变压吸附法提纯氢气目的_图文_百度文库
两大类热门资源免费畅读
续费一年阅读会员，立省24元！
评价文档：
变压吸附法提纯氢气目的
上传于||暂无简介
大小：983.50KB
登录百度文库，专享文档复制特权，财富值每天免费拿！
你可能喜欢氢气规范解释_图文_百度文库
两大类热门资源免费畅读
续费一年阅读会员，立省24元！
氢气规范解释
上传于||暂无简介
阅读已结束，如果下载本文需要使用1下载券
想免费下载本文？
定制HR最喜欢的简历
下载文档到电脑，查找使用更方便
还剩22页未读，继续阅读
定制HR最喜欢的简历
你可能喜欢工业上怎么制取氢气？_百度知道
工业上怎么制取氢气？
工业上制取氢气的主要方法：①电解法　将水电解得氢气和氧气。氯碱工业电解食盐溶液制取氯气、烧碱时也副产氢气。电解法能得到纯氢，但耗电量很高,每生产氢气1m3，耗电量达21.6～25.2MJ。化学方程式：2H2O=通电=2H2↑+O2↑②烃类裂解法　此法得到的裂解气含大量氢气，其含量视原料性质及裂解条件的不同而异。裂解气深冷分离得到纯度90％的氢气，可作为工业用氢，如作为石油化工中催化加氢的原料。③烃类蒸汽转化法　烃类在高温和催化剂存在下，可与水蒸气作用制成含氢的合成气。为了从合成气中得到纯氢，可采用分子筛通过变压吸附除去其他气体；也可采用膜分离得到纯氢；用金属钯吸附氢气，可分离出氢气体积达金属的1000倍。④炼厂气　石油炼厂生产过程中产生的各种含氢气体，如催化裂化、催化重整、石油焦化等过程产生的含氢气体，以及焦炉煤气(含氢45％～60％)经过深冷分离，可得纯度较高的工业氢气。
其他类似问题
为您推荐：
提问者采纳
丁醇时，此系较陈旧的方法现已基本淘汰、way和Batan Rougo加氢工厂等），这种制氢方法在世界上很多国家都采用。像北京化工实验厂和许多地方的小氮肥厂多用此法。这种纯度的氢气常供、水煤气法制氢用无烟煤或焦炭为原料与水蒸气在高温时反应而得水煤气（C+H2O→CO+H2—热）.net/source/czhx/QINGQI/248_SR，像北京酿酒厂就生产这种副产氢.pyjy，设备较多，③制取多晶硅，除供合成盐酸外还有剩余。参考资料、钼、仪器，②粉末冶金工业中制钨一。七。二、保护气和对坡莫合金的热处理等。此法在少数地方采用（如前苏联的Ke Mepobo工厂）、电解食盐水的副产氢在氯碱工业中副产多量较纯氢气，在合成氨厂多用此法://kx、由石油热裂的合成气和天然气制氢石油热裂副产的氢气产量很大。阳极出氧气.99%以上）.asp" target="_blank">http、焦炉煤气冷冻制氢把经初步提净的焦炉气冷冻加压.pyjy、仪表工业中用的还原剂，在我国的石油化工基地如在庆化肥厂，④油脂氢化。四，经多次提纯后可生产普氢（97%以上），⑤双氢内冷发电机中的冷却气等，再压入水中以溶去CO2。有的还把CO与H2合成甲醇://kx，还有少数地方用80%氢的不太纯的气体供人造液体燃料用，常用于汽油加氢、酿造工业副产用玉米发酵丙酮：<a href="http、铁与水蒸气反应制氢但品质较差，也可经提纯生产普氢或纯氢。像北京电子管厂和科学院气体厂就用水电解法制氢：①电子，用来烧制石英制品和供外单位用，阴极出氢气，把普氢通过用液氮冷却到—100℃以下的硅胶列管中则进一步除去杂质（如少量N2）可制取纯氢（99;3以上的氢气。该方法成本较高，可直接生产99，石油化工和化肥厂所需的氢气。六，发酵罐的废气中有1&#47，再通过含氨蚁酸亚铜（或含氨乙酸亚铜）溶液中除去残存的CO而得较纯氢气。像化工二厂用的氢气就是电解盐水的副产，使其他气体液化而剩下氢气。五，渤海油田的石油化工基地等都用这方法制氢气也在有些地方采用（如美国的Bay，但产品纯度大，镍为阳极面的串联电解槽（外形似压滤机）来电解苛性钾或苛性钠的水溶液。三，这种方法制氢成本较低产量很大。净化后再使它与水蒸气一起通过触媒令其中的CO转化成CO2（CO+H2O→CO2+H2）可得含氢量在80%以上的气体、硬质合金等用的还原剂、锗等半导体原材料.7%以上纯度的氢气、电解水制氢多采用铁为阴极面.net/source/czhx/QINGQI/248_SR
其他15条回答
然后收集液氢.由于空气中氢气的液化点最高,用的时候再汽化就可以拉工业上制取氢气的方法是将空气降温,当氢气液化后其他气体并没有液化,装罐保存
一、电解水制氢
多采用铁为阴极面，镍为阳极面的串联电解槽（外形似压滤机）来电解苛性钾或苛性钠的水溶液。阳极出氧气，阴极出氢气。该方法成本较高，但产品纯度大，可直接生产99.7%以上纯度的氢气。这种纯度的氢气常供：①电子、仪器、仪表工业中用的还原剂、保护气和对坡莫合金的热处理等，②粉末冶金工业中制钨、钼、硬质合金等用的还原剂，③制取多晶硅、锗等半导体原材料，④油脂氢化，⑤双氢内冷发电机中的冷却气等。像北京电子管厂和科学院气体厂就用水电解法制氢。
二、水煤气法制氢
用无烟煤或焦炭为原料与水蒸气在高温时反应而得水煤气（C+H2O→CO+H2—热）。净化后再使它与水蒸气一起通过触媒令其中的CO转化成CO2（CO+H2O→CO2+H2）可得含氢量在80%以上的气体，再压入水中以溶去CO2，再通...
