[发明专利]利用冷冻的低温变压吸附

权利要求书

1.一个从进料气体混合物中分离比较容易吸附组分和不易吸附组分的变压吸附系统，它包括：

(a)至少一个容纳有平衡型吸附剂材料的吸附床的吸附容器，吸附材料能选择性地吸附所述进料混合物中的较易吸附组分，对所述较易吸附组分仅是中等强度的吸附剂，含水率低于每千克25克水，所述吸附剂材料的床不需提供外部制冷装置。

(b)把进料气体混合物传送到吸附容器的进料端和除去从吸附剂材料床上解吸的更易吸附组分的管道；

(c)从容器相对一端收回不易吸附组分的管道；

(d)在邻近所述管道的吸附容器的进料端和相对一端安装的分布器装置，所述吸附剂床安装在所述分布器装置之间；

(e)所述吸附容器内的交流换热区，它安装在吸附床和分布器装置之间，该分布器装置安装在所述吸附容器的进料端。所述交流换热区包括有导热单元，用来贮存床中进行的吸附/解吸过程中解吸部分时向后流动流体中的冷冻量；

(f)吸附容器壁上的保温装置，所述保温装置是用来防止在吸附/解吸循环过程中产生的大量的自冷冻的损失，这种损失是由于穿过吸附壁从吸附容器外界引入热量到吸附剂床或容器内交流换热区引起的，通过结合交流换热区和吸附容器的保温作用能保持内部产生的自冷冻在容器内，因此，在吸附/解吸循环操作内能降低吸附床的平均温度，而不需从外部提供制冷。

2.根据权利要求1的系统，其特征在于所述的吸附剂材料包括Na-X沸石材料，其二氧化硅/氧化铝比率从2.0到2.6。

3.根据权利要求2的系统，其特征在于所述的二氧化硅/氧化铝的比率小于2.4。

4.根据权利要求1的系统，其特征在于所述的吸附剂材料的床包括5A型沸石。

5.根据权利要求1的系统，其特征在于所述的吸附剂材料的床包括4A型沸石。

6.根据权利要求1的系统，其特征在于所述的交流换热区包括金属颗粒。

7.根据权利要求1的系统，其特征在于所述的交流换热区包括导热系数范围在1676619到33534J/K/m/m²/hr的颗粒。

8.根据权利要求7的系统，其特征在于所述的导热系数是10059971到1005998J/K/m/m²/hr。

9.根据权利要求1的系统，其特征在于所述的含水率小于每千克10克水。

10.根据权利要求1的系统，其特征在于所述的系统包括两个或更多的含有所述吸附剂床的吸附容器，所述管道装置用来引入进料气体混合物和从系统中除去较易吸附组分，以及所述的管道装置用来从系统中回收不易吸附组分，这使得吸附/解吸的变压吸附过程能在每一个床中循环进行。

11.根据权利要求1的系统，其特征在于在吸附容器的进料端分布器装置填充有颗粒以显著减小其中的空隙体积。

12.根据权利要求11的系统，其特征在于所述颗粒包括导热颗粒。

13.根据权利要求1的系统，其特征在于在所述吸附容器内，包括一个安装在所述交流换热区和吸附剂材料床之间的干燥区，所述的干燥区包括有能除去进料气混合物中的水蒸汽、二氧化碳和重烃的干燥剂材料，所述干燥区的邻近所述吸附剂材料床的部分作为第二交流换热区。

14.根据权利要求13的系统，其特征在于所述吸附床包括Na-X沸石材料，它的二氧化硅/氧化铝比率从2.0到2.6。

15.根据权利要求14的系统，其特征在于所述二氧化硅/氧化铝比率小于2.4。

16.根据权利要求13的系统，其特征在于所述吸附剂材料床包括5A型沸石。

17.根据权利要求13的系统，其特征在于所述吸附剂材料床包括4A型沸石。

18.根据权利要求13的系统，其特征在于所述交流换热区包括金属颗粒。

19.根据权利要求13的系统，其特征在于所述的交流换热区包括导热系数范围从1676619到33534J/K/m/m²/hr的单元。

20.根据权利要求19的系统，其特征在于所述导热系数为从10059971到1005998J/K/m/m²/hr。