DE2153808A1 - Adiabatisches Verfahren zur Trennung von Gasgemischen bei Überdruck - Google Patents

Adiabatisches Verfahren zur Trennung von Gasgemischen bei Überdruck

Info

Publication number
DE2153808A1
DE2153808A1 DE19712153808 DE2153808A DE2153808A1 DE 2153808 A1 DE2153808 A1 DE 2153808A1 DE 19712153808 DE19712153808 DE 19712153808 DE 2153808 A DE2153808 A DE 2153808A DE 2153808 A1 DE2153808 A1 DE 2153808A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gas
bed
pressure
component
product
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19712153808
Other languages
English (en)
Other versions
DE2153808C3 (de
DE2153808B2 (de
Inventor
Louis BeIa Grand Island N.Y. Batta (V.StA.)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Union Carbide Corp
Original Assignee
Union Carbide Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Union Carbide Corp filed Critical Union Carbide Corp
Publication of DE2153808A1 publication Critical patent/DE2153808A1/de
Publication of DE2153808B2 publication Critical patent/DE2153808B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2153808C3 publication Critical patent/DE2153808C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/047—Pressure swing adsorption
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B23/00—Noble gases; Compounds thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/50—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification
    • C01B3/56—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification by contacting with solids; Regeneration of used solids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
    • C01C1/00—Ammonia; Compounds thereof
    • C01C1/02—Preparation, purification or separation of ammonia
    • C01C1/04—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase
    • C01C1/0405—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase from N2 and H2 in presence of a catalyst
    • C01C1/0476—Purge gas treatment, e.g. for removal of inert gases or recovery of H2
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/106—Silica or silicates
    • B01D2253/108—Zeolites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/25—Coated, impregnated or composite adsorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/30—Physical properties of adsorbents
    • B01D2253/302—Dimensions
    • B01D2253/304—Linear dimensions, e.g. particle shape, diameter
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40011—Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40013—Pressurization
    • B01D2259/40015—Pressurization with two sub-steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40011—Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40013—Pressurization
    • B01D2259/40018—Pressurization with more than three sub-steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40011—Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40028—Depressurization
    • B01D2259/40032—Depressurization with three sub-steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40011—Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40028—Depressurization
    • B01D2259/40033—Depressurization with more than three sub-steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40011—Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40043—Purging
    • B01D2259/4005—Nature of purge gas
    • B01D2259/40052—Recycled product or process gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40011—Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40058—Number of sequence steps, including sub-steps, per cycle
    • B01D2259/40066—Six
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40011—Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40058—Number of sequence steps, including sub-steps, per cycle
    • B01D2259/40067—Seven
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40011—Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40058—Number of sequence steps, including sub-steps, per cycle
    • B01D2259/40069—Eight
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40011—Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40077—Direction of flow
    • B01D2259/40081—Counter-current
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/402—Further details for adsorption processes and devices using two beds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/403—Further details for adsorption processes and devices using three beds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/404—Further details for adsorption processes and devices using four beds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/047—Pressure swing adsorption
    • B01D53/0473—Rapid pressure swing adsorption
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/042—Purification by adsorption on solids
    • C01B2203/043—Regenerative adsorption process in two or more beds, one for adsorption, the other for regeneration
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/047—Composition of the impurity the impurity being carbon monoxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/0475—Composition of the impurity the impurity being carbon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/048—Composition of the impurity the impurity being an organic compound
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/0485—Composition of the impurity the impurity being a sulfur compound
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/0495—Composition of the impurity the impurity being water
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)