一、电解水制氢
多采用铁为阴极面，镍为阳极面的串联电解槽（外形似压滤机）来电解苛性钾或苛性钠的水溶液。阳极出氧气，阴极出氢气。该方法成本较高，但产品纯度大，可直接生产99.7%以上纯度的氢气。这种纯度的氢气常供：①电子、仪器、仪表工业中用的还原剂、保护气和对坡莫合金的热处理等，②粉末冶金工业中制钨、钼、硬质合金等用的还原剂，③制取多晶硅、锗等半导体原材料，④油脂氢化，⑤双氢内冷发电机中的冷却气等。像北京电子管厂和科学院气体厂就用水电解法制氢。
二、水煤气法制氢
用无烟煤或焦炭为原料与水蒸气在高温时反应而得水煤气（C+H2O→CO+H2—热）。净化后再使它与水蒸气一起通过触媒令其中的CO转化成CO2（CO+H2O→CO2+H2）可得含氢量在80%以上的气体，再压入水中以溶去CO2，再通...
工业制氢得方法是电解水 方法同他们其他都没有必要,水煤气法,氢气和一氧化碳难以分离且一氧化碳有毒.石油热裂:本身石油就是一很多CH化合物得组合体,热裂副产品太多,且石油价格HOHO大家都知道得.焦炉煤气冷冻制氢: 在制取氢气得时候成本已经很高了,加上分离氢气得成本,恐怕......电解食盐水的副产氢: 实质就是在电解水 氯气不和氢氧化钠反映???? 产物氯化钠 呵呵......酿造工业副产:人家都说是副产品了 ,还说什么??工业上制取氢气的方法是将空气降温: 大气中有多少氢气,这种方法制取氧气和氮气还差不多.加压:
为什么不在加压得时候再降温呢? 成本多高啊,不就是压缩空气吗? 老大.....这些是从网上超来得吧 !!楼主记住工业制氢得方法是电解水.
我记得应该是用电解食盐水，这样可以得到氢气，还有一种副产品
水煤气法制氢用无烟煤或焦炭为原料与水蒸气在高温时反应而得水煤气（C+H2O→CO+H2—热）。净化后再使它与水蒸气一起通过触媒令其中的CO转化成CO2（CO+H2O→CO2+H2）可得含氢量在80%以上的气体，再压入水中以溶去CO2，再通过含氨蚁酸亚铜（或含氨乙酸亚铜）溶液中除去残存的CO而得较纯氢气，这种方法制氢成本较低产量很大，设备较多，在合成氨厂多用此法。有的还把CO与H2合成甲醇，还有少数地方用80%氢的不太纯的气体供人造液体燃料用。像北京化工实验厂和许多地方的小氮肥厂多用此法。
氯碱工业，电解315g/L的NaCl溶液，得到10%的NaOH溶液，和氯气，氢气。
压缩空气法，一定压力下可分离出氢气和氧气。
所有的回答者都是我回的内容
是水煤汽法
C + H2O === CO + H2
您可能关注的推广
等待您来回答
下载知道APP
随时随地咨询
出门在外也不愁一种利用变压吸附法从水煤气中分离并提纯氢气的方法
专利名称一种利用变压吸附法从水煤气中分离并提纯氢气的方法
技术领域本发明涉及一种利用变压吸附法(PSA)从水煤气中分离并提纯氢气方法。
背景技术甲苯二异氰酸酯(TDI)是世界上用量最大的异氰酸酯类产品之一，是聚氨酯的主 要原料之一。TDI生产工艺主要是由气体净化装置提供的一氧化碳(CO)和氯碱装置提供 的氯气反应生成光气(COCL2),由气体净化装置提供的氢气(H2)和硝化装置提供的二硝基 甲苯(DNT)生成甲苯二胺(TDA)，再由TDA和COCL2反应生成TDI。目前世界上生产TDI的 几家大公司，都使用自己的专有技术，而且毫无例外均使用传统的光气法。这些公司为拜 耳(BAYER)、巴斯夫(BASF)、道化学(DOWS CHEM)、罗纳普朗克(RHONE P0ULENE)、埃尼化学 (ENI CHEM)、奥林(OLIN)和三井东亚。气体净化装置普遍采用变压吸附法(PSA)分离并提 纯气体。PSA比较廉价而且能够容易实行，因此在相关的领域中被广泛利用。变压吸附法 (PSA)是一种利用多孔固体吸附剂在一定压力、温度下，对混合气体中不同组分具有选择性 吸附的特性，实现混合气体的分离的技术。根据需要分离的产品在吸附床中处于的吸附或 非吸附状态，可分为吸附相产品和非吸附性产品。通常，在PSA法中，使用多个填充有吸附 剂的吸附塔。向各吸附塔中导入原料气体，通过反复进行吸附工序、减压工序、脱附工序和 升压工序，得到作为目的物的制品气体。得到目的气体的原理，叙述如下。如果导入吸附塔 内的原料气体的压力变高，包含在该原料气体中的排除气体的分压也变高。其结果，排除 气体成分被填充在吸附塔内的吸附剂吸附(即从原料气体中去除不要气体成分)。通过在 该状态下排出塔内的气体，就得到排除气体成分少的制品气体。此后，随吸附塔内的压力降 低，排除气体成分从吸附剂脱附(吸附剂的再生)。脱附的成分与其他成分一起成为残留气 体，被排出至塔外。再生的吸附剂能够从新导入的原料气体中去除排除气体成分，由此得到 追加量的目的气体。作为目的气体，例如氢气、氧气、CO等。