Un proceso de adsorción por presión oscilante de dos fases mejorado para producir oxígeno enriquecido.
Un método de fabricación de oxígeno enriquecido con adsorción por presión oscilante de dos fases,
en el que oxígeno y nitrógeno se separan a partir de aire; la producción puede ser oxígeno o nitrógeno o ambos; el método adopta el dispositivo de adsorción por presión oscilante de dos fases que funciona en serie, en el que un dispositivo de adsorción por presión oscilante de primera fase se usa para eliminar dióxido de carbono y agua, así como nitrógeno parcial, y se usa para enriquecer nitrógeno, y un dispositivo de adsorción por presión oscilante de segunda fase se usa para adsorber selectivamente el nitrógeno en el gas intermedio que es descargado desde una torre de adsorción en la etapa de adsorción de la primera fase e incrementar la concentración de oxígeno hasta el nivel deseado; la torre de adsorción de la primera fase experimenta secuencialmente las siguientes etapas en un periodo de circulación:
- adsorción A,
- purga P',
- evacuación VC,
- la represurización por igualación a contracorriente del gas de la segunda fase 2ER,
- represurización del gas de purga R',
- represurización final FR;
la torre de adsorción de la segunda fase experimenta secuencialmente las siguientes etapas en un periodo de circulación:
- adsorción A,
- despresurización por igualación a contracorriente BD', y
- represurización final FR,
en el que, durante la etapa de purga P', el gas de salida procedente de la torre de adsorción de la primera fase entra en una torre de adsorción correspondiente de la primera fase para realizar la etapa de represurización del gas de purga R', y en el que, durante la etapa de represurización por igualación a contracorriente del gas de la segunda fase 2ER, el gas de la etapa de despresurización por igualación a contracorriente BD' descargado desde la torre de adsorción de la segunda fase entra en una torre de adsorción correspondiente de la primera fase que ha completado la etapa de evacuación VC.
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/CN2005/000640.
Solicitante: CHENGDU TIANLI CHEMICAL ENGINEERING TECHNOLOGY CO., LTD.
Nacionalidad solicitante: China.
Dirección: NO. 5, YULIN BEILU CHENGDU CITY SICHUAN 610041 CHINA.
Inventor/es: SONG,Yuwen.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- B01D53/047 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL. › B01D SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda B03B, B03D, mesas o cribas neumáticas B03B, por vía seca B07; separación magnética o electrostática de materiales sólidos a partir de materiales sólidos o de fluidos, separación mediante campos eléctricos de alta tensión B03C; aparatos centrifugadores B04B; aparato de vórtice B04C; prensas en sí para exprimir los líquidos de las sustancias que los contienen B30B 9/02). › B01D 53/00 Separación de gases o de vapores; Recuperación de vapores de disolventes volátiles en los gases; Depuración química o biólogica de gases residuales, p. ej. gases de escape de los motores de combustión, humos, vapores, gases de combustión o aerosoles (recuperación de disolventes volátiles por condensación B01D 5/00; sublimación B01D 7/00; colectores refrigerados, deflectores refrigerados B01D 8/00; separación de gases difícilmente condensables o del aire por licuefacción F25J 3/00). › Adsorción con presión oscilante.
- C01B13/02 QUIMICA; METALURGIA. › C01 QUIMICA INORGANICA. › C01B ELEMENTOS NO METALICOS; SUS COMPUESTOS (procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la preparación de elementos o de compuestos inorgánicos excepto anhídrido carbónico C12P 3/00; producción de elementos no metálicos o de compuestos inorgánicos por electrólisis o electroforesis C25B). › C01B 13/00 Oxígeno; Ozono; Oxidos o hidróxidos en general. › Preparación del oxígeno (por licuefacción F25J).
- C01B21/04 C01B […] › C01B 21/00 Nitrógeno; Sus compuestos. › Purificación o separación del nitrógeno (por licuefacción F25J).
PDF original: ES-2519443_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Un proceso de adsorción por presión oscilante de dos fases mejorado para producir oxigeno enriquecido.
CAMPO TECNICO
La presente invención se refiere a un método de producción del oxigeno enriquecido a partir de aire mediante el uso de una técnica de adsorción por presión oscilante de dos fases, particularmente se refiere a un método mejorado de fabricación de oxígeno enriquecido con adsorción por presión oscilante de dos fases.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
La presente invención pretende mejorar la técnica patentada de producción de oxígeno enriquecido a partir de aire mediante el uso de adsorción por presión oscilante de dos fases (CN1386565A), y producir el nitrógeno enriquecido, para incrementar la recuperación de nitrógeno y oxígeno, asi como reducir adicionalmente la inversión y el consumo de electricidad de todo el dispositivo de fabricación de oxigeno al mismo tiempo.