Description

PATENTANWALT DR. HANS-GUNTHER EGGERT, DIPLOMCHEMIKER
5 KDLN-LINDENTHAL PETER-KINTGEN-STRASSE 2
Eöln, den 25·10·1971 Eg/Ax
Union Carbide Corporation 27o Park Avenue, New York,
U. S. A.
Adiabatisches Verfahren zur Trennung von Gasgemischen bei Überdruck
Die Erfindung betrifft die Trennung von Gasgemischen duroh adiabatisohe Adsorption naoh dem Brackwechselverfahren·
Adiabatische Druokweohsel-Adsorptionssysteme für die Trennung von Gasgemischen, die selektiv adsorbierbare Komponenten enthalten, sind allgemein bekannt. Eines dieser bekannten Systeme wird in der U.S.A.-Patentschrift 3 430 418 beschrieben, bei dem das (nioht adsorbierte) Produktgas bei einem Druok, der im wesentlichen dem Druck entspricht, unter dem das Ausgangsgasgemisoh zugeführt wird, anfällt· Bei diesem bekannten System sind wenigstens vier verschiedene Adsorptionsmittelbetten erforderlioh, die duroh Leitungen in Parallelschaltung verbunden sind· Jedes Bett durchläuft vier verschiedene Verfahrenestufen: 1) Adsorption bei konstantem Druok des eingesetzten Gases, 2) Gewinnung des Gases aus den Zwischenräumen des Betts, 3) Ausstoß des Adsorbats und 4) Druckerhöhung, d.h. Wiederaufdrücken. Die Adsorption bei konstantem Druok des Einsatzgases wird erreicht, indem das zu trennende Gasgemisch durch das Adsorptionsmittelbett geleitet und gleichzeitig nioht adsorbiertes Produkt unter einem Druok, der im wesentlichen dem Druok des Einsatzgasgemisches entsprioht, aus dem Bett abgeführt wird· Die Gewinnung des Gases aus den Zwischenräumen wird erreicht, indem der Druck im Bett
209930/0929
im Gleichstrom gesenkt
. ' und das aus den Zwischenräumen gewonnene hochreine Gas für die Druckerhöhung in einem zweiten gespülten oder abgetriebenen Bett sowie außerdem zum Abtreiben oder Spülen einea dritten Betta, dessen Druck gesenkt worden ist, verwendet wird. Der Ausstoß des Adsorbats erfolgt durch Druckentspannung des Betts im Gegenstrom und anschließendes Spülen oder Abtreiben des Betta im Gegenstrom bei niedrigem Druck unter Verwendung von hochreinem, aus den Zwischen-' räumen des Betts gewonnenen Gas. Die erneute Druckerhöhung erfolgt mit Gas, aus dem das Adsorbat entweder vollständig oder zum größten Teil entfernt worden ist. Insbesondere wird der Gasbedarf teilweise aus einem Bett, in dem die Druckentspannung im Gleichstrom stattfindet, d.h. durch Gas aus den Zwischenräumen des Bette, und teilweise aus einem anderen Bett, das auf Adsorption geschaltet ist, d.h. durch Produktgas gedeckt. Die vier getrennten Stufen des Prozesses haben vorzugsweise die gleiche Dauer. Wie bereits erwähnt, sind wenigstens vier Betten erforderlich, um kontinuierliche Strömung von Sinsatzgas und Produlctgc.3 zu erreichen.
In gewissen Fällen wird das vorstehend beschriebene System trotz der bemerkenswert hohen Produktgewinnung und hohen ψ Produktreinheit auf Grund der zusätzlichen Koster, und der Kompliziertheit der Erstellung von vier Betten an Stelle einer geringeren Zahl unwirtschaftlich. Im Vergleich zu einem Dreibettsystem bringt ein Vierbettsystem eine Erhöhung der Anlagekosten für Tankraum um ein Drittel mit sich, und die Steigerung des Aufwandes für zugehörige Ventile und Rohrleitungen liegt in der gleichen Größenordnung. Ferner stellt das vierte Botfe eine wesentliche Vergrößerung des Gesamtvolumens an Adsorptionsaittelbetten mit entsprechender Erhöhung der Kosten für Adsorptionsmittel dar.
Versuche, das bekannte System an die Verwendung von drei an Stelle von vier Betten anzupaosen, ergaben ein großes
209B30/0929
BAD ORIGINAL
Ungleichgewicht und starke Ungleichmäßigkeiten in den Gasströmungen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß in gewissen Augenblicken des Zyklus eine Riesenmenge Produkt zur Abgabe verfügbar ist, die weit größer ist als die durchschnittliche Produktionsmenge in der Zeiteinheit und weit größer als die Menge, die unmittelbar vom Verbraucher abgenommen und ausgenutzt werden kann. V/enn dieser kurzzeitige Produktüberschuss nicht verworfen werden soll, besteht nur noch die Möglichkeit, große Ballasttanks und Produktkompressoren zu verwenden, um das Überschüssige Produktgas bis zu einem Zeitpunkt im Verfahrenszyklus zu speichern, zu dem dieses Gas in einem der Betten verwendet werden kann. Andererseits ist zu anderen Zeitpunkten in einem Dreibettsysteia der bekannten Art die aus den Adsorptionsbetten verfügbare gesamte Produktgasmenge ungenügend, urn nur den inneren Bedarf an Gas für die Spülung oder das Abtreiben des Adsorbats und dio erneute Druckerhöhung zu decken. Auch hier sind din Ballasttanks notwendig, um die fehlende Produktmenge sowohl für den inneren Bedarf im System als auch für den äußaren Bedarf άθ3 Verbrauchers zu decken. Wenn die Stufen des Verfahrenseyklus in einer solchen Weise neu Gestaltet werden, da3 das Produkt gleichmäßiger fließt und hierdurch das Problem des Ungleichgewichts und der Ungleichmäßigkeit des Produktflusses auf der Verbraucherseite erleichtert oder be-'seitigt wird, treten leider Schwankungen und Unterbrechungen in dar Zuführung von verdichtetem AusgangBcaGCemisch zum System auf.
Das vorstehend dargelegte Problem des Ungleichgewichts oder der Ungleichmäßigkeit im Gasfluß, das sich aus einer versuchten Anpassung des bekannten Systems an drei Betten ergibt, ist besonders akut bei Gaszerlegungen und -trennungen, bei denen die nicht selektiv adsorbierten Komponenten des Ausgangsgasgemisches in erheblichem Umfange gleichzeitig in den Betten adsorbiert werden« Beispielsweise wird Stickstoff bei Umgebungstemperaturen durch ^•3n tiusu-^eolith A bevorzugt adsorbiert, jedoch wird der
209830/0929 v- r.v BAD ORIGINAL
nicht bevorzugt adsorbierte Sauerstoff gleichzeitig durch das gleiche Adsorptionsmittel adsorbiert· Unter diesen Umständen wird das Adsorptionsmittel mit einer sehr großen Menge der nicht bevorzugt adsorbierten Produktfraktion während der erneuten Druckerhöhung mit Hilfe dieses Produkts beladen. Während der anschließenden Adsorptionsstufe wird dieses mit adsorbierte Produkt durch die stärker adsorbierte Ausgangsgaskomponente aus dem Adsorptionsmittel verdrängt. Dies bedeutet, daß eine sehr große Menge des mit adsorbierten Produkts ständig innerhalb des Systems festgehalten wird. Während der Verfahrenszyklus die Stufen der erneuten Druckerhöhung und Adsorption durchläuft, wird die innere Durchflußmenge des mitadsorbierten Produkts sehr hoch und kann leicht das Dreifache oder Vierfache der durchschnittlichen Produktabgabemenge aus der Anlage erreichen.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein verbessertes Verfahren zur Trennung und Zerlegung von Gasgemischen durch selektive Adsorption verfügbar zu machen, bei dem die gleiche hohe Produktreinheit und die gleiche hohe Produktgewinnung wie bei den bekannten Systemen, jedoch mit weniger als vier Adsorptionsmittelbetten erreichbar sind.
Gegenstand der Erfindung ist ein adiabatisches Verfahren zur Trennung von Gasgemischen bei Überdruck, wobei man wenigstens eine Komponente in einer ersten Adsorptionszone bei höherem Druck selektiv adsorbiert, Produktgas, aus dem eine Komponente abgetrennt worden ist, aus dieser Adsorptionszone bei verschiedenen niedrigeren Drücken abführt, die selektiv absorbierte Komponente durch Drucksenkung auf einen niedrigsten Druck und Abtreiben mit Gas, aus dem eine Komponente abgetrennt worden ist, aus einer anderen Adsorptionszone desorbiert und anschließend den Druck in der ersten Zone mit diesem Gas, aus dem eine Komponente abgetrennt worden ist, teilweise wieder erhöht und einen Druckausgleich zwischen dieser ersten Adsorptionszone und
209830/0929
einer zweiten Adsorptionszone vornimmt und den Druck In der ersten Adsorptionszone mit dem unter Überdruck stehenden Gasgemisch weiter erhöht. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man a) gleichzeitig das unter Überdruck stehende Gasgemisch und das Gas, aus dem eine Komponente abgetrennt worden ist, zunäohst bei einem ersten höchsten Überdruok gleichzeitig in das Eintrittsende bzw. in das Austritteende des ersten Adsorptionsbetts, aus dem vorher die eine adsorbierte Komponente abgetrieben worden ist, und die zunäohst unter einem niedrigeren Druck steht, einführt und hierdurch eine Druckerhöhung in diesem Bett von beiden Snden her vornimmt, b) gleichzeitig mit der Stufe (a) Gas aus dem Austrittsende eines zweiten Adsorptionsmittelbetts abgibt, das zunäohst unter dem ersten höchsten Druck steht und vorher vom Eintrltsende her mit dem Gasgemisch in einer solchen Menge beaufschlagt worden ist, daß sich eine Adsorptionsfront der einen Komponente am Eintrittsende gebildet und fortschreitend bis zu einer lage zwischen dem Eintrittsende und dem Austrittsende bewegt hat, wobei ein Teil des in dieser Weise abgegebenen Gases dem Austrittsende des ersten Betts als Gas, aus dem eine Komponente abgetrennt worden ist, zugeführt und ein weiterer Teil des so abgegebenen Gases gleichzeitig als Produkt ausgetragen wird, (c) die Gasführungen in den Stufen (a) und (b) fortsetzt, bis die Gasdrücke im ersten Adsorptionsmittelbett und im zweiten Adsorptionsmittelbett im wesentlichen gleich sind, worauf man die Zufuhr von Gas, aus dem eine Komponente abgetrennt worden ist, aus dem zweiten Bett zum ersten Bett abbricht, d) die Einführung des Gasgemisches in das Eintrittsende des ersten Betts nach dem Abbruch der Zufuhr des von einer Komponente befreiten Gases der Stufe (b) fortsetzt und hierdurch den Druck im ersten Bett auf einen höheren Druck oberhalb des Ausgleichsdrucks der Stufe (o) weiter erhöht und (e) Gas, aus dem eine Komponente abgetrennt worden ist, aus dem Austrittsende des ersten Betts, dessen Druck weiter erhöht worden ist, abgibt und einen Teil dieses Gases zum
209830/0929
Abtreiben der adsorbierten Komponente aus dem zweiten Adsorptionsmittelbett bei dem niedrigsten Druck, einen weiteren Teil des abgegebenen Gases für die Druckerhöhung in einem anderen Adsorptionsmittelbett, aus dem vorher die adsorbierte Komponente abgetrieben worden ist, durch Einführung in das Austrittsende dieses Betts verwendet und einen weiteren Teil des abgegebenen Gases als Produkt austrägt.
Die Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit den Abbildungen weiter erläutert·
Ψ Fig.1 zeigt ein Fließschema einer mit drei Adsorptionsbetten arbeitenden Ausführungsform der Erfindung·
Pig.2 zeigt ein Zeitprogramm für die verschiedenen Stufen einer Ausführungsform des Verfahrens, die für die in Fig.1 dargestellte Anlage geeignet ist.
Pig.3 zeigt ein anderes Zeitprogramm, das dem in fig.2 dargestellten ähnlich ist, bei dem jedoch zwei Druckausgleichsstufen angewendet werden.
Pig.4 zeigt ein Fließschema einer mit zwei Adsorptionsbetten arbeitenden Ausfuhrungsform·
Pigβ5 ist ein Zeitprogramm für die verschiedenen Stufen einer Ausführungsform des Verfahrens, die für die in Pig.4 dargestellte Anlage geeignet ist·
Fig.6 zeigt ein Fließschema einer mit vier Adsorptionsbetten arbeitenden Ausführungsform·
Fig.7 zeigt ein Zeitprogramm für die verschiedenen Stufen einer Ausführungsform des Verfahrens, die für die in Fig.6 dargestellte Anlage geeignet ist·
Die vorstehende zusammenfassende Beschreibung zeigt, daß ein erheblicher Teil des Gases, aus dem eine Komponente abgetrennt worden ist, während der Drucksenkung im Bett
209830/0929
über einen Bereich von Drücken, die vom höchsten Überdruck bis zum unteren Druck oberhalb des Spül- oder Abtreibedrucks sinken, geliefert wird. Das von einer Komponente befreite Gas wird vom Austrittsende dea Betts nach zwei Mechanismen erhalten: a) Durch Trennung oder Zerlegung eines Gasgemisches, das zur Adsorptionsfront strömt, wo die eine Komponente am Bett adsorbiert wird, und b) durch Verdrängung der nicht bevorzugt adsorbierten Komponente aus der in Strömungsrichtung vor der Adsorptionsfront liegenden Strecke des unbeladenen Betts. Das Gasgemisch kann der Adsorptionsfront als Folge der Einführung von Gasgemisch am Eintrittsende des Betts bei gleichzeitigem Abzug von Gas, aus dem eine Komponente abgetrennt worden ist, zuströmen. Dieses Gasgemisch kann jedoch auch bereits im Bett hinter der Adsorptionsfront vorhanden sein und der Adsorptionsfront durch Expansion zuströmen, die durch den Abzug von Gas, aus dem eine Komponente abgetrennt worden ist, möglich wird. Die Verdrängung der nicht bevorzugt adsorbierten Komponente, die sowohl adsorbiert als auch nicht adsorbiert ist, aus der unbeladenen Bettstrecke kann das Ergebnis des Vorrückens der Adsorptionsfront in Richtung zum Austrittsende des Betts oder das Ergebnis der durch Abziehen des von einer Komponente befreiten Gases möglich gewordenen Expansion der nicht bevorzugt adsorbierten Komponente sein. Bei gewissen Gasgemischen, z.B. Luft, bei denen die nicht bevorzugt adsorbierte Komponente in erheblichem Ausmaß am Bett adsorbiert wird, kann die aus der unbeladenen Bettstrecke verdrängte, nicht bevorzugt adsorbierte Komponente in erster linie aus der adsorbierten Phase stammen. Bei anderen Gasgemischen, z.B. Ausgangsgemischen, die Wasserstoff oder Helium enthalten, wird die nicht bevorzugt adsorbierte Komponente nur in geringem Umfange adsorbiert, und die aus der unbeladenen Bettstrecke verdrängte, nicht bevorzugt adsorbierte Komponente wird in verhältnismäßig großem Ausmaß durch Expansion des nicht adsorbierten Gases erhalten.
209830/0929
Das Gas, aus dem eine Komponente abgetrennt worden ist, stellt das zum Verbraucher gelieferte Produktgas und gleichzeitig das Gras dar, das innerhalb des Systems zum Druckausgleich, zur Druckerhöhung und zum Spülen, d„h. zum Abtreiben dient. Da das Produkt von dem von einer Komponente befreiten Gras abgenommen wird, das wenigstens teilweise unter einem Druck steht, der unter dem höchsten Überdruck des Verfahrens gemäß der Erfindung liegt, eignet sich dieses Gras am besten für Verwendungszwecke, bei denen es unter einem unter dem Zuführungsdruck liegenden Druck verbraucht wird, oder für Verwendungszwecke, bei denen durch Aufnahme von Produkt unter niedrigem Druck kein Nachteil entsteht. Beispielsweise wird Sauerstoff in steigendem Maße an Stelle von Luft für die Belüftung von Wasser, dem biochemischer Sauerstoff zugeführt werden muß, z.B. städtischem Abwasser, verwendet. Hierbei wird der Sauerstoff der Belüftungskammer unter einem niedrigen Druck zugeführt, der nur wenig über Normaldruck liegt. Das Verfahren gemäß der Erfindung kann vorteilhaft zur Zerlegung von luft angewendet werden und als Produkt Sauerstoff unter einem unterhalb des Einsatzdruckes liegenden Druck liefern, wobei dieser Sauerstoff unmittelbar in die Beluftungskammer einer städtischen Abwasseraufbereitungsanlage geleitet wird·
Wie bereits in der Zusammenfassung festgestellt, arbeitet dieses Verfahren mit gleichzeitiger teilweiser Druckerhöhung des gereinigten Betts durch Einführung von Ausgangsgasgemisch am Eintrittsende und Einführung von Gas, aus dem eine Komponente abgetrennt worden ist, und das Produktreinheit aufweist, am Austrittsende. Die Verwendung von hochreinem Gas, aus dem eine Komponente abgetrennt worden ist, für die teilweise Druckerhöhung hat mehrere vorteilhafte Wirkungen. Erstens reinigt der im Gegenstrom durchgeführte hochreine Gasstrom das Produkt- oder Austrittsende des Betts und dient hierdurch als zusätzliches Spül-
pfIept oder Abtreibegas für diese kritische Zone. Zweitens/bei niedrigen Drücken zur Druckerhöhung in der Adsorptionszone
20983 07 0929
die durch Druckerhöhung mit dem Ausgangsgasgemisoh ausgebildete Massenübergangsfront der adsorbierten Komponente schwach und diffus zu sein· Bas in entgegengesetzter Richtung eingeführte hochreine, von Adsorbat freie Gas trägt mit dazu bei, die Front zu verdichten und schärfer auszubilden, so daß ein vorzeitiger Durchbruch von Adsorbat nicht stattfindet« Drittens erleichtert die Verwendung von hochreinem Gas die erneute Druckerhöhung ohne Überladung des Betts mit der bevorzugt adsorbierten Komponente des Ausgangsgemisches. Ss ist somit möglich, das gesamte eingeführte Ausgangsgasgemisch zu zerlegen und ein Produktgas von gewünschter Reinheit zu bilden·
Bei einem Verfahren des in der U.S.A.-Patentschrift 3 430 418 beschriebenen Typs, bei dem die Zuführung des Gasgemisches und der Austrag des Produktgases unter konstantem Druck erfolgen, wird die Massenübergangsfront zunächst am Eintrittsende ausgebildet, und sie bewegt sich fortschreitend in Richtung zum Austrittsende· Man könnte erwarten, daß dies beim Verfahren gemäß der Erfindung auf Grund der auffallend verschiedenen Prozesscharakteristiken nicht eintritt· Es wurde jedoch im Gegenteil gefunden, daß die Massenübergangsfront scharf bleibt und glatt in Richtung zum Austrittsende fortschreitet, obwohl das Bett unter ständigem Anstieg des Drucks mit der zu adsorbierenden Komponente beladen wird«