在各吸附塔中使用的吸附剂， 根据目的气体的种类或应去除的排除气体成分的种类来选择。例如，为了从原料气体中去 除氮气成分或一氧化碳成分，从而得到作为制品气体的氢气，吸附剂是使用沸石，从原料气 体中去除二氧化碳成分的情况下，作为吸附剂是使用活性碳系的吸附剂。就PSA法来说，为 了提高所得到的目的气体的纯度或收率，提出了各种改进方案。就这些改进方案来说，例如 在 JP-B2-62 ( 号公报、JP-B2-7 ( 号公报、JP_A_8( 号公 报中已公开。在PSA法中使用的原料气体，例如是利用水蒸汽将烃(甲醇或天然气)进行 改性而得到的混合气体。该混合气体的组成，例如在甲醇改性的情况，氢气成为约75%，二 氧化碳成为约对％，一氧化碳气体成为约1%。如果想从这样的混合气体得到纯度高的氢 气(目的气体)，就需要去除二氧化碳成分和一氧化碳成分的这两者。如上所述，在现有的 PSA法中，为了去除一氧化碳成分，作为吸附剂使用沸石，为了去除二氧化碳成分，使用活性 碳系吸附剂。因此，为了去除二氧化碳成分和一氧化碳成分的这两者，需要在各吸附塔中填 充这2种吸附剂。但是，像这样，由于填充多种吸附剂，就需要容积大的吸附塔。中国发明专利申请. 1《一种真空变压吸附系统》提供了一种真空变压吸附系统，其特征在于，包括六台吸附器、两组独立的鼓风机以及三组独立的真空泵；其 中，各组鼓风机分别连接四台吸附器的入口端，各组真空泵分别连接两台吸附器的入口端， 各台吸附器的入口端与大气相通，由各组真空泵连接的两台吸附器的出口端相连，各台吸 附器的出口端与产品气罐连接；所述真空变压吸附系统循环执行以下步骤吸附步骤各 组鼓风机向其连接的一吸附器输送压缩空气，由该吸附器进行吸附处理后，输出产品气至 产品气罐；顺向放压步骤在当前吸附器达到或稳定在预定的最高压力时，由当前吸附器 向与其出口端相连的另一吸附器进行顺向放压；真空解吸步骤由连接当前吸附器的真空 泵对当前吸附器抽真空；充压步骤利用与当前吸附器出口端相连的另一吸附器的顺向放 压气，以及，产品气罐中的产品气，对当前吸附器进行逆向充压，并在当前吸附器的压力低 于大气压时，从大气中吸入原料空气；所述吸附步骤的执行时间与真空解吸步骤的执行时 间的比值小于1。所述顺向放压步骤分两次进行第一次顺向放压为在当前吸附器达到或 稳定在预定的最高压力时，由当前吸附器向与其出口端相连的另一吸附器进行顺向放压； 第二次顺向放压为由当前吸附器继续向与其出口端相连的另一吸附器进行顺向放压，同时 打开连接当前吸附器的真空泵对当前吸附器抽真空。所述充压步骤分四次进行第一次充 压为输入与当前吸附器出口端相连的另一吸附器第一次流出的顺向放压气，同时当前吸附 器的入口端抽真空；第二次充压为输入与当前吸附器出口端相连的另一吸附器第二次流出 的顺向放压气，同时当前吸附器的入口端从大气吸入原料空气；第三次充压为输入产品气 罐中的产品气，同时当前吸附器的入口端继续从大气吸入原料空气；第四次充压为输入产 品气罐中的产品气，同时当前吸附器的入口端接收与其连接的鼓风机输送的压缩空气。所 述连接有两组鼓风机的吸附器在执行第四次充压步骤和吸附步骤时，选择当前时间段空闲 的鼓风机向当前吸附器输送压缩空气，并在当前鼓风机需要向其它吸附器输送压缩空气 时，切换至其它鼓风机向当前吸附器输送压缩空气。所述真空解吸步骤中还用于执行清 洗子步骤由连接当前吸附器的真空泵对当前吸附器抽真空，同时产品气罐中的产品气流 入当前吸附器的出口端，对当前吸附器进行逆向清洗。所述吸附步骤的执行时间与真空 解吸步骤的执行时间的比值小于1是指，吸附器开始吸进压缩空气到吸附器达到或稳定在 预定最高压力的时间，与吸附器开始抽真空到清洗结束所需时间的比值小于1。所述吸附 器内部装填LIX分子筛和用于脱除空气中水分、二氧化碳和其它杂质组分的吸附剂，在执 行吸附步骤时，空气中的水分、二氧化碳、其它杂质组分及氮气被所述LIX分子筛和吸附剂 所吸附，空气中的氧气被富集，作为产品气流出吸附器，流入产品气罐。所述顺向放压的 气流方向与压缩空气的气流方向相同，经过第一次顺向放压，当前吸附器的床层压力降低 IOkPa 30kPa。所述真空解吸步骤执行完成后，当前吸附器的床层压力降低至预定的最低 压力。 中国发明专利申请. 5《一种五床变压吸附制造氧气的方法》，利用五 个吸附床进行变压吸附分离氧气，在一个吸附周期内，每台吸附床都依次进行吸附、顺向放 压、抽真空、清洗、均压和充压六个步骤，各吸附床依次相差一个吸附步骤。其特征在于，在 进行各个步骤时，都有两台吸附床在进行吸附步骤，两台吸附床在进行抽真空步骤。五个吸 附床以管道和阀门相互连接，调节阀门，利用顺向放压的气体进行均压。利用吸附步骤的产 品气进行清洗。利用产品气和大气同时进行充压。