从炼化放空气中分离提纯氢气的方法与流程

本发明涉及涉及废气处理，具体涉及从炼化放空气中分离提纯氢气的方法。
背景技术：
：目前，由于国内炼厂对尾气利用未足够重视，大部分尾气经火炬管网进行燃烧排放，燃烧生成co2、h2o、so2及少量为未燃烧的h2s，主要排放污染物为so2及未燃烧的h2s，一方面造成了一点程度的资源浪费，另一方面造成了环境污染。技术实现要素：本发明要解决目前国内将炼厂尾气直接进行燃烧排放，造成资源浪费和环境污染的技术问题，提供一种从炼化放空气中分离提纯氢气的方法。本发明的从炼化放空气中分离提纯氢气的方法，提供四段变压吸附气体分离装置，采用四段变压吸附工艺，顺序进行如下操作：原料气通过压缩机加压后进入第一段变压吸附(psa-1)气体分离装置，进行第一段变压吸附工艺，首先进入第一段气水分离器除去液态水，然后进入第一段脱硫塔将原料气中的硫化氢含量降低至＜20ppm，然后自第一段吸附塔底部进入第一段处于吸附状态的吸附塔内，在吸附床层三氧化二铝、硅胶、特炭kya0232的依次选择性吸附下，原料气中的易被吸附组分即部分甲烷、氮气、一氧化碳和大部分c2、c2+组份被吸附下来，解析后得到的高热值的燃料气送往界外，未被吸附的含大量氮气、氢气和少量甲烷、一氧化碳、二氧化碳、c2、c2+组份的第一段中间混合气从处于吸附状态的吸附塔顶部流出，进入第二段变压吸附(psa-1)气体分离装置；进入第二段变压吸附(psa-2)气体分离装置的第一段中间混合气自第二段吸附塔底部进入第二段处于吸附状态的吸附塔内，进行第二段变压吸附工艺，在吸附床层活性炭、分子筛的依次选择吸附下，第一段中间混合气中的易被吸附组分即氮气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、c2、c2+组份被吸附，解析后返回到原料气回收利用，未被吸附的含大量氮气、氢气和少量甲烷、一氧化碳的第二段中间混合气从处于吸附状态的吸附塔顶部流出，进入第三段变压吸附(psa-3)气体分离装置；进入第三段变压吸附(psa-3)气体分离装置的第二段中间混合气自第三段吸附塔底部进入第三段处于吸附状态的吸附塔内，进行第三段变压吸附工艺，在吸附床层活性炭、分子筛的依次选择吸附下，第二段中间混合气中的易被吸附组分即氮气、甲烷、一氧化碳被吸附下来，解析后作为作为放空气送出界区，未被吸附的含大量氢气和少量氮气的第三段中间混合气从处于吸附状态的吸附塔顶部流出，进入第四段变压吸附(psa-4)气体分离装置；进入第四段变压吸附(psa-4)气体分离装置的第三段中间混合气自第四段吸附塔底部进入第四段处于吸附状态的吸附塔内，进行第四段变压吸附工艺，在吸附床层特炭kya0232、分子筛的依次选择吸附下，第三段中间混合气中的易被吸附组分氮气被吸附下来，解析后返回到原料气回收利用，未被吸附的氢气从处于吸附状态的吸附塔顶部流出，作为纯度合格的产品送出界区。本发明的从炼化放空气中分离提纯氢气的方法，采用四段变压吸附气体分离流程从炼化放空气中分离提纯出高热值的燃料气和氢气，使炼化放空气得到充分利用，不但取得重大经济效益，而且减少了炼化放空气对环境的污染，取得极大的社会效益。其中，第一段变压吸附工艺为6座吸附塔2座吸附塔吸附流程，进入吸附状态的2座吸附塔底部的原料气按照排定的时间顺序先后进入吸附塔内。其中，第一段处于吸附状态的吸附塔的再生过程的顺序为：顺向放压(pp)→隔离(is)→一均降(e1d)→二均降(e2d)→逆放一(d1)→逆放二(d2)→抽空(v)→抽空冲洗(vp)→压力均衡升2(e2r)→压力均衡升1(e1r)→最终升压(fr)。其中，第二段变压吸附工艺为6座吸附塔2座吸附塔吸附流程，进入吸附状态的2座吸附塔底部的原料气按照排定的时间顺序先后进入吸附塔内。其中，第二段处于吸附状态的吸附塔的再生过程的顺序为：隔离(is)→一均降(e1d)→二均降(e2d)→逆放一(d1)→逆放二(d2)→抽空(v)→抽空冲洗(vp)→二均升(e2r)→一均升(e1r)→终升(fr)。