Für ein Adsorptionsmittelbett von gegebener Größe wird die Menge des eingführten Ausgangsgasgemisohes im Verhältnis zur Menge des gleichzeitig eingeführten Gases, aus dem eine Komponente abgetrennt worden ist, so gewählt, daß bei Beendigung der Druckerhöhung im Bett bis zu einem vorbestimmten Druck und der Beladung mit der abzutrennenden Komponente eine wohldefinierte Länge oder Strecke von sauberem, ungebrauchtem Bett angrenzend an das Austrittsende verbleibt. Diese verbleibende Bettlänge dient in den folgenden, im Gleichstrom erfolgenden Druckerhöhungsstufen für die Abtrennung der einen Komponente aus dem
209830/0929
Gas im wiederaufgedrückten Bett. Das während dieser Stufen aus dem Bett abgegebene Gas besteht aus der bzw. den nicht , - selektiv adsorbierten (oder nicht adsorbierbaren) Komponente bzw. Komponenten des Ausgangsgasgemisches. Ein Teil dieses abgegebenen Gases ist das vorstehend genannte, von einer Komponente befreite Gas, das zur teilweisen Druckerhöhung in einem vorher gespülten oder abgetriebenen Bett dient, bis die Drücke ausgeglichen sind. Da das von einer Komponente befreite Gas nicht unter dem Druck des Ausgangsgasgemisches verfügbar ist, kann nur die untere Druckphase der Druckerhöhung mit dem von einer Komponente befreiten Gas durchgeführt werden. Die weitere oder abschließende Jk Hochdruokphase der Druckerhöhung wird nur mit Ausgangsgasgemisch durchgeführt.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der größere Teil des Ausgangsgasgemisches bei gleichzeitigem Anstieg des Drucks im Adsorptionsmittelbett eingeführt wird. Der Druck im Bett steigt, weil die augenblickliche Nettomenge des eingeführten Gases (einströmendes Gas abzüglich ausströmendes Gas) höher ist als das Adsorptionsvermögen des Betts. Dieses Verfahren ist verschieden von Verfahren, bei denen wenigstens der größere Teil des Ausgangsgasgemisches während einer unter stetigem Druck erfolgenden Adsorptionsstufe eingeführt wird, d.h. bei einem Verfahren, bei dem die Nettomenge des eingeführten Gases dem Adsorptionsvermögen des Betts entspricht.
Fig. 1 zeigt drei Adsorptionsmittelbetten A, B und C, die in Parallelschaltung zwischen der Zuführungsleitung 11 für das Ausgangsgasgemisch, einer Leitung 12 für Gas, aus dem eine Komponente abgetrennt worden ist, einer SpUl- oder Abtreibeleitung Ό und einer Abgasleitung 14 verbunden sind. Automatische Ventile 15A, 15B und 15C leiten das Elnsatzgas in das erste Bett A, das zweite Bett B bzw..das dritte Bett C. Automatische Ventile l6A, !OB und l6c leiten das Gas aus den gleichen Betten in die Leitung 12. Die Spülgasleltung 13 ist mit Leitung 12 für Gas aus dem eine Komponente abgetrennt worden ist, am Austrittsende der drei Betten
209830/0929
BAD OPUGlKAL
verbunden, und das Spülgas wird durch automatische Ventile 17A, 17B und 3JC den Betten A, B und C entgegen der Strömungsrichtung des Ausgangsgasgemisches eingeführt. Automatische Ventile 18A, 18B und 18C verbinden die Abgasleitung am Eintrittsende der entsprechenden Betten für den Austrag von Gas, das zur Drucksenkung in Gegenstrom dient, und von Spül- und Abtreibegas. Die Ventile 19A, l9B und 19C am Austrittsende oberhalb der Produktventile l6A, !OB und 16C sind von Hand betätigte Ausgleichsventile zur Begrenzung des Durchflusses von Druckausgleichsgas.
fig. 2 aeigt ein Zeitprogramm, das eich für die in Fig.1 dargestellte Anlage eignet, wobei sechs verschiedene Verfahrensstufen angewendet werden, von denen jede den Beginn und/oder die Beendigung von Gasströmungen einschließt. Gasströme, die in das Dreibettsystem eintreten und aus dem Dreibettsystem austreten, d.h. die Gasströme in der Speise-Leitung 11 und in der Leitung 12 für das Gas, aus dem eine Komponente abgetrennt worden ist, sind durch senkrechte Linien dargestellt. Die Leitung 11 für das Auagangsgasgemisch verbindet waagerecht die drei Adsorptionsnittelbetten, die ihrerseits waagerecht durch die Leitung 12 für das Gas, aus dem eine Komponente abgetrennt worden ist, •verbunden sind. Die Druckerhöhungö- und Spülstufen, in denen ein Teil de3 von einer Komponente befreiton Gases verwendet wird, sind waagerecht nit den Stufen, z.B. Drucksenkung im Gleichstrom und Druckausgleich verbunden, die das Gas, aus dem eine Komponente abgetrennt worden Is^,' liefern. Alle Gasführungen zwischen den Eetten sind in der Abbildung gekennzeichnet.
) Fig.2 zeigt, daß in federn Aucenblick eines 6er Adsorptionsbetten Produktgas mit allmählich abnehmendem Druck der Leitung 12 für das von einer Komponente befreite Gas wie folgt zuführt: Bett C von der Sekunde 0 bis 40, Bett A von der 40. bis 50.Sekunde, Bett A von der 50. bis 80. Sekunde und Bett B von der 80. bis 120. Sekunde. Demgemäß ist ö'er tVoduktfiasstrom zum Verbrauchsort kontinuierlich.
209830/0929 BADOBtGINAi*.
Bei diesem speziellen Zyklus für jedes einzelne Bett nimmt die Druckerhöhung 1/3 des Gesamtzyklus, die Produktabfuhr und der gleichzeitige Druckausgleich oder die im Gleichstrom erfolgende Drucksenkung 1/3 und die im Gegenstrom erfolgende Drucksenkung und Spülung das restliche Drittel des Gesamtzyklus in Anspruch. Die Verwendung des Gases im System für den Druckausgleich und die Drucksenkung im Gleichstrom ist durch waagerechte Strömungslinien angedeutet. Jede Druckausgleichsstufe ist waagerecht mit einer Druckerhöhungsstufe in einem anderen, "bereits gespülten oder abgetriebenen Bett verbunden, und Jede im Gleichstrom erfolgende Drucksenkungsstufe ist waagerecht mit einer Spül- oder Abtreibestufe eines anderen Betts verbunden, in der der Druck gerade im Gegenstrom gesenkt worden ist.
Jede Stufe im Zyklus des Betts A wird nachstehend beschrieben und mit den Anlageteilen in Fig.1 in Beziehung gebracht, die an den Änderungen im Zyklu3 beteiligt sind. Die Drücke, die für die Durchführung eines solchen Verfahrens für die Luftzerlegung unter Verwendung von Calcium-Zeolith A als Adsorptionsmittel repräsentativ sind, werden ebenfalls genannt.
Zeit 0-15: Der Druck wird im Bett A erhöht, im Bett B im Gegenstrom gesenkt und im Bett C ausgeglichen. Die Ventile 15A und 16A sind offen und die Ventile 17A und 18A geschlossen. Die zu zerlegende Luft wird aus Leitung 11 in das Bett A durch das Eintrittsende eingeführt. Gleichzeitig wird Gas, aus dem eine Komponente abgetrennt worden ist, durch das Austrittsende in da3 Bett A eingeführt. Die3ea Gas wird aus dem Bett C durch das Ausgleichsventil 19C und das Ventil 16C abgezogen und strömt nacheinander durch die Ventile 16A und das Ausgleichsventil 19A in das Bett A. Während dieser Zeit wird der Druck im Bett C im Gleichstrom gesenkt. Die Gasströmung wird aufrecht erhalten, bis die Drücke zwischen den Betten A und 0 sich bei etwa 1,34 atü im wesentlichen ausgeglichen haben. Während dieser Zeit wird das Druckausgleichsgas schnell zugeführt, während die
209830/0929
BAD ORIGINAL
2 "15 J 8 O 8
Durchflußmenge der zu zerlegenden Luft rom Kompressor 20 so begrenzt ist, daß der größere Seil für die Erhöhung des Drucks im Bett Λ von O auf'1,34 atü aus Gas besteht, aus dem eine Komponente abgetrennt worden ist. Diese Menge beträgt bei der Luftzerlegung beispielsweise 72#« Während dieser Zeit wird ein weiterer !Teil des aus dem Bett G austretenden Gases als Produkt in Leitung 12 abgeführt.
Zeit 15-40: Das Ventil 16A ist nun geschlossen, und nur zu zerlegende Luft wird weiterhin in das Bett A eingeführt, bis der Enddruok von 2,81 atü erreicht ist. Hiermit ist die Druckerhöhungszeit für das Bett A beendet. Während der Druokerhöhungen wird eine Stickstoff-Adsorptionsfront in der Nähe des Eintrittsendes des Betts A ausgebildet. Diese front bewegt sich allmählich in Richtung zum Austrittsende. Das Mengenverhältnis von Ausgangsgas zu dem für die Druckerhöhung verwendeten, von einer Komponente befreiten Gas wird so eingestellt, daß nach beendeter Druckerhöhung eine vorbestimmte Länge des Betts zwischen der Adsorptionsfront und dem Austrittsende unbeladen bleibt.
Zeit 40-55s Der Druckausgleichsvorgang für das Bett A beginnt durch Schließen des Ventils 15A und öffnen der Ventile 16A und 16B, wodurch der Druck im Bett durch Abgabe von Gas aus dem Austrittsende im Gleichstrom gesenkt wird. Dieses Gas strömt durch die unbeladene Bettlänge, in der die Stickstoffkomponente adsorbiert ist. Das austretende Gas, aus dem der Stickstoff abgetrennt worden ist, wird in zwei Teilen verwendet. Sauerstoff strömt als Produktgas durch das Regelventil 21 in der Leitung 12 zur Verbraucherleitung hinter dem Ventil 21 in einer solchen Durchflußmenge, daß die Verbraucherleitung bei einem geeigneten niedrigen Druck, z.B. 0,21 atü, gehalten wird. Der restliche und größere Teil (H1M Teil in der Zusammenstellung) des vom Stickstoff befreiten Gases strömt durch die Ventile 16B und 19B zum Austrittsende des Betts B5 dessen Druck dadurch teilweise erhöht wird. Aus dem Bett B ist vorher der adsorbierte Stickstoff abgetrieben worden,
209830/0929
9 ι S ·;■ ρ no
und es befindet sich zunächst bei dem niedrigsten Druck des Systems von etwa 0 atü. Diese Zufahr von Gas, aus dem eine Komponente abgetrennt worden ist, aus dem Bett A zum Bett B wird etwa 15 Sekunden aufrecht erhalten, bis der Druck in beiden Betten im wesentlichen gleich ist und beispielsweise 1,34 atü beträgt.
Zeit 55-80: Zusätzliches Gas, aus dem der Stickstoff abgetrennt worden ist, wird aus dem Austrittsende des Betts A abgegeben, wobei der Druck in diesem Bett weiter gesenkt wird, wobei ein Teil durch Schließen des Ventils 16B und des automatischen Ventils 17C in der Spülgasleitung in das Austrittsende des Betts C eingeführt wird, um den adsorbierten Stickstoff bei einem leicht über 0 atü liegenden Druck auszutreiben« Die Ventile 23 und 24 senken den Druck des Spülgases auf etwa 1 Atmosphäre und halten ferner die Durchflußmenge des Spülgases konstant. Hierdurch wird wiederum die Gesamtmenge des Spülgases konstant gehalten, da die Spülstufe vorzugsweise eine bestimmte Zeit dauert. Die Durchflußmenge wird mit dem Regelventil 23, das den Druck zwischen den beiden Ventilen 23 und 24 konstant hält, bei einem stetigen Wert gehalten. Das aus dem Eintrittsende des Betts C austretende Abgas strömt durch das automatische Ventil 180 in der Abgasleitung 14 und wird durch das automatische Abgas-Auslaßventil 25 ins Freie abgeführt. Das letztgenannte Ventil ist ein Durchflußbegrenzungsventil und kein Absperrventil. Wenn es '•geschlossen" ist, drosselt es den Durchfluß in der Abgasleitung 14, wodurch die Geschwindigkeit der Drucksenkung bis unter den Wert gesenkt wird, bei dem ein Abrieb der Teilchen des Adsorptionsmittels verursacht wird. Für den Austrag von Spül- oder Abtreibegas ist das Ventil 25 offen, um die Durchflußbegrenzung aufzuheben, da der Gasdurchgang bereits durch das Ventilsystem 23,24 begrenzt ist. Ein weiterer Teil des zusätzlichen, aus dem Bett A austretenden Gases, aus dem der Stickstoff abgetrennt worden ist, wird als Sauerstoffprodukt abgeführt. Während dieser Stufe sinkt
209830/0929
der Druck im Bett A und in der Leitung 12 weiter, "bis er etwa 0,46 atü erreicht. Dies geschieht nach weiteren 25 Sekunden (80 Sekunden des Zyklus oder 2/3 des Gesamtzyklus). Die niedrigste Druckgrenze für die Drucksenkung im Gleichstrom, z.B. 0,46 atü, muß aufrecht erhalten werden, weil der Druck einem unmittelbar bevorstehenden Durchbruch der Adsorptionsfront am Austrittsende des Betts entspricht. Hiermit ist die Produktionsphase für das Bett A beendet.
Zeit 80-95: Im Bett A beginnt nun die Phase des Abtreibens des adsorbierten Stickstoffs (Desorption) durch Schließen der Ventile 16A und 17C und Öffnen des Ventils 18A. Zusätzliches Gas bei 0,46 atü wird aus dem Eintrittsende des Betts A durch die Abgasleitung 14 und das Abgasventil 25 abgegeben, wodurch der Druck im Bett A im Gegenstrom gesenkt wird. Das Ventil 25 ist für diese Stufe "geschlossen," um die Durchflußnenge in der oben beschriebenen Weise zu begrenzen und einen zu starken Abfluß von Gas aus dem Bett zu vermeiden. Diese Stufe wird bis etwa Normaldruck fortgesetzt, der in etwa 15 Sekunden erreicht ist.
Zeit 95-120: Aus dem Bett A wird restlicher adsorbierter Stickstoff durch Öffnen der Ventile 17A und 25 abgetrieben. Zusätzliches Gas, aus dem der Stickstoff entfernt worden ist, strömt vom Austrittsende des Betts B durch Leitung 12, durch die Ventile 23 und 24 und die Spülleitung 13 und dann durch das Ventil 17A zum Austrittsende des Betts A. Das stickstoffhaltige Spülgas, das durch das Eintrittsende des Betts A austritt, strömt durch das Ventil 18A und wird durch das Abgasventil 25 abgeführt. Die Spülung wird 25 Sekunden fortgesetzt. Zu diesem Zeitpunkt ist der volle Zyklus von 120 Sekunden beendet. Das Bett A ist nun bereit für die Druckerhöhung in der oben beschriebenen Weise.
Die Betten B und C werden nacheinander durch die vorstehend "•aschriebeuen Stufen geführt, wobei das Bett B in die
209830/0929
gleichzeitig mit dem Gasgemisch and dem von einer Komponente befreiten Gas vorgenommene Druckerhöhung eintritt und im Bett A der Druckausgleich vorgenommen wird (Zeit 40. bis 55« Sekunde). Das Bett C tritt in die gleichzeitig mit dem Gasgemisch und dem von einer Komponente befreiten Gas vorgenommene Druckerhöhung ein, während der Druck im Bett A im Gegenstrom gesenkt wird (Zeit von der 80. bis 95.Sekunde). Die notwendigen Änderungen der Ventilstellungen für diese Stufen sind aus Fig.1 und 2 und der vorstehenden Beschreibung ersichtlich. Ein Steuersystem für den Zyklus ist notwendig, um diese Änderungen der Ventilstellungen auszulösen und zu koordinieren. Die Steuerschaltung des Zyklus kann beispielsweise ein Signal von einem Druckabtastglied in der Zuführungsleitung 11 für das Gasgemisch an der Druckseite des Kompressors 20 aufnehmen.
Natürlich sind Modifikationen des in Pig.2 dargestellten Zeitprogramms möglich. Beispielsweise muß die Dauer der Spül- oder Desorptionsstufe nicht genau mit der im Gleichstrom erfolgenden Drucksenkung in dem Bett, das das Spülgas oder Abtreibegas liefert, zusammenfallen. Die Spüloder Desorptionsstufe im Bett A kann kurz vor Beendigung der im Gleichstrom erfolgenden Drucksenkung im Bett B beendet werden, und das desorbierte Bett A kann während dieser kurzen Zeit isoliert werden, bevor mit der Druckerhöhung in diesem Bett begonnen wird. Demgemäß wird das gesamte, die Drucksenkung im Gleichstrom bewirkende Gas aus dem Bett B während der Isolierung des Betts A als Produkt abgegeben und kein Teil dieses Gases innerhalb der Anlage verwendet«
Fig.3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Verfahrensführung im Dreibettsystem, die in der in Fig.1 dargestellten Anlage möglich ist. Das in Fig.2 dargestellte Zeitprogramm ist so geändert worden, daß sich zwei Durchausgleichsstufen an Stelle von einer Druckausgleichsstufe während der Drucksenkung in jedem Bett ergeben. Dies ermöglicht eine höhere Produktgewinnung, während die gleiche
209830/0929
Produktreinheit beibehalten wird. Ein Stufe für Stufe vorgenommener Vergleich von Pig.3 mit Pig.1 (z.B. Bett A) zeigt, daß die gleichzeitig mit dem Grasgemisch und dem von einer Komponente "befreiten Gas vorgenommene Druckerhöhung die gleiche Dauer hat (Sekunde O bis 15). Ebenso ist die Gesamt dauer der weiteren Druckerhöhung mit dem Grasgemisch auf den ersten höchsten Überdruck die gleiche (Sekunde 15 bis 35 und 35 bis 4-0). Die erste Stufe des Druckausgleichs in Pig.3 ist dem einzigen Druckausgleich vonPig.2 ähnlich (Sekunde 40 bis 55) mit dem Unterschied, daß sie bis 1,62 atü und nicht bis 1,34 atü geführt wird. Die im Gleichstrom erfolgende Drucksenkung von Pig,3 ist jedoch 5 Sekunden kürzer als in Fig.2, so daß der Enddruck im Bett A etwa 0,77 atü an Stelle von 0,6 atü beträgt.
Während der zweiten Stufe des Druckausgleichs (Sekunde 75 bis 80) wird weiteres vom Stickstoff befreites Gas aus dem Austrittsende des Betts A abgeführt und in das Austrittsende des Betts C eingeführt. Das Ventil 18G wird geschlossen, so daß der Druck im Bett 0 teilweise erhöht wird. Diese Gasführung wird fortgesetzt, bis die Gasdrücke in den Betten A und 0 im wesentlichen ausgeglichen sind. Dies ist nach etwa 5 Sekunden bei 0,35 atü der Pail.
Die im Gegenstrom erfolgenden Drucksenkungsstufen von Pig.2 und 3 sind von gleicher Dauer (Sekunde 80 bis 95), jedoch ist die Spül- oder Desorptionsstufe in Pig.3 um 5 Sekunden kürzer (Sekunde 95 bis 115 an Stelle von 95 bis 120). In den letzten 5 Sekunden des Prozesses wird der Druck im desorbierten Bett teilweise erhöht, indem von Stickstoff befreites Gas aus dem Austrittsende des Betts B in das Austrittsende des ersten Betts eingeführt wird, bis der
ist Druck in den beiden Betten ausgeglichen/und etwa 0,35 atü beträgt, d.h. die zweite Stufe des Druckausgleichs im Bett B erfolgt ist.
Die Vorteile des Verfahrens gemäß der Erfindung werden durch eine Reihe von Versuchen veranschaulicht, die mit
209830/0929
-18- 2 i 5 3 η Ο 8
dem in iig.i dargestellten Dreibettsystem und den in Fig.2 • ' und 3 dargestellten Zeitprogrammen durchgeführt wurden.
Versuch A
Die drei Adsorptionamittelbetten hatten einen Innendurchmesser von 0,66 m und eine Länge von 2,45 m. Sie enthielten je 590 kg Calcium-Zeolith A als Granulat einer Korn-