一种五床变压吸附装置，主要包括五个 吸附床，鼓风机和真空泵，各吸附床进口端相互连接，并分别连通大气、连接到真空泵和鼓风机；各吸附床的出口端相互连接。还包括氧气产品罐，各吸附床进口端相互连接；各吸附 床的出口端都连接到产品罐。中国发明专利申请. 4所述变压吸附装置由充填吸附剂的至少2个 吸附床构成；吸附剂为三氧化二铝、硅胶、活性碳、负载铜化合物的分子筛、负载铜化合物的 活性炭和负载铜化合物的氧化铝中的一种或多种。所述吸附过程包括以下循环步骤吸附 (A)、均压(ED)、顺放(P)、置换冲洗(C)、逆放(BD)、抽真空(V)、充压(ER)、终充压(FR)，吸 附步骤的压力在0. 01 4. OMPa ；所述置换步骤的压力在0. 01 1. 8MPa ；所述抽真空步骤 压力为-0. 05 -0. 09MPa。以两床变压吸附流程(A、B两个吸附床)为例，描述通过变压吸 附富集高炉煤气中的CO的具体过程，以A吸附床为主来描述吸附(A)预净化后的高炉气 在一定压力下(0. 01 4. OMPa)进入吸附床A，吸附床中吸附剂快速吸附C0，未被吸附的其 他组份在此压力下馏出；均压降压(ED)让吸附床A与处于较低压力的吸附床B连通，降低 吸附床A的压力，同时使吸附床B升压，均压结束后两床压力相同；然后B床导入充压气，用 A床的馏出气进行终充压，开始吸附；顺放(P)开启A塔上部程控阀，使A塔顺向放压(塔 顶流出)，顺向放压气经顶部流出回气柜；置换冲洗(C)由A塔底部导入富集的CO气，在 0.01 l.SMPa表压下，对A塔进行顺向置换冲洗；逆向放压(BD)从吸附塔底部逆向放出 产品CO;抽真空(V)对吸附床抽真空，抽出的即是产品C0，抽真空结束时，吸附床压力应达 到-0. 05 -0. 09MPa ；均压充压(ER)使吸附床与B塔进行压力均衡，充压气由吸附塔底部 导入，充压结束，吸附床压力与B塔压力相等。终充压(FR)由吸附流出气逆向对A塔进行 充压升到吸附压力。中国发明专利ZL《氢气的分离方法》，该分离方法是使用分别填充吸附 剂且设置有制品气体出口的多个吸附塔、从原料气体中分离氢气的方法，其特征在于利用 吸附剂吸附原料气体中的不要气体成分、从制品气体出口排出氢气浓度高的制品气体的吸 附工序、使吸附塔内的压力降低的减压工序、使吸附剂上的不要气体成分脱附的脱附工序、 向吸附塔内导入洗净气体的洗净工序、使吸附塔内的压力升高的升压工序，反复进行由吸 附工序、减压工序、脱附工序、洗净工序和升压工序组成的一个循环中，洗净工序包括以从 正在进行的吸附工序的吸附塔得到的制品气体作为洗净气体导入的追加洗净工序，一个循 环中的洗净工序包括第1洗净工序和第2洗净工序，一个循环中的减压工序包括第1减压 工序和第2减压工序，所述吸附工序中的最高压力是绝对压为0. 2 3. 6MPa的范围，所述 脱附工序中的最低压力是绝对压为大气压 0. 15MI^的范围。所述原料气体含有作为不要 气体成分的二氧化碳气体。
对比上述发明，本发明的主要技术方案为1、一种利用变压吸附法从水煤气中分离并提纯氢气的方法，原料气依次经过 PSA-I脱碳工序、PSA-2提纯CO工序、PSA-3提纯H2工序，包括a)第一步是PSA-I脱碳工序，主要有一段吸附塔TlAB⑶EF六个吸附床和原料气 缓冲罐VI、顺放罐V2、脱炭逆放罐V3、脱炭解吸气罐V4、真空泵P1，从原料气缓冲罐Vl来 的气体自下而上通过吸附床，脱碳专用吸附剂在一定吸附压力下吸附杂质，并随着压降、顺 放、逆放和抽真空的步骤从吸附剂上解析下来，实现吸附剂的再生，半产品气多数穿过吸附床层送至下工序，每个吸附塔在一个周期中需经历吸附、一次均压降压、二次均压降压、逆 向放压、抽空、一次均压充压、二次均压充压、终充压等步骤，其中吸附塔TlA的吸附、再生 步骤为(i)吸附(A)原料气在0. 5 1. 压力下通过塔底相应程控阀门进入到吸附塔 TlA内，其中的C02、H2O, H2S, CH4被吸附在吸附剂上，未被吸附的H2、CO、N2组分从吸附塔顶 经过相应程控阀门流出，去下工序，当吸附进行到预定的吸附时间后，相应程控阀门关闭， 吸附步骤结束，吸附塔转入到下一操作步骤，(ii) 一次均压降压(EDl)选择性关闭、打开相应程控阀门，吸附塔TlA中的气体 进入到处于较低压力的吸附塔T1D，TlA的压力降低，同时TlD升压，均压结束后两吸附塔压 力接近，(iii) 二次均压降压(ED2)继续选择性打开相应程控阀门，TlA中的气体进入到 吸附塔TIE，TlA的压力继续降低，同时TlE升压，均压结束后两个吸附塔压力接近，(iv)顺放(P)选择性打开、关闭相应程控阀门，TlA中气体去顺放罐V2，(ν)逆放I(BDl)选择性打开、关闭相应程控阀门，TlA的压力降压，气体通过脱炭 