其中，第三段变压吸附工艺为6座吸附塔2座吸附塔吸附流程，进入吸附状态的2座吸附塔底部的原料气按照排定的时间顺序先后进入吸附塔内。其中，第三段处于吸附状态的吸附塔的再生过程的顺序为：隔离(is)→一均降(e1d)→二均降(e2d)→逆放(d)→抽空(v)→抽空冲洗(vp)→二均升(e2r)→一均升(e1r)→终升(fr)。其中，第四段变压吸附工艺为5座吸附塔2座吸附塔吸附流程，进入吸附状态的2座吸附塔底部的原料气按照排定的时间顺序先后进入吸附塔内。其中，第四段处于吸附状态的吸附塔的再生过程的顺序为：隔离(is)→一均降(e1d)→二均降(e2d)→逆放一(d1)→逆放二(d2)→抽空(v)→抽空冲洗(vp)→二均升(e2r)→一均升(e1r)→终升(fr)。附图说明图1是本发明的从炼化放空气中分离提纯氢气的四段变压吸附气体分离装置工艺流程示意图，图1上部分的管线a、b和c分别与图1下部分的管线a、b和c连通。具体实施方式下面参照附图对本发明的从炼化放空气中分离提纯氢气的方法的具体实施方式进行详细描述，本发明的从炼化放空气中分离提纯氢气的方法的特征和优点将变得更加明显。原料气为回收的炼化放空气：组份h2ch4c2c3c4c5+n2coco2∑含量(v％)30.761.643.5310.031.880.4744.164.950.96100原料气含硫化氢为12000ppm，经脱硫后小于20ppm。压力：约0.05mpa。温度：≤40℃。参见附图1，本发明的从炼化放空气中分离提纯氢气的方法，采用四段变压吸附(psa)气体分离装置，即：第一段变压吸附(psa-1)气体分离装置100、第二段变压吸附(psa-2)气体分离装置200、第三段变压吸附(psa-3)气体分离装置300和第四段变压吸附(psa-4)气体分离装置400。本发明的从炼化放空气中分离提纯氢气的方法，为四段变压吸附(psa)工艺：第一段变压吸附(psa-1)工艺用于吸附原料气中的易被吸附组分即部分甲烷、氮气、一氧化碳和大部分c2、c2+组份，解析后得到的高热值的燃料气送往界外，未被吸附的含大量氮气、氢气和少量甲烷、一氧化碳、二氧化碳、c2、c2+组份的第一段中间混合气进入第二段变压吸附(psa-2)工艺。第二段变压吸附(psa-2)工艺用于吸附第一段中间混合气中的易被吸附组分即氮气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、c2、c2+组份，解析后返回到原料气回收利用，未被吸附的含大量氮气、氢气和少量甲烷、一氧化碳的第二段中间混合气进入第三段变压吸附(psa-3)工艺。第三段变压吸附(psa-3)工艺用于吸附第二段中间混合气中的易被吸附组分即氮气、甲烷、一氧化碳，解析后作为作为放空气送出界区，未被吸附的含大量氢气和少量氮气的第三段中间混合气进入第四段变压吸附(psa-4)工艺。第四段变压吸附(psa-4)工艺用于吸附第三段中间混合气中的易被吸附组分氮气，解析后返回到原料气回收利用，未被吸附的氢气为纯度合格的产品送出界区。(一)第一段变压吸附(psa-1)气体分离装置100和第一段变压吸附(psa-1)工艺：第一段变压吸附(psa-1)气体分离装置100包括1台第一段气水分离器101、2台脱硫塔100a/b、6座第一段吸附塔101a～f、1台第一段均压罐102、第一段真空泵2组(a、b和c为一组，d、e和f为一组)、1台第一段换热器104、1台第一段高压缓冲罐103a、1台第一段低压缓冲罐103b、1台压缩机105、阀门和管线等设备。第一段变压吸附(psa-1)工艺用于吸附原料气中的易被吸附组分即部分甲烷、氮气、一氧化碳和大部分c2、c2+组份，解析后得到的高热值的燃料气送往界外，未被吸附的含大量氮气、氢气和少量甲烷、一氧化碳、二氧化碳、c2、c2+组份的第一段中间混合气进入第二段变压吸附(psa-2)工艺。