了提高甲烷濃度，本發(fā)明利用多級(jí)串聯(lián)吸附的策略，用來提高氣體回收率，同時(shí)避免爆炸氣體直接壓縮產(chǎn)生的危險(xiǎn)。
為了減少能耗，可以使用較低的吸附壓力。在使用變壓吸附方法回收低濃度有效氣體之前，必須保證原料氣壓力0.02 0.4MPa (表)，經(jīng)過預(yù)處理，除去高沸點(diǎn)組分。將含甲烷26-80%瓦斯氣在較低的壓力0.02~0.4MPa下送入吸附 塔，在第一級(jí)吸附塔中，甲烷被吸附劑吸附，而比原料氣甲烷濃度較 低的第一級(jí)吸附流出氣直接送入第二級(jí)吸附塔；在第二級(jí)吸附塔中， 甲烷被吸附劑吸附，抽空氣可以作為第一級(jí)原料氣，而第二級(jí)吸附流 出氣濃度低于1%，直接送入廢氣系統(tǒng)；第一級(jí)抽空氣體作為第三級(jí) 吸附塔原料氣體，甲垸被吸附劑吸附，抽空氣體濃度直接提高到至少 95%最多100%作為成品氣輸出，吸附流出氣可以用作第一級(jí)原料氣；利用抽空解吸吸附塔?？梢允褂帽炯?jí)或者下一級(jí)抽空解吸氣回流置換吸附塔死空間的 非甲烷氣體，由此提高吸附塔抽空解吸氣中甲垸濃度。這樣，第三級(jí)的抽空氣體甲垸濃度可以達(dá)到95~100%。 本發(fā)明所稱的變壓吸附工藝，可以是2~12個(gè)吸附塔組成每一級(jí)。 四具體實(shí)施方式
.實(shí)施例l:某瓦斯氣甲烷濃度30%，需要提高甲垸濃度到95%以上。(1)經(jīng)過壓縮到壓力為0.12MPa (表)，經(jīng)過預(yù)凈化，除去原料 氣中的比甲垸沸點(diǎn)低的成分；(2)第一級(jí)進(jìn)口原料氣甲烷濃度30%， 第一級(jí)吸附譜流,屮,氣甲梡濃麼15%.笛一幼抽空氣申'驚濃麼77%，第二級(jí)進(jìn)口原料氣為第一級(jí)吸附塔流出氣，甲烷濃度15%，第二級(jí)吸 附塔流出氣甲垸濃度0.2%，第二級(jí)抽空氣甲烷濃度40%返回第一級(jí) 作為原料氣；第三級(jí)進(jìn)口原料氣為第一級(jí)吸附塔抽空氣，甲烷濃度 77%，第三級(jí)吸附塔流出氣甲烷濃度28%返回第一級(jí)作為原料氣，第三級(jí)抽空氣甲垸濃度96%作為產(chǎn)品氣輸出。每級(jí)都采用3個(gè)吸附塔。
實(shí)施例2:某瓦斯氣甲垸濃度60%，需要提高甲烷濃度到99%以上。
(1)經(jīng)過壓縮到壓力為0.2MPa (表)，經(jīng)過預(yù)凈化，除去原料氣中的比甲烷沸點(diǎn)低的成分；(2)第一級(jí)進(jìn)口原料氣甲垸濃度60%，第一級(jí)吸附塔流出氣甲烷濃度22%，第一級(jí)抽空氣甲烷濃度88%;第二級(jí)進(jìn)口原料氣為第一級(jí)吸附塔流出氣，甲烷濃度22%，第二級(jí)吸附塔流出氣甲烷濃度0.9%，第二級(jí)抽空氣甲烷濃度54%返回第一級(jí)作為原料氣；第三級(jí)進(jìn)口原料氣為第一級(jí)吸附塔抽空氣，甲垸濃度88%,第三級(jí)吸附塔流出氣甲垸濃度67%，第三級(jí)抽空氣甲烷濃度99%作為產(chǎn)品氣輸出。
每級(jí)都采用4個(gè)吸附塔。
實(shí)施例3:某瓦斯氣甲烷濃度40%，需要提高濃度到99%以上。(1)經(jīng)過壓縮到壓力為0.4MPa (表)，經(jīng)過預(yù)凈化，除去原料氣中的比甲垸沸點(diǎn)低的成分；(2)第一級(jí)進(jìn)口原料氣甲烷濃度40%，第一級(jí)吸附塔流出氣甲烷濃度4%，第一級(jí)抽空氣甲烷濃度76%;第二級(jí)進(jìn)口原料氣為第一級(jí)吸附塔流出氣，甲烷濃度4%，第二級(jí)吸附塔流出氣甲垸濃度0.1%，第二級(jí)抽空氣甲烷濃度33%返回第一級(jí)作為原料氣;第三級(jí)進(jìn)口原料氣為第一級(jí)吸附塔抽空氣，甲烷濃度76%，第三級(jí)吸附塔流出氣甲烷濃度43%,第三級(jí)抽空氣甲烷濃度99%作為產(chǎn)品氣輸出。每級(jí)都采用4個(gè)吸附塔。
本專利經(jīng)過實(shí)際使用在瓦斯氣回收甲烷，效果十分明顯，有效降低了氣體回收過程中的能耗，節(jié)約了成本。
權(quán)利要求
1、一種含甲烷成分濃度26～85％的混合氣稱為原料氣，其甲烷濃度提高到至少95％最高100％的方法，其特征在于，使用變壓吸附氣體分離工藝，并且經(jīng)過以下的步驟(1)原料氣壓力0.02～0.4MPa；使用多級(jí)變壓吸附工藝提濃甲烷第一級(jí)，吸附出口氣體甲烷濃度降低到原料氣甲烷濃度的20～70％；第二級(jí)，吸附出口氣體甲烷濃度降低到1％以下；(2)使用第一級(jí)的抽空氣體作為第三級(jí)原料氣體，由此提高第三級(jí)抽空氣體中的甲烷濃度達(dá)到至少95％最高100％；(3)將第二級(jí)的抽空氣體作為第一級(jí)的原料氣；(4)第三級(jí)吸附出口氣體作為第一級(jí)的原料氣。
2、 權(quán)利要求1所稱的原料氣，可以是瓦斯氣、爐窯氣、焦?fàn)t 氣、裂解氣放空氣、其它放空氣等等。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種低濃度甲烷氣體提濃的方法，使用串聯(lián)吸附工藝。一種含甲烷成分濃度4～25％的混合氣稱為原料氣，其甲烷濃度提高到至少30％最高100％的方法，其特征在于，使用變壓吸附氣體分離工藝，并且經(jīng)過以下的步驟(1)原料氣壓力0.02～0.4MPa；使用多級(jí)變壓吸附工藝提濃甲烷第一級(jí)，吸附出口氣體甲烷濃度降低到原料氣甲烷濃度的20～70％；第二級(jí)，吸附出口氣體甲烷濃度降低到1％以下；(2)使用第一級(jí)的抽空氣體作為第三級(jí)原料氣體，由此提高第三級(jí)抽空氣體中的甲烷濃度達(dá)到至少30％最高100％；(3)將第二級(jí)的抽空氣體作為第一級(jí)的原料氣；(4)第三級(jí)吸附出口氣體作為第一級(jí)的原料氣。瓦斯氣、爐窯氣、焦?fàn)t氣、裂解氣放空氣、其它放空氣采用該方法分離甲烷可以降低成本。
文檔編號(hào)C07C9/00GK101502740SQ20091005835
公開日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2009年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月17日
發(fā)明者皓 楊 申請(qǐng)人:皓 楊