逆放罐V3流出，(vi)逆放2(BD2):选择性打开、关闭相应程控阀门，继续使TlA的压力降压，并跨 过脱炭逆放罐V3直接流出至火炬系统，(vii)抽空(V)选择性打开、关闭相应程控阀门，用真空泵Pl对TlA进行抽真空， 进一步降低TlA压力，使吸附剂彻底解吸，(viii) —次均压充压(ER2):选择性打开、关闭相应程控阀门，TlA同刚完成第一 均压步骤的吸附塔TlC进行均压，均压结束后两吸附塔的压力基本相同，(ix) 二次均压充压(ERl):选择性打开、关闭相应程控阀门，吸附塔TlD内的气体 进入到TlA内，TlA的压力升高，同时使TlD压力下降，均压结束后两吸附塔压力基本相同，(χ)终充压(FR)选择性打开、关闭相应程控阀门，吸附尾气进入到TlA逆向充压 至吸附压力，终充压结束时TlA的压力接近吸附压力，准备开始下一循环，至此，吸附塔TlA 完成了吸附-解吸再生过程，其它吸附塔和TlA塔操作步骤相同，只是在操作时间上相互错 开，实现了原料气的连续进入和半产品气的连续输出；b)第二步是PSA-2提纯CO工序，主要有二段吸附塔T2AB⑶ER；七个吸附床和原 料气缓冲罐V5、逆放罐V6、置换气罐V7、C0产品气罐V8、真空泵P2，专有Cu+吸附剂在一定 吸附压力下，选择吸附CO组分，再通过顺放、置换将其他杂质去除，提高CO的纯度至产品 要求，然后通过逆放和抽真空步骤得到产品，并实现吸附剂的再生，任何时刻都有两个吸附 塔处在吸附状态，每台吸附塔都依次经历吸附、一次均压降、二次均压降、顺放、置换冲洗、 一次逆放、二次逆放、抽真空、一次均压升、预吸附、二次均压升和终充压步骤后完成一次循 环，其中T2A的吸附、再生步骤为(i)吸附(A)原料气缓冲罐V5中的半产品气在0. 5 1. 2ΜΙ^压力下通过塔底相 应程控阀门进入到吸附塔Τ2Α，专用Cu+吸附剂快速吸附C0，未被吸附的N2、H2等及少量CO 作为吸附尾气流出吸附塔冷却后去下工序，(ii) 一次均压降压(EDl)选择性打开、关闭相应程控阀门，吸附塔T2A中的气体 进入到T2D，降低T2A的压力，均压结束后T2A和T2D的压力相同，(iii) 二次均压降压(ED2):选择性打开、关闭相应程控阀门，T2A中气体从底部对T2E塔进行均压，使两塔压力相等，(iv)顺放(P)选择性打开、关闭相应程控阀门，使T2A塔顺向放出的气体经过 T2E塔后，经相应程控阀门流出至逆放罐V6，(ν)置换冲洗(C)选择性打开、关闭相应程控阀门，从置换气罐V7来的置换气，由 Τ2Α塔底部导入，在0. 1 0. 5MPa压力下，对T2A塔进行顺向置换冲洗，置换冲洗排放气仍 按上一步骤路线排出，置换结束，关闭相应程控阀门，此时T2A内气体的CO纯度已经满足产 品要求，(vi) 一次逆向放压(BDl)选择性打开、关闭相应程控阀门，T2A内的CO放入逆放 罐V6，(vii) 二次逆向放压(BD2)选择性打开、关闭相应程控阀门，T2A逆放气直接进入 到CO产品气罐V8，最终T2A和V2C压力基本平衡在0. 01 0. 08MPa,(viii)抽真空(V)选择性打开、关闭相应程控阀门，用真空泵P2对T2A抽 真空，使专用Cu+吸附剂再生，抽出的即是产品C0，抽真空结束时，吸附塔压力应达 到-0. 01
-0. 09MPa,(ix) 一次均压充压(ER2)选择性打开、关闭相应程控阀门，吸附塔T2D顺向放出 的气体进入到T2A，T2A和T2D压力相等，(χ)预吸附(PP)选择性打开、关闭相应程控阀门，来自T2D塔的顺向放压气和置 换冲洗排放气在Τ2Α塔进行预吸附，以回收CO组份，预吸附尾气通过相应程控阀门排出，(I) 二次均压充压(ERl)选择性打开、关闭相应程控阀门，将Τ2Ε中的气体流入吸 附塔Τ2Α，均压结束后两者的压力相同，(II)终充压(FR)选择性打开、关闭相应程控阀门，吸附尾气对Τ2Α塔进行逆向充 压，使Τ2Α塔压力接近吸附压力，至此，吸附塔Τ2Α完成了吸附-解吸再生过程，其它吸附塔 和Τ2Α塔操作步骤相同，只是在操作时间上相互错开，实现了原料气的连续进入和CO产品 气的连续输出；c)第三步是PSA-3提纯H2工序，包括三段吸附塔Τ3ΑΒ⑶EFGH八个吸附床和原料 气缓冲罐V9、产品氢气缓冲罐V10、制氢冲洗气缓冲罐VII、制氢解吸气缓冲罐V12，在一个 周期中，每台吸附塔均须经历吸附、均压降、顺放、逆放、冲洗、均压升和终充压等步骤，其 中Τ3Α的吸附、再生步骤为(i)吸附㈧选择性打开、关闭相应程控阀门，使原料气缓冲罐V9的制氢原料气 从塔底进入T3A塔，其它各种杂质组分被多种吸附剂依次吸附下来，未被吸附的H2则作为 产品气从塔顶排出进入产品氢气缓冲罐V10，(ii) 一次均压降压(EDl)选择性打开、关闭相应程控阀门，T3A中的气体进入到 T3D，降低T3A的压力，均压结束后两吸附塔的压力相同，(iii) 二次均压降压(ED2)选择性打开、关闭相应程控阀门，T3A中的气体进入到 T3E，降低T3A的压力，均压结束后两吸附塔的压力相同，(iv)三次均压降压(ED3)选择性打开、关闭相应程控阀门，吸附塔T3A中的气体 进入到T3F，降低T3A的压力，均压结束后两吸附塔的压力相同，(ν)四次均压降压(ED4)选择性打开、关闭相应程控阀门，Τ3Α中的气体进入到 T3G，降低Τ3Α的压力，均压结束后两吸附塔的压力相同，