压力约为0.05mpa、温度≤40℃的原料气通过压缩机105加压至0.65mpa后进入第一段变压吸附(psa-1)气体分离装置100，首先进入第一段气水分离器101除去液态水，然后进入第一段脱硫塔100a/b将原料气中的硫化氢含量降低至＜20ppm，然后自第一段吸附塔101a～f底部进入第一段处于吸附状态的吸附塔内。第一段变压吸附(psa-1)气体分离装置100为6座吸附塔2座吸附塔吸附流程，每座吸附塔依次经历：1.吸附(a)→2.顺向放压(pp)→3.隔离(is)→4.一均降(e1d)→5.二均降(e2d)→6.逆放一(d1)→7.逆放二(d2)→8.抽空(v)→9.抽空冲洗(vp)→10.压力均衡升2(e2r)→11.压力均衡升1(e1r)→12.最终升压(fr)。1、吸附(a)：原料气从第一段变压吸附(psa-1)气体分离装置100的进入吸附状态的2座吸附塔底部按照排定的时间顺序进入吸附塔内，进入吸附状态的2座吸附塔的每座吸附塔都要经历吸附步骤，在吸附床层三氧化二铝、硅胶、特炭kya0232的依次选择性吸附下，原料气中的易被吸附组分即部分甲烷、氮气、一氧化碳和大部分c2、c2+组份被吸附下来，未被吸附的含大量氮气、氢气和少量甲烷、一氧化碳、二氧化碳、c2、c2+组份的第一段中间混合气从处于吸附状态的吸附塔顶部流出，进入第二段变压吸附(psa-2)气体分离装置200。吸附步骤进行到吸附前沿到达吸附床层出口预留段初始位置时，便关掉处于吸附步骤的吸附塔塔底进料程控阀和塔顶出口程控阀停止吸附，使吸附塔塔顶出口端附近还保留一段未被利用的吸附剂，供均压降时吸附前沿向前推进之用。2.顺放(pp)：在吸附(a)步骤结束后，顺着吸附方向将吸附塔内较高压力未被吸附的含大量氮气、氢气和少量甲烷、一氧化碳、二氧化碳、c2、c2+组份的第一段中间混合气放回原料气，回收利用。3.隔离(is)：在关掉处于吸附(a)步骤的吸附塔塔底进料程控阀和塔顶出口程控阀停止吸附的状态下，保持一定时间。吸附床层开始转入再生过程：4、一均降(e1d)：在隔离(is)步骤结束后，顺着吸附方向将吸附塔内较高压力未被吸附的含大量氮气、氢气和少量甲烷、一氧化碳、二氧化碳、c2、c2+组份的第一段中间混合气放入一个已经完成解析而处于压力较低的一均升(e1r)步骤的吸附塔，这需要先使两吸附塔的出口均压程控阀相连通，一均降(e1d)步骤均压结束时两吸附塔的压力基本相等，都处于较高的中间压力。在一均降(e1d)步骤中吸附前沿向前推进，进一步吸附塔内易被吸附组分即部分甲烷、氮气、一氧化碳和大部分c2、c2+组份。5、二均降(e2d)：在一均降(e1d)步骤结束后，关闭完成一均升(e1r)步骤吸附塔的出口均压程控阀，打开第一段均压罐102的进口程控阀，将吸附塔和第一段均压罐102相连通，使吸附塔内有较高的中间压力未被吸附的含大量氮气、氢气和少量甲烷、一氧化碳、二氧化碳、c2、c2+组份的第一段中间混合气顺着吸附方向放入压力为微正压的第一段均压罐102，二均降(e2d)步骤均压结束时吸附塔与第一段均压罐102压力基本相等，都处于较低的中间压力。在二均降(e2d)步骤中吸附前沿再次向前推进，进一步的将吸附塔内易被吸附组分即部分甲烷、氮气、一氧化碳和大部分c2、c2+组份吸附。6、逆放一(d1)：完成二均降(e2d)步骤的吸附塔，关闭吸附塔出口端均压程控阀，打开进口端逆放程控阀，使吸附塔内的未被吸附的含大量氮气、氢气和少量甲烷、一氧化碳、二氧化碳、c2、c2+组份的第一段中间混合气以与进料相反的方向排出到第一段高压缓冲罐103b，吸附塔内的压力由较低的中间压力降至20kpa左右。7、逆放二(d2)：完成逆放一(d1)步骤的吸附塔，关闭第一段高压缓冲罐103b的进口程控阀，打开第一段低压缓冲罐103a的进口程控阀，使吸附塔内的未被吸附的含大量氮气、氢气和少量甲烷、一氧化碳、二氧化碳、c2、c2+组份的第一段中间混合气以与进料相反的方向排出到第一段低压缓冲罐103a，吸附塔内的压力由20kpa降至常压。8、抽空(v)：完成逆放二(d2)步骤的吸附塔，关闭逆放程控阀，通过切换抽空公共程控阀，使用2组真空泵对吸附塔进行抽空达-90kpa，让易被吸附组分即部分甲烷、氮气、一氧化碳和大部分c2、c2+组份从吸附剂中解析出来，进入第一段换热器104，降至常温后进入第一段低压缓冲罐103a。