El documento US 5.395.427 describe un proceso de adsorción por presión oscilante de dos fases que utiliza un adsorbente selectivo para oxígeno para producir oxígeno de alta pureza a través de una corriente de aire de alimentación.
El documento US 4.539.19 describe un sistema de control para fraccionamiento del aire por adsorción selectiva. RESUMEN DE LA INVENCIÓN
El objetivo de la presente invención es suministrar un método mejorado de fabricación de oxígeno enriquecido con adsorción por presión oscilante de dos fases. Este método puede superar los problemas técnicos de la técnica anterior mencionada anteriormente. En comparación con la técnica anterior, este método puede reducir la inversión y el consumo de electricidad en gran medida e incrementar la recuperación de oxigeno de todo el dispositivo.
El objetivo de la presente Invención se lleva a cabo de esta manera:
La presente Invención adopta la técnica de adsorción por presión oscilante de dos fases para separar oxígeno y nitrógeno del aire. El producto puede ser oxígeno o nitrógeno o ambos. El método adopta un dispositivo de adsorción por presión oscilante de dos fases que funciona en serie, en el que el dispositivo de adsorción por presión oscilante de primera fase se usa para retirar dióxido de carbono y agua, así como nitrógeno parcial, y enriquecer nitrógeno, y el dispositivo de adsorción por presión oscilante de segunda fase se usa para retirar adlclonalmente el nitrógeno en el gas Intermedio que es descargado desde la torre de adsorción en la etapa de adsorción de la primera fase e Incrementar la concentración de oxígeno hasta el nivel deseado.
La torre de adsorción de la primera fase experimenta secuenclalmente las siguientes etapas en un periodo de circulación: adsorción A, purga P', evacuación VC, la represurlzaclón por Igualación a contracorriente del gas de la segunda fase 2ER, represurización del gas de purga R1 y represurlzaclón final FR. La torre de adsorción de la segunda fase experimenta secuencialmente las siguientes etapas en un periodo de circulación: adsorción A, despresurizaron por Igualación a contracorriente BD1 y represurlzaclón final FR.
La torre de adsorción de la segunda fase añade la etapa de despresurizaron por Igualación en el sentido de la corriente ED después de la etapa de adsorción A, y añade la etapa de represurlzaclón a contracorriente ER después de la etapa de despresurizaron por igualación a contracorriente BD en el ínterin; la mezcla gaseosa de la etapa de represurlzaclón EP procede de la etapa de despresurizaron ED.
La torre de adsorción de la primera fase añade la etapa de despresurizaron por igualación en dos extremos 2ED después de la etapa de adsorción A, y añade la etapa de represurlzaclón por igualación en dos extremos 2ER después de la etapa de represurización por Igualación a contracorriente del gas de la segunda fase 2ER en el ínterin; la mezcla gaseosa de la etapa de represurlzaclón por Igualación en dos extremos 2ER procede de la etapa de despresurizaron por Igualación 2ED.
La torre de adsorción de la primera fase añade la etapa de despresurizaron a contracorriente BD después de la etapa de purga P.
La mezcla gaseosa descargada desde la etapa de despresurizaron por igualación a contracorriente BD en la torre de adsorción de la segunda fase entra en el recipiente de compensación V1 hasta el equilibrio de la presión; en el ínterin, la torre de adsorción de la primera fase está conectada con el recipiente de compensación V1, mientras prosigue la represurlzaclón por igualación a contracorriente del gas de la segunda fase 2ER, hasta el equilibrio de la presión.
La concentración promedio de oxígeno en el gas de salida, que procede de la torre de adsorción en la etapa de adsorción de la primera fase es mayor del 21-8% en volumen significa "al").
La concentración promedio de oxígeno en el gas de salida, que procede de la torre de adsorción en la etapa de adsorción de la primera fase es mayor del 21-25% en volumen.
La presión de la etapa de adsorción A del dispositivo de adsorción por presión oscilante de dos fases es de ,1- ,1 MPa(g).
Los adsorbentes que se cargan en la torre de adsorción de la primera fase son alúmina activada y tamiz molecular desde la parte inferior hacia arriba, y el adsorbente que se carga en la torre de adsorción de la segunda fase es tamiz molecular solamente.
La frecuencia de la etapa de despresurización por igualación a contracorriente ED en la torre de adsorción de la segunda fase y la frecuencia de la etapa de represurización por igualación a contracorriente del gas de la segunda fase 2ER en la torre de adsorción de la primera fase son mayores de o iguales a 1.
La frecuencia de la etapa de despresurización por igualación a contracorriente ED en la torre de adsorción de la segunda fase y la frecuencia de la etapa de represurización por igualación a contracorriente del gas de la segunda fase 2ER en la torre de adsorción de la primera fase son de 3 a 7.