größe von 1,6 mm. Luft wurde auf 3f87 kg/cm verdichtet und dem System in einer durchschnittlichen Menge von 172 Nm'/Stunde (gerechnet "bei 760 mm Hg und 20°C) ohne Vorfe behandlung, d.h. ohne Trocknung oder Entfernung von CO2, zugeführt. Wie in Fig.2 dargestellt, wurde der Druck in jedem Bett durch gleichzeitige Einführung von verdichteter Luft und Gas, aus dem der Stickstoff entfernt war (Sauer-
stoff), bis zu einem Ausgleichadruck von etwa 2,39 kg/cm (2,46 kg/cm2 für das abgebende Bett und 2,31 kg/cm2 für das aufnehmende Bett) erhöht. Die abschließende Druckerhöhung mit Druckluft wurde bis zum vollen Druck von 3,87 kg/cm fortgesetzt. In der nächsten Stufe wurde Druckausgleich in dem auf den Enddruck gebrachten Bett bei
gleichzeitiger Produktabgabe auf etwa 2,39 kg/cm vorgenommen. Anschließend wurde eine weitere im Gleichstrom
erfolgende Drucksenkung im Bett auf etwa 1,51 kg/cm durchgeführt, während gleichzeitig Spül- oder Abtreibegas für ein anderes Bett und Produkt für den Verbrauch abgegeben wurden. Der Druck im Bett wurde dann im Gegenstrom
auf etwa 1,12 kg/cm gesenkt, und das Bett wurde bei dem gleichen Druck im Gegenstrom gespült. Als Produkt wurde Sauerstoff in einer Menge von 21,05 Hm /unxer einem Druck von 1,4 kg/cm mit einer Reinheit von 90,9$ abgegeben. Als Produkt wurden 53# des im Ausgangsgas eingeführten Sauerstoffs gewonnen. Diese Produktgewinnung ist wesentlich höher als die mit dem bekannten Vierbettsystem erreichbare Produktgewinnung, und die Anlagekosten für Adsortionsmittelbetten und zugehörige Rohrleitungen sind um etwa 25^ niedriger.
209830/0929
Versuch B
Die gleiche Anlage wie beim Versuch A wurde verwendet, jedoch wurde der Druckausgleich zweistufig auf die in Pig.3 dargestellte Weise vorgenommen. Verdichtete Luft von 3,87 kg/cm wurde der Anlage in einer durchschnittlichen Menge von 182,5 Nm ' ohne Vorbehandlung zugeführt. In jedem Bett wurde der Druck zuerst durch Ausgleich mit einem
zweiten Bett auf einen unteren Druck von etwa 1,41 kg/cm , anschließend durch Ausgleich mit einem dritten Bett bei gleichzeitiger Einführung von Einsatzgas bis zu einem
höheren Wert von etwa 2,67 kg/cm und abschließend nur mit
verdichteter Luft auf 3,87 kg/cm erhöht. Dann wurde ein erster Druckausgleich im Bett mit einem zweiten Bett auf etwa 2,67 kg/cm vorgenommen, während gleichzeitig Sauerstoff als Produkt abgegeben wurde. Anschließend wurde Drucksenkung im Gleichstrom vorgenommen, um Spül- oder Desorptionsgas für ein drittes Bett verfügbar zu machen, während weiterhin Sauerstoff als Produkt abgegeben wurde,
wobei der Enddruck 1,79 kg/cm betrug. Bei dem sich hierbei ergebenden zweiten Druckausgleich mit einem dritten Bett bei gleichzeitiger Abgabe von Sauerstoff als Produkt betrug der Enddruck 1,4 kg/cm . Der Druck im Bett wurde dann im Gegenstrom auf einen Desorptionsdruck von etwa 1,09 kg/cm gesenkt, worauf mit Gas, aus dem der Stickstoff entfernt worden war (Sauerstoff) aus dem zweiten Bett gespült oder desorbiert wurde. Als Produkt wurde Sauerstoff in einer Menge von 21,1 Nm5/Stunde bei 1,41 kg/ cm mit einer Reinheit von 90$ abgegeben. Als Produkt wurde Sauerstoff in einer Menge von 55$5% des eingeführten Sauerstoffs gewonnen. Diese Produktgewinnung ist mit der Produktgewinnung vergleichbar, die mit dem in der U.S.A.Patentschrift 3 564 816 beschriebenen, mit zwei Druckausgleichsstufen arbeitenden Vierbettsystem erreichbar ist.
Das Verfahren gemäß der Erfindung läßt sich auch vorteilhaft mit nur zwei Adsorptionsmittelbetten durchführen, wobei«eine wesentlich höhere Produktreinheit und eine
209830/0929
höhere Produktgewinnung als bei bekannten Zweibettsystemen erzielt werden, obwohl die auf die Produktgewinnung bezogene Leistung geringer ist als bei den vorstehend beschriebenen Dreibettsystemen gemäß der Erfindung. Wenn jedoch Raum und Gewicht die hauptsächlichen Gesichtspunkte sind wie beispielsweise bei der Gewinnung von Sauerstoff aus der Luft, kann ein Zweibettsystem bevorzugt sein.
Pig.4 zeigt zwei Adsorptionsmittelbetten A und Br die mit Leitungen und Ventilen, die mit den gleichen Bezugsziffern wie die entsprechenden Anlageteile in der Dreibettausführung von Pig.1 bezeichnet sind, in Parallelschaltung verbunden sind. Fig.5 zeigt ein Zeitprogramm, das für die in Pig.4 dargestellte Anlage geeignet ist, wobei die gleichen sechs verschiedenen Stufen wie im Dreibettsystem angewendet werden, aber mit gewissen Änderungen, auf die nachstehend ausführlich eingegangen wird. Jede Stufe im Zyklus des Betts B wird nachstehend im Zusammenhang mit den in Fig.4 dargestellten Anlageteilen beschrieben, die an den Änderungen des Zyklus beteiligt sind. Die Drücke, die für diese Verfahrensführung zur Zerlegung von Luft unter Verwendung von Calcium-Zeolith A als Adsorptionsmittel repräsentativ sind, sind ebenfalls angegeben.
Zeit 0-15: Im Bett B wird Druckerhöhung und im Bett A Druckausgleich vorgenommen, wobei die Ventile 15B, 16A und 16B offen und die Ventile 17B und 18B geschlossen sind. Die Gasführung in dieser Weise wird fortgesetzt, bis die Drücke zwischen den Betten A und B bei etwa 1,34 atü im wesentlichen ausgeglichen sind. Während dieser Zeit wird ein weiterer !Teil des aus dem Bett A abgegebenen Gases als Produkt in Leitung 12 ausgetragen. Diese Stufe ist identisch mit der in Fig.2 dargestellten entsprechenden Stufe.
Zeit 15-30: Das Ventil 16B wird nun geschlossen, und nur die zu zerlegende Luft wird weiterhin dem Bett B zur weiteren Druckerhöhung während einer zusätzlichen Zeit von
209830/0929
15 Sekunden bis zu einem Druck von etwa 2,11 atü zugeführt. Während dieser gleichen Zeit erfolgt Drucksenkung im Gleichstrom im Bett A durch Abgabe von Gas aus seinem Austrittsende durch die Ventile 16A und 19A zur Produktleitung 12. Diese Maßnahme wird fortgesetzt, bis die Stickstoff adsorptionsfront das Austrittsende erreicht hat und der Durchbruch unmittelbar bevorsteht. Hierbei beträgt der Enddruck im Bett A etwa 0,46 atü.
Zeit 30-35i Da das Bett A im Gleichstrom auf seinen kleinsten Produktionsdruck entspannt worden ist, kann es kein Produkt mehr an den Verbraucher abgeben, und das Ventil 16A schließt. Damit der Produktfluß ununterbrochen ist, muß Produkt vom Bett A während des Restes seiner Druckerhöhungsstufe bis zum höchsten Druck des Einsatzgasgemisches in Leitung 11, z.B. 2,81 atü, abgezogen werden. Demgemäß öffnet das Ventil 16B wieder, und Produktgas fließt durch dieses Ventil zur Produkt leitung 12. Gleich-r zeitig öffnet das Ventil 18A und schließt das Abgasventil 25 zur Gegenstrom-Drucksenkung im Bett A auf 0 atü.
Die vorstehend beschriebene Verfahrensführung mit gleichzeitiger Druckerhöhung mit Ausgangsgas durch das Eintrittsende und Produktgasabgabe wird in der deutschen Patentschrift. ·(Patentanmeldung P vom gleichen Tage entsprechend der U.S.A.-Patentanmeldung 158 779 ) beschrieben. Dieser Vorgang kann jedoch als eine Stufe beim Verfahren gemäft der Erfindung durchgeführt werden und wird hier beschrieben, um diese Beziehung zu veranschaulichen.
Zeit 36-6Oi Die Druckerhöhung im Bett B mit verdichteter Luft wird fortgesetzt, bis der Enddruck von 2,82 atü erreicht ist. Während dieser Zeit von 25 Sekunden wird jedoch nur ein Teil des aus dem Austrittsende des Betts B austretenden Gases dem Produktverbraucher zugeführt. Ein weiterer Teil wird dem im Gegenstrom entspannten Bett A zur Gegenstromspülung oder -desorption durch öffnen der Ventile 17A und 25 zugeführt. Gas von Produktqualität
209830/0929
strömt dann durch die Ventile 23,24 und 17A zum Austrittsende des Betts A zur Spülung oder Desorption. Während dieser Spülung des Betts A ist die dem Bett B zugeführte Menge an Ausgangsgas wesentlich größer als die Produktgasmenge, die von seinem Austrittsende abgezogen wird. Der Druck im Bett B steigt allmählich, bis der Enddruck von 2,81 atü erreicht ist.
Zeit 60-75: Die Druckausgleichsstufe für das Bett B und die Druckerhöhung im Bett A werden begonnen, während das Bett B weiterhin Produkt abgibt. Dies wird durch Öffnen des Ventils 16A und Schließen des Ventils 15B erreichte Diese Stufe entspricht der Stufe von der 40. bis 55«Sekunde im Bett A in Fig.2. Die Betten A und B werden auf einen Druck von etwa 1,34 atü ausgeglichen.
Zeit 75-90: Das Bett B wird anschließend im Gleichstrom auf etwa 0,46 atü entspannt, wobei das gesamte abgebe:-er.e Gas als Produkt abgeführt und die Druckerhöhung im Bett A, jedoch nur durch Einführung von Ausgangsgas in das Eintrittsende fortgesetzt wird. Hierzu muß das Ventil 16A geschlossen werden.
Zeit 90-95: Das Bett B wird durch Schließen der Ventile 16B und 25 und durch öffnen des Ventils 18B im Gegenstrom auf etwa 1 Atm. entspannt. Das Ventil 16A wird geöffnet, so daß das Produkt, aus dem eine Komponente abgetrennt worden ist, aus dem Austrittsende des Betts A in die Leitung 12 strömt und als Produkt abgeführt wird.
Zeit 95-120: Das Bett B wird im Gegenstrom mit Gas, das von einer Komponente befreit ist und aus dem Bett A abgegeben wird, gespült oder desorbiert. Gleichzeitig wird das Bett A auf den Enddruck des Einsatzgases von 2,82 atü gebracht. Dies wird durch Öffnen der Ventile 17B und 25 erreicht. Bei Beendigung dieser Stufe werden die Ventile 17B und 18B geschlossen, so daß das Bett A wieder für die Druckerhöhung gemäß dem vorstehend beschriebenen Zeitpro-
209830/0929
gramm bereit ist.
Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß ein wichtiger Vorteil der Erfindung darin besteht, daß wenigstens ein Adsorptionsmittelbett zusammen mit seinen zugehörigen Ventilen und Rohrleitungen überflüssig wird, während dennoch hohe Produktreinheit und hohe Produktgewinnung aufrecht erhalten werden und Produkt in stetiger Menge pro Zeiteinheit abgegeben wird. Sie Erfindung ist jedoch auch auf vier Adsorptionsmittelbetten anwendbar. In diesem Fall werden über die verringerten Anlagekosten hinaus weitere Vorteile erzielt. Auch dieses Verfahren verzichtet auf die übliche Adsorptionsstufe, in der das gesamte Einsatzgas beim maximalen Druck eingeführt wird, indem dieses Gas während der Druckerhöhung jedes Adsorptionsmittelbettes eingeführt wird. Der Kompressor für das zu zerlegende Gas liefert das Gas über einen Bereich von Drücken, die vom Desorptionsdruck auf den maximalen Spitzendruok steigen, so daß der mittlere Abgabedruck des Kompressors wesentlich unter dem maximalen Druck liegt und Energieeinsparungen erzielbar sind. Ein weiterer Vorteil des Vierbettsystems ist die Abgabe von Produkt an den Verbraucher unter einem höheren Druck als bei den Zweibett- oder Dreibettsystemen· Während beispielsweise bei der vorstehend beschriebenen Luftzerlegung in drei Betten vorzugsweise der Sauerstoff als Produkt bei etwa 0,35 atü abgegeben wird, beträgt der optimale Druck für das Vierbettsystem etwa 1,05 atü.
Ein Vergleich von Fig.6 und 7 mit den entsprechenden Darstellungen für das Zweibettsystem und Dreibettsystem zeigt, daß das Vierbettsystem ebenfalls die allgemeinen Stufen einschließt, die in der Zusammenfassung beschrieben sind. Das Gasgemisch wird dem Einsatzende zugeführt. Gleichzeitig wird Gas, aus dem eine Komponente abgetrennt worden ist, in das Produktende (Austrittsende) jedes Betts eingeführt, um eine Teildruckerhöhung im aufnehmenden Bett vorzunehmen, bis Druckausgleich des Betts mit dem abgebenden Bett eingetreten ist, worauf die weitere Druckerhöhung
209830/0929
im aufnehmenden Bett nur mit dem Einsatzgasgemisch fortgesetzt wird· Das vorstehend genannte Bett, das das von einer Komponente befreite Gas abgibt, liefert gleichzeitig Produktgas für den Verbrauch. Das Bett, das das Gas zur wei^ teren Druckerhöhung aufnimmt, wird anschließend am Austrittsende entspannt, wobei Gas, aus dem eine Komponente abgetrennt worden ist, erhalten und 1) als Spül- oder Desorptionsgas, 2) Gas für die Druckerhöhung und 3) als Produktgas verwendet wird»
Ein wesentlicher Unterschied zwischen dem. Vierbettsystem und den vorstehend beschriebenen Zweibett- und Dreibettsystemen besteht darin, daß die im Gleichstrom erfolgende Drucksenkung kurzzeitig unterbrochen und während dieser Zeit die Beendigung der Gegenstrom-Entspannung in einem anderen Bett abgewartet wird. Wenn diese Drucksenkung beendet ist, wird das restliche Gas, das bei der Drucksenkung im Gleichstrom anfällt, zur Spülung oder Desorption des Betts verwendet, dessen Druck im Gegenstrom entspannt worden ist.
Jede Stufe des in Fig.7 dargestellten Zyklus des Betts A wird nachstehend in Verbindung mit den in Fig.6 dargestellten Anlageteilen beschrieben, die an den Änderungen im Zyklus beteiligt sind. Gleichzeitig werden repräsentative Drücke für die Luftzerlegung unter Verwendung von Calcium-Zeolith A als Adsorptionsmittel angegeben.
Zeit 0-15: Im Bett A wird eine Teildruckerhöhung durch Druckausgleich mit dem Bett B bei etwa 1,34 atü und durch gleichzeitigen Einlaß von Ausgangsgasgemisch vorgenommen. Die Ventile 17A und 18A sind geschlossen und die Ventile 15A und 16A geöffnet.
Zeit 15-60: Im Bett A wird der Druck weiter auf den höchsten Druck des Einsatzgasgemisches erhöht, indem das Ventil 16A geschlossen und nur Ausgangsgasgemisch in das Eintrittsende eingeführt wird, bis der Druck im Bett nach einer Gesamtzeit des Zyklus von 60 Sekunden 2,81 atü -
209830/0929
-25- 2I53808
erreicht·
Zeit 60-75: !Druckausgleich von Bett A mit Bett 0 wird vorgenommen· Gleichzeitig gibt das Bett A Produktgas at>, bis beide Betten etwa 1,34 atü erreichen. Dies geschieht durch Schließen des Ventils 15A und öffnen der Ventile 16A und 16C.
Zeit 75-120: In der ersten Gleichstrom-Entspannungsstufe wird das gesamte Gas aus dem Bett A als Produkt durch Schließen des Ventils 16C ausgetragen, so daß der Druck im Bett nach Erreichen der 120.Sekunde des Zyklus auf etwa 1,2 atü fällt.
Zeit 120-135: Das Bett wird durch Schließen des Ventils 16A 15 Sekunden isoliert.
Zeit 135-180: In der zweiten Gleichstrom-Entspannungsstufe des Betts A sind die Ventile 17A und 17B geöffnet, und Gas, aus dem eine Komponente abgetrennt worden ist, wird dem Austrittsende des Betts B zur Spülung oder Desorption im Gegenstrom zugeführt. Wenn ein vorher eingestellter Druck von etwa 0,46 atü im Bett A durch den Druckschalter 3OA abgetastet wird, wird das Ventil 17A geschlossen, so daß die Spül- oder Desorptionsstufe nach einer Dauer des Zyklus von etwa 180 Sekunden beendet wird.
Zeit 180-195: Der Druck im Bett A wird durch öffnen des Ventils 18A und Schließen des Ventils 25 im Gegenstrom auf etwa 0 atü entspannt.
Zeit 195-240: Während seiner zweiten (niedrigeren) Gleichstrom-Druckentspannung wird Gas, aus dem eine Komponente abgetrennt worden ist, aus dem Bett C zur Spülung oder Desorption des Betts A im Gegenstrom abgegeben. Die Ventile 17A, 17C und 25 sind offen, und das aus dem Eintrittsende des Betts A austretende Spülgas, das das Adaorbat enthält, strömt durch c*as Ventil 18A und das Abgasventil 25 zur Ableitung in die Atmosphäre. Die Desorption wird
208830/0329
fortgesetzt, bis vom Druckschalter 3OC ein Druckabfall im Bett C auf 0,46 atü abgetastet wird. Abschließend schliessen die Ventile 17A und 18A und Öffnen die Ventile 15A und 16A zur Einleitung der erneuten Druckerhöhung im Bett A,
Vorstehend wurden bestimmte Ausführungsformen ausführlich beschrieben, jedoch fallen auch andere Ausführungsformen mit Modifikationen der beschriebenen Merkmale in den Rahmen der Erfindung. Beispielsweise wurde Calcimn-Zeolith A speziell als Adsorptionsmittel genannt, jedoch hängt die Wahl eines geeigneten Adsorptionsmittels von bekannten Paktoren ab, s.B. von der Zusammensetzung des au zerlegenden Ausgangsgases, und stellt keinen Teil der Erfindung dar. Auch andere bekannte selektive Adsorpticnamittel, z.B. Aktivkohle und Kieselgel, können verwendet werden. Ferner wurde zwar das Gas, aus den die bovorsu^t adsorbierbare Komponente abgetrennt worden let, als Produktgas bezeichnet, jedoch kann es bei gewisHen Systemen erwünscht sein, das Adsorbat als Produkt zu gewinnen·
Die Erfindung wurde speziell im Zusammenhang mit der Luftzerlegung beschrieben, jedoch 1st sie auch auf die Trennung anderer Gasgemische anwendbar, z.B. für die Trennung von Gasgemischen, die Wasserstoff als nicht bevorzugt adsorbierte Produktkomponente und verschiedene Verunreinigungen als selektiv adsorbierbare Komponenten enthalten. Hierzu gehören leichte Kohlenwasserstoffe, CO, CO2, KH,, HpS, Argon und Wasser. Wasserstoffreiche Gasgemische, die wenigstens eiae dieser adsorbierbaren Komponenten enthalten, sind beispielsweise das Re3tgas der katalytisenen Reformierung, das Spülgas der Methanolsynthese, disscziiertes Ammoniak und das gasförmige Kopfprodukt der Ξηΐ-methanisierung, bei der Reformierung mit Waaserdampf erhaltene Kohlenwasserstoffe, Spülgas der Ammoniaksynthese, elektrolytisch hergestellter Wasserstoff und Wasserstoff von Quecksilberslementen. Die Erfindung eignet sich ferner zur Abtrennung der vorstehend genannten adsobierbarsn
209830/Ü928
BAD ORIQfNAL
Verunreinigungen aus Gasgemischen, die Stickstoff oder Helium als wesentlichen Bestandteil enthalten.
209830/0929

Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1) Adiabatisches Verfahren zur Trennung von Gasgemischen bei Überdruck, wobei man wenigstens eine Komponente in einer ersten Adsorptionszone bei einem höheren Druck selektiv adsorbiert, Produktgas» aus dem eine Komponente abgetrennt worden ist, aus dieser Adsorptionszone bei verschiedenen niedrigeren Drücken abführt» die selektiv adsorbierte Komponente durch Draeksenkung auf einen niedrigsten Druck und Abtreiben mit Gas, aus dem eine Komponente abgetrennt worden ist, aus einer anderen Adsorptionszone desorbiert und anschließend den Druck in der ersten Zone alt diesem Gas, aus dem eine Komponente abgetrennt worden ist, teilweise wieder erhöht und einen Druckausgleich zwischen der ersten Adsorptionszone und einer zweiten Adsorptionszone vornimmt und den Druck in der ersten Adsorptionszone mit dem unter Überdruck stehenden Gasgemisch weiter erhöht, dadurch gekennzeichnet, daß man a) gleichzeitig das unter Überdruck stehende Gasgemisch und das Gas, aus dem eine Komponente abgetrennt worden ist, zunächst bei einem ersten höchsten Überdruck in das Eintrittsende bzw. in das Austrittsende des ersten Adsorptionsbettes, aus dem vorher die eine adsorbierte Komponente abgetrieben worden ist, und die zunächst unter einem niedrigeren Druck steht, einführt und hierdurch eine Druckerhöhung in diesem Bett von beiden Enden her vornimmt, b) gleichzeitig mit der Stufe (a) Gas aus dem Austrittsende eines zweiten Adsorptionsmittelbetts abgibt, das zunächst unter dem ersten höchsten Druck steht und vorher vom Eintrittsende her mit Gasgemisch in einer solchen Menge beaufschlagt worden ist, daß sich eine Adsorptionsfront der einen Komponente am Eintrittsende gebildet und allmählich bis zu einer Lage zwischen dem Eintritteende und dem Austrittsende bewegt hat, wobei ein Teil des in dieser Weise abgebenen Gases dem Austrittsende des ersten Betts als Gas, aus
    20983Q/0929
    dem eine Komponente abgetrennt worden ist, zugeführt und ein weiterer Teil des so abgegebenen Gases gleichzeitig als Produkt ausgetragen wird, c) die Gasführungen in den Stufen (a) und (b) fortsetzt, bis die Gasdrücke im ersten Adsorptionsmittelbett und im zweiten Adsorptionsmittelbett im wesentlichen gleich sind, worauf man die Zufuhr von Gas, aus dem eine Komponente abgetrennt worden ist, aus dem zweiten Bett zum ersten Bett abbricht, d) die Einführung des Gasgemisches in das Eintrittsende des ersten Betts nach dem Abbruch der Zufuhr des von einer Komponente befreiten Gases der Stufe (b) fortsetzt und hierdurch den Druck im ersten Bett auf einen höheren Druck oberhalb des Ausgleichsdrucks der Stufe (c) weiter erhöht und (e) Gas, aus dem eine Komponente abgetrennt worden ist, aus dem Austrittsende des ersten Betts, dessen Druck welter erhöht worden ist, abgibt und einen Teil dieses Gases zum Abtreiben der adsorbierten Komponente aus dem zweiten Adsorptionsmittelbett bei dem niedrigsten Druck, einen weiteren Teil des abgegebenen Gases für die Druckerhöhung in einem anderen Adsorptionsmittelbett, aus dem vorher die adsorbierte Komponente abgetrieben worden ist, durch Einführung in das Austrittsende dieses Betts verwendet und einen weiteren Teil des abgegebenen Gases als Produktgas austrägt.
    Verfahret! nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Gasgemisch luft zerlegt, als selektives Adsorptionsmittel Calcium-Zeolith A verwendet und zur Druckerhöhung im ersten Adsorptionsmittelbett in den Stufen (a), (b) und (c) ein Gas verwendet, das zum größeren Teil aus Produktgas, aus dem eine Komponente abgetrennt worden ist, besteht.
    209830/0929
    -30- 2 f 53S08
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur weiteren !Drucksenkung im Gleichstrom im zweiten Bett während wenigstens eines Teils der Stufe (d) Gas aus dem Austrittsende des zweiten Betts abgegeben, diese Abgabe von Gas beendet wird, bevor die Adsorptionsfront der einen Komponente das Austrittsende des zweiten Betts erreicht, und wenigstens ein Teil dieses abgegebenen Gases als Produkt abgeführt wird.
    4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das abgegebene Gas in das Austrittsende eines anderen Betts, das die adsorbierte Komponente enthält, eingeführt wird, um diese Komponente auszutreiben.
    5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach Beendigung der weiteren im Gleichstrom erfolgenden Drucksenkung Gas aus dem Eintrittsende des zweiten Betts abgegeben wird, um eine weitere Drucksenkung im Gegenstrom in diesem Bett vorzunehmen und die adsorbierte Komponente teilweise zu desorbieren, und ein Seil des aus dem ersten Bett kommenden Gases, aus dem eine Komponente abgetrennt worden ist, anschließend in das Austrittsende des weiter druckentspannten Bette zur Spülung oder Desorption der Stufe (e) eingeführt wird.
    209830/0929
DE2153808A 1971-01-04 1971-10-28 Adiabatisches Verfahren zum Abtrennen von einer oder mehreren Komponenten aus Gasgemischen Expired DE2153808C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10376871A 1971-01-04 1971-01-04