9、抽空冲洗(vp)：在抽空(v)步骤进行到末尾，从预升压气管道引入少量气体从处于抽空(v)步骤的吸附塔顶部进入，自上而下对吸附塔进行边抽空边冲洗，以加强易被吸附组分即部分甲烷、氮气、一氧化碳和大部分c2、c2+组份从吸附剂中彻底解析出来的效果。10、二均升(e2r)：完成抽空冲洗(vp)步骤的吸附塔，打开处于二均升(e2r)步骤的吸附塔出口均压程控阀和第一段均压罐102的进口程控阀，将吸附塔和第一段均压罐102连通，使第一段均压罐102内的气体逆吸附方向进入吸附塔，二均升(e2r)步骤均压结束时吸附塔与第一段均压罐102压力基本相等，都处于较低的中间压力。11、一均升(e1r)：完成二均升(e2r)步骤的吸附塔，关闭第一段均压罐102的进口程控阀，打开正在进行一均压降(e1d)步骤的吸附塔的出口均压程控阀，将两吸附塔相连通，使正在进行一均压降(e1d)的吸附塔的气体进入到正在进行一均升(e1r)的吸附塔，一均升(e1r)步骤均压结束时两吸附塔压力基本相等，都处于较高的中间压力。12、终升(fr)：完成一均升(e1r)步骤的吸附塔，用处于吸附状态的吸附塔的出口气逆向充压至吸附压力。通过逆向充压可以将吸附前沿推向床层进料端，并将其浓度前沿尽量压平，对下一步吸附操作有利。吸附塔在终升(fr)步骤结束后完成一个循环操作，并准备好进行下一循环的吸附操作。进入第一段低压缓冲罐103a的易被吸附组分即部分甲烷、氮气、一氧化碳和大部分c2、c2+组份作为燃料气送往界外。整个操作过程在入塔原料气温度下进行。第一段变压吸附(psa-1)工艺过程、时间单元表(表1)第一段变压吸附(psa-1)工艺过程、时间单元表(表1)第一段变压吸附(psa-1)工艺过程、时间单元表(表1)第一段变压吸附(psa-4)工艺过程、时间单元表(表1)第一段变压吸附(psa-1)工艺过程、时间单元表(表1)第一段变压吸附(psa-1)工艺过程、时间单元表(表1)第一段变压吸附(psa-1)工艺过程、时间和压力表(表2)(二)第二段变压吸附(psa-2)气体分离装置200和第二段变压吸附(psa-2)工艺：第二段变压吸附(psa-2)气体分离装置200包括6座第二段吸附塔201a～201f、1台第二段均压罐201、2组第二段真空泵(a和b为一组，c为一组)、1台第二段换热器204、1台第二段高压缓冲罐202a、1台第二段低压缓冲罐202b、阀门和管线等设备。第二段变压吸附(psa-2)工艺用于吸附第一段中间混合气中的易被吸附组分即氮气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、c2、c2+组份，解析后作为回收气返回原料气，未被吸附的含大量氮气、氢气和少量甲烷、一氧化碳的第二段中间混合气进入第三段变压吸附(psa-3)工艺。第二段变压吸附(psa-2)气体分离装置200为6座吸附塔2座吸附塔吸附流程，每座吸附塔依次经历：1.吸附(a)→2.隔离(is)→3.一均降(e1d)→4.二均降(e2d)→5.逆放一(d1)→6.逆放二(d2)→7.抽空(v)→8.抽空冲洗(vp)→9.二均升(e2r)→10.一均升(e1r)→11.终升(fr)。1、吸附(a)：来自第一段变压吸附(psa-1)气体分离装置100的未被吸附的含大量氮气、氢气和少量甲烷、一氧化碳、二氧化碳、c2、c2+组份的第一段中间混合气，从第二段变压吸附装置200进入吸附状态的2座吸附塔底部按照排定的时间顺序进入吸附塔内，进入吸附状态的2座吸附塔的每座吸附塔都要经历吸附步骤，在吸附床层活性炭、分子筛的依次选择吸附下，第一段中间混合气中的易被吸附组分即氮气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、c2、c2+组份被吸附，未被吸附的含大量氮气、氢气和少量甲烷、一氧化碳的第二段中间混合气从处于吸附状态的吸附塔顶部流出，进入第三段变压吸附(psa-3)气体分离装置300。