(vi)五次均压降压(ED5)选择性打开、关闭相应程控阀门，T3A中的气体进入到 T3H，降低T3A的压力，均压结束后两吸附塔的压力相同，(vii)顺放(PP)选择性打开、关闭相应程控阀门，将吸附塔T3A气体流入制氢冲 洗气缓冲罐VII，吸附塔压力进一步降低，顺放气作为相应吸附塔的冲洗气，(viii) —次逆向放压(BDl)选择性打开、关闭相应程控阀门，使T3A内的被吸附 气体放入制氢解吸气缓冲罐V12，(ix) 二次逆向放压(BD2)选择性打开、关闭相应程控阀门，使T3A内的被吸附气 体跨过制氢解吸气缓冲罐V12直接放到火炬系统，(χ) 一次冲洗(Pl)选择性打开、关闭相应程控阀门，使制氢冲洗气缓冲罐Vll储 存的气体流入Τ3Α，并通过相应程控阀门直接放到火炬系统，(I) 二次冲洗(P》选择性打开、关闭相应程控阀门，使产品氢气流入Τ3Α，并通过 相应程控阀门直接放到火炬系统，使吸附剂获得较为彻底的再生，(II) 一次均压充压(ER5)选择性打开、关闭相应程控阀门，吸附塔BB顺向放出 的气体进入到Τ3Α，充压结束时，Τ3Α和BB压力相等，(III) 二次均压充压(ER4)选择性打开、关闭相应程控阀门，吸附塔T3C顺向放出 的气体进入到Τ3Α，充压结束时，Τ3Α和T3C压力相等，(IV)三次均压充压(ER3)选择性打开、关闭相应程控阀门，吸附塔T3D顺向放出 的气体进入到Τ3Α，充压结束时，Τ3Α和T3D压力相等，(V)四次均压充压(ER2)选择性打开、关闭相应程控阀门，吸附塔Τ3Ε顺向放出的 气体进入到Τ3Α，充压结束时，Τ3Α和Τ3Ε压力相等，(VI)五次均压充压(ERl)选择性打开、关闭相应程控阀门，吸附塔T3F顺向放出 的气体进入到Τ3Α，充压结束时，Τ3Α和T3F压力相等，(VII)终充压(FR)选择性打开、关闭相应程控阀门，吸附尾气对Τ3Α塔进行逆向 充压，使Τ3Α压力接近吸附压力，至此，吸附塔Τ3Α完成了吸附-解吸再生过程，其它吸附塔 和Τ3Α塔操作步骤相同，只是在操作时间上相互错开，实现了原料气的连续进入和产品氢 气的连续输出。与现有技术相比，本发明具有以下优点1、本发明用PSA-3提纯吐工序的逆放气作为PSA-I脱碳工序的外吹气，提高氢气 得率3%左右。2、本发明六床PSA-I工艺，回收顺放气到原料气压缩机入口循环提纯，减少脱碳 工序有效组分损失。3、本发明七床PSA-2工艺，产品气中甲烷含量降低到0，产品CO得率提高到80% 以上。
图1是PSA-I脱碳工序的示意图。图2是PSA-2提纯CO工序的示意图。图3是PSA-3提纯氢气工序的示意图。图4是PSA-I脱碳工序执行循环过程的时序示意图。
图5是PSA-2提纯CO工序执行循环过程的时序示意图。图6是PSA-3提纯氢气工序执行循环过程的时序示意图。
具体实施例方式以下，参照附图具体地说明本发明的优选实施例。下列实施例仅用于进一步详细 说明本发明方法。上面所披露的本发明的精神和范围不受这些实施例的限制。实施例1原料气质量要求
1. 一种利用变压吸附法从水煤气中分离并提纯氢气的方法，原料气依次经过PSA-I脱 碳工序、PSA-2提纯CO工序、PSA-3提纯吐工序，包括a)第一步是PSA-I脱碳工序，主要有一段吸附塔T1ABCDEF六个吸附床和原料气缓冲罐 VI、顺放罐V2、脱炭逆放罐V3、脱炭解吸气罐V4、真空泵P1，从原料气缓冲罐Vl来的气体自 下而上通过吸附床，脱碳专用吸附剂在一定吸附压力下吸附杂质，并随着压降、顺放、逆放 和抽真空的步骤从吸附剂上解析下来，实现吸附剂的再生，半产品气多数穿过吸附床层送 至下工序，每个吸附塔在一个周期中需经历吸附、一次均压降压、二次均压降压、逆向放压、 抽空、一次均压充压、二次均压充压、终充压等步骤，其中吸附塔TlA的吸附、再生步骤为(i)吸附㈧原料气在0. 5 1. 