La presente invención se usa para separar oxígeno y nitrógeno a partir de aire. La producción puede ser oxígeno o nitrógeno o ambos. El método adopta el dispositivo de adsorción por presión oscilante de dos fases que funciona en serie, en el que el dispositivo de adsorción por presión oscilante de primera fase se usa para retirar dióxido de carbono y agua, así como nitrógeno parcial y enriquecer nitrógeno, y el dispositivo de adsorción por presión oscilante de segunda fase se usa para eliminar adicionalmente el nitrógeno en un gas intermedio que es descargado desde la torre de adsorción en la etapa de adsorción de la primera fase e incrementar la concentración de oxígeno hasta el nivel deseado; la torre de adsorción de la primera fase experimenta secuencialmente las siguientes etapas en un periodo de circulación: adsorción A, despresurización por igualación en dos extremos 2ED, purga P', despresurización a contracorriente BD, la represurización por igualación a contracorriente del gas de la segunda fase 2ER , represurización por Igualación en dos extremos 2ER, represurización del gas de purga R' y represurización final FR; la torre de adsorción de la segunda fase experimenta secuencialmente las siguientes etapas en un periodo de circulación: adsorción A, despresurización por igualación en el sentido de la corriente ED, despresurización por igualación a contracorriente BD', represurización por Igualación a contracorriente ER y represurización final FR.
La presión de la etapa de adsorción A del dispositivo de adsorción por presión oscilante de dos fases es de ,3 - ,6
MPa (g).
La presente invención se usa para separar oxígeno y nitrógeno a partir de aire. La producción puede ser oxígeno o nitrógeno o ambos. El método adopta el dispositivo de adsorción por presión oscilante de dos fases que funciona en serie, en el que el dispositivo de adsorción por presión oscilante de primera fase se usa para retirar dióxido de carbono y agua, así como nitrógeno parcial, y enriquecer nitrógeno, y el dispositivo de adsorción por presión oscilante de segunda fase se usa para retirar adicionalmente el nitrógeno en el gas intermedio que es descargado desde la torre de adsorción en la etapa de adsorción de la primera fase e incrementar la concentración de oxígeno hasta el nivel deseado; la torre de adsorción de la primera fase experimenta secuencialmente las siguientes etapas en un periodo de circulación: adsorción A, despresurización por igualación en dos extremos 2ED, evacuación VC, la represurización por igualación a contracorriente del gas de la segunda fase 2ER, represurización por igualación en dos extremos 2ER y represurización final FR; la torre de adsorción de la segunda fase experimenta... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Un método de fabricación de oxigeno enriquecido con adsorción por presión oscilante de dos fases, en el que oxígeno y nitrógeno se separan a partir de aire; la producción puede ser oxígeno o nitrógeno o ambos; el método adopta el dispositivo de adsorción por presión oscilante de dos fases que funciona en serie, en el que un dispositivo de adsorción por presión oscilante de primera fase se usa para eliminar dióxido de carbono y agua, asi como nitrógeno parcial, y se usa para enriquecer nitrógeno, y un dispositivo de adsorción por presión oscilante de segunda fase se usa para adsorber selectivamente el nitrógeno en el gas intermedio que es descargado desde una torre de adsorción en la etapa de adsorción de la primera fase e incrementar la concentración de oxigeno hasta el nivel deseado; la torre de adsorción de la primera fase experimenta secuencialmente las siguientes etapas en un periodo de circulación:
- adsorción A,
- purga P',
- evacuación VC,
- la represurización por igualación a contracorriente del gas de la segunda fase 2ER,
- represurización del gas de purga R',
- represurización final FR;
la torre de adsorción de la segunda fase experimenta secuencialmente las siguientes etapas en un periodo de circulación:
- adsorción A,
- despresurización por igualación a contracorriente BD', y
- represurización final FR,
en el que, durante la etapa de purga P, el gas de salida procedente de la torre de adsorción de la primera fase entra en una torre de adsorción correspondiente de la primera fase para realizar la etapa de represurización del gas de purga R, y en el que, durante la etapa de represurización por igualación a contracorriente del gas de la segunda fase 2ER, el gas de la etapa de despresurización por igualación a contracorriente BD descargado desde la torre de adsorción de la segunda fase entra en una torre de adsorción correspondiente de la primera fase que ha completado la etapa de evacuación VC.
2. El método de la reivindicación 1, en el que la torre de adsorción de la segunda fase añade la etapa de despresurización por igualación en el sentido de la corriente ED después de la etapa de adsorción A, y añade la etapa de represurización a contracorriente ER después de la etapa de despresurización por igualación a contracorriente BD en el ínterin; la mezcla gaseosa de la etapa de represurización EP procede de la etapa de despresurización ED.