吸附步骤进行到吸附前沿到达吸附床层出口预留段初始位置时，便关掉吸附塔塔底进料程控阀和塔顶出口程控阀停止吸附，使吸附塔塔顶出口端附近还保留一段未被利用的吸附剂，供均压降时吸附前沿向前推进之用。2.隔离(is)：在关掉处于吸附(a)步骤的吸附塔塔底进料程控阀和塔顶出口程控阀停止吸附的状态下，保持一定时间。吸附床层开始转入再生过程：3、一均降(e1d)：在隔离(is)步骤结束后，顺着吸附方向将吸附塔内较高压力未被吸附的含大量氮气、氢气和少量甲烷、一氧化碳的第二段中间混合气放入一个已经完成解析而处于压力较低的一均升(e1r)步骤的吸附塔，这需要先使两吸附塔的出口均压程控阀相连通，一均降(e1d)步骤均压结束时两吸附塔的压力基本相等，都处于较高的中间压力。在一均降(e1d)步骤中吸附前沿向前推进，进一步吸附塔内易被吸附组分即氮气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、c2、c2+组份。4、二均降(e2d)：在一均降(e1d)步骤结束后，关闭完成一均升(e1r)步骤吸附塔的出口均压程控阀，打开第二段均压罐201的进口程控阀，将吸附塔和第二段均压罐201相连通，使吸附塔内有较高中间压力的未被吸附的含大量氮气、氢气和少量甲烷、一氧化碳的第二段中间混合气顺着吸附方向进入压力为微正压的第二段均压罐201，二均降(e2d)步骤均压结束时吸附塔与第二段均压罐201压力基本相等，都处于较低的中间压力。在二均降(e2d)步骤中吸附前沿再次向前推进，更进一步的将吸附塔内易被吸附组分即氮气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、c2、c2+组份吸附。5、逆放一(d1)：完成二均降(e2d)步骤的吸附塔，关闭吸附塔出口端均压程控阀，打开进口端逆放程控阀，使吸附塔内的未被吸附的含大量氮气、氢气和少量甲烷、一氧化碳的第二段中间混合气以与进料相反的方向排出到第二段高压缓冲罐202a，吸附塔内的压力由较低的中间压力降至20kpa左右。6、逆放二(d2)：完成逆放一(d1)步骤的吸附塔，关闭第二段高压缓冲罐202a的进口程控阀，打开第二段低压缓冲罐202b的进口程控阀，使吸附塔内的未被吸附的含大量氮气、氢气和少量甲烷、一氧化碳的第二段中间混合气以与进料相反的方向排出到第二段低压缓冲罐202b，吸附塔内的压力由20kpa降至10kpa。7、抽空(v)：完成逆放二(d2)步骤的吸附塔，关闭进口端逆放程控阀，打开抽空程控阀，使用2组真空泵对吸附塔进行抽空达-90kpa，让易被吸附组分即氮气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、c2、c2+组份从吸附剂中解析出来，进入第二段换热器204，降至常温后进入第二段低压缓冲罐202b。8、抽空冲洗(vp)：在抽空(v)步骤进行到末尾，从预升压气管道引入少量气体从处于抽空(v)步骤的吸附塔顶部进入，自上而下对吸附塔进行边抽空边冲洗，以加强易被吸附组分即氮气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、c2、c2+组份从吸附剂中彻底解析出来的效果。9、二均升(e2r)：完成抽空冲洗(vp)步骤的吸附塔，打开处于二均升(e2r)步骤的吸附塔出口均压程控阀和第二段均压罐201的进口程控阀，将吸附塔和第二段均压罐201连通，使第二段均压罐201内的气体逆吸附方向进入吸附塔，二均升(e2r)步骤均压结束时吸附塔与第二段均压罐201压力基本相等，都处于较低的中间压力。10、一均升(e1r)：完成二均升(e2r)步骤的吸附塔，关闭第二段均压罐201的进口程控阀，打开正在进行一均压降(e1d)步骤的吸附塔的均压程控阀，将两吸附塔相连通，使正在进行一均压降(e1d)的吸附塔的气体进入到正在进行一均升(e1r)的吸附塔，一均升(e1r)步骤均压结束时两吸附塔压力基本相等，都处于较高的中间压力。