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2153808A1 true DE2153808A1 (de) 1972-07-20
DE2153808B2 DE2153808B2 (de) 1977-08-18
DE2153808C3 DE2153808C3 (de) 1984-06-20

Family

ID=22296947

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2153808A Expired DE2153808C3 (de) 1971-01-04 1971-10-28 Adiabatisches Verfahren zum Abtrennen von einer oder mehreren Komponenten aus Gasgemischen

Country Status (16)

Country Link
US (1) US3636679A (de)
JP (1) JPS5140549B1 (de)
AT (1) AT339265B (de)
AU (1) AU461288B2 (de)
BE (1) BE774771A (de)
CA (1) CA977292A (de)
CH (1) CH550600A (de)
DE (1) DE2153808C3 (de)
ES (1) ES396496A1 (de)
FR (1) FR2120679A5 (de)
GB (1) GB1380580A (de)
IL (1) IL38038A (de)
IT (1) IT954175B (de)
NL (1) NL157217B (de)
SE (2) SE401326B (de)
ZA (1) ZA717267B (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2702784A1 (de) * 1977-01-24 1978-07-27 Linde Ag Verfahren zum zerlegen eines gasgemisches
EP0023679A1 (de) * 1979-07-28 1981-02-11 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur adsorptiven Reinigung oder Zerlegung von Gasgemischen