3. El método de la reivindicación 1 ó 2, en el que la torre de adsorción de la primera fase añade la etapa de despresurización por igualación en dos extremos 2ED después de la etapa de adsorción A, y añade la etapa de represurización por igualación en dos extremos 2ER después de la etapa de represurización por igualación a contracorriente del gas de la segunda fase 2ER en el Interin; la mezcla gaseosa de la etapa de represurización por igualación en dos extremos 2ER procede de la etapa de despresurización por igualación 2ED.
4. El método de la reivindicación 3, en el que la torre de adsorción de la primera fase añade la etapa de despresurización a contracorriente BD después de la etapa de purga P.
5. El método de la reivindicación 1, 2, 3 ó 4, en el que la mezcla gaseosa descargada desde la etapa de despresurización por igualación a contracorriente BD en la torre de adsorción de la segunda fase entra en el recipiente de compensación V hasta el equilibrio de la presión; en el Interin, la torre de adsorción de la primera fase está conectada con el recipiente de compensación V, mientras prosigue la represurización por igualación a
contracorriente del gas de la segunda fase 2ER, hasta el equilibrio de la presión.
6. El método de la reivindicación 1 ó 2, en el que la presión de la etapa de adsorción A del dispositivo de adsorción por presión oscilante de dos fases es de ,1 - ,1 MPa (g).
7. El método de la reivindicación 3, en el que la presión de la etapa de adsorción A del dispositivo de adsorción por presión oscilante de dos fases es de ,1 - ,6 MPa (g).
8. El método de la reivindicación 4, en el que la presión de la etapa de adsorción A del dispositivo de adsorción por presión oscilante de dos fases es de ,1 - ,6 MPa (g).
9. El método de la reivindicación 1 ó 2, en el que los adsorbentes que se cargan en la torre de adsorción de la primera fase son alúmina activada y tamiz molecular desde la parte inferior hacia arriba, y el adsorbente que se carga en la torre de adsorción de la segunda fase es tamiz molecular solamente.
1. El método de la reivindicación 1, 2, 3 ó 4, en el que la frecuencia de la etapa de despresurización por igualación a contracorriente ED en la torre de adsorción de la segunda fase y la frecuencia de la etapa de represurización por igualación a contracorriente del gas de la segunda fase 2ER en la torre de adsorción de la primera fase son superiores o iguales a 1 vez por periodo de circulación.
11. El método de la reivindicación 1, en el que la frecuencia de la etapa de despresurización por igualación a contracorriente ED en la torre de adsorción de la segunda fase y la frecuencia de la etapa de represurización por igualación a contracorriente del gas de la segunda fase 2ER en la torre de adsorción de la primera fase son de 3 a 7 veces por periodo de circulación.
12. Un método de fabricación de oxígeno enriquecido con adsorción por presión oscilante de dos fases, en el que oxígeno y nitrógeno se separan a partir de aire; la producción puede ser oxígeno o nitrógeno o ambos; el método adopta el dispositivo de adsorción por presión oscilante de dos fases que funciona en serie, en el que un dispositivo de adsorción por presión oscilante de primera fase se usa para retirar dióxido de carbono y agua, asi como nitrógeno parcial, y se usa para enriquecer nitrógeno, y un dispositivo de adsorción por presión oscilante de segunda fase se usa para adsorber selectivamente el nitrógeno en el gas intermedio que es descargado desde una torre de adsorción en la etapa de adsorción de la primera fase e incrementar la concentración de oxígeno hasta el nivel deseado; la torre de adsorción de la primera fase experimenta secuencialmente las siguientes etapas en un periodo de circulación:
- adsorción A,
- despresurización por igualación en dos extremos 2ED,
- purga P',
- despresurización a contracorriente BD,
- la represurización por igualación a contracorriente del gas de la segunda fase 2ER,
- represurización por igualación en dos extremos 2ER,
- represurización del gas de purga R',
- represurización final FR;
la torre de adsorción de la segunda fase experimenta secuencialmente las siguientes etapas en un periodo de circulación:
- adsorción A,
- despresurización por igualación en el sentido de la corriente ED,
- despresurización por igualación a contracorriente BD',
- represurización por igualación a contracorriente ER y
- represurización final FR,
en el que, durante la etapa de purga P, el gas de salida procedente de la torre de adsorción de la primera fase entra en una torre de adsorción correspondiente de la primera fase para realizar la etapa de represurización del gas de purga R, y en el que, durante la etapa de represurización por igualación a contracorriente del gas de la segunda fase 2ER, el gas de la etapa de despresurización por igualación a contracorriente BD descargado desde la torre de adsorción de la segunda fase entra en una torre de adsorción correspondiente de la primera fase que ha completado 1 la etapa de evacuación VC.
13. El método de la reivindicación 12, en el que la presión de la etapa de adsorción A del dispositivo de adsorción por presión oscilante de dos fases es de ,3 - ,6 MPa (g).
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