11、终升(fr)：完成一均升(e1r)步骤的吸附塔，用处于吸附状态的吸附塔的出口气逆向充压至吸附压力。通过逆向充压可以将吸附前沿推向床层进料端，并将其浓度前沿尽量压平，对下一步吸附操作有利。吸附塔在终升(fr)步骤结束后完成一个循环操作，并准备好进行下一循环的吸附操作。进入第二段低压缓冲罐202b的易被吸附组分即氮气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、c2、c2+组份返回原料气回收利用。整个操作过程在入塔原料气温度下进行。第二段变压吸附(psa-2)工艺过程、时间单元表(表3)第二段变压吸附(psa-2)工艺过程、时间单元表(表3)第二段变压吸附(psa-2)工艺过程、时间单元表(表3)第二段变压吸附(psa-2)工艺过程、时间单元表(表3)第二段变压吸附(psa-2)工艺过程、时间单元表(表3)第二段变压吸附(psa-2)工艺过程、时间单元表(表3)第二段变压吸附(psa-2)工艺过程、时间和压力表(表4)(三)第三段变压吸附(psa-3)气体分离装置300和第三段变压吸附(psa-3)工艺：第三段变压吸附(psa-3)气体分离装置300包括6座第三段吸附塔301a～301f、1台第三段均压罐301、2组第一段真空泵(a、b和c为一组，d、e和f为一组)、阀门和管线等设备。第三段变压吸附(psa-3)工艺用于吸附第二段中间混合气中的易被吸附组分即氮气、甲烷、一氧化碳，解析后作为放空气送出界区，未被吸附的含大量氢气和少量氮气的第三段中间混合气进入第四段变压吸附(psa-4)工艺。第三段变压吸附(psa-3)气体分离装置300为6座吸附塔2座吸附塔吸附流程，每座吸附塔依次经历：1.吸附(a)→2.隔离(is)→3.一均降(e1d)→4.二均降(e2d)→5.逆放(d)→6.抽空(v)→7.抽空冲洗(vp)→8.二均升(e2r)→9.一均升(e1r)→10.终升(fr)。1、吸附(a)：来自第二段变压吸附(psa-2)气体分离装置200的未被吸附的含大量氮气、氢气和少量甲烷、一氧化碳的第二段中间混合气，从第三段变压吸附(psa-3)气体分离装置300的进入吸附状态的2座吸附塔底部按照排定的时间顺序进入吸附塔内，进入吸附状态的2座吸附塔的每座吸附塔都要经历吸附步骤，在吸附床层活性炭、分子筛的依次选择吸附下，第二段中间混合气中的易被吸附组分即氮气、甲烷、一氧化碳被吸附下来，未被吸附的含大量氢气和少量氮气的第三段中间混合气从处于吸附状态的吸附塔顶部流出，进入第四段变压吸附(psa-4)气体分离装置400。吸附步骤进行到吸附前沿到达吸附床层出口预留段初始位置时，便关掉处于吸附(a)步骤的吸附塔塔底进料程控阀和塔顶出口程控阀停止吸附，使吸附塔塔顶出口端附近还保留一段未被利用的吸附剂，供均压降时吸附前沿向前推进之用。2.隔离(is)：在关掉处于吸附(a)步骤的吸附塔塔底进料程控阀和塔顶出口程控阀停止吸附的状态下，保持一定时间。吸附床层开始转入再生过程：3、一均降(e1d)：在隔离(is)步骤结束后，顺着吸附方向将吸附塔内较高压力未被吸附的氢气和氮气放入一个已经完成解析而处于压力较低的一均升(e1r)步骤的吸附塔，这需要先使两吸附塔的出口均压程控阀相连通，一均降(e1d)步骤均压结束时两吸附塔的压力基本相等，都处于较高的中间压力。在一均降(e1d)步骤中吸附前沿向前推进，进一步吸附塔内的易被吸附组分即氮气、甲烷、一氧化碳。4、二均降(e2d)：在一均降(e1d)步骤结束后，关闭完成一均升(e1r)步骤吸附塔的出口均压程控阀，打开第三段均压罐301的进口程控阀，将吸附塔和第三段均压罐301相连通，使塔内较高的中间压力未被吸附的氢气和氮气顺着吸附方向放入压力为微正压的第三段均压罐301，二均降(e2d)步骤均压结束时吸附塔与第三段均压罐301压力基本相等，都处于较低的中间压力。