Families Citing this family (142)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2135388B1 (de) * 1971-05-03 1973-05-11 Air Liquide
US3738087A (en) * 1971-07-01 1973-06-12 Union Carbide Corp Selective adsorption gas separation process
US4045191A (en) * 1972-05-11 1977-08-30 Union Carbide Corporation Radioactive krypton gas separation
US3944646A (en) * 1972-05-11 1976-03-16 Union Carbide Corporation Radioactive krypton gas separation
US4042349A (en) * 1972-10-18 1977-08-16 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Method of fractionation of a gaseous mixture by adsorption
US4026680A (en) * 1974-10-30 1977-05-31 Union Carbide Corporation Air separation by adsorption
GB1529701A (en) * 1975-01-02 1978-10-25 Boc International Ltd Oxygen enriched air
US4000990A (en) * 1975-04-16 1977-01-04 Nrg Nufuel Company Adsorption process
JPS5289570A (en) * 1976-01-22 1977-07-27 Asahi Chem Ind Co Ltd Gaseous phase separation
FR2363362A1 (fr) * 1976-09-07 1978-03-31 Air Liquide Procede de traitement, par adsorption, d'un melange gazeux
US4077780A (en) * 1976-10-20 1978-03-07 Union Carbide Corporation Recovery of hydrogen and nitrogen from ammonia plant purge gas
US4194890A (en) * 1976-11-26 1980-03-25 Greene & Kellogg, Inc. Pressure swing adsorption process and system for gas separation
GB1594454A (en) * 1976-12-23 1981-07-30 Boc Ltd Gas separation
JPS53106250U (de) * 1977-02-01 1978-08-26
JPS5399091A (en) * 1977-02-10 1978-08-30 Osaka Sanso Kougiyou Kk Method of concentrating oxygen gas
US4140495A (en) * 1977-05-27 1979-02-20 Union Carbide Corporation Turndown control for pressure swing adsorption
DE2724763C2 (de) * 1977-06-01 1984-02-16 Linde Ag, 6200 Wiesbaden Verfahren zum Reinigen und Zerlegen eines Gasgemisches
JPS549742U (de) * 1977-06-22 1979-01-22
JPS5434550U (de) * 1977-08-09 1979-03-07
US4263018A (en) * 1978-02-01 1981-04-21 Greene & Kellogg Pressure swing adsorption process and system for gas separation
JPS5593395U (de) * 1978-12-22 1980-06-27
US4194891A (en) * 1978-12-27 1980-03-25 Union Carbide Corporation Multiple bed rapid pressure swing adsorption for oxygen
DE2916585A1 (de) * 1979-04-24 1980-11-06 Linde Ag Druckwechsel-adsorptionsverfahren
JPS5681119A (en) * 1979-12-07 1981-07-02 Toray Ind Inc Separation of mixed gas
NL8100003A (nl) * 1980-01-08 1981-08-03 Montedison Spa Werkwijze voor het bereiden van ammoniak.
US4359328A (en) * 1980-04-02 1982-11-16 Union Carbide Corporation Inverted pressure swing adsorption process
US4329158A (en) * 1980-06-13 1982-05-11 Air Products And Chemicals, Inc. Air fractionation by pressure swing adsorption
DE3040495C2 (de) * 1980-10-28 1986-10-23 Linde Ag, 6200 Wiesbaden Ventilsteuerung
GB2090161B (en) * 1980-12-26 1985-05-01 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Process and apparatus for separating a mixed gas such as air
US4376640A (en) * 1981-12-10 1983-03-15 Calgon Corporation Repressurization of pressure swing adsorption system
US4376639A (en) * 1981-12-10 1983-03-15 Calgon Corporation Novel repressurization of pressure swing adsorption system
DE3150137A1 (de) * 1981-12-18 1983-06-30 Linde Ag, 6200 Wiesbaden Adsorptionsverfahren zur trennung von kohlenwasserstoffen
DE3205451A1 (de) * 1982-02-16 1983-08-25 Linde Ag, 6200 Wiesbaden Verfahren zum betreiben einer zyklisch arbeitenden druckwechsel-adsorpitionsanlage
DE3222560A1 (de) * 1982-06-16 1983-12-22 Bergwerksverband Gmbh, 4300 Essen Verfahren zur abtrennung und gewinnung von relativ stark an adsorptionsmitteln adsorbierbaren gasen aus ansonsten im wesentlichen nur leichter adsorbierbare gase enthaltenden gasgemischen sowie anlage zum durchfuehren dieses verfahrens
JPS5922625A (ja) * 1982-07-27 1984-02-04 Osaka Oxgen Ind Ltd 一酸化炭素ガス及び窒素ガスを含む混合ガスより窒素ガスを吸着法により除去する方法
US4421531A (en) * 1982-09-13 1983-12-20 Air Products And Chemicals, Inc. Adiabatic pressure swing absorption process for removing low concentrations of oxygen from mixed gas streams
US4421530A (en) * 1982-09-13 1983-12-20 Air Products And Chemicals, Inc. Process for removing oxygen from mixed gas streams using a swing adiabatic absorption-isothermal desorption cycle
US4461630A (en) * 1982-09-30 1984-07-24 Union Carbide Corporation Product recovery in pressure swing adsorption process and system
FR2535981A1 (fr) * 1982-11-12 1984-05-18 Air Liquide Procede et installation de separation par adsorption d'un gaz composite
US4436533A (en) 1982-12-02 1984-03-13 Shell Oil Company Adsorption process
US4529416A (en) * 1983-02-11 1985-07-16 Air Products And Chemicals, Inc. Gas separation kinetics in commercial pellets
US4561865A (en) * 1983-11-01 1985-12-31 Greene & Kellogg, Inc. Single bed pressure swing adsorption gas separation system
US4512780A (en) * 1983-11-08 1985-04-23 Union Carbide Corporation Pressure swing adsorption with intermediate product recovery
US4726816A (en) * 1983-11-08 1988-02-23 Union Carbide Corporation Reformer-pressure swing adsorption process for the production of carbon monoxide
AU571615B2 (en) * 1983-12-15 1988-04-21 Bergwerksverband Gmbh Pressure swing adsorbtion of highly adsorbable components
DE3346032A1 (de) * 1983-12-20 1985-06-20 Linde Ag, 6200 Wiesbaden Druckwechseladsorptionsverfahren
US4599094A (en) * 1985-03-07 1986-07-08 Union Carbide Corporation Enhanced pressure swing adsorption processing
US4685939A (en) * 1985-03-19 1987-08-11 Air Products And Chemicals, Inc. Production of oxygen enriched air
FR2579484B1 (fr) * 1985-03-29 1987-06-05 Air Liquide Procede de traitement de gaz par adsorption
JPS61266302A (ja) * 1985-05-17 1986-11-26 Seitetsu Kagaku Co Ltd 濃縮酸素回収方法
FR2584307B1 (fr) * 1985-07-08 1989-10-20 Air Liquide Procede de traitement d'un melange gazeux par adsorption
JPS6261616A (ja) * 1985-09-11 1987-03-18 Nippon Steel Corp 混合ガスから高純度ガスを分離する方法
US4690696A (en) * 1985-10-18 1987-09-01 Air Products And Chemicals, Inc. Oxidation of carbonaceous material
FI76003C (fi) * 1986-02-12 1988-09-09 A Happi Oy Foerstaerkningsfoerfarande och -anordning foer gas.
US5051115A (en) * 1986-05-21 1991-09-24 Linde Aktiengesellschaft Pressure swing adsorption process
US4698075A (en) * 1986-06-05 1987-10-06 International Oxygen Company, Inc. Control system for fluid absorption systems and the like
JPS63166702A (ja) * 1986-12-26 1988-07-09 Osaka Oxygen Ind Ltd 酸素ガス濃縮法
US4756723A (en) * 1987-03-04 1988-07-12 Air Products And Chemicals, Inc. Preparation of high purity oxygen
DE3716899C1 (de) * 1987-05-20 1988-08-04 Bergwerksverband Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Heliumgewinnung
DE3716898A1 (de) * 1987-05-20 1988-12-15 Bergwerksverband Gmbh Verfahren und vorrichtung zur heliumanreicherung
US4806132A (en) * 1987-06-23 1989-02-21 Union Carbide Corporation Turndown control method for membrane separation systems
JPH0779940B2 (ja) * 1987-09-16 1995-08-30 日本酸素株式会社 吸着分離法
US4810265A (en) * 1987-12-29 1989-03-07 Union Carbide Corporation Pressure swing adsorption process for gas separation
FR2633847B1 (fr) * 1988-07-08 1991-04-19 Air Liquide Procede de traitement d'un melange gazeux par adsorption
DE3829584A1 (de) * 1988-09-01 1990-03-08 Bayer Ag Trennung von gasgemischen durch vakuum swing adsorption in einem zwei-adsorber-system
DE3830506A1 (de) * 1988-09-08 1990-03-15 Bergwerksverband Gmbh Verfahren zur gewinnung von stickstoff aus sauerstoff und stickstoff enthaltenden gasgemischen mittels druckwechseladsorption an kohlenstoff-molekularsieben
DE3842930A1 (de) * 1988-12-21 1990-06-28 Bayer Ag Verfahren zur adsorptiven sauerstoffanreicherung von luft mit mischungen aus ca-zeolith a molekularsieben mittels vakuum-swing-adsorption
US4892566A (en) * 1989-03-22 1990-01-09 Airsep Corporation Pressure swing adsorption process and system
US5174979A (en) * 1989-10-06 1992-12-29 Uop Mixed ion-exchanged zeolites and processes for the use thereof in gas separations
DD288533A5 (de) * 1989-10-25 1991-04-04 Veb Komplette Chemieanlagen Dresden,De Verfahren zum trennen von gasgemischen durch druckwechseladsorption
US5032150A (en) * 1989-11-03 1991-07-16 The Ohio State University Pressure swing adsorption
US5171333A (en) * 1990-01-09 1992-12-15 Uop Methane purification by pressure swing adsorption
ES2089202T3 (es) * 1990-03-02 1996-10-01 Air Liquide Procedimiento de produccion de oxigeno mediante separacion de aire por adsorcion.
EP0449448B1 (de) * 1990-03-29 1997-01-22 The Boc Group, Inc. Verfahren zur Herstellung eines mit Sauerstoff angereicherten Produktstroms
US5074893A (en) * 1990-09-04 1991-12-24 On Site Gas Systems, Inc. Fluid adsorption system
US5298054A (en) * 1990-10-01 1994-03-29 Fmc Corporation Pressure and temperature swing adsorption system
DE4106547A1 (de) * 1991-03-01 1992-09-03 Bayer Ag Verfahren zur sauerstoffanreicherung
US5183483A (en) * 1991-08-21 1993-02-02 Healthdyne, Inc. Pneumatic circuit control for pressure swing adsorption systems
US5226933A (en) * 1992-03-31 1993-07-13 Ohio State University Pressure swing adsorption system to purify oxygen
AU5135593A (en) * 1992-09-22 1994-04-12 Arbor Research Corporation System for separation of oxygen from argon/oxygen mixture
US5266102A (en) * 1992-09-23 1993-11-30 Air Products And Chemicals, Inc. O2 VSA process with low O2 capacity adsorbents
US5330561A (en) * 1992-11-16 1994-07-19 Air Products And Chemicals, Inc. Extended vacuum swing adsorption process
US5294247A (en) * 1993-02-26 1994-03-15 Air Products And Chemicals, Inc. Adsorption process to recover hydrogen from low pressure feeds
JP3450885B2 (ja) * 1993-07-27 2003-09-29 住友精化株式会社 窒素富化ガス分離方法および装置
US5529610A (en) * 1993-09-07 1996-06-25 Air Products And Chemicals, Inc. Multiple zeolite adsorbent layers in oxygen separation
US5388643A (en) * 1993-11-03 1995-02-14 Amoco Corporation Coalbed methane recovery using pressure swing adsorption separation
US5433770A (en) * 1993-12-27 1995-07-18 Uop PSA process employing a rapid depressurization step to create a disequilibrium effect
US5395427A (en) * 1994-01-12 1995-03-07 Air Products And Chemicals, Inc. Two stage pressure swing adsorption process which utilizes an oxygen selective adsorbent to produce high purity oxygen from a feed air stream
US5403385A (en) * 1994-02-08 1995-04-04 Alberta Research Council Serial flow pressure swing adsorption process for gas separation
FR2718056B1 (fr) * 1994-03-30 1996-05-03 Air Liquide Procédé de production d'un gaz par adsorption.
KR970008347B1 (ko) * 1994-04-12 1997-05-23 한국에너지기술연구소 암모니아 퍼지가스에서 아르곤 및 수소를 고농도로 분리하는 흡착분리방법과 그 장치
US5411578A (en) * 1994-05-10 1995-05-02 Air Products And Chemicals, Inc. Vacuum swing adsorption process with mixed repressurization and provide product depressurization
US5985003A (en) * 1994-06-02 1999-11-16 Nippon Sanso Corporation Oxygen production process by pressure swing adsorption separation
US5536299A (en) * 1994-09-01 1996-07-16 Praxair Technology, Inc. Simultaneous step pressure swing adsorption process
US5518526A (en) * 1994-10-07 1996-05-21 Praxair Technology, Inc. Pressure swing adsorption process
US5707425A (en) * 1994-10-21 1998-01-13 Nitrotec Corporation Helium recovery from higher helium content streams
US5542966A (en) * 1994-10-21 1996-08-06 Nitrotec Corporation Helium recovery
US5632803A (en) * 1994-10-21 1997-05-27 Nitrotec Corporation Enhanced helium recovery
US5792239A (en) * 1994-10-21 1998-08-11 Nitrotec Corporation Separation of gases by pressure swing adsorption
US5704964A (en) * 1994-12-27 1998-01-06 Nippon Sanso Corporation Pressure swing adsorption process
JP3309197B2 (ja) * 1995-03-02 2002-07-29 住友精化株式会社 濃縮酸素の回収方法
FR2734171B1 (fr) * 1995-05-18 1997-12-26 Air Liquide Procede de production d'oxygene sous pression par adsorption
US5656065A (en) * 1995-10-04 1997-08-12 Air Products And Chemicals, Inc. Multibed pressure swing adsorption apparatus and method for the operation thereof
US5658371A (en) * 1995-11-06 1997-08-19 Praxair Technology, Inc. Single bed pressure swing adsorption process for recovery of oxygen from air
US5711787A (en) * 1995-11-22 1998-01-27 Praxair Technology, Inc. Oxygen recovery pressure swing adsorption process
FR2743507B1 (fr) * 1996-01-16 1998-03-06 Air Liquide Procede pour la separation de melanges d'oxygene et d'azote utilisant un adsorbant a porosite amelioree
US5656068A (en) * 1996-02-29 1997-08-12 Praxair Technology, Inc. Large capacity vacuum pressure swing adsorption process and system
US5702504A (en) * 1996-03-07 1997-12-30 Praxair Technology, Inc. Vacuum pressure swing adsorption process
FR2746668B1 (fr) * 1996-03-27 1998-04-30 Air Liquide Procede de traitement d'un melange de gaz par adsorption a variation de pression
FR2751244B1 (fr) * 1996-07-18 1998-09-04 Air Liquide Procede et installation de traitement d'un melange gazeux par adsorption a variation de pression
US5827358A (en) * 1996-11-08 1998-10-27 Impact Mst, Incorporation Rapid cycle pressure swing adsorption oxygen concentration method and apparatus
FR2756752B1 (fr) * 1996-12-05 2001-09-14 Air Liquide Procede et installation de traitement d'un melange gazeux par adsorption a variation de pression
US6152991A (en) 1997-04-17 2000-11-28 Praxair Technology, Inc. Multilayer adsorbent beds for PSA gas separation
US5882380A (en) * 1997-05-14 1999-03-16 Air Products And Chemicals, Inc. Pressure swing adsorption process with a single adsorbent bed
US5906673A (en) * 1997-05-15 1999-05-25 Nitrotec Corporation Pressure swing system with auxiliary adsorbent bed
FR2769851B1 (fr) * 1997-10-21 1999-12-17 Air Liquide Installation de separation d'un melange de gaz
US6010555A (en) * 1997-11-04 2000-01-04 Praxair Technology, Inc. Vacuum pressure swing adsorption system and method
FR2776941B1 (fr) * 1998-04-07 2000-05-05 Air Liquide Procede et unite de production d'oxygene par adsorption avec cycle court
FR2776939B1 (fr) * 1998-04-07 2000-05-19 Air Liquide Procede de production d'oxygene par adsorption a variation de pression transatmospherique
US5997612A (en) * 1998-07-24 1999-12-07 The Boc Group, Inc. Pressure swing adsorption process and apparatus
FR2782020B1 (fr) * 1998-08-04 2000-09-15 Air Liquide Procede de separation par adsorption modulee en pression d'un melange de gaz et installation pour sa mise en oeuvre
US6146447A (en) * 1998-11-25 2000-11-14 Air Products And Chemicals, Inc. Oxygen generation process and system using single adsorber and single blower
US6210466B1 (en) * 1999-08-10 2001-04-03 Uop Llc Very large-scale pressure swing adsorption processes
US6558451B2 (en) * 2000-05-10 2003-05-06 Airsep Corporation Multiple bed pressure swing adsorption method and apparatus
ES2640910T3 (es) * 2000-10-27 2017-11-07 Air Products And Chemicals, Inc. Sistemas y procesos para proporcionar hidrógeno a células de combustible
US6824590B2 (en) * 2000-11-07 2004-11-30 Air Products And Chemicals, Inc. Use of lithium-containing fau in air separation processes including water and/or carbon dioxide removal
EP1485188A4 (de) * 2002-01-31 2005-04-06 Airsep Corp Tragbarer sauerstoffkonzentrator
US6709486B2 (en) * 2002-04-08 2004-03-23 Air Products And Chemicals, Inc. Pressure swing adsorption process with controlled internal depressurization flow
ATE357962T1 (de) * 2002-04-24 2007-04-15 Airsep Corp Sauerstoffkonzentrator mit reduziertem geräuschpegel
US6641645B1 (en) 2002-06-13 2003-11-04 Air Products And Chemicals, Inc. Vacuum swing adsorption process with controlled waste gas withdrawal
US7285350B2 (en) * 2002-09-27 2007-10-23 Questair Technologies Inc. Enhanced solid oxide fuel cell systems
US6699307B1 (en) * 2002-10-11 2004-03-02 H2Gen Innovations, Inc. High recovery PSA cycles and apparatus with reduced complexity
US7179324B2 (en) * 2004-05-19 2007-02-20 Praxair Technology, Inc. Continuous feed three-bed pressure swing adsorption system
US7189280B2 (en) * 2004-06-29 2007-03-13 Questair Technologies Inc. Adsorptive separation of gas streams
US7429289B2 (en) * 2004-09-07 2008-09-30 Ric Investments, Llc High output concentrator
EP1804874A2 (de) * 2004-10-12 2007-07-11 Airsep Corporation Sauerstoffkonzentrator mit variabler temperatur und druckmesskontrolle
EP1812141B1 (de) * 2004-10-12 2012-12-19 Airsep Corporation Tragbarer sauerstoffkonzentrator
US7641716B2 (en) * 2005-01-12 2010-01-05 H2Gen Innovations, Inc. Methods and apparatus for improved control of PSA flow variations
US9840413B2 (en) 2015-05-18 2017-12-12 Energyield Llc Integrated reformer and syngas separator
US9843062B2 (en) 2016-03-23 2017-12-12 Energyield Llc Vortex tube reformer for hydrogen production, separation, and integrated use
US10052580B2 (en) * 2016-12-28 2018-08-21 Uop Llc Trim bed for adsorption separation zone
US11717784B1 (en) 2020-11-10 2023-08-08 Solid State Separation Holdings, LLC Natural gas adsorptive separation system and method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3430418A (en) * 1967-08-09 1969-03-04 Union Carbide Corp Selective adsorption process
DE1544158B1 (de) * 1964-12-28 1970-10-01 Universal Oil Prod Co Verfahren zum Abtrennen einer gasfoermigen Komponente aus einem Gasgemisch
DE1769936A1 (de) * 1968-08-08 1970-12-17 Union Carbide Corp Selektives Adsorptionsverfahren