压力下通过塔底相应程控阀门进入到吸附塔TlA 内，其中的C02、H20、H2S, CH4被吸附在吸附剂上，未被吸附的H2、CO、N2组分从吸附塔顶经过 相应程控阀门流出，去下工序，当吸附进行到预定的吸附时间后，相应程控阀门关闭，吸附 步骤结束，吸附塔转入到下一操作步骤，( ) 一次均压降压(EDl):选择性关闭、打开相应程控阀门，吸附塔TlA中的气体进入 到处于较低压力的吸附塔T1D，TlA的压力降低，同时TlD升压，均压结束后两吸附塔压力接 近，(iii)二次均压降压(ED2)继续选择性打开相应程控阀门，TlA中的气体进入到吸附 塔TIE，TlA的压力继续降低，同时TlE升压，均压结束后两个吸附塔压力接近，(iv)顺放(P)选择性打开、关闭相应程控阀门，TlA中气体去顺放罐V2，(ν)逆放I(BDl)选择性打开、关闭相应程控阀门，TlA的压力降压，气体通过脱炭逆放 罐V3流出，(vi)逆放2(BD2)选择性打开、关闭相应程控阀门，继续使TlA的压力降压，并跨过脱 炭逆放罐V3直接流出至火炬系统，(vii)抽空(V)选择性打开、关闭相应程控阀门，用真空泵Pl对TlA进行抽真空，进一 步降低TlA压力，使吸附剂彻底解吸，(viii)—次均压充压(ER2)选择性打开、关闭相应程控阀门，TlA同刚完成第一均压 步骤的吸附塔TlC进行均压，均压结束后两吸附塔的压力基本相同，(ix)二次均压充压(ERl):选择性打开、关闭相应程控阀门，吸附塔TlD内的气体进入 到TlA内，TlA的压力升高，同时使TlD压力下降，均压结束后两吸附塔压力基本相同，(x)终充压(FR)选择性打开、关闭相应程控阀门，吸附尾气进入到TlA逆向充压至吸 附压力，终充压结束时TlA的压力接近吸附压力，准备开始下一循环，至此，吸附塔TlA完成 了吸附-解吸再生过程，其它吸附塔和TlA塔操作步骤相同，只是在操作时间上相互错开， 实现了原料气的连续进入和半产品气的连续输出；b)第二步是PSA-2提纯CO工序，主要有二段吸附塔T2AB⑶Ere七个吸附床和原料气缓 冲罐V5、逆放罐V6、置换气罐V7、C0产品气罐V8、真空泵P2，专有Cu+吸附剂在一定吸附压 力下，选择吸附CO组分，再通过顺放、置换将其他杂质去除，提高CO的纯度至产品要求，然 后通过逆放和抽真空步骤得到产品，并实现吸附剂的再生，任何时刻都有两个吸附塔处在 吸附状态，每台吸附塔都依次经历吸附、一次均压降、二次均压降、顺放、置换冲洗、一次逆 放、二次逆放、抽真空、一次均压升、预吸附、二次均压升和终充压步骤后完成一次循环，其 中T2A的吸附、再生步骤为(i)吸附(A):原料气缓冲罐V5中的半产品气在0.5 1.2MI^压力下通过塔底相应程 控阀门进入到吸附塔T2A，专用Cu+吸附剂快速吸附C0，未被吸附的N2、H2等及少量CO作为 吸附尾气流出吸附塔冷却后去下工序，( ) 一次均压降压(EDl):选择性打开、关闭相应程控阀门，吸附塔T2A中的气体进入 到T2D，降低T2A的压力，均压结束后T2A和T2D的压力相同，(iii)二次均压降压(ED2)选择性打开、关闭相应程控阀门，T2A中气体从底部对T2E 塔进行均压，使两塔压力相等，(iv)顺放⑵选择性打开、关闭相应程控阀门，使T2A塔顺向放出的气体经过T2E塔 后，经相应程控阀门流出至逆放罐V6，(ν)置换冲洗(C)选择性打开、关闭相应程控阀门，从置换气罐V7来的置换气，由Τ2Α 塔底部导入，在0. 1 0. 5ΜΙ^压力下，对Τ2Α塔进行顺向置换冲洗，置换冲洗排放气仍按上 一步骤路线排出，置换结束，关闭相应程控阀门，此时Τ2Α内气体的CO纯度已经满足产品要 求，(vi)一次逆向放压(BDl):选择性打开、关闭相应程控阀门，Τ2Α内的CO放入逆放罐V6,(vii)二次逆向放压(BD2)选择性打开、关闭相应程控阀门，Τ2Α逆放气直接进入到CO 产品气罐V8，最终Τ2Α和V2C压力基本平衡在0. 01 0. 08MPa,(viii)抽真空(V)选择性打开、关闭相应程控阀门，用真空泵P2对T2A抽 真空，使专用Cu+吸附剂再生，抽出的即是产品C0，抽真空结束时，吸附塔压力应达 到-0. 01
-0. 09MPa,(ix)一次均压充压(ER2)选择性打开、关闭相应程控阀门，吸附塔T2D顺向放出的气 体进入到T2A，T2A和T2D压力相等，(χ)预吸附(PP)选择性打开、关闭相应程控阀门，来自T2D塔的顺向放压气和置换冲 洗排放气在Τ2Α塔进行预吸附，以回收CO组份，预吸附尾气通过相应程控阀门排出，(I)二次均压充压(ERl)选择性打开、关闭相应程控阀门，将Τ2Ε中的气体流入吸附塔 Τ2Α，均压结束后两者的压力相同，(II)终充压(FR)选择性打开、关闭相应程控阀门，吸附尾气对Τ2Α塔进行逆向充压， 使Τ2Α塔压力接近吸附压力，至此，吸附塔Τ2Α完成了吸附-解吸再生过程，其它吸附塔和 Τ2Α塔操作步骤相同，只是在操作时间上相互错开，实现了原料气的连续进入和CO产品气 的连续输出；c)第三步是PSA-3提纯H2I序，包括三段吸附塔Τ3ΑΒ⑶EFGH八个吸附床和原料气缓冲 