在二均降(e2d)步骤中吸附前沿再次向前推进，更彻底的将吸附塔内易被吸附组分即氮气、甲烷、一氧化碳吸附。5、逆放(d)：完成二均降(e2d)步骤的吸附塔，关闭吸附塔出口端均压程控阀，打开进口端逆放程控阀，使吸附塔内的气体以与进料相反的方向排出到界外放空。6、抽空(v)：完成逆放(d)步骤的吸附塔，关闭进口端逆放程控阀，打开预抽空程控阀，使用2组真空泵对吸附塔进行抽空达-90kpa，让易被吸附组分即氮气、甲烷、一氧化碳从吸附剂中解析出来，排出到界外放空。7、抽空冲洗(vp)：在抽空(v)步骤进行到末尾，从预升压气管道引入少量气体从处于抽空(v)步骤的吸附塔顶部进入，自上而下对吸附塔进行边抽空边冲洗，以加强易被吸附组分即氮气、甲烷、一氧化碳从吸附剂中彻底解析出来的效果。8、二均升(e2r)：完成抽空(v)步骤，吸附塔已经完成再生，但处于较高负压的吸附塔必须充压到吸附压力才能进行下一步的吸附操作，打开吸附塔出口均压程控阀和第三段均压罐301的进口程控阀，将吸附塔和第三段均压罐301连通，使第三段均压罐301内的气体逆吸附方向进入吸附塔，二均升(e2r)步骤均压结束时吸附塔与第三段均压罐301压力基本相等，都处于较低的中间压力。9、一均升(e1r)：完成二均升(e2r)步骤的吸附塔，关闭第三段均压罐301的进口程控阀，打开正在进行一均压降(e1d)步骤的吸附塔的出口均压程控阀，使两吸附塔相连通，使正在进行一均压降(e1d)的吸附塔的气体进入到正在进行一均升(e1r)的吸附塔，一均升(e1r)步骤均压结束时两吸附塔压力基本相等，都处于较高的中间压力。10、终升(fr)：完成一均升(e1r)步骤的吸附塔，用处于吸附状态的吸附塔的出口气逆向充压至吸附压力。通过逆向充压可以将吸附前沿推向床层进料端，并将其浓度前沿尽量压平，对下一步吸附操作有利。吸附塔在终升(fr)步骤结束后完成一个循环操作，并准备好进行下一循环的吸附操作。整个操作过程在入塔原料气温度下进行。第三段变压吸附(psa-3)工艺过程、时间单元表(表5)第三段变压吸附(psa-3)工艺过程、时间单元表(表5)第三段变压吸附(psa-3)工艺过程、时间单元表(表5)第三段变压吸附(psa-4)工艺过程、时间单元表(表5)第三段变压吸附(psa-3)工艺过程、时间单元表(表5)第三段变压吸附(psa-3)工艺过程、时间单元表(表5)第三段变压吸附(psa-3)工艺过程、时间和压力表(表6)(四)第四段变压吸附(psa-4)气体分离装置400和第四段变压吸附(psa-4)工艺：第四段变压吸附(psa-4)气体分离装置400包括5座第四段吸附塔401a～401e、1台第四段均压罐401、1台第四段高压缓冲罐402、2组第一段真空泵(a和b为一组，c为一组)、1台第四段换热器404、阀门和管线等设备。第四段变压吸附(psa-4)工艺用于吸附第三段中间混合气中的易被吸附组分氮气，解析后返回到原料气中回收利用，未被吸附的氢气为纯度合格的产品送出界区。第四段变压吸附(psa-4)气体分离装置400为5座吸附塔2座吸附塔吸附流程，每座吸附塔依次经历：1.吸附(a)→2.隔离(is)→3.一均降(e1d)→4.二均降(e2d)→5.逆放一(d1)→6.逆放二(d2)→7.抽空(v)→8.抽空冲洗(vp)→9.二均升(e2r)→10.一均升(e1r)→11.终升(fr)。1、吸附(a)：来自第三段变压吸附(psa-3)气体分离装置300的未被吸附的含大量氢气和少量氮气的第三段中间混合气，从第四段变压吸附(psa-4)气体分离装置400的进入吸附状态的2座吸附塔底部按照排定的时间顺序进入吸附塔内，进入吸附状态的2座吸附塔的每座吸附塔都要经历吸附步骤，在吸附床层特炭kya0232、分子筛的依次选择吸附下，第三段中间混合气中的易被吸附组分氮气被吸附下来，未被吸附的氢气从处于吸附状态的吸附塔顶部流出，作为纯度合格的产品送出界区。吸附步骤进行到吸附前沿到达吸附床层出口预留段初始位置时，便关掉处于吸附(a)步骤的吸附塔塔底进料程控阀和塔顶出口程控阀停止吸附，使吸附塔塔顶出口端附近还保留一段未被利用的吸附剂，供均压降时吸附前沿向前推进之用。