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH417534A (de) * 1964-07-01 1966-07-31 Exxon Research Engineering Co Adsorptionsverfahren

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1544158B1 (de) * 1964-12-28 1970-10-01 Universal Oil Prod Co Verfahren zum Abtrennen einer gasfoermigen Komponente aus einem Gasgemisch
US3430418A (en) * 1967-08-09 1969-03-04 Union Carbide Corp Selective adsorption process
DE1769936A1 (de) * 1968-08-08 1970-12-17 Union Carbide Corp Selektives Adsorptionsverfahren

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2702784A1 (de) * 1977-01-24 1978-07-27 Linde Ag Verfahren zum zerlegen eines gasgemisches
EP0023679A1 (de) * 1979-07-28 1981-02-11 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur adsorptiven Reinigung oder Zerlegung von Gasgemischen

Also Published As

Publication number Publication date
IL38038A0 (en) 1971-12-29
BE774771A (fr) 1972-05-02
JPS5140549B1 (de) 1976-11-04
SE401326B (sv) 1978-05-02
SE7712115L (sv) 1977-10-27
CA977292A (en) 1975-11-04
GB1380580A (en) 1975-01-15
US3636679A (en) 1972-01-25
ES396496A1 (es) 1974-05-16
SE422413B (sv) 1982-03-08
NL7114966A (de) 1972-07-06
NL157217B (nl) 1978-07-17
IT954175B (it) 1973-08-30
AT339265B (de) 1977-10-10
IL38038A (en) 1974-07-31
ZA717267B (en) 1972-07-26
ATA1097171A (de) 1977-02-15
AU461288B2 (en) 1975-05-22
AU3516971A (en) 1973-05-03
CH550600A (fr) 1974-06-28
DE2153808C3 (de) 1984-06-20
FR2120679A5 (de) 1972-08-18
DE2153808B2 (de) 1977-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2153808A1 (de) Adiabatisches Verfahren zur Trennung von Gasgemischen bei Überdruck
DE2153807C3 (de) Adiabatisches Verfahren zur Trennung von Gasgemischen durch selektive Adsorption und nachfolgende Desorption mindestens einer Gaskomponente
DE2629450C3 (de) Adiabatisches Druckkreisverfahren zum Trennen von Gasgemischen
DE69514190T2 (de) Verbessertes Druckwechseladsorptionsverfahren
DE2460513C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Zerlegung von Gasgemischen durch adiabatische Ad- und Desorption
DE2604305C2 (de)
DE2214820C3 (de) Verfahren zur Abtrennung von Stickstoff aus Luft
DE69714890T2 (de) Vakuum-Druckwechselverfahren
DE3304227C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Druckwechseladsorption
DE60129685T2 (de) Mehrbettiges druckwechseladsorptionsverfahren
DE2724763C2 (de) Verfahren zum Reinigen und Zerlegen eines Gasgemisches
DE3327091A1 (de) Verfahren zum entfernen von stickstoffgas aus einer mischung aus n(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts) und co oder aus n(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts), co(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts) und co
DE69815031T2 (de) Druckwechseladsorptionsverfahren mit gleichzeitiger Evakuierung des Adsorptions-betts an seinem oberen und an seinem unteren Ende
EP0066868B1 (de) Verfahren zur Trennung von Gasgemischen mittels Druckwechsel-Adsorptionstechnik
DE2840357A1 (de) Adiabatisches adsorptionsverfahren zur gasreinigung oder-trennung
DE3306371A1 (de) Verfahren zur erzeugung eines methanreichen gasgemisches, insbesondere aus grubengas
DE3132758A1 (de) Absorptionsverfahren
DE2303153C2 (de)
DE3007427A1 (de) Druckwechsel-adsorptionsverfahren und einrichtung zum abtrennen einer gasgemischkomponente aus einem mindestens zwei gase und wasserdampf enthaltenden gasgemisch
DE3045978A1 (de) Verfahren zum trennen eines gasgemisches
DE3887986T2 (de) Druckwechseladsorptionsverfahren.
DE2624346A1 (de) Verfahren zur zerlegung von gasen durch adsorption
DE1769936C3 (de) Adiabatisches Verfahren zum Abtrennen von einer oder mehreren Komponenten aus Gasgemischen
DE69507227T2 (de) Verfahren zur herstellung eines gases mittels adsorption
DE69520734T2 (de) Druckwechseladsorptionsverfahren zur gastrennung mit seriell angeordnetem strömungssystem

Legal Events

Date Code Title Description
8281 Inventor (new situation)

Free format text: BATTA, LOUIS BELA, GRAND ISLAND, N.Y., US

AG Has addition no.

Ref country code: DE

Ref document number: 2303153

Format of ref document f/p: P

C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
AG Has addition no.

Ref country code: DE

Ref document number: 2303153

Format of ref document f/p: P