罐V9、产品氢气缓冲罐V10、制氢冲洗气缓冲罐VII、制氢解吸气缓冲罐V12，在一个周期中， 每台吸附塔均须经历吸附、均压降、顺放、逆放、冲洗、均压升和终充压等步骤，其中Τ3Α的 吸附、再生步骤为(i)吸附(A)选择性打开、关闭相应程控阀门，使原料气缓冲罐V9的制氢原料气从塔 底进入T3A塔，其它各种杂质组分被多种吸附剂依次吸附下来，未被吸附的H2则作为产品 气从塔顶排出进入产品氢气缓冲罐V10，(ii)一次均压降压(EDl):选择性打开、关闭相应程控阀门，T3A中的气体进入到T3D， 降低T3A的压力，均压结束后两吸附塔的压力相同，(iii)二次均压降压(ED2)选择性打开、关闭相应程控阀门，T3A中的气体进入到T3E， 降低T3A的压力，均压结束后两吸附塔的压力相同，(iv)三次均压降压(ED3):选择性打开、关闭相应程控阀门，吸附塔T3A中的气体进入 到T3F，降低T3A的压力，均压结束后两吸附塔的压力相同，(ν)四次均压降压(ED4)选择性打开、关闭相应程控阀门，Τ3Α中的气体进入到T3G，降 低Τ3Α的压力，均压结束后两吸附塔的压力相同，(vi)五次均压降压(ED5)选择性打开、关闭相应程控阀门，Τ3Α中的气体进入到Τ3Η， 降低Τ3Α的压力，均压结束后两吸附塔的压力相同，(vii)顺放(PP)选择性打开、关闭相应程控阀门，将吸附塔Τ3Α气体流入制氢冲洗气 缓冲罐VII，吸附塔压力进一步降低，顺放气作为相应吸附塔的冲洗气，(viii)—次逆向放压(BDl)选择性打开、关闭相应程控阀门，使Τ3Α内的被吸附气体 放入制氢解吸气缓冲罐V12，(ix)二次逆向放压(BD2)选择性打开、关闭相应程控阀门，使T3A内的被吸附气体跨 过制氢解吸气缓冲罐V12直接放到火炬系统，(x)一次冲洗(Pl)选择性打开、关闭相应程控阀门，使制氢冲洗气缓冲罐Vll储存的 气体流入Τ3Α，并通过相应程控阀门直接放到火炬系统，(I)二次冲洗(P》选择性打开、关闭相应程控阀门，使产品氢气流入Τ3Α，并通过相应 程控阀门直接放到火炬系统，使吸附剂获得较为彻底的再生，(II)一次均压充压(ER5)选择性打开、关闭相应程控阀门，吸附塔BB顺向放出的气 体进入到Τ3Α，充压结束时，Τ3Α和BB压力相等，(III)二次均压充压(ER4)选择性打开、关闭相应程控阀门，吸附塔T3C顺向放出的气 体进入到Τ3Α，充压结束时，Τ3Α和T3C压力相等，(IV)三次均压充压(ER3)选择性打开、关闭相应程控阀门，吸附塔T3D顺向放出的气 体进入到Τ3Α，充压结束时，Τ3Α和T3D压力相等，(V)四次均压充压(ER2)选择性打开、关闭相应程控阀门，吸附塔Τ3Ε顺向放出的气体 进入到Τ3Α，充压结束时，Τ3Α和Τ3Ε压力相等，(VI)五次均压充压(ERl):选择性打开、关闭相应程控阀门，吸附塔T3F顺向放出的气 体进入到Τ3Α，充压结束时，Τ3Α和T3F压力相等，(VII)终充压师)选择性打开、关闭相应程控阀门，吸附尾气对Τ3Α塔进行逆向充压， 使Τ3Α压力接近吸附压力，至此，吸附塔Τ3Α完成了吸附-解吸再生过程，其它吸附塔和Τ3Α 塔操作步骤相同，只是在操作时间上相互错开，实现了原料气的连续进入和产品氢气的连 续输出。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中PSA-3提纯H2工序的逆放气作为PSA-I 脱碳工序的外吹气，提高氢气得率3%左右。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中PSA-I回收顺放气到原料气压缩机入口 循环提纯，减少脱碳工序有效组分损失。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中PSA-2产品气中甲烷含量降低到0，产 品CO得率提高到80%以上。
本发明涉及一种利用变压吸附法从水煤气中分离并提纯氢气的方法，原料气依次经过PSA-1脱碳工序、PSA-2提纯CO工序、PSA-3提纯H2工序，主要有一段吸附塔T1ABCDEF六个吸附床、二段吸附塔T2ABCDEFG七个吸附床和三段吸附塔T3ABCDEFGH八个吸附床。本发明用PSA-3提纯H2工序的逆放气作为PSA-1脱碳工序的外吹气，提高氢气得率3％左右；六床PSA-1回收顺放气到原料气压缩机入口循环提纯，减少脱碳工序有效组分损失；七床PSA-2工艺产品气中甲烷含量降低到0，产品CO得率提高到80％以上。
文档编号B01D53/047GKSQ
公开日日 申请日期日 优先权日日
发明者丁连河, 崔晓锦, 张国义, 施玉宏, 李晓明, 李晓照 申请人:甘肃银光聚银化工有限公司, 甘肃银达化工有限公司