2.隔离(is)：在关掉处于吸附(a)步骤的吸附塔塔底进料程控阀和塔顶出口程控阀停止吸附的状态下，保持一定时间。吸附床层开始转入再生过程：3、一均降(e1d)：在隔离(is)步骤结束后，顺着吸附方向将吸附塔内较高压力未被吸附的氢气放入一个已经完成解析而处于压力较低的一均升(e1r)步骤的吸附塔，这需要先使两吸附塔的出口均压程控阀相连通，一均降(e1d)步骤均压结束时两吸附塔的压力基本相等，都处于较高的中间压力。在一均降(e1d)步骤中吸附前沿向前推进，进一步吸附塔内的易被吸附组分氮气。4、二均降(e2d)：在一均降(e1d)步骤结束后，关闭完成一均升(e1r)步骤吸附塔的出口均压程控阀，打开第四段均压罐401的进口程控阀，将吸附塔和第四段均压罐401相连通，使塔内较高的中间压力未被吸附的氢气顺着吸附方向放入压力为微正压的第四段均压罐401，二均降(e2d)步骤均压结束时吸附塔与第四段均压罐401压力基本相等，都处于较低的中间压力。在二均降(e2d)步骤中吸附前沿再次向前推进，更彻底的将吸附塔内易被吸附组分氮气吸附。5、逆放一(d1)：完成二均降(e2d)步骤的吸附塔，关闭吸附塔出口端均压程控阀，打开进口端逆放程控阀，使吸附塔内的未被吸附的氢气以与进料相反的方向排出到第四段高压缓冲罐402，吸附塔内的压力由较低的中间压力降至60kpa左右。6、逆放二(d2)：完成逆放一(d1)步骤的吸附塔，关闭第四段高压缓冲罐402的进口程控阀，打开第二段低压缓冲罐202b的进口程控阀，使吸附塔内的未被吸附的氢气以与进料相反的方向排出到第二段低压缓冲罐202b，吸附塔内的压力由60kpa降至20kpa。7、抽空(v)：完成逆放二(d2)步骤的吸附塔，关闭进口端逆放程控阀，打开预抽空程控阀，使用2组真空泵对吸附塔进行抽空达-90kpa，让易被吸附组分氮气从吸附剂中解析出来，进入第四段换热器404，降至常温后进入第二段低压缓冲罐202b。8、抽空冲洗(vp)：在抽空(v)步骤进行到末尾，从预升压气管道引入少量气体从处于抽空(v)步骤的吸附塔顶部进入，自上而下对吸附塔进行边抽空边冲洗，以加强被吸附组分氮气从吸附剂中彻底解析出来的效果。9、二均升(e2r)：完成抽空(v)步骤，吸附塔已经完成再生，但处于较高负压的吸附塔必须充压到吸附压力才能进行下一步的吸附操作，打开吸附塔出口均压程控阀和第四段均压罐401的进口程控阀，将吸附塔和第四段均压罐401连通，使第四段均压罐401内的气体逆吸附方向进入吸附塔，二均升(e2r)步骤均压结束时吸附塔与第四段均压罐401压力基本相等，都处于较低的中间压力。10、一均升(e1r)：完成二均升(e2r)步骤的吸附塔，关闭第四段均压罐401的进口程控阀，打开正在进行一均压降(e1d)步骤的吸附塔的出口均压程控阀，使两吸附塔相连通，使正在进行一均压降(e1d)的吸附塔的气体进入到正在进行一均升(e1r)的吸附塔，一均升(e1r)步骤均压结束时两吸附塔压力基本相等，都处于较高的中间压力。11、终升(fr)：完成一均升(e1r)步骤的吸附塔，用处于吸附状态的吸附塔的出口气逆向充压至吸附压力。通过逆向充压可以将吸附前沿推向床层进料端，并将其浓度前沿尽量压平，对下一步吸附操作有利。吸附塔在终升(fr)步骤结束后完成一个循环操作，并准备好进行下一循环的吸附操作。整个操作过程在入塔原料气温度下进行。第四段变压吸附(psa-4)工艺过程、时间单元表(表7)第四段变压吸附(psa-4)工艺过程、时间单元表(表7)第四段变压吸附(psa-4)工艺过程、时间单元表(表7)第四段变压吸附(psa-4)工艺过程、时间单元表(表7)第四段变压吸附(psa-4)工艺过程、时间单元表(表7)第四段变压吸附(psa-4)工艺过程、时间和压力表(表8)根据本发明的实施方式已对本发明进行了说明性而非限制性的描述，但应理解在不脱离由权利要求所限定的相关保护范围的情况下，本领域的技术人员可以做出变更和/或修改。当前第1页12